JPH05222230A - Method of coating tube inside surface - Google Patents

Method of coating tube inside surface

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JPH05222230A
JPH05222230A JP5945792A JP5945792A JPH05222230A JP H05222230 A JPH05222230 A JP H05222230A JP 5945792 A JP5945792 A JP 5945792A JP 5945792 A JP5945792 A JP 5945792A JP H05222230 A JPH05222230 A JP H05222230A
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JP
Japan
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tube
gas
plasma
pressure
inner diameter
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Application number
JP5945792A
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Japanese (ja)
Inventor
Kyohei Toikawa
恭平 樋川
Noritake Shimanoe
憲剛 島ノ江
Masao Sakashita
雅雄 坂下
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
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Publication of JPH05222230A publication Critical patent/JPH05222230A/en
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Abstract

PURPOSE:To coat a tube with an organic thin film on its inside surface by setting a tube in which a gas is flowing in a cylindrical reactor, controlling the gas pressures inside and outside the tube and converting an organic compound and a non-polymerizable gas into plasma. CONSTITUTION:A tube 2 is set through the joint 3 to the inside of the cylindrical reactor 1. In the tube 2, pressure difference is made between the both ends of the tube so that the gas flows through the inside. When the organic compound is gaseous, a mixture of the gas and a non-polymerizable gas is introduced into the inside of the tube 2, while the non-polymerizable gas is into the outside of the tube 2. At this time, an electric current is fed from the high-frequency power source 9 through the matching unit 8 to the coil 7, as the pressure on the higher pressure side PH in Torr and the lower side pressure PL in Torr, the pressure outside the tube, and Pout satisfy the conditions represented by the equations I, II and III (R is inner diameter of the reactor; r is inner diameter of the tube; S is total cross section of the tube in mm<2>) through the inlet and outlet of the gas 4, the vacuum evacuator 5 and the gas introducer 6. Thus, the organic compound and the non-polymerizable gas are converted into plasma to coat the inside surface of the tube 2.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はチューブ内径と反応管内
径を考慮してチューブ内部と外部の気体圧力を制御する
ことによって、内径0.01mm〜3mmのガスの流れてい
るチューブ内面を有機薄膜でコーティングする方法に関
するものであり、チューブ内面に新たな機能を付与する
ものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention controls the gas pressure inside and outside the tube in consideration of the inner diameter of the tube and the inner diameter of the reaction tube so that the inner surface of the tube in which a gas having an inner diameter of 0.01 mm to 3 mm is flowing is an organic thin film. The present invention provides a new function to the inner surface of the tube.

【0002】[0002]

【従来の技術】平面形状表面へ有機化合物をプラズマ重
合する有機薄膜コーティング技術は、非重合性ガスのプ
ラズマによる表面改質と共にプラズマを利用して新しい
機能を表面に付与する手段として広く知られている。ま
た、プラズマ重合により付与される機能としては、耐候
性、耐腐食性、ぬれ性、接着性、物質分離性などの多岐
にわたっており、従来より多数の提案がなされている。
プラズマ重合による表面コーティングは、プラズマが発
生する領域に設置された基板上に、比較的広い気相空間
で活性化された有機化合物が表面に堆積・重合すること
を基本技術としている。従って、気相空間が小さい細い
チューブ内面への一様なコーティングをこの方法で行う
ことは容易ではない。例えば、内径数mmで内径の100
倍以上の長さのチューブの内面をプラズマ重合膜で被覆
することを目的として、開口端の外側で発生させたプラ
ズマを圧力差を利用してチューブ内に導入しようとして
も、チューブ開口端付近で失活してしまうため、チュー
ブ開口端近傍にのみ重合膜が形成されるにすぎない。チ
ューブが中空糸状分離膜とすると、内径は限外ろ過膜で
3mm以下、気体分離膜では0.5mm〜0.1mm、透析膜
では0.1mm以下が通常である。このような小さな内径
のチューブの内面をプラズマ重合膜でコーティングする
には特別の工夫が必要であり、若干の方法が提案されて
いる。
2. Description of the Related Art An organic thin film coating technique for plasma-polymerizing an organic compound on a flat surface is widely known as a means for imparting a new function to the surface by utilizing plasma together with surface modification of non-polymerizable gas by plasma. There is. In addition, the functions imparted by plasma polymerization are diverse in terms of weather resistance, corrosion resistance, wettability, adhesiveness, substance separability, and many proposals have been made in the past.
The surface coating by plasma polymerization has a basic technique in which an organic compound activated in a relatively wide gas phase space is deposited and polymerized on the surface of a substrate placed in a region where plasma is generated. Therefore, it is not easy to uniformly coat the inner surface of a thin tube having a small gas phase space by this method. For example, if the inner diameter is several mm and the inner diameter is 100
For the purpose of coating the inner surface of a tube with a length more than twice the length with a plasma polymerized film, even if an attempt was made to introduce the plasma generated outside the opening end into the tube using the pressure difference, Since it is deactivated, the polymerized film is formed only near the open end of the tube. When the tube is a hollow fiber separation membrane, the inner diameter is usually 3 mm or less for an ultrafiltration membrane, 0.5 mm to 0.1 mm for a gas separation membrane, and 0.1 mm or less for a dialysis membrane. Special coating is required to coat the inner surface of such a tube having a small inner diameter with a plasma polymerized film, and some methods have been proposed.

【0003】安田らは J. Appl. Polym. Sci,38,65(198
4) で、内径3mmのプラスチックチューブの内面コーテ
ィングを行う方法を示している。この方法で提案された
装置は、電極が取り付けられた内径1/2インチの管で
つながれた2つの部屋からなり、全体が10-3Torrに保
たれた反応管と、その内部に設置されたチューブの巻き
取り部とからなる。各部屋にはチューブを巻き取るため
の軸が設置されており、内部に有機ガスを流したチュー
ブは予め巻き付けられた軸からもう一方の軸に巻き取ら
れ、その途中で電極が取り付けられた内径1/2インチ
の管を通過する。この電極には高周波電源が接続されて
おり、チューブがこの反応管部分を通過する際、チュー
ブ内部にのみプラズマを発生させてチューブ内面をコー
ティングする。安田らは、本方法により細いチューブ内
面の有機膜コーティングの実用化が可能であるとし、一
例としての気体分離用中空糸膜の内面コーティングへの
応用を期待している。
Yasuda et al. J. Appl. Polym. Sci, 38, 65 (198
4) shows the method of coating the inner surface of a plastic tube with an inner diameter of 3 mm. The apparatus proposed by this method consisted of two chambers connected by a tube with an inner diameter of 1/2 inch, to which an electrode was attached, and a reaction tube which was kept at 10 -3 Torr, and was installed inside it. It consists of a tube winding part. A shaft for winding the tube is installed in each room, and the tube in which the organic gas has flowed is wound from the pre-wound shaft to the other shaft, and the inner diameter where the electrode is attached in the middle Pass through a 1/2 inch tube. A high frequency power source is connected to this electrode, and when the tube passes through this reaction tube portion, plasma is generated only inside the tube to coat the inner surface of the tube. Yasuda et al. Believe that this method enables the practical application of an organic membrane coating on the inner surface of a thin tube, and expects application of the hollow fiber membrane for gas separation as an example to the inner surface coating.

