JPS61204007A - 耐圧密化性にすぐれたフイルタ− - Google Patents

耐圧密化性にすぐれたフイルタ−

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JPS61204007A
JPS61204007A JP4561385A JP4561385A JPS61204007A JP S61204007 A JPS61204007 A JP S61204007A JP 4561385 A JP4561385 A JP 4561385A JP 4561385 A JP4561385 A JP 4561385A JP S61204007 A JPS61204007 A JP S61204007A
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JP
Japan
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membrane
plasma
porous membrane
organosiloxane
filter
Prior art date
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Pending
Application number
JP4561385A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshikazu Kondo
義和 近藤
Akio Nishino
西野 明男
Toshihiro Yamamoto
俊博 山本
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Kanebo Synthetic Fibers Ltd
Kanebo Ltd
Original Assignee
Kanebo Synthetic Fibers Ltd
Kanebo Ltd
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Publication date
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  • Silicon Polymers (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Filtering Materials (AREA)
  • Other Resins Obtained By Reactions Not Involving Carbon-To-Carbon Unsaturated Bonds (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】 (産業上の利用分野) 本発明は耐圧密化性にすぐれたフィルターに関するもの
でめる。
(従来の技術) 最近高分子膜特に多孔質を利用する分離技術の一進歩発
展には著しいものがメジそのいくりかは1東的規模で来
月化されている。しかしながら多孔買換の分離性能を向
上させるため小孔径の多孔買換が望ましいが一過液量も
孔径に比例して低下してくる欠点を有している。そこで
濾過液量を増大させるため高圧力を必要とするが、従来
の高分子膜は圧密化現象を呈し高圧力としても必ずしも
一過液量を増大させることは困難でありむしろテ過液量
の低下を招く結果に終り、必然的に大きな濾過面積を付
した大装置化が必要でありた。
一方多孔質膜の表面にシリコーンポリマーの重合体をコ
ーティングした気体分離膜も研究されておシ例えば特開
昭58−6208号公報、同56−157486号公報
、同58−8517号公報などにポリシロキサンと多孔
性高分子膜との複合膜により気体を選択透過させる膜の
製法が提案されている。これらの膜はプラズマ重合によ
るポリシロキサン膜でおシ極度に分岐及び架橋の多い網
目状高重合体でおる。ピンホールのない均一な膜である
が硬く殆ど変形しないものでhD夾用的にも一定の限界
がわり特にフィルター用途に用いた場合はp過液五が極
度に低下するなど実用に供されるものはない。
(本発明が解決しようとする問題点) 本発明の目的は耐圧密化性にすぐれたフィルターを提供
するにめる。他の目的は小さな濾過面積でも高濾過液量
を透過させることが出来る高圧下で使用可能なフィルタ
ーを工業的容易に提供することにある。
(問題点を解決するための手段) 圧密化現象が何故起こるかは一般に次の様に説明されて
いる。即ち膜又はフィルター等が使用中の負荷圧力によ
り膜素材がクリープによシ変形し、孔隙率の低下及び孔
径の低下を斉らすことが主要原因と言われている。ま圧
膜又はフィルターが親水性であると例えば流体が水溶液
であると水によシ膨潤して孔隙率及び孔径の低下を斉ら
すこともめる。本発明者等社従来の問題点を解決すべく
鋭意研究の結果本発明を完成したのである。
即ち本発明は疎水性の多孔買換にオルガノシロキサン化
合物のプラズマ重合膜を形成した複合膜よシな9、且つ
該多孔質膜中に前記オルガノシロキサンのプラズマ重合
物を形成せしめた耐圧密化性にすぐれたフィルターであ
る。
本発明に使用する疎水性の多孔買換としては特に特定は
