JPS62136224A - 気体分離用複合膜 - Google Patents
気体分離用複合膜Info
- Publication number
- JPS62136224A JPS62136224A JP27713385A JP27713385A JPS62136224A JP S62136224 A JPS62136224 A JP S62136224A JP 27713385 A JP27713385 A JP 27713385A JP 27713385 A JP27713385 A JP 27713385A JP S62136224 A JPS62136224 A JP S62136224A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- composite membrane
- membrane
- adhesive layer
- polymer material
- porous support
- Prior art date
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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、気体の分離濃縮を行なう気体分離用複合膜に
関するものである。
関するものである。
従来の技術
近年、有機高分子を用いた気体分離膜が数多く提案され
ている。特に空気からの酸素富化が注目されており、空
気中からの酸素を効率よく安価に分離濃縮できるならば
、燃焼機器、製鉄、汚泥処理、医療機器等に大いに貢献
できると期待されている。
ている。特に空気からの酸素富化が注目されており、空
気中からの酸素を効率よく安価に分離濃縮できるならば
、燃焼機器、製鉄、汚泥処理、医療機器等に大いに貢献
できると期待されている。
特に、高分子膜を利用した分離方法は、省資源、省エネ
ルギーの点からも強く望まれている。
ルギーの点からも強く望まれている。
高分子膜としては選択分離性が高く、シかも透過性の良
い膜が望まれている。その代表例としては、ポリシロキ
サン−ポリカーボネート共重合体（特開昭５１−１２１
４８５号公報）、ポリシロキサン共重合体（特開昭５６
−２６５０４ 号公報）等がある。
い膜が望まれている。その代表例としては、ポリシロキ
サン−ポリカーボネート共重合体（特開昭５１−１２１
４８５号公報）、ポリシロキサン共重合体（特開昭５６
−２６５０４ 号公報）等がある。
発明が解決しようとする問題点
これら高分子膜を実用に供するためには、膜厚を出来る
だけ薄くすることによシ気体の透過速度の増大をはかシ
、膜面積の縮少をはかる必要がある。この場合、薄膜の
破損を防ぐために多孔質支持体上に担持した状態で用い
るのが通常である。
だけ薄くすることによシ気体の透過速度の増大をはかシ
、膜面積の縮少をはかる必要がある。この場合、薄膜の
破損を防ぐために多孔質支持体上に担持した状態で用い
るのが通常である。
この方法としては、ポリマーの希薄溶液を水面上に展開
して薄膜を形成し、支持体上に担持させる方法、あるい
はポリマーの希薄溶液を支持体上にコートもしくは含浸
させる方法等が知られている。
して薄膜を形成し、支持体上に担持させる方法、あるい
はポリマーの希薄溶液を支持体上にコートもしくは含浸
させる方法等が知られている。
しかし、これらの方法によって薄膜を得ようとする場合
、前者の方法では、薄膜はできるが材料によっては直接
支持体に担持てきない欠点があり、また後者の方法では
、ポリマー溶液と支持体とのなじみが必ずしも良好でな
く、部分的に充分な結合状態を呈さなかったり、厚みが
不均一になる問題点があった。
、前者の方法では、薄膜はできるが材料によっては直接
支持体に担持てきない欠点があり、また後者の方法では
、ポリマー溶液と支持体とのなじみが必ずしも良好でな
く、部分的に充分な結合状態を呈さなかったり、厚みが
不均一になる問題点があった。
本発明は上記問題点に鑑み水面展開法によって直接多孔
質支持体上に担持てきない材料でも容易に均一な膜形成
ができるようにすることを目的とする。
質支持体上に担持てきない材料でも容易に均一な膜形成
ができるようにすることを目的とする。
問題点を解決するための手段
この目的を達成するために本発明の気体分離用複合膜は
、多孔質支持体と剛直性の高分子材料から形成される複
