JP2016041415A - Acidic gas separation module - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an acidic gas separation module capable of, in an acidic gas separation module using a facilitated transport membrane, preventing carriers for the facilitated transport membrane from penetrating a porous support.SOLUTION: An acidic gas separation module has a layered body formed from a member for a supply gas flow path, a porous support, an intermediate layer a part of which is soaked into the porous support, and a facilitated transport membrane on the intermediate layer. The ratio between the thickness of the intermediate layer on the porous support and the thickness of the same soaked into the porous support is 0.1 to 100. The gas permeability of the intermediate layer is 500 Barrer or greater.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、促進輸送膜を用いて原料ガスから酸性ガスを分離する酸性ガス分離モジュールに関する。詳しくは、促進輸送膜のキャリアが、促進輸送膜を支持する支持体を抜けてしまうことを防止できる酸性ガス分離モジュールに関する。   The present invention relates to an acidic gas separation module that separates an acidic gas from a raw material gas using a facilitated transport membrane. More specifically, the present invention relates to an acidic gas separation module that can prevent the carrier of the facilitated transport membrane from coming off the support that supports the facilitated transport membrane.

近年、原料ガス(被処理ガス)から、酸性ガスを選択的に分離する技術の開発が進んでいる。例えば、酸性ガスを選択的に透過する酸性ガス分離膜を用いて、原料ガスから酸性ガスを分離する酸性ガス分離モジュールが開発されている。   In recent years, development of technology for selectively separating an acid gas from a source gas (a gas to be treated) has been advanced. For example, an acidic gas separation module that separates an acidic gas from a raw material gas using an acidic gas separation membrane that selectively permeates the acidic gas has been developed.

一例として、特許文献1には、原料ガスから炭酸ガス(二酸化炭素)を分離する酸性ガス分離膜(二酸化炭素分離ゲル膜)として、二酸化炭素透過性の支持体の上に、二酸化炭素キャリアを含む水溶液を、架橋構造を有するビニルアルコール−アクリル酸塩共重合体に吸収させて形成したハイドロゲル膜を形成した酸性ガス分離膜が開示されている。
また、特許文献1には、この酸性ガス分離膜の製造方法として、未架橋のビニルアルコール−アクリル酸塩共重合体水溶液を、二酸化炭素透過性の支持体上へ膜状に塗布した後、この水溶液を加熱し架橋させて水不溶化し、この水不溶化物に二酸化炭素キャリア水溶液を吸収させてゲル化する、酸性ガス分離膜の製造方法も開示されている。
As an example, Patent Document 1 includes a carbon dioxide carrier on a carbon dioxide permeable support as an acidic gas separation membrane (carbon dioxide separation gel membrane) for separating carbon dioxide (carbon dioxide) from a raw material gas. An acidic gas separation membrane is disclosed in which a hydrogel membrane formed by absorbing an aqueous solution into a vinyl alcohol-acrylate copolymer having a crosslinked structure is formed.
Patent Document 1 discloses, as a method for producing this acidic gas separation membrane, an uncrosslinked vinyl alcohol-acrylate copolymer aqueous solution is applied in a film form on a carbon dioxide permeable support, A method for producing an acidic gas separation membrane is also disclosed in which an aqueous solution is heated and cross-linked to insolubilize water, and the water-insolubilized material absorbs a carbon dioxide carrier aqueous solution and gels.

特許文献1に示される酸性ガス分離膜は、いわゆる促進輸送膜を用いる酸性ガス分離膜である。促進輸送膜は、前述の二酸化炭素キャリアのような酸性ガスと反応するキャリアを膜中に有し、このキャリアによって酸性ガスを膜の反対側に輸送することで、原料ガスから酸性ガスを分離する。   The acidic gas separation membrane shown in Patent Document 1 is an acidic gas separation membrane using a so-called facilitated transport membrane. The facilitated transport membrane has a carrier that reacts with an acidic gas such as the above-mentioned carbon dioxide carrier in the membrane, and the acidic gas is separated from the source gas by transporting the acidic gas to the opposite side of the membrane by this carrier. .

このような酸性ガス分離膜は、通常、不織布や多孔質膜などの多孔質の支持体の上に、促進輸送膜を形成した構成を有する。   Such an acid gas separation membrane usually has a configuration in which a facilitated transport membrane is formed on a porous support such as a nonwoven fabric or a porous membrane.

ここで、促進輸送膜は、キャリアを十分に機能させるために、膜中に多量の水分を保持させる必要がある。そのため、促進輸送膜には、非常に吸水性および保水性が高いポリマーが用いられる。加えて、促進輸送膜は、金属炭酸塩などのキャリアの含有量が多い程、吸水量が増えて、酸性ガスの分離性能が向上する。すなわち、促進輸送膜は、非常に柔らかい(粘性が低い)、ゲル膜である場合が多い。
加えて、促進輸送膜を利用する酸性ガス分離膜では、酸性ガスの分離時には、温度100〜130℃、湿度90%程度の原料ガスを、1.5MPa程度の圧力で供給される。
Here, the facilitated transport film needs to retain a large amount of moisture in the film in order to sufficiently function the carrier. Therefore, a polymer having extremely high water absorption and water retention is used for the facilitated transport film. In addition, in the facilitated transport membrane, as the content of a carrier such as a metal carbonate increases, the water absorption increases and the separation performance of the acid gas improves. That is, the facilitated transport film is often a very soft (low viscosity), gel film.
In addition, in the acidic gas separation membrane using the facilitated transport membrane, the raw material gas having a temperature of 100 to 130 ° C. and a humidity of about 90% is supplied at a pressure of about 1.5 MPa when the acidic gas is separated.

そのため、促進輸送膜を利用する酸性ガス分離膜は、使用すると、次第に、キャリアが促進輸送膜から支持体に至り、支持体を透過してしまう。
促進輸送膜かキャリアが流出すれば、それに応じて、酸性ガスの分離性能が低下する。そのため、促進輸送膜を利用する酸性ガスモジュールは、耐久性が十分とは言えない。
Therefore, when an acid gas separation membrane using a facilitated transport membrane is used, the carrier gradually reaches the support from the facilitated transport membrane and permeates the support.
If the facilitated transport membrane or the carrier flows out, the acid gas separation performance is lowered accordingly. Therefore, the acid gas module using the facilitated transport membrane cannot be said to have sufficient durability.

このような問題点を解決するために、特許文献2には、100℃以上の耐熱性を有する疎水性の支持体(多孔膜)の上に、促進輸送膜(高分子化合物層)を形成してなる酸性ガス分離膜において、支持体と促進輸送膜との間に、キャリア拡散抑制層を設けることが記載されている。
また、キャリア拡散抑制層としては、シロキサン、シリコーンゴム、ポリブタジエン、エチルセルロース、ポリフッ化ビニリデン、ポリプロピレン、ポリスルホン、ポリエーテルイミド、ポリエーテルサルファイ、ポリアクリル酸、ポリビニルアルコール等が例示されている。また、キャリア拡散抑制層の厚さとしては、0.01〜100μmが例示されている。
In order to solve such problems, Patent Document 2 discloses that a facilitated transport film (polymer compound layer) is formed on a hydrophobic support (porous film) having a heat resistance of 100 ° C. or higher. In the acidic gas separation membrane, a carrier diffusion suppression layer is provided between the support and the facilitated transport membrane.
Examples of the carrier diffusion suppressing layer include siloxane, silicone rubber, polybutadiene, ethylcellulose, polyvinylidene fluoride, polypropylene, polysulfone, polyetherimide, polyethersulfite, polyacrylic acid, and polyvinyl alcohol. Moreover, 0.01-100 micrometers is illustrated as thickness of a carrier diffusion suppression layer.

特公平7−102310号公報Japanese Patent Publication No. 7-102310 特開2013−27841号公報JP 2013-27841 A

特許文献2に示されるように、支持体の表面にキャリア拡散抑制層を設けることにより、促進輸送膜から抜けたキャリアが支持体に至り、支持体を透過することを抑制できる。
しかしながら、近年、酸性ガス分離モジュールに要求される耐久性は、より厳しくなっており、促進輸送膜から抜けて支持体を通過するキャリアを、さらに低減して、より耐久性に優れる酸性ガスモジュールの出現が望まれている。
As shown in Patent Document 2, by providing a carrier diffusion suppression layer on the surface of the support, it is possible to suppress the carriers that have escaped from the facilitated transport film from reaching the support and permeate the support.
However, in recent years, the durability required for the acid gas separation module has become more severe, and the number of carriers passing through the support through the facilitated transport membrane is further reduced, and the acid gas module having higher durability can be reduced. Appearance is desired.

本発明の目的は、このような従来技術の問題点を解決することにあり、促進輸送膜を有する酸性ガス分離膜を用いる酸性ガス分離モジュールであって、促進輸送膜から抜けて支持体を透過するキャリアを大幅に低減することができ、キャリアの抜けに起因する性能劣化を防止した、耐久性に優れる酸性ガス分離モジュールを提供することにある。   An object of the present invention is to solve such a problem of the prior art, and is an acid gas separation module using an acid gas separation membrane having a facilitated transport membrane, which passes through the support through the facilitated transport membrane. It is an object of the present invention to provide an acidic gas separation module with excellent durability, capable of greatly reducing the number of carriers to be prevented and preventing performance deterioration due to carrier slippage.

この目的を達成するために、本発明の酸性ガス分離モジュールは、多孔質支持体、多孔質支持体の上に形成される中間層、ならびに、中間層の上に形成される、酸性ガスと反応するキャリアおよびキャリアを担持するための親水性化合物を含有する促進輸送膜を有する酸性ガス分離膜と、原料ガスの流路となる供給ガス流路用部材とを有し、
かつ、中間層は、多孔質支持体の上に位置する支持体上領域、および、多孔質支持体の内部の染み込み領域を有し、支持体上領域の厚さTaと、染み込み領域の厚さTbとの比『Tb/Ta』が0.1〜100であり、さらに、ガス透過性が500Barrer以上であることを特徴とする酸性ガス分離モジュールを提供する。
In order to achieve this object, the acidic gas separation module of the present invention comprises a porous support, an intermediate layer formed on the porous support, and an acid gas and reaction formed on the intermediate layer. An acidic gas separation membrane having a facilitated transport membrane containing a carrier and a hydrophilic compound for supporting the carrier, and a member for a supply gas flow path serving as a flow path for the source gas,
The intermediate layer has a support upper region located on the porous support, and a permeation region inside the porous support, the thickness Ta of the support upper region, and the thickness of the permeation region. Provided is an acid gas separation module characterized in that the ratio “Tb / Ta” to Tb is 0.1 to 100 and the gas permeability is 500 Barrer or more.

このような本発明の酸性ガス分離モジュールにおいて、促進輸送膜の厚さTcと、中間層の厚さ『Ta+Tb』との比『Tc/(Ta+Tb)』が0.3〜500であるのが好ましい。
また、酸性ガス分離膜と供給ガス流路用部材とを含む積層体を巻回してなるスパイラル型であるのが好ましい。
また、酸性ガス分離膜と供給ガス流路用部材とを含む積層体を、平板状に維持してなる平板型であるのが好ましい。
また、中間層が、エポキシ基、アミノ基、メトキシ基、エトキシ基、ヒドロキシル基、および、カルボキシル基の少なくとも1つを有する化合物を主成分とするのが好ましい。
また、中間層がポリジメチルシロキサン誘導体であるのが好ましい。
また、促進輸送膜の上に、保護層を有するのが好ましい。
また、保護層がポリジメチルシロキサン誘導体であるのが好ましい。
また、促進輸送膜が、Ti、Zr、Al、Si、およびZnからなる群から選択される少なくとも1種以上の金属元素を含有するのが好ましい。
また、促進輸送膜中における金属元素の含有量が、親水性化合物全質量に対して、0.1〜50質量%であるのが好ましい。
さらに、促進輸送膜が、式(1)で表される構造単位を含有するのが好ましい。
式(1) M−(O−*)
Mは、Ti、Zr、Al、Si、およびZnからなる群から選択される金属元素を表す。mは、Mで表される金属元素の価数を表す。*は、結合位置を表す。
In such an acidic gas separation module of the present invention, the ratio “Tc / (Ta + Tb)” between the thickness Tc of the facilitated transport film and the thickness “Ta + Tb” of the intermediate layer is preferably 0.3 to 500. .
Moreover, it is preferable that it is a spiral type formed by winding the laminated body containing an acidic gas separation membrane and the member for supply gas flow paths.
Moreover, it is preferable that it is a flat plate type which maintains the laminated body containing an acidic gas separation membrane and the member for supply gas flow paths in flat plate shape.
Moreover, it is preferable that an intermediate | middle layer has as a main component the compound which has at least 1 of an epoxy group, an amino group, a methoxy group, an ethoxy group, a hydroxyl group, and a carboxyl group.
The intermediate layer is preferably a polydimethylsiloxane derivative.
Moreover, it is preferable to have a protective layer on the facilitated-transport film | membrane.
The protective layer is preferably a polydimethylsiloxane derivative.
The facilitated transport film preferably contains at least one metal element selected from the group consisting of Ti, Zr, Al, Si, and Zn.
Moreover, it is preferable that content of the metal element in a facilitated-transport film | membrane is 0.1-50 mass% with respect to the hydrophilic compound total mass.
Furthermore, it is preferable that a facilitated-transport film | membrane contains the structural unit represented by Formula (1).
Formula (1) M- (O- *) m
M represents a metal element selected from the group consisting of Ti, Zr, Al, Si, and Zn. m represents the valence of the metal element represented by M. * Represents a binding position.

このような本発明によれば、酸性ガス分離膜が支持体と促進輸送膜との下に所定の中間層を有するので、キャリアが促進輸送膜から排出されて、多孔質の支持体を透過することを防止できる。
そのため、本発明によれば、キャリアが支持体を透過することに起因する促進輸送膜の酸性ガス分離性能の低下を抑制して、耐久性に優れた酸性ガス分離モジュールを得ることができる。
According to the present invention, since the acidic gas separation membrane has a predetermined intermediate layer under the support and the facilitated transport membrane, carriers are discharged from the facilitated transport membrane and permeate the porous support. Can be prevented.
Therefore, according to the present invention, it is possible to obtain an acidic gas separation module excellent in durability while suppressing a decrease in the acidic gas separation performance of the facilitated transport membrane caused by the carrier permeating the support.

本発明の酸性ガス分離モジュールの一例を一部切り欠いて示す概略斜視図である。It is a schematic perspective view which partially cuts off and shows an example of the acidic gas separation module of this invention. 図1に示す酸性ガス分離モジュールの積層体の一部の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of a part of laminated body of the acidic gas separation module shown in FIG. 図1に示す酸性ガス分離モジュールの酸性ガス分離膜の一部の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of a part of acidic gas separation membrane of the acidic gas separation module shown in FIG. (A)および(B)は、本発明の酸性ガス分離モジュールの別の例を説明するための概念図である。(A) And (B) is a conceptual diagram for demonstrating another example of the acidic gas separation module of this invention. (A)および(B)は、図1に示す酸性ガス分離モジュールの作製方法を説明するための概念図である。(A) And (B) is a conceptual diagram for demonstrating the preparation methods of the acidic gas separation module shown in FIG. 図1に示す酸性ガス分離モジュールの作製方法を説明するための概念図である。It is a conceptual diagram for demonstrating the production method of the acidic gas separation module shown in FIG. (A)および(B)は、図1に示す酸性ガス分離モジュールの作製方法を説明するための概念図である。(A) And (B) is a conceptual diagram for demonstrating the preparation methods of the acidic gas separation module shown in FIG. 図1に示す酸性ガス分離モジュールの作製方法を説明するための概念図である。It is a conceptual diagram for demonstrating the production method of the acidic gas separation module shown in FIG. 図1に示す酸性ガス分離モジュールの作製方法を説明するための概念図である。It is a conceptual diagram for demonstrating the production method of the acidic gas separation module shown in FIG.

以下、本発明の酸性ガス分離モジュールについて、添付の図面に示される好適実施例を基に、詳細に説明する。   Hereinafter, the acidic gas separation module of the present invention will be described in detail based on a preferred embodiment shown in the accompanying drawings.

図1に本発明の酸性ガス分離モジュールの一例の一部切欠き概略斜視図を示す。なお、以下の説明では、酸性ガス分離モジュールを、単に、分離モジュールとも言う。
図1に示すように、分離モジュール10は、基本的に、中心筒12と、酸性ガス分離膜20を有する積層体14aを巻回してなる積層体巻回物14と、テレスコープ防止板16とを有して構成される。また、積層体14aは、酸性ガス分離膜20と、供給ガス流路用部材24と、透過ガス流路用部材26とからなる積層体である。
分離モジュール10は、一例として、一酸化炭素、炭酸ガス(CO2)、水(水蒸気)および水素を含有する原料ガスGから、酸性ガスGcとして炭酸ガスを分離する。
FIG. 1 is a partially cutaway schematic perspective view of an example of the acid gas separation module of the present invention. In the following description, the acid gas separation module is also simply referred to as a separation module.
As shown in FIG. 1, the separation module 10 basically includes a central cylinder 12, a laminate wound product 14 obtained by winding a laminate 14 a having an acidic gas separation membrane 20, a telescope prevention plate 16, and the like. It is comprised. The laminated body 14 a is a laminated body including the acidic gas separation membrane 20, the supply gas flow path member 24, and the permeate gas flow path member 26.
As an example, the separation module 10 separates carbon dioxide as an acidic gas Gc from a raw material gas G containing carbon monoxide, carbon dioxide (CO 2 ), water (water vapor), and hydrogen.

図示例の分離モジュール10は、いわゆるスパイラル型の分離モジュールである。すなわち、分離モジュール10は、後述するシート状の積層体14aを、複数、積層して、この積層物を中心筒12に巻回して積層体巻回物14を形成し、積層体巻回物14の両端面に、中心筒12を挿通してテレスコープ防止板16を設けてなる構成を有する。すなわち、積層体巻回物14とは、積層されて巻回された積層体14aによる略円筒状物である。
巻回した積層体14aの最外周面は、ガス非透過性の被覆層18で覆われている。
The separation module 10 in the illustrated example is a so-called spiral type separation module. That is, the separation module 10 stacks a plurality of sheet-like laminates 14a, which will be described later, and winds the laminate around the central cylinder 12 to form a laminate wound product 14, whereby the laminate wound product 14 is obtained. The telescoping prevention plate 16 is provided through the central tube 12 on both end surfaces of the lens. That is, the laminate wound product 14 is a substantially cylindrical product formed by the laminate 14a that is laminated and wound.
The outermost peripheral surface of the wound laminate 14 a is covered with a gas impermeable coating layer 18.

なお、本発明の分離モジュールは、図示例のようなスパイラル型に限定はされず、シート状の積層体14aを、平板状に維持してなる、いわゆる平板型であってもよい。   The separation module of the present invention is not limited to the spiral type as shown in the illustrated example, and may be a so-called flat plate type in which the sheet-like laminate 14a is maintained in a flat plate shape.

このような分離モジュール10において、酸性ガスを分離される原料ガスGは、例えば図1中奥手側のテレスコープ防止板16の開口部16dを通って、積層体巻回物14の端面から各積層体14aの内部に供給される。
積層体14aに供給された原料ガスGは、積層体14a内を流れつつ、酸性ガスGcを分離される。
また、積層体14aによって原料ガスGから分離された酸性ガスGcは、中心筒12から排出され、酸性ガスを分離された原料ガスG(以下、便宜的に残余ガスGrとする)は、積層体巻回物14の供給側とは逆側の端面から排出され、テレスコープ防止板16の開口部16dを通って分離モジュール10の外部に排出される。
In such a separation module 10, the raw material gas G from which the acidic gas is separated passes through the opening 16 d of the telescope prevention plate 16 on the back side in FIG. It is supplied to the inside of the body 14a.
The source gas G supplied to the stacked body 14a is separated from the acidic gas Gc while flowing in the stacked body 14a.
The acidic gas Gc separated from the raw material gas G by the laminated body 14a is discharged from the central cylinder 12, and the raw material gas G from which the acidic gas has been separated (hereinafter referred to as residual gas Gr for convenience) It is discharged from the end surface opposite to the supply side of the wound product 14, and discharged to the outside of the separation module 10 through the opening 16 d of the telescope prevention plate 16.

中心筒(透過ガス集合管)12は、原料ガスG供給側の端面が閉塞する円筒状の管で、周面(管壁)には複数の貫通孔12aが形成される。
原料ガスGから分離された酸性ガスGcは、後述する透過ガス流路用部材26を通って、貫通孔12aから中心筒12内に至り、中心筒12の開放端12bから排出される。
The central cylinder (permeate gas collecting pipe) 12 is a cylindrical pipe whose end face on the source gas G supply side is closed, and a plurality of through holes 12a are formed on the peripheral surface (tube wall).
The acidic gas Gc separated from the raw material gas G passes through a permeating gas passage member 26 described later, reaches the inside of the central cylinder 12 from the through hole 12a, and is discharged from the open end 12b of the central cylinder 12.

中心筒12において、開口率は、1〜80%が好ましく、1〜75%がより好ましく、1.5〜70%がさらに好ましい。中でも、実用的な観点から、中心筒12の開口率は、1.5〜25%が、特に好ましい。中心筒12の開口率とは、具体的には、中心筒12の長さ方向の貫通孔12aの形成領域における、中心筒12の外周面に占める貫通孔12aの面積率である。
中心筒12の開口率を上記範囲とすることにより、効率的に酸性ガスGcを収集することができ、また、中心筒12の強度を高め、加工適性を十分に確保できる。
In the center tube 12, the aperture ratio is preferably 1 to 80%, more preferably 1 to 75%, and further preferably 1.5 to 70%. Among these, from the practical viewpoint, the opening ratio of the center tube 12 is particularly preferably 1.5 to 25%. Specifically, the opening ratio of the central cylinder 12 is an area ratio of the through-holes 12 a occupying the outer peripheral surface of the central cylinder 12 in the formation region of the through-holes 12 a in the length direction of the central cylinder 12.
By setting the aperture ratio of the center tube 12 within the above range, the acid gas Gc can be efficiently collected, and the strength of the center tube 12 can be increased to ensure sufficient processability.

また、貫通孔12aは、直径0.5〜20mmの円形の孔であるのが好ましい。さらに、貫通孔12aは、中心筒12の周壁に、均一に形成されるのが好ましい。   The through hole 12a is preferably a circular hole having a diameter of 0.5 to 20 mm. Furthermore, it is preferable that the through holes 12 a are formed uniformly on the peripheral wall of the central cylinder 12.

なお、中心筒12には、必要に応じて、分離した酸性ガスGcを開放端12b側に流すためのガス(スイープガス)を供給する供給口(供給部)を設けてもよい。
さらに、中心筒12の管壁には、軸方向に沿ってスリット(図示省略)が設けられているのが好ましい。このスリットに関しては、後に詳述する。
The center tube 12 may be provided with a supply port (supply unit) for supplying a gas (sweep gas) for flowing the separated acidic gas Gc to the open end 12b side as necessary.
Furthermore, it is preferable that a slit (not shown) is provided in the tube wall of the central cylinder 12 along the axial direction. This slit will be described in detail later.

前述のように、積層体14aは、酸性ガス分離膜20と、供給ガス流路用部材24と、透過ガス流路用部材26とを積層してなるものである。
なお、図1の符号30は、酸性ガス分離膜20と透過ガス流路用部材26とを接着し、かつ、積層体14a同士を接着すると共に、透過ガス流路用部材26における酸性ガスGcの流路を、中心筒12側が開口するエンベロープ状にする接着剤層30である。
As described above, the laminate 14a is formed by laminating the acidic gas separation membrane 20, the supply gas flow path member 24, and the permeate gas flow path member 26.
In addition, the code | symbol 30 of FIG. 1 adhere | attaches the acidic gas separation membrane 20 and the member 26 for permeate gas flow paths, and also adhere | attaches the laminated bodies 14a, and the acid gas Gc in the member 26 for permeate gas flow paths. This is an adhesive layer 30 in which the flow path is in an envelope shape opened on the center tube 12 side.

前述のように、図示例の分離モジュール10は、この積層体14aを、複数、積層して、この積層体14aの積層物を中心筒12に巻き付けてなる、略円筒状の積層体巻回物14を有する。
以下、便宜的に、図中に矢印yで示す、積層体14aの巻回に対応する方向を巻回方向、図中に矢印xで示す、巻回方向と直交する方向を幅方向とする。
As described above, the separation module 10 in the illustrated example is formed by stacking a plurality of the laminates 14 a and winding the laminate of the laminates 14 a around the central cylinder 12. 14
Hereinafter, for convenience, a direction corresponding to the winding of the laminated body 14a indicated by an arrow y in the drawing is a winding direction, and a direction orthogonal to the winding direction indicated by an arrow x in the drawing is a width direction.

分離モジュール10において、積層体巻回物14を構成する積層体14aは1枚でもよい。しかしながら、複数の積層体14aを積層して巻回することにより、酸性ガス分離膜20の膜面積を大きくして、1つの分離モジュールで分離する酸性ガスGcの量を向上できる。
積層体14aの積層数は、分離モジュール10に要求される処理速度や処理量、分離モジュール10の大きさ等に応じて、適宜、設定すればよい。ここで、積層する積層体14aの数は、50以下が好ましく、45以下がより好ましく、40以下が特に好ましい。積層体14aの積層数を、この数とすることで、中心筒12への積層体14aの巻回が容易になり、加工性を向上できる。
In the separation module 10, the laminate 14a constituting the laminate wound product 14 may be one. However, by laminating and winding a plurality of laminated bodies 14a, the membrane area of the acidic gas separation membrane 20 can be increased, and the amount of acidic gas Gc separated by one separation module can be improved.
The number of stacked layers 14a may be appropriately set according to the processing speed and processing amount required for the separation module 10, the size of the separation module 10, and the like. Here, the number of laminated bodies 14a to be laminated is preferably 50 or less, more preferably 45 or less, and particularly preferably 40 or less. By setting the number of laminated bodies 14a to be this number, winding of the laminated body 14a around the central cylinder 12 becomes easy, and the workability can be improved.

図2に、積層体14aの部分断面図を示す。前述のように、矢印xは幅方向、矢印yは巻回方向である。
図示例において、積層体14aは、後述する図6に示すように、二つ折りにした酸性ガス分離膜20の間に供給ガス流路用部材24を挟み込んで挟持体36とし、この挟持体36に、透過ガス流路用部材26を積層してなる構成を有する。この構成については、後に詳述する。
In FIG. 2, the fragmentary sectional view of the laminated body 14a is shown. As described above, the arrow x is the width direction, and the arrow y is the winding direction.
In the illustrated example, as shown in FIG. 6 to be described later, the laminated body 14a has a supply gas flow path member 24 sandwiched between two folded acidic gas separation membranes 20 to form a sandwiching body 36. In addition, the permeate gas flow path member 26 is laminated. This configuration will be described in detail later.

前述のように、分離モジュール10において、原料ガスGは、テレスコープ防止板16の開口部16dを通って、積層体巻回物14の一方の端面から供給される。すなわち、原料ガスGは、各積層体14aの幅方向(矢印x方向)の端部(端面)に供給される。
図2に概念的に示すように、積層体14aの幅方向の端面に供給された原料ガスGは、供給ガス流路用部材24を幅方向に流れる。この流れの中で、酸性ガス分離膜20(促進輸送膜20a)に接触した酸性ガスGcは、促進輸送膜20aのキャリアによって、原料ガスGから分離され積層方向に輸送されて、酸性ガス分離膜20を積層体14aの積層方向に通過して、透過ガス流路用部材26に流入する。
透過ガス流路用部材26に流入した酸性ガスGcは、透過ガス流路用部材26を巻回方向(矢印y方向)に流れて、中心筒12に至り、中心筒12の貫通孔12aから中心筒12内に流入する。中心筒12内に流入した酸性ガスGcは、中心筒12を幅方向に流れて、開放端12bから排出される。
また、酸性ガスGcを除去された残余ガスGrは、供給ガス流路用部材24を幅方向に流れて、積層体巻回物14の逆側の端面から排出され、テレスコープ防止板16の開口部16dを通って、分離モジュール10の外部に排出される。
As described above, in the separation module 10, the raw material gas G is supplied from one end face of the stacked body roll 14 through the opening 16 d of the telescope prevention plate 16. That is, the source gas G is supplied to the end portion (end surface) in the width direction (arrow x direction) of each stacked body 14a.
As conceptually shown in FIG. 2, the source gas G supplied to the end face in the width direction of the stacked body 14 a flows in the width direction through the supply gas flow path member 24. In this flow, the acidic gas Gc in contact with the acidic gas separation membrane 20 (facilitated transport membrane 20a) is separated from the source gas G by the carrier of the facilitated transport membrane 20a and transported in the stacking direction, and the acidic gas separation membrane. 20 passes in the stacking direction of the stacked body 14 a and flows into the permeating gas flow path member 26.
The acidic gas Gc that has flowed into the permeate gas flow path member 26 flows in the permeate gas flow path member 26 in the winding direction (the direction of the arrow y), reaches the central cylinder 12, and is centered from the through hole 12 a of the central cylinder 12. It flows into the cylinder 12. The acidic gas Gc that has flowed into the center tube 12 flows through the center tube 12 in the width direction and is discharged from the open end 12b.
Further, the residual gas Gr from which the acidic gas Gc has been removed flows in the width direction of the supply gas flow path member 24 and is discharged from the opposite end face of the laminate wound body 14. It is discharged to the outside of the separation module 10 through the part 16d.

供給ガス流路用部材24は、その幅方向の端部から、原料ガスGを供給され、部材内を流れる原料ガスGと、酸性ガス分離膜20とを接触させる。
このような供給ガス流路用部材24は、前述のように二つ折りされた酸性ガス分離膜20のスペーサとして機能して、原料ガスGの流路を構成する。また、供給ガス流路用部材24は、原料ガスGを乱流にするのが好ましい。この点を考慮すると、供給ガス流路用部材24は、ネット状(メッシュ状/網目構造)、織布状、不織布状、多孔質状等の部材が好ましい。
The supply gas flow path member 24 is supplied with the source gas G from the end in the width direction, and brings the source gas G flowing in the member into contact with the acidic gas separation membrane 20.
Such a supply gas flow path member 24 functions as a spacer of the acid gas separation membrane 20 folded in half as described above, and constitutes a flow path for the source gas G. Further, the supply gas flow path member 24 preferably makes the source gas G turbulent. Considering this point, the supply gas flow path member 24 is preferably a member having a net shape (mesh shape / mesh structure), a woven fabric shape, a nonwoven fabric shape, a porous shape, or the like.

このような供給ガス流路用部材24の形成材料としては、十分な耐熱性および耐湿性を有するものであれば、各種の材料が利用可能である。
一例として、紙、上質紙、コート紙、キャストコート紙、合成紙などの紙材料、セルロース、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリイミド、ポリスルホン、アラミド、ポリカーボネートなどの樹脂材料、金属、ガラス、セラミックスなどの無機材料等が、好適に例示される。
樹脂材料としては、具体的には、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリエーテルスルホン(PES)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、ポリスルホン(PSF)、ポリプロピレン(PP)、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトンおよびポリフッ化ビニリデン等が、好適に例示される。このような供給ガス流路用部材24の形成材料は、複数の材料を併用してもよい。
As a material for forming the supply gas flow path member 24, various materials can be used as long as they have sufficient heat resistance and moisture resistance.
Examples include paper materials such as paper, fine paper, coated paper, cast coated paper, and synthetic paper, resin materials such as cellulose, polyester, polyolefin, polyamide, polyimide, polysulfone, aramid, and polycarbonate, and inorganic materials such as metal, glass, and ceramics. A material etc. are illustrated suitably.
Specific examples of the resin material include polyethylene, polystyrene, polyethylene terephthalate, polytetrafluoroethylene (PTFE), polyethersulfone (PES), polyphenylene sulfide (PPS), polysulfone (PSF), polypropylene (PP), polyimide, Preferred examples include polyetherimide, polyetheretherketone, and polyvinylidene fluoride. A plurality of materials may be used in combination as the material for forming such a supply gas flow path member 24.

