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JP2003038942A - Separation membrane - Google Patents

Separation membrane

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Publication number
JP2003038942A
JP2003038942A JP2001231607A JP2001231607A JP2003038942A JP 2003038942 A JP2003038942 A JP 2003038942A JP 2001231607 A JP2001231607 A JP 2001231607A JP 2001231607 A JP2001231607 A JP 2001231607A JP 2003038942 A JP2003038942 A JP 2003038942A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
separation
separation membrane
repeating unit
resin
oxygen
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2001231607A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hirotomo Nagata
寛知 永田
Tetsuo Takada
哲生 高田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
DIC Corp
Original Assignee
Dainippon Ink and Chemicals Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dainippon Ink and Chemicals Co Ltd filed Critical Dainippon Ink and Chemicals Co Ltd
Priority to JP2001231607A priority Critical patent/JP2003038942A/en
Publication of JP2003038942A publication Critical patent/JP2003038942A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Macromolecular Compounds Obtained By Forming Nitrogen-Containing Linkages In General (AREA)

Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】酸素/窒素分離に優れた気体分離性能、透過特
性を維持しつつ、加工性に優れ、かつ優れた力学的強
度、特に引張り強度を有する分離膜を提供すること。 【解決手段】繰り返し単位aとbからなる縮合系高分子
cからなる分離膜であり、aが、ジカルボン酸、テトラ
カルボン酸又はそれらの誘導体と、ジアミン、トリアミ
ン、テトラアミン又はジヒドラジドとを重縮合して得ら
れる単位であって、該単位aのみからなる分離膜であ
り、bが、ジカルボン酸、テトラカルボン酸又はそれら
の誘導体と、ジアミン又はジヒドラジドとを重縮合して
得られる単位であって、該単位bのみから形成された分
離膜であり、前記繰り返し単位aとbとの割合がモル比
で99:1〜70:30で、7以上の酸素/窒素の分離
係数を有し、かつ35〜100(MPa)の引張り強度
を有することを特徴とする分離膜。
(57) [Summary] (Modified) [Problem] A separation membrane having excellent processability and excellent mechanical strength, particularly tensile strength, while maintaining excellent gas separation performance and permeation characteristics for oxygen / nitrogen separation. To provide. A separation membrane comprising a condensation polymer c comprising repeating units a and b, wherein a is formed by polycondensing a dicarboxylic acid, a tetracarboxylic acid or a derivative thereof with a diamine, triamine, tetraamine or dihydrazide. A separation membrane consisting of only the unit a, b is a unit obtained by polycondensation of dicarboxylic acid, tetracarboxylic acid or a derivative thereof, and diamine or dihydrazide, A separation membrane formed of only the unit b, wherein the ratio between the repeating units a and b is 99: 1 to 70:30 in molar ratio, has an oxygen / nitrogen separation coefficient of 7 or more, and 35 A separation membrane having a tensile strength of 100100 (MPa).

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、分離性能と透過性
能のバランスが良好で力学的強度にも優れる分離膜に関
する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a separation membrane having a good balance between separation performance and permeation performance and excellent mechanical strength.

【0002】[0002]

【従来の技術】膜による物質の分離は、他の分離方法と
比較してエネルギー的に有利であり、小型軽量な装置、
簡単な機構、かつ、メンテナンスフリー等の特徴を有す
るため、各種産業分野に活発に応用されている。分離膜
の基本要求性能は、(1)分離の目的とする物質と他の
成分との分離性能、(2)物質透過特性、(3)膜の加
工性、力学的強度、耐熱、耐久、耐溶剤等の性能であ
る。膜の物質透過特性は必要膜面積、膜モジュール及び
装置の大きさ、すなわち、イニシャルコストを主に支配
する特性であり、物質透過特性の高い素材の開発、及
び、分離活性層(緻密層)の薄膜化により工業的に実用
可能な性能が実現される。一方、膜の物質分離特性は緻
密な膜の場合、本質的に膜素材固有の特性であり、主に
分離物質の収率を支配する特性であり、すなわち、ラン
ニングコストを支配する特性である。
2. Description of the Related Art Separation of substances by a membrane is energetically advantageous as compared with other separation methods, and is a small and lightweight device.
Because of its simple mechanism and maintenance-free features, it is actively applied to various industrial fields. The basic performance requirements of a separation membrane are (1) separation performance between the target substance and other components, (2) substance permeation characteristics, (3) processability of membrane, mechanical strength, heat resistance, durability, resistance It is the performance of solvents. The material permeation property of the membrane is a property that mainly controls the required membrane area, the size of the membrane module and the device, that is, the initial cost. Therefore, the development of a material with high substance permeation characteristics and the separation active layer (dense layer) The thin film realizes industrially practical performance. On the other hand, in the case of a dense membrane, the substance separation characteristic of the membrane is essentially a characteristic peculiar to the membrane material, and is a characteristic that mainly controls the yield of the separated substance, that is, a characteristic that controls the running cost.

【0003】一般に、膜の物質分離特性と物質透過特性
は相反の関係にあり、両特性のバランスに優れる膜素材
の開発が盛んになされている。特に、気体分離の分野で
は芳香族系高分子素材が物質分離特性と物質透過特性に
優れていることが良く知られているため、様々な芳香族
系高分子素材を用いた研究が積極的に行われている。
In general, the substance separation property and the substance permeation property of a membrane are in a conflicting relationship, and development of a membrane material having an excellent balance of both properties has been actively made. In particular, in the field of gas separation, it is well known that aromatic polymer materials have excellent substance separation characteristics and substance permeation characteristics, so research using various aromatic polymer materials is actively conducted. Has been done.

【0004】例えば、高分子加工,Vol.41,16
(1992)、高分子,Vol.42,682(199
3)、ポリマ−(Polymer),Vol.35,4
970(1994)、ジャ−ナル・オブ・メンブレン・
サイエンス(Journalof Membrane
Science),88,37(1994)、高分子学
会予稿集,Vol.43,2273(1994)、表
面,Vol.33,308(1995)、ジャ−ナル・
オブ・メンブレン・サイエンス(Journal of
Membrane Science),111,16
9(1996)等の報文、総説等に、ポリイミド、ポリ
イミダゾピロロン等を中心とした多くの研究例が報告さ
れている。
For example, polymer processing, Vol. 41, 16
(1992), Kogaku, Vol. 42,682 (199
3), Polymer, Vol. 35,4
970 (1994), Journal of Membrane
Science (Journalof Membrane
Science), 88, 37 (1994), Proceedings of the Polymer Society of Japan, Vol. 43, 2273 (1994), Surface, Vol. 33, 308 (1995), journal
Of membrane science (Journal of
Membrane Science), 111, 16
9 (1996) and the like, many research examples centering on polyimide, polyimidazopyrrolone and the like have been reported in reports and reviews.

【0005】このように、近年、数ある高分子素材の中
で芳香族系高分子素材が特に気体分離特性と物質透過特
性のバランスが良好で、かつ、耐久性、耐熱性、耐溶剤
性等の性能にも優れていることが発見され、芳香族系高
分子の非多孔質緻密層を有する気体分離膜やパーベイパ
レーション膜の研究が盛んに行われている。
As described above, in recent years, aromatic polymer materials have a particularly good balance between gas separation characteristics and substance permeation characteristics among many polymer materials, and have durability, heat resistance, solvent resistance, etc. It has been discovered that it has excellent performance as well, and research on gas separation membranes and pervaporation membranes having a non-porous dense layer of aromatic polymer has been actively conducted.

【0006】しかしながら、従来、例えば、深冷分離や
吸着法(PSA)などの競合技術がカバーする高純度ガ
スを含む領域では、7以上の酸素/窒素の気体分離係数
が必要であるが、優れた気体分離特性と気体透過特性を
有するものは硬く脆いため、実用的にも満足する分離膜
がないのが現状である。すなわち、気体分離特性、気体
透過特性の優れた素材では実用に耐え得る力学的強度、
特に引張り強度が得られず、例えば、中空糸膜のモジュ
ール化工程で、該中空糸に張力を与えると割れが生じや
すく取り扱いが難しかった。このため実用に耐えうる引
張り強度を得ようとするならば、5〜6程度の酸素/窒
素の分離係数を有する分離膜を用いるしか方法がなかっ
た。
However, conventionally, for example, in a region containing a high purity gas covered by competitive technologies such as cryogenic separation and adsorption method (PSA), an oxygen / nitrogen gas separation coefficient of 7 or more is required, which is excellent. Those having gas separation characteristics and gas permeation characteristics are hard and brittle, so that there is no separation membrane that is practically satisfactory. That is, the mechanical strength that can be practically used with a material having excellent gas separation characteristics and gas permeability characteristics,
In particular, the tensile strength was not obtained, and for example, when tension was applied to the hollow fiber in the step of modularizing the hollow fiber membrane, cracking was likely to occur and it was difficult to handle. Therefore, in order to obtain a tensile strength that can be practically used, the only method is to use a separation membrane having an oxygen / nitrogen separation coefficient of about 5 to 6.

【0007】また、加工性、力学的強度等を支配する原
因の1つとして高分子の重合度も挙げられるが、物質分
離特性、物質透過特性の優れた芳香族系高分子のモノマ
ーが必ずしも高い重合反応性を示すとは限らず、これま
で容易には高重合度のものが得られず、得られた高分子
素材は実用上充分な加工性、力学的強度(特に引張り強
度)等に欠けており、そのため、高重合度化を図るべ
く、様々な溶媒、重合促進剤等が試みられているが、決
定的な解決方法は見出されていなかった。
Further, the degree of polymerization of the polymer is also one of the factors that govern the processability, mechanical strength, etc., but the aromatic polymer monomer, which is excellent in substance separation characteristics and substance permeation characteristics, is not always high. It does not always exhibit polymerization reactivity, and it has not been possible to easily obtain one with a high degree of polymerization until now, and the obtained polymer material lacks practically sufficient processability and mechanical strength (especially tensile strength). Therefore, various solvents, polymerization accelerators, and the like have been tried in order to increase the degree of polymerization, but a definitive solution has not been found.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は酸素/窒素分離係数が7以上、酸素透過係数
が1×10−10[cm/cm・sec・cmH
g]以下の優れた気体分離性能、気体透過特性を維持し
つつ、加工性に優れ、かつ優れた力学的強度、特に引張
り強度を有する分離膜を提供することにある。
DISCLOSURE OF THE INVENTION Problems to be solved by the present invention include an oxygen / nitrogen separation coefficient of 7 or more and an oxygen permeability coefficient of 1 × 10 −10 [cm 3 / cm 2 · sec · cmH.
g] It is an object of the present invention to provide a separation membrane having excellent processability and excellent mechanical strength, particularly tensile strength while maintaining the following excellent gas separation performance and gas permeation characteristics.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】我々は、上記課題を解決
するため鋭意研究を重ねた結果、非常に透過性が低く、
分離性が比較的良好であり、かつ、反応性に富んだモノ
マー成分をポリイミドやポリヒドラジドイミド等に部分
的に共重合して得られる縮合系高分子が、力学的特性、
加工性等に優れ、しかも、元の素材と比較しても分離性
能を実用上損なわないことを見出し、本発明を完成する
に至った。
[Means for Solving the Problems] As a result of intensive studies to solve the above problems, the results show that the permeability is extremely low,
Separability is relatively good, and a condensation-type polymer obtained by partially copolymerizing a monomer component rich in reactivity with polyimide or polyhydrazide imide has mechanical properties,
The inventors have found that the present invention is excellent in processability and the like, and practically does not impair the separation performance even when compared with the original material, and completed the present invention.

【0010】すなわち、本発明は、繰り返し単位(a)
と繰り返し単位(b)からなる縮合系高分子(c)から
形成された分離膜であり、前記繰り返し単位(a)が、
ジカルボン酸、テトラカルボン酸又はそれらの誘導体
と、ジアミン、トリアミン、テトラアミン又はジヒドラ
ジドとを重縮合して得られる単位であって、該単位
(a)のみから形成された分離膜(a')は酸素/窒素
の分離係数α7以上で、酸素透過係数1×10−10
[cm/cm・sec・cmHg]以下であり、
That is, the present invention provides the repeating unit (a)
And a repeating unit (b) comprising a condensation polymer (c), wherein the repeating unit (a) is
A unit obtained by polycondensing a dicarboxylic acid, a tetracarboxylic acid or a derivative thereof, and a diamine, a triamine, a tetraamine or a dihydrazide, wherein the separation membrane (a ′) formed only from the unit (a) is oxygen. / Nitrogen separation coefficient α a 7 or more, oxygen permeability coefficient 1 × 10 −10
[Cm 3 / cm 2 · sec · cmHg] or less,

【0011】前記繰り返し単位(b)が、ジカルボン
酸、テトラカルボン酸又はそれらの誘導体と、ジアミン
又はジヒドラジドとを重縮合して得られる単位であっ
て、該単位(b)のみから形成された分離膜(b')は
酸素/窒素の分離係数αがαとの差が2以内で、酸
素透過係数1×10−10[cm/cm・sec・
cmHg]以下で、引張り強度100〜300(MP
a)であり、前記繰り返し単位(a)と前記繰り返し単
位(b)との割合がモル比で99:1〜70:30で、
7以上の酸素/窒素の分離係数を有し、かつ35〜10
0(MPa)の引張り強度を有することを特徴とする分
離膜を提供するものである。
The repeating unit (b) is a unit obtained by polycondensing a dicarboxylic acid, a tetracarboxylic acid or a derivative thereof and a diamine or dihydrazide, and is a unit formed only from the unit (b). The membrane (b ') has a difference in oxygen / nitrogen separation coefficient α b from α a of 2 or less and an oxygen permeability coefficient of 1 × 10 −10 [cm 3 / cm 2 · sec ·
cmHg] or less, tensile strength 100 to 300 (MP
a), wherein the repeating unit (a) and the repeating unit (b) are in a molar ratio of 99: 1 to 70:30,
Having an oxygen / nitrogen separation factor of 7 or more, and 35 to 10
The present invention provides a separation membrane characterized by having a tensile strength of 0 (MPa).