しないが耐薬品性、耐熱性、機械的強度、取扱いやすさ
等より、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル
、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリメ
チルメタクリレート、ポリ塩化ビニル及びそれらの誘導
体が好ましい。
疎水性多孔質膜の孔径は特に限定されないが好ましくは
その孔径が0.01μ以上でろシ更に好ましくは0.0
2〜10μの孔径をもつ膜である。
孔径が0.01μよシ小さいと多孔質膜中でのオルガノ
シロキサン恵合物の形成が十分でなく圧密化防止効果が
十分とは言い難い。
条件の容易さ、反応効率の高さ等から、下記一般式■、
■、■で示すオルガノシロキサン化合物が好ましい。
一般式 %式% R7 いやすさ、耐圧密化性の点で好ましいのは前記一般式■
に示すもので94)中でもmが2〜6のものがよい。
例えばヘキサメチルシクロトリシロ中サン、オクタメチ
ルシクロナト2シロキサン、1,8.5 )リメテル−
1,8,5)リフェニルシクロトリシロキサン、トリフ
ェニルシクロトリシロキサン、1.j3,5゜7−テト
ラメチル−1,8,6,フテトラビニルシクロテトラシ
ロキサン、1,8,5.7−チトラメテルシクロテトラ
シロキサン、ヘキサフェニルシクロトリシロキサン、デ
カメチル7クロペンタシロキサン、ドデカメチルシクロ
ヘキサシロキtノなどである。
オルガノシロキサン重合膜を得る為のプラズマは特にグ
ロー放電による低温プラズマが好ましい。
このような低温プラズマは通常減圧下例えば0D01P
−100)−ル好ましくは0.01〜10トールの減圧
下で得られる。プラズマの出力は10〜1000ワツト
が過当でめる。好ましくは10^800W。
更に好ましくは2O−150Wでろる。プラズマ出力は
大きい程、重合膜の架橋度の高密度化や、脱炭素、脱水
素が進行し、無機化、緻密化が進む事によ・り好ましく
ない。特に本発明では、プラズマ重合膜にも液体透過性
がある率が必要でお9m和なプラズマ重合条件を取る。
電極は内部電極を用いるのが一般的であるが、誘導コイ
ル又は平板電極による外部電極でも良い。プラズマの周
波数は特に限定されないが高局波特に18.56MHz
がプラズマの安定性、均−性等で好ましい。
本発明に用いられるオルガノシロキサン化合物は常温常
圧では液体か又は固体でおるので気体でオルガノシロキ
サンを供給するには減圧下で必要に応じて冷却又は加熱
しながら反応装置内にガス状態で供給する。ガスの供給
は他のガスと混合しても良い。また反応装置内にオルガ
ノシロキサン化合物を設置し減圧下気化させても良い。
グロー放電プラズマを発生させる気体はオルガノシロキ
サン化合物自体のガスであっても良くまた窒素、アルゴ
ン、水素、ヘリウム、水などモノマー以外の任意のガス
でもよく、又モノマーとの混合ガスでもよい。いずれの
場合でろうても反応器形状、電極の形状及びその間隔、
モノマーの種類及び供給方法、ガス流量などに応じて最
適の減圧艮及びプラズマ出力を適宜選択する峯が目的と
するオルガノシロキサン重合膜を得る上で肝要である。
減圧度、プラズマ出力の設定の如何により1合膜のほか
に油状物、粉末またはゴム状の重合物が生成する。また
場合によっては支持体である疎水性多孔質膜の表(2)
がプラズマによシエッチングされることもめる。これは
プラズマの照射により表面温度が非常に高くなり熱分解
が過度に進んだ為でおる。プラズマ重合時のこのような
温度上昇をなくす事と均一な膜を生成させるため適当な
冷却装置を設は疎水性多孔質膜のIIjn度を一定に保
つ必要がろる。疎水性多孔質膜の温度は高々100°C
好ましくは50℃以下にて行うのがよい。プラズマ照射
時間は任意でおるが1分間程度でも重合膜が得られるが
オルガノシロキサン膜の生成速度と膜厚によって決定さ
れるので通常1分〜数時間行なう。
疎水性多孔質膜中のオルガノシロキサンのプラズマ重合
物の量は疎水性多孔質膜の膜厚、孔径、使用目的によっ
て変わり特に限定されないが好ましくはプラズマ重合膜
の0.1重量%以上である。
またプラズマ重合物が疎水性多孔質膜の表面ばかりでな
く膜中にも存在することが耐圧密性を向上させるために
も必要である。
従来のプラズマ重合膜は、膜表面への重合膜の形成或い
はコーティング層の形成にとどまっておるが本発明は多
孔質膜中に重合膜を形成させる事により、膜全体の疎水
化及び、水膨潤性の防止及びクリープ挙動の低減が始め
て達成されるものである。多孔質膜中へ形成されるオル
ガノシロキサン重合物の瓜を10.1車量%以上であれ
ば透水性を低下することなく、又耐圧密化性も満足出来
るものである。
多孔質膜中にプラズマ重合物を形成させる為には多孔質
膜の孔径と重合速度(七ツマー流量、真空度、出力、基
板温度)及びプラズマのフロー状態等の条件を適宜組合
せる事によシ可能である。
本発明が何故圧密化にすぐれたフィルターを提供するか
十分に判明していないが、理由の1つとしてオルガノシ
ロキサンの連続したプラズマ重合皮膜で多孔質素材の表
面が覆われる為に、水等の濾過液体による素材の膨潤が
なく多孔質素材の力学物性の低下によるクリープ現象が
ないこと及びオルカッシロキサン重合膜の有する弾性に