【0004】しかしながら、係るチューブ内面コーティ
ング法は柔軟な高分子チューブに限定され、セラミック
ス等の硬質チューブへの応用はできないと共にチューブ
が柔軟性に優れた中空糸状気体分離膜である場合にも解
決すべき多くの課題がある。即ち、巻き取り機を反応管
内に設置するなど装置が複雑かつ大きなものになる点、
コーティングするチューブは巻き取られるためチューブ
に張力がかかりチューブが破損する恐れがある点、巻き
取られている細い中空糸内に有機ガスを導入するのは極
めて困難である点などである。更に、中空糸状気体分離
膜は数万本から多い場合には百万本にいたる大量のチュ
ーブが束ねられたモジュールで実用に供され、長さに換
算すると膨大なものになるので、数十本まとめて反応管
に送り込んだとしても必要量の処理には長時間を要す
る。また、プラズマ重合膜形成が早い反応過程でないこ
とも考慮する必要がある。このような問題点から気体分
離膜の内面処理に於ては、モジュール作成後に一括処理
できることが経済的に望ましいが、上記方法では一括処
理はできない。
However, such a tube inner surface coating method is limited to flexible polymer tubes, cannot be applied to hard tubes such as ceramics, and can be solved even when the tubes are hollow fiber gas separation membranes having excellent flexibility. There are many challenges to be done. That is, the device becomes complicated and large, such as installing a winder in the reaction tube,
Since the tube to be coated is wound up, tension may be applied to the tube and the tube may be damaged, and it is extremely difficult to introduce the organic gas into the wound thin hollow fiber. Furthermore, the hollow fiber gas separation membrane is put to practical use as a module in which a large number of tens of thousands of tubes are bundled in the case of a large number, and when converted to a length, it becomes enormous. Even if they are collectively sent to the reaction tube, it takes a long time to process the necessary amount. It is also necessary to consider that the plasma polymerized film formation is not a fast reaction process. From the above problems, it is economically desirable for the inner surface treatment of the gas separation membrane to be able to perform the batch treatment after the module is prepared, but the above method cannot perform the batch treatment.

【0005】また、特開昭54−56672号公報には
内径3〜4mmの高分子チューブ内面のコーティング方法
が示されている。それには、絶縁管内に処理すべき高分
子からなるチューブを設置し、絶縁体管内を1Torr以上
の圧力に保持し、かつチューブ内を絶縁体管内より低圧
に保持すると共に絶縁体管の外部から高電圧を印加する
ことによって、チューブ内面にプラズマを発生せしめ、
チューブ内面をプラズマ重合膜でコーティングする方法
が提唱されている。
Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 54-56672 discloses a coating method for the inner surface of a polymer tube having an inner diameter of 3-4 mm. To this end, a tube made of a polymer to be treated is installed in the insulating tube, the inside of the insulating tube is kept at a pressure of 1 Torr or more, the inside of the tube is kept at a lower pressure than the inside of the insulating tube, and By applying a voltage, plasma is generated on the inner surface of the tube,
A method of coating the inner surface of the tube with a plasma polymerized film has been proposed.

【0006】しかしながら、コーティングに好ましい圧
力範囲として、コーティングするチューブ内部は、0.
01〜10Torr、外部は10〜100Torrとしている
が、内径3mm以下、特に1mm以下のチューブ内でのプラ
ズマ発生には以下に述べるような電子の平均自由行程と
プラズマ発生との関係を考慮する必要がある。
However, as a preferable pressure range for coating, the inside of the tube to be coated has a pressure of 0.
01 to 10 Torr and 10 to 100 Torr outside, it is necessary to consider the relationship between the mean free path of electrons and plasma generation as described below for plasma generation in a tube having an inner diameter of 3 mm or less, particularly 1 mm or less. is there.

【0007】チューブ内面をプラズマを用いて処理する
にはまずプラズマを内部で発生させることが必要条件で
ある。プラズマの発生には、電子と分子との衝突がプラ
ズマを維持できる程度に頻繁に起こらなければならな
い。電子の平均自由行程は、1Torrのアルゴン中の場
合、電子のエネルギーにもよるが1/10mm程度であ
る。したがって、内径3mm以上のチューブ壁面への衝突
頻度はアルゴン原子との衝突頻度に対して希でありプラ
ズマ発生に関しては無視し得る。しかし、内径が3mm以
下、特に1mm以下の内径のチューブ内部では、同じ1To
rr条件下に於て、電子の平均自由行程がチューブ内径と
同程度になるため、電子のチューブ内壁面への衝突頻度
は無視できなくなり、その結果プラズマは発生し難くな
る。ここで、電子の平均自由行程は気体圧力に反比例す
るので、チューブ内部でプラズマが発生し得る圧力には
チューブ内径に依存した下限がある。特に内径1mm以下
の場合には通常コーティングが行われる圧力範囲の近く
にプラズマ発生の圧力下限があるのでチューブ内面コー
ティングを行うときにはプラズマ発生圧力範囲の関係依
存性を知ることが重要である。即ち、内径1mm以下のチ
ューブの内面コーティングの適正圧力は内径によって大
きく異なるので、上記のようなチューブ内径と無関係な
0.01〜10Torrといった範囲の指定では不十分であ
る。
In order to process the inner surface of the tube with plasma, it is a necessary condition to internally generate plasma. For plasma generation, collisions of electrons and molecules must occur frequently enough to sustain the plasma. The mean free path of electrons is about 1/10 mm in 1 Torr of argon, although it depends on the energy of the electrons. Therefore, the frequency of collision with the wall surface of the tube having an inner diameter of 3 mm or more is rare with respect to the frequency of collision with argon atoms, and can be ignored for plasma generation. However, if the inner diameter of the tube is 3 mm or less, especially 1 mm or less, the same 1To
Under the condition of rr, the mean free path of electrons is about the same as the inner diameter of the tube, so the frequency of collision of electrons with the inner wall surface of the tube cannot be ignored, and as a result, plasma is less likely to be generated. Here, since the mean free path of electrons is inversely proportional to the gas pressure, the pressure at which plasma can be generated inside the tube has a lower limit depending on the tube inner diameter. In particular, when the inner diameter is 1 mm or less, there is a lower pressure limit for plasma generation in the vicinity of the pressure range in which coating is usually performed, so it is important to know the relationship dependence of the plasma generation pressure range when performing tube inner surface coating. That is, since the appropriate pressure for coating the inner surface of a tube having an inner diameter of 1 mm or less greatly differs depending on the inner diameter, it is not sufficient to specify the above range of 0.01 to 10 Torr irrelevant to the inner diameter of the tube.