合膜であり、前記支持体と前記高分子材料を担持する接
着層を設けたものから構成されている。
、多孔質支持体と剛直性の高分子材料から形成される複
合膜であり、前記支持体と前記高分子材料を担持する接
着層を設けたものから構成されている。
この構成の多孔質支持体としては、ポリプロピレン、ポ
リスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエチレン、ポ
リエステル、ポリカーボネート等いずれでも良く、特に
限定するものではない。またその表面孔径は０．５μｍ
以下であることが望ましく、好ましくは０．２μｍ以下
である。０．６μｍ以上であると、透過膜が０．２〜０
．５μｍの薄膜であるため、膜の機械的強度がなく、膜
厚を厚くすると透過量が少なくなるため好ましくない。
リスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエチレン、ポ
リエステル、ポリカーボネート等いずれでも良く、特に
限定するものではない。またその表面孔径は０．５μｍ
以下であることが望ましく、好ましくは０．２μｍ以下
である。０．６μｍ以上であると、透過膜が０．２〜０
．５μｍの薄膜であるため、膜の機械的強度がなく、膜
厚を厚くすると透過量が少なくなるため好ましくない。
高分子材料としては、剛直な高分子材料であって、特に
水面展開法により薄膜形成が出来る材料である。これら
材料として、ポリ−４−メチルペンテン−１，ポリフヱ
ニレンオキシド、ポリスルホン、フマル酸エステル重合
体及びその共重合体等が挙げられ、気体の分離能が高い
材料で、特に支持体との密着性が悪い材料であれば特に
限定されるものではない。
水面展開法により薄膜形成が出来る材料である。これら
材料として、ポリ−４−メチルペンテン−１，ポリフヱ
ニレンオキシド、ポリスルホン、フマル酸エステル重合
体及びその共重合体等が挙げられ、気体の分離能が高い
材料で、特に支持体との密着性が悪い材料であれば特に
限定されるものではない。
接着層は、支持体と剛直性の高分子材料を密に接着する
ものであり、０．０１〜０．１μｍまでの薄膜化が可能
な材料であれば特に限定するものではない。また、この
接着層の形成は、均一な薄膜にする必要はなく、ピンホ
ール部、島状形成でも特に問題はない。これらを満足す
る材料としては、シリコーン構造もしくはシロキサン構
造を持つ化合物が有利である。具体的には、シリコーン
オイル、ポリジメチルシロキサン、ポリメチルフェニル
シロキサン、ポリジメチルシロキ、サン−ポリヒドロキ
シスチレン−ポリスルホン共重合体、ポリジメチルシロ
キサン−ポリヒドロキシスチレン共重合体等を挙げるこ
とができる。
ものであり、０．０１〜０．１μｍまでの薄膜化が可能
な材料であれば特に限定するものではない。また、この
接着層の形成は、均一な薄膜にする必要はなく、ピンホ
ール部、島状形成でも特に問題はない。これらを満足す
る材料としては、シリコーン構造もしくはシロキサン構
造を持つ化合物が有利である。具体的には、シリコーン
オイル、ポリジメチルシロキサン、ポリメチルフェニル
シロキサン、ポリジメチルシロキ、サン−ポリヒドロキ
シスチレン−ポリスルホン共重合体、ポリジメチルシロ
キサン−ポリヒドロキシスチレン共重合体等を挙げるこ
とができる。
作 用
この構成によって、支持体には直接担持することの出来
なかった剛直性の高分子材料でも接着層を前記支持体と
前記、高分子材料の間に設けることにより容易に支持体
に積層でき、しかも、その高分子材料の持つ特性を損な
うことなく複合膜とすることができるものである。
なかった剛直性の高分子材料でも接着層を前記支持体と
前記、高分子材料の間に設けることにより容易に支持体
に積層でき、しかも、その高分子材料の持つ特性を損な
うことなく複合膜とすることができるものである。
実施例
以下本発明の一実施例について、図面を参照しながら説
明する。
明する。
図は本発明の一実施例における気体分離用複合膜を示す
ものである。図において、１は多孔質支持体、２は剛直
な高分子材料を水面展開法で得た薄膜、３は塗布もしく
は水面展開法で得た接着層である。
ものである。図において、１は多孔質支持体、２は剛直
な高分子材料を水面展開法で得た薄膜、３は塗布もしく
は水面展開法で得た接着層である。
さらに本発明を具体的に説明するため実施例を述べて説
