JP5368981B2 - 分離膜多孔質体複合体の製造方法及び多孔質体の表面への分離膜形成方法 - Google Patents

Description

本発明は、多孔質体とその多孔質体の表面に形成された分離膜とを有する複合体である分離膜多孔質体複合体と、分離膜多孔質体複合体を製造する方法に関する。

複数の物質（ガス等）の混合物から特定の物質（ガス等）を分子レベルで選択的に分離したいという技術的な要望があり、これに応え得るフィルタとして、一般的に、ポリスルホン、シリコン、ポリアミド、ポリイミド等を分離膜として採用したものが知られている。

但し、これらは、分離膜が高分子樹脂製であることから、被分離体である混合物に有機溶剤が含まれると膜が変質劣化し易く、被分離体が限定されるという問題を抱えていた。

そこで、近年、化学的安定性及び耐熱性に優れるフィルタとして、多孔質体（多孔質基材）の上に、分離膜として炭素膜を形成したものが提案されるようになった（例えば、日本特許第３６４７９８５号公報参照）。

ところが、実際に、多孔質体の表面に炭素膜を形成してフィルタを作製してみると、特にフラックス（Ｆｌｕｘ、透過流束）及び選択性（分離係数α）の点で満足出来るものではなく、改善が必要とされている。

一般的に、フィルタにおいて、フラックスを維持しつつ選択性を向上させること、選択性を維持しつつフラックスを向上させること、フラックス及び選択性の両方を向上させることは、恒常的な課題といえるが、浸漬法によって多孔質体の表面に炭素膜を形成すると、炭素膜が厚く形成され、フラックス（透過流束）が低下する傾向にあることが判明した。

又、日本特許第３６４７９８５号公報に開示されているように、多孔質体（多孔質基材）の表面にシリカゾルを含浸させ、その上に炭素膜を形成する方法では、ゾル層の形成によって炭素膜の細孔径が大きくなるため、Ｃ_３Ｈ_８／Ｃ_３Ｈ_６等の、分子径が０．４３ｎｍ以上で分子量が比較的大きい一部の物質（ガス等）に対しては選択性が向上するが、その他の、工業的に有用性が高いＣＯ_２／ＣＨ_４、Ｎ_２／Ｏ_２、水／ＥｔＯＨ等の、分子量が比較的小きい系では、選択性が低下し易いということが知られている。加えて、シリカゾルによる圧力損失の影響によってフラックスも低いことが認識されている。

本発明は、上記した事情に鑑みてなされたものであり、その課題とするところは、多孔質体の上に分離膜（例えば炭素膜）を形成したフィルタであって、従来のフィルタに比べて、フラックス（透過流束）及び選択性を向上させたフィルタを得る手段を提供することにある。反復研究の結果、（フィルタとして適用可能な）分離膜多孔質体複合体の製造過程において、多孔質体の表面への分離膜の形成を、特定の条件下で行うことによって、上記課題を解決し得ることが見出され、本発明を完成するに至った。

即ち、先ず、本発明によれば、多孔質体と、その多孔質体の表面に形成された分離膜と、を有する複合体であって、多孔質体と分離膜との界面に形成された複合層を有し、厚さが１ｍｍ以下の複合層が、前記多孔質体と分離膜との界面に分離膜の下層として設けられており、そして、少なくとも前記複合層の一部は、分離膜と同じ材料から形成されたものである、多孔質体複合体が提供される。

本願明細書において、上記複合層とは、分離膜が多孔質体の上に最終的に形成されたとき、多孔質体と分離膜との界面において、分離膜の材料が多孔質体の材料とが、好ましくは、なるべく均質な状態で混じり合った状態で層を形成するように、多孔質体の細孔の内部に圧力を掛けながら、分離膜の前駆体を、多孔質体の一部、特に、緻密層の一部に浸透させて形成された層をいう。即ち、複合層とは、多孔質体と分離膜の両者の間の界面に多孔質体を構成する材料と分離膜を形成する材料とが混合された状態で存在する部分をいう。

