JPH0824602A - Surface-improve gas separation membrane and its preparation - Google Patents

Surface-improve gas separation membrane and its preparation

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JPH0824602A
JPH0824602A JP6180973A JP18097394A JPH0824602A JP H0824602 A JPH0824602 A JP H0824602A JP 6180973 A JP6180973 A JP 6180973A JP 18097394 A JP18097394 A JP 18097394A JP H0824602 A JPH0824602 A JP H0824602A
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祐誠 平山
Hiroshi Yagishita
宏 柳下
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賢治 原谷
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CHIKYU KANKYO SANGYO GIJUTSU KENKYU KIKO
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Abstract

PURPOSE:To provide a gas separation membrane wherein performance of the membrane is not easily decreased when it is brought into contact with water and a method for preparation thereof. CONSTITUTION:This membrane is a hydrophilic polymer membrane integrated as a composite at least on the outer surface of a polymer hollow fiber membrane, and the method for preparing a surface-improved gas separation membrane is a method wherein the hydrophilic polymer membrane is prepd. by bringing at least the outer surface of a surface-improved gas separation membrane and a polymer hollow fiber membrane consisting of a polymer of an unsatd. carboxylate with two double bounds of a general formula CH2=CR<2> CO-OR<1>O-COCR<3>=CH2 (wherein OR<1>O- is a lower alkylene glycol residue or a polylower alkylene glycol residue and R<2> and R<3> are each hydrogen or a methyl group), into contact with the above described unsatd. corboxylate or prepolymer and polymerizing them.

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、二酸化炭素分離膜とし
て好適な気体分離膜及びその製造方法に関するものであ
る。
The present invention relates to a gas separation membrane suitable as a carbon dioxide separation membrane and a method for producing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】混合ガス中から二酸化炭素(CO2)を
分離、濃縮するために、混合ガスを分離膜の一方の側
(CO2吸着側)に接触させ、その分離膜の反対の側
(CO2放出側)に二酸化炭素を分離、濃縮する方法は
知られている。この二酸化炭素の分離、濃縮技術におい
ては、その二酸化炭素の分離効率は、その分離膜の性能
によって大きく影響され、二酸化炭素分離係数の高い分
離膜の開発が要望されている。気体分離膜として、多孔
質膜上にフッ素化合物のプラズマ重合体薄膜を形成した
ものは知られている(特開昭62−204285号、同
62−204826号、同62−204827号)。し
かし、これらの分離膜は、CO2/N2の分離係数が3.
9〜8.0と低いため、実用性のある二酸化炭素の分離
膜としては適用することができない。また気体分離膜と
して、芳香族テトラカルボン酸と芳香族ジアミンとの反
応物である芳香族ポリイミドを用いたものが知られてい
る(特開昭60−150806号、同61−13310
6号、同63−126420号)。これらの芳香族ポリ
イミド系分離膜のCO2/N2分離係数は、通常、20〜
30と比較的高いものではあるが、未だ効率のよい二酸
化炭素分離膜ということはできない。CO2/N2分離液
数の高い膜として、ポリエチレングリコールを多孔質に
含浸保持させたものが知られている(日本化学会誌、N
o.6(1983)p.847〜853)。この分離膜
は110という高いCO2/N2分離係数を示すものの、
多孔質に対するポリエチレングリコールの保持性が悪
く、水と接触するとそのポリエチレングリコールが溶出
し、その膜性能が低下するという問題がある。さらに、
アルカリ金属炭酸塩水溶液を多孔膜に含浸保持させた固
定化液膜を二酸化炭素分離膜として用いることも知られ
ている(Science、156、1481〜1484
(1967))。しかし、この分離膜も水溶液の保持性
が悪く、水と接触するとその水溶液が容易に溶出し、そ
の膜性能が低下するという問題がある。
2. Description of the Related Art In order to separate and concentrate carbon dioxide (CO 2 ) from a mixed gas, the mixed gas is brought into contact with one side of a separation membrane (CO 2 adsorption side), and the other side of the separation membrane (CO 2 adsorption side). A method of separating and concentrating carbon dioxide on the (CO 2 releasing side) is known. In the carbon dioxide separation / concentration technology, the carbon dioxide separation efficiency is greatly affected by the performance of the separation membrane, and there is a demand for the development of a separation membrane having a high carbon dioxide separation coefficient. As a gas separation membrane, a membrane formed by forming a plasma polymer thin film of a fluorine compound on a porous membrane is known (JP-A-62-204285, JP-A-62-204826, and JP-A-62-204827). However, these separation membranes have a CO 2 / N 2 separation coefficient of 3.
Since it is as low as 9 to 8.0, it cannot be applied as a practical carbon dioxide separation membrane. Further, as a gas separation membrane, a membrane using an aromatic polyimide which is a reaction product of an aromatic tetracarboxylic acid and an aromatic diamine is known (JP-A-60-150806 and 61-13310).
No. 6, 63-126420). The CO 2 / N 2 separation coefficient of these aromatic polyimide-based separation membranes is usually 20 to 20.
Although it is relatively high as 30, it cannot be said that it is still an efficient carbon dioxide separation membrane. A membrane in which polyethylene glycol is impregnated and held porous is known as a membrane having a high number of CO 2 / N 2 separation liquids (Journal of the Chemical Society of Japan, N
o. 6 (1983) p. 847-853). Although this separation membrane shows a high CO 2 / N 2 separation coefficient of 110,
There is a problem that the retention of polyethylene glycol on the porous material is poor, and the polyethylene glycol is eluted when it comes into contact with water, and the membrane performance is reduced. further,
It is also known to use an immobilized liquid membrane in which an aqueous alkali metal carbonate solution is impregnated and held in a porous membrane as a carbon dioxide separation membrane (Science, 156, 1481-1484).
(1967)). However, this separation membrane also has a poor retention of the aqueous solution, and when it comes into contact with water, the aqueous solution is easily eluted and the membrane performance is deteriorated.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、水と接触し
ても膜性能が容易に低下することのない気体分離膜及び
その製造方法を提供することをその課題とする。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a gas separation membrane whose membrane performance does not easily deteriorate even when it comes into contact with water, and a method for producing the same.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記課題
を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、本発明を完成する
に至った。
Means for Solving the Problems The present inventors have conducted intensive studies to solve the above-mentioned problems, and as a result, have completed the present invention.

