JPS61192313A - 選択性気体透過膜の表面処理法 - Google Patents
選択性気体透過膜の表面処理法Info
- Publication number
- JPS61192313A JPS61192313A JP3015885A JP3015885A JPS61192313A JP S61192313 A JPS61192313 A JP S61192313A JP 3015885 A JP3015885 A JP 3015885A JP 3015885 A JP3015885 A JP 3015885A JP S61192313 A JPS61192313 A JP S61192313A
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- Japan
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- membrane
- gas
- permeable membrane
- gas permeable
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- Pending
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- 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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、混合気体中の特定気体を選択的に透過させる
選択性気体透過膜の表面処理法に関するものである。
選択性気体透過膜の表面処理法に関するものである。
（従来の技術）
第２図は従来例を示す断面図で、図示のように多孔質支
持体１上に選択性気体透過膜２を単に支持したものが気
体分離□に用いられている。
持体１上に選択性気体透過膜２を単に支持したものが気
体分離□に用いられている。
近年、このような高分子膜からなる選択性気体透過膜を
利用する気体分離の方法が、Ｈｅ精製、希ガス分離、酸
素富化、エタノール、酢酸合成等のリサイクルガスの分
離、精製等に広い範囲で実用されるようになってきてい
る。
利用する気体分離の方法が、Ｈｅ精製、希ガス分離、酸
素富化、エタノール、酢酸合成等のリサイクルガスの分
離、精製等に広い範囲で実用されるようになってきてい
る。
産業あるいは人間の社会生活上有用な資源の一つとして
酸素（混□合気体として空気）がある。大気の２１％を
占める酸素は内燃機関燃焼機器、製鉄、食品工業、汚泥
処理、発酵、医療機器等、産業上、最も重要な無尽蔵の
資源で、そのため空気から酸素を効率よく安価に分離濃
縮する方法の開発が省資源、省エネルギの点から強く望
まれている。このような観点から近年注目されているの
が高分子膜を用いた気体分離方法である。
酸素（混□合気体として空気）がある。大気の２１％を
占める酸素は内燃機関燃焼機器、製鉄、食品工業、汚泥
処理、発酵、医療機器等、産業上、最も重要な無尽蔵の
資源で、そのため空気から酸素を効率よく安価に分離濃
縮する方法の開発が省資源、省エネルギの点から強く望
まれている。このような観点から近年注目されているの
が高分子膜を用いた気体分離方法である。
高分子膜としては選択分離性が高く、しかも透過性の良
い膜が望まれる。現在まで高分子膜を用いる混合気体の
分離に関して、既にいくつかの技術文献、例えばオルガ
ノポリシロキサン−ポリカーボネート共重合体（特開昭
５０−４１９５８号公報）、ポリ（４−メチルペンテン
−１）（特開昭５７−４２０３号公報）等が公開されて
いる。
い膜が望まれる。現在まで高分子膜を用いる混合気体の
分離に関して、既にいくつかの技術文献、例えばオルガ
ノポリシロキサン−ポリカーボネート共重合体（特開昭
５０−４１９５８号公報）、ポリ（４−メチルペンテン
−１）（特開昭５７−４２０３号公報）等が公開されて
いる。
（発明が解決しようとする問題点）
これらの高分子膜はいずれも選択分離性を高くした場合
、透過性が悪くなる傾向にある。また選択分離性を持た
せるため、膜法による気体分離方法は高分子膜として、
いわゆる穴のない、２５Å以下の穴しか許されない均質
膜を用いる必要である。
、透過性が悪くなる傾向にある。また選択分離性を持た
せるため、膜法による気体分離方法は高分子膜として、
いわゆる穴のない、２５Å以下の穴しか許されない均質
膜を用いる必要である。
一般的に均質膜における気体透過に関して次のような関
係が成立する。
係が成立する。
一３＝
ここで、ｑｌ：気体ｉの透過量（艶）
Ｐパ気体透過係数（ｃｃ ・ａｎ／ａ＃・ｓｅｃ・ａｎ
Ｈｇ）ΔＰ１：気体ｊの膜両面での分圧差（αｌ１ｇ）
ｔ：透過時間（ｓｅｅ） Ａ：膜面積（、？） Ｑ：膜厚（ａｌｌ） 気体透過量を増加させ、分離性を良くするには各気体の
