气体分离膜、气体分离膜组件及气体分离膜的制造方法技术

包含复合膜的气体分离膜，前述复合膜具有气体分离功能层、以及组成与构成前述气体分离功能层的化合物不同的化合物，在前述气体分离膜的至少一个表面中，气体分离功能层存在的比率为90％以上且低于100％。本发明专利技术提供在气体分离功能层中存在强度低的部位的情况下，也能够抑制气体分离膜组件的制作工序、气体分离膜组件的使用中的气体分离功能层的损伤的气体分离膜。分离膜。分离膜。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】气体分离膜、气体分离膜组件及气体分离膜的制造方法


[0001]本专利技术涉及气体分离膜、气体分离膜组件(module)及气体分离膜的制造方法。

技术介绍

[0002]作为从含有多种气体成分的混合物中选择性地分离
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纯化特定气体成分的方法，已知有膜分离法。由于膜分离法利用压力差，因此与其他分离
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纯化法相比具有能量消耗量少的优点。
[0003]膜分离法中使用的气体分离膜包含：特定的气体成分(透过气体)的气体透过性相对其他气体成分(非透过气体)的气体透过性高的气体分离功能层；和实际上无助于气体分离的透过层(包括流路、支承体)。
[0004]气体分离膜的性能以透过气体的透过性、和透过气体与非透过气体的透过性之比即气体透过选择性来表示。透过气体的透过性和气体透过选择性越高，膜分离效率越提高。
[0005]通常，分离功能层越变薄，透过气体的透过性越高。另一方面，若分离功能层变薄，则分离功能层的强度降低，因此为了同时实现透过气体的透过性和气体分离功能层的强度，通常采用在支承体上配置气体分离功能层的方式(例如，参见专利文献1)。
[0006]此外，气体分离膜被填充在划分出的空间之中，作为气体分离膜组件而使用。已知的是：在气体分离膜为中空纤维膜时，以收纳有多根中空纤维膜的中空纤维膜组件的形式使用；在气体分离膜为平膜时，以将中心管作为中心卷绕有平膜状的气体分离膜的螺旋型组件的形式使用。
[0007]现有技术文献
[0008]专利文献
[0009]专利文献1：日本特开2015
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150474号公报