より膜厚や孔径の変化がないこと及びオルガノシロキサ
ン重合膜による多孔質素材の表面エネルギーの低下によ
り、孔同志の接合、閉塞等がないこと等が考えられる。
また1酎圧蜜化を更に向上させるため親水性多孔質膜を
表裏2回処理或いは膜をプラズマ空間に浮かして処理す
る事により両面にプラズマ1合物を付与することも可能
である。
(発明の効果) 不発明方法によって得られたフィルターは親水性多孔質
膜の表面かつ内部にプラズマ重合によりオルガノシロキ
サン重合物がきわめて強固に付着したものであるからフ
ィルター素材のもつクリープ性や親水性がオルガノシロ
キサン重合物ニより消却されるので耐圧密化性のすぐれ
たフィルターでろる・ 又、多孔質膜の表面に連続したオルガノシロキサンのプ
ラズマ重合膜を有する為に濾過物による汚染や細菌等微
生物の繁瑣等がみられず、更に弾性を有する皮膜で覆わ
れる事による多孔質膜の力学的強度の向上、取扱い性の
向上尋がめり、本発明により、従来のフィルターの欠点
の改良はもちろんであるが、それ以上の多様な効果の発
現があり、極めて工業的に有用なものである。
(5i!施例) 以下実施例にて本発明の詳細な説明する。
尚接触角の測定には協和接触角計0A−P型を用いた。
膜表面及び膜中のBi含有率は、X線マイクロアナライ
ザーにて測定した。フィルター中のBi含有率は表面重
合膜中の81含有率に対する比率(%)で示した。透水
性テストには濾過面@ 4.5 dの限外p適用測定装
置を用いた。
実施例1 表1に示す孔径の異なるミクロフィルターを基板として
一50°Cの冷媒で冷却した下部電極上におく。ヘキサ
メチルシクロトリシロキサンを気化し、0.085f/
−の速度でモノマー導入孔より反応器の電極間へ導入す
る、反応器内の真空度を0、5 Torrに保つ為に、
窒素ガスを導入する。
電極間に1156M)Izの高周波を100Wの出、力
で8分間印加し、低温ガスプラズマを発生させミクロフ
ィルター上へプラズマ重合膜を形成させた。透水性テス
トはExp 1〜4,11.12に対しては、0P−5
bi/cd、 Exp 5= 10 、18 。
14はθ〜8kg/dで外圧・降圧のサイクルをく9返
し第1回、8回、5回目の外圧時における表実施例2 孔径0.5μのポリエチレン多孔質膜を基板とし、表2
に示したオルガノシロキサンモノマーヲ0.1〜0.5
f/−の速度で反応器内に導入し、8分間プラズマ重合
させ九。
透水性テストは0〜5 #/dを昇圧・降圧のサイクル
をくり返し第1回目、8回目、5回目の外圧時の4に9
/dの圧力における透水速度を示した他は実施例1と同
様に行った。尚表2中のm 、 R7及びR8は下記一
般式■に示す整数及び置換基である。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)疎水性の多孔質膜にオルガノシロキサン化合物の
    プラズマ重合膜を形成した複合膜よりなり、且つ該多孔
    質膜中に前記オルガノシロキサンのプラズマ重合物を形
    成せしめた耐圧密化性にすぐれたフィルター。
  2. (2)多孔質膜がポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ
    エステル、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド
    、ポリメチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル及びそれ
    らの誘導体である特許請求の範囲第1項記載のフィルタ
    ー。
  3. (3)多孔質膜の孔径が0.02μ以上である特許請求
    の範囲第1項又は第2項記載のフィルター。
  4. (4)オルガノシロキサン化合物が下記一般式[1]〜
    [3]で示される特許請求の範囲第1項記載のフィルタ
    ー。 一般式 (R_1)x−Si−(OR_2)y・・・[1]▲数
    式、化学式、表等があります▼・・・[2] ▲数式、化学式、表等があります▼・・・[3] 〔但し、x+y=4かつ0≦x≦8、1≦z≦6、2≦
    m≦12でいずれも整数 R_1:H、ハロゲン及びC_6以下のアルキル、アリ
    ル、ビニル、フェニル及びそれらのハ ロゲン置換体。 R_2、R_4:H及びC_6以下のアルキル、アリル
    、ビニル、フェニル及びそれらのハロゲ ン置換体。 R_3、R_5、R_6、R_7、R_8:H、ハロゲ
    ン及びC_6以下のアルキル、アリル、ビニル、フェニ
    ル、アルコキシ、フェノキシ及びそ れらのハロゲン置換体。〕
  5. (5)膜中のオルガノシロキサンのプラズマ重合物の量
    がプラズマ重合膜の少なくとも0.1重量%である特許
    請求の範囲第1項記載のフィルター。
  6. (6)オルガノシロキサン化合物のプラズマ重合物がコ
    ーティング面と反対の膜面にも存在する特許請求の範囲
    第1項記載のフィルター。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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