膜両面での分圧差を増大させなければならない。その方
法として、加圧、あるいは、減圧法を用いている。
Ｈｇ）ΔＰ１：気体ｊの膜両面での分圧差（αｌ１ｇ）
ｔ：透過時間（ｓｅｅ） Ａ：膜面積（、？） Ｑ：膜厚（ａｌｌ） 気体透過量を増加させ、分離性を良くするには各気体の
膜両面での分圧差を増大させなければならない。その方
法として、加圧、あるいは、減圧法を用いている。
このようにたとえば空気から気体を分離濃縮するには、
多量の空気と穴のない、いわゆる均質な高分子膜を選択
性気体透過膜に用いるが、これは一種のフィルタとして
作用し、空気中に含まれる塵埃、オイルミスト等の透過
が阻止される。このとき透過膜の表面に塵埃、オイルミ
スト等が付着あるいは強制的に吸着され、そのため選択
分離する気体の透過が妨害を受は気体透過流量が低減す
る。
多量の空気と穴のない、いわゆる均質な高分子膜を選択
性気体透過膜に用いるが、これは一種のフィルタとして
作用し、空気中に含まれる塵埃、オイルミスト等の透過
が阻止される。このとき透過膜の表面に塵埃、オイルミ
スト等が付着あるいは強制的に吸着され、そのため選択
分離する気体の透過が妨害を受は気体透過流量が低減す
る。
一般に選択性気体透過膜は非常に透過性が悪く、それを
高めることが一つの重要な課題であるが、」二連の塵埃
等の付着は更に透過効率を低下させる。
高めることが一つの重要な課題であるが、」二連の塵埃
等の付着は更に透過効率を低下させる。
すなわち、空気中の塵埃、オイルミスト等の気体透過に
与える影響は、膜法により気体分離を行なう上で技術上
解決しなければならない重要な課題である。
与える影響は、膜法により気体分離を行なう上で技術上
解決しなければならない重要な課題である。
本発明は上述の問題解決の一つとして、気体透過流量の
低減を防止することが可能な選択性気体透過膜の表面処
理法を提供することを目的とする。
低減を防止することが可能な選択性気体透過膜の表面処
理法を提供することを目的とする。
（問題点を解決するための手段）
本発明は上記目的を達成するため選択性気体透過膜にお
いて、その表面にシリコンオイルの油膜を形成させるこ
とを特徴とする。
いて、その表面にシリコンオイルの油膜を形成させるこ
とを特徴とする。
第１図は本発明の選択性気体透過膜の表面処理を説明す
る断面を示し、図のように本発明の処理法は、多孔質支
持体１上に選択性気体透過膜２を支持し、その表面にシ
リコンオイル油膜３を塗布するものである。
る断面を示し、図のように本発明の処理法は、多孔質支
持体１上に選択性気体透過膜２を支持し、その表面にシ
リコンオイル油膜３を塗布するものである。
（作 用）
選択性気体透過膜表面にシリコンオイルの油膜を形成す
れば選択性気体透過膜およびそれ乞支持体する多孔質支
持体から発生する静電気が減少され、撥水効果により空
気中の塵埃、オイルミストの付着が防止される。
れば選択性気体透過膜およびそれ乞支持体する多孔質支
持体から発生する静電気が減少され、撥水効果により空
気中の塵埃、オイルミストの付着が防止される。
また、気体透過膜の厚さは、最近の薄膜化技術の進展と
相俟って気体の分離係数を多少犠牲にして、たとえば透
過膜自体の気体分離係数αを、４から３．０ないし３．
５に下げて気体の透過量が多くなるような薄さに形成さ
れている。なお、上記αはＮ２と０２の場合でα”０２
／Ｎ２である。
相俟って気体の分離係数を多少犠牲にして、たとえば透
過膜自体の気体分離係数αを、４から３．０ないし３．
５に下げて気体の透過量が多くなるような薄さに形成さ
れている。なお、上記αはＮ２と０２の場合でα”０２
／Ｎ２である。
従って、透過膜はピンホールのない均一な膜ではなく、
しかもそのピンホール効果は透過膜を積層しても効果上
消滅されない。つまり、透過膜の現状は決して均一な膜
ではなくピンホールを有するものである。
しかもそのピンホール効果は透過膜を積層しても効果上
消滅されない。つまり、透過膜の現状は決して均一な膜
ではなくピンホールを有するものである。
なお、このピンホールは透過膜を支持している多孔質支
持体の孔径あるいは孔数の不均一さの影響をも受けるが
、いずれにしても透過膜にはビンホールが実用上の許容
範囲で多数存在している。
持体の孔径あるいは孔数の不均一さの影響をも受けるが
、いずれにしても透過膜にはビンホールが実用上の許容
範囲で多数存在している。
そのため、透過膜の表裏面間に加圧あるいは減圧などの
方法で、気圧差を形成して実際に気体分離を行なう場合
、それらピンホール部分が気体透過の良好さから、その
部分に被分離気体、たとえば空気中の塵埃あるいはオイ
ルミスト等が集中的に付着する結果、気体の透過流量が
低下する。なお、これを避けるため特開昭５１−１２１
４８５号公報に示されているように、ピンホールをバッ