本発明に係る分離膜多孔質体複合体においては、上記複合層の厚さが、５００μｍ以下であることが好ましく、より好ましい複合層の厚さは、０．０１μｍ以上５００μｍ以下である。複合層の厚さは、更に好ましくは１００μｍ以下であり、特に好ましくは０．０１〜１０μｍである。

本発明に係る分離膜多孔質体複合体においては、多孔質体が、モノリス形状であることが好ましい。

本発明に係る分離膜多孔質体複合体においては、分離膜が、分子ふるい炭素膜であることが好ましい。

次に、本発明によれば、上記した何れかの分離膜多孔質体複合体で構成される、水とエタノールとを分離可能なセラミックフィルタが提供される。又、上記水とエタノールといった液体混合物の他に、酸素と窒素といった混合ガス等を分子レベルで分離可能な、上記した何れかの分離膜多孔質体複合体で構成されるセラミックフィルタが提供される。

次に、本発明によれば、多孔質体と、その多孔質体の表面に形成された分離膜と、を有する複合体の製造方法であって、多孔質体を得た後に、形成された複合層が所定の厚さとなるように、得られた多孔質体の細孔内の加圧をした状態で、上記分離膜の溶液又はのちに分離膜となる前駆体溶液を多孔質体の表面に接触をさせる工程に、１回以上供する分離膜多孔質体複合体の製造方法が提供される。

本発明に係る分離膜多孔質体複合体の製造方法においては、上記工程における接触が、上記分離膜の溶液又はのちに分離膜となる前駆体溶液の中に多孔質体を浸漬する（浸漬法）ことによってなされることが好ましい。

本発明に係る分離膜多孔質体複合体の製造方法においては、上記加圧をした状態が、多孔質体の細孔内へ加圧ガスを供給することで実現されることが好ましい。

本発明に係る分離膜多孔質体複合体の製造方法においては、上記加圧にかかる圧力が、ゲージ圧として１〜１０００ｋＰａであることが好ましい。圧力は、より好ましくはゲージ圧として１０〜５００ｋＰａであり、特に好ましくはゲージ圧として５０〜１００ｋＰａである。

本発明に係る分離膜多孔質体複合体の製造方法は、多孔質体が、モノリス形状である場合に好適に用いられる。

本発明に係る分離膜多孔質体複合体の製造方法は、分離膜が、分子ふるい炭素膜である場合に好適に用いられる。

次に、本発明によれば、多孔質体の表面に分離膜を形成する方法であって、（多孔質体の細孔内に）加圧ガスを供給して多孔質体の細孔内を１〜１０００ｋＰａの圧力に加圧をした状態で、上記分離膜の溶液又はのちに分離膜となる前駆体溶液を多孔質体の表面に接触をさせる工程を含む多孔質体の表面への分離膜形成方法が提供される。

本発明に係る分離膜多孔質体複合体は、多孔質体と分離膜との界面に形成された複合層の厚さが１ｍｍ以下であるので、その複合層部分を含む分離膜全体の厚さも、従来、各種のフィルタとして存在する分離膜多孔質体複合体に比して、薄くなっている。又、複合層では分離膜の有効膜面積が小さくなるため、特に圧力損失が大きい。従来のフィルタは、この複合層部分が厚いので、更に、圧力損失が大きい。そのため、本発明に係る分離膜多孔質体複合体を適用したフィルタは、被分離体である混合物を分離する際の、トータルの圧力損失が小さく、高いフラックスを得ることが出来る。

本発明に係る分離膜多孔質体複合体の製造方法は、得られた多孔質体の細孔内の加圧をした状態で、のちに分離膜となる前駆体溶液を多孔質体の表面に接触をさせる工程に、１回以上供するものであり、分離膜を形成すべき多孔質体の表面に、のちに分離膜となる前駆体溶液が接触をする際に、多孔質体の細孔内は加圧されている状態にある。そのため、前駆体溶液が多孔質体の表面から細孔内へ浸透し難くなっており、前駆体溶液は殆どが多孔質体の表面に留まったまま、分離膜として成膜される。従って、本発明に係る分離膜多孔質体複合体の製造方法によれば、多孔質体と分離膜との界面に形成される複合層を、均一な厚さで、極薄くすることが可能であり、その多孔質体と複合した複合層部分を含む分離膜全体としても、均一な厚さにすることが出来、多孔質体の細孔内を加圧しないで作製されたものに比べて、当然に薄くすることが可能である。

