JPS62225208A - 液体混合物の分離膜及びその製造方法 - Google Patents

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、液体混合物の分離膜、詳しくは有機液体と水
との混合物（Ｊ：Ｊ、後有ａ液体／水の混合物と略記）
から有機液体を優先的に透過させる分離膜、及びその製
造方法に関するものである。

（従来技術） 従来揮発性有機液体／水の混合物から揮発性有機液体を
膜により分離、濃縮する方法として浸透気化法（ｐｅｒ
ｖａｐｏｒａｔｉｏｎ　）が提案されている。これ、は
分離膜を介して片側に分離される対象である揮発性有機
液体／水の混合物を流し、もう−力価をポンプにより真
空に引く、もしくは不活性ガス全キャリアガスとして流
すことにより、膜透過物全蒸気として得、透過物を冷却
することにより捕集する方法である。

難分離性揮発性有機液体／水の混合物の例としてエタノ
ール（ＥｔｏＵ／水の混合物があるが、当混合物からエ
タノールを優先的に透過する膜は既知のものではシリコ
ーンゴム膜が代表的である。この膜ではエタノール／水
　系の分離性能として分離係数αＥｔＯＨ＝　８〜１０ ただし であるが、透過速度においては２〜４ｘ１０　　Ｋｆ／
７７１′ｈｒとかなり低く、実用化に耐えるものではな
い。

この理由は、シリコーンゴム膜においてはその素材の性
質上薄膜化が困難であることが第一であり、そのため充
分な透過速度を持つ膜が得られにくい状況である。

（発明が解決しようとする問題点） 難であることに因る。

■　製膜過程で混練−溶解一塗布一乾燥一架橋硬化と手
間がかかる。即ち製膜を湿式法で行なわねばならず、有
機溶剤など全使用し異った温度条件で熱処理する必要が
ある。

上記に鑑み本発明はこのような問題点を解消するため開
発されたものである。

（問題点を解決するための手段） 即ち本発明の液体混合物の分離膜は、揮発性有機液体／
水の混合物を浸透気化分離する膜において、有機シリコ
ーン化合物をモノマーとしてプラズマ重合させることを
特徴とするものである。

又本発明の液体混合物の分離膜の製造方法は、有機シリ
コーン化合物をモノマーとするプラズマ重合方法におい
て、反応容器中に酸素ガスを共存させなからプラズマ重
合することを特徴とするものである。

以下本発明を、発明の経緯と共に詳細に説明する。

前記の通りシリコーンゴム膜の製膜においては機械的強
度が不足するため薄膜化が困難である。

合物をモノマーとして重合でき、しかもピンホールフリ
ー（ｆｒｅｅ）の薄膜をドライプロセスで作成すること
が出来、かつ得られる薄膜の性質はモノマーの種類と重
合条件の制御によって変更できるので、好ましい条件を
選択することにより望ましい性質をもった薄膜を作成で
きることが特徴である。

そこでこのプラズマ重合法を利用してシリコーンゴム膜
と類似の膜を作成することができれば、エタノール／水
　分離用の膜として従来のシリコーンゴム膜以上に薄膜
を形成することができ、その結果透過速度も大きな値を
持つ膜を得ることができる可能性があることに本発明者
は想到し、本発明を完成するに至った。

本発明はエタノール／水の混合物を主な分離対象とする
浸透気化膜に関するもので、特に有機シリコーン化合物
をモノマーとしてプラズマ重合させることにより得られ
る膜を対象としている。

（作用） この様にして得られた膜は薄膜である。

有機シリコーンのプラズマ重合についてはすでにいくつ
かの報告例があり、得られた重合膜がポリオルガノシロ
キサンと類似の構造をしていることが推定されているが
、これらの膜を揮発性有機液体の混合物、特にエタノー
ル／水　系浸透気化分離に適用した例はみられない。