【0008】また、絶縁管内圧力をチューブ内部圧力よ
り高く設定することによってチューブ内部にのみプラズ
マを発生させる方法が示されているが、上述したような
電子の平均自由行程とプラズマ発生との関係の考察か
ら、チューブ外部圧力を逆にチューブ内圧力より下げる
ことによってもチューブ内部にのみプラズマを発生させ
られることがわかる。中空糸状分離膜の内面コーティン
グを考えると、膜が気体透過性を持つために中空糸外部
の圧力が内部より低い方が以下の理由のために優れてい
ることがわかる。中空糸外部の圧力が内部より高い場
合、膜を通して外部から内部への気体の流入があるが、
異なる気体の混合は中空糸内面コーティングのための内
部でのプラズマ発生条件を変化させる可能性がある。外
部圧力を低く設定した場合には内部への新たな気体の混
合がないため再現性の良いコーティングができる。
Further, a method of generating plasma only inside the tube by setting the pressure inside the insulating tube higher than the pressure inside the tube is shown, but the relationship between the mean free path of electrons and the plasma generation is described above. From the consideration, it is understood that plasma can be generated only inside the tube by lowering the pressure outside the tube below the pressure inside the tube. Considering the inner surface coating of the hollow fiber separation membrane, it is understood that the pressure outside the hollow fiber is lower than that inside because the membrane has gas permeability. When the pressure on the outside of the hollow fiber is higher than the inside, there is a flow of gas from the outside to the inside through the membrane,
Mixing of different gases may change the internal plasma generation conditions for hollow fiber inner surface coating. When the external pressure is set low, there is no mixing of new gas inside, so coating with good reproducibility can be achieved.

【0009】更に、中空糸状分離膜のような通常1mm以
下の内径を持つチューブはガスが流れ難く、圧力損失が
大きいが、圧力損失が大きいほどチューブ内部を一定圧
力に設定するのに時間がかかる。そのため、中空糸状分
離膜のような気体透過性を持つチューブにガスを導入
し、内部を一定圧力に保とうとしても、一定圧力になる
までに、チューブ面を通してのガスの透過のために圧力
が変化してしまう。従って、このようなチューブ内径が
小さく圧力損失が大きいと共に気体透過性を持つ中空糸
分離膜のようなチューブの内面に再現性良く一様なコー
ティングを行うには、チューブ内部、外部共に気体を流
した状態で、かつ外部の圧力を内部より低く設定するこ
とが有利である。
Further, a tube having an inner diameter of usually 1 mm or less, such as a hollow fiber separation membrane, is difficult for gas to flow and has a large pressure loss. However, the larger the pressure loss, the longer it takes to set a constant pressure inside the tube. .. Therefore, even if the gas is introduced into a tube having gas permeability such as a hollow fiber separation membrane and the inside is kept at a constant pressure, the pressure must be increased by the gas permeation through the tube surface until the pressure becomes constant. It will change. Therefore, in order to perform a uniform coating with good reproducibility on the inner surface of a tube such as a hollow fiber separation membrane that has a small inner diameter of the tube and a large pressure loss and has gas permeability, the gas must be flown inside and outside the tube. In this state, it is advantageous to set the external pressure lower than the internal pressure.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】内径0.01〜3mmの
チューブ内面をプラズマを用いてコーティングするに
は、チューブ内部でまずプラズマを発生させなければな
らない。そのためには次の2つの条件を同時に満たさな
ければならない。この条件とは内部での電子の平均自
由行程が、チューブ内壁への衝突が気体分子との衝突に
比べて無視できる程度に短いこと、チューブ内部にプ
ラズマが発生しないことである。
In order to coat the inner surface of a tube having an inner diameter of 0.01 to 3 mm with plasma, plasma must first be generated inside the tube. For that purpose, the following two conditions must be satisfied at the same time. These conditions are that the mean free path of electrons inside is short enough that collision with the inner wall of the tube is negligible compared with collision with gas molecules, and plasma is not generated inside the tube.

【0011】本発明は、上述したような従来技術に於け
る課題に鑑み、内径0.01〜3mmのチューブ内部と外
部の圧力を独立に制御できる真空系に於てチューブ内
径、チューブをその内部に設置してある反応管の内径、
チューブ内部の圧力、チューブ外部の圧力などをある範
囲に設定することによって、ガスの流れているチューブ
内部にのみプラズマを発生させチューブ内面をプラズマ
重合膜で好適にコーティングする方法を提供するもので
ある。更に、本発明は束ねられてモジュール化されたチ
ューブの内面を一括してプラズマ重合膜で好適にコーテ
ィングする方法を提供するものである。
In view of the problems in the prior art as described above, the present invention provides a tube inner diameter and a tube inner portion in a vacuum system capable of independently controlling the pressure inside and outside the tube having an inner diameter of 0.01 to 3 mm. Inside diameter of the reaction tube installed in
By providing a pressure inside the tube, a pressure outside the tube, and the like within a certain range, plasma is generated only inside the tube in which gas is flowing, and the inside surface of the tube is suitably coated with a plasma polymerized film. .. Further, the present invention provides a method for suitably coating the inner surfaces of the bundled and modularized tubes all together with a plasma-polymerized film.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明は、チューブ内径
と反応管内径を考慮して、両端で圧力差が設けられ、ガ
スの流れているチューブ内部と外部の気体圧力を制御す
ることによって上記の課題を解決するものである。
According to the present invention, a pressure difference is provided at both ends in consideration of the inner diameter of the tube and the inner diameter of the reaction tube, and the gas pressure inside and outside the tube through which the gas flows is controlled. To solve the problem of.

【0013】即ち、本発明は円筒状の反応管1内に設置
された内径0.01mm〜3mmのチューブあるいはそのチ
ューブを束ねたもの2を設置して、チューブ両端で圧力
差を設けて内部にガスを流し、この時、反応管内径R
(mm)、チューブ内径r(mm)、チューブ内部の高圧側
圧力PHin(Torr)、低圧側圧力PLin(Torr)、チュー
ブ外部の圧力Pout(Torr)、チューブの断面積の総和
S(mm2)との間に 4.5×10-2/r<PLin<PHin<Pout あるいは 4.5×10-2/r<PLin<PHin かつ Pout<4.5×10-2/(R−2π-1/21/2) のいずれかが満たされる条件下に於てチューブ2内空間
で有機化合物と非重合性ガスとをプラズマ化することに
よりチューブ内面を有機物のプラズマ重合物でコーティ
ングする方法である。ここで、チューブの断面積の総和
Sとは、束ねられたチューブによって構成されるモジュ
ールの断面積を示し、チューブが1本からなる場合は、
当然そのチューブの断面積になる。
That is, according to the present invention, a tube having an inner diameter of 0.01 mm to 3 mm or a bundle of the tubes 2 which is installed in a cylindrical reaction tube 1 is installed, and a pressure difference is provided at both ends of the tube. Gas is flowed, and at this time, the reaction tube inner diameter R
(Mm), tube inner diameter r (mm), high pressure side pressure P H in (Torr), low pressure side pressure P L in (Torr), tube outside pressure P out (Torr), total sum S of tube cross sections (Mm 2 ), 4.5 × 10 −2 / r <P L in <P H in <P out or 4.5 × 10 −2 / r <P L in <P H in and Pout <4. Under the condition that any of 5 × 10 -2 / (R-2π -1/2 S 1/2 ) is satisfied, the tube is formed by plasmatizing the organic compound and the non-polymerizable gas in the inner space of the tube 2. In this method, the inner surface is coated with an organic plasma polymer. Here, the sum S of the cross-sectional areas of the tubes indicates the cross-sectional area of the module constituted by the bundled tubes, and when the tube is composed of one tube,
Naturally, it is the cross-sectional area of the tube.