又、本発明に係る分離膜多孔質体複合体の製造方法では、複合層を含む分離膜全体を薄く形成することが可能であるため、分離膜を形成するのに使用する前駆体溶液の量は、少なくて済む。

更に、本発明に係る分離膜多孔質体複合体の製造方法では、好ましい態様として、のちに分離膜となる前駆体溶液の中に多孔質体を浸漬する浸漬法を採用することが出来、この方法であっても、多孔質体の表面に分離膜が厚く形成されることがなく、フィルタのフラックス低下の要因を生じさせない。

本発明に係る多孔質体の表面への分離膜形成方法によっても、本発明に係る分離膜多孔質体複合体の製造方法と同様の効果を得ることが出来る。本発明に係る多孔質体の表面への分離膜形成方法は、本発明に係る分離膜多孔質体複合体の製造方法の一構成要素となり得るものである。

本発明に係る多孔質体の表面への分離膜形成方法及び本発明に係る分離膜多孔質体複合体の製造方法は、本発明に係る分離膜多孔質体複合体を得ることが出来るところに、優れた効果を発現する。

本発明に係る多孔質体の表面への分離膜形成方法又は本発明に係る分離膜多孔質体複合体の製造方法を適用して作製された本発明に係る分離膜多孔質体複合体は、多孔質体の細孔内を加圧し、前駆体溶液が多孔質体の表面から細孔内へ浸透し難いようにして作製されたものであることから、複合層部分を含む分離膜全体が、薄く、しかも、均一な厚さになっている。そのため、既述のようにフラックスが高いことに加えて、選択性の点でも優れている。

本発明に係る多孔質体の表面への分離膜形成方法又は本発明に係る分離膜多孔質体複合体の製造方法を用いず、従来の、多孔質体の細孔内を加圧しないで行う例えば浸漬法によって、多孔質体とその多孔質体の表面に形成された分離膜とを有する複合体（分離膜多孔質体複合体）を作製すると、のちに分離膜となる前駆体溶液が多孔質体の表面から細孔内へ浸透してしまい、その浸透の程度に、多孔質体の表面の凸凹によって差異が生じる結果、分離膜が均一な厚さで形成されない場合がある。そのような分離膜多孔質体複合体を適用したフィルタの分離性能はどうしても低下してしまうが、本発明に係る多孔質体の表面への分離膜形成方法又は本発明に係る分離膜多孔質体複合体の製造方法を適用して作製された本発明に係る分離膜多孔質体複合体によれば、このような問題は生じず、フラックスと選択性の両方に満足出来るフィルタが得られる。

本発明に係る多孔質体の表面への分離膜形成方法又は本発明に係る分離膜多孔質体複合体の製造方法を適用して作製された本発明に係る分離膜多孔質体複合体は、日本特許第３６４７９８５号公報に開示されているようなゾル層を形成することなく、均一な膜を形成することが出来る。従って、ＣＯ_２／ＣＨ_４、Ｎ_２／Ｏ_２、水／ＥｔＯＨ等の、分子量が比較的小さく、工業的に有用性が高い系に対しても、高い選択性を発揮し得る。ゾル層による圧力損失の影響がないから、フラックスも高い。又、ゾル層の上に分離膜を形成する場合でも、本発明に係る多孔質体の表面への分離膜形成方法又は本発明に係る分離膜多孔質体複合体の製造方法を適用すれば、ゾル層への分離膜成分の浸入を抑制することが出来るため、高いフラックスを得ることが可能である。

