分离膜及其制造方法技术

本发明专利技术提供适于抑制分离性能的偏差的分离膜。本发明专利技术的分离膜10具备分离功能层1、支承分离功能层1的多孔性支承体3、和配置于分离功能层1与多孔性支承体3之间且由乳液树脂组合物形成的中间层2。乳液树脂组合物例如包含有机硅系聚合物、亲水性聚合物等。亲水性聚合物等。亲水性聚合物等。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】分离膜及其制造方法


[0001]本专利技术涉及分离膜及其制造方法。

技术介绍

[0002]作为从包含二氧化碳等酸性气体的混合气体中分离酸性气体的方法，开发了膜分离法。与将混合气体中所含的酸性气体吸收至吸收剂而分离的吸收法相比，膜分离法能够在抑制运营成本的同时，有效地分离酸性气体。
[0003]作为膜分离法中使用的分离膜，可举出在多孔性支承体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及2)。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1：日本专利第6186286号公报
[0007]专利文献2：日本特开2019
‑
209274号公报

技术实现思路

[0008]专利技术所要解决的课题
[0009]对于以往的分离膜，要求抑制因测定部位而导致的分离性能的偏差。
[0010]因此，本专利技术提供适于抑制分离性能的偏差的分离膜。
[0011]用于解决课题的手段
[0012]中间层例如可以通过将包含中间层材料的溶液涂布于多孔性支承体上并将得到的涂布膜干燥而制作。但是，根据本申请的专利技术人的研究，若将上述的溶液涂布于多孔性支承体上，则存在该溶液渗入至多孔性支承体内部的倾向。若溶液渗入至多孔性支承体中，则存在不仅中间层的厚度产生偏差而且所形成的中间层产生缺陷的情况。本申请的专利技术人新发现，在通过上述方法形成的中间层上进一步形成分离功能层的情况下，分离膜的分离性能产生偏差，从而完成了本专利技术。
[0013]本专利技术提供分离膜，其具备：
[0014]分离功能层；
[0015]支承前述分离功能层的多孔性支承体；和
[0016]中间层，其配置于前述分离功能层与前述多孔性支承体之间，且是由乳液树脂组合物形成的。
[0017]此外，本专利技术提供分离膜的制造方法，其为具备分离功能层、支承前述分离功能层的多孔性支承体、和配置于前述分离功能层与前述多孔性支承体之间的中间层的分离膜的制造方法，
[0018]前述制造方法包括：
[0019]在前述多孔性支承体上涂布乳液树脂组合物，形成涂布膜；和
[0020]使前述涂布膜干燥，形成前述中间层。
[0021]此外，本专利技术提供分离膜，其具备：
[0022]分离功能层；
[0023]支承前述分离功能层的多孔性支承体；和
[0024]中间层，其配置于前述分离功能层与前述多孔性支承体之间，且包含有机硅系聚合物及亲水性聚合物。
[0025]专利技术的效果
[0026]根据本专利技术，能够提供适于抑制分离性能的偏差的分离膜。
附图说明
[0027][图1]为示意性地示出本专利技术的一个实施方式涉及的分离膜的剖视图。
[0028][图2]为具备本专利技术的分离膜的膜分离装置的概略剖视图。
[0029][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。
[0030][图4A]为比较例1的分离膜中形成分离功能层之前的阶段的中间层的表面的电子显微镜图像。
[0031][图4B]为示出在比较例1的分离膜的分离功能层上涂布染色液之后的状态的图像。
具体实施方式
[0032]以下，对本专利技术的详细内容进行说明，但以下的说明的主旨并不在于将本专利技术限制于特定的实施方式。
[0033]＜分离膜的实施方式＞
[0034]如图1所示，本实施方式的分离膜10具备分离功能层1、中间层2及多孔性支承体3。中间层2配置于分离功能层1与多孔性支承体3之间，与分离功能层1及多孔性支承体3各自直接相接。中间层2由乳液树脂组合物形成。
[0035](分离功能层)