供給ガス流路用部材24の厚さは、原料ガスGの供給量や要求される処理能力等に応じて、適宜、決定すれば良い。
具体的には、100〜1000μmが好ましく、150〜950μmがより好ましく、200〜900μmが特に好ましい。
The thickness of the supply gas flow path member 24 may be appropriately determined according to the supply amount of the source gas G, the required processing capacity, and the like.
Specifically, 100 to 1000 μm is preferable, 150 to 950 μm is more preferable, and 200 to 900 μm is particularly preferable.

本発明の分離モジュール10において、酸性ガス分離膜20は、促進輸送膜20aと、促進輸送膜20aを支持する多孔質支持体20bとを有する。また、本発明の分離モジュール10においては、酸性ガス分離膜20は、促進輸送膜20aと多孔質支持体20bとの間に、一部が多孔質支持体20b内に位置する、中間層20cを有する。言い換えると、中間層20cは、一部が多孔質支持体20b内に染み込んだ状態になっている。   In the separation module 10 of the present invention, the acidic gas separation membrane 20 includes a facilitated transport membrane 20a and a porous support 20b that supports the facilitated transport membrane 20a. Further, in the separation module 10 of the present invention, the acidic gas separation membrane 20 includes an intermediate layer 20c between the facilitated transport membrane 20a and the porous support 20b, a part of which is located in the porous support 20b. Have. In other words, the intermediate layer 20c is partially infiltrated into the porous support 20b.

促進輸送膜20aは、少なくとも、供給ガス流路用部材24を流れる原料ガスGに含有される酸性ガスGcと反応するキャリア、および、このキャリアを担持する親水性化合物を含有する。このような促進輸送膜20aは、原料ガスGから酸性ガスGcを選択的に透過させる機能を有している。
多孔質支持体20bは、この促進輸送膜20aを実質的に支持するものである。
中間層20cは、促進輸送膜20aのキャリアが、促進輸送膜20aから排出されて、多孔質支持体20bを透過してしまうことを防止するための層である。
このような、促進輸送膜20a、多孔質支持体20bおよび中間層20cからなる酸性ガス分離膜20に関しては、後に詳述する。
The facilitated transport film 20a contains at least a carrier that reacts with the acidic gas Gc contained in the source gas G flowing through the supply gas flow path member 24, and a hydrophilic compound that supports the carrier. Such a facilitated transport film 20a has a function of selectively allowing the acidic gas Gc to permeate from the source gas G.
The porous support 20b substantially supports the facilitated transport film 20a.
The intermediate layer 20c is a layer for preventing carriers of the facilitated transport film 20a from being discharged from the facilitated transport film 20a and permeating through the porous support 20b.
The acidic gas separation membrane 20 including the facilitated transport membrane 20a, the porous support 20b, and the intermediate layer 20c will be described in detail later.

透過ガス流路用部材26は、キャリアと反応して酸性ガス分離膜20を透過した酸性ガスGcを、中心筒12の貫通孔12aに流すための部材である。
前述のように、図示例において、積層体14aは、酸性ガス分離膜20を促進輸送膜20aを内側にして二つ折りにして、供給ガス流路用部材24を挟み込んだ挟持体36を有する。
この挟持体36に、透過ガス流路用部材26を積層して、接着剤層30で接着することにより、1つの積層体14aが構成される。
透過ガス流路用部材26は、積層体14aの間でスペーサとして機能して、積層体14aの巻回中心(内側)に向かって中心筒12の貫通孔12aに至る、原料ガスGから分離した酸性ガスGcの流路を構成する。また、この酸性ガスGcの流路を適正に形成するために、後述する接着剤層30が浸透する必要が有る。この点を考慮すると、透過ガス流路用部材26は、供給ガス流路用部材24と同様、ネット状(メッシュ状/ネット状)、織布状、不織布状、多孔質状等の部材が好ましい。
The permeating gas channel member 26 is a member for allowing the acidic gas Gc that has reacted with the carrier and permeated through the acidic gas separation membrane 20 to flow through the through hole 12a of the central cylinder 12.
As described above, in the illustrated example, the stacked body 14a has the sandwiching body 36 in which the acidic gas separation membrane 20 is folded in half with the facilitated transport membrane 20a inside, and the supply gas flow path member 24 is sandwiched.
By laminating the permeating gas flow path member 26 on the sandwiching body 36 and bonding them with the adhesive layer 30, one laminated body 14a is formed.
The permeating gas flow path member 26 functions as a spacer between the stacked bodies 14a and is separated from the source gas G that reaches the through hole 12a of the central cylinder 12 toward the winding center (inner side) of the stacked body 14a. The flow path of the acid gas Gc is configured. Further, in order to properly form the flow path of the acidic gas Gc, the adhesive layer 30 described later needs to penetrate. In consideration of this point, the permeating gas channel member 26 is preferably a net-like (mesh / net-like), woven fabric, non-woven fabric, porous material or the like, similar to the supply gas channel member 24. .

なお、本発明において、積層体14aは、折り返した酸性ガス分離膜20に供給ガス流路用部材24を挟み込んだ挟持体36を用いる構成に限定はされない。例えば、酸性ガス分離膜20の表面に供給ガス流路用部材24を貼着したものを用いて、挟持体36と同様に積層体を構成してもよい。
また、後述する図6(A)に示す、2枚の酸性ガス分離膜20を貼着してなる分離膜貼着体20Aを利用する場合でも、供給ガス流路用部材24は、折り返した分離膜貼着体20Aに挟み込まれてもよく、あるいは、分離膜貼着体20Aに貼着されてもよい。
In the present invention, the laminated body 14a is not limited to the configuration using the sandwiching body 36 in which the supply gas flow path member 24 is sandwiched between the folded acidic gas separation membrane 20. For example, the laminated body may be configured in the same manner as the sandwiching body 36 by using the supply gas flow path member 24 attached to the surface of the acidic gas separation membrane 20.
6A, which will be described later, the supply gas flow path member 24 is folded back even when the separation membrane adhesive 20A formed by adhering two acidic gas separation membranes 20 is used. It may be sandwiched between the membrane sticking bodies 20A, or may be stuck to the separation membrane sticking bodies 20A.

透過ガス流路用部材26の形成材料は、十分な強度や耐熱性を有するものであれば、各種の材料が利用可能である。具体的には、エポキシ含浸ポリエステルなどのポリエステル系の材料、ポリプロピレンなどのポリオレフィン系材料、ポリテトラフルオロエチレンなどのフッ素系の材料、金属、ガラス、セラミックスなどの無機材料等が、好適に例示される。このような透過ガス流路用部材26の形成材料は、複数の材料を併用してもよい。また、同一材料のものを、複数、重ねて用いてもよい。   Various materials can be used as the material for forming the permeating gas channel member 26 as long as it has sufficient strength and heat resistance. Specifically, polyester-based materials such as epoxy-impregnated polyester, polyolefin-based materials such as polypropylene, fluorine-based materials such as polytetrafluoroethylene, inorganic materials such as metal, glass, and ceramics are preferably exemplified. . A plurality of materials may be used in combination as the material for forming such a permeating gas channel member 26. Further, a plurality of the same materials may be used.

透過ガス流路用部材26の厚さは、原料ガスGの供給量や要求される処理能力等に応じて、適宜、決定すれば良い。
具体的には、100〜1000μmが好ましく、150〜950μmがより好ましく、200〜900μmが特に好ましい。
The thickness of the permeating gas channel member 26 may be appropriately determined according to the supply amount of the raw material gas G, the required processing capacity, and the like.
Specifically, 100 to 1000 μm is preferable, 150 to 950 μm is more preferable, and 200 to 900 μm is particularly preferable.

前述のように、透過ガス流路用部材26は、原料ガスGから分離されて酸性ガス分離膜20を透過した酸性ガスGcの流路となる。
そのため、透過ガス流路用部材26は、流れるガスに対しての抵抗が少ないのが好ましい。具体的には、空隙率が高く、圧をかけたときの変形が少なく、かつ、圧損が少ないのが好ましい。
As described above, the permeating gas channel member 26 is a channel for the acidic gas Gc that is separated from the source gas G and permeates the acidic gas separation membrane 20.
Therefore, it is preferable that the permeating gas channel member 26 has a low resistance to the flowing gas. Specifically, it is preferable that the porosity is high, the deformation is small when pressure is applied, and the pressure loss is small.

透過ガス流路用部材26の空隙率は、30〜99%が好ましく、35〜97.5%がより好ましく、40〜95%が特に好ましい。
圧をかけたときの変形は、引張試験を行ったときの伸度で近似できる。透過ガス流路用部材26は、10N/10mm幅の荷重をかけたときの伸度が5%以内であることが好ましく、4%以内であることがより好ましい。
圧損は、一定の流量で流した圧縮空気の流量損失で近似できる。透過ガス流路用部材26は、15cm角の透過ガス流路用部材26に、室温で15L(リットル)/minの空気を流した際に、流量損失が7.5L/min以内であるのが好ましく、7L/min以内であるのがより好ましい。
The porosity of the permeating gas channel member 26 is preferably 30 to 99%, more preferably 35 to 97.5%, and particularly preferably 40 to 95%.
Deformation when pressure is applied can be approximated by elongation when a tensile test is performed. The permeating gas channel member 26 preferably has an elongation of 5% or less and more preferably 4% or less when a load of 10 N / 10 mm width is applied.
The pressure loss can be approximated by a flow rate loss of compressed air that flows at a constant flow rate. The permeate gas channel member 26 has a flow rate loss of 7.5 L / min or less when air of 15 L (liter) / min is passed through the 15 cm square permeate gas channel member 26 at room temperature. Preferably, it is within 7 L / min.

積層体14aは、供給ガス流路用部材24、酸性ガス分離膜20、および、透過ガス流路用部材26を積層してなるものである。
また、前述のように、酸性ガス分離膜20は、促進輸送膜20aと、この促進輸送膜20aを実質的に支持する多孔質支持体20bと、促進輸送膜20aのキャリアが多孔質支持体20bを透過することを防止する中間層20cとから形成される。
The laminated body 14a is formed by laminating a supply gas flow path member 24, an acidic gas separation membrane 20, and a permeate gas flow path member 26.
As described above, the acidic gas separation membrane 20 includes the facilitated transport membrane 20a, the porous support 20b that substantially supports the facilitated transport membrane 20a, and the carrier of the facilitated transport membrane 20a is the porous support 20b. And an intermediate layer 20c that prevents the light from being transmitted therethrough.

ここで、本発明の分離モジュール10においては、この中間層20cは、促進輸送膜20aと多孔質支持体20bとの間に位置し、多孔質支持体20bの上に位置する支持体上領域と、多孔質支持体20bの内部の染み込み領域とを有する。また、中間層20cは、支持体上領域の厚さTaと、染み込み領域の厚さTbとの比『Tb/Ta』が0.1〜100であり、かつ、ガス透過性が500Barrer以上である。
以下、図3を参照して、本発明の分離モジュール10における酸性ガス分離膜20について、詳細に説明する。
Here, in the separation module 10 of the present invention, the intermediate layer 20c is located between the facilitated transport membrane 20a and the porous support 20b, and a support upper region located on the porous support 20b. And a permeation region inside the porous support 20b. Further, the intermediate layer 20c has a ratio “Tb / Ta” of the thickness Ta of the region on the support and the thickness Tb of the infiltrated region of 0.1 to 100 and a gas permeability of 500 Barrer or more. .
Hereinafter, the acidic gas separation membrane 20 in the separation module 10 of the present invention will be described in detail with reference to FIG.

前述のように、促進輸送膜20aは、原料ガスGから酸性ガスGcを選択的に透過させる機能を有している。言い換えると、促進輸送膜20aは、酸性ガスGcを選択的に輸送する機能を有している。
このような促進輸送膜20aは、少なくとも親水性ポリマー等の親水性化合物、酸性ガスと反応するキャリアおよび水等を含有する。
As described above, the facilitated transport film 20a has a function of selectively allowing the acidic gas Gc to permeate from the source gas G. In other words, the facilitated transport film 20a has a function of selectively transporting the acidic gas Gc.
Such a facilitated transport film 20a contains at least a hydrophilic compound such as a hydrophilic polymer, a carrier that reacts with an acidic gas, water, and the like.

親水性化合物はバインダーとして機能するものであり、促進輸送膜20aにおいて、水分を保持して、キャリアによる二酸化炭素等の酸性ガスの分離機能を発揮させる。また、親水性化合物は、耐熱性の観点から、架橋構造を有するのが好ましい。   The hydrophilic compound functions as a binder, retains moisture in the facilitated transport film 20a, and exhibits a function of separating an acidic gas such as carbon dioxide by the carrier. Moreover, it is preferable that a hydrophilic compound has a crosslinked structure from a heat resistant viewpoint.

親水性化合物は、水に溶けて塗布組成物を形成できると共に、促進輸送膜20aが高い親水性(保湿性)を有するのが好ましいという観点から、親水性が高いものが好ましい。
具体的には、親水性化合物は、生理食塩液の吸水量が0.5g/g以上の親水性を有することが好ましく、生理食塩液の吸水量が1g/g以上の親水性を有することがより好ましく、生理食塩液の吸水量が5g/g以上の親水性を有することがさらに好ましく、生理食塩液の吸水量が10g/g以上の親水性を有することが特に好ましく、生理食塩液の吸水量が20g/g以上の親水性を有することが最も好ましい。
From the viewpoint that the hydrophilic compound can be dissolved in water to form a coating composition, and the facilitated transport film 20a preferably has high hydrophilicity (moisturizing property), those having high hydrophilicity are preferable.
Specifically, the hydrophilic compound preferably has a hydrophilicity of 0.5 g / g or more in physiological saline, and has a hydrophilicity of 1 g / g or more in physiological saline. More preferably, the physiological saline has a hydrophilicity of 5 g / g or more, more preferably, the physiological saline has a hydrophilicity of 10 g / g or more, and the physiological saline has a hydrophilicity. Most preferably, the amount has a hydrophilicity of 20 g / g or more.

親水性化合物の重量平均分子量は、安定な膜を形成し得る範囲で、適宜、選択すればよい。具体的には、20,000〜2,000,000が好ましく、25,000〜2,000,000がより好ましく、30,000〜2,000,000が特に好ましい。
親水性化合物の重量平均分子量を20,000以上とすることで、安定して十分な膜強度を有する促進輸送膜20aを得ることができる。
親水性化合物が架橋可能基としてヒドロキシ基(−OH)を有する場合には、親水性化合物は、重量平均分子量が30,000以上であるのが好ましい。この際には、重量平均分子量は更に好ましくは40,000以上であり、より好ましくは、50,000以上である。また、親水性化合物が架橋可能基としてヒドロキシ基を有する場合には、製造適性の観点から、重量平均分子量は、6,000,000以下であることが好ましい。
架橋可能基としてアミノ基(−NH2)を有する場合には、親水性化合物は、重量平均分子量が10,000以上であるものが好ましい。この際には、親水性化合物の重量平均分子量は、15,000以上であるのがより好ましく、20,000以上であるのが特に好ましい。また、親水性化合物が、架橋可能基としてアミノ基を有する場合には、製造適性の観点から、重量平均分子量は、1,000,000以下であるのが好ましい。
親水性化合物の重量平均分子量は、例えば、親水性化合物としてポリビニルアルコール(PVA)を用いる場合には、JIS K 6726に準じて測定した値を用いればよい。また、市販品を用いる場合には、カタログ、仕様書などで公称される分子量を用いればよい。
What is necessary is just to select the weight average molecular weight of a hydrophilic compound suitably in the range which can form a stable film | membrane. Specifically, 20,000 to 2,000,000 is preferable, 25,000 to 2,000,000 is more preferable, and 30,000 to 2,000,000 is particularly preferable.
By setting the weight average molecular weight of the hydrophilic compound to 20,000 or more, the facilitated transport film 20a having a stable and sufficient film strength can be obtained.
When the hydrophilic compound has a hydroxy group (—OH) as a crosslinkable group, the hydrophilic compound preferably has a weight average molecular weight of 30,000 or more. In this case, the weight average molecular weight is more preferably 40,000 or more, and more preferably 50,000 or more. When the hydrophilic compound has a hydroxy group as a crosslinkable group, the weight average molecular weight is preferably 6,000,000 or less from the viewpoint of production suitability.
In the case of having an amino group (—NH 2 ) as a crosslinkable group, the hydrophilic compound preferably has a weight average molecular weight of 10,000 or more. In this case, the weight average molecular weight of the hydrophilic compound is more preferably 15,000 or more, and particularly preferably 20,000 or more. Moreover, when a hydrophilic compound has an amino group as a crosslinkable group, it is preferable that a weight average molecular weight is 1,000,000 or less from a viewpoint of manufacture aptitude.
For example, when polyvinyl alcohol (PVA) is used as the hydrophilic compound, the weight average molecular weight of the hydrophilic compound may be a value measured according to JIS K 6726. Moreover, when using a commercial item, what is necessary is just to use the molecular weight nominally mentioned in a catalog, a specification, etc.

親水性化合物を形成する架橋可能基としては、耐加水分解性の架橋構造を形成し得るものが、好ましく選択される。
具体的には、ヒドロキシ基、アミノ基、塩素原子、シアノ基、カルボキシ基、および、エポキシ基等が例示される。これらの中でも、アミノ基およびヒドロキシ基が好ましく例示される。さらに、最も好ましくは、キャリアとの親和性およびキャリア担持効果の観点から、ヒドロキシ基が例示される。
As the crosslinkable group forming the hydrophilic compound, those capable of forming a hydrolysis-resistant crosslinked structure are preferably selected.
Specific examples include a hydroxy group, an amino group, a chlorine atom, a cyano group, a carboxy group, and an epoxy group. Among these, an amino group and a hydroxy group are preferably exemplified. Furthermore, most preferably, a hydroxy group is illustrated from the viewpoint of affinity with a carrier and a carrier carrying effect.

親水性化合物としては、具体的には、単一の架橋可能基を有するものとしては、ポリアリルアミン、ポリアクリル酸、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリアクリルアミド、ポリエチレンイミン、ポリビニルアミン、ポリオルニチン、ポリリジン、ポリエチレンオキサイド、水溶性セルロース、デンプン、アルギン酸、キチン、ポリスルホン酸、ポリヒドロキシメタクリレート、ポリ−N−ビニルアセトアミドなどが例示される。最も好ましくはポリビニルアルコールである。また、親水性化合物としては、これらの共重合体も例示される。   Specific examples of the hydrophilic compound include those having a single crosslinkable group such as polyallylamine, polyacrylic acid, polyvinyl alcohol, polyvinylpyrrolidone, polyacrylamide, polyethyleneimine, polyvinylamine, polyornithine, polylysine, Examples include polyethylene oxide, water-soluble cellulose, starch, alginic acid, chitin, polysulfonic acid, polyhydroxymethacrylate, poly-N-vinylacetamide and the like. Most preferred is polyvinyl alcohol. Moreover, as a hydrophilic compound, these copolymers are also illustrated.

複数の架橋可能基を有する親水性化合物としては、ポリビニルアルコール−ポリアクリル酸共重合体が例示される。ポリビニルアルコール−ポリアクリル塩共重合体は、吸水能が高い上に、高吸水時においてもハイドロゲルの強度が大きいため好ましい。
ポリビニルアルコール−ポリアクリル酸共重合体におけるポリアクリル酸の含有率は、例えば1〜95モル%、好ましくは2〜70モル%、より好ましくは3〜60モル%、特に好ましくは5〜50モル%である。なお、アクリル酸の含有率は、公知の合成方法で制御することができる。
なお、ポリビニルアルコール−ポリアクリル酸共重合体において、ポリアクリル酸は、塩であってもよい。この際におけるポリアクリル酸塩としては、ナトリウム塩、カリウム塩等のアルカリ金属塩の他、アンモニウム塩や有機アンモニウム塩等が例示される。
Examples of the hydrophilic compound having a plurality of crosslinkable groups include polyvinyl alcohol-polyacrylic acid copolymers. A polyvinyl alcohol-polyacrylic salt copolymer is preferable because of its high water absorption ability and high hydrogel strength even at high water absorption.
The content of polyacrylic acid in the polyvinyl alcohol-polyacrylic acid copolymer is, for example, 1 to 95 mol%, preferably 2 to 70 mol%, more preferably 3 to 60 mol%, and particularly preferably 5 to 50 mol%. It is. The content of acrylic acid can be controlled by a known synthesis method.
In the polyvinyl alcohol-polyacrylic acid copolymer, the polyacrylic acid may be a salt. Examples of the polyacrylic acid salt in this case include ammonium salts and organic ammonium salts in addition to alkali metal salts such as sodium salts and potassium salts.

ポリビニルアルコールは市販品としても入手可能である。具体的には、PVA117(クラレ社製)、ポバール(クラレ製)、ポリビニルアルコール(アルドリッチ社製)、J−ポバール(日本酢ビ・ポバール社製)等が例示される。分子量のグレードは種々存在するが、重量平均分子量が130,000〜300,000のものが好ましい。
ポリビニルアルコール−ポリアクリル酸塩共重合体(ナトリウム塩)も、市販品として入手可能である。例えば、クラストマーAP20(クラレ社製)が例示される。
Polyvinyl alcohol is also available as a commercial product. Specific examples include PVA117 (manufactured by Kuraray Co., Ltd.), poval (manufactured by Kuraray), polyvinyl alcohol (manufactured by Aldrich), J-poval (manufactured by Nippon Vinegarten Poval). Although there are various molecular weight grades, those having a weight average molecular weight of 130,000 to 300,000 are preferred.
A polyvinyl alcohol-polyacrylate copolymer (sodium salt) is also available as a commercial product. For example, Crustomer AP20 (made by Kuraray Co., Ltd.) is exemplified.

なお、本発明の製造方法において、促進輸送膜20aの親水性化合物は、2種以上を混合して使用してもよい。   In the production method of the present invention, two or more hydrophilic compounds of the facilitated transport film 20a may be mixed and used.

親水性化合物の含有量は、形成した促進輸送膜20aにおいて、親水性化合物がバインダーとして機能し、かつ、水分を十分に保持できる量を、親水性組成物やキャリアの種類等に応じて、適宜、設定すればよい。
具体的には、促進輸送膜20aにおける親水性化合物の含有量は、0.5〜50質量%が好ましく、0.75〜30質量%がより好ましく、1〜15質量%が特に好ましい。親水性化合物の含有量を、この範囲とすることにより、上述のバインダーとしての機能および水分保持機能を、安定して、好適に発現できる。
In the formed facilitated transport film 20a, the content of the hydrophilic compound is appropriately determined depending on the type of the hydrophilic composition, the carrier, etc. , You can set.
Specifically, the content of the hydrophilic compound in the facilitated transport film 20a is preferably 0.5 to 50% by mass, more preferably 0.75 to 30% by mass, and particularly preferably 1 to 15% by mass. By setting the content of the hydrophilic compound within this range, the above-described function as a binder and moisture retention function can be stably and suitably expressed.

親水性化合物の架橋構造は、熱架橋、紫外線架橋、電子線架橋、放射線架橋、光架橋等、公知の手法により形成できる。
好ましくは光架橋もしくは熱架橋であり、最も好ましくは熱架橋である。
The crosslinked structure of the hydrophilic compound can be formed by a known method such as thermal crosslinking, ultraviolet crosslinking, electron beam crosslinking, radiation crosslinking, or photocrosslinking.
Photocrosslinking or thermal crosslinking is preferred, and thermal crosslinking is most preferred.

促進輸送膜20aの形成には、親水性組成物と共に、架橋剤を用いるのが好ましい。すなわち、促進輸送膜20aを形成するための塗布組成物は、架橋剤を含有するのが好ましい。
架橋剤としては、親水性化合物と反応し、熱架橋や光架橋等の架橋し得る官能基を2以上有する架橋剤を含むものが選択される。また、形成された架橋構造は、耐加水分解性の架橋構造となるのが好ましい。
このような観点から、塗布組成物に添加される架橋剤としては、エポキシ架橋剤、多価グリシジルエーテル、多価アルコール、多価イソシアネート、多価アジリジン、ハロエポキシ化合物、多価アルデヒド、多価アミン、有機金属系架橋剤などが好適に例示される。より好ましくは多価アルデヒド、有機金属系架橋剤およびエポキシ架橋剤であり、中でも、アルデヒド基を2以上有するグルタルアルデヒドやホルムアルデヒドなどの多価アルデヒドが好ましい。
For the formation of the facilitated transport film 20a, it is preferable to use a crosslinking agent together with the hydrophilic composition. That is, the coating composition for forming the facilitated transport film 20a preferably contains a crosslinking agent.
As the crosslinking agent, one containing a crosslinking agent that reacts with a hydrophilic compound and has two or more functional groups capable of crosslinking such as thermal crosslinking or photocrosslinking is selected. The formed crosslinked structure is preferably a hydrolysis-resistant crosslinked structure.
From such a viewpoint, as a crosslinking agent added to the coating composition, an epoxy crosslinking agent, a polyvalent glycidyl ether, a polyhydric alcohol, a polyvalent isocyanate, a polyvalent aziridine, a haloepoxy compound, a polyvalent aldehyde, a polyvalent amine, An organic metal type crosslinking agent etc. are illustrated suitably. More preferred are polyvalent aldehydes, organometallic crosslinking agents and epoxy crosslinking agents, and among them, polyvalent aldehydes such as glutaraldehyde and formaldehyde having two or more aldehyde groups are preferred.

エポキシ架橋剤としては、エポキシ基を2以上有する化合物であり、4以上有する化合物も好ましい。エポキシ架橋剤は市販品としても入手可能であり、例えば、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル(共栄社化学株式会社製、エポライト100MF等)、ナガセケムテックス社製EX−411、EX−313、EX−614B、EX−810、EX−811、EX−821、EX−830、日油株式会社製エピオールE400などが例示される。
エポキシ架橋剤に類似する化合物として、環状エーテルを有するオキセタン化合物も、好ましく使用される。オキセタン化合物としては、官能基を2以上有する多価グリシジルエーテルが好ましく、市販品としては、例えばナガセケムテックス社製EX−411、EX−313、EX−614B、EX−810、EX−811、EX−821、EX−830、などが例示される。
As an epoxy crosslinking agent, it is a compound which has 2 or more of epoxy groups, and the compound which has 4 or more is also preferable. The epoxy crosslinking agent is also available as a commercial product, for example, trimethylolpropane triglycidyl ether (manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd., Epolite 100MF, etc.), Nagase ChemteX Corporation EX-411, EX-313, EX-614B, Examples include EX-810, EX-811, EX-821, EX-830, NOF Corporation Epiol E400, and the like.
As a compound similar to an epoxy crosslinking agent, an oxetane compound having a cyclic ether is also preferably used. The oxetane compound is preferably a polyvalent glycidyl ether having two or more functional groups, and commercially available products include, for example, EX-411, EX-313, EX-614B, EX-810, EX-811, EX manufactured by Nagase ChemteX Corporation. -821, EX-830, and the like.

多価グリシジルエーテルとしては、例えば、エチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、グリセロールポリグリシジルエーテル、ジグリセロールポリグリシジルエーテル、ポリグリセロールポリグリシジルエーテル、ソルビトールポリグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールポリグリシジルエーテル、プロピレングリコールグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル等が例示される。   Examples of the polyvalent glycidyl ether include ethylene glycol diglycidyl ether, polyethylene glycol diglycidyl ether, glycerol polyglycidyl ether, diglycerol polyglycidyl ether, polyglycerol polyglycidyl ether, sorbitol polyglycidyl ether, pentaerythritol polyglycidyl ether, propylene Examples include glycol glycidyl ether and polypropylene glycol diglycidyl ether.

多価アルコールとしては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ポリエチレングリコール、グリセリン、ポリグリセリン、プロピレングリコール、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、ポリオキシプロピル、オキシエチエンオキシプロピレンブロック共重合体、ペンタエリスリトール、ソビトール等が例示される。   Examples of the polyhydric alcohol include ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, polyethylene glycol, glycerin, polyglycerin, propylene glycol, diethanolamine, triethanolamine, polyoxypropyl, and oxyethylene oxypropylene block copolymer. Examples include coalescence, pentaerythritol, and sobitol.

多価イソシアネートとしては、例えば、2,4−トルイレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート等が例示される。
多価アジリジンとしては、例えば、2,2−ビスヒドロキシメチルブタノール−トリス[3−(1−アシリジニル)プロピオネート]、1,6−ヘキサメチレンジエチレンウレア、ジフェニルメタン−ビス−4,4’−N,N’−ジエチレンウレア等が例示される。
Examples of the polyvalent isocyanate include 2,4-toluylene diisocyanate and hexamethylene diisocyanate.
Examples of the polyvalent aziridine include 2,2-bishydroxymethylbutanol-tris [3- (1-acylidinyl) propionate], 1,6-hexamethylenediethyleneurea, diphenylmethane-bis-4,4′-N, N. Examples include '-diethylene urea.

ハロエポキシ化合物としては、例えば、エピクロルヒドリン、α−メチルクロルヒドリン等が例示される。
多価アルデヒドとしては、例えば、グルタルアルデヒド、グリオキサール等が例示される。
多価アミンとしては、例えば、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ペンタエチレンヘキサミン、ポリエチレンイミン等が例示される。
さらに、有機金属系架橋剤としては、例えば、有機チタン架橋剤、有機ジルコニア架橋剤等が例示される。
Examples of the haloepoxy compound include epichlorohydrin and α-methylchlorohydrin.
Examples of the polyvalent aldehyde include glutaraldehyde and glyoxal.
Examples of the polyvalent amine include ethylenediamine, diethylenetriamine, triethylenetetramine, tetraethylenepentamine, pentaethylenehexamine, and polyethyleneimine.
Furthermore, examples of the organometallic crosslinking agent include organic titanium crosslinking agents and organic zirconia crosslinking agents.