【0005】即ち、本発明によれば、高分子中空糸膜の
少なくとも外表面上に親水性重合体膜を複合化させたも
のであって、該親水性重合体膜は、一般式 CH2=CR2CO−OR1O−COCR3=CH2 (式中、−OR1O−は低級アルキレングリコール残基
又は重合度1〜24のポリ低級アルキレングリコール残
基を示し、R2及びR3は水素又はメチル基を示す)で表
わされる二重結合を2つ有する不飽和カルボン酸エステ
ルの重合体からなることを特徴とする表面改質気体分離
膜が提供される。
That is, according to the present invention, a hydrophilic polymer membrane is compounded on at least the outer surface of a polymer hollow fiber membrane, and the hydrophilic polymer membrane has a general formula CH 2 = CR 2 CO—OR 1 O—COCR 3 CHCH 2 (wherein —OR 1 O— represents a lower alkylene glycol residue or a poly lower alkylene glycol residue having a polymerization degree of 1 to 24, and R 2 and R 3 represent (Indicating hydrogen or methyl group). The surface-modified gas separation membrane is characterized by comprising an unsaturated carboxylic acid ester polymer having two double bonds represented by the following formula:

【0006】また、本発明によれば、高分子中空糸膜の
少なくとも外表面上に親水性重合体膜を複合化させたも
のであって、該親水性重合体膜は、一般式 CH2=CR2CO−OR1O−COCR3=CH2 (式中、−OR1O−は低級アルキレングリコール残基
又は重合度1〜24のポリ低級アルキレングリコール残
基を示し、R2及びR3は水素又はメチル基を示す)で表
わされる二重結合を2つ有する不飽和カルボン酸エステ
ルを含む重合性不飽和カルボン酸エステル混合物の重合
体からなることを特徴とする表面改質気体分離膜が提供
される。
Further, according to the present invention, a hydrophilic polymer membrane is compounded on at least the outer surface of a polymer hollow fiber membrane, and the hydrophilic polymer membrane has the general formula CH 2 = CR in 2 CO-oR 1 O-COCR 3 = CH 2 ( wherein, -OR 1 O-represents a poly lower alkylene glycol residues of lower alkylene glycol residue or a polymerization degree 1 to 24, R 2 and R 3 And a surface-modified gas separation membrane comprising a polymer of a polymerizable unsaturated carboxylic acid ester mixture containing an unsaturated carboxylic acid ester having two double bonds represented by hydrogen or methyl group). To be done.

【0007】さらに、本発明によれば、高分子中空糸膜
の少なくとも外表面上に、一般式 CH2=CR2CO−OR1O−COCR3=CH2 (式中、−OR1O−は低級アルキレングリコール残基
又は重合度1〜24のポリ低級アルキレングリコール残
基を示し、R2及びR3は水素又はメチル基を示す)で表
わされる二重結合を2つ有する不飽和カルボン酸エステ
ル又はプレポリマーを接触させ、重合させることを特徴
とする表面改質気体分離膜の製造方法が提供される。
Further, according to the present invention, at least on the outer surface of the polymer hollow fiber membrane, a general formula CH 2 CRCR 2 CO—OR 1 O—COCR 3 CHCH 2 (wherein —OR 1 O— Represents a lower alkylene glycol residue or a poly-lower alkylene glycol residue having a polymerization degree of 1 to 24, and R 2 and R 3 represent hydrogen or a methyl group). Alternatively, there is provided a method for producing a surface-modified gas separation membrane, which comprises contacting and polymerizing a prepolymer.

【0008】さらにまた、高分子中空糸膜の少なくとも
外表面上に、一般式 CH2=CR2CO−OR1O−COCR3=CH2 (式中、−OR1O−は低級アルキレングリコール残基
又は重合度1〜24のポリ低級アルキレングリコール残
基を示し、R2及びR3は水素又はメチル基を示す)で表
わされる二重結合を2つ有する不飽和カルボン酸エステ
ルを含む重合性不飽和カルボン酸エステル混合物又はそ
のプレポリマーを接触させ、重合させることを特徴とす
る表面改質気体分離膜の製造方法が提供される。
Furthermore, the general formula CH 2 ═CR 2 CO—OR 1 O—COCR 3 ═CH 2 (wherein —OR 1 O— is a lower alkylene glycol residue) is present on at least the outer surface of the polymer hollow fiber membrane. Group or a poly (lower alkylene glycol) residue having a degree of polymerization of 1 to 24, and R 2 and R 3 represent hydrogen or a methyl group). Provided is a method for producing a surface-modified gas separation membrane, which comprises contacting and polymerizing a saturated carboxylic acid ester mixture or a prepolymer thereof.

【0009】前記一般式(1)において、−OR1O−
で表わされる低級アルキレングリコール残基又はポリ低
級アルキレングリコール残基としては、以下のものを例
示することができる。 (低級アルキレングリコール残基)低級アルキレングリ
コール残基としては、炭素数1〜6、好ましくは1〜4
の低級アルキレングリコールから誘導されるものを示す
ことができ、その具体例としては、以下のものが挙げら
れる。 −OC24O−、OC36O−、−OC48O−等。 (ポリ低級アルキレングリコール残基)ポリ低級アルキ
レングリコール残基としては、炭素数1〜6、好ましく
は1〜4の低級アルキレングリコールの重合体から誘導
されるものを示すことができる。この場合、その重合度
は1〜24、好ましくは9〜23である。このような残
基の具体例としては、以下のものが挙げられる。 −O(C24O)n−、−O(C36O)n−、−O(C
48O)n−、−O(C24O)p−(C36O)q−、
−O(C36O)p−(C24O)q−等。 但し、前記式中、nは1〜24、好ましくは9〜23の
数を示す。また、p及びqは、その合計が2〜29、好
ましくは12〜26になるような1以上の数を示す。
In the general formula (1), -OR 1 O-
As the lower alkylene glycol residue or poly lower alkylene glycol residue represented by the following, the following can be exemplified. (Lower alkylene glycol residue) The lower alkylene glycol residue has 1 to 6 carbon atoms, preferably 1 to 4 carbon atoms.
Can be derived from the lower alkylene glycol of, and specific examples thereof include the following. —OC 2 H 4 O—, OC 3 H 6 O—, —OC 4 H 8 O— and the like. (Poly lower alkylene glycol residue) Examples of the poly lower alkylene glycol residue include those derived from a polymer of a lower alkylene glycol having 1 to 6, preferably 1 to 4 carbon atoms. In this case, the degree of polymerization is 1 to 24, preferably 9 to 23. Specific examples of such a residue include the following. -O (C 2 H 4 O) n -, - O (C 3 H 6 O) n -, - O (C
4 H 8 O) n -, - O (C 2 H 4 O) p- (C 3 H 6 O) q-,
-O (C 3 H 6 O) p- (C 2 H 4 O) q- or the like. However, in the above formula, n represents a number of 1 to 24, preferably 9 to 23. In addition, p and q represent one or more numbers whose sum is 2 to 29, preferably 12 to 26.

【0010】本発明においては、前記一般式(1)で表
わされる不飽和カルボン酸エステル(以下、単に2官能
不飽和カルボン酸エステルとも言う)は、単独で使用す
ることができる他、他の重合性不飽和カルボン酸エステ
ルとの混合物の形態で使用することができる。2官能不
飽和カルボン酸エステルに配合し得る不飽和カルボン酸
エステルには、二重結合を1つ有する単官能不飽和カル
ボン酸エステル、二重結合を2つ有する2官能不飽和カ
ルボン酸エステル、二重結合を3つ以上有する多官能不
飽和カルボン酸エステルが包含される。前記一般式
(1)で表わされる2官能不飽和カルボン酸エステルに
好ましく配合される不飽和カルボン酸エステルについて
以下に示す。
In the present invention, the unsaturated carboxylic acid ester represented by the above-mentioned general formula (1) (hereinafter, also simply referred to as a bifunctional unsaturated carboxylic acid ester) can be used alone, and can be used in other polymerizations. It can be used in the form of a mixture with an unsaturated carboxylic acid ester. Unsaturated carboxylic acid esters which can be blended with the bifunctional unsaturated carboxylic acid ester include monofunctional unsaturated carboxylic acid esters having one double bond, bifunctional unsaturated carboxylic acid esters having two double bonds, Polyfunctional unsaturated carboxylic esters having three or more heavy bonds are included. The unsaturated carboxylic acid ester preferably blended with the bifunctional unsaturated carboxylic acid ester represented by the general formula (1) is shown below.