【0014】本発明に於て、プラズマで重合される有機
化合物が気体である場合には、その有機ガスと非重合性
ガスとの混合ガスをチューブ内部でプラズマ化すること
によりチューブ内面をコーティングすることができる。
In the present invention, when the organic compound polymerized by plasma is a gas, the mixed gas of the organic gas and the non-polymerizable gas is converted into plasma inside the tube to coat the inner surface of the tube. be able to.

【0015】プラズマで重合される有機化合物が不揮発
性の場合には、その有機化合物を予めチューブ内面に塗
布し、その後に非重合性ガスをチューブ内部でプラズマ
化することでチューブ内面をプラズマ重合膜でコーティ
ングすることができる。また、予めチューブ内面を非重
合性ガスのプラズマで処理した後に重合する有機化合物
をチューブ内に導入しても良い。また、本発明はプラズ
マ重合物でコーティングされるチューブが吸着と拡散と
により分子を分離する機能を有する中空糸状膜であり、
さらにこのチューブを束ねて一括して内面コーティング
されるものが、中空糸状膜の束ねられた両端が樹脂状物
質で固定され、中空口が両端で開口した中空糸分離膜モ
ジュールである場合に好適である。
When the organic compound polymerized by plasma is non-volatile, the organic compound is applied to the inner surface of the tube in advance, and then the non-polymerizable gas is turned into plasma inside the tube to form a plasma polymerized film on the inner surface of the tube. Can be coated with. In addition, an organic compound that is polymerized after previously treating the inner surface of the tube with plasma of a non-polymerizing gas may be introduced into the tube. Further, the present invention is a hollow fiber membrane in which a tube coated with a plasma polymer has a function of separating molecules by adsorption and diffusion,
Further, the one in which the tubes are bundled and coated on the inner surface at one time is suitable for the case where the hollow fiber membrane is a hollow fiber separation membrane module in which both bundled ends of the hollow fiber membrane are fixed with a resinous substance and hollow holes are opened at both ends. is there.

【0016】[0016]

【作用】気体中での電子の平均自由行程は、気体圧力に
反比例する。従って、気体圧力を高くすればそれだけ電
子の平均自由行程は短くなるので、上記課題に示した
チューブ内でプラズマが発生するのに必要なチューブ内
部の気体圧力の下限を、チューブ内径r(mm)を考慮し
て決めることができる。即ち、内径0.01mm〜3mm、
好ましくは0.01mm〜2mmのチューブに於て、 電子の平均自由行程<<チューブ内径 の条件からPLinとrとの関係を決め、その係数は実験
から求めることによって、チューブ内でプラズマが発生
できる内部高圧側圧力PHin(Torr)及び低圧側圧力PL
in(Torr)の条件は4.5×10-2/r<PLin<PHin
である。
Action The mean free path of electrons in a gas is inversely proportional to the gas pressure. Therefore, the higher the gas pressure is, the shorter the mean free path of electrons is. Therefore, the lower limit of the gas pressure inside the tube required to generate plasma in the tube, which is shown in the above problem, is defined by the tube inner diameter r (mm). Can be decided in consideration. That is, the inner diameter is 0.01 mm to 3 mm,
Preferably At a tube 0.01 mm to 2 mm, determine the relation between the P L in the r from the mean free path << Bore conditions of the electron, by obtaining from the coefficient experiment, plasma within the tube Internal high-pressure side pressure P H in (Torr) and low-pressure side pressure P L
The condition of in (Torr) is 4.5 × 10 −2 / r <P L in <P H in
Is.

【0017】一方、チューブ外部でプラズマを発生させ
ないの条件を満足させるためには2つの方法がある。
第1の方法は、チューブ外部の気体圧力Pout(Torr)
を内部より高くすることである。即ち、PHin<Poutで
ある。この方法は、圧力が高くなると電子の平均自由行
程が短くなるため、その間に獲得するエネルギーが少な
くなり、プラズマを発生させるのに大きな出力を必要と
するプラズマ発生の原理に基づいている。従って、チュ
ーブ外部の圧力が高くなればチューブ外部でプラズマが
発生し難くなり、同一出力ならば気体圧力の小さいチュ
ーブ内部でプラズマが発生することになる。チューブ外
部でプラズマを発生させない第2の方法は、チューブを
設置した円筒状反応管1の内径R(mm)を小さくするこ
とと、チューブ外部の気体圧力を下げることのいずれ
か、あるいは両者により、チューブ外部に於ける電子の
平均自由行程をチューブ外部空間の特徴的な長さより長
くすることによって電子と気体分子との衝突頻度をプラ
ズマを維持するのに必要な程度以下にする方法である。
即ち、 電子の平均自由行程>>チューブ外部空間の特徴的長さ の条件からPoutとチューブ外部空間の特徴的長さ、R
−2π-1/21/2、との関係を決め、その係数は実験か
ら求めることによって、チューブ外部でプラズマが発生
しないためにはPout<4.5×10-2/(R−2π
-1/21/2)を満足すれば良い。
On the other hand, there are two methods for satisfying the condition that plasma is not generated outside the tube.
The first method is gas pressure Pout (Torr) outside the tube.
Is higher than the inside. That is, P H in <P out. This method is based on the principle of plasma generation, in which the higher the pressure, the shorter the mean free path of electrons, and the less energy is acquired during that time, which requires a large output to generate plasma. Therefore, if the pressure outside the tube becomes high, it becomes difficult for plasma to be generated outside the tube, and if the output is the same, plasma is generated inside the tube where the gas pressure is low. The second method that does not generate plasma outside the tube is to reduce the inner diameter R (mm) of the cylindrical reaction tube 1 in which the tube is installed, or to reduce the gas pressure outside the tube, or both. This is a method in which the average free path of electrons outside the tube is made longer than the characteristic length of the space outside the tube so that the frequency of collisions between electrons and gas molecules is less than or equal to that required to maintain plasma.
That is, the mean free path of the electron >> The characteristic length of the tube outer space, Pout and the characteristic length of the tube outer space, R
-2π -1/2 S 1/2 , and the coefficient is obtained from an experiment, so that Pout <4.5 × 10 -2 / (R-2π
-1/2 S 1/2 ) should be satisfied.