チ継ぎ当てするための、非多孔質フィルムを封じ性材料
として用いることもあるが十分な効果が得られていない
。
方法で、気圧差を形成して実際に気体分離を行なう場合
、それらピンホール部分が気体透過の良好さから、その
部分に被分離気体、たとえば空気中の塵埃あるいはオイ
ルミスト等が集中的に付着する結果、気体の透過流量が
低下する。なお、これを避けるため特開昭５１−１２１
４８５号公報に示されているように、ピンホールをバッ
チ継ぎ当てするための、非多孔質フィルムを封じ性材料
として用いることもあるが十分な効果が得られていない
。
本発明のシリコンオイル油膜処理は上述のようなピンホ
ール部分への塵埃等の付着を油膜で封じ、あるいは、塵
埃等の付着があっても油膜の流動性により通気性を保つ
ように作用する。
ール部分への塵埃等の付着を油膜で封じ、あるいは、塵
埃等の付着があっても油膜の流動性により通気性を保つ
ように作用する。
（実施例）
実際にその効果を具体的な例で述べる。
具体例（１）
シリコン系共重合体を選択性気体透過膜として用いポリ
プロピレンの多孔質支持体上に形成した複合膜を使用し
て実験を行なった。選択性気体透過膜厚は約０．２μｍ
でラングミュア法により水面上に膜を形成し使用した。
プロピレンの多孔質支持体上に形成した複合膜を使用し
て実験を行なった。選択性気体透過膜厚は約０．２μｍ
でラングミュア法により水面上に膜を形成し使用した。
シリコンオイルはメチルハイドロジエンポリシロキサン
（粘度１５〜２５ ｃｓ／２５℃）をラングミュア法に
より水面上に展開し油膜を形成し使用した。寿命試験を
室温で行い、その効果を比較した。表−１にその結果を
示しているようにシリコンオイルにより表面処理を施し
た場合透過速度の低下を少なくすることができた。
（粘度１５〜２５ ｃｓ／２５℃）をラングミュア法に
より水面上に展開し油膜を形成し使用した。寿命試験を
室温で行い、その効果を比較した。表−１にその結果を
示しているようにシリコンオイルにより表面処理を施し
た場合透過速度の低下を少なくすることができた。
シリコンオイルの油膜を厚くした場合でも同様の効果が
あった。
あった。
表−１
なお、初期特性の欄の上欄は酸素透過速度を示し、２５
℃で酸素１気圧を印加しＩＭの膜面積を透過する速度、
αは酸素と窒素との分離係数（０゜／Ｎ２）。表−２に
おいても同じ。
℃で酸素１気圧を印加しＩＭの膜面積を透過する速度、
αは酸素と窒素との分離係数（０゜／Ｎ２）。表−２に
おいても同じ。
具体例（２）
具体例（１）と同様な方法でシリコン系共重合体を選択
性気体透過膜として用い、シリコンオイルはジメチルシ
リコンオイル（粘度９５００〜１０５００ａｓ／２５℃
）を用いて具体例（１）と同様な方法で試験を行なった
。その結果は表−１に示すように透過速度の低下を少な
くすることができた。
性気体透過膜として用い、シリコンオイルはジメチルシ
リコンオイル（粘度９５００〜１０５００ａｓ／２５℃
）を用いて具体例（１）と同様な方法で試験を行なった
。その結果は表−１に示すように透過速度の低下を少な
くすることができた。
具体例（３）
４−メチルペンテンを選択性気体透過膜として用い、具
体例（１）と同様な方法でポリプロピレンの多孔質支持
体上に形成した。シリコンオイルはメチルハイドロジエ
ンポリシロキサン（粘度１５〜２５ｃｓ／２５℃）を用
いて、具体例（１）と同様な方法で試験を行なった。表
−２にその結果を示す。
体例（１）と同様な方法でポリプロピレンの多孔質支持
体上に形成した。シリコンオイルはメチルハイドロジエ
ンポリシロキサン（粘度１５〜２５ｃｓ／２５℃）を用
いて、具体例（１）と同様な方法で試験を行なった。表
−２にその結果を示す。
このようにメチルハイドロジエンポリシロキサンで表面
処理することにより透過速度の低下を少なくすることが
できた。
処理することにより透過速度の低下を少なくすることが
できた。
表−２
具体例（４）
ポリフェニレンオキサイドを選択性気体透過膜として用
い具体例（１）と同様な方法でポリプロピレンの多孔質
支持体上に形成した。シリコンオイルはメチルハイドロ
ジエンポリシロキサン（粘度１５〜２５ｃｓ／２５℃）
を用いて、具体例（１）と同様な方法で試験を行なった
。表−２にその結果を示す。
い具体例（１）と同様な方法でポリプロピレンの多孔質
支持体上に形成した。シリコンオイルはメチルハイドロ
ジエンポリシロキサン（粘度１５〜２５ｃｓ／２５℃）
を用いて、具体例（１）と同様な方法で試験を行なった
。表−２にその結果を示す。
このようにメチルハイドロジエンポリシロキサンで表面
処理することにより透過速度の低下を少なくすることが
できた。
処理することにより透過速度の低下を少なくすることが
できた。
なお、シリコンオイルの油膜厚、選択性気体透過膜を用
いても同様に効果がある。
いても同様に効果がある。