【0011】(単官能不飽和カルボン酸エステル)本発
明においては、下記一般式(2)で表わされるものの使
用が好ましい。 CH2=CR5CO−OR4O−R6 (2) (式中、−OR4O−は低級アルキレングリコール残基
又は重合度1〜10、好ましくは6〜9のポリ低級アル
キレングリコール残基を示し、R5は水素又はメチル基
を示し、R6は脂肪族基又は芳香族基を示す) 一般式(2)における−OR4O−の具体例としては、
前記−OR4O−の具体例としては、前記−OR1O−に
関して示したものを挙げることができる。また、R6
示される脂肪族基において、その炭素数1〜10、好ま
しくは1〜4である。このような脂肪族基としては、メ
チル、エチル、プロピル、ブチル、ヘキシル、オクチル
等のアルキル基が挙げられる。R6で示される芳香族基
としては、フェニル、トリル等のアリール基が挙げられ
る。これらの置換基R6は、アミノ基や、ニトロ基、ア
ルコキシ等の置換基を有していてもよい。 (多官能不飽和カルボン酸エステル)前記一般式(1)
の単官能不飽和カルボン酸エステルに対して好ましく配
合される多官能不飽和カルボン酸エステルとしては、以
下のものを挙げることができる。トリメチロールプロパ
ントリアクリレート、トリメチロールプロパントリメタ
クリレート、ペンタエリスリトールペンタアクリレー
ト、ペンタエリスリトールペンタメタクリレート、ジペ
ンタエリスリトールヘキサアクリレート、ジペンタエリ
スリトールヘキサメタクリレート等。
(Monofunctional unsaturated carboxylic acid ester) In the present invention, it is preferable to use those represented by the following general formula (2). CH 2 = CR 5 CO-OR 4 OR 6 (2) ( wherein, -OR 4 O-lower alkylene glycol residue or a polymerization degree 10, preferably poly lower alkylene glycol residues 6-9 And R 5 represents hydrogen or a methyl group, and R 6 represents an aliphatic group or an aromatic group.) Specific examples of —OR 4 O— in the general formula (2) include
Specific examples of the -OR 4 O-may be mentioned those given for the -OR 1 O-. The aliphatic group represented by R 6 has 1 to 10 carbon atoms, preferably 1 to 4 carbon atoms. Examples of such an aliphatic group include alkyl groups such as methyl, ethyl, propyl, butyl, hexyl, and octyl. Examples of the aromatic group represented by R 6 include aryl groups such as phenyl and tolyl. These substituents R 6 may have a substituent such as an amino group, a nitro group, or an alkoxy. (Polyfunctional Unsaturated Carboxylic Acid Ester) The General Formula (1)
Examples of the polyfunctional unsaturated carboxylic acid ester preferably blended with the above monofunctional unsaturated carboxylic acid ester include the following. Trimethylolpropane triacrylate, trimethylolpropane trimethacrylate, pentaerythritol pentaacrylate, pentaerythritol pentamethacrylate, dipentaerythritol hexaacrylate, dipentaerythritol hexamethacrylate, etc.

【0012】本発明の気体分離膜を製造するには、高分
子中空糸膜の少なくとも外表面上に、前記一般式(1)
で表わされる二重結合を2つ有する不飽和カルボン酸エ
ステル又はこれを含む重合性不飽和カルボン酸エステル
混合物(以下、これらを単に重合原料とも言う)を接触
させ、この状態において重合反応させる。この場合、そ
の重合原料は、高分子中空糸膜表面に接触保持しやすい
ようにプレポリマ−(Bステージ樹脂)とし、これを高
分子中空糸膜表面に接触保持して重合させることもでき
る。
In order to produce the gas separation membrane of the present invention, at least on the outer surface of the polymer hollow fiber membrane, the general formula (1)
Is contacted with an unsaturated carboxylic acid ester having two double bonds or a mixture of polymerizable unsaturated carboxylic acid esters containing the same (hereinafter, these are also simply referred to as polymerization raw materials), and a polymerization reaction is performed in this state. In this case, the polymerization raw material may be a prepolymer (B-stage resin) so as to be easily contacted and held on the surface of the polymer hollow fiber membrane, and may be polymerized while being held in contact with the surface of the polymer hollow fiber membrane.

【0013】重合原料を高分子中空糸膜の少なくとも外
表面に接触させる方法としては、高分子中空糸膜を重合
原料又はそのプレポリマーあるいはそれらの溶液中に浸
漬する方法や、高分子中空糸膜の外表面に重合原料又は
そのプレポリマーあるいはそれらの溶液をスプレーする
方法等がある。溶液を得るための溶媒としては、重合原
料又はそのプレポリマー溶解させ得るものであればどの
ようなものでも使用することができる。このような溶媒
としては、例えば、水が用いられる他、メタノール、エ
タノール、プロパノール等の低級アルコール;ヘキサ
ン、ヘプタン、シクロヘキサン、ベンゼン等の炭化水
素;その他、メチルエチルケトン、ジオキサン、ジメチ
ルホルムアミド、ジメチルスホキシド等が挙げられる。
溶液中の重合原料又はそのプレポリマーの濃度は、0.
05〜50重量%、好ましくは0.1〜10重量%であ
る。重合法としては、熱的重合法、紫外線照射による重
合法、電子線照射による重合法及びプラズマ照射による
重合法等の従来公知の重合法を採用することができる。
As a method of bringing the polymerization raw material into contact with at least the outer surface of the polymer hollow fiber membrane, a method of immersing the polymer hollow fiber membrane in the polymerization raw material or its prepolymer or a solution thereof, a method of polymer hollow fiber membrane A method of spraying a polymerization raw material, a prepolymer thereof, or a solution thereof onto the outer surface of the substrate. As a solvent for obtaining the solution, any solvent can be used as long as it can dissolve the polymerization raw material or its prepolymer. Examples of such a solvent include water, lower alcohols such as methanol, ethanol, and propanol; hydrocarbons such as hexane, heptane, cyclohexane, benzene, etc .; methylethylketone, dioxane, dimethylformamide, dimethylsulfoxide, etc. Is mentioned.
The concentration of the polymerization raw material or its prepolymer in the solution is 0.1%.
It is from 0.5 to 50% by weight, preferably from 0.1 to 10% by weight. As the polymerization method, a conventionally known polymerization method such as a thermal polymerization method, a polymerization method by ultraviolet irradiation, a polymerization method by electron beam irradiation, or a polymerization method by plasma irradiation can be adopted.