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】繰り返し単位(a)と繰り返し単
位(b)からなる縮合系高分子(c)から形成された分
離膜であり、前記繰り返し単位(a)が、ジカルボン
酸、テトラカルボン酸又はそれらの誘導体と、ジアミ
ン、トリアミン、テトラアミン又はジヒドラジドとを重
縮合して得られる単位であって、該単位(a)のみから
形成された分離膜(a')は酸素/窒素の分離係数α
7以上で、酸素透過係数1×10−10[cm/cm
・sec・cmHg]以下であり、
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A separation membrane formed from a condensation polymer (c) comprising a repeating unit (a) and a repeating unit (b), wherein the repeating unit (a) is a dicarboxylic acid or a tetracarboxylic acid. Alternatively, a separation membrane (a ′) which is a unit obtained by polycondensing a derivative thereof and diamine, triamine, tetraamine or dihydrazide, and which is formed only from the unit (a) has an oxygen / nitrogen separation coefficient α. a
7 or more, oxygen permeability coefficient 1 × 10 −10 [cm 3 / cm
2 sec / cmHg] or less,

【0013】前記繰り返し単位(b)が、ジカルボン
酸、テトラカルボン酸又はそれらの誘導体と、ジアミン
又はジヒドラジドとを重縮合して得られる単位であっ
て、該単位(b)のみから形成された分離膜(b')は
酸素/窒素の分離係数αがαとの差が2以内で、酸
素透過係数1×10−10[cm/cm・sec・
cmHg]以下で、引張り強度100〜300(MP
a)であり、前記繰り返し単位(a)と前記繰り返し単
位(b)との割合がモル比で99:1〜70:30で、
7以上の酸素/窒素の分離係数を有し、かつ35〜10
0(MPa)の引張り強度を有することを特徴とする分
離膜について説明する。
The repeating unit (b) is a unit obtained by polycondensing a dicarboxylic acid, a tetracarboxylic acid or a derivative thereof and a diamine or a dihydrazide, and is a unit formed only from the unit (b). The membrane (b ') has a difference in oxygen / nitrogen separation coefficient α b from α a of 2 or less and an oxygen permeability coefficient of 1 × 10 −10 [cm 3 / cm 2 · sec ·
cmHg] or less, tensile strength 100 to 300 (MP
a), wherein the repeating unit (a) and the repeating unit (b) are in a molar ratio of 99: 1 to 70:30,
Having an oxygen / nitrogen separation factor of 7 or more, and 35 to 10
A separation membrane having a tensile strength of 0 (MPa) will be described.

【0014】本発明で用いる縮合系高分子(c)は、繰
り返し単位(a)と繰り返し単位(b)から成る。繰り
返し単位(a)はジカルボン酸、テトラカルボン酸又は
それらの誘導体とジアミン、トリアミン、テトラアミ
ン、又はジヒドラジドとを重縮合して得られる単位であ
って、縮合高分子単位(a)のみから形成された分離膜
(a')が7以上、好ましくは7〜20、さらに好まし
くは7〜10の酸素/窒素の分離係数αを有し、1×
10−10[cm/cm・sec・cmHg]以
下、好ましくは1×10−8〜1×10−10[cm
/cm・sec・cmHg]の酸素透過係数を有する
ものであれば特に制限はなく、例えば、アミド、ヒドラ
ジド、イミド、イソイミド、ヒドラジドイミド、イミダ
ゾピロロン、ベンゾイミダゾール、ベンゾオキサゾー
ル、ベンゾチアゾール、オキサジアゾール、エステル等
の構造単位を有する縮合系高分子単位が挙げられ、この
うちヒドラジドイミド、イミドを有する縮合系高分子単
位が好ましく挙げられる。さらに具体的には下記一般式
(a1)
The condensation polymer (c) used in the present invention comprises a repeating unit (a) and a repeating unit (b). The repeating unit (a) is a unit obtained by polycondensing a dicarboxylic acid, a tetracarboxylic acid or a derivative thereof and a diamine, triamine, tetraamine or dihydrazide, and is formed only from the condensed polymer unit (a). The separation membrane (a ′) has a separation coefficient α a of 7 or more, preferably 7 to 20, more preferably 7 to 10 and 1 ×.
10 −10 [cm 3 / cm 2 · sec · cmHg] or less, preferably 1 × 10 −8 to 1 × 10 −10 [cm 3
/ Cm 2 · sec · cmHg] is not particularly limited as long as it has an oxygen permeability coefficient of, for example, amide, hydrazide, imide, isoimide, hydrazide imide, imidazopyrrolone, benzimidazole, benzoxazole, benzothiazole, oxadiene. Condensed polymer units having structural units such as azoles and esters are mentioned, and among them, condensed polymer units having hydrazide imides and imides are preferable. More specifically, the following general formula (a1)

【0015】[0015]

【化15】 [Chemical 15]

【0016】[但し、式中R[Wherein R 1 is

【0017】[0017]

【化16】 [Chemical 16]

【0018】(式中、R(Wherein R 3 is

【0019】[0019]

【化17】 [Chemical 17]

【0020】のいずれか一つで表される基である。)の
いずれか一つで表わされる基であり、R
A group represented by any one of the following: ), R 2 is a group represented by any one of

【0021】[0021]

【化18】 [Chemical 18]

【0022】(但し、式中R(However, in the formula, R 4 is

【0023】[0023]

【化19】 [Chemical 19]

【0024】のいずれか一つで表される基である。)の
いずれか一つで表される基である。]で表される繰り返
し単位のヒドラジドイミド、又は下記一般式(a2)
A group represented by any one of the following: ) Is a group represented by any one of. ] The hydrazide imide of the repeating unit represented by or the following general formula (a2)

【0025】[0025]

【化20】 [Chemical 20]

【0026】で表される繰り返し単位のアミドがより好
ましく挙げられる。
An amide having a repeating unit represented by is more preferable.

【0027】また、さらに上記一般式(a1)において
が下記式
Further, in the above general formula (a1), R 1 is the following formula:

【0028】[0028]

【化21】 [Chemical 21]

【0029】で表される基であり、かつRIs a group represented by and R 2 is

【0030】[0030]

【化22】 [Chemical formula 22]

【0031】で表される基であるヒドラジドイミドがさ
らに好ましく挙げられる。
A hydrazide imide, which is a group represented by, is more preferable.

【0032】繰り返し単位(a)を構成するカルボン酸
又はその誘導体成分としては、ジカルボン酸、テトラカ
ルボン酸、及び、それらの誘導体としては、特に制限は
ないが、なかでも、それぞれ芳香環、複素環、脂環等の
環を有する、ジカルボン酸、ジカルボン酸二塩化物、ジ
カルボン酸ジエステル、テトラカルボン酸、テトラカル
ボン酸二無水物、テトラカルボン酸ジエステル、テトラ
カルボン酸ジエステル二塩化物等が好ましく、それぞれ
単独または二種以上混合して使用される。
The carboxylic acid or its derivative component constituting the repeating unit (a) is not particularly limited as to the dicarboxylic acid, the tetracarboxylic acid, and their derivatives, but among them, an aromatic ring and a heterocyclic ring, respectively. , Having a ring such as alicyclic, dicarboxylic acid, dicarboxylic acid dichloride, dicarboxylic acid diester, tetracarboxylic acid, tetracarboxylic acid dianhydride, tetracarboxylic acid diester, tetracarboxylic acid diester dichloride and the like, respectively, Used alone or in combination of two or more.

【0033】これらカルボン酸類の中でも、テトラカル
ボン酸二無水物類、例えば、ピロメリット酸二無水物
(以下、PMDAと略記する)、ビフェニルテトラカル
ボン酸二無水物、ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無
水物、ジフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物、
ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、ヘキサ
フルオロイソプロピリデンジフタル酸二無水物、ビス
(ジカルボキシフェニル)メタン酸二無水物、ビス(ジ
カルボキシフェニル)エタン酸二無水物、
Among these carboxylic acids, tetracarboxylic dianhydrides such as pyromellitic dianhydride (hereinafter abbreviated as PMDA), biphenyltetracarboxylic dianhydride, benzophenonetetracarboxylic dianhydride, Diphenyl ether tetracarboxylic dianhydride,
Diphenyl sulfone tetracarboxylic acid dianhydride, hexafluoroisopropylidene diphthalic acid dianhydride, bis (dicarboxyphenyl) methanoic acid dianhydride, bis (dicarboxyphenyl) ethanoic acid dianhydride,

【0034】ビス(ジカルボキシフェニル)プロパン酸
二無水物、アゾベンゼンテトラカルボン酸二無水物、ナ
フタレンテトラカルボン酸二無水物、アントラセンテト
ラカルボン酸二無水物、ペリレンテトラカルボン酸二無
水物等の芳香族テトラカルボン酸二無水物;ピリジンテ
トラカルボン酸二無水物、チオフェンテトラカルボン酸
二無水物、フランテトラカルボン酸二無水物等の複素環
式テトラカルボン酸二無水物;シクロブタンテトラカル
ボン酸二無水物、シクロペンタンテトラカルボン酸二無
水物、シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物、ビシ
クロオクテンテトラカルボン酸二無水物等の脂環式テト
ラカルボン酸二無水物等が好ましく、特に芳香族テトラ
カルボン酸二無水物が好ましい。
Aromatic such as bis (dicarboxyphenyl) propanoic dianhydride, azobenzenetetracarboxylic dianhydride, naphthalenetetracarboxylic dianhydride, anthracenetetracarboxylic dianhydride, perylenetetracarboxylic dianhydride Tetracarboxylic acid dianhydride; Heterocyclic tetracarboxylic acid dianhydride such as pyridinetetracarboxylic acid dianhydride, thiophenetetracarboxylic acid dianhydride, furantetracarboxylic acid dianhydride; Cyclobutanetetracarboxylic acid dianhydride Cyclopentanetetracarboxylic acid dianhydride, cyclohexanetetracarboxylic acid dianhydride, alicyclic tetracarboxylic acid dianhydrides such as bicyclooctenetetracarboxylic acid dianhydride and the like are preferable, and aromatic tetracarboxylic acid dianhydride is particularly preferable. preferable.

【0035】上記芳香族テトラカルボン酸二無水物の具
体例としては、PMDA、3,3′,4,4′−ビフェ
ニルテトラカルボン酸二無水物、3,3′,4,4′−
ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、3,3′,
4,4′−ジフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水
物、3,3′,4,4′−ジフェニルスルホンテトラカ
ルボン酸二無水物、4,4′−(ヘキサフルオロイソプ
ロピリデン)ジフタル酸二無水物(以下、6FDAと略
記する)、ナフタレン−1,2,4,5−テトラカルボ
ン酸二無水物、ペリレン−3,4,9,10−テトラカ
ルボン酸二無水物等が挙げられ、なかでも6FDAが優
れた気体透過選択特性と良好な溶解特性を与えるため最
も好ましい。
Specific examples of the aromatic tetracarboxylic dianhydride include PMDA, 3,3 ', 4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride and 3,3', 4,4'-.
Benzophenone tetracarboxylic dianhydride, 3,3 ′,
4,4'-diphenyl ether tetracarboxylic dianhydride, 3,3 ', 4,4'-diphenylsulfone tetracarboxylic dianhydride, 4,4'-(hexafluoroisopropylidene) diphthalic dianhydride (hereinafter , 6FDA), naphthalene-1,2,4,5-tetracarboxylic dianhydride, perylene-3,4,9,10-tetracarboxylic dianhydride, and the like. Among them, 6FDA is excellent. It is most preferable because it provides excellent gas permeation selection characteristics and good dissolution characteristics.

【0036】一方、繰り返し単位(a)を構成するジア
ミン、トリアミン、テトラアミン又はジヒドラジドとし
ては、例えば、m−フェニレンジアミン、3,5−ジア
ミノ安息香酸、2,4−ジアミノフェノール、2,4−
ジアミノアニソール、3,3′−ジヒドロキシベンジジ
ン、3,3′−ジアミノ−4,4′−ジヒドロキシビフ
ェニル、4,4′−ジアミノ−3,3′−ジカルボキシ
ジフェニルメタン、2,2−ビス(4−(4−アミノフ
ェノキシ)−3,5−ジブロモフェニル)プロパン、
2,2−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)
ヘキサフルオロプロパン、2,7−ジアミノフルオレ
ン、ジアミノカルバゾール、1,2,4−トリアミノベ
ンゼン、3,4,4′−トリアミノビフェニルエーテ
ル、
On the other hand, as the diamine, triamine, tetraamine or dihydrazide constituting the repeating unit (a), for example, m-phenylenediamine, 3,5-diaminobenzoic acid, 2,4-diaminophenol, 2,4-
Diaminoanisole, 3,3'-dihydroxybenzidine, 3,3'-diamino-4,4'-dihydroxybiphenyl, 4,4'-diamino-3,3'-dicarboxydiphenylmethane, 2,2-bis (4- (4-aminophenoxy) -3,5-dibromophenyl) propane,
2,2-bis (3-amino-4-hydroxyphenyl)
Hexafluoropropane, 2,7-diaminofluorene, diaminocarbazole, 1,2,4-triaminobenzene, 3,4,4'-triaminobiphenyl ether,

【0037】1,2,4,5−テトラアミノベンゼン、
3,3′,4,4′−テトラアミノビフェニル等のアミ
ン類、フタル酸ジヒドラジド、ナフタレンジカルボン酸
ジヒドラジド、ヒドロキシイソフタル酸ジヒドラジド、
ジメチルテレフタル酸ジヒドラジド、ビフェニルジカル
ボン酸ジヒドラジド、ベンゾフェノンジカルボン酸ジヒ
ドラジド、ジフェニルエーテルジカルボン酸ジヒドラジ
ド、ジフェニルスルホンジカルボン酸ジヒドラジド、ヘ
キサフルオロイソプロピリデンジフタル酸ジヒドラジド
等のジヒドラジドが挙げられ、イソフタル酸ジヒドラジ
ド、テレフタル酸ジヒドラジド、2,6−ナフタレンジ
カルボン酸ジヒドラジドが好ましく挙げられる。
1,2,4,5-tetraaminobenzene,
Amines such as 3,3 ′, 4,4′-tetraaminobiphenyl, phthalic acid dihydrazide, naphthalene dicarboxylic acid dihydrazide, hydroxyisophthalic acid dihydrazide,
Dihydrazide such as dimethyl terephthalic acid dihydrazide, biphenyl dicarboxylic acid dihydrazide, benzophenone dicarboxylic acid dihydrazide, diphenyl ether dicarboxylic acid dihydrazide, diphenyl sulfone dicarboxylic acid dihydrazide, hexafluoroisopropylidene diphthalazide dihydrazide, isophthalic acid dihydrazide, terephthalic acid dihydrate , 6-naphthalenedicarboxylic acid dihydrazide is preferred.