【0018】上記のプラズマ発生条件の検討結果から、
内径0.01〜3mmのチューブ内部と外部の圧力を独立
に制御できる真空系を用いて、ガスの流れているチュー
ブ内部でのみプラズマを発生させるための条件は、 4.5×10-2/r<PLin<PHin<Pout あるいは 4.5×10-2/r<PLin<PHin かつ Pout<4.5×10-2/(R−2π-1/21/2) のいずれかを満足することである。
From the above-mentioned examination result of the plasma generation condition,
The condition for generating plasma only inside the tube in which the gas is flowing is 4.5 × 10 -2 / using a vacuum system that can control the pressure inside and outside the tube with an inner diameter of 0.01 to 3 mm independently. r <P L in <P H in <P out or 4.5 × 10 −2 / r <P L in <P H in and Pout <4.5 × 10 −2 / (R−2π −1/2 S 1 / 2 ) is satisfied.

【0019】[0019]

【実施例】図1には、本発明を実施するための誘導結合
型のプラズマ重合装置を示す。チューブモジュール2内
にはガス導入装置6から有機ガス及び希ガスが導入さ
れ、真空排気装置5で排気しながら、ガス供給量と排気
側のバルブを用いて、チューブ内圧力を調整し、定常状
態で設定圧力値になるようにする。外部圧力は、ガス導
入・排気部4を通して設定するようになっている。尚、
実際には、ガス導入・排気部4は1つでも良いし複数つ
いていても良い。モジュール2の構成は、チューブを1
本若しくは複数束ねたものを樹脂で固定したものであ
る。モジュール2と反応管1の接合部3とは、密閉性を
保つものなら何でも良く、接着剤、真空パッキン等を用
いることができる。また、モジュールの端面をフランジ
形式にして取り扱い易くしても良い。更に、プラズマ発
生方式は誘導結合方式であり、高周波電源9から整合装
置8を通してコイル7に電流が供給される。ここで、プ
ラズマの発生方式には、コイルに高周波電圧を印加する
誘導結合方式と、対向した平行平板間に高周波電圧を印
加する容量結合方式とがあるが、本発明に於てはコーテ
ィングするチューブの長さ方向に対して垂直方向に電場
が生じれば良く、プラズマの発生方式はいずれのもので
あっても良い。プラズマを発生させるための電源の周波
数は10kHz以下、及び13.56MHz、27.12MH
z、40.68MHz、2.48GHz、5.8GHz、22.1
25GHzのいずれをも用いることができる。
EXAMPLE FIG. 1 shows an inductively coupled plasma polymerization apparatus for carrying out the present invention. An organic gas and a rare gas are introduced into the tube module 2 from the gas introduction device 6, and while the gas is exhausted by the vacuum evacuation device 5, the gas supply amount and the valve on the exhaust side are used to adjust the tube internal pressure to achieve a steady state. Set to the set pressure value with. The external pressure is set through the gas introduction / exhaust unit 4. still,
Actually, the gas introduction / exhaust unit 4 may be one or plural. Module 2 consists of 1 tube
A book or a bundle of a plurality of pieces is fixed with a resin. The module 2 and the joint portion 3 of the reaction tube 1 may be any as long as they maintain hermeticity, and an adhesive, a vacuum packing or the like can be used. Further, the end face of the module may be formed in a flange shape so that it can be easily handled. Furthermore, the plasma generation method is an inductive coupling method, and a current is supplied to the coil 7 from the high frequency power supply 9 through the matching device 8. Here, as a plasma generation method, there are an inductive coupling method in which a high frequency voltage is applied to a coil and a capacitive coupling method in which a high frequency voltage is applied between opposed parallel plates. In the present invention, a tube to be coated is used. It suffices that an electric field is generated in the direction perpendicular to the length direction of the plasma, and any method of generating plasma may be used. The frequency of the power supply for generating plasma is 10kHz or less, and 13.56MHz, 27.12MH
z, 40.68MHz, 2.48GHz, 5.8GHz, 22.1
Any of 25 GHz can be used.

【0020】プラズマを発生させるチューブ内部に流す
非重合性気体としては、ヘリウム、アルゴンなどの希ガ
スの他に窒素など単独ガスあるいは混合ガスを用いるこ
とができるが、プラズマを発生させ易い点ではヘリウム
が優れている。本発明では、気体の種類には無関係にチ
ューブ外部ではプラズマが発生しない条件を満たしてい
るので、チューブ外部に導入する気体については制限が
ない。
As the non-polymerizable gas flowing inside the tube for generating plasma, a single gas or a mixed gas such as nitrogen can be used in addition to a rare gas such as helium and argon, but helium is easy to generate plasma. Is excellent. In the present invention, since the condition that plasma is not generated outside the tube is satisfied regardless of the type of gas, there is no limitation on the gas introduced into the outside of the tube.

【0021】プラズマが発生しているチューブ内部に重
合性の有機化合物が存在すれば、チューブ内壁をプラズ
マ重合膜で被覆することができ、新たな機能が付与され
る。重合性有機化合物が気体の場合には、チューブ内部
にそのガス状有機化合物とプラズマ化し易い非重合性ガ
スとの混合ガスを流せば良い。有機化合物がプラズマ化
し易い場合には、有機化合物ガス単独でも良い。不揮発
性の有機化合物をプラズマ重合する場合には、例えば揮
発性の溶媒にその有機化合物を溶解し、流布などの手段
により予めチューブ内壁を、目的とする重合性化合物で
被覆した後、導入した非重合性ガスのプラズマで励起し
て重合膜を作成すれば良い。また、非重合性ガスの単独
ガスのプラズマによりチューブ内壁を活性化した後、重
合性有機ガスを流し薄い重合皮膜を形成することもでき
る。これらのいずれの方法によりチューブ内面をプラズ
マ重合膜で被覆するかは、用いる重合性有機物と目的と
する重合膜の機能で選択される。
If a polymerizable organic compound is present inside the tube in which plasma is generated, the inner wall of the tube can be covered with a plasma polymerized film, and a new function is added. When the polymerizable organic compound is a gas, a mixed gas of the gaseous organic compound and a non-polymerizable gas that is easily turned into plasma may be flowed inside the tube. When the organic compound is easily turned into plasma, the organic compound gas alone may be used. When plasma-polymerizing a non-volatile organic compound, for example, the organic compound is dissolved in a volatile solvent, the inner wall of the tube is previously coated with a target polymerizable compound by a means such as spreading, and then the non-volatile compound is introduced. A polymerized film may be formed by exciting with plasma of a polymerizing gas. It is also possible to activate the inner wall of the tube with plasma of a non-polymerizable gas alone and then to flow a polymerizable organic gas to form a thin polymer film. Which of these methods is used to coat the inner surface of the tube with the plasma polymerized film is selected depending on the polymerizable organic substance used and the function of the intended polymerized film.