【0014】熱的重合法により重合を行う場合には、重
合原料にはラジカル重合開始剤が配合される。ラジカル
重合開始剤としては、例えば、アゾビスイソブチロニト
リル、アゾビスバレロニトリル等のアゾ系重合開始剤
や、ベンゾイルパーオキサイド、メチルエチルケトンパ
ーオキサイド、ラウリルパーオキサイド等の過酸化物系
重合開始剤を用いることができる。この場合、重合度の
調整用にメルカプタン等の連鎖移動剤を用いることもで
きる。ラジカル重合開始剤の重合原料に対する配合量
は、0.1〜3重量%、好ましくは0.2〜1重量%で
ある。重合温度は70〜150℃、好ましくは80〜1
30℃であり、重合時間は30〜800分、好ましくは
90〜600分である。
When the polymerization is carried out by a thermal polymerization method, a radical polymerization initiator is added to the polymerization raw material. Examples of the radical polymerization initiator include, for example, azo-based polymerization initiators such as azobisisobutyronitrile and azobisvaleronitrile, and peroxide-based polymerization initiators such as benzoyl peroxide, methyl ethyl ketone peroxide and lauryl peroxide. Can be used. In this case, a chain transfer agent such as mercaptan may be used for adjusting the degree of polymerization. The compounding amount of the radical polymerization initiator with respect to the polymerization raw material is 0.1 to 3% by weight, preferably 0.2 to 1% by weight. The polymerization temperature is 70 to 150 ° C, preferably 80 to 1
The polymerization time is 30 to 800 minutes, preferably 90 to 600 minutes.

【0015】紫外線照射による重合法により重合を行う
場合には、重合原料には、光重合開始剤が配合される。
光重合開始剤としては、アゾビスインブチロニトリル等
のアゾ系化合物;ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテ
ル、ベンゾイソエチルエーテル、ベンゾインプロピルエ
ーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、α−メチルベ
ンゾイン、α−フェニルベンゾイン等のベンゾイン類;
アントラキノン、メチルアントラキノン、クロルアント
ラキノン等のアントラキノン類;p−メトキシベンゼン
ジアゾニウム、ヘキサフルオロフォスフェート、ジフェ
ニルアイオドニウム、トリフェニルスルフォニウム等の
オニウム塩の他、ベンジル、ジアセチル、アセトフェノ
ン、ベンゾフェノン、メチルヴェンゾイルフォーメー
ト、ジフェニルスルフィド、ジチオカーバメート、アク
リルフラビン、フルオレセン等が挙げられる。これらの
光重合開始剤は単独又は混合物の形で使用される。ま
た、重合原料には、増感剤として、尿素、N,N−ジ置
換−P−アミノベンゾニトリル等を配合することができ
る。光重合開始剤の使用量は、重合原料に対し、通常、
0.1〜10重量%、好ましくは0.5〜7重量%であ
る。増感剤の使用量は、重合原料100重量部に対し、
通常、0.1〜5重量部である。紫外線照射時電力は1
0〜200W、好ましくは20〜100Wであり、その
照射時間は1秒以上、好ましくは1〜30分である。
When polymerization is carried out by a polymerization method using ultraviolet irradiation, a photopolymerization initiator is blended with the polymerization raw material.
As the photopolymerization initiator, an azo compound such as azobisinbutyronitrile; benzoin such as benzoin, benzoin methyl ether, benzoisoethyl ether, benzoin propyl ether, benzoin isobutyl ether, α-methylbenzoin, α-phenylbenzoin Kind;
Anthraquinones such as anthraquinone, methylanthraquinone, and chloranthraquinone; onium salts such as p-methoxybenzenediazonium, hexafluorophosphate, diphenyliodonium, and triphenylsulfonium; benzyl, diacetyl, acetophenone, benzophenone, and methylbenzoyl Formate, diphenyl sulfide, dithiocarbamate, acrylic flavin, fluorescein and the like can be mentioned. These photopolymerization initiators are used alone or in a mixture. Further, urea, N, N-disubstituted-P-aminobenzonitrile and the like can be compounded as a sensitizer in the polymerization raw material. The amount of the photopolymerization initiator used is usually
It is 0.1 to 10% by weight, preferably 0.5 to 7% by weight. The amount of the sensitizer used is based on 100 parts by weight of the polymerization raw material.
Usually, it is 0.1 to 5 parts by weight. Electric power at ultraviolet irradiation is 1
The irradiation time is 0 to 200 W, preferably 20 to 100 W, and the irradiation time is 1 second or longer, preferably 1 to 30 minutes.

【0016】プラズマ照射重合法により重合を行う場合
には、重合用原料には、好ましくは架橋促進剤が配合さ
れるが、これは必須ではない。架橋促進剤としては、1
−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、ベンジル
ジメチルケタール等が挙げられる。その配合量は、重合
原料に対して0.05〜5重量%、好ましくは0.1〜
1重量%である。また、重原料には、必要に応じ、前記
した如き光重合開始剤を添加することもできる。プラズ
マ照射におけるプラズマ発生ガスとしては、アンモニ
ア、メタン、エタン、プロパン、水素、窒素、アルゴン
等を用いることができる。また、プラズマ照射重合にお
ける電極板の温度は、0〜100℃、好ましくは10〜
70℃であり、圧力は0.01〜2トール、好ましくは
0.1〜1トールである。プラズマ照射パワーは、10
〜200W、好ましくは20〜100Wである。プラズ
マ照射時間は、120分以下、好ましくは3秒〜10分
である。
When the polymerization is carried out by the plasma irradiation polymerization method, the raw material for polymerization is preferably blended with a crosslinking accelerator, but this is not essential. As the crosslinking accelerator, 1
-Hydroxycyclohexyl phenyl ketone, benzyl dimethyl ketal, etc. are mentioned. The compounding amount is 0.05 to 5% by weight, preferably 0.1 to
It is 1% by weight. If necessary, the photopolymerization initiator as described above can be added to the heavy raw material. Ammonia, methane, ethane, propane, hydrogen, nitrogen, argon, or the like can be used as a plasma generating gas in the plasma irradiation. The temperature of the electrode plate in the plasma irradiation polymerization is 0 to 100 ° C, preferably 10 to 100 ° C.
70 ° C. and pressure is 0.01-2 Torr, preferably 0.1-1 Torr. Plasma irradiation power is 10
200200W, preferably 20-100W. The plasma irradiation time is 120 minutes or less, preferably 3 seconds to 10 minutes.

【0017】このプラズマ照射重合法においては、重合
原料中に含まれる2官能不飽和カルボン酸エステルの架
橋重合とともに、プラズマによる強い水素引抜き作用等
により、重合原料と高分子中空糸膜との間にも反応が起
り、重合原料の重合で得られた重合体は、高分子中空糸
膜表面に強固に結合される。従って、高分子中空糸膜表
面に対する重合体膜の接着強度の点からは、プラズマ照
射重合法を用いるのが好ましい。
In this plasma irradiation polymerization method, the bifunctional unsaturated carboxylic acid ester contained in the polymerization raw material is cross-linked and polymerized, and the strong hydrogen abstraction effect by the plasma causes a gap between the polymerization raw material and the polymer hollow fiber membrane. The reaction also occurs, and the polymer obtained by the polymerization of the polymerization raw material is firmly bonded to the surface of the polymer hollow fiber membrane. Therefore, from the viewpoint of the adhesive strength of the polymer membrane to the surface of the polymer hollow fiber membrane, it is preferable to use the plasma irradiation polymerization method.