【0038】本発明に用いる繰り返し単位(b)は、繰
り返し単位(a)の気体分離特性、気体透過特性を損な
わず、かつ力学的強度を付与する単位である。該繰り返
し単位(b)はジカルボン酸、テトラカルボン酸又はそ
れらの誘導体と、ジアミン、又ジヒドラジドとを重縮合
して得られる単位であって、かつ該繰り返し単位(b)
のみから形成された分離膜(b')は酸素/窒素の分離
係数αがαとの差が2以内で、かつ酸素透過係数が
1×10−10[cm/cm・sec・cmHg]
以下、好ましくは1×10−8〜1×10−10[cm
/cm・sec・cmHg]であり、100〜30
0(MPa)の引張り強度を有するものであれば特に制
限は無いが、具体的には下記一般式(b1)
The repeating unit (b) used in the present invention is a unit which imparts mechanical strength without impairing the gas separation characteristics and gas permeability characteristics of the repeating unit (a). The repeating unit (b) is a unit obtained by polycondensing a dicarboxylic acid, a tetracarboxylic acid or a derivative thereof and a diamine or dihydrazide, and the repeating unit (b)
The separation membrane (b ′) formed from only the oxygen / nitrogen separation coefficient α b and the difference α a is 2 or less, and the oxygen permeability coefficient is 1 × 10 −10 [cm 3 / cm 2 · sec · cmHg]
Hereinafter, preferably 1 × 10 −8 to 1 × 10 −10 [cm
3 / cm 2 · sec · cmHg], and 100 to 30
There is no particular limitation as long as it has a tensile strength of 0 (MPa), but specifically, the following general formula (b1)

【0039】[0039]

【化23】 [Chemical formula 23]

【0040】[但し、式中Rは、[Wherein R 5 is

【0041】[0041]

【化24】 [Chemical formula 24]

【0042】(但し、式中R(However, in the formula, R 7 is

【0043】[0043]

【化25】 [Chemical 25]

【0044】のいずれか一つの基を表わす。)のいずれ
か一つで表わされる基を表し、R
Represents any one of the groups ), R 6 represents a group represented by any one of

【0045】[0045]

【化26】 [Chemical formula 26]

【0046】のいずれか一つで表わされる基を表わ
す。]のいずれか一つで表わされるヒドラジドイミド構
造又はイミド構造を有するものであることが好ましく、
さらに、一般式(b1)においてR
Represents a group represented by any one of ] It is preferable that it has a hydrazide imide structure or an imide structure represented by any one of
Further, in the general formula (b1), R 5 is

【0047】[0047]

【化27】 [Chemical 27]

【0048】で表される基であり、かつRIs a group represented by and R 6 is

【0049】[0049]

【化28】 [Chemical 28]

【0050】のいずれか一つで表される基であるヒドラ
ジドイミド又はアミドであるものがより好ましく挙げら
れる。
More preferred are those which are hydrazide imides or amides which are groups represented by any one of the above.

【0051】繰り返し単位(b)を構成するカルボン酸
又はその誘導体成分としては、繰り返し単位(a)で挙
げたものと同様のものが挙げられる。
As the carboxylic acid or its derivative component constituting the repeating unit (b), the same ones as those mentioned in the repeating unit (a) can be mentioned.

【0052】一方、繰り返し単位(b)を構成するジア
ミン、ジヒドラジドとしてはビス[4−(3−アミノフ
ェノキシ)フェニル]スルフォン、2,6−ナフタレン
ジカルボン酸ジヒドラジド、トリメチレンビス(4−ア
ミノベンゾアート)または1,1’−オキシベンジジン
等が挙げられ、このうちビス[4−(3−アミノフェノ
キシ)フェニル]スルフォン、2,6−ナフタレンジカ
ルボン酸ジヒドラジドが好ましく挙げられる。
On the other hand, the diamine constituting the repeating unit (b), and as the dihydrazide, bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] sulfone, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid dihydrazide, trimethylenebis (4-aminobenzoate) ) Or 1,1′-oxybenzidine and the like, among which bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] sulfone and 2,6-naphthalenedicarboxylic acid dihydrazide are preferred.

【0053】本発明に用いる縮合系高分子(c)は、例
えば、N−メチルピロリドン、N,N−ジメチルアセト
アミド、ジメチルスルホキシド、スルホラン等の適当な
溶媒中で、ジカルボン酸、テトラカルボン酸、又は、そ
れらの誘導体と繰り返し単位(a)を構成するジアミ
ン、トリアミン、テトラアミン又はジヒドラジドとを重
合させた後、繰り返し単位(b)を構成するジアミン又
はジヒドラジドと重縮合させることにより得られる。こ
の際、繰り返し単位(a)と繰り返し単位(b)との割
合がモル換算で99:1〜70:30となるように、繰
り返し単位(a)を構成するジアミン、トリアミン、テ
トラアミン又はジヒドラジドと繰り返し単位(b)を構
成するジアミン又はジヒドラジドとをモル換算で99:
1〜70:30の割合で仕込むことが好ましい。縮合系
高分子(c)中の繰り返し単位(a)と繰り返し単位
(b)との割合がモル換算で99:1〜70:30であ
れば、優れた気体分離特性及び気体透過特性を維持しつ
つ、加工性、引張り強度に優れた分離膜を得ることがで
きる。
The condensation type polymer (c) used in the present invention is, for example, a dicarboxylic acid, a tetracarboxylic acid, or a dicarboxylic acid in a suitable solvent such as N-methylpyrrolidone, N, N-dimethylacetamide, dimethylsulfoxide or sulfolane. , A derivative thereof and a diamine, triamine, tetraamine or dihydrazide constituting the repeating unit (a) are polymerized, and then polycondensed with a diamine or dihydrazide constituting the repeating unit (b). At this time, the repeating unit (a) and the repeating unit (b) are mixed with the diamine, triamine, tetraamine or dihydrazide constituting the repeating unit (a) so that the molar ratio becomes 99: 1 to 70:30. The diamine or dihydrazide constituting the unit (b) is converted to 99:
It is preferable to charge at a ratio of 1 to 70:30. When the ratio of the repeating unit (a) to the repeating unit (b) in the condensation polymer (c) is 99: 1 to 70:30 in terms of mol, excellent gas separation characteristics and gas permeation characteristics are maintained. At the same time, it is possible to obtain a separation membrane having excellent workability and tensile strength.

【0054】繰り返し単位(a)と繰り返し単位(b)
とに各々由来するアミン成分、カルボン酸成分を仕込み
重縮合させる際、更に必要に応じて、ポリアミド、ポリ
イミド、ポリヒドラジド等の重合時に用いる反応助剤、
例えば安息香酸、ピリジン、トリエチルアミン、亜リン
酸トリフェニル、テトラエチルアンモニウム塩等を加え
ても良い。
Repeating unit (a) and repeating unit (b)
When each of the amine component and the carboxylic acid component respectively derived from and are subjected to polycondensation, further, if necessary, polyamide, polyimide, a reaction aid used during polymerization of polyhydrazide, etc.,
For example, benzoic acid, pyridine, triethylamine, triphenyl phosphite, tetraethylammonium salt and the like may be added.

【0055】この様にして製造された本発明に用いる縮
合系高分子(c)は、0.5〜3.0dL/g、好まし
くは0.5〜2.0dL/g、より好ましくは0.5〜
1.5dL/gのインヘレント粘度値を有するものであ
る。
The condensation polymer (c) used in the present invention thus produced is 0.5 to 3.0 dL / g, preferably 0.5 to 2.0 dL / g, and more preferably 0.1. 5-
It has an inherent viscosity value of 1.5 dL / g.

【0056】本発明の分離膜のタイプには特に制限はな
く、例えば、均質膜、多孔質膜、不均質膜(縮合系高分
子(c)からなる分離活性層と、支持層とを有する
膜)、複合膜(縮合系高分子(c)からなる分離活性層
と、該活性層を構成する樹脂とは異なる構造単位の樹脂
からなる支持層とを有する膜)等が挙げられるが、なか
でも物質分離特性、物質透過特性に優れる膜が得られる
ことから縮合系高分子(c)からなる分離活性層を有す
る均質膜、不均質膜、複合膜が好ましい。また、膜の形
状は任意であり、例えば、平膜、中空糸膜、管状膜、モ
ノリス膜(複数の芯孔を有する管状膜)であって良い。
The type of the separation membrane of the present invention is not particularly limited, and examples thereof include a homogeneous membrane, a porous membrane, and a heterogeneous membrane (a membrane having a separation active layer composed of a condensed polymer (c) and a support layer). ), A composite membrane (a membrane having a separation active layer composed of a condensed polymer (c) and a support layer composed of a resin having a structural unit different from the resin constituting the active layer), and the like. Homogeneous membranes, heterogeneous membranes, and composite membranes having a separation active layer made of the condensed polymer (c) are preferable because a membrane having excellent substance separation characteristics and substance permeation characteristics can be obtained. The shape of the membrane is arbitrary and may be, for example, a flat membrane, a hollow fiber membrane, a tubular membrane, or a monolith membrane (a tubular membrane having a plurality of core holes).

【0057】本発明に用いられる縮合系高分子(c)か
らなる分離活性層は表面が緻密で非多孔質の樹脂層であ
る。このため、該層に僅かなピンホール(微細孔)が発
生したとしてもそれを塞ぐために、シリコーンやポリア
セチレン等の気体透過特性の高い素材で該樹脂層表面を
コーティングまたは目止め処理を行っても良いし、他の
樹脂、例えば、ポリイミド樹脂やポリスルホン樹脂等で
目止め処理を行っても良い。更に、気体の選択性を高め
るために該樹脂層に、例えば、塩素、フッ素ガスによる
表面処理、プラズマ処理、紫外線処理等の表面処理を施
しても良い。
The separation active layer comprising the condensation type polymer (c) used in the present invention is a resin layer which has a dense surface and is non-porous. Therefore, even if slight pinholes (fine holes) are generated in the layer, even if the resin layer surface is coated or sealed with a material having a high gas permeability such as silicone or polyacetylene, in order to close it. Alternatively, the sealing treatment may be performed with another resin such as a polyimide resin or a polysulfone resin. Further, in order to improve gas selectivity, the resin layer may be subjected to surface treatment such as chlorine or fluorine gas surface treatment, plasma treatment, ultraviolet ray treatment or the like.

【0058】本発明の分離膜は、気体分離膜やパーベイ
パレーション膜等の、ヒドラジドイミド系樹脂からなる
樹脂層を分離活性層とする膜の場合に特に有用である。
以下、これらを気体分離膜で代表させて説明する。
The separation membrane of the present invention is particularly useful in the case of gas separation membranes, pervaporation membranes, and other membranes having a resin layer made of a hydrazide imide resin as a separation active layer.
Hereinafter, these will be described by using a gas separation membrane as a representative.

【0059】ここで言う気体分離活性層とは、膜の気体
の透過機構が気体の膜素材への溶解拡散が律速となる実
質的に非多孔質である緻密な層のことを言う。尚、膜が
気体分離活性層を有することは、膜の気体分離係数が、
気体分離活性層の厚さに依らず、気体分離活性層を形成
する素材の本来の気体分離係数と特性変動の範囲内で一
致することにより、容易に確認できる。
The term "gas separation active layer" as used herein means a substantially non-porous dense layer whose gas permeation mechanism of the membrane is rate-determining the dissolution and diffusion of the gas into the membrane material. The fact that the membrane has a gas separation active layer means that the gas separation coefficient of the membrane is
It can be easily confirmed by matching the original gas separation coefficient of the material forming the gas separation active layer with the original gas separation coefficient within the range of the characteristic variation, regardless of the thickness of the gas separation active layer.

【0060】気体分離膜は、ピンホールが無く、気体分
離活性層が充分薄膜化されていることが好ましい。膜形
状、膜形態に制限はなく、例えば、均質膜、不均質膜、
多孔複合膜等が挙げられる。膜形状も平膜や中空糸状膜
を提供できるが、コンパクトに大きな膜面積を得ること
のできる中空糸膜が最も好ましい。
The gas separation membrane preferably has no pinholes and the gas separation active layer is sufficiently thin. There is no limitation on the film shape and the film form, for example, a homogeneous film, a heterogeneous film,
Examples include porous composite membranes. The membrane can be provided as a flat membrane or a hollow fiber membrane, but a hollow fiber membrane that is compact and can obtain a large membrane area is most preferable.

【0061】これらの気体分離膜に求められる気体分離
特性と気体透過特性、及び力学的強度は、実際の使用に
おける分離膜の形状、形態、使用方法によって異なり、
さらに、同じ高分子素材を用いても、加工方法による高
分子鎖の配向性等によって異なるため、膜素材の強度を
一概に規定することはできないが、例えば、本発明の縮
合系高分子(c)からなる分離膜を25μmのフィルム
状の均質膜とした場合、繰り返し単位(a)のみから形
成された分離膜(a')の気体分離特性及び気体透過特
性を維持しつつ、さらに引張り強度を向上させることが
でき、35MPa以上、好ましくは35〜100MP
a、より好ましくは50〜100MPaの引張り強度を
示す。
The gas separation characteristics, gas permeation characteristics, and mechanical strength required for these gas separation membranes differ depending on the shape, form, and method of use of the separation membrane in actual use.
Furthermore, even if the same polymer material is used, the strength of the film material cannot be unconditionally specified because it depends on the orientation of the polymer chains depending on the processing method, but for example, the condensation polymer (c In the case where the separation membrane consisting of (4) is a film-like homogeneous membrane of 25 μm, the tensile strength is further increased while maintaining the gas separation characteristics and gas permeation characteristics of the separation membrane (a ′) formed only from the repeating unit (a). Can be improved and is 35 MPa or more, preferably 35 to 100 MP
a, more preferably a tensile strength of 50 to 100 MPa.

【0062】縮合系高分子(c)から形成される中空糸
膜の製造方法は公知慣用の方法であれば良く、例えば、
以下の製造方法が挙げられる。縮合系高分子(c)のド
ープ(樹脂の紡糸用溶液)を、中空糸形状の保持や中空
糸内層の多孔質化促進のための芯剤を芯として、円環ノ
ズルから一旦気相中に押し出し、次いで、凝固液(樹脂
が不溶で、ドープに使用された有機溶剤と混和する液
体)に浸漬してドープを凝固させる、いわゆる乾湿式法
により中空糸不均質膜を製造することができる。
The hollow fiber membrane formed from the condensed polymer (c) may be produced by any known method, for example,
The following manufacturing method may be mentioned. The dope of condensation-type polymer (c) (solution for spinning resin) was once introduced into the gas phase from the annular nozzle with a core agent for maintaining the hollow fiber shape and accelerating the porosity of the hollow fiber inner layer. A hollow fiber heterogeneous membrane can be produced by a so-called dry-wet method, in which the dope is extruded and then immersed in a coagulating liquid (a liquid insoluble in the resin and miscible with the organic solvent used for the dope) to coagulate the dope.