明する。
明する。
比較例１
ポリ−４−メチルペンテン−１（ＴＰＸ 三井東圧化
学工業（株））をシクロヘキサノンに溶解し２ｗｔ％溶
液とした。この溶液を水面上に厚みが０．１μｍとなる
ように展開し、この膜上に多孔質支持体としてポリプロ
ピレン多孔質支持体（ジュラガード＃２４００ セラニ
ーズ社）を静かに置き、引き上げたが、膜はそのまま水
面上に残り、担持することはできなかった。
学工業（株））をシクロヘキサノンに溶解し２ｗｔ％溶
液とした。この溶液を水面上に厚みが０．１μｍとなる
ように展開し、この膜上に多孔質支持体としてポリプロ
ピレン多孔質支持体（ジュラガード＃２４００ セラニ
ーズ社）を静かに置き、引き上げたが、膜はそのまま水
面上に残り、担持することはできなかった。
実施例１
シリコーンオイル（ＳＨ−７６東しシリコーン（株））
を厚みが０．０６μｍになるように水面上に展開し、こ
の膜上に比較例１に用いた多孔質支持体を静かに置き、
引き上げることによりシリコーンオイルの膜を多孔質支
持体上に得た。次に、比較例１と同様にして得た０、１
μｍのポリ−４−メチルペンテン−１の薄膜に、シリコ
ーンオイルを担持した多孔質支持体を静かに置き、引き
上げることによシ、ポリ−４−メチルペンテン−１の膜
を付着することができた。この複合膜の酸素透過速度は
Ｉ Ｋｇ ｆ ／ｃａ の圧力で３．０９秒μで酸素
と窒素の分離比は３．７であった。
を厚みが０．０６μｍになるように水面上に展開し、こ
の膜上に比較例１に用いた多孔質支持体を静かに置き、
引き上げることによりシリコーンオイルの膜を多孔質支
持体上に得た。次に、比較例１と同様にして得た０、１
μｍのポリ−４−メチルペンテン−１の薄膜に、シリコ
ーンオイルを担持した多孔質支持体を静かに置き、引き
上げることによシ、ポリ−４−メチルペンテン−１の膜
を付着することができた。この複合膜の酸素透過速度は
Ｉ Ｋｇ ｆ ／ｃａ の圧力で３．０９秒μで酸素
と窒素の分離比は３．７であった。
実施例２
ポリジメチルシロキサン（ＳＨ−４１０東しシリコーン
（株））をベンゼンに溶解して、２０ ｗｔ ％溶液と
した。この溶液を水面上に厚みが０．０３μｍとなるよ
うに展開した。この時の膜の状態は、部分的に島状の形
状となった。実施例１と同様に多孔質支持体を静かに置
き、引き上げることによりポリジメチルシロキサンの膜
を多孔質体上に得た。
（株））をベンゼンに溶解して、２０ ｗｔ ％溶液と
した。この溶液を水面上に厚みが０．０３μｍとなるよ
うに展開した。この時の膜の状態は、部分的に島状の形
状となった。実施例１と同様に多孔質支持体を静かに置
き、引き上げることによりポリジメチルシロキサンの膜
を多孔質体上に得た。
次に、ポリフェニレンオキシドの２ｗｔ％トルエン溶液
を水面上に厚みが０．２μｍとなるように展開シ、ピン
ホールのない薄膜を得た。ポリジメチルシロキサンの接
着層を持つ多孔質支持体を、この薄膜の上に静かに置き
、引き上げることにより、ポリフェニレンオキシドの膜
を付着することができた。この複合膜の酸素透過速度は
、１Ｋｐ ｆ／ｃｒＡの圧力でｓ、 ｅ ＄／ＣＣで酸
素と窒素の分離比は４．０であった。
を水面上に厚みが０．２μｍとなるように展開シ、ピン
ホールのない薄膜を得た。ポリジメチルシロキサンの接
着層を持つ多孔質支持体を、この薄膜の上に静かに置き
、引き上げることにより、ポリフェニレンオキシドの膜
を付着することができた。この複合膜の酸素透過速度は
、１Ｋｐ ｆ／ｃｒＡの圧力でｓ、 ｅ ＄／ＣＣで酸
素と窒素の分離比は４．０であった。
実施例３
実施例２で用いたポリフェニレンオキシドの代ワリに、
ポリフマル酸エステルの２ｗｔ％ベンゼン溶液を用い、
水面上に厚みが０．１６μｍとなるように展開し、ピン
ホールのない薄膜を得た。この薄膜上にポリジメチルシ
ロキサンの接着層を持つ多孔質支持体を静かに置き、引
き上げることによりポリフマル酸エステルの膜を付着す
ることができた。この複合膜の酸素透過速度は１．Ｑ６
ｆ／ｃｔＩｉの圧力で２．６秒μで酸素と窒素の分離比
は３．８であった。
ポリフマル酸エステルの２ｗｔ％ベンゼン溶液を用い、
水面上に厚みが０．１６μｍとなるように展開し、ピン
ホールのない薄膜を得た。この薄膜上にポリジメチルシ
ロキサンの接着層を持つ多孔質支持体を静かに置き、引
き上げることによりポリフマル酸エステルの膜を付着す