（発明の効果）
以上のように、本発明は選択性気体透過膜をシリコンオ
イルで表面処理することにより気体透過流量の減少を少
なくすることでかでき、その実用的効果は大である。
イルで表面処理することにより気体透過流量の減少を少
なくすることでかでき、その実用的効果は大である。
第１図は本発明の選択的気体透過膜の表面処理法による
構成を表わす断面図、第２図は従来の選択性気体透過膜
の構成を表わす断面図である。 １ ・・・多孔質支持体、 ２・・・選択性気体透過膜
、 ３ ・・・シリコンオイル油膜。 特許出願人 松下電器産業株式会社 第１図 第２図
構成を表わす断面図、第２図は従来の選択性気体透過膜
の構成を表わす断面図である。 １ ・・・多孔質支持体、 ２・・・選択性気体透過膜
、 ３ ・・・シリコンオイル油膜。 特許出願人 松下電器産業株式会社 第１図 第２図
Claims (4)
- （１）混合気体中の特定気体を選択的に透過する選択性
気体透過膜において、その表面にシリコンオイルを塗布
することを特徴とする選択性気体透過膜の表面処理法。 - （２）シリコンオイルの粘度を２００００（ｃｓ／２５
℃）以下としたことを特徴とする特許請求の範囲第（１
）項記載の選択性気体透過膜の表面処理法。 - （３）選択性気体透過膜はポリシロキサン、ビニル系シ
リコン共重合体、フッ素系シリコン、エーテル系シリコ
ン共重合体、ポリカーボネートシリコン共重合体のうち
一種もしくは一種以上から積層されてなることを特徴と
する特許請求の範囲第（１）項記載の選択性気体透過膜
の表面処理法。 - （４）選択性気体透過膜は４−メチルペンテン、酢酸セ
ルローズ、ポリフェニレンオキサイド、ポリアセチレン
のうち一種もしくは一種以上から積層されてなることを
特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の選択性気体
透過膜の表面処理法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3015885A JPS61192313A (ja) | 1985-02-20 | 1985-02-20 | 選択性気体透過膜の表面処理法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3015885A JPS61192313A (ja) | 1985-02-20 | 1985-02-20 | 選択性気体透過膜の表面処理法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61192313A true JPS61192313A (ja) | 1986-08-26 |
Family
ID=12295943
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3015885A Pending JPS61192313A (ja) | 1985-02-20 | 1985-02-20 | 選択性気体透過膜の表面処理法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61192313A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5073175A (en) * | 1988-08-09 | 1991-12-17 | Air Products And Chemicals, Inc. | Fluorooxidized polymeric membranes for gas separation and process for preparing them |
| WO2003084651A1 (en) * | 2002-04-03 | 2003-10-16 | Uop Llc | Epoxysilicone coated membranes |
-
1985
- 1985-02-20 JP JP3015885A patent/JPS61192313A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5073175A (en) * | 1988-08-09 | 1991-12-17 | Air Products And Chemicals, Inc. | Fluorooxidized polymeric membranes for gas separation and process for preparing them |
| WO2003084651A1 (en) * | 2002-04-03 | 2003-10-16 | Uop Llc | Epoxysilicone coated membranes |
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