【0063】また、例えば、縮合系高分子(c)からな
る樹脂層を形成するための縮合系高分子(c)のドープ
(α)と、支持層を形成するための重合体ドープ(β)
とを、多重円環ノズルを用い、内側から芯剤、ドープ
(β)、ドープ(α)の順の多層構造の中空糸状に一旦
気相中に共押し出し、次いで、凝固液に浸漬してドープ
を凝固させることにより中空糸複合膜を製造できる。
Further, for example, the dope (α) of the condensed polymer (c) for forming the resin layer made of the condensed polymer (c) and the polymer dope (β) for forming the support layer.
And are co-extruded into the gas phase in the form of a hollow fiber having a multilayer structure of core, dope (β) and dope (α) in this order from the inside using a multiple ring nozzle, and then immersed in a coagulating liquid to dope. A hollow fiber composite membrane can be produced by coagulating.

【0064】ドープに使用する溶剤としては、縮合系高
分子(c)を溶解するものであって、凝固液と相溶性を
有するものであれば良く、例えば、ジクロロメタン、ク
ロロホルム、1,1,2−トリクロロエタン等のハロゲ
ン化アルキル系溶剤;o−クロロフェノール、p−クロ
ロフェノール、ジクロロフェノール等のハロゲン化フェ
ノール系溶剤;N,N−ジメチルホルムアミド、N,N
−ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン等のア
ミド系溶剤;ジメチルスルホキシド、スルホラン等の硫
黄含有系溶剤;ヘキサメチルリン酸トリアミド、γ−ブ
チロラクトン、ジオキサン、ジエチレングリコールジメ
チルエーテルなどが挙げられ、これらは、それぞれ単独
または2種以上混合して使用される。なかでも、N,N
−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミ
ド、N−メチルピロリドン等の水溶性の有機溶剤が好ま
しい。
The solvent used for the dope may be any solvent which dissolves the condensation type polymer (c) and is compatible with the coagulating liquid, for example, dichloromethane, chloroform, 1,1,2. -Halogenated alkyl solvents such as trichloroethane; halogenated phenolic solvents such as o-chlorophenol, p-chlorophenol, dichlorophenol; N, N-dimethylformamide, N, N
Amide-based solvents such as dimethylacetamide and N-methylpyrrolidone; sulfur-containing solvents such as dimethyl sulfoxide and sulfolane; hexamethylphosphoric triamide, γ-butyrolactone, dioxane, diethylene glycol dimethyl ether, and the like. Used as a mixture of two or more kinds. Among them, N, N
Water-soluble organic solvents such as -dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide and N-methylpyrrolidone are preferred.

【0065】また、ドープの安定性や可紡性の向上や生
成される膜の気体選択透過性の向上等を目的として、必
要に応じて、上記ドープ液にその他の添加成分を加える
ことも可能である。その他の添加成分としては、例え
ば、低分子量のポリエチレングリコール、ポリプロピレ
ングリコール、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロ
リドン等のポリマー;アセトン、テトラヒドロフラン等
の揮発性成分;トルエン、キシレン等の貧溶剤;酢酸、
プロピオン酸、酪酸等の酸;エチレングリコール、グリ
セリン等の水溶性多価アルコール類;塩化リチウム、臭
化リチウム、塩化カリウム、臭化カリウム、塩化カルシ
ウム、塩化マグネシウム等の無機塩類などを挙げること
ができる。
If necessary, other additive components may be added to the above dope solution for the purpose of improving the stability and spinnability of the dope, and improving the gas selective permeability of the resulting membrane. Is. Other additives include, for example, low molecular weight polymers such as polyethylene glycol, polypropylene glycol, polyvinyl alcohol, and polyvinylpyrrolidone; volatile components such as acetone and tetrahydrofuran; poor solvents such as toluene and xylene; acetic acid,
Acids such as propionic acid and butyric acid; water-soluble polyhydric alcohols such as ethylene glycol and glycerin; inorganic salts such as lithium chloride, lithium bromide, potassium chloride, potassium bromide, calcium chloride and magnesium chloride. .

【0066】中空糸状にドープを押し出す時の芯剤とし
て使用する流体としては、気体でも液体でも良く、例え
ば、窒素、空気等の気体;水、メタノール、エタノー
ル、プロパノール、グリセリン、及び、これらの混合液
体等の液体が使用できる。また、必要に応じて、これら
の芯材に、例えば、塩化リチウム、臭化リチウム、塩化
カリウム等の無機塩類;N−メチルピロリドン、N,N
−ジメチルアセトアミド等の該樹脂の溶剤;アセトン、
メチルエチルケトン、キシレン、トルエン、酢酸、プロ
ピオン酸等のドープ樹脂の貧溶剤などを適宜添加するこ
とができる。
The fluid used as a core when the dope is extruded into a hollow fiber may be a gas or a liquid, for example, a gas such as nitrogen or air; water, methanol, ethanol, propanol, glycerin, or a mixture thereof. A liquid such as a liquid can be used. In addition, if necessary, these core materials may be added to inorganic salts such as lithium chloride, lithium bromide, potassium chloride; N-methylpyrrolidone, N, N
A solvent for the resin such as dimethylacetamide; acetone,
A poor solvent for the dope resin such as methyl ethyl ketone, xylene, toluene, acetic acid, and propionic acid can be appropriately added.

【0067】ドープを押し出す雰囲気は、例えば空気雰
囲気、窒素雰囲気、溶剤等の蒸気雰囲気などの気相であ
っても良いし、水などの液相であっても良いが、気相で
あることが好ましい。雰囲気は、適宜、気流の調整、ま
た、必要に応じて温度、湿度等を調整することができ
る。
The atmosphere for extruding the dope may be a gas phase such as an air atmosphere, a nitrogen atmosphere, a vapor atmosphere of a solvent or the like, or a liquid phase such as water, but it is preferably a gas phase. preferable. As for the atmosphere, the air flow can be appropriately adjusted, and the temperature, the humidity and the like can be adjusted as necessary.

【0068】多重円環ノズルから中空糸状に押し出され
た単層もしくは多層構造のドープは、凝固液との接触に
より凝固する。凝固液は、中空糸膜を形成する樹脂が不
溶で、ドープに使用された溶剤と混和する液体であれば
任意のものが使用できる。例えば、メタノール、エタノ
ール、1−プロパノール、2−プロパノール等の低級ア
ルコール類;アセトアルデヒド、アセトン等のアルデヒ
ドまたはケトン類;水またはこれらの混合液体などが使
用できる。凝固液は、有機溶剤、塩、酸、アルカリ等の
物質を含有していて良く、なかでも水または水と他の有
機溶剤の混合液体が好ましい。
The dope having a single-layer or multi-layer structure extruded in the shape of a hollow fiber from the multi-annular nozzle is solidified by contact with a coagulating liquid. As the coagulating liquid, any liquid can be used as long as the resin forming the hollow fiber membrane is insoluble and can be mixed with the solvent used for the dope. For example, lower alcohols such as methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol; aldehydes or ketones such as acetaldehyde, acetone; water or a mixed liquid thereof can be used. The coagulating liquid may contain a substance such as an organic solvent, salt, acid or alkali, and among them, water or a mixed liquid of water and another organic solvent is preferable.

【0069】本発明の分離膜が複合膜の場合、すなわ
ち、縮合系高分子(c)からなる樹脂層を構成する素材
と支持層を構成する素材が異なる場合、支持層の素材は
任意であり、縮合系高分子(c)からなる樹脂層と充分
に接着し、膜の実際の使用に耐え得る充分な機械的強
度、耐熱性、耐薬品性、耐候性等を有するものであれ
ば、縮合系高分子(c)以外の構造単位からなる樹脂で
あって良く、1種以上からなる混合物または共重合体で
も良い。
When the separation membrane of the present invention is a composite membrane, that is, when the material constituting the resin layer comprising the condensed polymer (c) and the material constituting the support layer are different, the material for the support layer is arbitrary. If the resin has sufficient mechanical strength, heat resistance, chemical resistance, weather resistance, etc. that can sufficiently adhere to the resin layer composed of the condensation polymer (c) and can withstand the actual use of the film The resin may be a resin having a structural unit other than the polymer (c), and may be a mixture or copolymer of one or more kinds.

【0070】上記支持層の形成に好ましい樹脂として
は、例えば、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポ
リエーテルイミド系樹脂、ポリアミドイミド系樹脂、ポ
リスルホン系樹脂、ポリベンゾイミダゾール系樹脂、ポ
リベンゾオキサゾール系樹脂、ポリベンゾチアゾール系
樹脂、ポリキノキザリン系樹脂、ポリピペラジン系樹脂
等が挙げられ、これらは単独または2種以上混合して使
用できる。上記ポリスルホン系樹脂としては、例えば、
ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン、ポリアリル
スルフォン、ポリフェニルスルフォンとして上市されて
いる。
Preferred resins for forming the support layer are, for example, polyamide resins, polyimide resins, polyetherimide resins, polyamideimide resins, polysulfone resins, polybenzimidazole resins, polybenzoxazole resins. , Polybenzothiazole-based resins, polyquinoxalin-based resins, polypiperazine-based resins, and the like, and these can be used alone or in combination of two or more. Examples of the polysulfone-based resin include
It is marketed as polysulfone, polyether sulfone, polyallyl sulfone, and polyphenyl sulfone.

【0071】中空糸不均質膜においては、例えば、ドー
プの組成、濃度、温度、凝固液の組成、内管流体の組
成、紡糸条件等を適切に選ぶことにより、また、中空糸
複合膜においては、前記ドープ(α)とドープ(β)の
芯剤側からの順序を変えることにより、縮合系高分子
(c)からなる樹脂層は中空糸の内側表面、または外側
表面いずれにも形成可能である。このうち中空糸の外側
表面に緻密層を形成した複合膜が、量産性と、得られる
膜の気体の透過選択特性に優れ、好ましい。中空糸膜の
寸法は任意であり、実用用途に適した外径、内径等に適
宜調整できる。具体的には、ドープの組成、濃度、温
度、凝固液の組成、内管流体の組成、紡糸条件(ドープ
の押し出し速度、形成された中空糸の巻き取り速度等)
等を制御することにより、例えば、外径1500μm以
下、膜厚500μm以下の中空糸を製造することが可能
である。
In the hollow fiber heterogeneous membrane, for example, the dope composition, concentration, temperature, coagulation liquid composition, inner tube fluid composition, spinning conditions, etc. are appropriately selected. By changing the order of the dope (α) and the dope (β) from the core agent side, the resin layer composed of the condensed polymer (c) can be formed on either the inner surface or the outer surface of the hollow fiber. is there. Among these, a composite membrane in which a dense layer is formed on the outer surface of the hollow fiber is preferable because it is excellent in mass productivity and gas permeation selection characteristics of the obtained membrane. The dimensions of the hollow fiber membrane are arbitrary and can be appropriately adjusted to an outer diameter, an inner diameter and the like suitable for practical use. Specifically, composition of dope, concentration, temperature, composition of coagulating liquid, composition of inner tube fluid, spinning condition (extrusion speed of dope, winding speed of formed hollow fiber, etc.)
It is possible to manufacture a hollow fiber having an outer diameter of 1500 μm or less and a film thickness of 500 μm or less by controlling the above conditions.

【0072】以上のようにして得られた膜に残存する有
機溶剤は、実質的に除去されることが好ましく、除去は
例えば、温水洗浄、残留溶剤を可溶する低沸点溶剤、例
えば、イソプロピルアルコール(IPA)、メタノー
ル、エタノール等で洗浄及び置換した後、真空加熱乾燥
を行う等の公知の方法で実施できる。
It is preferable that the organic solvent remaining in the film obtained as described above is substantially removed. For example, the organic solvent is removed by washing with warm water, a low-boiling solvent capable of dissolving the residual solvent, for example, isopropyl alcohol. It can be carried out by a known method such as performing vacuum heating drying after washing and replacing with (IPA), methanol, ethanol and the like.

【0073】また、本発明の分離膜の製造方法として
は、縮合系高分子(c)からなる樹脂層形成ドープとし
て該縮合系高分子(c)の前駆体を用い、上記の製造方
法と同様にして縮合系高分子(c)の前駆体からなる樹
脂層を有する膜を作製し、加熱処理することにより、該
縮合系高分子(c)の前駆体を目的の構造へと変化させ
る方法を採用することもできる。
In the method for producing the separation membrane of the present invention, the precursor of the condensation type polymer (c) is used as the resin layer forming dope of the condensation type polymer (c), and the same method as the above-mentioned production method is used. A method for producing a film having a resin layer composed of a precursor of the condensation polymer (c) and subjecting it to heat treatment to change the precursor of the condensation polymer (c) into an intended structure is described. It can also be adopted.

【0074】この方法は、縮合系高分子(c)が有機溶
剤に不溶または難溶でドープを形成できない場合に特に
有用である。尚、繰り返し単位(a)と繰り返し単位
(b)は同時に加熱により、最終的な目的の構造へと変
化される。
This method is particularly useful when the condensation type polymer (c) is insoluble or hardly soluble in an organic solvent and cannot form a dope. The repeating unit (a) and the repeating unit (b) are simultaneously heated to be converted into the final target structure.

