JPS6233526A - 気体透過膜 - 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、空気中より酸素を濃縮分離するための気体透
過膜に関するものである。

従来の技術 気体透過性に秀れる膜材料として既に幾つかの提案がな
されている。特に透過の大きい材料としてはポリオルガ
ノシロキサン系高分子が秀れる。

更に最近、これらオルガノシロキサン系高分子の透過性
を凌ぐものとして、ポリアセチレン系、たとえばポリト
リメチルシリルプロピン（特開昭５７−１５４１０６号
公報参照）が提案されており、この場合前記オルガノシ
ロキサン系ポリマーにくらべ一桁程度酸素の透過がすぐ
れるものである。

発明が解決しようとする問題点 前記ポＩＪ　ｌ−リメチルシリルプロピンは極めて気体
透過性にすぐれるが、本発明者らの観測に依れば、例え
ば空気を分離する場合、その酸素と窒素の分離比は、１
．５〜１．８と極めて小さく、またその気体透過性は不
安定であり、数時間の運転により透過係数は初期値の一
桁以上低下してしまうことが認められた。この不安定さ
に対する原因は明らかでは無いが、本ポリマーは第三物
質を包含し易く、包含された第三物質によって気体透過
性が阻害されたものと想像しうる。

問題点を解決するための手段 本発明者らは斯かる欠点を克服し、上記置換ポリアセチ
レンが有する性質を利用すべく、このポリマーに各種材
料をドーピングしその気体透過性、安定性を検討した。

その結果、上記置換ポリアセチレンをベースとし、これ
に酸素親和性を有する金属キレートを含有せしめた膜が
、すぐれた気体透過性を有し、且つ安定性にすぐれる事
を見出し本発明に到達した。

即ち本発明は、モノ、またはジ置換ポリアセチレンをホ
スト高分子とし、前記ホスト高分子に酸素親和性を有す
る金属キレート分子を含有せしめたことを特徴とする気
体透過膜である。

作　　　用 本発明はホスト高分子に、酸素親和性を有する金属キレ
ート分子を含有させることにより、極れた気体透過性と
安定性を得ている。

本発明のホスト高分子として用いるモノ、またはジ置換
ポリアセチレンは、嵩高い置換基を有し、その置換基が
、炭素数１から１０のアルキル基、炭素数１から３のト
リアルキルシリル基より選ばれたグループより成る比較
的歪みの大きいと考えられる高分子であり、例えば、ポ
リＩ−ＩＪメチルシリルプロピン、ポリジメチルエチル
シリルプロピン、ポリｔｅｒｔ−ブチルプロピン、ポリ
ーｔｅｒｔ−ブチルアセチレン、ポリーｔｅｒｔペンチ
ルアセチレン、ポリ−２−ヘキサン、ポリ−２−オクチ
ン、これらの共重合体、などが好適である。

また本発明の酸素親和性を有する金属キレートとしては
、Ｍｎ　、　Ｆｅ　、　Ｃｏ　、　Ｃｕなどを金属とし
て含み、これに窒素系、リン系、酸素系などのリガンド
から成るものが好適で、ポルフィリン類、フタロシアニ
ン類、などがすぐれている。たとえば、鉄プロトポルフ
ィリン、銅プロトポルフィリン、あるいはジ（Ｎ−メチ
ルイミダゾール）メソーラトラ（α、α、α、α−Ｏ−
ピバルアミドフェニル）ポリフィナート鉄などのピケッ
トフェンスポルフィリン、Ｍｎフタロシアニン、鉄フタ
ロシアニン１．銅フタロシアニン、ＣＯフタロシアニン
、などが良い。

あるいはサルコミン、のどときＣＯ錯体、ポリエチレン
イミン−ＣＯ錯体も好適である。臭化マンガンとホスフ
ィン類、例えば、トリフェニルホスフィン、ジメチルフ
ェニルホスフィン、ジエチルフェニルホるフィンなどと
の錯体も好適であった。

これらの錯体は、適当な溶媒中に溶解させた状態で、こ
れζこポリアセチン系のフィルムを含浸させる事により
容易に膜中に取り込ませる事が出来る。またはキレート
とポリアセチレン系の共溶媒両者を溶解しておき、キャ
ストしても良い。あるいは、ポリアセチレンフィルムに
対し、キレート類を真空含浸させる事も可能であった。

このようにして得られた膜に対し、酸素、窒素などの気
体の透過を調べたところ、ホスト高分子単独の透過性に
対し、キレートを含む膜では、透過係数は若干低下する
ものの、酸素／窒素の分離比′は大きく向上し、例えば
分離比として２〜５程度の大きい値が得られた。また安
定性も向上し、長期にわたって、初期特性が維持された
。

実施例 以下本発明の代表的な実施例につき具体的に詳述する。

（実施例−１） テトラカルボン酸フタロシアニン鉄１部をベンゼンに溶
解し、この溶液にフタロシアニンに対し約１０部のポリ
トリメチルシリルプロピンを加え均一溶液とした。溶液
を濾過し、濾液をガラス板上にてキャスト乾燥後、フィ
ルムを得た。フィルムの厚さは約３５μで、このフィル
ムを用い酸素、窒素の透過率を低真空透過測定法により
測定した。

酸素透過係数として、２．８　Ｘ　１０　　ｃｃ−ｃｍ
ｌｃｌ−５ｅｃ−ａｎｋ−Ｉｇ、酸素／窒素透過係数比
（α）は、３．４であった。

（実施例−２） サルコミン１部をクロロホルムに溶解し、これにサルコ
ミンに対し約１０部のポＩＪ　−１−ブチルアセチレン
を溶解させ、均一溶液とした。溶液を濾過し、濾液をガ
ラス板上にキャストし、約５０μのフィルムを得た。

このフィルムの酸素透過係数は４．３Ｘ１０　ＣＣ・α
１ｃｒｌ−ｓｅｃ−ｃｖｌｌｇ　、　ａは、４．１を示
した。

（実施例−３） 臭化マンガン及びジメチルフェニルホスフィンを等モル
、シトラヒドロフランに加え約２時間加熱置流させた。

生成した沈澱を冷却後濾別した。

沈澱を乳鉢中で微粉化し、ポリ−３−オクチンのフィル
ム（〜７０μ）上に一様に分散させ、これを真空乾燥機
内にセットした。減圧下乾燥機を約１５０℃に加熱し、
３時間放置した。冷却後フィルムを取り出し、フィルム
表面上の粉末を除去後、透過率を測定した。酸素の透過
係数は７．８　Ｘ　１０’ＣＣ−弓々かＳｅｃ・α地、
αｚ２．２を示した。

発明の効果 以上要するに本発明は、モノまたはジ置換ポリアセチし
・ンからなるホスト高分子に、酸素親和性を有する金属
キレート分子を含有せしめてなる気体透過膜を提供する
もので、気体透過性に秀れ、また極めて安定しており使
用による経時劣化が少ない利点を有する。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）モノ、またはジ置換ポリアセチレンをホスト高分
   子とし、前記ホスト高分子に酸素親和性を有する金属キ
   レート分子を含有せしめたことを特徴とする気体透過膜
   。
2. （２）モノ、またはジ置換ポリアセチレンの置換基が、
   炭素数１から１０のアルキル基、炭素数１から３のトリ
   アルキルシリル基より選ばれたグループであることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の気体透過膜。
3. （３）酸素親和性を有する金属キレートが、Ｍｎ、Ｆｅ
   、Ｃｏ、Ｃｕを含む金属から成るキレートであることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の気体透過膜。