【0018】重合原料として、前記一般式(1)で表わ
される2官能不飽和カルボン酸エステルと単官能不飽和
カルボン酸エステルとの混合物を用いる場合、2官能不
飽和カルボン酸エステルの使用割合は、両者の混合物に
対し、15重量%以上、好ましくは25重量%以上であ
り、単官能不飽和カルボン酸エステルの使用割合は、両
者の混合物に対し、85重量%以下、好ましくは75重
量%以下である。重合原料として、前記一般式(1)で
表わされる2官能不飽和カルボン酸エステルと、二重結
合を3つ以上有する多官能不飽和カルボン酸エステルと
の混合物を用いる場合、2官能不飽和カルボン酸エステ
ルの使用割合は、両者の混合物に対し、25〜90重量
%、好ましくは30〜70重量%であり、多官能不飽和
カルボン酸エステルの使用割合は、両者の混合物に対
し、10〜75重量%、好ましくは30〜70重量%で
ある。
When a mixture of the bifunctional unsaturated carboxylic acid ester represented by the above general formula (1) and the monofunctional unsaturated carboxylic acid ester is used as a raw material for polymerization, the proportion of the bifunctional unsaturated carboxylic acid ester used is as follows: It is at least 15% by weight, preferably at least 25% by weight, based on the mixture of both, and the proportion of the monofunctional unsaturated carboxylic acid ester used is at most 85% by weight, preferably at most 75% by weight, based on the mixture of both. is there. When a mixture of the bifunctional unsaturated carboxylic acid ester represented by the general formula (1) and a polyfunctional unsaturated carboxylic acid ester having three or more double bonds is used as a polymerization raw material, the bifunctional unsaturated carboxylic acid is used. The proportion of the ester used is 25 to 90% by weight, preferably 30 to 70% by weight, based on the mixture of both, and the proportion of the polyfunctional unsaturated carboxylic acid ester used is 10 to 75% by weight based on the mixture of both. %, Preferably 30 to 70% by weight.

【0019】本発明で用いる重合原料は、2つの二重結
合を有する2官能不飽和カルボン酸エステルを含むこと
から、その重合原料から得られる重合体は、架橋構造を
有するものであり、水やメタノール、エタノール等の溶
媒に不溶性のものであり、機械的強度にすぐれるととも
に、その重合体の融点も300℃(DSC測定では33
0〜350℃)以上という高いもので、耐熱性にもすぐ
れたものである。前記のようにして高分子中空系膜上に
形成される重合体膜は、その分子構造中に、前記した式
−OR1O−で表わされる親水基を有するために、親水
性のガス、例えば、CO2、SO2、NO2、NO、N2
等に対して高い透過性能を有する。高分子中空系上の重
合体膜の厚さは、0.01〜5μm、好ましくは0.0
5〜1.0μmである。
Since the polymerization raw material used in the present invention contains a bifunctional unsaturated carboxylic acid ester having two double bonds, the polymer obtained from the polymerization raw material has a cross-linked structure and is It is insoluble in solvents such as methanol and ethanol, has excellent mechanical strength, and its polymer also has a melting point of 300 ° C. (33 in DSC measurement).
(0-350 ° C.) or more, and excellent in heat resistance. Polymer film as the formed on a polymer hollow fiber membranes, in its molecular structure, in order to have the the formula -OR 1 O-with a hydrophilic group represented, hydrophilic gases such as , CO 2 , SO 2 , NO 2 , NO, N 2 O
It has high transmission performance with respect to the like. The thickness of the polymer film on the polymer hollow system is 0.01 to 5 μm, preferably 0.0 to 5 μm.
It is 5 to 1.0 μm.

【0020】本発明における高分子中空糸膜としては、
従来公知の各種のものを用いることができる。高分子中
空糸膜における高分子としては、例えば、ポリイミド、
ポリエーテルスルホン、シリコン、ポリプロピレン、ポ
リエチレン、ポリカーボネート等が挙げられ、中空糸と
して製膜可能なものであればどのようなものでも使用可
能である。本発明においては、高分子中空糸膜は、多孔
質構造のものであってもよく、この場合、その多孔質構
造を形成する細孔径は、0.5μm以下、好ましくは
0.1μm以下である。高分子中空糸膜における中空糸
の内径は、100〜500μm、好ましくは150〜4
00μmである。また、この高分子中空糸膜の厚さは、
20〜100μm、好ましくは40〜80μmである。
ガス透過性能の良好な気体分離膜を得る点からは、高分
子中空糸膜としては、例えば、二酸化炭素の透過速度
が、1×10-4cm3/cm2・sec・cmHg以上で
あるものの使用が好ましい。
The polymer hollow fiber membrane in the present invention includes:
Various conventionally known materials can be used. As the polymer in the polymer hollow fiber membrane, for example, polyimide,
Examples thereof include polyethersulfone, silicon, polypropylene, polyethylene, and polycarbonate. Any material can be used as long as it can be formed into a hollow fiber. In the present invention, the polymer hollow fiber membrane may have a porous structure, and in this case, the pore diameter forming the porous structure is 0.5 μm or less, preferably 0.1 μm or less. . The inner diameter of the hollow fiber in the polymer hollow fiber membrane is 100 to 500 μm, preferably 150 to 4 μm.
It is 00 μm. Also, the thickness of this polymer hollow fiber membrane is
It is 20 to 100 μm, preferably 40 to 80 μm.
From the viewpoint of obtaining a gas separation membrane having good gas permeation performance, as a polymer hollow fiber membrane, for example, a polymer hollow fiber membrane having a carbon dioxide permeation rate of 1 × 10 −4 cm 3 / cm 2 · sec · cmHg or more is used. Use is preferred.

【0021】本発明の高分子中空糸膜を気体分離膜とし
て用いて親水性ガス(例えば二酸化炭素)を含む混合ガ
スからその親水性ガスを分離回収あるいは分離濃縮する
には、その高分子中空糸膜をモジュール化し、その膜の
外部(又は内部)に混合ガスを接触させ、その混合ガス
の圧力を、その膜の反対側の内部(又は外部)圧力より
も高く保持する。このようにして混合ガスを分離膜の片
側に接触させると、混合ガス中の各成分は、いずれも、
膜の両側の分圧差により、分離膜中を拡散透過するが、
親水性ガス以外の成分は膜と親和性がないのに対し、親
水性ガスは膜と親和性があることから、親水性ガスの膜
透過量は著しく大きなものとなり、その親水性ガスの分
離回収あるいは分離濃縮が達成される。
In order to separate and collect or concentrate a hydrophilic gas from a mixed gas containing a hydrophilic gas (for example, carbon dioxide) using the polymer hollow fiber membrane of the present invention as a gas separation membrane, the polymer hollow fiber is used. The membrane is modularized and the gas mixture is brought into contact with the outside (or inside) of the membrane and the pressure of the gas mixture is kept higher than the inside (or outside) pressure on the opposite side of the membrane. When the mixed gas is brought into contact with one side of the separation membrane in this way, each component in the mixed gas is
Due to the partial pressure difference on both sides of the membrane, it diffuses and permeates through the separation membrane,
The components other than the hydrophilic gas have no affinity for the membrane, whereas the hydrophilic gas has affinity for the membrane. Therefore, the amount of the hydrophilic gas that permeates the membrane is extremely large, and the separation and recovery of the hydrophilic gas is performed. Alternatively, separation and concentration are achieved.