【0075】加熱処理条件は、該前駆体の樹脂層が実質
的に目的の化学構造に変化し、好ましくは繰り返し単位
(a)及び(b)の両者が最終目的構造に変化する条件
であり、且つ、複合膜の場合には、支持層を形成する重
合体の多孔質構造が加熱により破壊されない条件であれ
ば良く、例えば、減圧下及び/または不活性ガス雰囲気
下で150〜450℃、好ましくは150〜350℃
で、20〜720分間、好ましくは20〜480分間が
挙げられる。ここで言う減圧下とは、膜を構成する樹脂
が熱処理中酸化劣化の影響を受けない程度であれば良
く、30kPa以下、好ましくは3kPa以下の減圧雰
囲気が挙げられる。不活性ガスとしては、窒素、アルゴ
ン、ヘリウム等が好適に挙げられる。減圧された不活性
ガス雰囲気であることも好ましい。
The heat treatment conditions are such that the resin layer of the precursor substantially changes into the desired chemical structure, and preferably both repeating units (a) and (b) change into the final desired structure. And in the case of a composite membrane, it is sufficient if the porous structure of the polymer forming the support layer is not destroyed by heating, and for example, under reduced pressure and / or an inert gas atmosphere, 150 to 450 ° C., preferably Is 150-350 ° C
Then, it may be 20 to 720 minutes, preferably 20 to 480 minutes. The term "under reduced pressure" as used herein means that the resin constituting the film is not affected by oxidative deterioration during the heat treatment, and examples thereof include a reduced pressure atmosphere of 30 kPa or less, preferably 3 kPa or less. Preferable examples of the inert gas include nitrogen, argon and helium. A reduced pressure inert gas atmosphere is also preferable.

【0076】加熱処理による、前駆体から最終目的の化
学構造への変化は赤外吸収スペクトルにより容易に確認
できる。例えば、前駆体からのヒドラジドイミド化への
変化の場合、約1700〜1780cm−1の領域及び
1790〜1800cm−1付近にイミド環の特性吸収
帯と、1690cm−1付近にアミド結合の特性吸収帯
が同時に認められることにより容易に確認できる。
The change from the precursor to the final desired chemical structure due to the heat treatment can be easily confirmed by the infrared absorption spectrum. For example, if a change to a hydrazide imidization from the precursor, about 1700~1780cm a characteristic absorption band region and 1790~1800Cm -1 near the imide ring of -1, characteristic absorption bands of amide bond in the vicinity of 1690 cm -1 Can be easily confirmed by the simultaneous recognition of.

【0077】本製造方法には、ドープ用有機溶剤の除去
は最終目的の化学構造への変化のための加熱処理行程の
前に行うことが好ましい。
In the present production method, it is preferable that the removal of the organic solvent for dope is carried out before the heat treatment step for changing the chemical structure to the final purpose.

【0078】本発明の分離膜は、例えば、空気の酸素/
窒素分離、プラットフォーミング法のオフガスからの水
素の分離回収、アンモニア合成時の水素の回収、火力発
電やゴミ焼却の廃ガスからの二酸化炭素の回収や窒素酸
化物や硫黄酸化物の除去、油田のオフガスからの二酸化
炭素の回収、天然ガスからの硫化水素、二酸化炭素等の
酸性ガスの除去、ランドフィルガスからの二酸化炭素の
除去やヘリウムの分離等の気体分離、空気及び有機蒸気
の除湿などの気体−蒸気または蒸気−蒸気分離、さらに
は水とアルコールの分離、エステル化反応系からの水の
除去等の揮発性物質混合液体のパーベイパレーション分
離、液体に溶解している気体の除去、液体中への特定気
体の溶解等に好適に利用される。むろん、本発明の分離
膜の用途は、これらに限定されるものではない。
The separation membrane of the present invention is, for example, oxygen / air /
Nitrogen separation, separation and recovery of hydrogen from off-gas of platforming method, recovery of hydrogen during ammonia synthesis, recovery of carbon dioxide from waste gas of thermal power generation and refuse incineration, removal of nitrogen oxides and sulfur oxides, oil field Recovery of carbon dioxide from off-gas, removal of hydrogen sulfide from natural gas, acid gas such as carbon dioxide, removal of carbon dioxide from landfill gas and gas separation such as helium separation, dehumidification of air and organic vapor, etc. Gas-steam or steam-steam separation, further separation of water and alcohol, pervaporation separation of volatile substance mixed liquid such as water removal from esterification reaction system, removal of gas dissolved in liquid, It is preferably used for dissolving a specific gas in a liquid. Needless to say, the use of the separation membrane of the present invention is not limited to these.

【0079】[0079]

【実施例】以下に実施例及び比較例を示して、本発明を
更に詳しく説明する。 (実施例1)窒素雰囲気下、室温でイソフタル酸ジヒド
ラジド(IPDH)18.448g(0.095モル)
及びビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]ス
ルフォン(BAPS−M)2.1625g(0.005
モル)を脱水処理したジメチルスルホキシド(DMS
O)350gに溶解させ、次いで、この溶液にテトラカ
ルボン酸類である4,4’−(ヘキサフルオロイソプロ
ピリデン)ジフタル酸二無水物(6FDA)44.42
4g(0.1モル)を数度に分けて固体のまま添加し
た。重合反応の進行とともに、この溶液の粘度は向上
し、そのまま4時間撹拌して反応を続けた。得られた反
応溶液を多量の2−プロパノ−ルに滴下し、よく撹拌し
た後、沈澱物を多量の水で数度洗浄し、100℃の熱風
で粗乾燥した後、100℃で真空乾燥することにより前
駆体ポリマーを得た。この固形物を250℃で8時間真
空下で熱処理して、熱閉環したヒドラジドイミド系共重
合体の固形物を得た。
EXAMPLES The present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples below. Example 1 18.448 g (0.095 mol) of isophthalic acid dihydrazide (IPDH) at room temperature under a nitrogen atmosphere.
And bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] sulfone (BAPS-M) 2.1625 g (0.005).
Dimethyl sulfoxide (DMS)
O) in 350 g, and then the solution of tetracarboxylic acids 4,4 ′-(hexafluoroisopropylidene) diphthalic acid dianhydride (6FDA) 44.42 was added to the solution.
4 g (0.1 mol) was added in several portions as a solid. The viscosity of this solution increased with the progress of the polymerization reaction, and the reaction was continued by stirring for 4 hours. The obtained reaction solution was added dropwise to a large amount of 2-propanol, and after stirring well, the precipitate was washed several times with a large amount of water, roughly dried with hot air at 100 ° C, and then vacuum dried at 100 ° C. As a result, a precursor polymer was obtained. This solid was heat-treated under vacuum at 250 ° C. for 8 hours to obtain a thermally closed hydrazide imide copolymer solid.

【0080】得られたヒドラジドイミド系共重合体の一
部を濃度が1.0重量%となるようNMPに溶解し、オ
ストワルド粘度計を用いて、30℃で溶液の滴下時間を
測定し、NMPの粘度に対する比粘度を算出した。結果
を表1に示す。
A part of the obtained hydrazide imide copolymer was dissolved in NMP so that the concentration was 1.0% by weight, and the dropping time of the solution was measured at 30 ° C. using an Ostwald viscometer to measure NMP. The specific viscosity with respect to the viscosity of was calculated. The results are shown in Table 1.

【0081】得られたヒドラジドイミド系共重合体の一
部を濃度が20重量%となるようN−メチルピロリドン
(NMP)に溶解し、次いでガラス板上に流延し、10
0℃で乾燥してフィルム状に固化させた後、250℃で
8時間真空乾燥を行い、ヒドラジドイミド系共重合体か
らなる厚さ25μmのフィルム状の均質膜を得た。得ら
れた均質膜の酸素と窒素の気体透過係数をそれぞれ純ガ
スを使用し、25℃雰囲気、圧力差0.2MPaの条件
でASTM D1434に準じて測定し、酸素/窒素の
分離係数を算出した。結果を表1に示す。
A part of the obtained hydrazide imide type copolymer was dissolved in N-methylpyrrolidone (NMP) so that the concentration was 20% by weight, and then cast on a glass plate to obtain 10 parts.
After being dried at 0 ° C. and solidified into a film, vacuum drying was carried out at 250 ° C. for 8 hours to obtain a film-like homogeneous film having a thickness of 25 μm and made of a hydrazide imide copolymer. The oxygen and nitrogen gas permeation coefficients of the obtained homogeneous membrane were measured in accordance with ASTM D1434 under conditions of 25 ° C. atmosphere and pressure difference of 0.2 MPa using pure gas, respectively, and the oxygen / nitrogen separation coefficient was calculated. . The results are shown in Table 1.

【0082】また、得られた均質膜から10mm×15
0mmの長方形状の試験片(タイプ2)を切り出し、J
IS K7127に基づいて、50mm/minの速度
で引張り強度を測定し、結果を表1に示した。
From the obtained homogeneous film, 10 mm × 15
Cut out a 0 mm rectangular test piece (type 2) and
The tensile strength was measured at a speed of 50 mm / min based on IS K7127, and the results are shown in Table 1.

【0083】尚、膜の気体分離係数が、気体分離活性層
の厚さに依らず、気体分離活性層を形成する素材の本来
の分離係数と特性変動の範囲内で一致することから、上
記ヒドラジドイミド系共重合体からなる非多孔で緻密な
薄層を気体分離活性層として有する複合膜の気体分離係
数も、上記均質膜の気体分離係数とほぼ一致することが
判る。このことは、以下の実施例についても同様であ
る。
Since the gas separation coefficient of the membrane matches the original separation coefficient of the material forming the gas separation active layer within the range of the characteristic variation, regardless of the thickness of the gas separation active layer, the above hydrazide is used. It can be seen that the gas separation coefficient of the composite membrane having a non-porous and dense thin layer made of an imide-based copolymer as the gas separation active layer also substantially matches the gas separation coefficient of the homogeneous membrane. This also applies to the following examples.

【0084】(実施例2)IPDHを18.934g
(0.0975モル)、BAPS−Mを1.0812g
(0.0025モル)用いた以外は実施例1と同様にし
て、比粘度を算出し、ヒドラジドイミド系共重合体から
なる厚さ25μmのフィルム状の均質膜を得、次いで、
同様の方法で、酸素と窒素の気体透過係数の測定、酸素
/窒素の分離係数の算出、及び、引張り強度の測定を行
った。結果を表1に示す。
(Example 2) 18.934 g of IPDH
(0.0975 mol), 1.0812 g of BAPS-M
The specific viscosity was calculated in the same manner as in Example 1 except that (0.0025 mol) was used to obtain a film-like homogeneous film having a thickness of 25 μm and made of a hydrazide imide-based copolymer.
By the same method, the gas permeability coefficient of oxygen and nitrogen was measured, the separation coefficient of oxygen / nitrogen was calculated, and the tensile strength was measured. The results are shown in Table 1.

【0085】(実施例3)BAPS−Mの代わりに2,
6−ナフタレンジカルボン酸ジヒドラジド(NDH)
1.221g(0.005モル)を用いた以外は実施例
1と同様にして、比粘度を算出し、ヒドラジドイミド系
共重合体からなる厚さ25μmのフィルム状の均質膜を
得、次いで、同様の方法で、酸素と窒素の気体透過係数
の測定、酸素/窒素の分離係数の算出、及び、引張り強
度の測定を行った。結果を表1に示す。
Example 3 Instead of BAPS-M, 2,
6-Naphthalenedicarboxylic acid dihydrazide (NDH)
The specific viscosity was calculated in the same manner as in Example 1 except that 1.221 g (0.005 mol) was used to obtain a film-like homogeneous film having a thickness of 25 μm and made of a hydrazide imide-based copolymer. By the same method, the gas permeability coefficient of oxygen and nitrogen was measured, the separation coefficient of oxygen / nitrogen was calculated, and the tensile strength was measured. The results are shown in Table 1.

【0086】(実施例4)窒素雰囲気下、室温で3,
3’−ジヒドロキシベンジジン(DHBZ)10.17
8g(0.0475モル)とIPDH9.225g
(0.0475モル)を脱水処理したNMP500gに
溶解させ、次いで、この溶液にスルホラン300gを添
加し、均一になった後、44.424g(0.1モル)
の6FDAを数度に分けて固体のまま添加した。重合反
応の進行とともに、この溶液は徐々に均一化し、ほぼ透
明になったのを目視で確認した後、2.1625g
(0.05モル)のBAPS−Mを添加し、そのまま1
時間撹拌して反応させた。得られた反応溶液を多量の2
−プロパノールに滴下し、沈澱した固形物を多量の水で
数度洗浄し、次いで、2−プロパノールで充分に置換
し、100℃で真空乾燥して精製されたイミダゾピロロ
ン−ヒドラジドイミド−イミド共重合体の前駆体ポリマ
ーを得た。
Example 4 At room temperature under a nitrogen atmosphere,
3'-dihydroxybenzidine (DHBZ) 10.17
8 g (0.0475 mol) and IPDH 9.225 g
(0.0475 mol) was dissolved in 500 g of dehydrated NMP, 300 g of sulfolane was added to this solution, and after homogenization, 44.424 g (0.1 mol)
6FDA was added as a solid in several portions. As the polymerization reaction progressed, this solution was gradually homogenized, and after visually confirming that it became almost transparent, 2.1625 g
(0.05 mol) of BAPS-M was added, and 1 was added as it was.
The reaction was allowed to stir for a period of time. A large amount of the obtained reaction solution
-Imidazopyrrolone-hydrazide imide-imide co-polymer which was added dropwise to propanol and the precipitated solid was washed several times with a large amount of water, then thoroughly replaced with 2-propanol and vacuum dried at 100 ° C to purify. A combined precursor polymer was obtained.

【0087】得られたイミダゾピロロン−ヒドラジドイ
ミド−イミド共重合体の前駆体ポリマーの一部を濃度が
1.0重量%となるようNMPに溶解し、オストワルド
粘度計を用いて、30℃で溶液の滴下時間を測定し、N
MPの粘度に対する比粘度を算出した。結果を表1に示
す。
A part of the obtained precursor polymer of the imidazopyrrolone-hydrazide imide-imide copolymer was dissolved in NMP so that the concentration was 1.0% by weight, and the solution was dissolved at 30 ° C. using an Ostwald viscometer. Of the dropping time of N
The specific viscosity with respect to the viscosity of MP was calculated. The results are shown in Table 1.

【0088】得られたイミダゾピロロン−ヒドラジドイ
ミド−イミド共重合体の前駆体ポリマーの一部を濃度が
12.5重量%となるようNMPに溶解し、次いでガラ
ス板上に流延し、100℃で乾燥してフィルム状に固化
させた後、320℃で8時間真空乾燥を行い、イミド系
共重合体からなる厚さ25μmのフィルム状の均質膜を
得た。次いで、同様の方法で、酸素と窒素の気体透過係
数の測定、酸素/窒素の分離係数の算出、及び、引張り
強度の測定を行った。結果を表1に示す。
A part of the obtained precursor polymer of the imidazopyrrolone-hydrazide imide-imide copolymer was dissolved in NMP so that the concentration was 12.5% by weight, and then cast on a glass plate at 100 ° C. After being dried in a solid form into a film, the film was vacuum dried at 320 ° C. for 8 hours to obtain a film-like homogeneous film having a thickness of 25 μm and made of an imide copolymer. Next, the gas permeability coefficient of oxygen and nitrogen was measured, the separation coefficient of oxygen / nitrogen was calculated, and the tensile strength was measured by the same method. The results are shown in Table 1.

