JPS60110304A - 選択性透過膜 - Google Patents

選択性透過膜

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JPS60110304A
JPS60110304A JP58218292A JP21829283A JPS60110304A JP S60110304 A JPS60110304 A JP S60110304A JP 58218292 A JP58218292 A JP 58218292A JP 21829283 A JP21829283 A JP 21829283A JP S60110304 A JPS60110304 A JP S60110304A
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membrane
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acetylene
subst
gas
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JP58218292A
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Koichi Takada
耕一 高田
Hidehiko Matsuka
松家 英彦
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Sanyo Chemical Industries Ltd
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Sanyo Chemical Industries Ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D71/00Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D71/06Organic material
    • B01D71/44Polymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, not provided for in a single one of groups B01D71/26-B01D71/42

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は選択性透過膜に関する。
膜分離技術は省エネルギー技術として活発に研究されて
いる。その主なものとしては、海水の脱塩に用いる逆浸
透膜、有価物質の回収、濃縮に用いられる限外濾過膜の
他に、近年特に注目されてきている酸素/窒紫などの気
体を分離しtコり濃縮する気体分1雅膜およびバイオマ
スから生成、するエタノール水溶液カラバーベーパレイ
ジョン法によりエタノールをとり出すパーベーパレイジ
ョン用分1う1c膜などがある。
さらに近年、プラズマ重合技術により気体分離膜材を製
造することが提案されている。たとえば特開昭56−2
4018号公報および同一5851.5号公報では多孔
質の基材の上に、オルガノシラン樹脂をプラズマ重合に
より形成し、気体分1ζ1[膜を製造することを提案し
ている。しかし、その発明により得られた気体分離膜は
酸紫の透過係数が” o−5”’ 6/sec tcI
A、art Hyと低く、実用化に不十分である。
また特開昭58−8517号公報では多孔性高分子膜の
上にシロキサンを塗布し、さらに第3級炭素を含む化合
物または第8級有機ケイ素化合物をプラズマ重aし、薄
膜を積層して、ガス選択透過性複合膜を作成している。
しかしこの発明でも酸素透過係数は10−62ノrl/
sec + aJ 、 allHfと大変低い。
本発明者らは性能の改善された選択性透過膜を得るべく
鋭意検討した結果、本発明に到達した。
すなわち本発明は多孔性支持体と該支持体表面に形成さ
れたグロー放電下のプラズマ重合による置換アセチレン
重合体膜とからなることを特徴とする選択透過性複合膜
である。
本発明において置換アセチレンとしては、炭素数6以上
のアルキルアセチレン〔1−アルキン(ターシャリ−ブ
チルアセチレン、4−メチル−1−ペンチンなど)、2
−アルキン(2−ヘキシン、2−オクチン、2−デシン
など)など〕;アリールアセチレン(フェニルアセチレ
ン、2−クロロ−1−フェニルアセチレン、2−メチル
−1−フェニルアセチレンなど);アルキルシリルアセ
チレン〔l−モノアルキルジメテ忰ロビン(トリメチル
シリルプロピン、エチルジメチルシリルプロピンなど)
、1−モノアルキルジメチルシリルアセチレン(トリメ
チルシリルアセチレンナト)〕;アセチレンアルコール
〔3−メチル−ブチン−3−オール(IC= C(CH
Al )20H) 、8−メチル−1−ペンチン−3−
オール(HC= C(CH3) (C2Hr、)OH)
