分离膜制造技术

本发明专利技术提供分离功能层中的缺陷减少、并且透过流体的通量的降低被抑制的分离膜。本发明专利技术的分离膜10在层叠方向上依次具备分离功能层1、中间层2及多孔性支承体3。中间层2的厚度为0.1μm～2.5μm。中间层2的厚度与分离功能层的厚度的合计值低于4.0μm。中间层2例如包含高分子化合物(E)。高分子化合物(E)的汉森溶解度参数与H2O的汉森溶解度参数的距离Ra例如低于19MPa

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】分离膜


[0001]本专利技术涉及分离膜。

技术介绍

[0002]作为从包含醇和水的混合液体中分离水的方法，开发出了渗透气化法(pervaporation method)及蒸气透过法。这些方法特别适合于从包含乙醇和水的混合液体等共沸混合物中分离水。渗透气化法的优点还在于，无需在处理之前将混合液体气化。
[0003]作为用于浸透气化法的分离膜，可举出在多孔性支承体之上形成有分离功能层的复合膜。在分离膜的领域中，为了减小分离功能层的膜厚，有时在分离功能层与多孔性支承体之间配置中间层(例如，专利文献1)。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1：日本特开昭61
‑
54222号公报

技术实现思路

[0007]专利技术所要解决的课题
[0008]在多孔性支承体之上直接形成分离功能层时，有在分离功能层中产生针孔(pinhole)等缺陷的倾向。若在分离功能层中产生缺陷，则分离膜的性能、特别是分离性能大大降低。
[0009]在分离功能层与多孔性支承体之间配置有中间层的情况下，在制作分离功能层时，有能够抑制在分离功能层中产生缺陷的倾向。然而，在具备中间层的分离膜中，有透过分离膜的透过流体的通量降低的倾向。
[0010]因此，本专利技术的目的在于提供分离功能层中的缺陷减少、且透过流体的通量的降低被抑制的分离膜。
[0011]用于解决课题的手段
[0012]本专利技术提供分离膜，其在层叠方向上依次具备分离功能层、中间层及多孔性支承体，
[0013]前述中间层的厚度为0.1μm～2.5μm，
[0014]前述中间层的前述厚度与前述分离功能层的厚度的合计值低于4.0μm。
[0015]此外，本专利技术提供分离膜，其在层叠方向上依次具备分离功能层、中间层及多孔性支承体，
[0016]前述中间层包含高分子化合物，
[0017]前述高分子化合物的汉森溶解度参数与H2O的汉森溶解度参数的距离Ra低于19MPa
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。
[0018]专利技术的效果
[0019]根据本专利技术，能够提供一种分离功能层中的缺陷减少、且透过流体的通量的降低
被抑制的分离膜。
附图说明
[0020][图1]为示意性地示出本专利技术的一实施方式涉及的分离膜的截面图。
[0021][图2]为具备本专利技术的分离膜的膜分离装置的概略截面图。
[0022][图3]为示意性地示出具备本专利技术的分离膜的膜分离装置的变形例的立体图。
具体实施方式
[0023]本专利技术的一个方式中，中间层包含高分子化合物，该高分子化合物的汉森溶解度参数与H2O的汉森溶解度参数的距离Ra低于19MPa
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。
[0024]本专利技术的一个方式中，上述高分子化合物包含选自由聚醚嵌段酰胺、聚乙烯醇、聚醚及聚氨酯组成的组中的至少一者。
[0025]本专利技术的一个方式中，上述高分子化合物包含聚醚嵌段酰胺。
[0026]本专利技术的一个方式中，分离功能层包含聚酰亚胺。
[0027]本专利技术的一个方式中，上述聚酰亚胺包含由下式(1)表示的结构单元。
[0028][化学式1][0029][0030]式(1)中，A是基于Fedors法的溶解度参数大于5.0(cal/cm3)
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的连接基团，B是基于Fedors法的溶解度参数大于8.56(cal/cm3)
1/2
的连接基团，R1～R6彼此独立地为氢原子、卤原子、羟基、磺酸基、碳原子数1～30的烷氧基、或碳原子数1～30的烃基，Ar1及Ar2是2价的芳香族基团。其中，Ar1及Ar2在为可具有取代基的亚苯基的情况下由下式(2)表示。
[0031][化学式2][0032][0033]式(2)中，R7～R
10
彼此独立地为氢原子、卤原子、羟基、磺酸基、碳原子数1～30的烷氧基、或碳原子数1～30的烃基。
[0034]本专利技术的一个方式中，分离功能层包含基质、和分散于该基质的填料。