【0089】(比較例1)窒素雰囲気下、室温でジヒド
ラジドとしてイソフタル酸ジヒドラジド19.419g
(0.1モル)を脱水処理した350gのNMPに懸濁
させ、次いで、この溶液に44.424g(0.1モ
ル)の6FDAを数度に分けて固体のまま添加した。重
合反応の進行とともに、この溶液は徐々に均一化し、ほ
ぼ透明になったのを目視で確認した後、反応助剤として
安息香酸24.424g(0.2モル)を添加した。そ
のまま1時間撹拌して反応させた後、更に反応助剤とし
てピリジン15.820g(0.2モル)を添加し、1
時間撹拌して反応を続けた。得られた反応溶液を多量の
水に滴下し、沈澱した固形物を多量の水で数度洗浄し、
100℃の熱風で粗乾燥した後、100℃で真空乾燥す
ることによりポリヒドラジドイミドの前駆体ポリマーを
得た。この固形物を250℃で8時間真下で熱処理し
て、熱閉環したポリヒドラジドイミド固形物を得た。
Comparative Example 1 19.419 g of isophthalic acid dihydrazide as dihydrazide at room temperature under nitrogen atmosphere
(0.1 mol) was suspended in 350 g of dehydrated NMP, and then 44.424 g (0.1 mol) of 6FDA was added as a solid to this solution in several portions. As the polymerization reaction proceeded, the solution was gradually homogenized and visually confirmed to be almost transparent, and then 24.424 g (0.2 mol) of benzoic acid was added as a reaction aid. After stirring for 1 hour as it is to react, pyridine (15.820 g, 0.2 mol) was further added as a reaction aid, and 1
The reaction was continued by stirring for a period of time. The obtained reaction solution was added dropwise to a large amount of water, and the precipitated solid was washed with a large amount of water several times,
After rough drying with hot air at 100 ° C, vacuum drying was performed at 100 ° C to obtain a precursor polymer of polyhydrazide imide. This solid was heat-treated at 250 ° C. for 8 hours underneath to obtain a heat-closed polyhydrazide imide solid.

【0090】得られたヒドラジドイミド系共重合体の一
部を濃度が1.0重量%となるようNMPに溶解し、オ
ストワルド粘度計を用いて、30℃で溶液の滴下時間を
測定し、NMPの粘度に対する比粘度を算出した。結果
を表1に示す。
A part of the obtained hydrazide imide copolymer was dissolved in NMP so that the concentration was 1.0% by weight, and the dropping time of the solution was measured at 30 ° C. using an Ostwald viscometer to measure NMP. The specific viscosity with respect to the viscosity of was calculated. The results are shown in Table 1.

【0091】得られたポリヒドラジドイミドの一部を濃
度が20重量%となるようNMPに溶解し、次いでガラ
ス板上に流延し、100℃で乾燥してフィルム状に固化
させた後、250℃で8時間真空乾燥を行い、ポリヒド
ラジドイミドからなる厚さ25μmのフィルム状の均質
膜を得た。次いで、同様の方法で、酸素と窒素の気体透
過係数の測定、酸素/窒素の分離係数の算出、及び、引
張り強度の測定を行った。結果を表1に示す。
Part of the obtained polyhydrazide imide was dissolved in NMP to a concentration of 20% by weight, then cast on a glass plate, dried at 100 ° C. to solidify into a film, and then 250 Vacuum drying was performed at 8 ° C. for 8 hours to obtain a film-like homogeneous film made of polyhydrazide imide and having a thickness of 25 μm. Next, the gas permeability coefficient of oxygen and nitrogen was measured, the separation coefficient of oxygen / nitrogen was calculated, and the tensile strength was measured by the same method. The results are shown in Table 1.

【0092】このポリヒドラジドイミドは、実施例1、
2及び3のBAPS−MまたはNDHを含まないホモポ
リマ−である。表1に示したように実施例1、2及び3
の気体分離特性は比較例1とはほぼ同等かそれ以上であ
り、実施例1、2及び3がBAPS−MまたはNDHと
の共重合によって分離性の低下を引き起こされていない
ことが明白である。
This polyhydrazide imide was prepared according to Example 1,
2 and 3 of BAPS-M or NDH-free homopolymer. As shown in Table 1, Examples 1, 2 and 3
Of the gas separation characteristics of Comparative Example 1 are almost equal to or higher than those of Comparative Example 1, and it is clear that the copolymerization with BAPS-M or NDH does not cause the deterioration of the separation characteristics of Examples 1, 2 and 3. .

【0093】また、比較例1のポリマーは比粘度0.4
3、膜の引張り強度13MPaであり、この程度のポリ
マーは、フィルム状の均質膜を調製し、気体透過測定を
行うのには、問題がないが、不均質膜、または、中空糸
均質膜のような構造を有する膜を調製する場合、素材そ
のものの強度が低下してしまうため、好適な加工条件、
使用条件の範囲が非常に狭くなってしまう。それに対
し、実施例1〜3では、BAPS−MまたはNDHを共
重合することにより、比粘度及び膜の引張り強度が大き
く増加しているので、充分に高分子量化されるため加工
性も向上し、かつ、耐久性も向上する。
The polymer of Comparative Example 1 had a specific viscosity of 0.4.
3. Tensile strength of the membrane is 13 MPa, and the polymer of this degree has no problem in preparing a film-like homogeneous membrane and performing gas permeation measurement, but it is a non-homogeneous membrane or a hollow fiber homogeneous membrane. When preparing a film having such a structure, the strength of the material itself will be reduced, so suitable processing conditions,
The range of usage conditions becomes very narrow. On the other hand, in Examples 1 to 3, by copolymerizing BAPS-M or NDH, the specific viscosity and the tensile strength of the film were significantly increased. And, the durability is also improved.

【0094】(比較例2)窒素雰囲気下、室温で43.
249g(0.1モル)のBAPS−Mを脱水処理した
NMP350gに溶解させ、次いで、この溶液に44.
424g(0.1モル)の6FDAを数度に分けて固体
のまま添加した。重合反応の進行とともに、この溶液は
徐々に均一化し、そのまま4時間撹拌して反応を続け
た。続いて、NMP300gを追加して反応溶液を希釈
した後、反応助剤としてピリジン31.640g及び無
水酢酸40.836gを添加し、1時間撹拌し、次いで
55℃まで加熱し、1時間撹拌して反応させた。以降、
実施例4と同様にして比粘度を算出し、さらに、ポリイ
ミドからなる厚さ25μmの均一なフィルム状の均質膜
を得、次いで、同様の方法で、酸素と窒素の気体透過係
数の測定、酸素/窒素の分離係数の算出、及び、引張り
強度の測定を行った。結果を表1に示す。
Comparative Example 2 43.
249 g (0.1 mol) of BAPS-M was dissolved in 350 g of dehydrated NMP, and then 44.
424 g (0.1 mol) of 6FDA was added as a solid in portions. With the progress of the polymerization reaction, this solution was gradually homogenized, and the reaction was continued while stirring for 4 hours. Subsequently, after adding 300 g of NMP to dilute the reaction solution, 31.640 g of pyridine and 40.836 g of acetic anhydride were added as reaction aids, stirred for 1 hour, then heated to 55 ° C. and stirred for 1 hour. It was made to react. Or later,
The specific viscosity was calculated in the same manner as in Example 4, and a uniform film-like homogeneous film made of polyimide and having a thickness of 25 μm was obtained. Then, the gas permeation coefficient of oxygen and nitrogen was measured by the same method. / The separation coefficient of nitrogen was calculated and the tensile strength was measured. The results are shown in Table 1.

【0095】このポリイミドは、実施例1、2及び4の
繰り返し単位(b)の6FDA及びBAPS−Mのみか
ら成るホモポリマーである。表1に示したようにこのポ
リイミドの気体分離性は比較例1よりも劣っていること
は明白であり、それにも関わらず、実施例1、2及び4
が高い気体分離性を有していることが分かる。
This polyimide is a homopolymer consisting only of 6FDA and BAPS-M of the repeating unit (b) of Examples 1, 2 and 4. As shown in Table 1, it is clear that the gas separation property of this polyimide is inferior to that of Comparative Example 1, and nevertheless, Examples 1, 2 and 4 were used.
Has a high gas separation property.

【0096】(比較例3)窒素雰囲気下、室温で24.
425g(0.1モル)のNDHを脱水処理した350
gのNMPに懸濁させ、次いで、この溶液に44.42
4g(0.1モル)の6FDAを数度に分けて固体のま
ま添加した。続いて、50℃に加熱し、重合反応の進行
とともに、反応溶液が徐々に均一化し、ほぼ透明になっ
たのを目視で確認した後、室温で3時間撹拌して反応を
続けた。得られた反応溶液を多量の2−プロパノ−ルに
滴下し、沈澱した固形物を多量の水で数度洗浄し、2−
プロパノ−ルで充分に置換した後、100℃で真空乾燥
することによりポリヒドラジドイミドの前駆体ポリマー
を得た。
(Comparative example 3) 24.
Dehydrated 425 g (0.1 mol) of NDH 350
g of NMP, then add 44.42 to this solution.
4 g (0.1 mol) of 6FDA was added as a solid in portions. Subsequently, it was heated to 50 ° C., and it was visually confirmed that the reaction solution was gradually homogenized and became almost transparent as the polymerization reaction proceeded, and then the reaction was continued by stirring at room temperature for 3 hours. The obtained reaction solution was added dropwise to a large amount of 2-propanol, and the precipitated solid was washed with a large amount of water several times.
After sufficiently substituting with propanol, the precursor polymer of polyhydrazide imide was obtained by vacuum drying at 100 ° C.

【0097】得られたヒドラジドイミド系共重合体の一
部を濃度が1.0重量%となるようNMPに溶解し、オ
ストワルド粘度計を用いて、30℃で溶液の滴下時間を
測定し、NMPの粘度に対する比粘度を算出した。結果
を表1に示す。
A part of the obtained hydrazide imide type copolymer was dissolved in NMP so that the concentration was 1.0% by weight, and the dropping time of the solution was measured at 30 ° C. using an Ostwald viscometer to measure NMP. The specific viscosity with respect to the viscosity of was calculated. The results are shown in Table 1.

【0098】得られたポリヒドラジドイミドの前駆体ポ
リマ−の一部を濃度が20重量%となるようNMPに溶
解し、次いでガラス板上に流延し、100℃で乾燥して
フィルム状に固化させた後、250℃で8時間真空乾燥
を行い、ポリヒドラジドイミドからなる厚さ25μmの
フィルム状の均質膜を得た。次いで、同様の方法で、酸
素と窒素の気体透過係数の測定、酸素/窒素の分離係数
の算出、及び、引張り強度の測定を行った。結果を表1
に示す。
A part of the obtained polyhydrazide imide precursor polymer was dissolved in NMP to a concentration of 20% by weight, then cast on a glass plate and dried at 100 ° C. to solidify into a film. After that, vacuum drying was performed at 250 ° C. for 8 hours to obtain a film-like homogeneous film made of polyhydrazide imide and having a thickness of 25 μm. Next, the gas permeability coefficient of oxygen and nitrogen was measured, the separation coefficient of oxygen / nitrogen was calculated, and the tensile strength was measured by the same method. The results are shown in Table 1.
Shown in.

【0099】このポリヒドラジドイミドは、実施例3の
繰り返し単位(b)の6FDA及びNDHのみから成る
ホモポリヒドラジドイミドである。表1に示したように
このポリヒドラジドイミドの気体分離性は比較例1より
も劣っていることは明白であり、それにも関わらず、実
施例3が高い気体分離性を有していることが分かる。
This polyhydrazide imide is a homopolyhydrazide imide consisting only of 6FDA and NDH of the repeating unit (b) of Example 3. As shown in Table 1, it is clear that the gas separation property of this polyhydrazide imide is inferior to that of Comparative Example 1, and nevertheless, Example 3 has a high gas separation property. I understand.

【0100】(比較例4)窒素雰囲気下、室温で3,
3’−ジヒドロキシベンジジン(DHBZ)10.71
4g(0.05モル)とIPDH9.710g(0.0
5モル)を脱水処理したNMP500gに溶解させ、次
いで、この溶液にスルホラン300gを添加し、均一に
なった後、44.424g(0.1モル)の6FDAを
数度に分けて固体のまま添加した。重合反応の進行とと
もに、この溶液は徐々に均一化し、ほぼ透明になったの
を目視で確認した後、そのまま1時間撹拌して反応させ
た。得られた反応溶液を多量の2−プロパノールに滴下
し、沈澱した固形物を多量の水で数度洗浄し、次いで、
2−プロパノールで充分に置換し、100℃で真空乾燥
して精製されたイミダゾピロロン−ヒドラジドイミド共
重合体の前駆体ポリマーを得た。
(Comparative Example 4) At room temperature under nitrogen atmosphere,
3'-dihydroxybenzidine (DHBZ) 10.71
4 g (0.05 mol) and IPDH 9.710 g (0.0
(5 mol) is dissolved in 500 g of dehydrated NMP, and then 300 g of sulfolane is added to this solution, and after homogenization, 44.424 g (0.1 mol) of 6FDA is added in several steps as a solid. did. As the polymerization reaction proceeded, the solution was gradually homogenized and visually confirmed to be almost transparent, and then stirred for 1 hour to be reacted. The obtained reaction solution was added dropwise to a large amount of 2-propanol, the precipitated solid matter was washed several times with a large amount of water, and then,
A precursor polymer of a purified imidazopyrrolone-hydrazide imide copolymer was obtained by thoroughly substituting with 2-propanol and vacuum drying at 100 ° C.

【0101】得られたイミダゾピロロン−ヒドラジドイ
ミド共重合体の前駆体ポリマーの一部を濃度が1.0重
量%となるようNMPに溶解し、オストワルド粘度計を
用いて、30℃で溶液の滴下時間を測定し、NMPの粘
度に対する比粘度を算出した。結果を表1に示す。
A part of the resulting precursor polymer of the imidazopyrrolone-hydrazide imide copolymer was dissolved in NMP so that the concentration was 1.0% by weight, and the solution was added dropwise at 30 ° C. using an Ostwald viscometer. The time was measured, and the specific viscosity with respect to the viscosity of NMP was calculated. The results are shown in Table 1.