【0022】本発明のチューブ内面コーティング方法に
於ては、チューブの内部と外部の気体圧力条件を満足す
れば、内径0.01mm〜3mmのチューブの内面をチュー
ブの本数に無関係にプラズマ重合膜によりコーティング
することができる。即ち、中空糸気体分離膜モジュール
のように大量のチューブの集合体に於ても、一括してそ
の内面をプラズマ重合膜でコーティングすることができ
る。その結果、中空糸膜の紡糸行程で発生した欠陥、あ
るいは紡糸から分離膜モジュール組立までの工程で発生
した欠陥を一括して補修することが可能となる。また、
当然のことながら、中空糸状分離膜に新たな機能を付与
できる。例としては、多孔質中空糸膜の内壁に有機シリ
コン化合物をプラズマ重合して内圧型の中空糸気体分離
膜とすることができる。また、本願出願人等が既に提唱
した4,4−ビス(4−アミノフェニル)フルオレン誘
導体とフタル酸クロリドとから縮重合で得られたポリア
ミドを原料とする中空糸気体分離膜(例えば特開平2−
78427号公報参照)をモジュール化した後、中空糸
内面を本発明のコーティング方法によってプラズマ重合
膜を被覆し、分離膜を高機能化することができる。
In the tube inner surface coating method of the present invention, if the inner and outer gas pressure conditions of the tube are satisfied, the inner surface of the tube having an inner diameter of 0.01 mm to 3 mm is coated with a plasma-polymerized film regardless of the number of tubes. Can be coated. That is, even in the case of a large number of tube aggregates such as the hollow fiber gas separation membrane module, the inner surface thereof can be coated with the plasma polymerization membrane at once. As a result, it becomes possible to collectively repair defects that have occurred in the spinning process of the hollow fiber membrane or defects that have occurred in the steps from spinning to assembly of the separation membrane module. Also,
As a matter of course, a new function can be added to the hollow fiber separation membrane. As an example, an inner pressure type hollow fiber gas separation membrane can be obtained by plasma-polymerizing an organic silicon compound on the inner wall of the porous hollow fiber membrane. In addition, a hollow fiber gas separation membrane using a polyamide as a raw material obtained by polycondensation of a 4,4-bis (4-aminophenyl) fluorene derivative and phthalic acid chloride, which has been already proposed by the applicants of the present application (for example, Japanese Patent Laid-Open No. Hei 2 −
After making the hollow fiber into a module, the inner surface of the hollow fiber can be coated with a plasma-polymerized membrane by the coating method of the present invention to make the separation membrane highly functional.

【0023】以下に本発明を具体的実施例と比較例とに
よって説明する。
The present invention will be described below with reference to specific examples and comparative examples.

【0024】実施例1 図1に示す構成のプラズマ重合装置に、内径0.5mm、
外径1.5mm、長さ550mmのパイレックス製チューブ
を10本束ねたもの2をエポキシ樹脂を用いて内径10
0mmの円筒状反応管1の中央に固定し、パイレックスチ
ューブ内部及び外部の圧力を独立に制御できるようにし
た。チューブ内部及び外部を共に10-3Torrまで真空に
引いた後、チューブ外部にはヘリウムガスを導入し外部
圧力(Pout)を400Torrに保ち、またチューブ内部
にはヘリウムとヘキサフルオロベンゼン(C66)の混
合ガス(モル比、He/C66=10)を導入して高圧
側圧力(PHin)を50Torr、低圧側圧力(PLin)を1
Torrに保った。この例の場合、本発明の圧力範囲は0.
09Torr<PLin<PHin<Pout、あるいは0.09Tor
r<PLin<PHin かつ Pout<4.7×10-4Torrであ
り、この例での圧力は第1の条件の範囲内に設定されて
いる。反応管に巻かれたコイル7に周波数13.56MH
zの電流を流したところ、チューブ内部にのみプラズマ
が発生した。1分間のプラズマ処理を施したところチュ
ーブ内面に厚さ約30nmの一様な膜が生成した。
Example 1 A plasma polymerization apparatus having the structure shown in FIG.
10 Pyrex tubes with an outer diameter of 1.5 mm and a length of 550 mm bundled with epoxy resin 2 and an inner diameter of 10
It was fixed at the center of a 0 mm cylindrical reaction tube 1 so that the pressure inside and outside the Pyrex tube could be controlled independently. After the inside and outside of the tube were both evacuated to 10 -3 Torr, helium gas was introduced into the outside of the tube to keep the external pressure (Pout) at 400 Torr, and the inside of the tube was filled with helium and hexafluorobenzene (C 6 F). 6 ) mixed gas (molar ratio, He / C 6 F 6 = 10) is introduced, the high pressure side pressure (P H in) is 50 Torr, and the low pressure side pressure (P L in) is 1
Kept on Torr. In this example, the pressure range of the present invention is 0.
09Torr <P L in <P H in <P out, or 0.09 Tor
r <a P L in <P H in and Pout <4.7 × 10 -4 Torr, the pressure in this example is in the range of the first condition. Frequency of 13.56 MH in coil 7 wound around the reaction tube
When a current of z was applied, plasma was generated only inside the tube. When the plasma treatment was performed for 1 minute, a uniform film having a thickness of about 30 nm was formed on the inner surface of the tube.

【0025】実施例2 図1に示す構成のプラズマ重合装置に、内径0.5mm、
外径1.5mm、長さ550mmのパイレックス製チューブ
を10本束ねたもの2をエポキシ樹脂を用いて内径10
0mmの円筒状反応管1の中央に固定し、パイレックスチ
ューブ内部及び外部の圧力を独立に制御できるようにし
た。チューブ外部圧力(Pout)は10-6Torrに保ち、
またチューブ内部は10-3Torrまで真空に引いた後、チ
ューブ外部はこの圧力に保ち、チューブ内部にはヘリウ
ムとヘキサフルオロベンゼン(C66)の混合ガス(モ
ル比、He/C66=10)を導入し高圧側圧力(PHi
n)を50Torr、低圧側圧力(PLin)を1Torrに保っ
た。この例の場合、本発明の圧力範囲は実施例1と同じ
であるが、圧力は第2の内部圧力より外部圧力が低い条
件の範囲内に設定されている。反応管に巻かれたコイル
7に周波数13.56MHzの電流を流したところ、チュ
ーブ内部にのみプラズマが発生した。1分間のプラズマ
処理を施したところチューブ内面に厚さ約30nmの一様
な膜が生成した。
Example 2 A plasma polymerization apparatus having the structure shown in FIG.
10 Pyrex tubes with an outer diameter of 1.5 mm and a length of 550 mm bundled with epoxy resin 2 and an inner diameter of 10
It was fixed at the center of a 0 mm cylindrical reaction tube 1 so that the pressure inside and outside the Pyrex tube could be controlled independently. Keep the tube external pressure (Pout) at 10 -6 Torr,
After the inside of the tube was evacuated to 10 -3 Torr, the outside of the tube was kept at this pressure, and the inside of the tube was mixed with helium and hexafluorobenzene (C 6 F 6 ) gas (molar ratio, He / C 6 F). 6 = 10) and the pressure on the high pressure side (P H i
n) was maintained at 50 Torr and the low-pressure side pressure (P L in) was maintained at 1 Torr. In the case of this example, the pressure range of the present invention is the same as that of the first embodiment, but the pressure is set within the range of the condition where the external pressure is lower than the second internal pressure. When a current having a frequency of 13.56 MHz was applied to the coil 7 wound around the reaction tube, plasma was generated only inside the tube. When the plasma treatment was performed for 1 minute, a uniform film having a thickness of about 30 nm was formed on the inner surface of the tube.