例えば、親水性化合物として、重量平均分子量が130,000以上のポリビニルアルコールを用いる場合には、この親水性化合物と反応性が良好で、加水分解耐性も優れている架橋構造が形成可能である点から、架橋剤として、エポキシ架橋剤やグルタルアルデヒドが好ましく利用される。
親水性化合物として、ポリビニルアルコール−ポリアクリル酸共重合体を用いる場合は、架橋剤として、エポキシ架橋剤やグルタルアルデヒドが好ましく利用される。
親水性化合物として、重量平均分子量が10,000以上のポリアリルアミンを用いる場合には、この親水性化合物と反応性が良好で、加水分解耐性も優れている架橋構造が形成可能である点から、架橋剤として、エポキシ架橋剤、グルタルアルデヒド、および、有機金属架橋剤が好ましく利用される。
親水性化合物として、ポリエチレンイミンやポリアリルアミンを用いる場合には、架橋剤として、エポキシ架橋剤が好ましく利用される。
For example, when polyvinyl alcohol having a weight average molecular weight of 130,000 or more is used as the hydrophilic compound, it is possible to form a crosslinked structure having good reactivity with this hydrophilic compound and excellent hydrolysis resistance. Therefore, an epoxy crosslinking agent or glutaraldehyde is preferably used as the crosslinking agent.
When a polyvinyl alcohol-polyacrylic acid copolymer is used as the hydrophilic compound, an epoxy crosslinking agent or glutaraldehyde is preferably used as the crosslinking agent.
When a polyallylamine having a weight average molecular weight of 10,000 or more is used as the hydrophilic compound, it is possible to form a crosslinked structure having good reactivity with this hydrophilic compound and excellent hydrolysis resistance. As the crosslinking agent, an epoxy crosslinking agent, glutaraldehyde, and an organometallic crosslinking agent are preferably used.
When polyethyleneimine or polyallylamine is used as the hydrophilic compound, an epoxy crosslinking agent is preferably used as the crosslinking agent.

架橋剤の量は、親水性化合物や架橋剤の種類に応じて、適宜、設定すればよい。
具体的には、親水性化合物が有する架橋可能基量100質量部に対して0.001〜80質量部が好ましく、0.01〜60質量部がより好ましく、0.1〜50質量部が特に好ましい。架橋剤の含有量を上記範囲とすることにより、架橋構造の形成性が良好であり、かつ、形状維持性に優れる促進輸送膜を得ることができる。
親水性化合物が有する架橋可能基に着目すれば、架橋構造は、親水性化合物が有する架橋可能基100molに対し、架橋剤0.001〜80molを反応させて形成されたものであるのが好ましい。
What is necessary is just to set the quantity of a crosslinking agent suitably according to the kind of hydrophilic compound and crosslinking agent.
Specifically, the amount is preferably 0.001 to 80 parts by weight, more preferably 0.01 to 60 parts by weight, and particularly preferably 0.1 to 50 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the crosslinkable group possessed by the hydrophilic compound. preferable. By setting the content of the cross-linking agent in the above range, a facilitated transport film having good cross-linking structure formation and excellent shape maintainability can be obtained.
Focusing on the crosslinkable group possessed by the hydrophilic compound, the crosslinked structure is preferably formed by reacting 0.001 to 80 mol of a crosslinking agent with respect to 100 mol of the crosslinkable group possessed by the hydrophilic compound.

促進輸送膜20aは、金属元素を含有するのが好ましい。促進輸送膜20aの好適態様の一つとしては、促進輸送膜が、Ti、Zr、Al、Si、およびZnからなる群から選択される少なくとも1種以上の金属元素を含有する態様が挙げられる。このような金属元素が含まれることにより、促進輸送膜20aの強度が向上する。特に、後述するように、上記金属元素を含む架橋構造が形成されることにより、促進輸送膜20aの強度がより向上し、結果として、例えばスパイラル状に巻回する際における促進輸送膜20aの劣化がより抑制される。   The facilitated transport film 20a preferably contains a metal element. One preferred embodiment of the facilitated transport film 20a includes an embodiment in which the facilitated transport film contains at least one metal element selected from the group consisting of Ti, Zr, Al, Si, and Zn. By including such a metal element, the strength of the facilitated transport film 20a is improved. In particular, as described later, the strength of the facilitated transport film 20a is further improved by forming a cross-linked structure containing the metal element, and as a result, the facilitated transport film 20a is deteriorated when wound in a spiral shape, for example. Is more suppressed.

このような金属元素を含む促進輸送膜20aの形態は、特に制限はされないが、以下の式(1)で表される構造単位を含む促進輸送膜が好ましい。なお、以下式(1)中、*は結合位置を表す。
式(1) M−(O−*)
上記式中、Mは、Ti(チタン)、Zr(ジルコニウム)、Al(アルミニウム)、Si(珪素)、およびZn(亜鉛)からなる群から選択される金属元素を表す。
mは、Mで表される金属元素の価数を表す。例えば、以下に示すように、MがZnの場合にはmは2を表し、MがAlの場合にはmは3を表し、MがTi、ZrおよびSiの場合にはmは4を表す。
より具体的に、以下にmが2〜4の場合の構造式(式(2)〜式(4))を示す。
The form of the facilitated transport film 20a containing such a metal element is not particularly limited, but a facilitated transport film containing a structural unit represented by the following formula (1) is preferable. In the following formula (1), * represents a bonding position.
Formula (1) M- (O- *) m
In the above formula, M represents a metal element selected from the group consisting of Ti (titanium), Zr (zirconium), Al (aluminum), Si (silicon), and Zn (zinc).
m represents the valence of the metal element represented by M. For example, as shown below, m represents 2 when M is Zn, m represents 3 when M is Al, and m represents 4 when M is Ti, Zr, and Si. .
More specifically, structural formulas (formula (2) to formula (4)) when m is 2 to 4 are shown below.

上記式(1)で表される構造単位は、例えば、後述するように、加水分解性の化合物と、上述した架橋可能基(例えば、ヒドロキシ基)を有する親水性化合物とを併用することにより、促進輸送膜20a中に導入することができる。その場合、上記構造単位は、いわゆる架橋部位(架橋構造)として機能する。
なお、促進輸送膜20a中における上記式(1)で表される構造単位の検出方法としては、例えば、IR測定により特定のピークを検出することにより確認できる。必要に応じて、促進輸送膜20a中のキャリアを除去した後、残存する膜に対してIR測定を実施してもよい。
The structural unit represented by the above formula (1) can be obtained by using a hydrolyzable compound and a hydrophilic compound having a crosslinkable group (for example, a hydroxy group) as described above, for example, as described later. It can be introduced into the facilitated transport film 20a. In that case, the structural unit functions as a so-called cross-linked site (cross-linked structure).
In addition, as a detection method of the structural unit represented by the said Formula (1) in the facilitated-transport film | membrane 20a, it can confirm by detecting a specific peak by IR measurement, for example. If necessary, after removing the carriers in the facilitated transport film 20a, IR measurement may be performed on the remaining film.

促進輸送膜20a中における上記金属元素の合計質量は特に制限されないが、促進輸送膜20aの強度がより優れる点で、親水性化合物全質量に対して、上記金属元素の含有量が0.1〜50質量%であることが好ましく、0.3〜20質量%であることがより好ましく、0.5〜10質量%であることがさらに好ましい。
上記金属元素の含有量の測定方法は特に制限されないが、例えば、蛍光X線分析法によって測定可能である。
Although the total mass of the metal element in the facilitated transport film 20a is not particularly limited, the content of the metal element is 0.1 to 0.1% of the total mass of the hydrophilic compound in that the strength of the facilitated transport film 20a is more excellent. It is preferably 50% by mass, more preferably 0.3 to 20% by mass, and still more preferably 0.5 to 10% by mass.
Although the measuring method of content of the said metal element is not restrict | limited in particular, For example, it can measure by a fluorescent X ray analysis method.

上述したように、上記式(1)で表される構造単位を促進輸送膜20a中に導入する際には、上述した金属元素を含む加水分解性の化合物を使用することが好ましい。具体的には、式(5)で表される加水分解性金属化合物が挙げられる。これら化合物は、いわゆる有機金属系架橋剤として機能する。
式(5) M(X)
式(5)中、Mは、Ti(チタン)、Zr(ジルコニウム)、Al(アルミニウム)、Si(珪素)、およびZn(亜鉛)からなる群から選択される金属元素を表す。
Xは、加水分解性基を表す。加水分解性基としては、アルコキシル基、イソシアネート基、塩素原子などのハロゲン原子、オキシハロゲン基、アセチルアセトネート基、ヒドロキシ基などが挙げられる。複数のXは、同一であっても、異なっていてもよい。
mは、Mで表される金属元素の価数を表す。
As described above, when the structural unit represented by the above formula (1) is introduced into the facilitated transport film 20a, it is preferable to use a hydrolyzable compound containing the metal element described above. Specifically, the hydrolyzable metal compound represented by Formula (5) is mentioned. These compounds function as so-called organometallic crosslinking agents.
Formula (5) M (X) m
In formula (5), M represents a metal element selected from the group consisting of Ti (titanium), Zr (zirconium), Al (aluminum), Si (silicon), and Zn (zinc).
X represents a hydrolyzable group. Examples of the hydrolyzable group include an alkoxyl group, an isocyanate group, a halogen atom such as a chlorine atom, an oxyhalogen group, an acetylacetonate group, and a hydroxy group. A plurality of X may be the same or different.
m represents the valence of the metal element represented by M.

促進輸送膜20aにおいて、キャリア(酸性ガスキャリア)は、酸性ガス(例えば、炭酸ガス(CO2))と反応して、酸性ガスを輸送するものである。 In the facilitated transport film 20a, the carrier (acid gas carrier) reacts with an acid gas (for example, carbon dioxide gas (CO 2 )) to transport the acid gas.

キャリアは、酸性ガスと親和性を有し、かつ、塩基性を示す水溶性の化合物である。具体的には、アルカリ金属化合物、窒素含有化合物および硫黄酸化物等が例示される。
なお、キャリアは、間接的に酸性ガスと反応するものでも、キャリア自体が、直接、酸性ガスと反応するものでもよい。
前者は、供給ガス中に含まれる他のガスと反応し、塩基性を示し、その塩基性化合物と酸性ガスが反応するものなどが例示される。より具体的には、スチーム(水分)と反応してOH-を放出し、そのOH-がCO2と反応することで、促進輸送膜20a中に選択的にCO2を取り込むことができる化合物であり、例えば、アルカリ金属化合物である。
後者は、キャリア自体が塩基性であるようなもので、例えば、窒素含有化合物や硫黄酸化物である。
The carrier is a water-soluble compound having affinity with acidic gas and showing basicity. Specific examples include alkali metal compounds, nitrogen-containing compounds, and sulfur oxides.
The carrier may react indirectly with the acid gas, or the carrier itself may react directly with the acid gas.
The former reacts with other gas contained in the supply gas, shows basicity, and the basic compound reacts with acidic gas. More specifically, OH react with steam (water) - was released, the OH - that reacts with CO 2, a compound can be incorporated selectively CO 2 in facilitated transport membrane 20a For example, an alkali metal compound.
The latter is such that the carrier itself is basic, for example, a nitrogen-containing compound or a sulfur oxide.

アルカリ金属化合物としては、アルカリ金属炭酸塩、アルカリ金属重炭酸塩、および、アルカリ金属水酸化物等が例示される。ここで、アルカリ金属としては、セシウム、ルビジウム、カリウム、リチウム、および、ナトリウムから選ばれたアルカリ金属元素が好ましく用いられる。なお、本発明において、アルカリ金属化合物とは、アルカリ金属そのもののほか、その塩およびそのイオンも含む。   Examples of the alkali metal compound include alkali metal carbonates, alkali metal bicarbonates, and alkali metal hydroxides. Here, as the alkali metal, an alkali metal element selected from cesium, rubidium, potassium, lithium, and sodium is preferably used. In addition, in this invention, an alkali metal compound contains the salt and its ion other than alkali metal itself.

アルカリ金属炭酸塩としては、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸ルビジウム、および、炭酸セシウム等が例示される。
アルカリ金属重炭酸塩としては、炭酸水素リチウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、炭酸水素ルビジウム、および、炭酸水素セシウム等が例示される。
アルカリ金属水酸化物としては、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化ルビジウム、および、水酸化セシウム等が例示される。
これらの中でも、アルカリ金属炭酸塩が好ましく、また、酸性ガスとの親和性が良いという観点から、水に対する溶解度の高いカリウム、ルビジウム、および、セシウムを含む化合物が好ましい。
Examples of the alkali metal carbonate include lithium carbonate, sodium carbonate, potassium carbonate, rubidium carbonate, and cesium carbonate.
Examples of the alkali metal bicarbonate include lithium hydrogen carbonate, sodium hydrogen carbonate, potassium hydrogen carbonate, rubidium hydrogen carbonate, and cesium hydrogen carbonate.
Examples of the alkali metal hydroxide include lithium hydroxide, sodium hydroxide, potassium hydroxide, rubidium hydroxide, and cesium hydroxide.
Among these, alkali metal carbonates are preferable, and compounds having high solubility in water, potassium, rubidium, and cesium are preferable from the viewpoint of good affinity with acidic gas.

キャリアとしてアルカリ金属化合物を用いる際には、2種以上のキャリアを併用してもよい。
促進輸送膜20a中に2種以上のキャリアが存在することにより、膜中で異なるキャリアを距離的に離間させることができる。これにより、複数のキャリアの潮解性の違いによって、促進輸送膜20aの吸水性に起因して、製造時等に促進輸送膜20a同士や、促進輸送膜20aと他の部材とが貼着すること(ブロッキング)を、好適に抑制できる。
ブロッキングの抑制効果を、より好適に得られる等の点で、2種以上のアルカリ金属化合物をキャリアとして用いる場合には、潮解性を有する第1化合物と、第1化合物よりも潮解性が低く比重が小さい第2化合物を含むのが好ましい。一例として、第1化合物としては炭酸セシウムが、第2化合物としては炭酸カリウムが、例示される。
When using an alkali metal compound as a carrier, two or more kinds of carriers may be used in combination.
When two or more types of carriers are present in the facilitated transport film 20a, different carriers can be separated from each other in the film. Thereby, due to the difference in deliquescence of a plurality of carriers, due to the water absorption of the facilitated transport film 20a, the facilitated transport films 20a or the facilitated transport film 20a and other members are adhered to each other during production. (Blocking) can be suitably suppressed.
In the case where two or more alkali metal compounds are used as a carrier in terms of more suitably obtaining a blocking inhibitory effect, the first compound having deliquescence and the specific gravity having lower deliquescence than the first compound It is preferable to contain the 2nd compound with small. As an example, the first compound is exemplified by cesium carbonate, and the second compound is exemplified by potassium carbonate.

窒素含有化合物としては、グリシン、アラニン、セリン、プロリン、ヒスチジン、タウリン、ジアミノプロピオン酸などのアミノ酸類、ピリジン、ヒスチジン、ピペラジン、イミダゾール、トリアジンなどのヘテロ化合物類、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、モノプロパノールアミン、ジプロパノールアミン、トリプロパノールアミンなどのアルカノールアミン類、クリプタンド[2.1]、クリプタンド[2.2]などの環状ポリエーテルアミン類、クリプタンド[2.2.1]、クリプタンド[2.2.2]などの双環式ポリエーテルアミン類、ポルフィリン、フタロシアニン、エチレンジアミン四酢酸等が例示される。
硫黄化合物としては、シスチン、システインなどのアミノ酸類、ポリチオフェン、ドデシルチオール等が例示される。
Nitrogen-containing compounds include amino acids such as glycine, alanine, serine, proline, histidine, taurine, diaminopropionic acid, hetero compounds such as pyridine, histidine, piperazine, imidazole, triazine, monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine , Alkanolamines such as monopropanolamine, dipropanolamine and tripropanolamine, cyclic polyetheramines such as cryptand [2.1] and cryptand [2.2], cryptand [2.2.1] and cryptand [ And bicyclic polyetheramines such as 2.2.2], porphyrin, phthalocyanine, ethylenediaminetetraacetic acid and the like.
Examples of sulfur compounds include amino acids such as cystine and cysteine, polythiophene, dodecyl thiol and the like.

促進輸送膜20aにおけるキャリアの含有量は、キャリアや親水性化合物の種類等に応じて、適宜、設定すればよい。具体的には、促進輸送膜20aにおけるキャリアの量が、0.3〜30質量%となる量が好ましく、0.5〜25質量%となる量がより好ましく、1〜20質量%となる量が特に好ましい。
塗布組成物におけるキャリアの含有量を、上記範囲とすることにより、塗布前の塩析を好適に防ぐことができ、さらに、形成した促進輸送膜20aが、酸性ガスの分離機能を確実に発揮できる。
塗布組成物における親水性化合物とキャリアとの量比は、親水性化合物:キャリアの質量比で1:9〜2:3以下が好ましく、1:4〜2:3以下がより好ましく、3:7〜2:3が特に好ましい。
What is necessary is just to set suitably content of the carrier in the facilitated-transport film | membrane 20a according to the kind etc. of a carrier or a hydrophilic compound. Specifically, the amount of the carrier in the facilitated transport film 20a is preferably 0.3 to 30% by mass, more preferably 0.5 to 25% by mass, and 1 to 20% by mass. Is particularly preferred.
By setting the content of the carrier in the coating composition in the above range, salting out before coating can be suitably prevented, and the facilitated transport film 20a formed can reliably exhibit the function of separating acidic gas. .
The amount ratio of the hydrophilic compound to the carrier in the coating composition is preferably 1: 9 to 2: 3 or less, more preferably 1: 4 to 2: 3 or less, and more preferably 3: 7 in terms of the hydrophilic compound: carrier mass ratio. ~ 2: 3 is particularly preferred.

促進輸送膜20aは、必要に応じて、増粘剤を含有してもよい。すなわち、促進輸送膜20aを形成するための塗布組成物は、必要に応じて、増粘剤を含有してもよい。
増粘剤としては、例えば、寒天、カルボキシメチルセルロース、カラギナン、キタンサンガム、グァーガム、ペクチン等の増粘多糖類が好ましい。中でも、製膜性、入手の容易性、コストの点から、カルボキシメチセルロースが好ましい。
カルボキシメチルセルロースを用いることにより、少量の含有量で、所望粘度の塗布組成物が容易に得られるうえ、塗布組成物に含まれる溶媒以外の成分の少なくとも一部が塗布組成物中で溶解できずに析出してしまう恐れも少ない。
The facilitated transport film 20a may contain a thickener as necessary. That is, the coating composition for forming the facilitated-transport film | membrane 20a may contain a thickener as needed.
As the thickener, for example, thickening polysaccharides such as agar, carboxymethylcellulose, carrageenan, chitansan gum, guar gum and pectin are preferable. Among these, carboxymethylcellulose is preferable from the viewpoints of film forming property, availability, and cost.
By using carboxymethyl cellulose, a coating composition having a desired viscosity can be easily obtained with a small amount of content, and at least a part of components other than the solvent contained in the coating composition cannot be dissolved in the coating composition. There is little risk of precipitation.

増粘剤の含有量は、目的とする粘度に調節可能であれば、できるだけ少ないほうが好ましい。
一般的な指標としては、10質量%以下が好ましく、0.1〜5質量%がより好ましく、0.1〜2質量%以下がより好ましい。
The content of the thickener is preferably as small as possible as long as it can be adjusted to the target viscosity.
As a general index, 10% by mass or less is preferable, 0.1 to 5% by mass is more preferable, and 0.1 to 2% by mass or less is more preferable.

促進輸送膜20a(促進輸送膜20aを形成するための塗布組成物)は、このような親水性化合物、架橋剤およびキャリア、あるいはさらに増粘剤に加え、必要に応じて、各種の成分を含有してもよい。   The facilitated transport film 20a (coating composition for forming the facilitated transport film 20a) contains various components as necessary in addition to such a hydrophilic compound, a crosslinking agent and a carrier, or a thickener. May be.

このような成分としては、ジブチルヒドロキシトルエン(BHT)等の酸化防止剤、炭素数3〜20のアルキル基または炭素数3〜20のフッ化アルキル基と親水性基とを有する化合物やシロキサン構造を有する化合物等の特定化合物、オクタン酸ナトリウムや1−ヘキサスルホン酸ナトリウム等の界面活性剤、ポリオレフィン粒子やポリメタクリル酸メチル粒子等のポリマー粒子等が例示される。
その他、必要に応じて、触媒、保湿剤、吸湿剤、補助溶剤、膜強度調節剤、欠陥検出剤等を用いてもよい。
Examples of such components include an antioxidant such as dibutylhydroxytoluene (BHT), a compound having 3 to 20 carbon atoms or a fluorinated alkyl group having 3 to 20 carbon atoms and a hydrophilic group, and a siloxane structure. Specific compounds such as compounds having a surfactant, surfactants such as sodium octoate and sodium 1-hexasulfonate, polymer particles such as polyolefin particles and polymethyl methacrylate particles, and the like.
In addition, a catalyst, a humectant, a hygroscopic agent, an auxiliary solvent, a film strength modifier, a defect detector, and the like may be used as necessary.

また、本発明の分離モジュールにおいて、促進輸送膜20aの厚さ(厚さTc)は、促進輸送膜20aの組成等に応じて、目的とする性能を得られる膜厚を、適宜、設定すればよい。具体的には、3〜1000μmが好ましく、5〜500μmがより好ましく、5〜100μmが特に好ましい。
促進輸送膜20aの膜厚を、上記範囲とすることにより、ガス透過性能を向上できる、欠陥の発生を抑制できる等の点で好ましい。なお、促進輸送膜20aの膜厚は、走査型電子顕微鏡等を用いた断面観察によって測定できる。
Further, in the separation module of the present invention, the thickness (thickness Tc) of the facilitated transport membrane 20a may be set appropriately according to the composition of the facilitated transport membrane 20a and the like to obtain the desired performance. Good. Specifically, 3-1000 μm is preferable, 5-500 μm is more preferable, and 5-100 μm is particularly preferable.
By making the film thickness of the facilitated-transport film | membrane 20a into the said range, it is preferable at points, such as being able to improve gas-permeation performance and suppressing generation | occurrence | production of a defect. The film thickness of the facilitated transport film 20a can be measured by cross-sectional observation using a scanning electron microscope or the like.

多孔質支持体20b(以下、支持体20bとも言う)は、炭酸ガス等の酸性ガスの透過性を有し、かつ、支持体20bに形成された中間層20cおよび中間層20cに形成された促進輸送膜20aを支持するものである。
支持体20bは、この機能を有する物であれば、公知の各種の物が利用可能である。
The porous support 20b (hereinafter also referred to as the support 20b) is permeable to an acidic gas such as carbon dioxide, and has an intermediate layer 20c formed on the support 20b and an acceleration formed on the intermediate layer 20c. It supports the transport film 20a.
As the support 20b, various known materials can be used as long as they have this function.

本発明の製造方法において、支持体20bは、単層であってもよい。しかしながら、支持体20bは、多孔質膜と補助支持膜とを積層した2層構成であるのが好ましい。このような2層構成を有することにより、上記の酸性ガス透過性や、促進輸送膜20aの支持という機能を、より確実に発現する。
2層構成の支持体20bでは、多孔質膜が中間層20cの形成面となる。すなわち、多孔質膜が促進輸送膜20a側となる。
なお、多孔質支持体が単層である場合には、形成材料としては、以下に多孔質膜および補助支持膜で例示する各種の材料が利用可能である。
In the production method of the present invention, the support 20b may be a single layer. However, the support 20b preferably has a two-layer structure in which a porous film and an auxiliary support film are stacked. By having such a two-layer configuration, the above-described acidic gas permeability and the function of supporting the facilitated transport film 20a are more reliably expressed.
In the two-layer structure support 20b, the porous film serves as the formation surface of the intermediate layer 20c. That is, the porous membrane is on the facilitated transport membrane 20a side.
When the porous support is a single layer, various materials exemplified below as the porous film and the auxiliary support film can be used as the forming material.

多孔質膜は、耐熱性を有し、また加水分解性の少ない材料からなることが好ましい。このような多孔質膜としては、具体的には、ポリスルホン(PSF)、ポリエーテルスルホン、ポリプロピレン(PP)およびセルロースなどのメンブレンフィルター膜、ポリアミドやポリイミドの界面重合薄膜、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)や高分子量ポリエチレンの延伸多孔膜等が例示される。
中でも、PTFE等の含フッ素ポリマー、PPおよびPSFから選択される1以上の材料を含む多孔質膜は好ましく例示される。その中でも、PTFEや高分子量ポリエチレンの延伸多孔膜は、高い空隙率を有し、酸性ガス(特に炭酸ガス)の拡散阻害が小さく、さらに、強度、製造適性などの観点から好ましい。特に、耐熱性を有し、また加水分解性の少ない等の点で、PTFEの延伸多孔膜が、好適に利用される。
The porous membrane is preferably made of a material having heat resistance and low hydrolyzability. Specific examples of such a porous membrane include membrane filter membranes such as polysulfone (PSF), polyethersulfone, polypropylene (PP) and cellulose, interfacially polymerized thin films of polyamide and polyimide, polytetrafluoroethylene (PTFE). And a stretched porous membrane of high molecular weight polyethylene.
Among them, a porous film containing one or more materials selected from fluorine-containing polymers such as PTFE, PP and PSF is preferably exemplified. Among them, a stretched porous membrane of PTFE or high molecular weight polyethylene has a high porosity, is small in inhibition of diffusion of acidic gas (especially carbon dioxide gas), and is preferable from the viewpoints of strength, suitability for manufacturing, and the like. In particular, a stretched porous membrane of PTFE is preferably used in terms of heat resistance and low hydrolyzability.

多孔質膜としては、このような有機系の材料以外にも、無機系の材料あるいは有機−無機ハイブリッド材料を用いてもよい。
無機系の多孔質支持体としては、セラミックスを主成分とする多孔質基体が挙げられる。セラミックスを主成分とすることにより、耐熱性、耐食性等に優れ、機械的強度を高めることができる。セラミックスの種類には、特に限定は無く、一般的に使用されるセラミックスが、各種、利用可能である。セラミックとしては、一例として、アルミナ、シリカ、シリカ−アルミナ、ムライト、コージェライト、ジルコニア等が例示される。
また、2種類以上のセラミックスの併用、セラミックスと金属との複合化、セラミックスと有機化合物とを複合化した構成でもよい。
As the porous film, in addition to such an organic material, an inorganic material or an organic-inorganic hybrid material may be used.
Examples of the inorganic porous support include a porous substrate mainly composed of ceramics. By using ceramics as a main component, it is excellent in heat resistance, corrosion resistance, etc., and mechanical strength can be increased. There are no particular limitations on the type of ceramic, and various commonly used ceramics can be used. Examples of the ceramic include alumina, silica, silica-alumina, mullite, cordierite, and zirconia.
Further, a combination of two or more kinds of ceramics, a composite of ceramic and metal, or a composite of ceramic and organic compound may be used.

支持体20bにおいて、補助支持膜は、多孔質膜の補強用に備えられるものである。
補助支持膜は、要求される強度、耐延伸性および気体透過性を満たすものであれば、各種の物が利用可能である。例えば、不織布、織布、ネット、および、メッシュなどを、適宜、選択して用いることができる。
In the support 20b, the auxiliary support membrane is provided for reinforcing the porous membrane.
As the auxiliary support membrane, various materials can be used as long as they satisfy the required strength, stretch resistance and gas permeability. For example, a nonwoven fabric, a woven fabric, a net, and a mesh can be appropriately selected and used.

補助支持膜も、前述の多孔質膜と同様、耐熱性を有し、また加水分解性の少ない素材からなることが好ましい。
この点を考慮すると、不織布、織布、編布を構成する繊維としては、耐久性や耐熱性に優れる、ポリプロピレン(PP)などのポリオレフィン、アラミド(商品名)などの改質ポリアミド、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデンなどのフッ素含有樹脂などからなる繊維が好ましい。メッシュを構成する樹脂材料も同様の素材を用いるのが好ましい。これらの材料のうち、安価で力学的強度の強いPPからなる不織布は、特に好適に例示される。
The auxiliary support membrane is also preferably made of a material having heat resistance and low hydrolyzability, like the porous membrane described above.
Considering this point, the fibers constituting the nonwoven fabric, woven fabric, and knitted fabric are excellent in durability and heat resistance, polyolefin such as polypropylene (PP), modified polyamide such as aramid (trade name), polytetrafluoro Fibers made of fluorine-containing resins such as ethylene and polyvinylidene fluoride are preferred. It is preferable to use the same material as the resin material constituting the mesh. Among these materials, a non-woven fabric made of PP that is inexpensive and has high mechanical strength is particularly preferably exemplified.

支持体20bが補助支持膜を有することにより、力学的強度を向上できる。そのため、後述するように、いわゆるRtoR(ロール・トゥ・ロール(roll to roll))を利用して酸性ガス分離膜20を作成する場合でも、支持体20bに皺がよることを防止でき、生産性を高めることもできる。   When the support 20b has an auxiliary support film, the mechanical strength can be improved. Therefore, as will be described later, even when the acidic gas separation membrane 20 is formed by using so-called RtoR (roll to roll), it is possible to prevent wrinkles on the support 20b, and productivity. Can also be increased.

支持体20bは、薄すぎると強度に難がある。この点を考慮すると、多孔質膜の膜厚は5〜100μm、補助支持膜の膜厚は50〜300μmが好ましい。
また、支持体20bを単層にする場合には、支持体20bの厚さは、30〜500μmが好ましい。
If the support 20b is too thin, the strength is difficult. Considering this point, the thickness of the porous membrane is preferably 5 to 100 μm, and the thickness of the auxiliary support membrane is preferably 50 to 300 μm.
When the support 20b is a single layer, the thickness of the support 20b is preferably 30 to 500 μm.

中間層20cが形成される多孔質膜の最大孔径は、5μm以下が好ましく、1μm以下がより好ましく、0.3μm以下が特に好ましい。なお、多孔質膜の最大孔径は、例えば、パームポロメータで測定すればよい。
多孔質膜の孔の平均孔径は、0.001〜1μmが好ましく、0.001〜0.3μmがより好ましい。
多孔質膜の最大孔径や平均孔径を、この範囲とすることにより、後述する中間層20cの染み込みの制御性を向上でき、また、多孔質膜が酸性ガスの通過の妨げとなることを好適に防止でき、かつ、後述するシリコーン塗布組成物を塗布する際に、毛管現象などにより膜面が不均一になることを防げる。
The maximum pore diameter of the porous film on which the intermediate layer 20c is formed is preferably 5 μm or less, more preferably 1 μm or less, and particularly preferably 0.3 μm or less. In addition, what is necessary is just to measure the largest hole diameter of a porous membrane with a palm porometer, for example.
The average pore diameter of the pores of the porous membrane is preferably 0.001 to 1 μm, and more preferably 0.001 to 0.3 μm.
By setting the maximum pore size and the average pore size of the porous membrane within this range, it is possible to improve the controllability of the penetration of the intermediate layer 20c described later, and it is preferable that the porous membrane hinders the passage of acid gas. It is possible to prevent the film surface from becoming non-uniform due to capillarity or the like when a silicone coating composition described later is applied.

図3に概念的に示すように、本発明の分離モジュール10においては、酸性ガス分離膜20は、支持体20bと促進輸送膜20aとの間に、中間層20cを有する。
中間層20cは、支持体20b上の支持体上領域と、支持体20b内の染み込み領域とを有する。言い換えると、中間層20cは、支持体20b上の支持体上領域と、支持体20bに染み込んだ染み込み領域とを有する。
また、中間層20cは、支持体上領域の厚さTaと、染み込み領域の厚さTbとの比『Tb/Ta』が、0.1〜100である。さらに、中間層20cは、ガス透過性が500Barrer以上である。
本発明の分離モジュール10は、酸性ガス分離膜20が、このような中間層20cを有することにより、促進輸送膜20aから流出したキャリアが、支持体20bを透過することを防止して、耐久性の良好な分離モジュールを得ることができる。
As conceptually shown in FIG. 3, in the separation module 10 of the present invention, the acidic gas separation membrane 20 has an intermediate layer 20c between the support 20b and the facilitated transport membrane 20a.
The intermediate layer 20c has a support upper region on the support 20b and a permeation region in the support 20b. In other words, the intermediate layer 20c has a support upper region on the support 20b and a soaked region soaked in the support 20b.
In the intermediate layer 20c, the ratio “Tb / Ta” between the thickness Ta of the region on the support and the thickness Tb of the penetration region is 0.1 to 100. Furthermore, the intermediate layer 20c has a gas permeability of 500 Barrer or more.
In the separation module 10 of the present invention, the acidic gas separation membrane 20 has such an intermediate layer 20c, whereby the carrier flowing out from the facilitated transport membrane 20a is prevented from permeating the support 20b, and has durability. A good separation module can be obtained.