【0102】得られたイミダゾピロロン−ヒドラジドイ
ミド共重合体の前駆体ポリマーの一部を濃度が12.5
重量%となるようNMPに溶解し、次いでガラス板上に
流延し、100℃で乾燥してフィルム状に固化させた
後、320℃で8時間真空乾燥を行い、イミド系共重合
体からなる厚さ25μmのフィルム状の均質膜を得た。
次いで、同様の方法で、酸素と窒素の気体透過係数の測
定、酸素/窒素の分離係数の算出、及び、引張り強度の
測定を行った。結果を表1に示す。
A part of the obtained precursor polymer of the imidazopyrrolone-hydrazide imide copolymer was added at a concentration of 12.5.
It is dissolved in NMP so as to have a weight percentage, then cast on a glass plate, dried at 100 ° C. to solidify into a film, and then vacuum dried at 320 ° C. for 8 hours to form an imide copolymer. A film-like homogeneous film having a thickness of 25 μm was obtained.
Next, the gas permeability coefficient of oxygen and nitrogen was measured, the separation coefficient of oxygen / nitrogen was calculated, and the tensile strength was measured by the same method. The results are shown in Table 1.

【0103】このポリイミドは、実施例4のBAPS−
Mを含まない共重合体である。表1に示したように実施
例4の特性と比較例4とはほぼ同等の気体分離特性を示
し、実施例4がBAPS−Mとの共重合によって分離性
に影響を及ぼされていないことが明白である。
This polyimide is the BAPS-based product of Example 4.
It is a copolymer containing no M. As shown in Table 1, the characteristic of Example 4 and the characteristic of Comparative Example 4 show almost the same gas separation characteristics, and that the characteristic of Example 4 is not affected by the copolymerization with BAPS-M. It's obvious.

【0104】また、比較例4のポリマーは比粘度0.5
8、膜の引張り強度34MPaであり、この程度のポリ
マーは、フィルム状の均質膜を調製し、気体透過測定を
行うのには、問題がないが、不均質膜、または、中空糸
均質膜のような構造を有する膜を調製する場合、素材そ
のものの強度が低下してしまうため、好適な加工条件、
使用条件の範囲が非常に狭くなってしまう。それに対
し、実施例4では、BAPS−Mを共重合することによ
り、比粘度及び膜の引張り強度が大きく増加しているの
で、充分に高分子量化されるため、自ずから加工性も向
上し、かつ、耐久性も向上する。
The polymer of Comparative Example 4 had a specific viscosity of 0.5.
8. The tensile strength of the membrane is 34 MPa, and the polymer of this degree has no problem in preparing a film-like homogeneous membrane and performing gas permeation measurement, but it is a heterogeneous membrane or a hollow fiber homogeneous membrane. When preparing a film having such a structure, the strength of the material itself will be reduced, so suitable processing conditions,
The range of usage conditions becomes very narrow. On the other hand, in Example 4, by copolymerizing BAPS-M, since the specific viscosity and the tensile strength of the film are greatly increased, the molecular weight is sufficiently high, and thus the processability is naturally improved, and , Durability is also improved.

【0105】(比較例5)ジアミン成分としてトリメチ
レンビス(4−アミノベンゾアート)15.717g
(0.05モル)を用いた以外は実施例1と同様にして
比粘度を算出し、さらに、ポリイミドからなる厚さ25
μmの均一なフィルム状の均質膜を得、次いで、同様の
方法で、酸素と窒素の気体透過係数の測定、酸素/窒素
の分離係数の算出、及び、引張り強度の測定を行った。
結果を表1に示す。
(Comparative Example 5) 15.717 g of trimethylenebis (4-aminobenzoate) as a diamine component
The specific viscosity was calculated in the same manner as in Example 1 except that (0.05 mol) was used.
A uniform film having a uniform thickness of μm was obtained, and then the gas permeability coefficient of oxygen and nitrogen was measured, the separation coefficient of oxygen / nitrogen was calculated, and the tensile strength was measured by the same method.
The results are shown in Table 1.

【0106】このポリイミドは、実施例1及び3のBA
PS−MまたはNDHの代わりにトリメチレンビス(4
−アミノベンゾアート)を用いたヒドラジドイミド系共
重合体である。表1に示したように実施例1及び3の特
性と比較して明らかに比較例5の気体分離特性は低下し
ている。6FDAとトリメチレンビス(4−アミノベン
ゾア−ト)のみから成るポリイミドの気体透過分離特性
は酸素透過係数0.537barrer、酸素/窒素分
離係数5.91であり、実施例1〜4の有意性が指示さ
れる。
This polyimide is the BA of Examples 1 and 3.
Instead of PS-M or NDH, trimethylenebis (4
-Aminobenzoate) is a hydrazide imide-based copolymer. As shown in Table 1, the gas separation characteristics of Comparative Example 5 are clearly lower than those of Examples 1 and 3. The gas permeation separation characteristics of the polyimide consisting only of 6FDA and trimethylene bis (4-aminobenzoate) have an oxygen permeation coefficient of 0.537 barrer and an oxygen / nitrogen separation coefficient of 5.91, indicating the significance of Examples 1 to 4. To be done.

【0107】(比較例6)実施例1においてイソフタル
酸ジヒドラジド(IPDH)12.622g(0.06
5モル)及びビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェ
ニル]スルフォン(BAPS−M)15.1375g
(0.035モル)を用いた以外は同様にしてヒドラジ
ドイミド系共重合体の固形物を得た。実施例1と同様に
して各試験を行った。結果を表1に示す。共重合体中の
BAPS−Mに由来する構造が30モル%を越えると、
分離係数が実施例1及び2と比べ明らかに低下した。
Comparative Example 6 12.622 g (0.06) of isophthalic acid dihydrazide (IPDH) in Example 1
5 mol) and 15.1375 g of bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] sulphone (BAPS-M).
A solid product of a hydrazide imide-based copolymer was obtained in the same manner except that (0.035 mol) was used. Each test was conducted in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1. When the structure derived from BAPS-M in the copolymer exceeds 30 mol%,
The separation factor was clearly lower than in Examples 1 and 2.

【0108】[0108]

【表1】 [Table 1]

【0109】(実施例5)紡糸用ドープ(α)として、
実施例1で得られたヒドラジドイミド系共重合体/塩化
リチウム/NMP=20/5/80(重量換算)の比率
で溶解させ、約60℃で保温しながら濾過孔径20μm
のステンレスフィルターで濾過し、さらに減圧脱泡を行
うことにより調製された溶液を用いた。また、ポリアミ
ド(帝人製コーネックス)/塩化リチウム/NMP=2
0/5/75(重量換算)の比率で溶解し、約60℃で
保温しながら濾過孔径20μmのステンレスフィルター
で濾過し、さらに減圧脱泡を行い紡糸用ドープ(β)を
得た。
Example 5 As a spinning dope (α),
The hydrazide imide-based copolymer obtained in Example 1 / lithium chloride / NMP = 20/5/80 (weight conversion) was dissolved and the filtration pore size was 20 μm while keeping the temperature at about 60 ° C.
The solution prepared by filtering with a stainless steel filter of No. 2 and defoaming under reduced pressure was used. In addition, polyamide (Teijin Conex) / lithium chloride / NMP = 2
It was dissolved in a ratio of 0/5/75 (weight conversion), filtered with a stainless filter having a filtration pore size of 20 μm while keeping the temperature at about 60 ° C., and further defoamed under reduced pressure to obtain a dope for spinning (β).

【0110】円管外径よりφ1.8−φ1.5−φ1.
1−φ0.4−φ0.2(mm)の多重円環ノズルを使
用し、中心部円管より水を流しつつ、内側の円管よりド
ープ(β)を約3g/minの吐出量で、外側の円管よ
り約70℃に加温したドープ(α)を約0.6g/mi
nの吐出量で同時に空気雰囲気中に吐出した後、連続し
て5℃に調整した水中に導入凝固させ、連続して約18
m/minの巻き取り速度でボビンに巻き取った。得ら
れた中空糸を約50℃の流水中へ浸漬し、充分に洗浄し
た後、水切り乾燥を行い、さらに約100℃で充分な真
空乾燥を行った。ついで、真空中250℃で8時間熱処
理を行った。
From the outer diameter of the circular pipe, φ1.8-φ1.5-φ1.
Using a multi-annular nozzle of 1-φ0.4-φ0.2 (mm), while letting water flow from the central circular tube, the dope (β) is discharged from the inner circular tube at a discharge rate of about 3 g / min, About 0.6 g / mi of dope (α) heated to about 70 ° C from the outer circular tube
After being simultaneously discharged into the air atmosphere at a discharge amount of n, it is continuously introduced and solidified in water adjusted to 5 ° C.
It was wound on a bobbin at a winding speed of m / min. The obtained hollow fiber was dipped in running water at about 50 ° C., thoroughly washed, dried with water, and further vacuum dried at about 100 ° C. Then, heat treatment was performed in vacuum at 250 ° C. for 8 hours.

【0111】得られた中空糸複合膜は、内径約240μ
m、外径約480μmであり、中空糸断面の顕微鏡観察
により、中空糸内側の支持層の厚さと中空糸外側のヒド
ラジドイミド系共重合体からなる気体分離活性層の厚さ
の比が約6:1であり、中空糸外側のヒドラジドイミド
系共重合体からなる気体分離活性層が中空糸外表面に形
成された緻密層を形成しそれを多孔質層からなる支持層
で支える、非対称構造を有することを確認した。得られ
た中空糸複合膜の酸素と窒素の気体透過特性をそれぞれ
純ガスを使用し、25℃雰囲気、圧力差0.2MPaで
ASTMD1434に準じて中空糸内側を加圧する方法
で測定し、酸素/窒素の分離係数を算出した。結果を表
2に示す。
The obtained hollow fiber composite membrane had an inner diameter of about 240 μm.
m, the outer diameter is about 480 μm, and the ratio of the thickness of the support layer inside the hollow fiber to the thickness of the gas separation active layer made of the hydrazide imide copolymer outside the hollow fiber is about 6 by microscopic observation of the hollow fiber cross section. The gas separation active layer made of a hydrazide imide copolymer on the outside of the hollow fiber forms a dense layer formed on the outer surface of the hollow fiber, and the dense layer is supported by a support layer made of a porous layer. It was confirmed to have. The gas permeation characteristics of oxygen and nitrogen of the obtained hollow fiber composite membrane were measured by using pure gas and pressurizing the inside of the hollow fiber according to ASTM D1434 in a 25 ° C. atmosphere and a pressure difference of 0.2 MPa. The separation factor of nitrogen was calculated. The results are shown in Table 2.

【0112】(実施例6)紡糸用ドープ(β)としてポ
リアミド(帝人製コーネックス)の代わりにポリイミド
(チバガイギー製マトリミド5218)を用いたこと以
外は、実施例10と同様の方法で中空糸複合膜を得、次
いで、同様にして酸素と窒素の気体透過特性を測定し
た。結果を表2に示す。
Example 6 A hollow fiber composite was prepared in the same manner as in Example 10, except that polyimide (Teijin Conex) and polyimide (Ciba-Geigy matrimid 5218) were used as the spinning dope (β). Membranes were obtained and then oxygen and nitrogen gas permeation properties were similarly measured. The results are shown in Table 2.

【0113】(実施例7)紡糸用ドープ(β)として塩
化リチウムを含むポリアミド(帝人製コーネックス)の
NMP溶液の代わりにポリイミドワニス(新日本理化製
リカコートSN20)/塩化リチウム=95/5を用い
たこと以外は、実施例10と同様の方法で中空糸複合膜
を得、次いで、酸素と窒素の気体透過特性を測定した。
結果を表2に示す。
Example 7 A polyimide varnish (Rikacoat SN20 manufactured by Shin Nippon Rika) / lithium chloride = 95/5 was used in place of the NMP solution of polyamide (Conex made by Teijin) containing lithium chloride as a dope (β) for spinning. A hollow fiber composite membrane was obtained in the same manner as in Example 10 except that it was used, and then the gas permeation characteristics of oxygen and nitrogen were measured.
The results are shown in Table 2.

【0114】(実施例8)紡糸用ドープ(β)としてポ
リイミド(チバガイギー製マトリミド5218)のNM
P溶液の代わりにマトリミド5218/ポリエーテルイ
ミド(GEプラスチック製ウルテム1000)/NMP
=17.5/7.5/75(重量換算)の比率で溶解さ
せた樹脂溶液を用いたこと以外は、実施例10と同様の
方法で中空糸複合膜を得、次いで、同様にして酸素と窒
素の気体透過特性を測定した。結果を表2に示す。
(Example 8) NM of polyimide (matrimide 5218 manufactured by Ciba-Geigy) as a dope (β) for spinning
Matrimide 5218 / polyetherimide (GE plastic Ultem 1000) / NMP instead of P solution
A hollow fiber composite membrane was obtained in the same manner as in Example 10 except that a resin solution dissolved in a ratio of = 17.5 / 7.5 / 75 (converted to weight) was used. And the gas permeation characteristics of nitrogen were measured. The results are shown in Table 2.

【0115】(実施例9)紡糸用ドープ(β)としてポ
リイミド(チバガイギー製マトリミド5218)のNM
P溶液の代わりにマトリミド5218/ポリエーテルス
ルホン(テイジンアモコ製レーデルA100)/NMP
=20/5/75(重量換算)の比率で溶解させた樹脂
溶液を用いたこと以外は、実施例10と同様の方法で中
空糸複合膜を得、次いで、同様にして酸素と窒素の気体
透過特性を測定した。結果を表2に示す。
(Example 9) NM of polyimide (matrimide 5218 manufactured by Ciba-Geigy) as a dope (β) for spinning
Matrimide 5218 / Polyethersulfone (Teijin Amoco Radel A100) / NMP instead of P solution
A hollow fiber composite membrane was obtained in the same manner as in Example 10 except that a resin solution dissolved in a ratio of 20/5/75 (in terms of weight) was used, and then a gas of oxygen and nitrogen was similarly obtained. The transmission characteristics were measured. The results are shown in Table 2.