技术实现思路

[0010]专利技术所要解决的课题
[0011]专利文献1中，虽然公开了在气体透过性支承体的上侧具有含有聚酰亚胺化合物而成的气体分离功能层的气体分离复合膜的例子，但由于支承体仅有支承气体分离功能层的功能，因此在支承体上的气体分离功能层中存在强度低的部位的情况下，在气体分离膜组件的制作工序、气体分离膜组件的使用中，存在气体分离功能层的强度低的部位破损、或从支承体上剥离的风险。若气体分离功能层发生破损、剥离，则经由破损部位、剥离部位而非透过气体变得可透过，因此气体分离膜的气体透过选择性显著降低。
[0012]因此，本专利技术的目的在于提供在不损害透过气体的透过性的情况下能够抑制气体分离膜组件的制作工序、气体分离膜组件的使用中的气体分离功能层的破损的气体分离膜。
[0013]用于解决课题的手段
[0014]为了解决上述课题，本专利技术的气体分离膜具有以下的构成。即，
[0015]包含复合膜的气体分离膜，其中，
[0016]前述复合膜具有气体分离功能层、以及与构成前述气体分离功能层的化合物不同的化合物(以下，复合化合物)，
[0017]在前述气体分离膜的至少一个表面中，气体分离功能层存在的比率为90％以上、低于100％。
[0018]本专利技术的气体分离膜组件具有以下的构成。即，
[0019]气体分离膜组件，其为收纳有上述气体分离膜的气体分离膜组件，其中，相邻的前述复合膜间的距离为10μm以上2,000μm以下。
[0020]本专利技术的气体分离膜的制造方法具有以下的构成。即，
[0021]气体分离膜的制造方法，其是包含复合膜的气体分离膜的制造方法，该复合膜具有气体分离功能层、以及与构成前述气体分离功能层的化合物不同的化合物(以下，复合化合物)，该制造方法具有以下2个工序。
[0022]工序1：向由具有气体分离功能层的膜(以下，未复合膜)划分出的一个空间流通成为复合化合物的基质的气体或溶液的工序
[0023]工序2：向由前述未复合膜划分出的另一空间流通使成为前述复合化合物的基质的气体或溶液固化的气体的工序。
[0024]就本专利技术的气体分离膜而言，在前述气体分离膜的至少一个表面(以下，表面A)配置有前述复合膜，在另一表面(以下，表面B)配置有支承体，在前述表面A中，气体分离功能层存在的比率为90.0％以上、低于100％是优选的。
[0025]就本专利技术的气体分离膜而言，前述支承体为多孔质支承体是优选的。
[0026]就本专利技术的气体分离膜而言，前述气体分离膜为中空纤维膜，前述复合膜的内径为10μm以上2,000μm以下是优选的。
[0027]就本专利技术的气体分离膜而言，在前述气体分离膜的表面中，至少一部分前述复合化合物的尺寸为0.1μm以上100μm以下是优选的。
[0028]就本专利技术的气体分离膜而言，构成前述气体分离功能层的化合物为高分子化合物、前述复合化合物为无机化合物是优选的。
[0029]就本专利技术的气体分离膜而言，构成前述气体分离功能层的化合物为无机化合物、前述复合化合物为有机化合物是优选的。
[0030]就本专利技术的气体分离膜而言，前述复合化合物为选自由二氧化硅、酚醛树脂及氨基甲酸酯树脂组成的组中的一种以上的化合物是优选的。
[0031]就本专利技术的气体分离膜而言，前述气体分离功能层的厚度为0.01μm以上10μm以下是优选的。
[0032]专利技术效果
[0033]本专利技术的气体分离膜能够在无损于透过气体的透过性的情况下抑制气体分离膜组件的制作工序、气体分离膜组件的使用中的气体分离功能层的损伤。
附图说明
[0034][图1]为示出本专利技术的气体分离膜的一个方式的截面的示意图。
[0035][图2]为示出本专利技术的气体分离膜的一个方式的截面的示意图。
[0036][图3]为示出本专利技术的气体分离膜组件的一个方式的包含流入口及流出口的截面的示意图。
具体实施方式
[0037]本专利技术的气体分离膜是具有用于从混合气体中选择性地分离
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纯化特定的成分的复合膜的气体分离膜，其特征在于，前述复合膜具有气体分离功能层、以及与构成前述气体分离功能层的化合物不同的化合物(以下，复合化合物)，在气体分离膜的至少一个表面中，气体分离功能层存在的比率为90％以上、低于100％。
[0038]图1～2中示出了本专利技术的气体分离膜的一个方式的示意图。以下，使用其来说明本专利技术的气体分离膜。
[0039]本专利技术的气体分离膜至少具有复合膜，还具有支承体也是优选方式。通过具有支承体，能够对气体分离膜赋予一定程度的强度。而且，具有支承体的本专利技术的气体分离膜在以下的图1、图2中进行例示。
[0040]图1为示出作为平膜的气体分离膜1的截面的示意图，且为示出包含具有气体分离功能层3和复合化合物4的复合膜2、和配置在复合膜2的一个表面的支承体5的气体分离膜1的截面的示意图。此外，在气体分离膜1的两个表面配置有间隔物7。
[0041]图2为示出作为中空纤维膜的气体分离膜1的、与纤维轴方向正交的方向上的截面的示意图，且为示出包含具有气体分离功能层3和复合化合物4的复合膜2、和配置在复合膜2的一个表面的支承体5的气体分离膜1的截面的示意图。此外，在气体分本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.气体分离膜，其是包含复合膜的气体分离膜，其中，所述复合膜具有气体分离功能层、以及与构成所述气体分离功能层的化合物不同的化合物(以下，复合化合物)，在所述气体分离膜的至少一个表面中，气体分离功能层存在的比率为90.0％以上且低于100％。2.如权利要求1所述的气体分离膜，其中，在所述气体分离膜的至少一个表面(以下，表面A)配置有所述复合膜，在另一表面(以下，表面B)配置有支承体，在所述表面A中，气体分离功能层存在的比率为90.0％以上且低于100％。3.如权利要求2所述的气体分离膜，其中，所述支承体为多孔质支承体。4.如权利要求1～3中任一项所述的气体分离膜，其中，所述气体分离膜为中空纤维膜，所述复合膜的内径为10μm以上2,000μm以下。5.如权利要求1～4中任一项所述的气体分离膜，其中，在所述气体分离膜的表面中，至少一部分所述复合化合物的尺寸为0.1μm以上100μm以下。6.如权利要求1～5中任一项所述的气体分离膜，其中，构成所述气体分离功能层的化合物为高分子化合物，所述复合化合物为无机化合物。7.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：柿山创，三原崇晃，
申请(专利权)人：东丽株式会社，
类型：发明
国别省市：