前述のように、促進輸送膜はゲル状であり、また、酸性ガスの分離時には、温度100〜130℃、湿度90%程度の原料ガスGを、1.5MPa程度の圧力で供給される。これにより、促進輸送膜を利用する酸性ガス分離膜は、使用によって、次第に、キャリアが促進輸送膜から抜けて支持体20bを透過して、酸性ガス分離能力が低下する。そのため、促進輸送膜を利用する酸性ガスモジュールは、耐久性が十分とは言えない。
また、前述の特許文献2のように、多孔質支持体と促進輸送膜との間に、キャリアの透過を防止するためのキャリア拡散抑制層を設けることも知られているが、要求される耐久性に応じて、キャリアの透過を十分に抑制するには至っていない。
As described above, the facilitated transport membrane is in the form of a gel, and when the acidic gas is separated, the source gas G having a temperature of 100 to 130 ° C. and a humidity of about 90% is supplied at a pressure of about 1.5 MPa. As a result, the acidic gas separation membrane using the facilitated transport membrane gradually loses its ability to separate the acidic gas as the carrier gradually escapes from the facilitated transport membrane through the support 20b. Therefore, the acid gas module using the facilitated transport membrane cannot be said to have sufficient durability.
In addition, as described in Patent Document 2, it is also known to provide a carrier diffusion suppression layer for preventing the permeation of carriers between the porous support and the facilitated transport film. Depending on the nature, the carrier permeation has not been sufficiently suppressed.

これに対して、本発明の分離モジュール10は、酸性ガス分離膜20が、所定厚さだけ支持体20bに染み込んだ、ガス透過性が500Barrer以上である中間層20cを有し、この中間層20cの上に促進輸送膜20aを形成する。
そのため、本発明によれば、促進輸送膜20aから抜けたキャリアが支持体20bを透過することを抑制して、キャリアの抜けに起因する酸性ガス分離性能の劣化を抑制した、耐久性の良好な分離モジュール10を得ることができる。
On the other hand, the separation module 10 of the present invention includes an intermediate layer 20c in which the acid gas separation membrane 20 has soaked into the support 20b by a predetermined thickness and has a gas permeability of 500 Barrer or more. A facilitated transport film 20a is formed thereon.
Therefore, according to the present invention, the carrier that has escaped from the facilitated transport film 20a is prevented from permeating the support 20b, and the deterioration of the acid gas separation performance due to the escape of the carrier is suppressed. A separation module 10 can be obtained.

本発明において、中間層20cのガス透過性が500Barrer(1Barrer=1×10-10cm3(STP)・cm/(sec・cm2・cmHg))未満では、酸性ガスの透過性が低下して所望の分離性能が得られない等の不都合が生じる。
上記不都合をより確実に回避できる等の点で、中間層20cのガス透過性は、700Barrer以上が好ましく、1000Barrer以上がより好ましい。
なお、本発明において、中間層20cのガス透過性は、支持体20bに中間層20cを形成した状態で測定すればよい。
In the present invention, when the gas permeability of the intermediate layer 20c is less than 500 Barrer (1 Barrer = 1 × 10 −10 cm 3 (STP) · cm / (sec · cm 2 · cmHg)), the permeability of the acidic gas is reduced. Inconveniences such as failure to obtain desired separation performance occur.
The gas permeability of the intermediate layer 20c is preferably 700 Barrer or more, more preferably 1000 Barrer or more, in that the above disadvantage can be avoided more reliably.
In the present invention, the gas permeability of the intermediate layer 20c may be measured with the intermediate layer 20c formed on the support 20b.

本発明において、中間層20cの支持体上領域と染み込み領域との厚さの比『Tb/Ta』は0.1〜100である。厚さの比『Tb/Ta』が0.1未満では、中間層20cと支持体20bとの密着性が低下し、高圧プロセスにおける耐久性の低下を招く等の不都合が生じる。
逆に、厚さの比『Tb/Ta』が100を超えると、事実上、中間層20cの膜厚が増加し、酸性ガスの透過性低下を招く等の不都合が生じる。
上記不都合をより確実に回避できる等の点で、厚さの比『Tb/Ta』は0.1〜50が好ましく、0.1〜10がより好ましい。
In the present invention, the ratio “Tb / Ta” of the thickness of the intermediate layer 20c between the region on the support and the infiltrated region is 0.1 to 100. If the thickness ratio “Tb / Ta” is less than 0.1, the adhesiveness between the intermediate layer 20c and the support 20b is lowered, resulting in inconveniences such as a reduction in durability in a high-pressure process.
On the other hand, when the thickness ratio “Tb / Ta” exceeds 100, the film thickness of the intermediate layer 20c is actually increased, resulting in inconveniences such as a decrease in acid gas permeability.
The thickness ratio “Tb / Ta” is preferably 0.1 to 50, more preferably 0.1 to 10 in that the above inconvenience can be avoided more reliably.

中間層20cの支持体上領域の厚さTaは、0.1〜10μmが好ましい。
厚さTaを上記範囲とすることにより、所望の酸性ガス分離性能を維持した状態で、キャリアの拡散を好適に抑制できる等の点で好ましい。
この点を考慮すると、支持体上領域の厚さTaは、0.1〜7μmがより好ましく、0.1〜4μmが特に好ましい。
The thickness Ta of the intermediate layer 20c on the support is preferably 0.1 to 10 μm.
By setting the thickness Ta to the above range, it is preferable in that the carrier diffusion can be suitably suppressed while maintaining the desired acidic gas separation performance.
Considering this point, the thickness Ta of the region on the support is more preferably 0.1 to 7 μm, and particularly preferably 0.1 to 4 μm.

他方、中間層20cの染み込み領域の厚さTbは、0.2〜10μmが好ましい。
厚さTbを上記範囲とすることにより、酸性ガス透過性の低下を抑制しつつ、所望の耐久性を確保できる等の点で好ましい。
この点を考慮すると、染み込み領域の厚さTbは、0.2〜5μmがより好ましく、0.2〜3μmが特に好ましい。
On the other hand, the thickness Tb of the soaking area of the intermediate layer 20c is preferably 0.2 to 10 μm.
By making thickness Tb into the said range, it is preferable at points, such as ensuring desired durability, suppressing the fall of acidic gas permeability.
Considering this point, the thickness Tb of the soaking area is more preferably 0.2 to 5 μm, and particularly preferably 0.2 to 3 μm.

中間層20cの厚さ(すなわち、Ta+Tb)は、0.5〜15μmが好ましい。
中間層20cの厚さ上記範囲とすることにより、後述する分離モジュール10の作製プロセスでの欠陥発生を抑制でき、さらに、酸性ガス透過性の低下を抑えながら所望の分離性能を得られる等の点で好ましい。
この点を考慮すると、中間層20cの厚さは、0.5〜10μmがより好ましく、0.5〜5μmが特に好ましい。
The thickness of the intermediate layer 20c (that is, Ta + Tb) is preferably 0.5 to 15 μm.
By setting the thickness of the intermediate layer 20c within the above range, it is possible to suppress the occurrence of defects in the process of manufacturing the separation module 10 described later, and to obtain desired separation performance while suppressing a decrease in acid gas permeability. Is preferable.
Considering this point, the thickness of the intermediate layer 20c is more preferably 0.5 to 10 μm, and particularly preferably 0.5 to 5 μm.

本発明の分離モジュール10において、酸性ガス分離膜20は、前述の促進輸送膜20aの厚さTcと、この中間層20cの厚さTa+Tbとの比『Tc/(Ta+Tb)』が、0.3〜500であるのが好ましい。
前述のように、促進輸送膜20aの厚さTcは、好ましくは3〜1000μmである。
In the separation module 10 of the present invention, the acid gas separation membrane 20 has a ratio “Tc / (Ta + Tb)” of the thickness Tc of the facilitated transport membrane 20a and the thickness Ta + Tb of the intermediate layer 20c is 0.3. It is preferably ~ 500.
As described above, the thickness Tc of the facilitated transport film 20a is preferably 3 to 1000 μm.

後述するが、分離モジュール10は、促進輸送膜20aを内側にして二つ折りにした酸性ガス分離膜20で供給ガス流路用部材24を挟持した挟持体36を作製し、この挟持体36と透過ガス流路用部材26とを積層した積層体14aを巻回して作製する。この巻回の際に、促進輸送膜20aと供給ガス流路用部材24とが摺接して、促進輸送膜20aが損傷する場合がある。ここで、この摺接による損傷は、促進輸送膜20aの下地となる中間層20cの硬さの影響が出やすい。これに対して、中間層20cに対して、促進輸送膜20aを、ある程度以上の厚さとすることにより、促進輸送膜20aと供給ガス流路用部材24との摺接に起因する促進輸送膜20aの損傷を、抑制できる。具体的には、厚さの比『Tc/(Ta+Tb)』を0.3以上とすることにより、この促進輸送膜20aと供給ガス流路用部材24との摺接に起因する促進輸送膜20aの損傷を、抑制できる。
その反面、中間層20cに対して促進輸送膜20aの厚さが厚くなると、透過性能の低下や膜厚増加による、1つのモジュールに対する有効膜面積が低下する傾向にある。これに対して、厚さの比『Tc/(Ta+Tb)』を500以下とすることにより、有効膜面積の低下を抑制して、促進輸送膜20aを有効に利用して、酸性ガスの分離効率が良好な分離モジュールを得られる。
As will be described later, the separation module 10 produces a sandwiching body 36 in which the supply gas flow path member 24 is sandwiched by the acidic gas separation membrane 20 that is folded in half with the facilitated transport membrane 20a on the inside. The laminated body 14a in which the gas flow path member 26 is laminated is produced by winding. During this winding, the facilitated transport film 20a and the supply gas flow path member 24 may come into sliding contact with each other, and the facilitated transport film 20a may be damaged. Here, the damage due to the sliding contact is likely to be affected by the hardness of the intermediate layer 20c which is the base of the facilitated transport film 20a. On the other hand, by setting the facilitated transport film 20a to a certain thickness or more with respect to the intermediate layer 20c, the facilitated transport film 20a caused by the sliding contact between the facilitated transport film 20a and the supply gas flow path member 24 is achieved. Damage can be suppressed. Specifically, by setting the thickness ratio “Tc / (Ta + Tb)” to 0.3 or more, the facilitated transport film 20a resulting from the sliding contact between the facilitated transport film 20a and the supply gas flow path member 24 is achieved. Damage can be suppressed.
On the other hand, when the facilitated transport film 20a is thicker than the intermediate layer 20c, the effective membrane area for one module tends to decrease due to a decrease in permeation performance and an increase in film thickness. On the other hand, by setting the ratio of thickness “Tc / (Ta + Tb)” to 500 or less, the reduction of the effective membrane area is suppressed, and the facilitated transport membrane 20a is effectively used, so that the separation efficiency of acid gas A good separation module can be obtained.

以上の点を考慮すると、促進輸送膜20aの厚さTcと、中間層20cの厚さTa+Tbとの比『Tc/(Ta+Tb)』は、1〜500がより好ましく、2〜200が特に好ましい。   Considering the above points, the ratio “Tc / (Ta + Tb)” between the thickness Tc of the facilitated transport film 20a and the thickness Ta + Tb of the intermediate layer 20c is more preferably 1 to 500, and particularly preferably 2 to 200.

中間層20cは、各種の材料で形成可能である。
具体的には、中間層20cは、水酸基および/またはカルボキシル基と反応する官能基を有するのが好ましい。より具体的には、中間層20cは、エポキシ基、アミノ基、メトキシ基、エトキシ基、ヒドロキシル基、および、カルボキシル基の少なくとも1つを有する化合物を主成分とするのが好ましい。
The intermediate layer 20c can be formed of various materials.
Specifically, the intermediate layer 20c preferably has a functional group that reacts with a hydroxyl group and / or a carboxyl group. More specifically, the intermediate layer 20c preferably contains a compound having at least one of an epoxy group, an amino group, a methoxy group, an ethoxy group, a hydroxyl group, and a carboxyl group as a main component.

中間層20cの一例として、シリコーン結合を有する化合物やシリコーン含有化合物からなる層が例示される。具体的には、オルガノポリシロキサン(シリコーン樹脂)やポリトリメチルシリルプロピンなどシリコーン含有ポリアセチレン等が利用できる。オルガノポリシロキサンの具体例としては、下記の一般式で示されるものが例示される。
なお、上記一般式中、nは1以上の整数を表す。ここで、入手容易性、揮発性、粘度等の観点から、nの平均値は10〜1000000の範囲が好ましく、100〜100000の範囲がより好ましい。
また、R1n、R2n、R3およびR4は、それぞれ、水素原子、アルキル基、ビニル基、アラルキル基、アリール基、ヒドロキシル基、アミノ基、カルボキシル基、エポキシ基からなる群より選択されるいずれかを示す。なお、n個存在するR1nおよびR2nは、それぞれ、同じであっても異なっても良い。また、アルキル基、アラルキル基およびアリール基は環構造を有していても良い。さらに、前記アルキル基、ビニル基、アラルキル基およびアリール基は置換基を有していても良く、この際における置換基は、例えば、アルキル基、ビニル基、アリール基、ヒドロキシル基、アミノ基、カルボキシル基、エポキシ基およびフッ素原子から選ばれる。これらの置換基は、可能であれば、さらに置換基を有することもできる。
1n、R2n、R3およびR4に選択されるアルキル基、ビニル基、アラルキル基およびアリール基は、入手容易性などの観点から、炭素数1〜20のアルキル基、ビニル基、炭素数7〜20のアラルキル基、炭素数6〜20のアリール基がより好ましい。
As an example of the intermediate layer 20c, a layer made of a compound having a silicone bond or a silicone-containing compound is exemplified. Specifically, silicone-containing polyacetylene such as organopolysiloxane (silicone resin) and polytrimethylsilylpropyne can be used. Specific examples of the organopolysiloxane include those represented by the following general formula.
In the above general formula, n represents an integer of 1 or more. Here, from the viewpoints of availability, volatility, viscosity, and the like, the average value of n is preferably in the range of 10 to 1000000, and more preferably in the range of 100 to 100,000.
R 1n , R 2n , R 3 and R 4 are each selected from the group consisting of a hydrogen atom, alkyl group, vinyl group, aralkyl group, aryl group, hydroxyl group, amino group, carboxyl group and epoxy group. Indicates either. Note that n R 1n and R 2n may be the same or different. Further, the alkyl group, aralkyl group and aryl group may have a ring structure. Further, the alkyl group, vinyl group, aralkyl group and aryl group may have a substituent, and the substituent in this case is, for example, an alkyl group, a vinyl group, an aryl group, a hydroxyl group, an amino group, a carboxyl group. Selected from a group, an epoxy group and a fluorine atom. These substituents may further have a substituent, if possible.
The alkyl group, vinyl group, aralkyl group and aryl group selected from R 1n , R 2n , R 3 and R 4 are each an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a vinyl group, or a carbon number from the viewpoint of availability. A 7-20 aralkyl group and a C6-C20 aryl group are more preferable.

1n、R2n、R3およびR4は、メチル基またはエポキシ置換アルキル基が好ましく、例えば、エポキシ変性のポリジメチルシロキサン(PDMS)など、PDMS誘導体が好適に利用できる。 R 1n , R 2n , R 3 and R 4 are preferably methyl groups or epoxy-substituted alkyl groups. For example, PDMS derivatives such as epoxy-modified polydimethylsiloxane (PDMS) can be suitably used.

また、中間層20cとしては、上記のオルガノポリシロキサン以外にも、ポリ[1−(トリメチルシリル)−1−プロピン](PTMSP)等のシリコーン材料、ブタジエン系・イソプレン系ゴム材料、低密度なポリメチルペンテン等からなる層も利用可能である。   Further, as the intermediate layer 20c, in addition to the above organopolysiloxane, silicone materials such as poly [1- (trimethylsilyl) -1-propyne] (PTMSP), butadiene-based / isoprene-based rubber materials, low-density polymethyl A layer made of pentene or the like can also be used.

本発明の分離モジュール10において酸性ガス分離膜20は、表面すなわち促進輸送膜20aの上に、保護層を有するのが好ましい。
前述のように、分離モジュール10は、酸性ガス分離膜20および供給ガス流路用部材24による挟持体36と、透過ガス流路用部材26とを積層した積層体14aを巻回する際に、促進輸送膜20aと供給ガス流路用部材24との摺接によって、促進輸送膜20aが損傷する場合がある。
これに対し、酸性ガス分離膜20の表面に、保護層を有することにより、この促進輸送膜20aと供給ガス流路用部材24との摺接によって、促進輸送膜20aを防止して、より酸性ガス分離性能に優れた分離モジュール10が得られる。
In the separation module 10 of the present invention, the acidic gas separation membrane 20 preferably has a protective layer on the surface, that is, the facilitated transport membrane 20a.
As described above, when the separation module 10 winds the laminate 14a in which the sandwiched body 36 formed by the acidic gas separation membrane 20 and the supply gas flow path member 24 and the permeate gas flow path member 26 are wound, The facilitated transport film 20a may be damaged by the sliding contact between the facilitated transport film 20a and the supply gas flow path member 24.
On the other hand, by having a protective layer on the surface of the acidic gas separation membrane 20, the facilitated transport membrane 20a is prevented by the sliding contact between the facilitated transport membrane 20a and the supply gas flow path member 24, and more acidic. A separation module 10 having excellent gas separation performance can be obtained.

保護層の形成材料としては、各種のものが利用可能であるが、前述の中間層20cにおいて例示した各種の化合物が、好適に利用される。特に、中間層20cと同様に、PDMS誘導体は、好適に例示される。   Various materials can be used as the material for forming the protective layer, and various compounds exemplified in the intermediate layer 20c are preferably used. In particular, like the intermediate layer 20c, the PDMS derivative is preferably exemplified.

保護層の厚さは、促進輸送膜20aの特性や、供給ガス流路用部材24の特性等に応じて、適宜、設定すればよい。具体的には、0.1〜500μmが好ましく、0.5〜100μmがより好ましい。
保護層の厚さを、上記範囲とすることにより、保護層を有することによるガス透過性の低下を抑制しながら、促進輸送膜20aを好適に保護できる等の点で好ましい。
What is necessary is just to set the thickness of a protective layer suitably according to the characteristic of the facilitated-transport film | membrane 20a, the characteristic of the member 24 for supply gas flow paths, etc. Specifically, 0.1 to 500 μm is preferable, and 0.5 to 100 μm is more preferable.
Setting the thickness of the protective layer in the above range is preferable in that the facilitated transport film 20a can be suitably protected while suppressing a decrease in gas permeability due to the presence of the protective layer.

このような酸性ガス分離膜20は、公知の各種の方法で作製すればよい。好ましくは、RtoRを利用する塗布法によって作製する。
周知のように、RtoRとは、長尺な基板(被処理物)を巻回してなるロールから、基板を送り出し、長手方向に搬送しつつ、塗布組成物の塗布や乾燥等を行い、処理済の基板をロール状に巻き取る製造方法である。
Such an acidic gas separation membrane 20 may be produced by various known methods. Preferably, it is produced by a coating method using RtoR.
As is well known, RtoR means that a substrate is delivered from a roll formed by winding a long substrate (object to be processed) and conveyed in the longitudinal direction, and the coating composition is applied and dried. It is a manufacturing method which winds up the board | substrate in roll shape.

酸性ガス分離膜20を作製する際には、長尺な支持体20bを巻回してなるロールを、中間層20cの形成装置に装填して、このロールから支持体を送り出して、支持体20bを長手方向に搬送しつつ、中間層20cとなる塗布組成物を塗布する。
ここで、支持体20bの搬送速度は、生産性の観点から速い方が好ましい。しかしながら、塗布組成物を均一に塗布するために、3〜200m/minが好ましく、5〜150m/minがより好ましく、10〜120m/minが特に好ましい。
When the acidic gas separation membrane 20 is produced, a roll formed by winding a long support 20b is loaded into an apparatus for forming the intermediate layer 20c, and the support is sent out from the roll. The coating composition to be the intermediate layer 20c is applied while being conveyed in the longitudinal direction.
Here, the conveyance speed of the support 20b is preferably faster from the viewpoint of productivity. However, in order to apply | coat a coating composition uniformly, 3-200 m / min is preferable, 5-150 m / min is more preferable, and 10-120 m / min is especially preferable.

中間層20cとなる塗布組成物は、前述のPDMS誘導体等の中間層20cとなる化合物のモノマー、ダイマー、トリマー、オリゴマー、プレポリマー、および、これらの混合物や、硬化剤、硬化促進剤、架橋剤、増粘剤、補強剤、および、フィラー等を、有機溶剤に溶解および/または分散してなる、塗布法によって樹脂層(樹脂製の膜)等を形成する際に用いられる、一般的な塗布組成物(塗布液/塗料)である。このような塗布組成物は、公知の方法で調製すればよい。   The coating composition to be the intermediate layer 20c includes monomers, dimers, trimers, oligomers, prepolymers, and mixtures of the compounds to be the intermediate layer 20c such as the above-described PDMS derivatives, curing agents, curing accelerators, and crosslinking agents. , A general coating used when a resin layer (resin film) is formed by a coating method in which a thickener, a reinforcing agent, a filler, and the like are dissolved and / or dispersed in an organic solvent. It is a composition (coating liquid / paint). Such a coating composition may be prepared by a known method.

前述のように支持体20bは、多孔質体である。従って、中間層20cとなる塗布組成物を支持体20bに塗布すると、塗布組成物は、次第に支持体20b(多孔質膜)に染み込む。これにより、支持体20b内の染み込み領域と、支持体20bの上の支持体上領域とを有する中間層20cが形成できる。
また、中間層20cとなる塗布組成物の粘度、支持体20b(多孔質膜)の最大孔径や平均孔径、塗布組成物を塗布してから硬化するまでの時間、塗布組成物の塗布量等を、適宜、制御することにより、支持体上領域と染み込み領域との厚さの比『Tb/Ta』が0.1〜100を満たす中間層20cを形成できる。
As described above, the support 20b is a porous body. Therefore, when the coating composition to be the intermediate layer 20c is coated on the support 20b, the coating composition gradually soaks into the support 20b (porous film). Thereby, the intermediate | middle layer 20c which has the penetration area | region in the support body 20b, and the area | region on a support body on the support body 20b can be formed.
Further, the viscosity of the coating composition to be the intermediate layer 20c, the maximum pore size and average pore size of the support 20b (porous film), the time from application of the coating composition to curing, the coating amount of the coating composition, etc. By appropriately controlling the intermediate layer 20c, the thickness ratio “Tb / Ta” between the region on the support and the penetration region can satisfy 0.1 to 100.

中間層20cとなる塗布組成物の塗布量は、支持体20bの特性(最大孔径など)、支持体20bの搬送速度、中間層20cの厚さ、塗布組成物の粘度の濃度等に応じて、シミュレーションや実験等を行って、支持体上領域の厚さTaや染み込み領域の厚さTb等が、目的とする値となる量を、適宜、設定すればよい。   The coating amount of the coating composition to be the intermediate layer 20c depends on the characteristics of the support 20b (such as the maximum pore diameter), the conveyance speed of the support 20b, the thickness of the intermediate layer 20c, the viscosity concentration of the coating composition, etc. By performing simulations and experiments, etc., the amount by which the thickness Ta of the region on the support, the thickness Tb of the soaked region, and the like become target values may be set as appropriate.

ここで、中間層20cとなる塗布組成物は、25℃における粘度が100cp以上であるのが好ましい。
中間層20cとなる塗布組成物の25℃における粘度を100cp以上とすることにより、支持体20bへの塗布組成物の染み込み量を適正に制御して、支持体上領域の厚さTaと、染み込み領域の厚さTbとの比『Tb/Ta』が、0.1〜100である中間層20cを、安定して形成できる。
この点を考慮すると、中間層20cとなる塗布組成物の25℃における粘度は、400cp以上がより好ましく、500cp以上が特に好ましい。
従って、中間層20cとなる塗布組成物は、室温で塗布するのが好ましく、もしくは、粘度が100cp以上となる温度に制御して塗布を行うのが好ましい。
Here, the coating composition to be the intermediate layer 20c preferably has a viscosity at 25 ° C. of 100 cp or more.
By setting the viscosity at 25 ° C. of the coating composition to be the intermediate layer 20c to 100 cp or more, the amount of coating composition soaked into the support 20b can be controlled appropriately, and the thickness Ta of the region on the support can be soaked. The intermediate layer 20c having a ratio “Tb / Ta” to the region thickness Tb of 0.1 to 100 can be stably formed.
Considering this point, the viscosity at 25 ° C. of the coating composition to be the intermediate layer 20c is more preferably 400 cp or more, and particularly preferably 500 cp or more.
Therefore, it is preferable to apply the coating composition to be the intermediate layer 20c at room temperature, or it is preferable to apply the coating composition at a temperature at which the viscosity is 100 cp or more.

他方、中間層20cとなる塗布組成物の25℃における粘度の上限は、使用する塗布装置における限界粘度に応じて設定すればよい。具体的には、中間層20cとなる塗布組成物の25℃における粘度の上限は、中間層20cの厚さ、および、支持体20bへの染み込み量の制御が好適に行える等の点で、1,000,000cp以下が好ましい。   On the other hand, what is necessary is just to set the upper limit of the viscosity in 25 degreeC of the coating composition used as the intermediate | middle layer 20c according to the limit viscosity in the coating device to be used. Specifically, the upper limit of the viscosity at 25 ° C. of the coating composition to be the intermediate layer 20c is 1 in that the thickness of the intermediate layer 20c and the amount of penetration into the support 20b can be suitably controlled. 1,000,000 cp or less is preferable.

なお、中間層20cとなる塗布組成物の粘度は、JIS Z8803に準じて、B型粘度計による回転数60rpmにおける粘度を、25℃で測定すればよい。   In addition, what is necessary is just to measure the viscosity of the coating composition used as the intermediate | middle layer 20c at 25 degreeC in the rotation speed of 60 rpm by a B-type viscosity meter according to JISZ8803.

中間層20cとなる塗布組成物の塗布装置は、シリコーン塗布組成物に応じた公知のものが、各種、利用可能である。特に、ロールコータ、ダイレクトグラビアコータ、オフセットグラビアコータ、1本ロールキスコータ、3本リバースロールコータ、正回転ロールコータ、スクイズコータ、リバースロールコータ等は、好適に例示される。   Various known coating devices for the silicone coating composition can be used as the coating composition coating device to be the intermediate layer 20c. In particular, a roll coater, a direct gravure coater, an offset gravure coater, a 1 roll kiss coater, a 3 reverse roll coater, a forward rotation roll coater, a squeeze coater, a reverse roll coater and the like are preferably exemplified.

中間層20cとなる塗布組成物を塗布したら、次いで、この塗布組成物を乾燥する。乾燥も、温風乾燥やヒータによる乾燥等、公知の方法で行えばよい。   If the coating composition used as the intermediate layer 20c is applied, the coating composition is then dried. The drying may be performed by a known method such as hot air drying or drying with a heater.

中間層20cとなる塗布組成物を乾燥したら、次いで、塗布組成物を硬化して、中間層20cを形成する。
硬化は、加熱硬化、紫外線照射、電子線照射等、中間層20cの形成材料に応じて、硬化が可能な方法を、適宜、選択すればよい。ここで、支持体20bのカールや変形を抑制できる、支持体20bを構成する樹脂などの劣化を防止できる等の理由により、紫外線照射や短時間の加熱による塗布組成物の硬化は、好適に利用される。特に、紫外線照射による硬化は、最も好ましく利用される。すなわち、本発明においては、紫外線の照射による硬化が可能なモノマー等を用いた塗布組成物によって、中間層20cを形成するのが好ましい。
After the coating composition to be the intermediate layer 20c is dried, the coating composition is then cured to form the intermediate layer 20c.
For curing, a method capable of curing, such as heat curing, ultraviolet irradiation, electron beam irradiation, or the like, may be appropriately selected according to the forming material of the intermediate layer 20c. Here, for the reason that curling and deformation of the support 20b can be suppressed and deterioration of the resin constituting the support 20b can be prevented, curing of the coating composition by ultraviolet irradiation or short heating is preferably used. Is done. In particular, curing by ultraviolet irradiation is most preferably used. That is, in the present invention, it is preferable to form the intermediate layer 20c with a coating composition using a monomer or the like that can be cured by irradiation with ultraviolet rays.

中間層20cとなる塗布組成物の硬化は、塗布組成物を塗布した後、7秒以内に行うのが好ましい。
支持体20bに中間層20cとなる塗布組成物を塗布すると、次第に、塗布組成物が支持体20bに染み込んで行く。すなわち、染み込み領域の厚さTbが厚くなる。
これに対して、中間層20cとなる塗布組成物の硬化を、塗布組成物を塗布した後、7秒以内に行うことにより、支持体20bへの塗布組成物の染み込み量を適正に制御して、支持体上領域の厚さTaと、染み込み領域の厚さTbとの比『Tb/Ta』が、0.1〜100である中間層20cを、安定して形成できる。
Curing of the coating composition to be the intermediate layer 20c is preferably performed within 7 seconds after the coating composition is applied.
When the coating composition to be the intermediate layer 20c is applied to the support 20b, the coating composition gradually soaks into the support 20b. That is, the thickness Tb of the soaking area is increased.
On the other hand, by curing the coating composition to be the intermediate layer 20c within 7 seconds after coating the coating composition, the amount of the coating composition soaked into the support 20b is appropriately controlled. The intermediate layer 20c in which the ratio “Tb / Ta” of the thickness Ta of the region on the support and the thickness Tb of the penetration region is 0.1 to 100 can be stably formed.

中間層20cとなる塗布組成物の組成によっては、塗布組成物の乾燥および硬化を、同時に行ってもよい。
また、塗布組成物の乾燥および/または硬化は、必要に応じて、窒素雰囲気等の不活性雰囲気で行ってもよい。
Depending on the composition of the coating composition to be the intermediate layer 20c, the coating composition may be dried and cured at the same time.
Moreover, you may perform drying and / or hardening of a coating composition in inert atmosphere, such as nitrogen atmosphere, as needed.

このようにして支持体20bに中間層20cを形成したら、中間層20cを形成した支持体20bをロール状に巻き取る。   When the intermediate layer 20c is formed on the support 20b in this manner, the support 20b on which the intermediate layer 20c is formed is wound into a roll.

なお、促進輸送膜20aの上に形成する保護層も、基本的に、中間層20cと同様に形成できる。   In addition, the protective layer formed on the facilitated-transport film | membrane 20a can be fundamentally formed similarly to the intermediate | middle layer 20c.