【0116】(実施例10)紡糸用ドープ(α)とし
て、実施例1で得られたポリヒドラジドイミド系樹脂の
代わりに、実施例2で得られたポリヒドラジドイミド系
樹脂を使用したこと、紡糸用ドープ(β)として、ポリ
イミド(チバガイギー製マトリミド5218)のNMP
溶液の代わりに、マトリミド5218/ポリベンゾイミ
ダゾール/NMP=10/15/75(重量換算)の比
率で溶解させた樹脂溶液を用いたこと以外は、実施例1
0と同様の方法で中空糸複合膜を得、酸素と窒素の気体
透過特性を測定した。結果を表2に示す。
(Example 10) As the spinning dope (α), the polyhydrazide imide resin obtained in Example 2 was used in place of the polyhydrazide imide resin obtained in Example 1, NMP of polyimide (matrimide 5218 manufactured by Ciba-Geigy) as a dope (β)
Example 1 except that a resin solution dissolved in a ratio of matrimide 5218 / polybenzimidazole / NMP = 10/15/75 (weight conversion) was used instead of the solution.
A hollow fiber composite membrane was obtained in the same manner as in Example 0, and the gas permeation characteristics of oxygen and nitrogen were measured. The results are shown in Table 2.

【0117】(実施例11)紡糸用ドープ(α)とし
て、実施例1で得られたポリヒドラジドイミド系樹脂の
代わりに、実施例3で得られたポリヒドラジドイミド系
樹脂を使用したこと、紡糸用ドープ(β)として、ポリ
イミド(チバガイギー製マトリミド5218)のNMP
溶液の代わりに、マトリミド5218/ポリエーテルイ
ミド(GEプラスチック製ウルテム1000)/NMP
=17.5/7.5/75(重量換算)の比率で溶解さ
せた樹脂溶液を用いたこと以外は、実施例10と同様の
方法で中空糸複合膜を得、酸素と窒素の気体透過特性を
測定した。結果を表2に示す。
(Example 11) As the spinning dope (α), the polyhydrazide imide resin obtained in Example 3 was used in place of the polyhydrazide imide resin obtained in Example 1, NMP of polyimide (matrimide 5218 manufactured by Ciba-Geigy) as a dope (β)
Instead of solution, Matrimid 5218 / polyetherimide (GE plastic Ultem 1000) / NMP
A hollow fiber composite membrane was obtained in the same manner as in Example 10 except that a resin solution dissolved at a ratio of = 17.5 / 7.5 / 75 (weight conversion) was used, and gas permeation of oxygen and nitrogen was obtained. The properties were measured. The results are shown in Table 2.

【0118】(実施例12)紡糸用ドープ(α)とし
て、実施例1で得られたポリヒドラジドイミド系樹脂の
代わりに、実施例7で得られたポリヒドラジドイミド系
樹脂の前駆体ポリマーを使用したこと、紡糸用ドープ
(β)として、ポリイミド(チバガイギー製マトリミド
5218)のNMP溶液の代わりに、マトリミド521
8/リカコートSN20=15/85(重量換算)の比
率で溶解させた樹脂溶液を用いたこと以外は、実施例1
0と同様の方法で中空糸複合膜を得た。さらに、真空中
350℃で4時間熱処理を行い、該共重合成分であるア
ミドアミノ酸体成分をイミダゾピロロン化した。次い
で、酸素と窒素の気体透過特性を測定した。結果を表2
に示す。
(Example 12) As the spinning dope (α), the polyhydrazide imide resin precursor polymer obtained in Example 7 was used in place of the polyhydrazide imide resin obtained in Example 1. As a dope (β) for spinning, instead of the NMP solution of polyimide (Matrimid 5218 manufactured by Ciba-Geigy), Matrimid 521 was used.
Example 1 except that a resin solution dissolved in a ratio of 8 / Ricacoat SN20 = 15/85 (weight conversion) was used.
A hollow fiber composite membrane was obtained in the same manner as in 0. Further, heat treatment was carried out in vacuum at 350 ° C. for 4 hours to convert the amide amino acid body component as the copolymerization component into imidazopyrrolone. Next, the gas permeability characteristics of oxygen and nitrogen were measured. The results are shown in Table 2.
Shown in.

【0119】(実施例13)紡糸用ドープ(α)とし
て、実施例1で得られたポリヒドラジドイミド系樹脂の
代わりに、実施例9で得られたポリヒドラジドイミド系
樹脂を使用したこと、紡糸用ドープ(β)として、ポリ
イミド(チバガイギー製マトリミド5218)のNMP
溶液の代わりに、実施例11と同じ樹脂溶液を用いたこ
と以外は、実施例10と同様の方法で中空糸複合膜を
得、酸素と窒素の気体透過特性を測定した。結果を表2
に示す。
Example 13 As the dope (α) for spinning, the polyhydrazide imide resin obtained in Example 9 was used in place of the polyhydrazide imide resin obtained in Example 1, NMP of polyimide (matrimide 5218 manufactured by Ciba-Geigy) as a dope (β)
A hollow fiber composite membrane was obtained in the same manner as in Example 10 except that the same resin solution as in Example 11 was used instead of the solution, and the gas permeation characteristics of oxygen and nitrogen were measured. The results are shown in Table 2.
Shown in.

【0120】[0120]

【表2】 [Table 2]

【0121】[0121]

【発明の効果】本発明により、酸素/窒素の分離係数が
7以上、酸素透過係数が1×10−1 [cm/cm
・sec・cmHg]以下の優れた気体分離性能を維
持しつつ、加工性に優れ、かつ優れた力学的強度、特に
引張り強度を有する分離膜を提供することができる。
Effect of the Invention] The present invention, separation factor oxygen / nitrogen of at least 7, the oxygen permeability coefficient of 1 × 10 -1 0 [cm 3 / cm
It is possible to provide a separation membrane having excellent workability and excellent mechanical strength, particularly tensile strength while maintaining excellent gas separation performance of 2 sec / cmHg or less.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) B01D 71/66 B01D 71/66 71/68 71/68 C08G 73/06 C08G 73/06 C08J 5/18 CFG C08J 5/18 CFG C08L 79/04 C08L 79/04 Fターム(参考) 4D006 GA25 GA41 MA01 MA02 MA03 MA04 MA06 MB03 MB04 MC54X MC57 MC58X MC59 MC62 NA04 NA12 NA13 NA51 NA63 PA01 PB17 PB62 PB63 PC71 4F071 AA60 AF08 AF15 AH02 BA02 BB02 BC02 4J002 CM031 CM041 GD05 4J043 PA04 QB31 QB32 QB33 QB36 QB38 QB39 QB41 RA01 RA08 RA15 RA33 RA35 RA37 SA06 SA07 SA08 SA39 SA53 SA54 SA71 SA81 TA22 TA23 TA32 TA33 TB02 UA121 UA131 UA132 UA152 UA261 UA341 UB051 UB121 UB301 XA16 XA19 ZA60 ZB13 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) B01D 71/66 B01D 71/66 71/68 71/68 C08G 73/06 C08G 73/06 C08J 5/18 CFG C08J 5/18 CFG C08L 79/04 C08L 79/04 F term (reference) 4D006 GA25 GA41 MA01 MA02 MA03 MA04 MA06 MB03 MB04 MC54X MC57 MC58X MC59 MC62 NA04 NA12 NA13 NA51 NA63 PA01 PB17 PB62 PB63 PC71 4F071 AA60 AF02 AF15 A02 AF02 AF15 A02 AF02 AF15 A02 BC02 4J002 CM031 CM041 GD05 4J043 PA04 QB31 QB32 QB33 QB36 QB38 QB39 QB41 RA01 RA08 RA15 RA33 RA35 RA37 SA06 SA07 SA08 SA39 SA53 SA54 SA71 SA81 TA22 TA23 TA32.

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 繰り返し単位(a)と繰り返し単位
(b)からなる縮合系高分子(c)から形成された分離
膜であり、 前記繰り返し単位(a)が、ジカルボン酸、テトラカル
ボン酸又はそれらの誘導体と、ジアミン、トリアミン、
テトラアミン又はジヒドラジドとを重縮合して得られる
単位であって、該単位(a)のみから形成された分離膜
(a')は酸素/窒素の分離係数α7以上で、酸素透
過係数1×10−10[cm/cm・sec・cm
Hg]以下であり、 前記繰り返し単位(b)が、ジカルボン酸、テトラカル
ボン酸又はそれらの誘導体と、ジアミン又はジヒドラジ
ドとを重縮合して得られる単位であって、該単位(b)
のみから形成された分離膜(b')は酸素/窒素の分離
係数αがαとの差が2以内で、酸素透過係数1×1
−10[cm/cm・sec・cmHg]以下
で、引張り強度100〜300(MPa)であり、 前記繰り返し単位(a)と前記繰り返し単位(b)との
割合がモル比で99:1〜70:30で、7以上の酸素
/窒素の分離係数を有し、かつ35〜100(MPa)
の引張り強度を有することを特徴とする分離膜。
1. A separation membrane formed from a condensed polymer (c) comprising a repeating unit (a) and a repeating unit (b), wherein the repeating unit (a) is a dicarboxylic acid, a tetracarboxylic acid or a compound thereof. Derivative of diamine, triamine,
A separation membrane (a ′) which is a unit obtained by polycondensation with tetraamine or dihydrazide and is formed only from the unit (a) has an oxygen / nitrogen separation coefficient α a 7 or more and an oxygen permeability coefficient of 1 ×. 10 −10 [cm 3 / cm 2 · sec · cm
Hg] or less, wherein the repeating unit (b) is a unit obtained by polycondensing a dicarboxylic acid, a tetracarboxylic acid or a derivative thereof and a diamine or dihydrazide, and the unit (b)
The separation membrane (b ′) formed from only the oxygen / nitrogen separation coefficient α b is less than 2 from α a, and the oxygen permeability coefficient is 1 × 1.
The tensile strength is 0 to 10 [cm 3 / cm 2 · sec · cmHg] or less, the tensile strength is 100 to 300 (MPa), and the molar ratio of the repeating unit (a) to the repeating unit (b) is 99: 1 to 70:30, an oxygen / nitrogen separation factor of 7 or more, and 35 to 100 (MPa)
A separation membrane having the following tensile strength.
【請求項2】 縮合系高分子(c)が、0.5〜3.0
dL/gのインヘレント粘度値を有する請求項1に記載
の分離膜。
2. The condensation polymer (c) has a concentration of 0.5 to 3.0.
The separation membrane according to claim 1, which has an inherent viscosity value of dL / g.
【請求項3】 繰り返し単位(a)がヒドラジドイミド
又はイミドである請求項1又は2に記載の分離膜。
3. The separation membrane according to claim 1, wherein the repeating unit (a) is hydrazide imide or imide.
【請求項4】 ヒドラジドイミドが下記一般式(a1) 【化1】 [但し、式中Rは 【化2】 (式中、Rは 【化3】 のいずれか一つで表される基である。)のいずれか一つ
で表わされる基であり、Rは 【化4】 (但し、式中Rは 【化5】 のいずれか一つで表される基である。)のいずれか一つ
で表される基である。]で表される繰り返し単位である
請求項3に記載の分離膜。
4. A hydrazide imide is represented by the following general formula (a1): [However, in the formula, R 1 is (In the formula, R 3 is Is a group represented by any one of ), R 2 is (However, in the formula, R 4 is Is a group represented by any one of ) Is a group represented by any one of. ] The separation membrane of Claim 3 which is a repeating unit represented by these.
【請求項5】 一般式(a1)において、Rが下記式 【化6】 で表される基であり、かつRが 【化7】 で表される基である請求項4に記載の分離膜。5. In the general formula (a1), R 1 is represented by the following formula: Is a group represented by and R 2 is The separation membrane according to claim 4, which is a group represented by: 【請求項6】 イミドが下記一般式(a2) 【化8】 で表される繰り返し単位である請求項3に記載の分離
膜。
6. The imide is represented by the following general formula (a2): The separation membrane according to claim 3, which is a repeating unit represented by:
【請求項7】 繰り返し単位(b)が下記一般式(b
1) 【化9】 [但し、式中Rは、 【化10】 (但し、式中Rは 【化11】 のいずれか一つの基を表わす。)のいずれか一つで表さ
れる基を表わし、Rが 【化12】 のいずれか一つで表わされる基を表わす。]のいずれか
一つで表される繰り返し単位を有する請求項1〜6のい
ずれか一項に記載の分離膜。
7. The repeating unit (b) is represented by the following general formula (b
1) [Chemical 9] [However, in the formula, R 5 is (However, in the formula, R 7 is Represents any one of the groups. ), R 6 is a group represented by the following formula: Represents a group represented by any one of ] The separation membrane as described in any one of Claims 1-6 which has a repeating unit represented by any one of these.
【請求項8】 一般式(b1)において、Rが 【化13】 で表される基であり、かつRが 【化14】 のいずれか一つで表される基である請求項7に記載の分
離膜。
8. In the general formula (b1), R 5 is And R 6 is a group represented by The separation membrane according to claim 7, which is a group represented by any one of the following.
【請求項9】 請求項1〜8のいずれか一項に記載の繰
り返し単位(a)及び繰り返し単位(b)からなる縮合
系高分子(c)から形成され、7以上の酸素/窒素の分
離係数を有し、かつ35〜100(MPa)の引張り強
度を有する分離活性層と、 ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリエーテルイ
ミド系樹脂、ポリアミドイミド系樹脂、ポリスルホン系
樹脂、ポリベンゾイミダゾール系樹脂、ポリベンゾオキ
サゾール系樹脂、ポリベンゾチアゾール系樹脂、ポリキ
ノキザリン系樹脂、およびポリピペラジン系樹脂からな
る群から選ばれる1種以上の樹脂であって、該樹脂層と
は異なる種類の樹脂(d)から形成された支持層とを有
する分離膜。
9. A separation polymer (c) comprising the repeating unit (a) and the repeating unit (b) according to any one of claims 1 to 8 and having 7 or more oxygen / nitrogen separations. A separation active layer having a coefficient and a tensile strength of 35 to 100 (MPa), and a polyamide resin, a polyimide resin, a polyetherimide resin, a polyamideimide resin, a polysulfone resin, a polybenzimidazole resin One or more resins selected from the group consisting of a polybenzoxazole-based resin, a polybenzothiazole-based resin, a polyquinoxaline-based resin, and a polypiperazine-based resin, the resin (d) having a different type from the resin layer. A separation membrane having a formed support layer.
【請求項10】 分離膜が気体分離膜である請求項1〜
9のいずれか一項に記載の分離膜。
10. The separation membrane is a gas separation membrane.
9. The separation membrane according to any one of 9 above.
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