など〕;アセチレンアミン〔3−メチル−3(N、N−
ジメチルアミノ)−1−ブチン(HC二C−C(CH3
)2N(CH3)2) 、8−アミノ−3−メチル−1
−ブチン(HC二C(CH3)2NH2など)〕があげ
られる。
これらのうちで好ましいものは第3級炭素または第3級
硅素を有する置換アセチレンであり、特に好ましいもの
は、ターシャリ−ブチルアセチレンおよび1−トリメチ
ルシリルプロピンである。
本発明における多孔性支持体としてはポリアクリロニト
リル、ポリスルホン、ポリアミド、ポリイミド、ポリフ
ッ化ビニリデン、塩化ビニル−アクリロニトリル共重合
体などから作−放され、市販されている限外濾過膜を用
いることができる。さらにアリールアセチレンたとえば
ポリクロロフェニルアセチレンなどからなる半透朦を使
用することもできる(特開昭56−75976号公報)
本発明に用いる多孔性支持体としては分画分子風が50
万以下の限外濾過膜が好適でみる。限lA濾過膜の分画
分子量が50万より大きいと孔形が大きくなりすぎその
表面にプラズマ重合を行った場合ピンホールがあきやす
くなる。 ゛ 多孔性支持体の形状は平板状2g状、中空系吠。
その他の形状でもよい。
本発明におけるプラズマ重合(グロー放電重合)につい
ては穂積啓一部誦“低温プラズマ化学”′(南江堂、1
976年);化学、 82.958〜958(とくに低
温プラズマ、(1)有機放電、 (++)無機放電);
特開昭56−24018号、同56−58518号、同
56−62827号および同5B−8517号各公報、
に詳しく紹介されているが、基本的にはプラズマ状態の
空間に有機モノマーをイ入し、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かえ、重合を起こさ
せる重合方法である。
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含むプラズマ状態にする。
’F: コヘ有a モノマーを4人する。この有機モノ
マーがラジカルまたはイオンに活性化され、未反応モノ
マーを次々と重合する。そして空間に設けられた基体の
表面に高分子薄膜(重合体膜)を形成する。
電場を作用させる形式としては、内部電極法および外部
N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71極法
では高周波の電場を作用させることができる。
重合体膜の膜厚のコントロールは、重合時間をかえるこ
とにより行い膜厚は顕微鏡で干渉縞を測定して決定でき
る。
本発明におけるプラズマ瓜合体膜はたとえば0.001
μより1μ以上まで任意の膜厚が可能であるが選択透過
膜として好ましくは0.(11μ〜1.0μ である。
0.01μ未満では膜にピンホールがあきゃすく、1.
0μを越えると透過性が低下し、実用的ではない。
本発明の1含飲は逆浸透膜、透析膜、気体分離膜および
パーベーパレイジョンIlψに適用できる。
特に好遍な用途は気体分離膜およびパーベーパレイジョ
ン周分1”it膜である。
気体分1雛膜としての使用評価は、いわゆる低真空法を
用いて行うことができる。実除にはセルの上部にガスを
満たし、下部から真空ポンプで排気し、その透過量から
透過速度を計算する。この使用法については特願昭58
−29786号明細書にも記載されている。
パーベーパレイジョン周分郊膜としての使用は、木材ら
〔膜(MF、MBRANE) 、 8 (3)、177
−188(1988))が行った方法を採用できる。す
なわち、膜で隔たったセル中の上部に水−エタノールな
どの混合物を入れ、セル下部から減圧で引き膜を選択的
に通過するエタノールなど有機物を液体窒素でトラップ
する方法である。この使用方法については本願出願人が
出願した昭和58年11月1日付特許願「パーベーパ、
レイジョン用複合分離膜」にも記載されている。
逆浸透膜の用途としては前述したように海水の脱塩など
の他LSI製造用の超純水の製造に用いることができる
本発明の選択透過性複合膜はすぐれた性能を有し気体分
離膜としては従来の膜よりもすぐれた酸KM過係数を有
するとともに分1雅性も良好である。
またパーベーパレイジョン膜としては、Δ択的に有機物
を分離し、薄膜化でき、透過速度も大きく、かつ実用的
な強度をもつものである。また本発明のプラズマ複合膜
は通常の重合方法により得られた置換アセチレン重合体
膜にくらべて、架橋構造のものが得やすく膜の経時安定
性が良い。
本発明におけるプラズマ重合体薄膜は置換アセチレンと
してターシャリ−ブチルアセチレンおよび1−トリメチ
ルシリルプロピンを用いた場合が特に好ましいが、これ
らの置換アセチレンは第3級炭素または硅素を含み、特
開昭58−8517号公報の発明に対応している。しか
し、本発明ではモノマーにアセチレン結合を有するため
に、上記発明と比較して透過性が卓越してすぐれた逝過
膜を匂。
えることが特長である。