次いで、中間層20cを形成した支持体20b(以下、複合体とも言う)のロールを促進輸送膜20aの形成装置に装填して、このロールから複合体を送り出して、長手方向に搬送しつつ、促進輸送膜20aとなる塗布組成物を塗布する。   Next, the roll of the support 20b (hereinafter also referred to as a composite) on which the intermediate layer 20c is formed is loaded into the forming device for the facilitated transport film 20a, and the composite is sent out from the roll and conveyed in the longitudinal direction. A coating composition to be the facilitated transport film 20a is applied.

促進輸送膜20aを形成する際の複合体の搬送速度は、塗布組成物の組成や粘度等に応じて、適宜、設定すればよい。
ここで、複合体の搬送速度が速すぎると、塗布組成物の塗膜の膜厚均一性の低下や塗布組成物の乾燥が不十分になるおそれがあり、遅過ぎると生産性が低下する。この点を考慮すると、複合体の搬送速度は、0.5m/min以上が好ましく、0.75〜200m/minがより好ましく、1〜200m/minが特に好ましい。
What is necessary is just to set suitably the conveyance speed of the composite_body | complex at the time of forming the facilitated-transport film | membrane 20a according to a composition, a viscosity, etc. of a coating composition.
Here, when the conveyance speed of the composite is too fast, there is a fear that the coating film thickness uniformity of the coating composition is lowered and drying of the coating composition is insufficient, and when it is too slow, the productivity is lowered. In consideration of this point, the conveyance speed of the composite is preferably 0.5 m / min or more, more preferably 0.75 to 200 m / min, and particularly preferably 1 to 200 m / min.

前述のように、促進輸送膜20aは、親水性ポリマー等の親水性化合物、酸性ガスと反応するキャリアおよび水等を含有する。
従って、このような促進輸送膜20aを形成するための塗布組成物(塗布液/塗料)は、前述の親水性化合物、キャリアおよび水、あるいはさらに、架橋剤等の必要となる成分を含む塗布組成物である。水は、常温水でも加温水でもよい。
親水性化合物は、架橋、一部架橋および未架橋のいずれでも良く、また、これらが混合されたものでもよい。この塗布組成物も、公知の方法で調製すればよい。
As described above, the facilitated transport film 20a contains a hydrophilic compound such as a hydrophilic polymer, a carrier that reacts with an acidic gas, water, and the like.
Accordingly, the coating composition (coating liquid / paint) for forming such a facilitated transport film 20a includes the above-described hydrophilic compound, carrier and water, or further a necessary composition such as a crosslinking agent. It is a thing. The water may be room temperature water or warm water.
The hydrophilic compound may be crosslinked, partially crosslinked, or uncrosslinked, or a mixture of these. This coating composition may also be prepared by a known method.

促進輸送膜20aとなる塗布組成物は、25℃における粘度が100cp以上であるのが好ましい。
塗布組成物の25℃における粘度を、100cp以上とすることにより、塗布組成物を塗布する際のハジキを抑制できる、塗布組成物の塗布の均一性を良くできる等の点で好ましい。
なお、粘度は、中間層20cとなる塗布組成物と同様に測定すればよい。
The coating composition to be the facilitated transport film 20a preferably has a viscosity at 25 ° C. of 100 cp or more.
By setting the viscosity at 25 ° C. of the coating composition to 100 cp or more, it is preferable from the standpoint that repelling at the time of applying the coating composition can be suppressed, and uniformity of coating of the coating composition can be improved.
In addition, what is necessary is just to measure a viscosity similarly to the coating composition used as the intermediate | middle layer 20c.

促進輸送膜20aとなる塗布組成物の塗布は、公知の物が各種、利用可能であり、前述の中間層20cと同様の物が例示される。また、促進輸送膜20aとなる塗布組成物の好ましい粘度や塗布組成物の塗布量等を考慮すると、ロールコータ、バーコータ、正回転ロールコータ、ナイフコータ等は好適に利用される。   For the application of the coating composition to be the facilitated transport film 20a, various known materials can be used, and the same materials as those for the intermediate layer 20c described above are exemplified. In consideration of the preferable viscosity of the coating composition to be the facilitated transport film 20a, the coating amount of the coating composition, and the like, a roll coater, a bar coater, a positive rotation roll coater, a knife coater, and the like are preferably used.

促進輸送膜20aとなる塗布組成物を塗布したら、次いで、この塗布組成物を乾燥して、促進輸送膜20aを形成する。
乾燥方法は、温風乾燥や支持体20bの加熱による乾燥方法等、水の除去による乾燥を行う公知の方法が、各種、利用可能である。
温風乾燥を行う場合には、温風の風速は、塗布組成物を迅速に乾燥できると共に、塗布組成物の塗膜(ゲル膜)が崩れない速度を、適宜、設定すればよい。具体的には、0.5〜200m/minが好ましく、0.75〜200m/minがより好ましく、1〜200m/minが特に好ましい。
また、温風の温度は、支持体20bの変形などが生じず、かつ、塗布組成物を迅速に乾燥できる温度を、適宜、設定すればよい。具体的には、膜面温度で、1〜120℃が好ましく、2〜115℃がより好ましく、3〜110℃が特に好ましい。
If the coating composition used as the facilitated-transport film | membrane 20a is apply | coated, then this applied composition is dried and the facilitated-transport film | membrane 20a is formed.
Various known methods for drying by removing water, such as warm air drying or drying by heating the support 20b, can be used as the drying method.
When performing warm air drying, the speed of the warm air may be set as appropriate so that the coating composition can be dried quickly and the coating film (gel film) of the coating composition does not collapse. Specifically, 0.5 to 200 m / min is preferable, 0.75 to 200 m / min is more preferable, and 1 to 200 m / min is particularly preferable.
Further, the temperature of the hot air may be appropriately set at a temperature at which the support 20b is not deformed and the coating composition can be dried quickly. Specifically, the film surface temperature is preferably 1 to 120 ° C, more preferably 2 to 115 ° C, and particularly preferably 3 to 110 ° C.

支持体20bの加熱による促進輸送膜20aの乾燥を行う場合には、支持体20bの変形などが生じず、かつ、塗布組成物を迅速に乾燥できる温度を、適宜、設定すればよい。また、支持体20bの加熱に、乾燥風の吹き付けを併用してもよい。
具体的には、支持体20bの加熱による促進輸送膜20aの乾燥は、支持体20bの温度を60〜120℃として行うのが好ましく、60〜90℃として行うのがより好ましく、70〜80℃として行うのが特に好ましい。また、この際において、膜面温度は、15〜80℃が好ましく、30〜70℃がより好ましい。
When drying the facilitated transport film 20a by heating the support 20b, the temperature at which the support 20b is not deformed and the coating composition can be quickly dried may be appropriately set. Moreover, you may use blowing of dry air together with the heating of the support body 20b.
Specifically, drying of the facilitated transport film 20a by heating the support 20b is preferably performed at a temperature of the support 20b of 60 to 120 ° C, more preferably 60 to 90 ° C, and more preferably 70 to 80 ° C. It is particularly preferable to carry out as In this case, the film surface temperature is preferably 15 to 80 ° C, and more preferably 30 to 70 ° C.

塗布組成物を乾燥して、促進輸送膜20aすなわち酸性ガス分離膜20を作製したら、酸性ガス分離膜20をロール状に巻き取る。   When the coating composition is dried to produce the facilitated transport membrane 20a, that is, the acidic gas separation membrane 20, the acidic gas separation membrane 20 is wound into a roll.

なお、以上の例では、中間層20cを形成した支持体20bを、一旦、巻取り、このロールから、中間層20cを形成した支持体20bを送り出して、促進輸送膜20aを形成している。
しかしながら、これ以外にも中間層20cを形成した支持体20bを巻き取らず、そのまま長手方向に搬送して、促進輸送膜20aを形成して酸性ガス分離膜20を作製して、巻き取ってもよい。
In the above example, the support 20b on which the intermediate layer 20c is formed is wound up once, and the support 20b on which the intermediate layer 20c is formed is sent out from this roll to form the facilitated transport film 20a.
However, in addition to this, the support 20b on which the intermediate layer 20c is formed is not wound up, but is transported in the longitudinal direction as it is, and the facilitated transport film 20a is formed to produce the acid gas separation membrane 20 and wind it up Good.

本発明においては、このようにして作製した酸性ガス分離膜20は、そのまま用いて、後述するように、分離モジュール10(積層体14aおよび積層体巻回物14)を作製してもよい。
あるいは、2枚の酸性ガス分離膜20を作製して、2枚の酸性ガス分離膜20を、図4(A)に示すように、促進輸送膜20aを対面した状態で、積層および貼着して、分離膜貼着体20Aを作製し、この分離膜貼着体20Aを用いて、酸性ガス分離膜20と同様に、分離モジュール10(積層体14aおよび積層体巻回物14)を作製してもよい。
前述のように促進輸送膜20aはゲル状の膜であり、また、粘着性を有するため、2枚の酸性ガス分離膜20は、十分な貼着力で貼着される。これにより、後述する積層体14aの巻回を行う際にも、促進輸送膜20a同士が擦れることはない。さらに、このように2枚の酸性ガス分離膜20を貼着した分離膜貼着体20Aでは、促進輸送膜20aが接触するのは、他方の促進輸送膜20aと支持体20bのみである。
そのため、この構成によれば、分離膜貼着体20A、供給ガス流路用部材24および透過ガス流路用部材26からなる積層体14aをスパイラル状に巻回する際に、促進輸送膜20aが損傷することを、好適に防止できる。
In the present invention, the acidic gas separation membrane 20 thus produced may be used as it is, and the separation module 10 (laminated body 14a and laminated body 14) may be produced as will be described later.
Alternatively, two acidic gas separation membranes 20 are prepared, and the two acidic gas separation membranes 20 are laminated and adhered with the facilitated transport membrane 20a facing each other as shown in FIG. Then, the separation membrane sticking body 20A is manufactured, and using this separation membrane sticking body 20A, the separation module 10 (laminate 14a and laminate roll 14) is produced in the same manner as the acidic gas separation membrane 20. May be.
As described above, the facilitated transport film 20a is a gel-like film and has adhesiveness, so that the two acidic gas separation membranes 20 are adhered with a sufficient adhesion force. Thereby, also when winding the laminated body 14a mentioned later, the facilitated-transport film | membrane 20a is not rubbed. Furthermore, in the separation membrane sticking body 20A in which the two acidic gas separation membranes 20 are stuck in this way, the facilitated transport membrane 20a contacts only the other facilitated transport membrane 20a and the support 20b.
Therefore, according to this configuration, when the laminated body 14a including the separation membrane sticking body 20A, the supply gas flow path member 24, and the permeate gas flow path member 26 is spirally wound, the facilitated transport film 20a is It is possible to suitably prevent damage.

このような分離膜貼着体20Aにおいては、中間層20cは、両方の酸性ガス分離膜20が有してもよい。
しかしながら、圧力が支持体20b側から掛かる場合には、加圧による支持体20bへのキャリアの抜けを防止する中間層20cは、不要である。従って、圧力損失等を考慮すると、2枚の酸性ガス分離膜20を貼着してなる分離膜貼着体20Aにおいては、中間層20cは、積層体14aとした際に、供給ガス流路用部材24と離間する側の酸性ガス分離膜20のみに設けるのが好ましい。
In such a separation membrane sticking body 20A, both the acidic gas separation membranes 20 may have the intermediate layer 20c.
However, when the pressure is applied from the support 20b side, the intermediate layer 20c that prevents the carrier from escaping to the support 20b due to the pressurization is not necessary. Accordingly, in consideration of pressure loss and the like, in the separation membrane sticking body 20A obtained by sticking the two acid gas separation membranes 20, when the intermediate layer 20c is the laminated body 14a, the supply gas flow path is used. It is preferably provided only on the acidic gas separation membrane 20 on the side away from the member 24.

2枚の酸性ガス分離膜20を貼着してなる分離膜貼着体20Aは、公知のシート状物の積層および貼着方法を用いて作製すればよい。
例えば、前述のようにRtoRによって酸性ガス分離膜20を作製した場合には、同様に、RtoRによって公知の方法で分離膜貼着体20Aを作製すればよい。具体的には、前述のようして2個の分離膜ロール20Rを作製する。この2個の分離膜ロール20Rを、図4(B)に概念的に示すように、公知の貼り合わせ装置の所定位置に装着する。この分離膜ロール20Rの装着は、各分離膜ロール20Rから送り出した酸性ガス分離膜20の、互いの促進輸送膜20aが対面するように行う。
次いで、各分離膜ロール20Rから、酸性ガス分離膜20を送り出し、ガイドローラ50、積層ローラ対52、搬送ローラ対54を経る所定の経路で挿通し、2枚の酸性ガス分離膜20の先端を、巻取り軸56に巻回する。
What is necessary is just to produce the separation membrane sticking body 20A formed by sticking the two acid gas separation membranes 20 using the lamination | stacking and sticking method of a well-known sheet-like material.
For example, when the acidic gas separation membrane 20 is produced by RtoR as described above, similarly, the separation membrane sticking body 20A may be produced by a known method using RtoR. Specifically, two separation membrane rolls 20R are produced as described above. As shown conceptually in FIG. 4B, the two separation membrane rolls 20R are mounted at predetermined positions of a known laminating apparatus. The separation membrane roll 20R is mounted so that the facilitated transport membranes 20a of the acidic gas separation membranes 20 sent out from the separation membrane rolls 20R face each other.
Next, the acid gas separation membrane 20 is sent out from each separation membrane roll 20R, inserted through a predetermined path passing through the guide roller 50, the lamination roller pair 52, and the conveyance roller pair 54, and the tip ends of the two acid gas separation membranes 20 are inserted. Then, it is wound around the winding shaft 56.

以上の準備を終了したら、各分離膜ロール20Rから酸性ガス分離膜20を送り出して、ガイドローラ50等によって所定の搬送経路に案内して長手方向に搬送しつつ、積層ローラ対52によって促進輸送膜20aを対面させて2枚の酸性ガス分離膜20を積層および貼着して分離膜貼着体20Aとする。
さらに、作製した分離膜貼着体20Aを、搬送ローラ対54によって所定の搬送経路に案内して、巻取り軸56によって巻取り、分離膜貼着体20Aをロール状に巻回してなる貼着体ロール20ARとする。
When the above preparation is completed, the acidic gas separation membrane 20 is sent out from each separation membrane roll 20R, guided to a predetermined conveyance path by the guide roller 50 or the like, and conveyed in the longitudinal direction, while the facilitated transport membrane is formed by the laminated roller pair 52. Two acidic gas separation membranes 20 are laminated and pasted with 20a facing each other to form a separation membrane stuck body 20A.
Furthermore, the produced separation membrane sticking body 20A is guided to a predetermined transport path by the transport roller pair 54, wound by the take-up shaft 56, and the separation membrane sticking body 20A is wound in a roll shape. The body roll is 20AR.

この際において、酸性ガス分離膜20等の搬送速度は、速い方が生産性等の点で好ましいが、酸性ガス分離膜20の強度等に応じて、適宜、設定すればよい。
また、前述のように、促進輸送膜20aは粘着性を有するので、この酸性ガス分離膜20の貼着では、基本的に、接着剤や粘着剤等の接着部材を用いる必要はない。
In this case, the conveying speed of the acidic gas separation membrane 20 and the like is preferably higher in terms of productivity and the like, but may be appropriately set according to the strength and the like of the acidic gas separation membrane 20.
Further, as described above, since the facilitated transport film 20a has adhesiveness, it is basically not necessary to use an adhesive member such as an adhesive or a pressure-sensitive adhesive when the acidic gas separation film 20 is attached.

ここで、本発明の製造方法において、分離膜貼着体20Aを作製する際には、貼り合わせた2枚の酸性ガス分離膜20を加圧するのが好ましい。これにより、2枚の酸性ガス分離膜20(促進輸送膜20a)の貼着力を、より向上できる。
加圧力は、促進輸送膜20aの種類や厚さ等に応じて、適宜、設定すればよい。具体的には、加圧力は10〜500kPaが好ましく、100〜300kPaがより好ましい。
加圧力を、この範囲とすることにより、2枚の酸性ガス分離膜20の粘着力を向上して、後述する巻回の際の促進輸送膜20a同士のズレをより好適に防止できる等の点で好ましい。
Here, in the manufacturing method of this invention, when producing 20 A of separation membrane sticking bodies, it is preferable to pressurize the two acid gas separation membranes 20 bonded together. Thereby, the sticking force of the two acidic gas separation membranes 20 (facilitated transport membrane 20a) can be further improved.
What is necessary is just to set a pressurizing force suitably according to the kind, thickness, etc. of the facilitated-transport film | membrane 20a. Specifically, the applied pressure is preferably 10 to 500 kPa, and more preferably 100 to 300 kPa.
By setting the applied pressure within this range, the adhesive force of the two acidic gas separation membranes 20 can be improved, and the displacement between the facilitated transport membranes 20a during winding described later can be more suitably prevented. Is preferable.

貼り合わせた酸性ガス分離膜20(分離膜貼着体20A)の加圧は、加圧ローラやプレス装置等を用いる公知の方法で行えばよい。
例えば、前述のようなRtoRによって、分離膜貼着体20Aを作製する場合には、積層ローラ対52によって2枚の酸性ガス分離膜20を貼着する際に加圧を行ってもよい。あるいは、搬送ローラ対54を加圧ローラ対にする等、分離膜貼着体20Aの搬送経路中に1個以上の加圧ローラを設けてもよい。あるいは、積層ローラ対52による加圧と加圧ローラによる加圧とを、併用してもよい。
また、この加圧を行う際に、必要に応じて、酸性ガス分離膜20および/または分離膜貼着体20Aの加熱や加湿等を行ってもよい。これらの処理は、積層ローラ対52を加熱する方法等、公知の方法で行えばよい。
Pressurization of the bonded acidic gas separation membrane 20 (separation membrane sticking body 20A) may be performed by a known method using a pressure roller, a press device, or the like.
For example, when the separation membrane sticking body 20 </ b> A is manufactured by RtoR as described above, the pressure may be applied when the two acidic gas separation membranes 20 are stuck by the laminated roller pair 52. Or you may provide one or more pressure rollers in the conveyance path | route of 20 A of separation membrane sticking bodies, such as making the conveyance roller pair 54 into a pressure roller pair. Or you may use together the pressurization by the lamination | stacking roller pair 52, and the pressurization by a pressurization roller.
Moreover, when performing this pressurization, you may perform heating, humidification, etc. of the acidic gas separation membrane 20 and / or the separation membrane sticking body 20A as needed. These processes may be performed by a known method such as a method of heating the laminated roller pair 52.

分離膜貼着体20Aにおいて、2枚の酸性ガス分離膜20による二つの促進輸送膜20aの合計膜厚は、促進輸送膜20aの組成等に応じて、目的とする性能を得られる膜厚を、適宜、設定すればよい。
具体的には、5〜1000μmが好ましく、10〜500μmがより好ましい。
In the separation membrane sticking body 20A, the total film thickness of the two facilitated transport membranes 20a by the two acidic gas separation membranes 20 is such that the desired performance can be obtained according to the composition of the facilitated transport membrane 20a. It can be set as appropriate.
Specifically, 5-1000 micrometers is preferable and 10-500 micrometers is more preferable.

また、分離膜貼着体20Aを構成する2枚の酸性ガス分離膜20は、促進輸送膜20aの厚さが同じでも異なってもよい。また、2枚の酸性ガス分離膜20は、支持体20bの厚さおよび/または構成が同じでも異なってもよい。
さらに、分離膜貼着体20Aを構成する2枚の酸性ガス分離膜20は、促進輸送膜20aが、同じでも互いに異なってもよい。
Further, the two acidic gas separation membranes 20 constituting the separation membrane sticking body 20A may have the same or different thicknesses of the facilitated transport membrane 20a. The two acid gas separation membranes 20 may have the same or different thickness and / or configuration of the support 20b.
Further, the two acidic gas separation membranes 20 constituting the separation membrane sticking body 20A may have the same or different facilitated transport membranes 20a.

以下、分離モジュール10における、酸性ガス分離膜20、供給ガス流路用部材24および透過ガス流路用部材26からなる積層体14aの作製方法、および、積層した積層体14aの巻回方法すなわち積層体巻回物14の作製方法を説明する。
なお、酸性ガス分離膜20に変えて、前述の分離膜貼着体20Aを用いる場合にも、同様に、積層体14aを作製し、さらに、積層体巻回物14を作製すればよい。
以下の説明に用いる図5(A)〜図9では、図面を簡潔にして構成を明確に示すために、供給ガス流路用部材24および透過ガス流路用部材26は、端面(端部)のみをネット状で示す。
Hereinafter, in the separation module 10, a method for producing the laminated body 14 a including the acidic gas separation membrane 20, the supply gas flow path member 24 and the permeate gas flow path member 26, and a winding method of the laminated body 14 a, that is, lamination A method for producing the wound body 14 will be described.
In addition, also when using the above-mentioned separation membrane sticking body 20A instead of the acidic gas separation membrane 20, the laminated body 14a may be similarly produced and the laminated body wound material 14 may be produced.
In FIGS. 5A to 9 used in the following description, the supply gas flow path member 24 and the permeate gas flow path member 26 have end faces (end portions) in order to simplify the drawings and clearly show the configuration. Only the net is shown.

まず、図5(A)および図5(B)に概念的に示すように、中心筒12の延在方向と短手方向とを一致して、中心筒12に、接着剤等の固定手段34を用いて、透過ガス流路用部材26の端部を固定する。
ここで、前述のように、中心筒12の管壁には、軸方向に沿ってスリット(図示省略)が設けられているのが好ましい。この場合、スリットに、後述する透過ガス流路用部材26の先端部を入れ込み、中心筒12の内周面に固定手段で固定するようにする。この構成によれば、透過ガス流路用部材26を含んだ積層体を中心筒12に巻き付ける際に、テンションをかけながら巻き付けるようにしても、中心筒12の内周面と透過ガス流路用部材26との摩擦で、透過ガス流路用部材26がスリットから抜けることを防止でき、すなわち、透過ガス流路用部材26の固定が維持される。
First, as conceptually shown in FIGS. 5 (A) and 5 (B), the extending direction of the central cylinder 12 and the short direction coincide with each other, and a fixing means 34 such as an adhesive is attached to the central cylinder 12. Is used to fix the end of the permeating gas flow path member 26.
Here, as described above, it is preferable that the tube wall of the center tube 12 is provided with a slit (not shown) along the axial direction. In this case, a distal end portion of a permeating gas channel member 26 to be described later is inserted into the slit, and is fixed to the inner peripheral surface of the center tube 12 by fixing means. According to this configuration, when the laminated body including the permeating gas channel member 26 is wound around the central tube 12, the inner peripheral surface of the central tube 12 and the permeating gas channel Friction with the member 26 can prevent the permeate gas flow path member 26 from coming out of the slit, that is, the permeate gas flow path member 26 is fixed.

一方で、図6に概念的に示すように、前述のよう作製した酸性ガス分離膜20(分離膜貼着体20A)を、促進輸送膜20aを内側にして二つ折りにし、間に供給ガス流路用部材24を挟み込む。すなわち、供給ガス流路用部材24を、二つ折りにした酸性ガス分離膜20で挟持した挟持体36を作製する(あるいは、供給ガス流路用部材24を、二つ折りにした分離膜貼着体20Aで挟持した挟持体36Aを作製する)。なお、この際には、酸性ガス分離膜20は均等に二つ折りにするのではなく、図6に示すように、一方が、若干、長くなるように、二つ折りする。
また、供給ガス流路用部材24による促進輸送膜20aの損傷を防止するために、酸性ガス分離膜20を二つ折りにした谷部に、二つ折りにしたシート状の保護部材(例えば、カプトンテープなど)を配置するのが好ましい。
On the other hand, as conceptually shown in FIG. 6, the acidic gas separation membrane 20 (separation membrane adhering body 20A) produced as described above is folded in half with the facilitated transport membrane 20a inside, and the supply gas flow The road member 24 is sandwiched. That is, a sandwiching body 36 is produced in which the supply gas flow path member 24 is sandwiched between the acidic gas separation membranes 20 folded in half (or the separation membrane sticking body in which the supply gas flow path member 24 is folded in half). A sandwiching body 36A is sandwiched between 20A). In this case, the acidic gas separation membrane 20 is not equally folded in half, but is folded in half so that one is slightly longer as shown in FIG.
Further, in order to prevent the facilitated transport membrane 20a from being damaged by the supply gas flow path member 24, a sheet-like protective member (for example, Kapton tape) folded in half at the trough portion where the acidic gas separation membrane 20 is folded in half. Etc.) are preferably arranged.

なお、2枚の促進輸送膜20を貼着した分離膜貼着体20Aを利用する場合には、前述のように、中間層20cは、一方の酸性ガス分離膜20のみに形成するのが好ましい。
この際においては、中間層20cを有する酸性ガス分離膜20が、中間層20cを有さない酸性ガス分離膜20よりも、供給ガス流路用部材24から離間するように、分離膜貼着体20Aを二つ折りにして、間に供給ガス流路用部材24を挟み込むのが好ましい。
In addition, when utilizing the separation membrane sticking body 20A which stuck two sheets of facilitated-transport films | membranes 20, as above-mentioned, it is preferable to form the intermediate | middle layer 20c only in one acidic gas separation membrane 20. As shown in FIG. .
In this case, the separation membrane sticking body is provided so that the acidic gas separation membrane 20 having the intermediate layer 20c is separated from the supply gas flow path member 24 rather than the acidic gas separation membrane 20 having no intermediate layer 20c. It is preferable to fold 20A in half and sandwich the supply gas channel member 24 therebetween.

さらに、二つ折りにした酸性ガス分離膜20の短い方の表面(支持体20bの表面)に、接着剤層30となる接着剤30aを塗布する。
ここで、接着剤30a(接着剤層30)は、図6に示すように、幅方向(矢印x方向)の両端部近傍で、巻回方向(矢印y方向)の全域に延在して帯状に塗布し、さらに、折り返し部と逆側の端部近傍で幅方向の全域に延在して帯状に塗布する。
Further, an adhesive 30a to be the adhesive layer 30 is applied to the shorter surface of the acid gas separation membrane 20 folded in half (the surface of the support 20b).
Here, as shown in FIG. 6, the adhesive 30a (adhesive layer 30) extends in the vicinity of both ends in the width direction (arrow x direction) and extends in the entire winding direction (arrow y direction). Furthermore, it is applied to the entire region in the width direction in the vicinity of the end portion opposite to the folded portion, and is applied in a band shape.

次いで、図7(A)および図7(B)に概念的に示すように、接着剤30aを塗布した面を透過ガス流路用部材26に向け、かつ、折り返し側を中心筒12に向けて、挟持体36(挟持体36A)を、中心筒12に固定した透過ガス流路用部材26に積層し、透過ガス流路用部材26と酸性ガス分離膜20(支持体20b)とを接着する。   Next, as conceptually shown in FIGS. 7A and 7B, the surface coated with the adhesive 30a is directed to the permeating gas flow path member 26, and the folded side is directed to the central cylinder 12. The sandwiching body 36 (sandwiching body 36A) is laminated on the permeate gas flow path member 26 fixed to the central cylinder 12, and the permeate gas flow path member 26 and the acidic gas separation membrane 20 (support 20b) are bonded. .

さらに、図7(A)および図7(B)に示すように、積層した挟持体36の上面(長い側の支持体20b表面)に、接着剤層30となる接着剤30aを塗布する。なお、以下の説明では、最初に固定手段34で中心筒12に固定された透過ガス流路用部材26と逆側の方向(図中上側)を、上側とも言う。
図7(A)および図7(B)に示すように、この面の接着剤30aも、先と同様、幅方向の両端部近傍で、巻回方向の全域に延在して帯状に塗布し、さらに、折り返し部と逆側の端部近傍で幅方向の全域に延在して帯状に塗布する。
Further, as shown in FIGS. 7A and 7B, an adhesive 30a to be the adhesive layer 30 is applied to the upper surface (the surface of the longer support 20b) of the sandwiched sandwich 36. In the following description, the direction opposite to the permeating gas flow path member 26 first fixed to the central cylinder 12 by the fixing means 34 (upper side in the drawing) is also referred to as the upper side.
As shown in FIGS. 7 (A) and 7 (B), the adhesive 30a on this surface is also applied in the form of a belt extending in the entire area in the winding direction in the vicinity of both ends in the width direction, as before. Furthermore, it extends in the entire region in the width direction in the vicinity of the end opposite to the folded portion and is applied in a band shape.

次いで、図8に概念的に示すように、接着剤30aを塗布した挟持体36の上に、透過ガス流路用部材26を積層し、酸性ガス分離膜20(支持体20b)と透過ガス流路用部材26とを接着し、積層体14aが形成される。
なお、透過ガス流路用部材26は、必要に応じて、複数枚を重ねて用いてもよい。
Next, as conceptually shown in FIG. 8, the permeate gas flow path member 26 is laminated on the sandwiched body 36 coated with the adhesive 30a, and the acidic gas separation membrane 20 (support 20b) and the permeate gas flow are laminated. The road member 26 is bonded to form the laminated body 14a.
Note that a plurality of permeate gas channel members 26 may be used as necessary.

次いで、先と同様、図6に示すように、酸性ガス分離膜20で供給ガス流路用部材24を挟み込んだ挟持体36を作製して、接着剤層30となる接着剤30aを塗布して、接着剤を塗布した側を下に向けて、最後に積層した透過ガス流路用部材26と挟持体36とを積層して、接着する。
さらに、先と同様、積層した挟持体36の上面に、図7(A)および図7(B)に示すように接着剤30aを塗布して、次いで、図8に示すように、その上に、透過ガス流路用部材26を積層して、接着し、2層目の積層体14aを積層する。
Next, as shown in FIG. 6, as shown in FIG. 6, a sandwiching body 36 in which the supply gas flow path member 24 is sandwiched between the acidic gas separation membranes 20 is produced, and an adhesive 30 a that becomes the adhesive layer 30 is applied. The permeated gas flow path member 26 and the sandwiching body 36 that are finally stacked are stacked and bonded with the side to which the adhesive is applied facing down.
Further, similarly to the above, an adhesive 30a is applied to the upper surface of the laminated sandwiching body 36 as shown in FIGS. 7A and 7B, and then, as shown in FIG. Then, the permeating gas flow path member 26 is laminated and bonded, and the second layered body 14a is laminated.

以下の図6〜図8の工程を繰り返して、図9に概念的に示すように、所定数の積層体14aを積層する。
この積層は、図9に示すように、積層体14aは、上方に行くにしたがって、次第に、巻回方向に中心筒12から離間するように積層するのが好ましい。これにより、中心筒12への積層体14aの巻き付けを容易に行い、かつ、各透過ガス流路用部材26の中心筒12側の端部もしくは端部近傍が、好適に中心筒12に当接できる。
The following steps of FIGS. 6 to 8 are repeated to stack a predetermined number of stacked bodies 14a as conceptually shown in FIG.
As shown in FIG. 9, it is preferable that the laminated body 14a is laminated so that the laminated body 14a is gradually separated from the central tube 12 in the winding direction as it goes upward. Thereby, the laminated body 14a is easily wound around the central cylinder 12, and the end of the permeate gas flow path member 26 on the central cylinder 12 side or the vicinity of the end is preferably in contact with the central cylinder 12. it can.