ることができた。この複合膜の酸素透過速度は１．Ｑ６
ｆ／ｃｔＩｉの圧力で２．６秒μで酸素と窒素の分離比
は３．８であった。
比較例２
多孔質支持体にポリスルホン多孔質支持体を用い、実施
例３で用いたポリフマル酸エステルの薄膜を担持しよう
と試みたが、薄膜は水面上に残り担持てきなかった。
例３で用いたポリフマル酸エステルの薄膜を担持しよう
と試みたが、薄膜は水面上に残り担持てきなかった。
実施例４
ポリジメチルシロキサン−ポリヒドロキシスチレン−ポ
リスルホン共重合体の２．０ｗｔ％ ベンゼン溶液とし
、この溶液を厚みが０．０５μｍ となるように水面上
に展開し薄膜を得た。この薄膜上にポリスルホン多孔質
体を静かに置き引き上げることにより接着層を得た。こ
の膜の酸素透過速度は１、ｏＫｐ１７−の圧力で０．３
秒／ヒで酸素と窒素の分離比は１．１でほとんどその分
離能は示さなかった。
リスルホン共重合体の２．０ｗｔ％ ベンゼン溶液とし
、この溶液を厚みが０．０５μｍ となるように水面上
に展開し薄膜を得た。この薄膜上にポリスルホン多孔質
体を静かに置き引き上げることにより接着層を得た。こ
の膜の酸素透過速度は１、ｏＫｐ１７−の圧力で０．３
秒／ヒで酸素と窒素の分離比は１．１でほとんどその分
離能は示さなかった。
次にこの接着層を担持したポリスルホン多孔質支持体を
実施例３で示したポリフマル酸エステルの薄膜上に静か
に置き、引き上げることにより、ポリフマル酸エステル
の膜を付着するこ七ができた。
実施例３で示したポリフマル酸エステルの薄膜上に静か
に置き、引き上げることにより、ポリフマル酸エステル
の膜を付着するこ七ができた。
この複合膜の酸素透過速度は１．ｏＴＫｐｉｌＨの圧力
で１．８秒膚で酸素と窒素の分離比は３．７であった。
で１．８秒膚で酸素と窒素の分離比は３．７であった。
実施例６
実施例４で用いたポリフマル酸エステルの代わりにフマ
ル酸エステル−酢酸ビニル共重合体を用いて水面上に厚
みが０．２μｍになるようにし薄膜を得た。同様にした
多孔質支持体を静かに置き、引き上げることによりフマ
ル酸エステル−酢酸ビニール共重合体の膜を付着するこ
とができた。この複合膜の酸素透過速度は１． ｏ ６
ｆ／ｃｄの圧力で２．１勢心で酸素と窒素の分離比は３
．５であった。
ル酸エステル−酢酸ビニル共重合体を用いて水面上に厚
みが０．２μｍになるようにし薄膜を得た。同様にした
多孔質支持体を静かに置き、引き上げることによりフマ
ル酸エステル−酢酸ビニール共重合体の膜を付着するこ
とができた。この複合膜の酸素透過速度は１． ｏ ６
ｆ／ｃｄの圧力で２．１勢心で酸素と窒素の分離比は３
．５であった。
発明の効果
以上述べたように、本発明によれば、多孔質支持体と剛
直性のある高分子材料から形成される複合膜であり、支
持体に高分子材料を担持するための接着層を設けること
により、今まで水面展開法で支持体に付着できなかった
剛直性のある高分子材料も容易にかつ均一に膜形成する
ことができ、しかも膜材料の特性を損うことがないとい
う効果がある。
直性のある高分子材料から形成される複合膜であり、支
持体に高分子材料を担持するための接着層を設けること
により、今まで水面展開法で支持体に付着できなかった
剛直性のある高分子材料も容易にかつ均一に膜形成する
ことができ、しかも膜材料の特性を損うことがないとい
う効果がある。
図は本発明の一実施例による気体分離用複合膜の断面図
である。 １・・・・・・多孔質支持体、２・・・・・・剛直性の
ある高分子材料の薄膜、３・・・・・・接着層。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名？、
薄膜
である。 １・・・・・・多孔質支持体、２・・・・・・剛直性の
ある高分子材料の薄膜、３・・・・・・接着層。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名？、
薄膜
Claims (4)
- （１）多孔質支持体と剛直性のある高分子材料から形成
される複合膜であり、前記支持体に前記高分子材料を担
持する接着層を設けたことを特徴とする気体分離用複合
膜。 - （２）高分子材料がポリ−４メチルペンテン−１，ポリ
フェニレンオキシドからなる特許請求の範囲第１項記載
の気体分離用複合膜。 - （３）高分子材料がフマル酸エステル重合体及びその共
重合体からなる特許請求の範囲第１項記載の気体分離用