【0022】[0022]

【実施例】次に本発明を実施例により更に詳細に説明す
る。なお、以下の実験における膜の気体透過性能は以下
のようにして測定された。
EXAMPLES The present invention will now be described in more detail with reference to Examples. The gas permeation performance of the membrane in the following experiment was measured as follows.

【0023】(膜の気体透過性能の測定)高分子中空糸
膜の外部に圧力5kg/cm2GでCO2又はN2の純ガ
スを供給し、膜を透過してくるガスの透過量を石けん膜
流量計で測定し、透過速度Q(CO2)、Q(N2)及び
分離係数α=Q(CO2)/Q(N2)を求めた。
(Measurement of Gas Permeability of Membrane) A pure gas of CO 2 or N 2 is supplied to the outside of the polymer hollow fiber membrane at a pressure of 5 kg / cm 2 G, and the amount of gas permeating through the membrane is measured. Measurements were made with a soap film flow meter to determine the permeation rate Q (CO 2 ), Q (N 2 ) and the separation coefficient α = Q (CO 2 ) / Q (N 2 ).

【0024】実施例1 下記モノマーA及びモノマーBを9:1の重量比で混合
溶解させた後、下記架橋促進剤Cを混合液重量の1wt
%加えて溶解し、混合液を水で3wt%に希釈して反応
溶液を調製した。得られた反応溶液に、高分子中空系と
して、非多孔質のポリイミド非対称中空糸膜を浸漬した
後、この中空糸膜を反応容器がベルジャー型で内部に平
衡平板電極をもち、13.56MHzのプラズマ発生電
源をもつプラズマ処理装置の両電極板間にセットし、ア
ンモニアを22cc/minで系内に導入しながら圧力
0.5トール、照射パワー150Wで3分間プラズマ処
理することで、架橋重合を行ない、高分子中空糸複合膜
を得た。
Example 1 The following monomer A and monomer B were mixed and dissolved at a weight ratio of 9: 1, and then the following crosslinking accelerator C was added in an amount of 1 wt.
% To dissolve the mixture, and the mixture was diluted with water to 3 wt% to prepare a reaction solution. A non-porous polyimide asymmetric hollow fiber membrane as a polymer hollow system was dipped in the obtained reaction solution, and the hollow fiber membrane had a bell jar type reaction vessel with an equilibrium plate electrode inside, and a hollow fiber membrane of 13.56 MHz. Set between both electrode plates of a plasma processing device having a plasma generating power source, while introducing ammonia into the system at 22 cc / min, plasma treatment is performed for 3 minutes at a pressure of 0.5 Torr and an irradiation power of 150 W, thereby performing cross-linking polymerization. Then, a polymer hollow fiber composite membrane was obtained.

【0025】(モノマーA)(ポリエチレングリコール
ジメタクリレート) CH2=C(CH3)COO(C24O)14COC(CH
3)=CH2 (新中村化学工業(株)製、14G) (モノマーB)(メトキシポリエチレングリコールメタ
クリレート) CH2=C(CH3)CO(OCH2CH29OCH3 (新中村化学工業(株)製、M−90G) (架橋促進剤C)1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニ
ルケトン
(Monomer A) (Polyethylene glycol dimethacrylate) CH 2 CC (CH 3 ) COO (C 2 H 4 O) 14 COC (CH
3 ) = CH 2 (14G manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.) (Monomer B) (Methoxypolyethylene glycol methacrylate) CH 2 ═C (CH 3 ) CO (OCH 2 CH 2 ) 9 OCH 3 (Shin Nakamura Chemical Co., Ltd. Co., Ltd., M-90G) (Crosslinking accelerator C) 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone

【0026】実施例2 実施例1において、反応溶液中の混合液濃度を1wt
%、プラズマ照射パワーを20W、プラズマ照射時間を
30秒とした以外は同様にして実験を行ない、高分子中
空糸複合膜を得た。
Example 2 In Example 1, the concentration of the mixed solution in the reaction solution was 1 wt.
%, The plasma irradiation power was 20 W, and the plasma irradiation time was 30 seconds, and the same experiment was conducted to obtain a polymer hollow fiber composite membrane.

【0027】実施例3 実施例1において、混合液をエタノールとヘキサンの混
合溶媒(混合重量比=1:4)により5wt%に希釈し
て反応溶液を調製するとともに、圧力0.2トール、処
理パワー50W、処理時間10分でプラズマ処理を行っ
た以外は同様にして高分子中空糸複合膜を得た。
Example 3 A reaction solution was prepared by diluting a mixed solution to 5 wt% with a mixed solvent of ethanol and hexane (mixing weight ratio = 1: 4) in Example 1, and a pressure of 0.2 Torr was applied. A polymer hollow fiber composite membrane was obtained in the same manner except that the plasma treatment was performed at a power of 50 W and a treatment time of 10 minutes.

【0028】実施例4 実施例1において、混合液を、エタノールとヘキサンの
混合溶媒(混合重量比=1:4)により1.3wt%に
希釈して反応溶液を調製するとともに、圧力0.2トー
ル、照射パワー20W、照射時間10分でプラズマ処理
を行った以外は同様にして高分子中空糸複合膜を得た。
Example 4 In Example 1, the mixture was diluted to 1.3 wt% with a mixed solvent of ethanol and hexane (mixing weight ratio = 1: 4) to prepare a reaction solution. A polymer hollow fiber composite membrane was obtained in the same manner as above except that the plasma treatment was performed with a torr, an irradiation power of 20 W, and an irradiation time of 10 minutes.

【0029】実施例5 実施例1において、モノマーAの代りに下記式で示され
るポリエチレングリコールジメタクリレートを用いると
ともに、圧力0.2トール、照射パワー50W、照射時
間10分間でプラズマ処理した以外は同様にして高分子
中空糸複合膜を得た。 CH2=C(CH3)COO(C24O)9COC(CH3)=C
2 (新中村化学工業(株)製、9G)
Example 5 The same as Example 1 except that polyethylene glycol dimethacrylate represented by the following formula was used in place of the monomer A, and the plasma treatment was performed under a pressure of 0.2 Torr, an irradiation power of 50 W and an irradiation time of 10 minutes. To obtain a polymer hollow fiber composite membrane. CH 2 = C (CH 3) COO (C 2 H 4 O) 9 COC (CH 3) = C
H 2 (9G, Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.)

【0030】実施例6 実施例1において、モノマーAの代りに下記式で示され
るポリエチレングリコールジメタクリレートを用いると
ともに、圧力0.5トール、照射パワー100W、照射
時間5分間でプラズマ処理した以外は同様にして高分子
中空糸複合膜を得た。 CH2=C(CH3)COO(C24O)23COC(CH3)=
CH2 (新中村化学工業(株)製、23G)
Example 6 The same procedure as in Example 1 was carried out except that polyethylene glycol dimethacrylate represented by the following formula was used in place of the monomer A, and a plasma treatment was performed at a pressure of 0.5 Torr, an irradiation power of 100 W, and an irradiation time of 5 minutes. Thus, a polymer hollow fiber composite membrane was obtained. CH 2 = C (CH 3 ) COO (C 2 H 4 O) 23 COC (CH 3 ) =
CH 2 (manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd., 23G)

【0031】実施例7 実施例1において、モノマーAとモノマーBを1:2の
重量比で混合するとともに、架橋促進剤Cを使用せず、
混合液を水で20wt%に希釈して反応溶液を調製し、
さらに、圧力0.5トール、照射パワー100W、照射
時間10分でプラズマ処理を行った以外は同様にして高
分子中空糸複合膜を得た。
Example 7 In Example 1, the monomers A and B were mixed at a weight ratio of 1: 2, and the crosslinking accelerator C was not used.
Dilute the mixture to 20 wt% with water to prepare a reaction solution,
Furthermore, a polymer hollow fiber composite membrane was obtained in the same manner except that the plasma treatment was performed at a pressure of 0.5 Torr, an irradiation power of 100 W, and an irradiation time of 10 minutes.