炭素膜を形成するために用いる装置の全体の機器を示す構成図である。 図１に示される装置のうちの容器の中を表した詳細図である。 実施例（比較例１）における多孔質体の断面を示す写真である。 実施例（実施例１）における多孔質体の断面を示す写真である。 本発明に係る分離膜多孔質体複合体の一の実施形態を示す図であり、全体を示す斜視図である。 本発明に係る分離膜多孔質体複合体の一の実施形態を示す図であり、セルの内壁面の断面の一部分を拡大して示す模式図である。

１:分離膜多孔質体複合体、１２：隔壁、１３：セル、１５，１６：端面、１７：周面、２０：容器、２２：シール、２３：パッキン、２４：加圧ガス、２５：前駆体溶液、２６：タンク、２７：調節弁、２８：ポンプ、６１：多孔質体、６２：基材、６３：中間層、６４：緻密層、６５：複合層、６６：炭素膜

以下、本発明について、適宜、図面を参酌しながら、実施の形態を説明するが、本発明はこれらに限定されて解釈されるべきものではない。本発明の要旨を損なわない範囲で、当業者の知識に基づいて、種々の変更、修正、改良、置換を加え得るものである。例えば、図面は、好適な本発明の実施の形態を表すものであるが、本発明は図面に表される態様や図面に示される情報により制限されない。本発明を実施し又は検証する上では、本明細書中に記述されたものと同様の手段若しくは均等な手段が適用され得るが、好適な手段は、以下に記述される手段である。

先ず、本発明に係る分離膜多孔質体複合体について説明する。図５及び図６は、本発明に係る分離膜多孔質体複合体の一の実施形態を示す図である。図５は、全体を示す斜視図であり、図６は、セルの内壁面の断面の一部分を拡大して示す模式図である。

図５に示される分離膜多孔質体複合体１は、全体として外形は円柱状であり、且つ、（円柱の）軸方向に流体の通路を構成する複数のセル１３を有するモノリス形状（レンコンのような形状）を呈している。多孔質体６１である隔壁１２によって区画されたセル１３は、（例えば）軸方向に垂直な断面が円形であり、セル１３の内壁面には、（図６に示される）分子ふるい炭素膜からなる炭素膜６６が形成されている。内壁面とは、空間であるセル１３を形成する実体部である隔壁１２の表面である。

分離膜多孔質体複合体１において、例えば、被分離体である水とエタノールの混合物を、入口側の端面１５からセルｌ３に導入すると、出口側の端面１６に至るまでの間に、混合物を構成する一の物質である水が、セル１３の内壁面に形成された炭素膜６６において選択的に分離され、隔壁ｌ２を透過して、分離膜多孔質体複合体１の最外の周面１７から排出される。即ち、混合物を、一の物質である水と、残りの他の物質であるエタノールと、に分離することが出来るのであり、分離膜多孔質体複合体１は、（例えば）水とエタノールに対して高い分離特性を有するフィルタとして利用することが可能である。

分離膜多孔質体複合体１は、図６に示されるように、多孔質体６１（隔壁１２）と、その多孔質体６１（隔壁１２）の表面に形成された分離膜である炭素膜６６と、を有する複合体である。多孔質体６１は、更に、内部側から、平均粒子径１０〜１００μｍ及び平均細孔径１〜３０μｍの基材６２、平均細孔径０．１〜３μｍの中間層６３、平均細孔径０．０１〜０．５μｍの緻密層６４で構成される。そして、緻密層６４の上（表面）に炭素膜６６が形成され、緻密層６４（多孔質体６１）と炭素膜６６との界面には、複合層６５が形成されており、その厚さは、０．００００１〜１ｍｍである。

次に、上述した分離膜多孔質体複合体１を作製する場合を例にとって、本発明に係る分離膜多孔質体複合体の製造方法を説明し、これを通じて、本発明に係る多孔質体の表面への分離膜形成方法について説明することとする。先ず、多孔質体６１を得るが、これは周知の手段で行うことが出来る。例えば、多孔質材料を使用して、押出成形法によって、モノリス形状の基材６２を成形し、焼成する。そして、その基材６２の表面に、多孔質材料を使用して、濾過製膜法によって、中間層６３及び緻密層６４を形成し、焼成することで、多孔質体６１が得られる。中間層６３及び緻密層６４を形成すべき基材６２の表面の場所は、セル１３の内壁面である。