所定数の積層体14aを積層したら、図9に示すように、中心筒12の外周面に接着剤38aを、最初に中心筒12に固定した透過ガス流路用部材26の上面の中心筒12と挟持体36との間に接着剤38bを、それぞれ、塗布する。
次いで、図9に矢印ywで示すように、積層した積層体14aを巻き込むようにして、積層体14aを中心筒12に巻き付ける。
巻き終わったら、最外周の透過ガス流路用部材26に、ひき出す方向すなわち巻き絞める方向の張力を掛けた状態で、所定時間、維持して、接着剤30a等を乾燥させる。最外周の透過ガス流路用部材26とは、最初に中心筒12に固定した最下層の透過ガス流路用部材26である。
所定時間が経過したら、最外周の透過ガス流路用部材26を1周した位置で超音波融着等によって固定し、固定位置よりも外方の余分な透過ガス流路用部材26を切断して、積層した積層体14aを中心筒に巻回してなる積層体巻回物14を完成する。
When the predetermined number of the laminated bodies 14a are laminated, as shown in FIG. 9, the central cylinder 12 on the upper surface of the permeating gas flow path member 26, which is first fixed to the central cylinder 12 with the adhesive 38a on the outer peripheral surface of the central cylinder 12. The adhesive 38b is applied between the sandwiching body 36 and the adhesive 36b.
Next, as shown by an arrow yw in FIG. 9, the stacked body 14 a is wound around the central cylinder 12 so as to wind the stacked stacked body 14 a.
When the winding is completed, the permeate gas passage member 26 on the outermost periphery is maintained for a predetermined time in a state where tension is applied in the pulling-out direction, that is, the direction of squeezing and the adhesive 30a and the like are dried. The outermost permeating gas channel member 26 is the lowermost permeating gas channel member 26 fixed to the central cylinder 12 first.
When a predetermined time has elapsed, the outermost permeate gas channel member 26 is fixed by ultrasonic welding or the like at a position where it has made one round, and the excess permeate gas channel member 26 outside the fixed position is cut. Thus, the laminated body 14 is obtained by winding the laminated body 14a around the central cylinder.

前述のように、原料ガスGは、供給ガス流路用部材24の端部から供給され、酸性ガスGcは、酸性ガス分離膜20を積層方向に輸送されることで通過して、透過ガス流路用部材26に流入し、透過ガス流路用部材26内を流れて、中心筒12に至る。   As described above, the raw material gas G is supplied from the end of the supply gas flow path member 24, and the acidic gas Gc passes through the acidic gas separation membrane 20 by being transported in the stacking direction, and passes through the permeated gas flow. It flows into the road member 26, flows through the permeate gas flow path member 26, and reaches the central cylinder 12.

ここで、接着剤30aを塗布されるのは、支持体20bであり、また、接着剤30aによって接着されるのは、ネット状の透過ガス流路用部材26である。従って、接着剤30aは、支持体20bおよび透過ガス流路用部材26内に浸透(含浸)し、両者の内部に接着剤層30が形成される。
また、接着剤層30(接着剤30a)は、前述のように、幅方向の両端部近傍で、巻回方向の全域に延在して帯状に形成される。さらに、接着剤層30は、この幅方向両端部近傍の接着剤層30を幅方向に横切るように、中心筒12側となる折り返し部と逆側の端部近傍で幅方向の全域に延在して帯状に形成される。すなわち、接着剤層30は、中心筒12側を開放して、透過ガス流路用部材26および支持体20bの外周を囲むように形成される。加えて、透過ガス流路用部材26は、促進輸送膜20aによって挟まれた状態となっている。
これにより、積層体14aの透過ガス流路用部材26には、中心筒12側が開放するエンベロープ状の流路が形成される。従って、酸性ガス分離膜20を透過して透過ガス流路用部材26に流入した酸性ガスGcは、外部に流出することなく、透過ガス流路用部材26内を中心筒12に向かって流れ、貫通孔12aから中心筒12内に流入する。
すなわち、接着剤層30は、接着のみならず、透過ガス流路用部材26等において、酸性ガスGcを所定の流路に封止するための封止部としても作用する。
Here, the adhesive 30a is applied to the support 20b, and the adhesive 30a is bonded to the net-shaped permeating gas channel member 26. Therefore, the adhesive 30a penetrates (impregnates) the support 20b and the permeating gas flow path member 26, and the adhesive layer 30 is formed inside of both.
Further, as described above, the adhesive layer 30 (adhesive 30a) is formed in a strip shape extending in the entire vicinity in the winding direction in the vicinity of both ends in the width direction. Further, the adhesive layer 30 extends across the entire width direction in the vicinity of the end portion on the side opposite to the folded portion on the central tube 12 side so as to cross the adhesive layer 30 in the vicinity of both ends in the width direction in the width direction. Then, it is formed in a band shape. That is, the adhesive layer 30 is formed so as to surround the outer peripheries of the permeating gas flow path member 26 and the support 20b by opening the central tube 12 side. In addition, the permeating gas channel member 26 is sandwiched between the facilitated transport films 20a.
As a result, an envelope-like flow path that opens on the side of the central tube 12 is formed in the permeating gas flow path member 26 of the laminate 14a. Therefore, the acidic gas Gc that has passed through the acidic gas separation membrane 20 and has flowed into the permeate gas flow path member 26 flows through the permeate gas flow path member 26 toward the central cylinder 12 without flowing out, It flows into the center tube 12 from the through hole 12a.
That is, the adhesive layer 30 acts not only for bonding but also as a sealing portion for sealing the acidic gas Gc to a predetermined channel in the permeating gas channel member 26 and the like.

本発明の分離モジュール10において、接着剤層30(接着剤30a)は、十分な接着力、耐熱性および耐湿性を有するものであれば、各種の公知の接着剤が利用可能である。
一例として、エポキシ樹脂、塩化ビニル共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル−塩化ビニリデン共重合体、塩化ビニル−アクリロニトリル共重合体、ブタジエン−アクリロニトリル共重合体、ポリアミド樹脂、ポリビニルブチラール、ポリエステル、セルロース誘導体(ニトロセルロース等)、スチレン−ブタジエン共重合体、各種の合成ゴム系樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、フェノキシ樹脂、シリコーン樹脂、尿素ホルムアミド樹脂等が好適に例示される。
In the separation module 10 of the present invention, various known adhesives can be used as long as the adhesive layer 30 (adhesive 30a) has sufficient adhesive strength, heat resistance, and moisture resistance.
Examples include epoxy resins, vinyl chloride copolymers, vinyl chloride-vinyl acetate copolymers, vinyl chloride-vinylidene chloride copolymers, vinyl chloride-acrylonitrile copolymers, butadiene-acrylonitrile copolymers, polyamide resins, polyvinyl butyral. Suitable examples include polyesters, cellulose derivatives (nitrocellulose, etc.), styrene-butadiene copolymers, various synthetic rubber resins, phenol resins, urea resins, melamine resins, phenoxy resins, silicone resins, urea formamide resins, and the like. .

なお、接着剤層30となる接着剤30aは、一度塗りでもよいが、好ましくは、最初はアセトン等の有機溶剤で希釈した接着剤を塗布し、その上に、接着剤のみを塗布するのが好ましい。この際には、有機溶剤で希釈した接着剤は幅広に塗布し、接着剤は、これよりも狭い幅で塗布するのが好ましい。   The adhesive 30a to be the adhesive layer 30 may be applied once, but preferably, an adhesive diluted with an organic solvent such as acetone is applied first, and only the adhesive is applied thereon. preferable. In this case, the adhesive diluted with an organic solvent is preferably applied in a wide width, and the adhesive is preferably applied in a narrower width.

さらに、分離モジュール10において、支持体20bが、前述の多孔質膜と補助支持膜との積層体である場合には、周縁部すなわち接着剤層30の形成部に、支持体20bの積層方向において、多孔質膜中に10%以上の染み込み率で接着剤が染み込んでおり、かつ、補助支持膜における接着剤の染み込み率が多孔質膜中への染み込み率よりも小さい膜保護部を備えるのが好ましい。
このような膜保護部を有することにより、酸性ガス分離膜20が分離モジュール10に組み込まれて使用に供される際に、応力集中が生じて促進輸送膜20aに欠陥が生じ易い部分を保護して欠陥の発生を抑制すると共に、欠陥が生じた場合には,供給ガスの透過を抑制できるため、分離モジュール10の分離性能の低下を抑制できる。
膜保護部は、耐熱性および耐湿性を有するものであれば、各種の公知の接着剤で形成可能である。具体的には、前述の接着剤層30で例示したものが、各種、例示される。
膜保護部は、一例として、接着剤層30の形成に先立ち、溶剤の添加等によって低粘度にした接着剤を、支持体20bの多孔質支持膜に塗布することで、形成すればよい。
膜保護部の幅は、分離モジュール10の大きさ等に応じて、適宜、設定すればよいが、20mm以上あるのが好ましく、40mm以上がより好ましい。
Further, in the separation module 10, when the support 20b is a laminate of the porous membrane and the auxiliary support membrane described above, the peripheral portion, that is, the adhesive layer 30 forming portion, in the stacking direction of the support 20b. In addition, the adhesive is soaked into the porous film at a penetration rate of 10% or more, and the auxiliary protective membrane is provided with a membrane protection portion in which the penetration rate of the adhesive is smaller than the penetration rate into the porous membrane. preferable.
By having such a membrane protection part, when the acidic gas separation membrane 20 is incorporated into the separation module 10 and used for use, stress concentration occurs and the facilitated transport membrane 20a is easily damaged. In addition, the occurrence of defects can be suppressed, and when a defect occurs, the permeation of the supply gas can be suppressed, so that a decrease in the separation performance of the separation module 10 can be suppressed.
The film protection part can be formed with various known adhesives as long as it has heat resistance and moisture resistance. Specifically, various examples are exemplified for the adhesive layer 30 described above.
As an example, the film protection part may be formed by applying an adhesive having a low viscosity by addition of a solvent or the like to the porous support film of the support 20b prior to the formation of the adhesive layer 30.
The width of the membrane protection part may be appropriately set according to the size of the separation module 10 and the like, but is preferably 20 mm or more, and more preferably 40 mm or more.

本発明の分離モジュール10において、このようにして作製される積層体巻回物14の両端部には、テレスコープ防止板(テレスコープ防止部材)16が配置される。
前述のように、テレスコープ防止板16は、積層体巻回物14が原料ガスGによって押圧されて、供給側の端面が入れ子状に押し込まれ、逆側の端面が入れ子状に突出する、いわゆるテレスコープ現象を防止するための部材である。
In the separation module 10 of the present invention, a telescope prevention plate (telescope prevention member) 16 is disposed at both ends of the laminated body 14 produced in this way.
As described above, the telescope prevention plate 16 is so-called that the laminated body 14 is pressed by the raw material gas G, the supply-side end surface is pushed in a nested manner, and the opposite-side end surface protrudes in a nested manner. It is a member for preventing the telescope phenomenon.

本発明において、テレスコープ防止板16は、スパイラル型の分離モジュールに用いられる公知のものが、各種、利用可能である。
図示例において、テレスコープ防止板は、円環状の外環部16aと、外環部16aの中に中心を一致して配置される円環状の内環部16bと、外環部16aおよび内環部16bを連結して固定するリブ(スポーク)16cとを有して構成される。積層体14aを積層した積層物が巻回される中心筒12は、内環部16bを挿通する。
図示例において、リブ16cは、外環部16aおよび内環部16bの中心から、等角度間隔で放射状に設けられおり、外環部16aと内環部16bとの間で、かつ、各リブ16cの間隙が、原料ガスGもしくは残余ガスGrが通過する開口部16dとなっている。
In the present invention, as the telescoping prevention plate 16, various known types used for spiral type separation modules can be used.
In the illustrated example, the telescope prevention plate includes an annular outer ring portion 16a, an annular inner ring portion 16b arranged in the outer ring portion 16a so as to coincide with the center, an outer ring portion 16a and an inner ring. And a rib (spoke) 16c for connecting and fixing the portion 16b. The central cylinder 12 around which the laminate in which the laminate 14a is laminated is wound passes through the inner ring portion 16b.
In the illustrated example, the ribs 16c are provided radially at equal angular intervals from the center of the outer ring part 16a and the inner ring part 16b, and between the outer ring part 16a and the inner ring part 16b and each rib 16c. Is an opening 16d through which the source gas G or the residual gas Gr passes.

テレスコープ防止板16は、積層体巻回物14の端面に接触して配置しても良い。
しかしながら、積層体巻回物14の端面全域を原料ガスの供給や残余ガスGrの排出に使用するために、テレスコープ防止板16と積層体巻回物14の端面とは、若干の間隙を有して配置するのが好ましい。
The telescoping prevention plate 16 may be disposed in contact with the end face of the laminated body 14.
However, in order to use the entire end face of the laminate wound product 14 for supplying the source gas and discharging the residual gas Gr, there is a slight gap between the telescope prevention plate 16 and the end face of the laminate wound article 14. Are preferably arranged.

テレスコープ防止板16の形成材料は、十分な強度と、耐熱性および耐湿性を有する、各種の材料が利用可能である。
具体的には、金属材料、樹脂材料、セラミックス等が好適に例示される。
金属材料としては、例えば、ステンレス(SUS)、アルミニウム、アルミニウム合金、錫、錫合金等が例示される。
樹脂材料としては、例えば、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、芳香族ポリアミド樹脂、ナイロン12、ナイロン66、ポリサルフィン樹脂、ポリテトラフルオロエチレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル・ブタジエン・スチレン樹脂、アクリル・エチレン・スチレン樹脂、エポキシ樹脂、ニトリル樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂(PEEK)、ポリアセタール樹脂(POM)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)等が例示される。樹脂材料としては、これらの樹脂の繊維強化プラスチックも例示される。繊維としては、例えば、ガラス繊維、カーボン繊維、ステンレス繊維、アラミド繊維などが例示され、特に長繊維が好ましい。繊維強化プラスチックとしては、より具体的には、ガラス長繊維強化ポリプロピレン、ガラス長繊維強化ポリフェニレンサルファイドなどが例示される。
セラミックスとしては、例えば、ゼオライト、アルミナ等が例示される。
Various materials having sufficient strength, heat resistance and moisture resistance can be used as the material for forming the telescope prevention plate 16.
Specifically, a metal material, a resin material, ceramics, etc. are illustrated suitably.
Examples of the metal material include stainless steel (SUS), aluminum, aluminum alloy, tin, and tin alloy.
Examples of the resin material include polyethylene resin, polypropylene resin, aromatic polyamide resin, nylon 12, nylon 66, polysulfin resin, polytetrafluoroethylene resin, polycarbonate resin, acrylic / butadiene / styrene resin, acrylic / ethylene / styrene resin, Examples include epoxy resins, nitrile resins, polyether ether ketone resins (PEEK), polyacetal resins (POM), polyphenylene sulfide (PPS), and the like. Examples of the resin material include fiber reinforced plastics of these resins. Examples of the fibers include glass fibers, carbon fibers, stainless steel fibers, and aramid fibers, and long fibers are particularly preferable. More specifically, examples of the fiber reinforced plastic include long glass fiber reinforced polypropylene and long glass fiber reinforced polyphenylene sulfide.
Examples of ceramics include zeolite and alumina.

被覆層18は、積層体巻回物14の周面を覆って、この周面すなわち積層体巻回物14の端面以外から外部への原料ガスGや残余ガスGrの排出を遮断するためのものである。
被覆層18は、積層体巻回物14の周面のみならず、必要に応じて、さらに、テレスコープ防止板を覆って設けてもよい。
The covering layer 18 covers the peripheral surface of the laminated body 14 and blocks the discharge of the raw material gas G and the residual gas Gr from outside the peripheral surface, that is, the end surface of the laminated body 14. It is.
The covering layer 18 may be provided to cover not only the peripheral surface of the laminated body 14 but also the telescope prevention plate as necessary.

被覆層18は、原料ガスG等を遮蔽できる物が、各種、利用可能である。また、被覆層18は、筒状の部材であってもよく、線材やシート状の部材を巻回して構成してもよい。
一例として、FRP製の線材に、前述の接着剤層30に利用される接着剤を含浸して、接着剤を含浸した線材を、隙間無く、必要に応じて多重に、積層体巻回物14に巻き付けてなる被覆層18が例示される。FRPで使用するファイバーやマトリックス樹脂には、限定は無い。一例として、ファイバーとしては、ガラスファイバー、炭素繊維、ケブラー、ダイニーマなどが例示されるが、この中でもガラスファイバーが特に好ましい。また、マトリックス樹脂としては、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、アクリレート樹脂、不飽和ポリエステル樹脂などが例示されるが、耐熱性、耐加水分解性の観点から、エポキシ樹脂が好ましい。
なお、この際においては、必要に応じて、被覆層18と積層体巻回物14との間に、積層体巻回物14への接着剤の染み込みを防止するためのカプトンテープ等のシート状部材を設けてもよい。
As the coating layer 18, various materials that can shield the raw material gas G and the like can be used. The covering layer 18 may be a cylindrical member or may be configured by winding a wire or a sheet-like member.
As an example, the FRP wire is impregnated with the adhesive used for the adhesive layer 30 described above, and the wire impregnated with the adhesive is laminated in multiple layers as necessary without gaps. The coating layer 18 wound around is illustrated. There are no limitations on the fiber or matrix resin used in FRP. As an example, examples of the fiber include glass fiber, carbon fiber, Kevlar, Dyneema, etc. Among them, glass fiber is particularly preferable. Examples of the matrix resin include an epoxy resin, a polyamide resin, an acrylate resin, and an unsaturated polyester resin, and an epoxy resin is preferable from the viewpoint of heat resistance and hydrolysis resistance.
In this case, if necessary, a sheet shape such as a Kapton tape for preventing penetration of the adhesive into the laminated body 14 between the coating layer 18 and the laminated body 14. A member may be provided.

以上、本発明の酸性ガス分離モジュールについて詳細に説明したが、本発明は上述の例に限定はされず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変更を行ってもよいのは、もちろんである。   The acid gas separation module of the present invention has been described in detail above. However, the present invention is not limited to the above-described example, and various improvements and modifications may be made without departing from the gist of the present invention. Of course.

以下、本発明の具体的実施例を挙げ、本発明の酸性ガス分離モジュールについて、より詳細に説明する。   Hereinafter, the specific example of this invention is given and the acidic gas separation module of this invention is demonstrated in detail.

[実施例1]
<促進輸送膜20aとなる塗布組成物(1)の調製>
ポリビニルアルコール−ポリアクリル酸共重合体(クラレ社製 クラストマーAP-20)を3.3質量%、架橋剤(和光純薬社製 25質量%グルタルアルデヒド水溶液)を0.016質量%、含む水溶液を調製した。この水溶液に、1M塩酸をpH1.7になるまで添加して、架橋させた。
架橋後、40%炭酸セシウム水溶液(稀産金属社製)を炭酸セシウム濃度が6.0質量%になるように添加した。すなわち、本例では、炭酸セシウムが促進輸送膜20aのキャリアとなる。
さらに、界面活性剤(日油社製 1質量%ラピゾールA−90)を0.004質量%、添加して、促進輸送膜20aとなる塗布組成物(1)を調製した。
[Example 1]
<Preparation of coating composition (1) to be facilitated transport film 20a>
An aqueous solution containing 3.3% by mass of a polyvinyl alcohol-polyacrylic acid copolymer (Clastomer AP-20 manufactured by Kuraray Co., Ltd.) and 0.016% by mass of a crosslinking agent (25% by mass glutaraldehyde aqueous solution manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.). Prepared. To this aqueous solution, 1 M hydrochloric acid was added until the pH reached 1.7 to cause crosslinking.
After crosslinking, a 40% aqueous cesium carbonate solution (manufactured by Rare Metals) was added so that the concentration of cesium carbonate was 6.0% by mass. That is, in this example, cesium carbonate serves as a carrier for the facilitated transport film 20a.
Further, 0.004% by mass of a surfactant (1% by mass of Lapisol A-90 manufactured by NOF Corporation) was added to prepare a coating composition (1) to be the facilitated transport film 20a.

<中間層20cとなる塗布組成物の調製>
重合性ポリジメチルシロキサン(UV9300、モメンティブパフォーマンス社製)20質量%、および、4−イソプロピル−4’−メチルジフェニルヨードニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボラート(I0591、東京化成工業社製)0.1質量%を含むヘプタン溶液を調製して、中間層20cとなる塗布組成物とした。
なお、この塗布組成物の25℃での粘度は、300cPであった。
<Preparation of coating composition to be intermediate layer 20c>
Polymerizable polydimethylsiloxane (UV9300, manufactured by Momentive Performance) 20% by mass and 4-isopropyl-4′-methyldiphenyliodonium tetrakis (pentafluorophenyl) borate (I0591, manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) 0.1% by mass The coating composition used as the intermediate | middle layer 20c was prepared.
The viscosity of the coating composition at 25 ° C. was 300 cP.

<酸性ガス分離膜の作製>
<<中間層の形成>>
支持体20bとして、PP不織布の表面に多孔質膜を積層してなる、長尺な積層体(GE社製)を巻回してなる支持体ロールを用意した。この多孔質膜は、多孔質のPTFEである。
塗布装置(ロールコータ)、乾燥装置および紫外線照射装置を有する、RtoRによって塗布法で成膜を行う一般的な成膜装置に、この支持体ロールを装填し、所定の搬送経路に支持体20bを挿通(通紙)して、先端を巻取り軸に巻回した。また、先に調製した、中間層20cとなる塗布組成物を、塗布手段の材料槽に充填した。
この成膜装置によって、支持体20bを長手方向に搬送しつつ、塗布装置によって中間層20cとなる塗布組成物を塗布し、乾燥装置によって塗布組成物を乾燥し、紫外線照射装置によって塗布組を硬化して、支持体20bに中間層20cを形成して、ロール状に巻回した。
塗布組成物の塗布は、常温で行った。紫外線の照射は、塗布組成物を塗布した後、2秒で塗布組成物が硬化するように行った。塗布組成物の硬化時間と紫外線照射条件(照射時間および紫外線強度)との関係は、予め、実験によって調べておいた。
<Production of acid gas separation membrane>
<< Formation of Intermediate Layer >>
As the support 20b, a support roll formed by winding a long laminate (manufactured by GE), which is formed by laminating a porous film on the surface of a PP nonwoven fabric, was prepared. This porous membrane is porous PTFE.
A general film forming apparatus that has a coating apparatus (roll coater), a drying apparatus, and an ultraviolet irradiation apparatus and that forms a film by a coating method using RtoR is loaded with this support roll, and the support 20b is placed in a predetermined transport path. The tip was wound around a take-up shaft. In addition, the previously prepared coating composition to be the intermediate layer 20c was filled in the material tank of the coating means.
With this film forming apparatus, the coating composition that becomes the intermediate layer 20c is applied by the coating apparatus while the support 20b is conveyed in the longitudinal direction, the coating composition is dried by the drying apparatus, and the coating set is cured by the ultraviolet irradiation apparatus. And the intermediate | middle layer 20c was formed in the support body 20b, and it wound in roll shape.
Application | coating of the coating composition was performed at normal temperature. The ultraviolet irradiation was performed so that the coating composition was cured in 2 seconds after the coating composition was applied. The relationship between the curing time of the coating composition and the ultraviolet irradiation conditions (irradiation time and ultraviolet intensity) was previously examined by experiments.

このようにして形成した中間層20cは、支持体上領域の厚さTaが0.5μm、染み込み領域の厚さTbが2μmで、厚さの比『Tb/Ta』は4であった。
なお、中間層20cとなる塗布組成物の粘度や塗布組成物の塗布から硬化までの時間と、支持体上領域の厚さTaおよび染み込み領域の厚さTbとの関係、および、塗布組成物の塗布量と中間層20cの厚さとの関係は、予め、実験によって調べておいた。
The intermediate layer 20c thus formed had a thickness Ta of the support upper region of 0.5 μm, a penetration region thickness Tb of 2 μm, and a thickness ratio “Tb / Ta” of 4.
The relationship between the viscosity of the coating composition to be the intermediate layer 20c, the time from application to curing of the coating composition, the thickness Ta of the region on the support and the thickness Tb of the soaking region, and the coating composition The relationship between the coating amount and the thickness of the intermediate layer 20c was previously examined by experiments.

この中間層20cのガス透過性を測定したところ、750Barrerであった。
中間層20cのガス透過性(Barrer)は、測定用ガスを、中間層20cを形成した支持体20bに供給し、透過してきたガスをガスクロマトグラフで分析し、透過性能(GPU)評価後、SEM−EDX解析から測定した中間層20cの膜厚との積から算出した。測定用ガスは、N2:CO2:H2O=66:21:13(分圧比)の混合ガスを用いた。また、測定用ガスは、流量0.32L/min、温度130℃、全圧2001.3kPaの条件で、支持体20bに供給した。
The gas permeability of this intermediate layer 20c was measured and found to be 750 Barrer.
The gas permeability (Barrer) of the intermediate layer 20c is measured by supplying a measurement gas to the support 20b on which the intermediate layer 20c is formed, analyzing the permeated gas with a gas chromatograph, evaluating the permeation performance (GPU), and then SEM. -It calculated from the product with the film thickness of the intermediate | middle layer 20c measured from the EDX analysis. As the measurement gas, a mixed gas of N 2 : CO 2 : H 2 O = 66: 21: 13 (partial pressure ratio) was used. The measurement gas was supplied to the support 20b under the conditions of a flow rate of 0.32 L / min, a temperature of 130 ° C., and a total pressure of 2001.3 kPa.

<<促進輸送膜20aの形成>>
支持体20bに中間層20cを形成した成膜装置から、支持体ロール、中間層20cを形成した支持体20bを巻回してなるロールを取り外した。
塗布装置(ロールコータ)および乾燥装置を有する、RtoRによって塗布法で成膜を行う一般的な成膜装置に、この中間層20cを形成した支持体20bを巻回してなるロールを装填して、所定の搬送経路に中間層20cを形成した支持体20bを挿通して、先端を巻取り軸に巻回した。また、先に調製した、促進輸送膜20aとなる塗布組成物(1)を、塗布装置の材料槽に充填した。
次いで、この成膜装置によって、支持体20bを長手方向に搬送しつつ、塗布装置によって塗布組成物(1)を塗布し、乾燥装置によって塗布組成物(1)を乾燥することで、中間層20cの上に促進輸送膜20aを形成することで、図3に示すような、支持体20b、中間層20cおよび促進輸送膜20aを有する酸性ガス分離膜20を作成して、ロール状に巻回した。
塗布組成物(1)の塗布は、乾燥によって形成される促進輸送膜20aの厚さが20μmとなるように行った(Tc=20μm)。従って、厚さの比『Tc/(Ta+Tb)』は、8である。なお、塗布組成物(1)の塗布量(塗膜厚)と、形成される促進輸送膜20aの厚さとの関係は、予め、実験によって調べておいた。
<< Formation of facilitated transport film 20a >>
A support roll and a roll formed by winding the support 20b on which the intermediate layer 20c was formed were removed from the film forming apparatus in which the intermediate layer 20c was formed on the support 20b.
A general film forming apparatus that has a coating apparatus (roll coater) and a drying apparatus and forms a film by a coating method using RtoR is loaded with a roll formed by winding the support 20b on which the intermediate layer 20c is formed. The support 20b on which the intermediate layer 20c was formed was inserted through a predetermined transport path, and the tip was wound around the winding shaft. Moreover, the coating composition (1) which becomes the facilitated-transport film | membrane 20a prepared previously was filled into the material tank of the coating device.
Next, the coating composition (1) is applied by the coating apparatus while the support 20b is transported in the longitudinal direction by the film forming apparatus, and the coating composition (1) is dried by the drying apparatus, whereby the intermediate layer 20c. By forming the facilitated transport membrane 20a on the substrate, the acidic gas separation membrane 20 having the support 20b, the intermediate layer 20c and the facilitated transport membrane 20a as shown in FIG. 3 was prepared and wound into a roll shape. .
The coating composition (1) was applied so that the facilitated transport film 20a formed by drying had a thickness of 20 μm (Tc = 20 μm). Therefore, the thickness ratio “Tc / (Ta + Tb)” is 8. In addition, the relationship between the coating amount (coating film thickness) of the coating composition (1) and the thickness of the facilitated transport film 20a to be formed was examined in advance by experiments.

<分離モジュールの作製>
まず、図5(A)および図5(B)に示すように、SUS製の中心筒12に、透過ガス流路用部材26を固定した。透過ガス流路用部材26は、100メッシュのステンレス製の金網(線径0.1mm、目開き0.154mm)を用いた。固定手段34は、SUSを接着可能な接着剤を用いた。
<Production of separation module>
First, as shown in FIGS. 5A and 5B, a permeating gas flow path member 26 was fixed to the center tube 12 made of SUS. As the permeating gas channel member 26, a 100-mesh stainless steel wire mesh (wire diameter: 0.1 mm, aperture: 0.154 mm) was used. As the fixing means 34, an adhesive capable of adhering SUS was used.

一方、作製した酸性ガス分離膜20を、所定の長さに切断して、促進輸送膜20aを内側にして二つ折りした。二つ折りは、図6に示すように、一方の酸性ガス分離膜20が、若干、長くなるように行った。二つ折りした酸性ガス分離膜20の谷部にカプトンテープを貼り、供給ガス流路用部材24の端部が促進輸送膜20aの膜谷部を傷つけないように補強した。
次いで、二つ折りした酸性ガス分離膜20に、供給ガス流路用部材24を挟み込んで、挟持体36を作製した。供給ガス流路用部材24は、厚さ0.5mmのPP製ネットを用いた。
On the other hand, the produced acidic gas separation membrane 20 was cut into a predetermined length and folded in half with the facilitated transport membrane 20a inside. As shown in FIG. 6, the two folds were performed so that one acidic gas separation membrane 20 was slightly longer. Kapton tape was applied to the trough of the acid gas separation membrane 20 folded in half, and the end of the supply gas flow path member 24 was reinforced so as not to damage the trough of the facilitated transport membrane 20a.
Subsequently, the supply gas flow path member 24 was sandwiched between the folded acidic gas separation membranes 20 to produce a sandwiching body 36. As the supply gas flow path member 24, a PP net having a thickness of 0.5 mm was used.

この挟持体36の酸性ガス分離膜20が短い方の多孔質支持体20b側に、図6に示すように、幅方向(矢印x方向)の両端部近傍に、巻回方向(矢印y方向)の全域に延在し、かつ、巻回方向の折り返し部と逆側の端部近傍に、幅方向の全域に延在して、接着剤30aを塗布した。接着剤30aは、エポキシ系樹脂からなる接着剤(ヘンケルジャパン社製 E120HP)を用いた。
次いで、接着剤30aを塗布した側を下方に向けて、図7(A)および図7(B)に示すように、挟持体36と中心筒12に固定した透過ガス流路用部材26とを積層し、接着した。
次いで、透過ガス流路用部材26に積層した挟持体36の酸性ガス分離膜20の上面に、図7(A)および図7(B)に示すように、幅方向の両端部近傍に、巻回方向の全域に延在し、かつ、巻回方向の折り返し部と逆側の端部近傍に、幅方向の全域に延在して、接着剤30aを塗布した。さらに、接着剤30aを塗布した酸性ガス分離膜20の上に、図8に示すように、透過ガス流路用部材26を積層して、接着することにより、1層目の積層体14aを形成した。
As shown in FIG. 6, on the porous support 20b side where the acidic gas separation membrane 20 of the sandwiching body 36 is short, in the vicinity of both ends in the width direction (arrow x direction), the winding direction (arrow y direction). The adhesive 30a was applied to the entire region in the width direction in the vicinity of the end portion on the side opposite to the folded portion in the winding direction. As the adhesive 30a, an adhesive made of an epoxy resin (E120HP manufactured by Henkel Japan) was used.
Next, with the side to which the adhesive 30a is applied facing downward, as shown in FIGS. 7A and 7B, the sandwiching body 36 and the permeating gas channel member 26 fixed to the central cylinder 12 are provided. Laminated and glued.
Then, on the upper surface of the acidic gas separation membrane 20 of the sandwiching body 36 laminated on the permeating gas flow path member 26, as shown in FIGS. The adhesive 30a was applied so as to extend over the entire region in the width direction and in the vicinity of the end portion on the opposite side of the folded portion in the winding direction. Further, as shown in FIG. 8, a permeate gas flow path member 26 is laminated on the acidic gas separation membrane 20 coated with the adhesive 30a and bonded to form the first layered product 14a. did.