複合膜。 - （４）接着層が、シリコーン構造もしくはシロキサン構
造をもつ化合物からなる特許請求の範囲第１項、第２項
または第３項記載の気体分離用複合膜。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27713385A JPS62136224A (ja) | 1985-12-10 | 1985-12-10 | 気体分離用複合膜 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27713385A JPS62136224A (ja) | 1985-12-10 | 1985-12-10 | 気体分離用複合膜 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62136224A true JPS62136224A (ja) | 1987-06-19 |
Family
ID=17579248
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27713385A Pending JPS62136224A (ja) | 1985-12-10 | 1985-12-10 | 気体分離用複合膜 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62136224A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01148325A (ja) * | 1987-12-01 | 1989-06-09 | Sanyo Chem Ind Ltd | 気体分離膜セル |
| US4871378A (en) * | 1987-12-11 | 1989-10-03 | Membrane Technology & Research, Inc. | Ultrathin ethylcellulose/poly(4-methylpentene-1) permselective membranes |
| US5073175A (en) * | 1988-08-09 | 1991-12-17 | Air Products And Chemicals, Inc. | Fluorooxidized polymeric membranes for gas separation and process for preparing them |
| US7811359B2 (en) | 2007-01-18 | 2010-10-12 | General Electric Company | Composite membrane for separation of carbon dioxide |
-
1985
- 1985-12-10 JP JP27713385A patent/JPS62136224A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01148325A (ja) * | 1987-12-01 | 1989-06-09 | Sanyo Chem Ind Ltd | 気体分離膜セル |
| US4871378A (en) * | 1987-12-11 | 1989-10-03 | Membrane Technology & Research, Inc. | Ultrathin ethylcellulose/poly(4-methylpentene-1) permselective membranes |
| US5073175A (en) * | 1988-08-09 | 1991-12-17 | Air Products And Chemicals, Inc. | Fluorooxidized polymeric membranes for gas separation and process for preparing them |
| US7811359B2 (en) | 2007-01-18 | 2010-10-12 | General Electric Company | Composite membrane for separation of carbon dioxide |
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