基材６２の多孔質材料としては、耐食性と温度変化による細孔径の変化が少ない点や充分な強度が得られる点から、例えば、アルミナを用いることが可能であり、それ以外にコーディエライト、ムライト、炭化珪素等を使用することが出来る。

中間層６３及び緻密層６４の多孔質材料としては、基材６２と同様の材料を用いることが出来る。中間層６３を形成する（例えば）アルミナ粒子は、基材６２を形成する（例えば）アルミナ粒子よりも平均粒子径が小さく、緻密層６４を形成する（例えば）アルミナ粒子は、中間層６３を形成する（例えば）アルミナ粒子よりも平均粒子径が小さいものが用いられる。中間層６３及び緻密層６４の形成を、濾過製膜法によって行う場合には、それぞれの多孔質材料は、所望の平均粒子径０．３〜１０μｍのアルミナ粒子等からなる骨材粒子と、ガラスフリットの粉末等からなる焼結助剤と、バインダとを水等の溶媒に所定の割合で混合して得られるスラリとして、使用する。スラリを構成する無機質分の含有量に対するバインダの含有量の割合を、２〜１０質量％とすることが望ましい。

次に、得られた多孔質体６１の表面に、炭素膜６６（分離膜）を形成する。炭素膜６６を形成すべき多孔質体６１の表面の場所は、先に中間層６３及び緻密層６４を形成したセル１３の内壁面であり、隔壁１２の表面である。炭素膜６６は、多孔質体６１の細孔内の加圧をした状態で、のちに炭素膜６６となる前駆体溶液を多孔質体６１の表面に接触をさせ、その表面に成膜し、窒素雰囲気下で、概ね４００〜１０００℃、好ましくは７００℃前後で、炭化させることによって形成することが出来る。炭化は、窒素雰囲気の他に、真空状態で、又は、アルゴン、ヘリウム等の還元雰囲気下で行ってもよい。４００℃未満の温度で炭化を行うと炭化が不十分になり分子ふるい膜としての選択性や透過速度が低下するおそれがある。一方、１０００℃を超えた温度で炭化を行うと、細孔径が収縮することにより透過速度が減少するおそれがある。炭素膜６６の形成は、１回以上、複数回に分けて行ってもよい。

図１及び図２は、浸漬法によって炭素膜６６を形成するために用いる装置を示す図である。図１は全体の機器を示す構成図であり、図２は図１に示される容器の中を表した詳細図である。図１に示される装置１０は、前駆体溶液２５の中に多孔質体６１を浸漬するのと同じ状態を作り出す装置である。装置１０は、モノリス形状の多孔質体６１を収めた容器２０、前駆体溶液２５を貯めるタンク２６、前駆体溶液２５をタンク２６から容器２０へ供給するポンプ２８、図示しない加圧ガス供給装置から容器２０へ送られる加圧ガス２４の圧力を調節する調節弁２７で構成される。そして、図２に示されるように、容器２０の中では、予め端面１５，１６をガラス材料からなるシール２２で封じた多孔質体６１が、更にパッキン２３によって端面１５，１６と周面１７との間が遮断された状態で、収められている。