【0032】実施例8 実施例2において、高分子中空糸膜として、その二酸化
炭素透過性能が5.2×10-3cm3/cm2・sec・
cmHgであるものを用いた以外は同様にして高分子中
空糸複合膜を得た。
Example 8 In Example 2, the polymer hollow fiber membrane had a carbon dioxide permeability of 5.2 × 10 −3 cm 3 / cm 2 · sec.
A polymer hollow fiber composite membrane was obtained in the same manner except that the one having cmHg was used.

【0033】比較例1 実施例1において、高分子中空糸膜を、実施例1と同様
にして圧力0.5トール、照射パワー100W、照射時
間10分でプラズマ処理を行い、プラズマ処理高分子中
空糸膜を得た。
Comparative Example 1 In Example 1, the polymer hollow fiber membrane was subjected to plasma treatment in the same manner as in Example 1 at a pressure of 0.5 Torr, an irradiation power of 100 W, and an irradiation time of 10 minutes. A fibrous membrane was obtained.

【0034】以上の実施例1〜8及び比較例1で得られ
た表面改質高分子中空糸膜の気体透過性能を測定した結
果を表1に示す。なお、表1に示した参考例1は実施例
1で基材として用いた高分子中空糸膜を示し、参考例2
は実施例8で基材として用いた高分子中空糸膜を示す。
Table 1 shows the results of measuring the gas permeation performance of the surface-modified polymer hollow fiber membranes obtained in Examples 1 to 8 and Comparative Example 1 above. Reference Example 1 shown in Table 1 shows the polymer hollow fiber membrane used as the base material in Example 1, and Reference Example 2
Shows the polymer hollow fiber membrane used as the substrate in Example 8.

【0035】[0035]

【表1】 [Table 1]

【0036】実施例9 実施例1で示したモノマーAとモノマーBを重量比4:
6で混合し、この混合液に重合開始剤として2,2’−
アゾビス(イソブロロニトリル)を1wt%添加した
後、この混合液をエタノールとイソオクタンの混合液
(重量比=1:4)に溶解させて、混合液が2wtに希
釈された反応溶液を得た。この反応溶液にポリイミド中
空糸膜を5秒間浸漬させた後、N2雰囲気下において8
0℃で8時間加熱し、重合反応を行い、高分子中空糸複
合膜を得た。このものの24℃での気体透過性能を表2
に示す。なお、前記ポリイミド中空糸膜の24℃での気
体透過性能は、2.2×10-4cm3/cm2・sec・
cmHgであった。
Example 9 The monomer A and the monomer B shown in Example 1 were added in a weight ratio of 4:
6, and mixed with 2,2'- as a polymerization initiator.
After adding 1 wt% of azobis (isobronitrile), this mixture was dissolved in a mixture of ethanol and isooctane (weight ratio = 1: 4) to obtain a reaction solution in which the mixture was diluted to 2 wt. After the reaction solution of the polyimide hollow fiber membrane was immersed for 5 seconds in, under N 2 atmosphere 8
Polymerization reaction was carried out by heating at 0 ° C. for 8 hours to obtain a polymer hollow fiber composite membrane. Table 2 shows the gas permeation performance at 24 ° C.
Shown in The gas permeability of the polyimide hollow fiber membrane at 24 ° C. was 2.2 × 10 −4 cm 3 / cm 2 · sec.
cmHg.

【0037】実施例10〜14 実施例9において、表2に示したモノマーを用いた以外
は同様にして高分子中空糸複合膜を得た。これらのもの
の24℃での気体透過性能を表2に示す。なお、表2に
おいて符号で示したモノマーの具体的内容は次の通りで
ある。 (1)14G CH2=C(CH3)COO(C24O)14COC(CH3)=
CH2 (2)M90G CH2=C(CH3)CO(OCH2CH2)9OCH3 (3)23G CH2=C(CH3)COO(C24O)23COC(CH3)=
CH2 (4)A600 CH2=CHCOO(C24O)4COCH=CH2 (5)TMPT CH3CH2(CH2OCOC(CH3)=CH2)3
Examples 10 to 14 Polymer hollow fiber composite membranes were obtained in the same manner as in Example 9 except that the monomers shown in Table 2 were used. Table 2 shows the gas permeation performance at 24 ° C. of these products. The specific contents of the monomers indicated by the reference symbols in Table 2 are as follows. (1) 14G CH 2 CC (CH 3 ) COO (C 2 H 4 O) 14 COC (CH 3 ) =
CH 2 (2) M90G CH 2 = C (CH 3) CO (OCH 2 CH 2) 9 OCH 3 (3) 23G CH 2 = C (CH 3) COO (C 2 H 4 O) 23 COC (CH 3) =
CH 2 (4) A600 CH 2 = CHCOO (C 2 H 4 O) 4 COCH = CH 2 (5) TMPT CH 3 CH 2 (CH 2 OCOC (CH 3) = CH 2) 3

【0038】[0038]

【表2】 [Table 2]

【0039】[0039]

【発明の効果】本発明の気体分離膜は、すぐれた分離性
能を有するとともに、耐熱性及び耐久性にすぐれ、しか
も、耐溶媒性にすぐれているため、水等の液体でその表
面が濡れて、その分離膜性能が容易に低下することはな
い。本発明の気体分離膜は、親水性ガス分離膜、特に、
二酸化炭素分離膜として好適なものである。
EFFECT OF THE INVENTION The gas separation membrane of the present invention has excellent separation performance, excellent heat resistance and durability, and excellent solvent resistance. Therefore, its surface is wet with a liquid such as water. However, the performance of the separation membrane does not easily deteriorate. The gas separation membrane of the present invention is a hydrophilic gas separation membrane, in particular,
It is suitable as a carbon dioxide separation membrane.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 柳下 宏 茨城県つくば市東1丁目1番 工業技術院 物質工学工業技術研究所内 (72)発明者 原谷 賢治 茨城県つくば市東1丁目1番 工業技術院 物質工学工業技術研究所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Hiroshi Yanagishita 1-1, Higashi, Tsukuba-shi, Ibaraki Institute of Industrial Science and Technology, Institute of Materials Engineering (72) Inventor Kenji Haratani 1-1, East, Tsukuba-shi, Ibaraki Material Institute of Engineering and Technology