【0026】実施例3 図1に示す構成のプラズマ重合装置に、内径0.3mm、
外径0.5mmのシリコンチューブを100本束ねたモジ
ュール2を作製し実施例1と同じように樹脂を用いて内
径100mmの反応管1の中央に固定した。高分子チュー
ブ内部と外部を共に10-3Torrまで真空に引いた後、高
分子チューブ外部にはヘリウムガスを導入し外部圧力
(Pout)を300Torrに保ち、また、チューブ内部に
はヘリウムとヘキサフルオロベンゼン(C66)の混合
ガス(モル比、He/C66=10)を導入して高圧側
圧力(PHin)を50Torr、低圧側圧力(PLin)を1To
rrに保った後、直ちに反応管に巻かれたコイル7に周波
数13.56MHzの電流を流してチューブ内部にのみプ
ラズマを発生させた。この例の場合、本発明の圧力範囲
は0.15Torr<PLin<PHin<Pout、あるいは0.
15Torr<PLin<PHin かつ Pout<4.7×10-4T
orrであり、この例での圧力は第1の条件の範囲内に設
定されている。1分間のプラズマ処理を施したところ高
分子チューブ内面に厚さ約30nmの一様な膜が生成し
た。
Example 3 A plasma polymerization apparatus having the structure shown in FIG.
A module 2 in which 100 silicon tubes having an outer diameter of 0.5 mm were bundled was prepared and fixed in the center of a reaction tube 1 having an inner diameter of 100 mm using a resin as in Example 1. After the inside and outside of the polymer tube were both evacuated to 10 -3 Torr, helium gas was introduced into the outside of the polymer tube to keep the external pressure (Pout) at 300 Torr, and the inside of the tube was filled with helium and hexafluoro. By introducing a mixed gas of benzene (C 6 F 6 ) (molar ratio, He / C 6 F 6 = 10), the high pressure side pressure (P H in) is 50 Torr and the low pressure side pressure (P L in) is 1 To.
After maintaining at rr, a current having a frequency of 13.56 MHz was immediately passed through the coil 7 wound around the reaction tube to generate plasma only inside the tube. In this example, the pressure range of the present invention 0.15Torr <P L in <P H in <Pout or 0,.
15 Torr <P L in <P H in and Pout <4.7 × 10 −4 T
orr, and the pressure in this example is set within the range of the first condition. When the plasma treatment was performed for 1 minute, a uniform film having a thickness of about 30 nm was formed on the inner surface of the polymer tube.

【0027】比較例 ほぼ等モルの9,9−ビス(4−アミノフェニル)フル
オレンとテレフタル酸クロリドのN,N−ジメチルアセ
トアミド溶液中で縮重合して得られたポリアミドを原料
として内径0.2mm、外径0.4mmの気体分離中空糸膜
を得た。係る中空糸膜200本を束ね、開口した両端を
エポキシ樹脂を包埋した有効長90cmの気体分離膜モジ
ュールを作製した。得られた気体分離膜モジュールの酸
素と窒素の25℃乾燥状態及び相対湿度40%に於ける
透過速度を表1の比較例欄に示す。
COMPARATIVE EXAMPLE A polyamide obtained by polycondensation of 9,9-bis (4-aminophenyl) fluorene of approximately equimolar amount and terephthalic acid chloride in an N, N-dimethylacetamide solution as a raw material has an inner diameter of 0.2 mm. A gas separation hollow fiber membrane having an outer diameter of 0.4 mm was obtained. 200 hollow fiber membranes were bundled and an open end was embedded with an epoxy resin to prepare a gas separation membrane module with an effective length of 90 cm. The permeation rates of oxygen and nitrogen of the obtained gas separation membrane module in a dry state at 25 ° C. and a relative humidity of 40% are shown in the comparative example column of Table 1.

【0028】実施例4 比較例と同様の気体分離膜モジュール2の各中空糸内に
9,9−ビス(4−アミノフェニル)フルオレンと大過
剰のテレフタル酸クロリドから得たアミドオリゴマーの
1%アセトン溶液を注入後、常温で溶媒を蒸発させてア
ミドオリゴマーを中空糸内壁に付着させた。係る気体分
離ユニットを実施例3と同じ方法で円筒状反応管1内に
固定し、中空糸外部を排気して外部圧力(Pout)を1
-5Torrに、また中空糸内部にヘリウムガスを導入して
内部の高圧側圧力(PHin)を50Torr、低圧側圧力
(PLin)を1Torrに保って1分間プラズマを発生さ
せ、アミドオリゴマーをプラズマで中空糸内壁に固定化
して不溶化した。この例の場合、本発明の圧力範囲は、
0.23Torr<PLin<PHin<Pout、あるいは0.2
3Torr<PLin<PHin かつ Pout<4.8×10-4Tor
rであり、この例での圧力は第2の条件の範囲内に設定
されている。得られた中空糸気体分離膜モジュール2の
気体透過性能を表1の実施例4欄に示した。本プラズマ
処理により、酸素窒素分離率の向上する効果が得られ
た。
Example 4 In each hollow fiber of the gas separation membrane module 2 similar to the comparative example, 1% acetone of amide oligomer obtained from 9,9-bis (4-aminophenyl) fluorene and a large excess of terephthalic acid chloride. After injecting the solution, the solvent was evaporated at room temperature to attach the amide oligomer to the inner wall of the hollow fiber. The gas separation unit was fixed in the cylindrical reaction tube 1 in the same manner as in Example 3, the outside of the hollow fiber was evacuated, and the external pressure (Pout) was set to 1.
Helium gas was introduced into the hollow fiber at 0 -5 Torr and the internal high pressure side pressure (P H in) was maintained at 50 Torr and the low pressure side pressure (P L in) was maintained at 1 Torr to generate plasma for 1 minute, The amide oligomer was immobilized on the inner wall of the hollow fiber by plasma to make it insoluble. In this case, the pressure range of the present invention is
0.23Torr <P L in <P H in <Pout or 0.2,
3 Torr <P L in <P H in and Pout <4.8 × 10 −4 Tor
r, and the pressure in this example is set within the range of the second condition. The gas permeation performance of the obtained hollow fiber gas separation membrane module 2 is shown in Example 1 of Table 1. This plasma treatment has the effect of improving the oxygen-nitrogen separation rate.