図１及び図２に示される装置１０を用い、上記の通りに多孔質体６１を容器２０に収めた状態で、調節弁２７を操作し、多孔質体６１の細孔内へ加圧ガスを供給する。加圧ガスの供給圧力は、１〜１０００ｋＰａとする。こうすると、多孔質体６１内で圧力損失が生じるものの、多孔質体６１の細孔内の圧力も概ね１〜１０００ｋＰａとなる。そして、ポンプ２８を動作させて、容器２０の中に収められた多孔質体６１の（例えば）端面１６の側から端面１５の側までのセル１３の中へ、前駆体溶液２５を供給する。次いで、ポンプ２８を停止し開放するか又はポンプ２８を逆動作させて、余剰の前駆体溶液２５をセル１３から取り除く。そうすると、セル１３の内壁面（多孔質体６１の表面）には、のちに炭素膜６６となる前駆体溶液からなる薄膜が形成される。このとき、多孔質体６１の細孔内は、加圧ガスによって加圧されているので、多孔質体６１（緻密層６４）の内部（細孔内）への前駆体溶液の浸透は抑制され、複合層６５が厚く形成されることはない。複合層６５部分を含む炭素膜６６は、均一な厚さの平坦な薄膜となり、これによって、フラックスの減少を防止しつつ、高い分離係数を得ることが出来るようになる。

炭素膜６６を形成するために、前駆体溶液２５を多孔質体６１の表面に接触をさせる手段としては、浸漬法によらず、スピンコート、スプレーコーティング等の手段も採用出来る。本実施形態のように、多孔質体がモノリス形状である場合には、浸漬法を採用すれば、容易に炭素膜を形成することが出来る。ここで、前駆体とは、例えば、塗布または浸漬により得られた結果物を燃焼することにより、分子膜へと変換できる材料を言う。従って、例えば、炭素膜の場合には、フェノ一ル樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、フラン樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂や、ポリエチレン等の熱可塑性樹脂、又はセルロース系樹脂等、あるいは、それら樹脂の前駆体物質が含まれる。

炭素膜６６となる前駆体溶液２５は、上記の材料の内いずれか一つを、メタノ一ル、アセトン、テトラヒドロフラン、ＮＭＰ、トルエン等の有機溶媒や水等に混合、溶解して、調製できる。前駆体溶液２５を成膜する際には、それに含まれる樹脂の種類に応じて、適切な熱処理を施してもよい。加圧ガス２４としては、アルゴン、ヘリウム、窒素を採用することが出来る。勿論、分離膜の溶液の例としては、シリカゾルがあげられる。炭素膜以外の前駆体には、多孔質体にゼオライトの種結晶を塗布した後、水熱合成によりゼオライト膜が形成出来る材料が含まれる。

本明細書において、平均細孔径（μｍ）は、水銀圧入法によって測定した値とする。平均粒子径（μｍ）は、Ｘ線透過式粒度分布測定装置（後述する実施例においては島津製作所製セデイグラフ５０００−０２型）により測定した５０％粒子径の値とする。

以下、本発明を実施例に基づいて更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

（実施例１）押出成形法による成形、及び焼成を経て、平均粒子径１０〜１００μｍ、平均細孔径１〜３０μｍのモノリス形状の基材を作製した。次いで、得られた基材におけるセルの内壁面に、平均粒子径０．３〜１０μｍのアルミナ粒子を濾過製膜法によって堆積させた後、焼成して、厚さ１０〜１０００μｍ、平均細孔径０．１〜３μｍの中間層を形成した。そして、中間層の上に、更に、平均粒子径０．３〜１μｍのアルミナ粒子を濾過製膜法によって堆積させた後、焼成して、厚さ１〜１００μｍ、平均細孔径０．０１〜０．５μｍの緻密層を形成し、多孔質体を得た。

次に、図１及び図２に示される装置１０を使用して、得られた多孔質体の細孔内に圧力が１ｋＰａのヘリウムガスを供給して、細孔内の加圧をしながら、浸漬法によって、多孔質体におけるセルの内壁面に炭素膜の前駆体溶液を成膜し、窒素雰囲気下、７００℃で、炭化させて、緻密層の上に、更に、炭素膜を形成して、分離膜多孔質体複合体を得た。

得られた分離膜多孔質体複合体を、水−エタノール浸透気化分離法により評価した。試験条件は、水／エタノール（ＥｔＯＨ）の比が１０／９０質量％であり、供給液の温度は７５℃である。表１に、炭素膜の形成に用いた前駆体溶液の消費量、浸透気化分離性能（分離係数、フラックス）を示す。又、図４に、多孔質体におけるセルの内壁面に炭素膜の前駆体溶液を成膜した段階における多孔質体の断面の写真を示す。実施例１においては、同条件で分離膜多孔質体複合体を２体作製し、図４は、そのうちの１体を用いて切断したものの写真である。