[0036]分离功能层1例如为能够使混合气体中所含的酸性气体优先地透过的层。一个优选方式中，分离功能层1包含树脂。作为分离功能层1中所含的树脂，例如可举出聚醚嵌段酰胺树脂、聚酰胺树脂、聚醚树脂、聚酰亚胺树脂、醋酸纤维素树脂、有机硅树脂及氟树脂。分离功能层1优选包含聚醚嵌段酰胺树脂。在该方案中，分离功能层1优选实质上由树脂形成。在本说明书，“实质上由～形成”是指将改变了所提及的材料的本质特征的其他成分排除在外，是指例如95wt％以上、进而99wt％以上由该材料构成。其中，分离功能层1可以除了包含树脂以外还包含流平剂等添加剂。
[0037]另一优选方式中，分离功能层1包含离子液体。分离功能层1例如具有包含离子液体的双网络凝胶。双网络凝胶是具备彼此独立的2种网眼结构的凝胶。双网络凝胶例如包含主要由有机材料构成的第1网眼结构、主要由无机材料构成的第2网眼结构、及离子液体。在本说明书中，“主要由
……
构成”是指50wt％以上、进而70wt％以上由该材料构成。
[0038]用于构成第1网眼结构的有机材料例如包含聚丙烯酰胺(特别是聚二甲基丙烯酰胺等聚二烷基丙烯酰胺)等聚合物。有机材料所包含的聚合物具有来源于丙烯酰胺衍生物
的结构单元，可以还含有交联结构。含有交联结构的聚合物可利用已知的方法制作。例如，首先，准备具有具备N
‑
羟基琥珀酰亚胺酯基的结构单元的预聚物。具备N
‑
羟基琥珀酰亚胺酯基的结构单元例如来源于N
‑
丙烯酰氧基琥珀酰亚胺。接着，通过使预聚物与胺系交联剂反应，能够得到含有交联结构的聚合物。胺系交联剂为具有2个以上的伯氨基的化合物，例如为乙二醇双(3
‑
氨基丙基)醚。
[0039]第2网眼结构可以包含多个粒子的网络。多个粒子的网络例如由多个粒子通过氢键彼此结合而形成。第2网眼结构中所含的粒子可以包含无机材料，也可以包含有机材料。作为该粒子所包含的无机材料，例如可举出二氧化硅、氧化钛及氧化铝。作为一例，第2网眼结构中所含的粒子为二氧化硅粒子。
[0040]本实施方式中，作为离子液体，例如可举出具有咪唑鎓、吡啶鎓、铵鎓或磷鎓、和碳原子数1以上的取代基的离子液体等。
[0041]在具有咪唑鎓和碳原子数1以上的取代基的离子液体中，作为碳原子数1以上的取代基，可举出碳原子数1以上20以下的烷基、碳原子数3以上14以下的环烷基、碳原子数6以上20以下的芳基等，它们可以进一步被羟基、氰基、氨基、一价的醚基等取代(例如，碳原子数1以上20以下的羟基烷基等)。
[0042]作为碳原子数1以上20以下的烷基，可举出甲基、乙基、正丙基、正丁基、正戊基、正己基、正庚基、正辛基、正壬基、正癸基、正十一烷基、正十二烷基、正十三烷基、正十四烷基、正十五烷基、正十六烷基、正十七烷基、正十八烷基、正十九烷基、正二十烷基、异丙基、仲丁基、异丁基、1
‑
甲基丁基、1
‑
乙基丙基、2
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甲基丁基、异戊基、新戊基、1,2
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二甲基丙基、1,1
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.分离膜，其具备：分离功能层；支承所述分离功能层的多孔性支承体；和中间层，其配置于所述分离功能层与所述多孔性支承体之间，且是由乳液树脂组合物形成的。2.如权利要求1所述的分离膜，其中，所述中间层包含有机硅系聚合物。3.如权利要求1或2所述的分离膜，其中，所述中间层包含亲水性聚合物。4.如权利要求3所述的分离膜，其中，所述亲水性聚合物包含选自由氨基甲酸酯系聚合物、(甲基)丙烯酸系聚合物、(甲基)丙烯酸氨基甲酸酯系聚合物、酯系聚合物及乙烯基酯系聚合物组成的组中的至少一者。5.如权利要求3或4所述的分离膜，其中，所述中间层中的所述亲水性聚合物的含有率为10wt％～20wt％。6.如权利要求1～5中任一项所述的分离膜，其中，所述乳液树脂组合物包含水作为分散介质。7.如权利要求1～6中任一项所述的分离膜，其中，所述乳液树脂组合物包含表面活性剂。8.如权利要求7所述的分离膜，其中，在所述乳液树脂组合物中，所述表面活性剂的重量相对于全部固态成分的重量而言的比率为15wt％以下。9.如权利要求1～8中任一项所述的分离膜，其中，所述中间层包含填料。10.如权利要求9所述的分离膜，...

【专利技术属性】
技术研发人员：佐山俊亮，谷贤辅，
申请(专利权)人：日东电工株式会社，
类型：发明
国别省市：