【0029】実施例5 実施例4のプラズマ処理に連続してモジュール2の各中
空糸内を50Torrのテトラフルオロエチレンで置換し、
活性化された中空糸内壁と5分間反応させた。更に、実
施例4と同じ圧力条件で、即ち中空糸外部圧(Pout)
10-5Torr、中空糸内部の高圧側圧力(PHin)50Tor
r、低圧側圧力(PLin)1Torrのヘリウム環境で中空糸
内部をプラズマ処理後にテトラフルオロエチレンを導入
する操作を3回繰り返した。係る処理にて得た気体分離
膜モジュール2の性能を表1の実施例5欄に示す。本プ
ラズマ処理により、酸素窒素分離率の湿度低下が抑制さ
れる。
Example 5 Subsequent to the plasma treatment of Example 4, the inside of each hollow fiber of module 2 was replaced with 50 Torr of tetrafluoroethylene,
The reaction was made with the inner wall of the activated hollow fiber for 5 minutes. Furthermore, under the same pressure conditions as in Example 4, that is, the hollow fiber external pressure (Pout)
10 -5 Torr, high pressure inside the hollow fiber (P H in) 50 Tor
r, repeated low side pressure (P L in) 3 times the operation of introducing tetrafluoroethylene hollow fiber interior after the plasma treatment at 1Torr helium environment. The performance of the gas separation membrane module 2 obtained by such treatment is shown in the column of Example 5 in Table 1. This plasma treatment suppresses a decrease in the oxygen-nitrogen separation rate in humidity.

【0030】[0030]

【表1】 [Table 1]

【0031】[0031]

【発明の効果】内径0.1〜3mmのチューブ内部と外部
の圧力を制御することによって、チューブ内部にのみプ
ラズマを発生させてチューブ内部を有機膜でコーティン
グすることが可能になった。また、圧力の制御によって
束ねた高分子チューブの一括処理が可能になった。
By controlling the pressure inside and outside the tube having an inner diameter of 0.1 to 3 mm, plasma can be generated only inside the tube and the inside of the tube can be coated with an organic film. Also, by controlling the pressure, the bundled polymer tubes can be collectively processed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明が適用されたプラズマ重合装置の概略構
成を示す側断面図である。
FIG. 1 is a side sectional view showing a schematic configuration of a plasma polymerization apparatus to which the present invention is applied.

【符号の説明】 1 反応管 2 チューブ 3 接合部 4 ガス導入・排気部 5 真空排気装置 6 ガス導入装置 7 コイル 8 整合装置 9 高周波電源[Explanation of symbols] 1 reaction tube 2 tube 3 joint 4 gas introduction / exhaust 5 vacuum evacuation device 6 gas introduction 7 coil 8 matching device 9 high frequency power supply

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 D01D 5/24 B 7199−3B D06M 10/10 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification code Office reference number FI technical display location D01D 5/24 B 7199-3B D06M 10/10

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 円筒状の反応管1内に内径0.01mm
〜3mmのチューブあるいはそのチューブを束ねたもの2
を設置して、チューブ両端で圧力差を設けて内部にガス
を流し、この時、反応管内径R(mm)、チューブ内径r
(mm)、チューブ内部の高圧側圧力PHin(Torr)、低
圧側圧力PLin(Torr)、チューブ外部の圧力Pout(To
rr)、チューブの断面積の総和S(mm2)との間に 4.5×10-2/r<PLin<PHin<Pout あるいは 4.5×10-2/r<PLin<PHin かつ Pout<4.5×10-2/(R−2π-1/21/2) のいずれかが満たされる圧力条件下に於て、前記チュー
ブ2内空間で有機化合物と非重合性ガスとをプラズマ化
することによりチューブ内面を有機物のプラズマ重合物
でコーティングする方法。
1. An inner diameter of 0.01 mm in a cylindrical reaction tube 1.
~ 3mm tube or bundle of tubes 2
Is installed, and a pressure difference is provided at both ends of the tube to allow gas to flow inside. At this time, the reaction tube inner diameter R (mm) and the tube inner diameter r
(Mm), high pressure side pressure P H in (Torr) inside the tube, low pressure side pressure P L in (Torr), pressure outside the tube P out (To
rr), and 4.5 × 10 -2 / r <P L in <P H in <P out or 4.5 × 10 -2 / r <P L between the total cross-sectional area S (mm 2 ) of the tube Under the pressure condition satisfying any of in <P H in and Pout <4.5 × 10 −2 / (R−2π −1/2 S 1/2 ), the organic compound in the space inside the tube 2 is A method of coating the inner surface of the tube with a plasma-polymerized substance of an organic substance by plasma-converting a non-polymerizable gas with a plasma.
【請求項2】 前記プラズマで重合される有機化合物
が気体であり、該有機ガスと前記非重合性ガスとの混合
ガスをチューブ内部でプラズマ化することを特徴とする
請求項1に記載のチューブ内面コーティング方法。
2. The tube according to claim 1, wherein the organic compound polymerized by the plasma is a gas, and a mixed gas of the organic gas and the non-polymerizable gas is turned into plasma inside the tube. Inner surface coating method.
【請求項3】 前記プラズマで重合される有機化合物
が予め前記チューブ内面に塗布され、前記非重合性ガス
をチューブ内部でプラズマ化することを特徴とする請求
項1に記載のチューブ内面コーティング方法。
3. The tube inner surface coating method according to claim 1, wherein the organic compound that is polymerized by the plasma is applied to the inner surface of the tube in advance, and the non-polymerizable gas is turned into plasma inside the tube.
【請求項4】 予め前記チューブ内面を前記非重合性
ガスの前記プラズマで処理した後に前記重合する有機化
合物を前記チューブ内に導入することを特徴とする請求
項1に記載のチューブ内面コーティング方法。
4. The method for coating an inner surface of a tube according to claim 1, wherein the inner surface of the tube is previously treated with the plasma of the non-polymerizable gas, and then the polymerized organic compound is introduced into the tube.
【請求項5】 前記プラズマ重合物でコーティングさ
れるチューブ2が、吸着、拡散により分子を分離する機
能を有する中空糸状膜であり、さらにチューブ2を束ね
て一括して内面コーティングされるものが、中空糸状膜
の束ねられた両端が樹脂状物質で固定され、中空口が両
端で開口した中空糸分離膜モジュールであることを特徴
とする請求項1乃至請求項4のいずれかに記載のチュー
ブ内面コーティング方法。
5. The tube 2 coated with the plasma polymerized material is a hollow fiber membrane having a function of separating molecules by adsorption and diffusion, and the tube 2 is bundled and coated on the inner surface at once. The tube inner surface according to any one of claims 1 to 4, wherein the bundled ends of the hollow fiber membrane are fixed with a resinous substance, and the hollow mouth is a hollow fiber separation membrane module having openings at both ends. Coating method.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE19959845B4 (en) * 1998-12-10 2012-11-29 Stefan Laure plasma generator
JP2019077104A (en) * 2017-10-25 2019-05-23 泉工業株式会社 Tube surface treatment apparatus and plasma treatment apparatus

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