[0035]本专利技术的一个方式中，分离功能层的厚度为0.1μm～2.5μm。
[0036]本专利技术的一个方式中，分离膜用于从包含醇和水的混合液体中分离水。
[0037]本专利技术的一个方式中，在使包含乙醇和水的混合液体与分离膜的一面接触的状态下对与分离膜的另一面邻接的空间进行减压的情况下，透过所述分离膜的水的通量为
0.40kg/m2/hr以上。在此，在将混合液体的温度设为20℃而测定的情况下，上述混合液体中的所述乙醇的浓度为50体积％，与分离膜接触的混合液体的温度为60℃，空间被减压成所述空间内的压力相对于测定环境中的大气压减小100kPa。
[0038]本专利技术的一个方式中，水相对乙醇的分离系数α为20以上。在此，分离系数α是通过在使包含乙醇和水的混合液体与分离膜的一面接触的状态下对与分离膜的另一面邻接的空间进行减压而测定的，在将混合液体的温度设为20℃而测定的情况下，混合液体中的乙醇的浓度为50体积％，与分离膜接触的混合液体的温度为60℃，与分离膜的另一面邻接的空间被减压成空间内的压力相对于测定环境中的大气压减小100kPa。
[0039]以下说明本专利技术的详细情况，但以下的说明并非旨在将本专利技术限定至特定的实施方式。
[0040](分离膜的实施方式)
[0041]如图1所示，本实施方式的分离膜10在层叠方向上依次具备分离功能层1、中间层2及多孔性支承体3。分离功能层1例如能够使混合液体中所含的水优先或选择性地透过。中间层2例如与分离功能层1及多孔性支承体3的各自直接相接。
[0042]本实施方式中，中间层2的厚度为0.1μm～2.5μm。中间层2的厚度优选为2.3μm以下，更优选为2.0μm以下，进一步优选为1.5μm以下，特别优选为1.0μm以下。中间层2的厚度也可以为0.5μm以上。中间层2的厚度例如能够通过以下方法来确定。首先，用扫描型电子显微镜观察分离膜10的截面。使用得到的电子显微镜图像，在任意的多处(至少3处)测定中间层2的彼此相对的1对主面之间的距离。可将得到的值的平均值视为中间层2的厚度。需要说明的是，本说明书中，主面是指、中间层2的具有最大面积的面。
[0043]此外，本实施方式中，中间层2的厚度与分离功能层1的厚度的合计值T低于4.0μm。只要合计值T低于4.0μm，则分离功能层1的厚度没有特别限定，例如为0.1μm～2.5μm，优选为2.3μm以下，更优选为2.0μm以下，进一步优选为1.8μm以下，特别优选为1.5μm以下。分离功能层1的厚度也可以为0.5μm以上。分离功能层1的厚度能够通过针对中间层2所述的方法来确定。
[0044]中间层2的厚度与分离功能层1的厚度的合计值T优选为3.5μm以下，更优选为3.3μm以下，进一步优选为3.0μm以下，特别优选为2.8μm以下，尤其优选为2.5μm本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.分离膜，其在层叠方向上依次具备分离功能层、中间层及多孔性支承体，所述中间层的厚度为0.1μm～2.5μm，所述中间层的所述厚度与所述分离功能层的厚度的合计值低于4.0μm。2.如权利要求1所述的分离膜，其中，所述中间层包含高分子化合物，所述高分子化合物的汉森溶解度参数与H2O的汉森溶解度参数的距离Ra低于19MPa
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。3.如权利要求2所述的分离膜，其中，所述高分子化合物包含选自由聚醚嵌段酰胺、聚乙烯醇、聚醚及聚氨酯组成的组中的至少一种。4.如权利要求2或3所述的分离膜，其中，所述高分子化合物包含聚醚嵌段酰胺。5.如权利要求1～4中任一项所述的分离膜，其中，所述分离功能层包含聚酰亚胺。6.如权利要求5所述的分离膜，其中，所述聚酰亚胺包含由下式(1)表示的结构单元，[化学式1]所述式(1)中，A是基于Fedors法的溶解度参数大于5.0(cal/cm3)
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的连接基团，B是基于Fedors法的溶解度参数大于8.56(cal/cm3)
1/2
的连接基团，R1～R6彼此独立地为氢原子、卤原子、羟基、磺酸基、碳原子数1～30的烷氧基、或碳原子数1～30的烃基，Ar1及Ar2是2价的芳香族基团；其中，Ar1及Ar2在为可具有取代基的亚苯基的情况下由下式(2)表示，[化学式2]所述式(2)中，R7～R
10
彼此独立地为氢原子、卤原子、羟基、磺酸基、碳原子数1～30的烷氧基、或碳原子数1～30的烃基。7.如权利要求1～6中任一...

【专利技术属性】
技术研发人员：片桐慎，西山真哉，
申请(专利权)人：日东电工株式会社，
类型：发明
国别省市：