先と同様にして、図6に示す挟持体36を、もう一つ作製し、同様に、短い側の酸性ガス分離膜20の多孔質支持体20b側に、同様に接着剤30aを塗布した。次いで、図7(A)および図7(B)と同様に、接着剤30aを塗布した側を先に形成した1層目の積層体14a(その透過ガス流路用部材26)に向けて、挟持体36を、1層目の積層体14a(透過ガス流路用部材26)の上に積層し、接着した。さらに、この挟持体36の上面に、図7(A)および図7(B)と同様に接着剤30aを塗布し、その上に、図8と同様に透過ガス流路用部材26を積層して、接着することにより、2層目の積層体14aを形成した。
さらに、上記2層目と同様にして、2層目の積層体14aの上に、3層目の積層体14aを形成した。
In the same manner as described above, another sandwiching body 36 shown in FIG. 6 was produced, and similarly, the adhesive 30a was similarly applied to the porous support 20b side of the short acid gas separation membrane 20. Next, in the same manner as in FIGS. 7A and 7B, the side to which the adhesive 30 a is applied is directed toward the first layered body 14 a (the permeate gas flow path member 26) formed first, The sandwiching body 36 was laminated on the first layered body 14a (permeating gas flow path member 26) and adhered. Further, an adhesive 30a is applied to the upper surface of the sandwiching body 36 in the same manner as in FIGS. 7A and 7B, and a permeating gas flow path member 26 is laminated thereon, as in FIG. Then, the second layered product 14a was formed by bonding.
Further, in the same manner as the second layer, the third layered body 14a was formed on the second layered body 14a.

中心筒12に固定した透過ガス流路用部材26の上に、3層の積層体14aを積層した後、図9に示すように、中心筒12の周面に接着剤38aを塗布し、さらに、中心筒12と最下層の積層体14aとの間の透過ガス流路用部材26上に、接着剤38bを塗布した。接着剤38aおよび38bは、接着剤30aと同じ物を用いた。
次いで、図9の矢印yw方向に中心筒12を回転することで、積層した3層の積層体14aを巻き込むようにして中心筒12に多重に巻き付け、積層体巻回物14とした。
After laminating the three-layered laminate 14a on the permeate gas flow path member 26 fixed to the central cylinder 12, an adhesive 38a is applied to the peripheral surface of the central cylinder 12, as shown in FIG. The adhesive 38b was applied on the permeating gas flow path member 26 between the central cylinder 12 and the lowermost layered laminate 14a. The adhesives 38a and 38b were the same as the adhesive 30a.
Next, by rotating the central cylinder 12 in the direction of the arrow yw in FIG. 9, the laminated body 14 a having three layers was wound around the central cylinder 12 in a multiple manner so as to be a laminated body 14.

このようにして作製した積層体巻回物14の両端部に、内環部16bに中心筒12を挿通して、図1に示される形状の、厚さ2cmのテレスコープ防止板16を取り付けた。テレスコープ防止板16は、ガラス繊維が40質量%入った、PPS製のものを用いた。テレスコープ防止板16と積層体巻回物14との距離は、1mmとした。
さらに、テレスコープ防止板16の周面および積層体巻回物14の周面に、FRP樹脂テープを巻き付けて封止することで、被覆層18を形成して、分離モジュール10を作製した。作成した分離モジュール10の膜面積は、合計で1.2m2(設計値)であった。
なお、分離モジュール10は、同様の物を5本作製した。
The center tube 12 is inserted into the inner ring portion 16b and the telescoping prevention plate 16 having a thickness of 2 cm as shown in FIG. . The telescope prevention plate 16 was made of PPS containing 40% by mass of glass fiber. The distance between the telescope prevention plate 16 and the laminate wound product 14 was 1 mm.
Furthermore, the coating layer 18 was formed by winding the FRP resin tape around the peripheral surface of the telescope prevention plate 16 and the peripheral surface of the laminated body 14 to produce the separation module 10. The membrane area of the prepared separation module 10 was 1.2 m 2 (design value) in total.
In addition, the separation module 10 produced five similar things.

[実施例2]
中間層20cとなる塗布組成物の塗布量、および、硬化までの時間を変更した以外は、実施例1と同様にして酸性ガス分離膜20を形成した。
なお、中間層20cの支持体上領域の厚さTaは2μm、染み込み領域の厚さTbは0.2μmであった。従って、厚さの比『Tb/Ta』は0.1、厚さの比『Tc/(Ta+Tb)』は9.09ある。
実施例1と同様にして測定したところ、中間層20cのガス透過性は570Barrerであった。
この酸性ガス分離膜20を用いて、実施例1と同様に分離モジュール10を作製した。
[Example 2]
An acidic gas separation membrane 20 was formed in the same manner as in Example 1 except that the coating amount of the coating composition to be the intermediate layer 20c and the time until curing were changed.
In addition, the thickness Ta of the region on the support of the intermediate layer 20c was 2 μm, and the thickness Tb of the soaking region was 0.2 μm. Therefore, the thickness ratio “Tb / Ta” is 0.1, and the thickness ratio “Tc / (Ta + Tb)” is 9.09.
When measured in the same manner as in Example 1, the gas permeability of the intermediate layer 20c was 570 Barrer.
Using this acidic gas separation membrane 20, a separation module 10 was produced in the same manner as in Example 1.

[実施例3]
中間層20cとなる塗布組成物の塗布量、および、硬化までの時間を変更し、さらに、促進輸送膜20aの厚さを350μmにした以外は、実施例1と同様にして酸性ガス分離膜20を形成した。
中間層20cの支持体上領域の厚さTaは2μm、染み込み領域の厚さTbは0.2μmであった。従って、厚さの比『Tb/Ta』は0.1、厚さの比『Tc/(Ta+Tb)』は159ある。
実施例1と同様にして測定したところ、中間層20cのガス透過性は570Barrerであった。
この酸性ガス分離膜20を用いて、実施例1と同様に分離モジュール10を作製した。
[Example 3]
The acidic gas separation membrane 20 is the same as in Example 1, except that the coating amount of the coating composition to be the intermediate layer 20c and the time until curing are changed and the thickness of the facilitated transport membrane 20a is 350 μm. Formed.
The thickness Ta of the region on the support of the intermediate layer 20c was 2 μm, and the thickness Tb of the soaking region was 0.2 μm. Therefore, the thickness ratio “Tb / Ta” is 0.1, and the thickness ratio “Tc / (Ta + Tb)” is 159.
When measured in the same manner as in Example 1, the gas permeability of the intermediate layer 20c was 570 Barrer.
Using this acidic gas separation membrane 20, a separation module 10 was produced in the same manner as in Example 1.

[実施例4]
中間層20cとなる塗布組成物の塗布量、および、硬化までの時間を変更し、さらに、促進輸送膜20aの厚さを950μmにした以外は、実施例1と同様にして酸性ガス分離膜20を形成した。
中間層20cの支持体上領域の厚さTaは2μm、染み込み領域の厚さTbは0.2μmであった。従って、厚さの比『Tb/Ta』は0.1、厚さの比『Tc/(Ta+Tb)』は432ある。
実施例1と同様にして測定したところ、中間層20cのガス透過性は570Barrerであった。
この酸性ガス分離膜20を用いて、実施例1と同様に分離モジュール10を作製した。
[Example 4]
The acidic gas separation membrane 20 was changed in the same manner as in Example 1 except that the coating amount of the coating composition to be the intermediate layer 20c and the time until curing were changed and the thickness of the facilitated transport membrane 20a was changed to 950 μm. Formed.
The thickness Ta of the region on the support of the intermediate layer 20c was 2 μm, and the thickness Tb of the soaking region was 0.2 μm. Therefore, the thickness ratio “Tb / Ta” is 0.1, and the thickness ratio “Tc / (Ta + Tb)” is 432.
When measured in the same manner as in Example 1, the gas permeability of the intermediate layer 20c was 570 Barrer.
Using this acidic gas separation membrane 20, a separation module 10 was produced in the same manner as in Example 1.

[実施例5]
中間層20cとなる塗布組成物の塗布量、および、硬化までの時間を変更した以外は、実施例1と同様にして酸性ガス分離膜20を形成した。
中間層20cの支持体上領域の厚さTaは0.1μm、染み込み領域の厚さTbは9μmであった。従って、厚さの比『Tb/Ta』は90、厚さの比『Tc/(Ta+Tb)』は2.2である。
実施例1と同様にして測定したところ、中間層20cのガス透過性は1000Barrerであった。
この酸性ガス分離膜20を用いて、実施例1と同様に分離モジュール10を作製した。
[Example 5]
An acidic gas separation membrane 20 was formed in the same manner as in Example 1 except that the coating amount of the coating composition to be the intermediate layer 20c and the time until curing were changed.
The thickness Ta of the intermediate layer 20c on the support was 0.1 μm, and the thickness Tb of the soaking area was 9 μm. Therefore, the thickness ratio “Tb / Ta” is 90, and the thickness ratio “Tc / (Ta + Tb)” is 2.2.
When measured in the same manner as in Example 1, the gas permeability of the intermediate layer 20c was 1000 Barrer.
Using this acidic gas separation membrane 20, a separation module 10 was produced in the same manner as in Example 1.

[実施例6]
中間層20cとなる塗布組成物の塗布量、および、硬化までの時間を変更し、さらに、促進輸送膜20aの厚さを2.5μmとした以外は、実施例1と同様にして酸性ガス分離膜20を形成した。
中間層20cの支持体上領域の厚さTaは0.1μm、染み込み領域の厚さTbは9μmであった。従って、厚さの比『Tb/Ta』は90、厚さの比『Tc/(Ta+Tb)』は0.27である。
実施例1と同様にして測定したところ、中間層20cのガス透過性は1000Barrerであった。
この酸性ガス分離膜20を用いて、実施例1と同様に分離モジュール10を作製した。
[Example 6]
Acid gas separation was carried out in the same manner as in Example 1 except that the coating amount of the coating composition to be the intermediate layer 20c and the time until curing were changed and the thickness of the facilitated transport film 20a was 2.5 μm. A film 20 was formed.
The thickness Ta of the intermediate layer 20c on the support was 0.1 μm, and the thickness Tb of the soaking area was 9 μm. Accordingly, the thickness ratio “Tb / Ta” is 90, and the thickness ratio “Tc / (Ta + Tb)” is 0.27.
When measured in the same manner as in Example 1, the gas permeability of the intermediate layer 20c was 1000 Barrer.
Using this acidic gas separation membrane 20, a separation module 10 was produced in the same manner as in Example 1.

[実施例7]
促進輸送膜20aの厚さを70μmにした以外は、実施例1と同様にして酸性ガス分離膜20を形成した。
従って、中間層20cの支持体上領域の厚さTaは0.5μm、染み込み領域の厚さTbは2μmで、厚さの比『Tb/Ta』は4、厚さの比『Tc/(Ta+Tb)』は8、中間層20cのガス透過性は750Barrerである。
この酸性ガス分離膜20を用いて、実施例1と同様に分離モジュール10を作製した。
[Example 7]
An acidic gas separation membrane 20 was formed in the same manner as in Example 1 except that the thickness of the facilitated transport membrane 20a was 70 μm.
Accordingly, the thickness Ta of the intermediate layer 20c on the support is 0.5 μm, the penetration area thickness Tb is 2 μm, the thickness ratio “Tb / Ta” is 4, and the thickness ratio “Tc / (Ta + Tb). ) ”Is 8, and the gas permeability of the intermediate layer 20c is 750 Barrer.
Using this acidic gas separation membrane 20, a separation module 10 was produced in the same manner as in Example 1.

[実施例8]
重合性ポリジメチルシロキサンとして信越化学工業社製のKF−102を用いた以外は、実施例1と同様にして中間層20cとなる塗布組成物を調製した。なお、この塗布組成物の25℃での粘度は、4000cPであった。
この塗布組成物を用いて中間層20cを形成した以外は、実施例1と同様にして酸性ガス分離膜20を形成した。
中間層20cの支持体上領域の厚さTaは2.3μm、染み込み領域の厚さTbは0.6μmであった。従って、厚さの比『Tb/Ta』は0.26、厚さの比『Tc/(Ta+Tb)』は6.9である。
実施例1と同様にして測定したところ、中間層20cのガス透過性は620Barrerであった。
この酸性ガス分離膜20を用いて、実施例1と同様に分離モジュール10を作製した。
[Example 8]
A coating composition to be the intermediate layer 20c was prepared in the same manner as in Example 1 except that KF-102 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. was used as the polymerizable polydimethylsiloxane. The viscosity of this coating composition at 25 ° C. was 4000 cP.
An acidic gas separation membrane 20 was formed in the same manner as in Example 1 except that the intermediate layer 20c was formed using this coating composition.
The thickness Ta of the intermediate layer 20c on the support was 2.3 μm, and the thickness Tb of the soaking area was 0.6 μm. Therefore, the thickness ratio “Tb / Ta” is 0.26, and the thickness ratio “Tc / (Ta + Tb)” is 6.9.
When measured in the same manner as in Example 1, the gas permeability of the intermediate layer 20c was 620 Barrer.
Using this acidic gas separation membrane 20, a separation module 10 was produced in the same manner as in Example 1.

[実施例9]
中間層20cとなる塗布組成物を用いて、中間層20cと同様にして、促進輸送膜20aの上に厚さ3μmの保護層を形成した以外は、実施例2と同様に酸性ガス分離膜20を形成した。
従って、中間層20cの支持体上領域の厚さTaは2μm、染み込み領域の厚さTbは0.2μm、厚さの比『Tb/Ta』は0.1、厚さの比『Tc/(Ta+Tb)』は9.09、中間層20cのガス透過性は570Barrerである。
[Example 9]
The acidic gas separation membrane 20 was used in the same manner as in Example 2 except that a coating layer having a thickness of 3 μm was formed on the facilitated transport membrane 20a in the same manner as the intermediate layer 20c using the coating composition to be the intermediate layer 20c. Formed.
Therefore, the thickness Ta of the intermediate layer 20c on the support is 2 μm, the penetration area thickness Tb is 0.2 μm, the thickness ratio “Tb / Ta” is 0.1, and the thickness ratio “Tc / ( Ta + Tb) ”is 9.09, and the gas permeability of the intermediate layer 20c is 570 Barrer.

[実施例10]
ポリビニルアルコール(PVA)−ポリアクリル酸共重合体(PAA)(モル比:PVA/PAA=3/7)を含む水溶液(共重合体濃度:4.3質量%)に、40質量%炭酸セシウム(稀産金属社製)水溶液を炭酸セシウム濃度が6.0質量%になるように添加した。さらに、Ti系架橋剤であるオルガチックスTC-100(松本ファインケミカル社製)がPVA−PAA共重合体に対して10質量%の比率になるように添加し、攪拌し脱泡して、塗布組成物(2)を調製した。
なお、PVA−PAA共重合体は、「T.Sato,et al. (1993). Synthesis of poly(vinyl alcohol) having a thiol group at one end and new block copolymers containing poly(vinyl alcohol) as one cinsistent. Macromolecular Chemistry and Physics,194,175-185」に記載の方法を参考に合成したものである。
塗布組成物(1)の代わりに、塗布組成物(2)を用いて促進輸送膜20aを形成した以外には、実施例8と同様にして、酸性ガス分離膜20を形成した。
従って、中間層20cの支持体上領域の厚さTaは2.3μm、染み込み領域の厚さTbは0.6μmで、厚さの比『Tb/Ta』は0.26、厚さの比『Tc/(Ta+Tb)』は6.9、中間層20cのガス透過性は620Barrerである。
この酸性ガス分離膜20を用いて、実施例1と同様に分離モジュール10を作製した。
この分離モジュール10の促進輸送膜20aには、前述の式(1)中のMがTiである構造単位が含まれる。蛍光X線分析法によって、促進輸送膜中のTi含有量を測定したところ、Ti含有量は、親水性化合物であるPVA−PAA共重合体に対して、1.1質量%であった。なお、蛍光X線分析法による促進輸送膜中のTi含有量は、Rigaku社製のPrimusell(Rh線源)を用いて、測定エリア10mmφで分析を行ない、定量化することで測定した。
[Example 10]
To an aqueous solution (copolymer concentration: 4.3% by mass) containing polyvinyl alcohol (PVA) -polyacrylic acid copolymer (PAA) (molar ratio: PVA / PAA = 3/7), 40% by mass cesium carbonate ( A rare aqueous metal) aqueous solution was added so that the concentration of cesium carbonate was 6.0% by mass. Further, ORGATICS TC-100 (manufactured by Matsumoto Fine Chemical Co., Ltd.), which is a Ti-based cross-linking agent, is added so as to have a ratio of 10% by mass with respect to the PVA-PAA copolymer, and the mixture is stirred and degassed. A product (2) was prepared.
The PVA-PAA copolymer is described in “T. Sato, et al. (1993). Synthesis of poly (vinyl alcohol) having a thiol group at one end and new block copolymers containing poly (vinyl alcohol) as one cinsistent. Macromolecular Chemistry and Physics, 194, 175-185 ”.
An acidic gas separation membrane 20 was formed in the same manner as in Example 8, except that the facilitated transport membrane 20a was formed using the coating composition (2) instead of the coating composition (1).
Therefore, the thickness Ta of the region on the support of the intermediate layer 20c is 2.3 μm, the thickness Tb of the soaking region is 0.6 μm, the thickness ratio “Tb / Ta” is 0.26, and the thickness ratio “ Tc / (Ta + Tb) ”is 6.9, and the gas permeability of the intermediate layer 20c is 620 Barrer.
Using this acidic gas separation membrane 20, a separation module 10 was produced in the same manner as in Example 1.
The facilitated transport film 20a of the separation module 10 includes a structural unit in which M in Formula (1) is Ti. When the Ti content in the facilitated transport film was measured by fluorescent X-ray analysis, the Ti content was 1.1% by mass relative to the PVA-PAA copolymer that is a hydrophilic compound. In addition, Ti content in the facilitated-transport film | membrane by a fluorescent X ray analysis method was measured by analyzing and quantifying in the measurement area 10mmphi using Primusell (Rh ray source) made from Rigaku.

[実施例11]
塗布組成物(2)において、オルガチックスTC-100(松本ファインケミカル社製)をPVA-PAA共重合体に対して1質量%になるように添加した以外は、実施例10と同様にして、酸性ガス分離膜20を形成した。
従って、中間層20cの支持体上領域の厚さTaは2.3μm、染み込み領域の厚さTbは0.6μmで、厚さの比『Tb/Ta』は0.26、厚さの比『Tc/(Ta+Tb)』は6.9、中間層20cのガス透過性は620Barrerである。
この酸性ガス分離膜20を用いて、実施例1と同様に分離モジュール10を作製した。
実施例10と同様にして、促進輸送膜20aのTi含有量を測定した。その結果、Ti含有量は、親水性化合物であるPVA−PAA共重合体に対して、0.11質量%であった。
[Example 11]
In the coating composition (2), acidity was determined in the same manner as in Example 10 except that Olgatics TC-100 (manufactured by Matsumoto Fine Chemical Co., Ltd.) was added to 1% by mass with respect to the PVA-PAA copolymer. A gas separation membrane 20 was formed.
Therefore, the thickness Ta of the region on the support of the intermediate layer 20c is 2.3 μm, the thickness Tb of the soaking region is 0.6 μm, the thickness ratio “Tb / Ta” is 0.26, and the thickness ratio “ Tc / (Ta + Tb) ”is 6.9, and the gas permeability of the intermediate layer 20c is 620 Barrer.
Using this acidic gas separation membrane 20, a separation module 10 was produced in the same manner as in Example 1.
In the same manner as in Example 10, the Ti content of the facilitated transport film 20a was measured. As a result, Ti content was 0.11 mass% with respect to the PVA-PAA copolymer which is a hydrophilic compound.

[実施例12]
塗布組成物(2)において、オルガチックスTC-100(松本ファインケミカル社製)をPVA-PAA共重合体に対して50質量%になるように添加した以外は、実施例10と同様にして、酸性ガス分離膜20を形成した。
従って、中間層20cの支持体上領域の厚さTaは2.3μm、染み込み領域の厚さTbは0.6μmで、厚さの比『Tb/Ta』は0.26、厚さの比『Tc/(Ta+Tb)』は6.9、中間層20cのガス透過性は620Barrerである。
この酸性ガス分離膜20を用いて、実施例1と同様に分離モジュール10を作製した。
実施例10と同様にして、促進輸送膜20aのTi含有量を測定した。その結果、Ti含有量は、親水性化合物であるPVA−PAA共重合体に対して、5.3質量%であった。
[Example 12]
In the coating composition (2), acidity was determined in the same manner as in Example 10 except that Olgatics TC-100 (manufactured by Matsumoto Fine Chemical Co., Ltd.) was added so as to be 50% by mass with respect to the PVA-PAA copolymer. A gas separation membrane 20 was formed.
Therefore, the thickness Ta of the region on the support of the intermediate layer 20c is 2.3 μm, the thickness Tb of the soaking region is 0.6 μm, the thickness ratio “Tb / Ta” is 0.26, and the thickness ratio “ Tc / (Ta + Tb) ”is 6.9, and the gas permeability of the intermediate layer 20c is 620 Barrer.
Using this acidic gas separation membrane 20, a separation module 10 was produced in the same manner as in Example 1.
In the same manner as in Example 10, the Ti content of the facilitated transport film 20a was measured. As a result, Ti content was 5.3 mass% with respect to the PVA-PAA copolymer which is a hydrophilic compound.

[実施例13]
塗布組成物(2)において、オルガチックスTC-100(松本ファインケミカル社製)の代わりにオルガチックスTC-401(松本ファインケミカル社製)を使用し、PVA-PAA共重合体に対して15質量%になるように添加した以外は、実施例10と同様にして、酸性ガス分離膜20を形成した。
従って、中間層20cの支持体上領域の厚さTaは2.3μm、染み込み領域の厚さTbは0.6μmで、厚さの比『Tb/Ta』は0.26、厚さの比『Tc/(Ta+Tb)』は6.9、中間層20cのガス透過性は620Barrerである。
この酸性ガス分離膜20を用いて、実施例1と同様に分離モジュール10を作製した。
実施例10と同様にして、促進輸送膜20a中のTi含有量を測定した。その結果、Ti含有量は、親水性化合物であるPVA−PAA共重合体に対して、1質量%であった。
[Example 13]
In the coating composition (2), ORGATICS TC-401 (manufactured by Matsumoto Fine Chemical Co.) was used instead of ORGATICS TC-100 (manufactured by Matsumoto Fine Chemical Co., Ltd.), and the amount was 15% by mass with respect to the PVA-PAA copolymer. An acidic gas separation membrane 20 was formed in the same manner as in Example 10 except that the addition was performed.
Therefore, the thickness Ta of the region on the support of the intermediate layer 20c is 2.3 μm, the thickness Tb of the soaking region is 0.6 μm, the thickness ratio “Tb / Ta” is 0.26, and the thickness ratio “ Tc / (Ta + Tb) ”is 6.9, and the gas permeability of the intermediate layer 20c is 620 Barrer.
Using this acidic gas separation membrane 20, a separation module 10 was produced in the same manner as in Example 1.
In the same manner as in Example 10, the Ti content in the facilitated transport film 20a was measured. As a result, Ti content was 1 mass% with respect to the PVA-PAA copolymer which is a hydrophilic compound.

[実施例14]
塗布組成物(1)の代わりに塗布組成物(2)を使用した以外は、実施例5と同様にして、酸性ガス分離膜20を形成した。
従って、中間層20cの支持体上領域の厚さTaは0.1μm、染み込み領域の厚さTbは9μmで、厚さの比『Tb/Ta』は90、厚さの比『Tc/(Ta+Tb)』は2.2、中間層20cのガス透過性は1000Barrerである。
この酸性ガス分離膜20を用いて、実施例1と同様に分離モジュール10を作製した。
[Example 14]
An acidic gas separation membrane 20 was formed in the same manner as in Example 5 except that the coating composition (2) was used instead of the coating composition (1).
Therefore, the thickness Ta of the intermediate layer 20c on the support is 0.1 μm, the penetration area thickness Tb is 9 μm, the thickness ratio “Tb / Ta” is 90, and the thickness ratio “Tc / (Ta + Tb). ) ”Is 2.2, and the gas permeability of the intermediate layer 20c is 1000 Barrer.
Using this acidic gas separation membrane 20, a separation module 10 was produced in the same manner as in Example 1.

[実施例15]
塗布組成物(1)の代わりに塗布組成物(2)を使用した以外は、実施例9と同様にして、酸性ガス分離膜20を形成した。
従って、中間層20cの支持体上領域の厚さTaは2μm、染み込み領域の厚さTbは0.2μmで、厚さの比『Tb/Ta』は0.1、厚さの比『Tc/(Ta+Tb)』は9.09、中間層20cのガス透過性は570Barrerである。
この酸性ガス分離膜20を用いて、実施例1と同様に分離モジュール10を作製した。
[Example 15]
An acidic gas separation membrane 20 was formed in the same manner as in Example 9 except that the coating composition (2) was used instead of the coating composition (1).
Accordingly, the thickness Ta of the intermediate layer 20c on the support is 2 μm, the thickness Tb of the soaking area is 0.2 μm, the thickness ratio “Tb / Ta” is 0.1, and the thickness ratio “Tc / (Ta + Tb) ”is 9.09, and the gas permeability of the intermediate layer 20c is 570 Barrer.
Using this acidic gas separation membrane 20, a separation module 10 was produced in the same manner as in Example 1.

[実施例16]
<酸性ガス分離膜の作製>
厚さ200μmのPP不織布の表面に厚さ10μmの多孔質膜(多孔質のPTFE、平均孔径0.15μm)を積層した積層体を支持体20bとして用い、実施例8と同様に中間層20cを形成し、さらに、促進輸送膜20aの形成に実施例10と同じ塗布組成物(2)を用いた以外は、実施例1と同様に酸性ガス分離膜20を作製した。
中間層20cの支持体上領域の厚さTaは2.3μm、染み込み領域の厚さTbは0.6μmであった。従って、厚さの比『Tb/Ta』は0.26、厚さの比『Tc/(Ta+Tb)』は6.9である。また、実施例1と同様にして測定したところ、中間層20cのガス透過性は620Barrerであった。
また、別途、厚さ200μmのPP不織布の表面に厚さ10μmの多孔質膜(多孔質のPTFE、平均孔径0.15μm)を積層した積層体を支持体20bとして用い、この支持体20bの上に、実施例10と同じ塗布組成物(2)を用いて促進輸送膜20aを形成した以外は、実施例1と同様に酸性ガス分離膜20を作製した。すなわち、この酸性ガス分離膜20は、中間層20cを有さない。
前述の実施例1で示したように、酸性ガス分離膜20は、RtoRを利用して作製している。従って、本例においては、中間層20cを有する酸性ガス分離膜20を巻回してなる分離膜ロール20Rと、中間層20cを有さない酸性ガス分離膜20を巻回してなる分離膜ロール20Rとの、2つの分離膜ロール20Rを作製した。
[Example 16]
<Production of acid gas separation membrane>
A laminated body in which a 10 μm thick porous film (porous PTFE, average pore diameter 0.15 μm) is laminated on the surface of a 200 μm thick PP nonwoven fabric is used as the support 20b, and the intermediate layer 20c is formed in the same manner as in Example 8. In addition, an acidic gas separation membrane 20 was produced in the same manner as in Example 1 except that the same coating composition (2) as in Example 10 was used to form the facilitated transport membrane 20a.
The thickness Ta of the intermediate layer 20c on the support was 2.3 μm, and the thickness Tb of the soaking area was 0.6 μm. Therefore, the thickness ratio “Tb / Ta” is 0.26, and the thickness ratio “Tc / (Ta + Tb)” is 6.9. Further, when measured in the same manner as in Example 1, the gas permeability of the intermediate layer 20c was 620 Barrer.
Separately, a laminated body in which a 10 μm thick porous film (porous PTFE, average pore diameter of 0.15 μm) is laminated on the surface of a 200 μm thick PP nonwoven fabric is used as the support 20b. In addition, an acid gas separation membrane 20 was produced in the same manner as in Example 1 except that the facilitated transport membrane 20a was formed using the same coating composition (2) as in Example 10. That is, the acidic gas separation membrane 20 does not have the intermediate layer 20c.
As shown in Example 1 described above, the acidic gas separation membrane 20 is manufactured using RtoR. Therefore, in this example, the separation membrane roll 20R formed by winding the acidic gas separation membrane 20 having the intermediate layer 20c, and the separation membrane roll 20R formed by winding the acidic gas separation membrane 20 not having the intermediate layer 20c, The two separation membrane rolls 20R were prepared.

<分離膜貼着体20Aの作製>
このようにして作製した2つの分離膜ロール20Rを、図4(B)に示すような、RtoRによってシート状物の積層および貼着を行う一般的な装置の所定位置に装着した。なお、二つの分離膜ロール20Rは、積層ローラ対52において、送り出した酸性ガス分離膜20の互いの促進輸送膜20aが対面するように装着した。次いで、装着した二つの分離膜ロール20Rから酸性ガス分離膜20を送り出し、ガイドローラ50、積層ローラ対52および搬送ローラ対54を経る所定の搬送経路に挿通して、先端を巻取り軸56に巻回した。
以上の準備を終了した後、両分離膜ロール20Rから送り出した酸性ガス分離膜20を長手方向に搬送しつつ、積層ローラ対52によって促進輸送膜20aを対面して積層および貼着して、図4(A)に示すような分離膜貼着体20Aを作製した。なお、積層ローラ対52による挟持圧力は、300kPaとした。
作製した分離膜貼着体20Aは、搬送ローラ対54で所定方向に搬送しつつ、巻取り軸56で巻き取って、貼着体ロール20ARとした。
<Preparation of Separation Membrane Paste 20A>
The two separation membrane rolls 20R thus produced were mounted at predetermined positions of a general apparatus for laminating and sticking sheet-like materials using RtoR as shown in FIG. 4 (B). The two separation membrane rolls 20R were mounted in the laminated roller pair 52 so that the facilitated transport membranes 20a of the sent acid gas separation membrane 20 face each other. Next, the acidic gas separation membrane 20 is sent out from the two separation membrane rolls 20R mounted, and is inserted into a predetermined conveyance path passing through the guide roller 50, the lamination roller pair 52, and the conveyance roller pair 54, and the leading end is taken up by the winding shaft 56. I wound it.
After finishing the above preparation, the acidic gas separation membrane 20 fed from both separation membrane rolls 20R is conveyed in the longitudinal direction, and the facilitated transport membrane 20a is laminated and pasted by the laminating roller pair 52. Separation membrane sticking body 20A as shown to 4 (A) was produced. The clamping pressure by the laminated roller pair 52 was 300 kPa.
The manufactured separation membrane sticking body 20A was wound around the take-up shaft 56 while being transported in a predetermined direction by the pair of transporting rollers 54 to obtain a sticking body roll 20AR.