また、1−トリメチルシリルプロピンのように、オルガ
ノシラン類に属するが、これらの発明中に記載されてい
るオルガノシランはすべてシロキサン化合物でさらにア
セチレン結合を含むものではなく、これらのプラズマM
合膜は本発明における置換アセチレンより形成されるプ
ラズマ重合膜に較べて透過性が格段に低い。
以下、実施例で使用したプラズマ発生装置の断面図を抽
1図に示す。この装置を使用して実施例では下記のよう
にして複合膜を作成した。
まず、下部電極(φ=10c1n、真ちゅう製)(2)
の上に多孔性支持体(3)をおき、ガラス製ペルジャー
(9)τ゛ふたをした。この時ペルジャーの密閉性を保
つため、ペルジャー下部にはシリコン製シーリングゴム
面を配置した。次にモノマー萼入口(5)を閉にして真
空ポンプへつながっている排気口(6)から排気し、真
窒度0.1m1I(p になるまで減圧にした。
そこへ置換アセチレンモノマーガスを導入し、0.5t
umHfになるようにコードルパルプにて調節した。
そこへ上部1シ極(1)および下部電極(2)へリード
線(7)。
(8)により高周波電源(18,513札)(出力20
w)をかけ、プラズマ重合を行った。多孔性支持体(3
)上へのプラズマ重合’:4 III (4)は、支持
体と同時に下部電極(2)の上へ併甜したスライドグラ
スにデポジットした薄膜を顕微鏡で観察し、その干渉縞
から厚さを計算した。
以下実施例により本発明をさらに説明するが、本発明は
これに限定されるものではない。
実施例1〜12 プ之ズマ発生装置を用いて表1に示す置換アセチレンの
プラズマ重合体膜と多孔性支持体の組み合せた歿合膜を
作成した。置換アセチレンのプラズマ重合体膜の膜厚も
併せて記した。
参考例1 実証例1,4.および10で得られた複合膜の気体分1
’!膜としての性能を窒素ガスと酸素ガスの透過性を測
定することにより評価した。結呆を表2に示す。
表 2 CdI2 P() Cノl−5ec−cツノII−IQ 参考例2 実施例2.5.8および11を用いて、エタノール水溶
液(エタノール濃度10重世%)を用いてパーベーパレ
イジョン実験を行った。装置は有効膜直径45πmの東
洋利手産業Q→の平膜を限外濾過装置(セル中にマグネ
チックスクーラー内装)と真空ラインを直結した装置を
用いた。透過実験は25°Cで行った。減圧度は1.0
Torrで行い透過液の捕集は液体窒素で冷却したトラ
ップで行っつた。一定時間透過液を採集し、流量(ky
/m2h)を計算した。透過液のエタノール濃度はガス
クロマトグラフィーで定量した。これらの実験結果を表
3に示す。
表 3
【図面の簡単な説明】
第1図は断面図である。 (1) 、 (2)・・・電極、(3)・・・多孔性支
持体、(4)・・・プラズマ重合体薄膜、(5)・・・
モノマー導入口、(6)・・・排気口図面 11図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、多孔性支持体と該支持体表面に形成されたグロー放
    電下のプラズマ重合による置換アセチレン重合体膜とか
    らなることを特徴とする選択透過性複合膜。 2.1d換アセチレンが炭素@6以上のアルキルアセチ
    レン、アリールアセチレン、アルキルシリルアセチレン
    、アセチレンアルコールおよびアセチレンアミンからな
    る群より選ばれる特許請求の範囲第1項記載の複合膜。 3、 多孔性支持体が分画分子量50万以下の限外濾過
    膜である特許請求の範囲第1項または鯖2項記載の複合
    膜。 4.2に択透過性察合膜が気体・分離膜またはパーベー
    パレイジョン用分離膜である特許請求の範囲第1項〜第
    3項のいずれか記載の複合膜。
JP58218292A 1983-11-18 1983-11-18 選択性透過膜 Granted JPS60110304A (ja)

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JPH055531B2 JPH055531B2 (ja) 1993-01-22

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03106425A (ja) * 1989-09-19 1991-05-07 Nippon Pillar Packing Co Ltd 分離膜及びその製作方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58180205A (ja) * 1982-04-16 1983-10-21 Sumitomo Electric Ind Ltd 東京都港区虎ノ門二丁目5番21号
JPS58183905A (ja) * 1982-04-21 1983-10-27 Toshinobu Higashimura 分離膜

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