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 高分子中空糸膜の少なくとも外表面上に
親水性重合体膜を複合化させたものであって、該親水性
重合体膜は、一般式 CH2=CR2CO−OR1O−COCR3=CH2 (式中、−OR1O−は低級アルキレングリコール残基
又は重合度1〜24のポリ低級アルキレングリコール残
基を示し、R2及びR3は水素又はメチル基を示す)で表
わされる二重結合を2つ有する不飽和カルボン酸エステ
ルの重合体からなることを特徴とする表面改質気体分離
膜。
1. A composite of a hydrophilic polymer membrane on at least the outer surface of a polymer hollow fiber membrane, the hydrophilic polymer membrane having the general formula CH 2 = CR 2 CO-OR 1 O-COCR 3 = CH 2 (wherein, -OR 1 O-represents a poly lower alkylene glycol residues of lower alkylene glycol residue or a polymerization degree 1 to 24, R 2 and R 3 represents a hydrogen or a methyl group ) A surface-modified gas separation membrane comprising a polymer of an unsaturated carboxylic acid ester having two double bonds.
【請求項2】 高分子中空糸膜の少なくとも外表面上に
親水性重合体膜を複合化させたものであって、該親水性
重合体膜は、一般式 CH2=CR2CO−OR1O−COCR3=CH2 (式中、−OR1O−は低級アルキレングリコール残基
又は重合度1〜24のポリ低級アルキレングリコール残
基を示し、R2及びR3は水素又はメチル基を示す)で表
わされる二重結合を2つ有する不飽和カルボン酸エステ
ルを含む重合性不飽和カルボン酸エステル混合物の重合
体からなることを特徴とする表面改質気体分離膜。
2. A polymer hollow fiber membrane comprising at least an outer surface of a hollow fiber membrane and a hydrophilic polymer membrane complexed on at least the outer surface of the hollow fiber membrane, wherein the hydrophilic polymer membrane has a general formula: CH 2 = CR 2 CO—OR 1 O-COCR 3 CHCH 2 (wherein —OR 1 O— represents a lower alkylene glycol residue or a poly lower alkylene glycol residue having a polymerization degree of 1 to 24, and R 2 and R 3 represent hydrogen or a methyl group. A surface-modified gas separation membrane comprising a polymer of a polymerizable unsaturated carboxylic acid ester mixture containing an unsaturated carboxylic acid ester having two double bonds represented by the following formula:
【請求項3】 重合性不飽和カルボン酸エステル混合物
が、一般式 CH2=CR5CO−OR4O−R6 (式中、−OR4O−は低級アルキレングリコール残基
又は重合度1〜10のポリ低級アルキレングリコール残
基を示し、R5は水素又はメチル基を示し、R6は脂肪族
基又は芳香族基を示す)で表わされる二重結合を一つ有
する不飽和カルボン酸エステルを含む請求項2の表面改
質気体分離膜。
3. A polymerizable unsaturated carboxylic acid ester mixture represented by the general formula: CH 2 = CR 5 CO—OR 4 O—R 6 (wherein —OR 4 O— is a lower alkylene glycol residue or a polymerization degree of 1 to 4). R 5 represents hydrogen or a methyl group, and R 6 represents an aliphatic group or an aromatic group). The surface-modified gas separation membrane according to claim 2, comprising:
【請求項4】 重合性不飽和カルボン酸エステル混合物
が、二重結合を3つ以上有する不飽和カルボン酸エステ
ルを含む請求項2又は3の表面改質気体分離分離膜。
4. The surface-modified gas separation separation membrane according to claim 2, wherein the polymerizable unsaturated carboxylic acid ester mixture contains an unsaturated carboxylic acid ester having three or more double bonds.
【請求項5】 高分子中空糸膜の少なくとも外表面上
に、一般式 CH2=CR2CO−OR1O−COCR3=CH2 (式中、−OR1O−は低級アルキレングリコール残基
又は重合度1〜24のポリ低級アルキレングリコール残
基を示し、R2及びR3は水素又はメチル基を示す)で表
わされる二重結合を2つ有する不飽和カルボン酸エステ
ル又はプレポリマーを接触させ、重合させることを特徴
とする表面改質気体分離膜の製造方法。
5. A polymer of the general formula CH 2 CRCR 2 CO—OR 1 O—COCR 3 CHCH 2 (wherein —OR 1 O— is a lower alkylene glycol residue) on at least the outer surface of the polymer hollow fiber membrane. Or a poly (lower alkylene glycol residue having a polymerization degree of 1 to 24, and R 2 and R 3 each represent hydrogen or a methyl group). And producing a surface-modified gas separation membrane.
【請求項6】 高分子中空糸膜の少なくとも外表面上
に、一般式 CH2=CR2CO−OR1O−COCR3=CH2 (式中、−OR1O−は低級アルキレングリコール残基
又は重合度1〜24のポリ低級アルキレングリコール残
基を示し、R2及びR3は水素又はメチル基を示す)で表
わされる二重結合を2つ有する不飽和カルボン酸エステ
ルを含む重合性不飽和カルボン酸エステル混合物又はそ
のプレポリマーを接触させ、重合させることを特徴とす
る表面改質気体分離膜の製造方法。
6. A polymer of the general formula CH 2 ═CR 2 CO—OR 1 O—COCR 3 ═CH 2 (wherein —OR 1 O— is a lower alkylene glycol residue) on at least the outer surface of the polymer hollow fiber membrane. Or a poly (lower alkylene glycol residue having a degree of polymerization of 1 to 24, and R 2 and R 3 represent hydrogen or a methyl group), and a polymerizable unsaturated compound containing an unsaturated carboxylic acid ester having two double bonds A method for producing a surface-modified gas separation membrane, which comprises contacting a carboxylic acid ester mixture or a prepolymer thereof to polymerize them.
【請求項7】 重合性不飽和カルボン酸エステル混合物
が、一般式 CH2=CR5CO−OR4O−R6 (式中、−OR4O−は低級アルキレングリコール残基
又は重合度1〜10のポリ低級アルキレングリコール残
基を示し、R5は水素又はメチル基を示し、R6は脂肪族
基又は芳香族基を示す)で表わされる二重結合を一つ有
する不飽和カルボン酸エステルを含む請求項6の表面改
質気体分離膜の製造方法。
7. The polymerizable unsaturated carboxylic acid ester mixture has a general formula CH 2 ═CR 5 CO—OR 4 O—R 6 (wherein —OR 4 O— is a lower alkylene glycol residue or a polymerization degree 1 to 10 represents a poly-lower alkylene glycol residue, R 5 represents hydrogen or a methyl group, and R 6 represents an aliphatic group or an aromatic group), and an unsaturated carboxylic acid ester having one double bond The method for producing a surface-modified gas separation membrane according to claim 6, which comprises.
【請求項8】 重合性不飽和カルボン酸エステル混合物
が、二重結合を3つ以上有する不飽和カルボン酸エステ
ルを含む請求項6又は7の表面改質気体分離膜の製造方
法。
8. The method for producing a surface-modified gas separation membrane according to claim 6, wherein the polymerizable unsaturated carboxylic acid ester mixture contains an unsaturated carboxylic acid ester having three or more double bonds.
【請求項9】 重合を、プラズマ照射により行う請求項
6〜8のいずれかの表面改質気体分離膜の製造方法。
9. The method for producing a surface-modified gas separation membrane according to claim 6, wherein the polymerization is carried out by plasma irradiation.
【請求項10】 表面改質気体分離膜が、二酸化炭素分
離膜である請求項1又は2の表面改質気体分離膜。
10. The surface-modified gas separation membrane according to claim 1, wherein the surface-modified gas separation membrane is a carbon dioxide separation membrane.
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