<分離モジュールの作製>
図5(A)および図5(B)に示すように、SUS製の中心筒12(貫通孔直径1.5 mm 、開口率1.8%)に、透過ガス流路用部材26(100メッシュのステンレス製の金網(線径0.1mm、目開き0.154mm))を固定した。
なお、中心筒12の中央部に、幅1mm、長さ150mmのスリットを作製して、透過ガス流路用部材26の端部を挿入して固定した。
<Production of separation module>
As shown in FIGS. 5 (A) and 5 (B), a SUS center tube 12 (through hole diameter 1.5 mm, opening ratio 1.8%) is connected to a permeating gas channel member 26 (100 mesh stainless steel). A metal mesh (wire diameter: 0.1 mm, aperture: 0.154 mm) was fixed.
A slit having a width of 1 mm and a length of 150 mm was formed at the center of the central cylinder 12, and the end of the permeating gas channel member 26 was inserted and fixed.

一方、作製した分離膜貼着体20Aを貼着体ロール20ARから引き出して、所定の長さに切断して、二つ折りした。二つ折りは、図6に示すように、一方の分離膜貼着体20Aが、若干、長くなるように行った。二つ折りした分離膜貼着体20Aの谷部にフッ素樹脂テープを貼り、供給ガス流路用部材24の端部が支持体20bの谷部を傷つけないように補強した。
次いで、二つ折りした分離膜貼着体20Aに、供給ガス流路用部材24(厚さ0.5mmのPP製ネット)を挟み込んで、挟持体36Aを作製した。このとき、中間層20cを設けた促進輸送膜20が供給ガス流路用部材24と離間するように、分離膜貼着体20Aを二つ折りにして供給ガス流路用部材24挟み込んで、挟持体36Aを作製した。
On the other hand, the produced separation membrane sticking body 20A was pulled out from the sticking body roll 20AR, cut into a predetermined length, and folded in half. As shown in FIG. 6, the two folds were performed so that one separation membrane sticking body 20 </ b> A was slightly longer. A fluororesin tape was affixed to the trough of the separation membrane sticking body 20A folded in half, and the end of the supply gas flow path member 24 was reinforced so as not to damage the trough of the support 20b.
Next, the supply gas flow path member 24 (PP net having a thickness of 0.5 mm) was sandwiched between the two folded separation membrane stickers 20A to produce a sandwich 36A. At this time, the separation film sticking body 20A is folded in half so that the facilitated transport film 20 provided with the intermediate layer 20c is separated from the supply gas flow path member 24, and is sandwiched between the supply gas flow path members 24. 36A was produced.

この挟持体36Aの分離膜貼着体20Aが短い方の支持体20bに、一面の周縁のうち4辺に比較的粘度の低い接着剤を刷毛にて塗布して、膜保護部を形成した。比較的粘度の低い接着剤は、エポキシ系樹脂からなる接着剤(E120HP:ヘンケルジャパン社製)50質量部にアセトン50質量部を混合させたものを用いた。
次いで、図6に示すように、幅方向(矢印x方向)の両端部近傍に、巻回方向(矢印y方向)の全域に延在して、接着剤30aを塗布した。さらに、巻回方向の折り返し部と逆側の端部近傍に、幅方向の全域に延在して接着剤30aを塗布した。接着剤30aはエポキシ系樹脂からなる接着剤(ヘンケルジャパン社製 E120HP)を用いた。
さらに、接着剤30aを塗布した側を下方に向けて、図7(A)および図7(B)に示すように、挟持体36Aと、中心筒12に固定した透過ガス流路用部材26とを積層し、接着した。
次いで、透過ガス流路用部材26を積層した挟持体36Aの分離膜貼着体20A(支持体20b)の上面に、一面の周縁のうち三辺に比較的粘度の低い接着剤を刷毛にて塗布して、膜保護部を形成した。
さらに、図7(A)および図7(B)に示すように、幅方向の両端部近傍に巻回方向の全域に延在して接着剤30aを塗布し、また、巻回方向の折り返し部と逆側の端部近傍に、幅方向の全域に延在して、接着剤30aを塗布した。
さらに、接着剤30aを塗布した分離膜貼着体20Aの上に、図8に示すように、透過ガス流路用部材26を積層し、接着することにより、1層目の積層体14aを形成した。なお、本例においては、ガス流路用部材26は、2枚、重ねたものを積層、接着した。
A relatively low-viscosity adhesive was applied to four sides of the peripheral edge of one surface with a brush on the support 20b having the shorter separation membrane sticker 20A of the sandwich 36A to form a membrane protection part. As the adhesive having a relatively low viscosity, 50 parts by mass of acetone was mixed with 50 parts by mass of an epoxy resin (E120HP: manufactured by Henkel Japan).
Next, as shown in FIG. 6, an adhesive 30 a was applied in the vicinity of both ends in the width direction (arrow x direction) extending in the entire winding direction (arrow y direction). Further, an adhesive 30a was applied in the vicinity of the end portion on the side opposite to the folded portion in the winding direction so as to extend over the entire width direction. As the adhesive 30a, an adhesive made of an epoxy resin (E120HP manufactured by Henkel Japan) was used.
Further, with the side to which the adhesive 30a is applied facing downward, as shown in FIGS. 7 (A) and 7 (B), the sandwiching body 36A, the permeating gas flow path member 26 fixed to the central cylinder 12, and Were laminated and adhered.
Next, a relatively low-viscosity adhesive is applied to the upper surface of the separation membrane sticking body 20A (support 20b) of the sandwiching body 36A in which the permeating gas flow path member 26 is laminated with brushes on three sides of the peripheral edge of one surface. The film protective part was formed by coating.
Further, as shown in FIGS. 7 (A) and 7 (B), adhesive 30a is applied in the vicinity of both ends in the width direction so as to extend over the entire area in the winding direction, and the folded portion in the winding direction. The adhesive 30a was applied in the vicinity of the end on the opposite side, extending in the entire width direction.
Further, as shown in FIG. 8, a permeating gas flow path member 26 is laminated on the separation membrane sticking body 20A to which the adhesive 30a is applied, and bonded to form the first layered body 14a. did. In this example, two gas flow path members 26 were stacked and bonded together.

先と同様にして、図6に示す挟持体36Aを、もう一つ作製し、同様に、短い側の分離膜貼着体20Aの多孔質支持体20b側に、同様に接着剤30aを塗布した。次いで、図7(A)および図7(B)と同様に、接着剤30aを塗布した側を先に形成した1層目の積層体14a(その透過ガス流路用部材26)に向けて、挟持体36Aを、1層目の積層体14a(透過ガス流路用部材26)の上に積層し、接着した。さらに、この挟持体36Aの上面に、図6と同様に接着剤30aを塗布し、その上に、図8と同様に透過ガス流路用部材26を積層して、接着することにより、2層目の積層体14aを形成した。先と同様、このガス流路用部材26も、2枚、重ねたものを積層、接着した。
さらに、上記2層目と同様にして、2層目の積層体14aの上に、3層目の積層体14aを形成し、以下、同様にして、20層の積層体14aを積層した積層物を形成した。
In the same manner as described above, another sandwiching body 36A shown in FIG. 6 was produced, and similarly, the adhesive 30a was similarly applied to the porous support 20b side of the separation membrane sticking body 20A on the short side. . Next, in the same manner as in FIGS. 7A and 7B, the side to which the adhesive 30 a is applied is directed toward the first layered body 14 a (the permeate gas flow path member 26) formed first, The sandwiching body 36A was laminated on the first layered body 14a (permeating gas flow path member 26) and adhered. Further, an adhesive 30a is applied to the upper surface of the sandwiching body 36A in the same manner as in FIG. 6, and a permeating gas flow path member 26 is laminated thereon and adhered in the same manner as in FIG. The eye laminate 14a was formed. Similarly to the above, two gas flow path members 26 were stacked and bonded.
Further, in the same manner as in the second layer, a third-layer laminate 14a is formed on the second-layer laminate 14a, and a laminate in which a 20-layer laminate 14a is laminated in the same manner. Formed.

中心筒12に固定した透過ガス流路用部材26の上に、20層の積層体14aを積層した後、図9に示すように、中心筒12の周面に接着剤38aを塗布し、さらに、中心筒12と最下層の積層体14aとの間の透過ガス流路用部材26上に、接着剤38bを塗布した。接着剤38aおよび38bは、接着剤30aと同じ物を用いた。
次いで、図9の矢印yw方向に中心筒12を回転することで、積層した20層の積層体14aを巻き込むようにして中心筒12に多重に巻き付け、積層体14aを牽引する方向に張力を掛けて積層体巻回物14とした。この巻回は、積層体巻回物14の直径が200mmとなるように行った。
After laminating 20 layers of the laminated body 14a on the permeate gas flow path member 26 fixed to the central cylinder 12, an adhesive 38a is applied to the peripheral surface of the central cylinder 12, as shown in FIG. The adhesive 38b was applied on the permeating gas flow path member 26 between the central cylinder 12 and the lowermost layered laminate 14a. The adhesives 38a and 38b were the same as the adhesive 30a.
Next, the central cylinder 12 is rotated in the direction of the arrow yw in FIG. 9 to wrap the 20-layer laminated body 14a in multiple layers so as to be wound, and tension is applied in the direction of pulling the laminated body 14a. Thus, a laminate wound product 14 was obtained. This winding was performed so that the diameter of the laminated body wound product 14 was 200 mm.

さらに、積層体巻回物14の端面を切断して両端を揃えた後、積層体巻回物14の両端部に、内環部16bに中心筒12を挿通して、図1に示される形状の、厚さ2cmのSUS製のテレスコープ防止板16を取り付けた。
さらに、テレスコープ防止板16の周面および積層体巻回物14の周面に、ガラスファイバーとエポキシ樹脂からなるFRP樹脂テープを巻き付けて、封止することにより、厚さ5mmの被覆層18を形成して、幅30cmの図1に示されるような分離モジュール10を作製した。
Furthermore, after cutting the end surface of the laminated body 14 and aligning both ends, the central tube 12 is inserted into the inner ring portion 16b at both ends of the laminated body 14, and the shape shown in FIG. A telescoping prevention plate 16 made of SUS having a thickness of 2 cm was attached.
Furthermore, the FRP resin tape which consists of glass fiber and an epoxy resin is wound around the surrounding surface of the telescope prevention board 16 and the laminated body wound material 14, and the coating layer 18 with a thickness of 5 mm is sealed. The separation module 10 as shown in FIG. 1 having a width of 30 cm was formed.

[比較例1]
中間層20cとなる塗布組成物の塗布量、および、硬化までの時間を変更した以外は、実施例1と同様にして酸性ガス分離膜20を形成した。
中間層20cの支持体上領域の厚さTaは2μm、染み込み領域の厚さTbは0.1μmであった。従って、厚さの比『Tb/Ta』は0.05、厚さの比『Tc/(Ta+Tb)』は9.52である。
実施例1と同様にして測定したところ、中間層20cのガス透過性は560Barrerであった。
この酸性ガス分離膜20を用いて、実施例1と同様に分離モジュール10を作製した。
[Comparative Example 1]
An acidic gas separation membrane 20 was formed in the same manner as in Example 1 except that the coating amount of the coating composition to be the intermediate layer 20c and the time until curing were changed.
The thickness Ta of the intermediate layer 20c on the support was 2 μm, and the thickness Tb of the soaking area was 0.1 μm. Therefore, the thickness ratio “Tb / Ta” is 0.05, and the thickness ratio “Tc / (Ta + Tb)” is 9.52.
When measured in the same manner as in Example 1, the gas permeability of the intermediate layer 20c was 560 Barrer.
Using this acidic gas separation membrane 20, a separation module 10 was produced in the same manner as in Example 1.

[比較例2]
中間層20cとなる塗布組成物の塗布量、および、硬化までの時間を変更した以外は、実施例1と同様にして酸性ガス分離膜20を形成した。
中間層20cの支持体上領域の厚さTaは0.15μm、染み込み領域の厚さTbは20μmであった。従って、厚さの比『Tb/Ta』は133.3、厚さの比『Tc/(Ta+Tb)』は0.99である。
実施例1と同様にして測定したところ、中間層20cのガス透過性は1020Barrerであった。
この酸性ガス分離膜20を用いて、実施例1と同様に分離モジュール10を作製した。
[Comparative Example 2]
An acidic gas separation membrane 20 was formed in the same manner as in Example 1 except that the coating amount of the coating composition to be the intermediate layer 20c and the time until curing were changed.
The thickness Ta of the region on the support of the intermediate layer 20c was 0.15 μm, and the thickness Tb of the soaking region was 20 μm. Therefore, the thickness ratio “Tb / Ta” is 133.3, and the thickness ratio “Tc / (Ta + Tb)” is 0.99.
When measured in the same manner as in Example 1, the gas permeability of the intermediate layer 20c was 1020 Barrer.
Using this acidic gas separation membrane 20, a separation module 10 was produced in the same manner as in Example 1.

[比較例3]
重合性ポリジメチルシロキサンに変えて、PVA水溶液(Mw=88,000 関東化学社製)を用いた以外は、実施例1と同様にして中間層20cとなる塗布組成物を調製した。この塗布組成物の25℃での粘度は、800cPであった。
この塗布組成物を用いて中間層20cを形成した以外は、実施例1と同様にして酸性ガス分離膜20を形成した。
中間層20cの支持体上領域の厚さTaは2μm、染み込み領域の厚さTbは0.2μmであった。従って、厚さの比『Tb/Ta』は0.1、厚さの比『Tc/(Ta+Tb)』は9.09である。
実施例1と同様にして測定したところ、中間層20cのガス透過性は15Barrerであった。
この酸性ガス分離膜20を用いて、実施例1と同様に分離モジュール10を作製した。
[Comparative Example 3]
A coating composition to be the intermediate layer 20c was prepared in the same manner as in Example 1 except that a PVA aqueous solution (Mw = 88,000 manufactured by Kanto Chemical Co., Inc.) was used instead of the polymerizable polydimethylsiloxane. The coating composition had a viscosity at 25 ° C. of 800 cP.
An acidic gas separation membrane 20 was formed in the same manner as in Example 1 except that the intermediate layer 20c was formed using this coating composition.
The thickness Ta of the region on the support of the intermediate layer 20c was 2 μm, and the thickness Tb of the soaking region was 0.2 μm. Therefore, the thickness ratio “Tb / Ta” is 0.1, and the thickness ratio “Tc / (Ta + Tb)” is 9.09.
When measured in the same manner as in Example 1, the gas permeability of the intermediate layer 20c was 15 Barrer.
Using this acidic gas separation membrane 20, a separation module 10 was produced in the same manner as in Example 1.

[性能評価]
<気密性>
作製した分離モジュール10の供給側に、0.34MPaの圧力がかかるようにHeガスを充填して、密閉し、圧力が0.3MPaまで減少する時間で気密性(製造安定性)を測定した。圧力が0.34MPaから0.3MPaまで減少する時間が10000秒以上の分離モジュール10を、欠陥無しと判定した。
各例共に、作製した5本の分離モジュールについて同様の試験を行い、以下のように評価した。
A: 5本中、欠陥無しが4本以上
B: 5本中、欠陥無しが1〜3本
C: 5本中、欠陥無しが0本
[Performance evaluation]
<Airtightness>
The supply side of the manufactured separation module 10 was filled with He gas so that a pressure of 0.34 MPa was applied, sealed, and hermeticity (manufacturing stability) was measured during the time when the pressure decreased to 0.3 MPa. The separation module 10 in which the time for the pressure to decrease from 0.34 MPa to 0.3 MPa was 10,000 seconds or more was determined to be free of defects.
In each example, the same test was performed on the five separation modules produced, and the following evaluation was performed.
A: 4 out of 5 with no defects B: 1-3 with 5 without defects C: 0 with 5 defects without 5

<分離性能耐久性評価>
原料ガスGを、流量0.32L/min、温度130℃、全圧2001.3kPaの条件で、各分離モジュール10に供給した。原料ガスGは、N2:CO2:H2O=66:21:13の混合ガス(分圧比)を用いた。なお、中心筒12の原料ガス透過側の端部に、スイープガス供給用の貫通孔を形成して、此処から、スイープガスとして流量0.6L/minのArガスを供給した。
原料ガスGの供給を開始した後、1時間経過した時点と、200時間経過した時点とで、分離モジュール10を透過したガス(酸性ガスGcおよび残余ガスGr)をガスクロマトグラフで分析し、CO2/N2分離係数(α)を測定した。
<Separation performance durability evaluation>
The source gas G was supplied to each separation module 10 under the conditions of a flow rate of 0.32 L / min, a temperature of 130 ° C., and a total pressure of 2001.3 kPa. As the source gas G, a mixed gas (partial pressure ratio) of N 2 : CO 2 : H 2 O = 66: 21: 13 was used. A through hole for supplying a sweep gas was formed at the end of the central cylinder 12 on the raw material gas permeation side, and Ar gas having a flow rate of 0.6 L / min was supplied as a sweep gas from here.
The gas (acid gas Gc and residual gas Gr) that has permeated through the separation module 10 was analyzed by a gas chromatograph at the time when 1 hour passed after starting the supply of the raw material gas G and the time when 200 hours passed, and CO 2 / N 2 separation factor (α) was measured.

1時間経過時点と、200時間経過時点とで、CO2/N2分離係数(α)の変化率を算出して、分離性能耐久性を評価した。
変化率=
[(1時間経過時点の値−200時間経過時点の値)/1時間経過時点の値]×100
評価は、以下のとおりである。なお、評価は、5本のモジュールの平均で行った。
A: 1時間経過後と200時間経過後との変化率が5%未満
B: 1時間経過後と200時間経過後との変化率が5%以上10%未満
C: 1時間経過後と200時間経過後との変化率が10%以上
The rate of change of the CO 2 / N 2 separation factor (α) was calculated at the time of 1 hour and at the time of 200 hours, and the separation performance durability was evaluated.
Rate of change =
[(Value at the time of 1 hour elapse-Value at the time of 200 hours elapse) / Value at the time elapse of 1 hour] × 100
The evaluation is as follows. In addition, evaluation was performed by the average of five modules.
A: Change rate between 1 hour and 200 hours is less than 5% B: Change rate after 1 hour and after 200 hours is 5% or more and less than 10% C: After 1 hour and 200 hours 10% or more change rate from after

[総合評価]
各分離モジュールの性能を、下記のように総合評価した。
A: 気密性および分離性能耐久性が共にAの場合
B: 気密性および分離性能耐久性の一方がAで他方がBの場合
C: 気密性および分離性能耐久性が共にBの場合
D: 気密性および分離性能耐久性のいずれかがCの場合
結果を下記表に示す。
[Comprehensive evaluation]
The performance of each separation module was comprehensively evaluated as follows.
A: When both airtightness and separation performance durability are A B: When one of airtightness and separation performance durability is A and the other is B C: When both airtightness and separation performance durability are B D: Airtightness When either the property or the separation performance durability is C, the results are shown in the following table.

上記表に示されるように、支持体上領域の厚さTaおよび染み込み領域の厚さTbの厚さの比『Tb/Ta』が、所定の範囲に入り、かつ、ガス透過性が500Barrer以上である中間層を有する本発明のモジュールは、何れも、気密性(製品安定性)および分離性能の耐久性共に、優れている。特に、促進輸送膜20aの上に保護層を有する実施例9は、気密性および分離性能の耐久性共に、非常に優れている。加えて、促進輸送膜20aにTi系の架橋剤を使用した実施例10〜15も、気密性および分離性能の耐久性共に、非常に優れている。
なお、実施例6は、『Tc/(Ta+Tb)』が0.27と低い。そのため、中間層20cの硬さが影響して、積層体14aの巻取りの際に供給ガス流路用部材24との摺接によって促進輸送膜20aが損傷し、これに起因して、他の例に比して、若干、気密性が低下したと考えられる。
これに対して、比較例1の分離モジュールは、支持体上領域の厚さTaに対して染み込み領域の厚さTbが薄すぎるため、気密性には優れるものの分離性能の耐久性が低い。また、比較例2の分離モジュールは、逆に、支持体上領域の厚さTaに対して染み込み領域の厚さTbが厚すぎるため、気密性が低く、測定可能となる圧力を印圧可能な分離モジュールが得られなかったため、分離性能の耐久性を測定できなかった。さらに、比較例3の分離モジュールは、ガス透過性が低いため、気密性には優れるものの、分離性能の耐久性が低い。
As shown in the above table, the thickness ratio “Tb / Ta” between the thickness Ta of the support upper region and the thickness Tb of the soaking region falls within a predetermined range, and the gas permeability is 500 Barrer or more. The module of the present invention having an intermediate layer is excellent in both airtightness (product stability) and durability in separation performance. In particular, Example 9 having a protective layer on the facilitated transport membrane 20a is very excellent in both airtightness and durability in separation performance. In addition, Examples 10 to 15 using a Ti-based crosslinking agent for the facilitated transport film 20a are also excellent in both airtightness and durability of separation performance.
In Example 6, “Tc / (Ta + Tb)” is as low as 0.27. Therefore, the hardness of the intermediate layer 20c has an effect, and the facilitated transport film 20a is damaged by sliding contact with the supply gas flow path member 24 when the laminate 14a is wound, resulting in other It is considered that the airtightness is slightly reduced as compared with the example.
In contrast, in the separation module of Comparative Example 1, since the thickness Tb of the soaked region is too thin with respect to the thickness Ta of the region on the support, the durability of the separation performance is low although the airtightness is excellent. In contrast, in the separation module of Comparative Example 2, since the thickness Tb of the infiltration region is too thick with respect to the thickness Ta of the upper region of the support, the airtightness is low and the pressure that can be measured can be applied. Since the separation module was not obtained, the durability of the separation performance could not be measured. Furthermore, although the separation module of Comparative Example 3 has low gas permeability, it has excellent airtightness but low separation performance durability.

なお、実施例16に関しては、気密性および分離性能耐久性の評価を行った後、モジュールを解体し、接着剤層30(封止部)の幅および膜保護部の幅の測定を行った。
具体的には、各積層体14aにおいて3辺もしくは4辺のうちの挟持体36Aの折れ部以外の特定の1辺について異なる3箇所の断面出しをした。次いで、各断面について画像処理を用い、積層体14aの端部から0.01mm幅毎に支持体20bの多孔質膜および補助支持膜、ならびに、透過ガス流路用部材26の各部における孔の面積に対する接着剤の充填面積から接着剤の染み込み率を求めた。
求めた接着剤の染み込み率から、多孔質膜における接着剤の染み込み率が60%以上、かつ補助支持膜および透過ガス流路用部材26における接着剤の染み込み率がいずれも多孔質膜における染み込み率以上である部位を接着剤層30とし、さらに、多孔質膜における接着剤の染み込み率が10%以上、かつ補助支持膜および透過ガス流路用部材26の接着剤の染み込み率が多孔質膜の接着剤染み込み率よりも小さくなっている部位を膜保護部として、接着剤層30の幅、および膜保護部の幅を求めた。
その結果、接着剤層30の封止幅は40mm、膜保護部は端部から80mmであり、膜保護部における接着剤の染み込み率は、多孔質膜;86%、補助支持膜;10%、透過ガス流路用部材;0%であった。
以上の結果より、本発明の効果は明らかである。
In addition, regarding Example 16, after evaluating airtightness and separation performance durability, the module was disassembled, and the width of the adhesive layer 30 (sealing portion) and the width of the membrane protection portion were measured.
Specifically, in each laminated body 14a, three different cross-sections were taken out for one specific side other than the bent portion of the sandwiching body 36A among three sides or four sides. Next, by using image processing for each cross section, the area of the hole in each part of the porous film and the auxiliary support film of the support 20b and the permeating gas channel member 26 every 0.01 mm width from the end of the laminate 14a. The penetration rate of the adhesive was determined from the adhesive filling area.
Based on the obtained penetration rate of the adhesive, the penetration rate of the adhesive in the porous membrane is 60% or more, and the penetration rate of the adhesive in the auxiliary support membrane and the permeating gas channel member 26 is the penetration rate in the porous membrane. The above portion is used as the adhesive layer 30, and further, the penetration rate of the adhesive in the porous membrane is 10% or more, and the penetration rate of the adhesive in the auxiliary support membrane and the permeating gas channel member 26 is that of the porous membrane. The width of the adhesive layer 30 and the width of the film protective part were determined using the part that is smaller than the adhesive soaking rate as the film protective part.
As a result, the sealing width of the adhesive layer 30 is 40 mm, the membrane protection part is 80 mm from the end, and the penetration rate of the adhesive in the membrane protection part is 86% porous membrane; 10% auxiliary support membrane; Permeate gas channel member; 0%.
From the above results, the effects of the present invention are clear.

水素ガスの製造や天然ガスの精製等に好適に利用可能である。   It can be suitably used for hydrogen gas production, natural gas purification, and the like.

10 (酸性ガス)分離モジュール
12 中心筒
14 積層体巻回物
14a 積層体
16 テレスコープ防止板
16a 外環部
16b 内環部
16c リブ
16d 開口部
18 被覆層
20 酸性ガス分離膜
20R 分離膜ロール
20A 分離膜貼着体
20AR 貼着体ロール
20a 促進輸送膜
20b 多孔質支持体
20c 中間層
24 供給ガス流路用部材
26 透過ガス流路用部材
30 接着剤層
30a 接着剤
34 固定手段
36.36A 挟持体
50 ガイドローラ
52 積層ローラ対
54 搬送ローラ対
56 巻取り軸
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 (Acid gas) separation module 12 Center tube 14 Laminated body roll 14a Laminate body 16 Telescope prevention board 16a Outer ring part 16b Inner ring part 16c Rib 16d Opening part 18 Covering layer 20 Acid gas separation membrane 20R Separation membrane roll 20A Separator Membrane Adhesive 20AR Adherent Roll 20a Accelerated Transport Membrane 20b Porous Support 20c Intermediate Layer 24 Supply Gas Channel Member 26 Permeate Gas Channel Member 30 Adhesive Layer 30a Adhesive 34 Fixing Means 36.36A Nipping Body 50 Guide roller 52 Laminated roller pair 54 Conveying roller pair 56 Winding shaft

Claims (11)

多孔質支持体、前記多孔質支持体の上に形成される中間層、ならびに、前記中間層の上に形成される、酸性ガスと反応するキャリアおよび前記キャリアを担持するための親水性化合物を含有する促進輸送膜を有する酸性ガス分離膜と、原料ガスの流路となる供給ガス流路用部材とを有し、
かつ、前記中間層は、前記多孔質支持体の上に位置する支持体上領域、および、前記多孔質支持体の内部の染み込み領域を有し、前記支持体上領域の厚さTaと、前記染み込み領域の厚さTbとの比『Tb/Ta』が0.1〜100であり、さらに、ガス透過性が500Barrer以上であることを特徴とする酸性ガス分離モジュール。
A porous support, an intermediate layer formed on the porous support, a carrier that reacts with an acid gas, and a hydrophilic compound for supporting the carrier, formed on the intermediate layer An acidic gas separation membrane having a facilitated transport membrane, and a supply gas flow path member serving as a flow path for the source gas,
And the intermediate layer has a support upper region located on the porous support, and a permeation region inside the porous support, the thickness Ta of the support upper region, The acidic gas separation module characterized in that the ratio “Tb / Ta” with respect to the thickness Tb of the soaking area is 0.1 to 100, and the gas permeability is 500 Barrer or more.
前記促進輸送膜の厚さTcと、前記中間層の厚さ『Ta+Tb』との比『Tc/(Ta+Tb)』が0.3〜500である請求項1に記載の酸性ガス分離モジュール。   2. The acidic gas separation module according to claim 1, wherein a ratio “Tc / (Ta + Tb)” between a thickness Tc of the facilitated transport film and a thickness “Ta + Tb” of the intermediate layer is 0.3 to 500. 3. 前記酸性ガス分離膜と前記供給ガス流路用部材とを含む積層体を巻回してなるスパイラル型である請求項1または2に記載の酸性ガス分離モジュール。   The acidic gas separation module according to claim 1 or 2, wherein the acidic gas separation module is a spiral type formed by winding a laminate including the acidic gas separation membrane and the supply gas flow path member. 前記酸性ガス分離膜と前記供給ガス流路用部材とを含む積層体を、平板状に維持してなる平板型である請求項1または2に記載の酸性ガス分離モジュール。   3. The acidic gas separation module according to claim 1, wherein the acidic gas separation module is a flat plate type in which a laminate including the acidic gas separation membrane and the supply gas flow path member is maintained in a flat plate shape. 前記中間層が、エポキシ基、アミノ基、メトキシ基、エトキシ基、ヒドロキシル基、および、カルボキシル基の少なくとも1つを有する化合物を主成分とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の酸性ガス分離モジュール。   5. The acid according to claim 1, wherein the intermediate layer contains a compound having at least one of an epoxy group, an amino group, a methoxy group, an ethoxy group, a hydroxyl group, and a carboxyl group as a main component. Gas separation module. 前記中間層がポリジメチルシロキサン誘導体である請求項1〜5のいずれか1項に記載の酸性ガス分離モジュール。   The acidic gas separation module according to claim 1, wherein the intermediate layer is a polydimethylsiloxane derivative. 前記促進輸送膜の上に、保護層を有する請求項1〜6のいずれか1項に記載の酸性ガス分離モジュール。   The acidic gas separation module according to claim 1, further comprising a protective layer on the facilitated transport membrane. 前記保護層がポリジメチルシロキサン誘導体である請求項7に記載の酸性ガス分離モジュール。   The acidic gas separation module according to claim 7, wherein the protective layer is a polydimethylsiloxane derivative. 前記促進輸送膜が、Ti、Zr、Al、Si、およびZnからなる群から選択される少なくとも1種以上の金属元素を含有する請求項1〜8のいずれか1項に記載の酸性ガス分離モジュール。   The acid gas separation module according to any one of claims 1 to 8, wherein the facilitated transport film contains at least one metal element selected from the group consisting of Ti, Zr, Al, Si, and Zn. . 前記促進輸送膜中における前記金属元素の含有量が、前記親水性化合物全質量に対して、0.1〜50質量%である請求項9に記載の酸性ガス分離モジュール。   The acidic gas separation module according to claim 9, wherein the content of the metal element in the facilitated transport film is 0.1 to 50% by mass with respect to the total mass of the hydrophilic compound. 前記促進輸送膜が、式(1)で表される構造単位を含有する請求項9または10に記載の酸性ガス分離モジュール。
式(1) M−(O−*)
Mは、Ti、Zr、Al、Si、およびZnからなる群から選択される金属元素を表す。mは、Mで表される金属元素の価数を表す。*は、結合位置を表す。
The acidic gas separation module according to claim 9 or 10, wherein the facilitated transport membrane contains a structural unit represented by the formula (1).
Formula (1) M- (O- *) m
M represents a metal element selected from the group consisting of Ti, Zr, Al, Si, and Zn. m represents the valence of the metal element represented by M. * Represents a binding position.
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