フタメチルシクロテトラシロキサン等である。またＳｉ
単核のものでもＳｌ−〇結合を保有するテトラメトキシ
シラン、トリメトキシビニルシラン等、でも良い。さら
に、シロキサン結合、５ｉ−０結合を保有しなくても反
応容器中に酸素ガスを共存させることによって重合膜中
にシロキサン結合を生成するものでも良い（例えばヘキ
サメチルジシラザン）。酸素ガスの共存の効果はモノマ
一種によって異なり、共存させることによって膜分離性
能が向上するもの（ヘキサメチルジシロキサン、ヘキサ
メチルジシラザン等）、劣化するもの（テトラメトキシ
シラン、オクタメチルシクロテトラシロキサン）の両方
があり、一般的な傾向は認められない。

モノマー構造中のアルキル基はできるだけ炭素数の小さ
いもの、すなわちメチル基が最良である。

アルキル鎖の長いもの、ビニル基、クロロメチル基、芳
香環などは得られる重合膜の分離性能を低下させる原因
となる。

プラズマ重合条件は、七ツマー構造をできるだけこわさ
ず、重合膜中に反映できるように全般的によっては酸素
ガスの共存が必須である。以上の条件以外では良好なエ
タノール優先透過膜は得られにくい。但し重合条件ｔあ
まりにも弱くしすぎると生成物が液状になるため分離膜
として使用できない。

プラズマ重合膜を保持する支持膜としては疎水性多孔膜
が良いが、その孔径は小さい方が望ましく、実際的に入
手、使用できるものとしてはポリプロピレン多孔膜ジュ
ラガード（商品名）２４００（ポリプラスチックス社）
か良好である。

（実施例） 以下に本発明の理解を助けるため実施例を述べる。

（実施例１） モノマーヘキサメチルジシロキサンを０℃に保ちＡｒキ
ャリアーガス５ｓｅｃｍ、　０２１０ｓｅｃｍ、　５Ｗ
　６０分のプラズマ重合を行ない膜を得た。基膜はポリ
プロピレン多孔膜ジュラガード２４００（ポリプラスチ
ックス社）である。この膜の分離性能をエタノール／水
の混合液の浸透気化実験で試したとこ′マ重合した膜の
工Ｒスペクトルを第１図に示す。

Ｓｉ　−０−８ｉ　、　５ｉ−０−Ｃ、５ｉ−ＣＨ，，
５ｉ−Ｃ等の吸収ピークが認められ、ポリジメチルシロ
キサン類似の構造を持つことがわかる。

（実施例２） 実施例１と同様にしてモノマーをヘキサメチル′れた。

またその他のシリコーン化合物をモノマーとした重合膜
の結果を第１表に示す。

（発明の効果） 以上の様に本発明の液体混合物の分離膜によれば次の様
な効果がある。

■　プラズマ重合法全利用する。従って■シロキサン類
似構造の膜をドライプロセスで作成できる。

＠１μ雇のオーダーの薄膜をピンホールなしに作成でき
る。

■　薄膜作成が可能である。従ってシリコーン膜より１
けた高い透過量がある。

又本発明の液体混合物の分離膜の製造方法によれば次の
様な効果がある。

特定の有機シリコーン化合物（例えばヘキサメチルジシ
ロキサン、ヘキサメチルジシラザンなど〕のプラズマ重
合において、反応容器中に酸素ガスを共存させなから行
なうことにより、液体混合物の分離膜として上記の様な
高性能のものを得ることができる。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）揮発性有機液体と水との混合物を浸透気化分離す
   る膜において、有機シリコーン化合物をモノマーとして
   プラズマ重合させたことを特徴とする液体混合物の分離
   膜。
2. （２）分子中にシロキサン結合を含む有機シリコーン化
   合物をモノマーとして用いる特許請求の範囲第（１）項
   記載の液体混合物の分離膜。
3. （３）ヘキサメチルジシロキサンをモノマーとして用い
   る特許請求の範囲第（２）項記載の液体混合物の分離膜
   。
4. （４）有機シリコーン化合物をモノマーとするプラズマ
   重合法において、反応容器中に酸素ガスを共存させなか
   らプラズマ重合することを特徴とする液体混合物の分離
   膜の製造方法。
5. （５）ヘキサメチルジシロキサンをモノマーとして用い
   る特許請求の範囲第（４）項記載の液体混合物の分離膜
   の製造方法。