（実施例２）前駆体溶液の成膜に際し、多孔質体の細孔内に圧力が５０ｋＰａのヘリウムガスを供給して、細孔内の加圧をしたこと以外は、実施例１と同様にして、分離膜多孔質体複合体を１体作製し、実施例１と同条件で、水−エタノール浸透気化分離法により評価した。表１に、炭素膜の形成に用いた前駆体溶液の消費量、浸透気化分離性能（分離係数、フラックス）を示す。

（実施例３）前駆体溶液の成膜に際し、多孔質体の細孔内に圧力が１００ｋＰａのヘリウムガスを供給して、細孔内の加圧をしたこと以外は、実施例１と同様にして、分離膜多孔質体複合体を１体作製し、実施例１と同条件で、水−エタノール浸透気化分離法により評価した。表１に、炭素膜の形成に用いた前駆体溶液の消費量、浸透気化分離性能（分離係数、フラックス）を示す。

（実施例４）前駆体溶液の成膜に際し、多孔質体の細孔内に圧力が１０００ｋＰａのヘリウムガスを供給して、細孔内の加圧をしたこと以外は、実施例１と同様にして、分離膜多孔質体複合体を１体作製し、実施例１と同条件で、水−エタノール浸透気化分離法により評価した。表１に、炭素膜の形成に用いた前駆体溶液の消費量、浸透気化分離性能（分離係数、フラックス）を示す。

（比較例１）前駆体溶液の成膜に際し、細孔内の加圧をしなかったこと以外は、実施例１と同様にして、分離膜多孔質体複合体を２体作製し、実施例１と同条件で、水−エタノール浸透気化分離法により評価した。表１に、炭素膜の形成に用いた前駆体溶液の消費量、浸透気化分離性能（分離係数、フラックス）を示す。又、図３に、多孔質体におけるセルの内壁面に炭素膜の前駆体溶液を成膜した段階における多孔質体の断面の写真を示す。比較例１においては、同条件で分離膜多孔質体複合体を２体作製しており、図３は、そのうちの１体を用いて切断したものの写真である。

（比較例２）前駆体溶液の成膜に際し、多孔質体の細孔内に圧力が１５００ｋＰａのヘリウムガスを供給して、細孔内の加圧をしたこと以外は、実施例１と同様にして、分離膜多孔質体複合体を１体作製し、実施例１と同条件で、水−エタノール浸透気化分離法により評価した。表１に、炭素膜の形成に用いた前駆体溶液の消費量、浸透気化分離性能（分離係数、フラックス）を示す。

（実施例５）次に、図１及び図２に示される装置１０を使用して、前駆体溶液の成膜に際し、多孔質体の細孔内に圧力が１ｋＰａのヘリウムガスを供給して、細孔内の加圧をしながら、多孔質体におけるセルの内壁面に炭素膜の前駆体溶液を浸漬法により成膜し、窒素雰囲気下、７００℃で、炭化させて、緻密層の上に、更に、炭素膜を形成して、分離膜多孔質体複合体を得た。

（考察）表１の実施例１〜４の結果に表れているように、前駆体溶液の成膜に際して、多孔質体の細孔内に圧力が１〜１０００ｋＰａの加圧ガスを供給し、細孔内の加圧をして作製された分離膜多孔質体複合体には、良好な分離性能が付与された。加圧をしない従来の方法（比較例１）で作製された分離膜多孔質体複合体の分離性能と比較すれば明らかである。又、実施例１〜４の結果より、圧力の調節によって、分離係数αを優先、又はフラックス優先という、得られる分離膜多孔質体複合体の仕様を調整することが可能なことがわかる。一方、比較例２の結果で示されるように、細孔内の圧力を高くしすぎると、良好な分離性能が得られないことがわかる。これは、分離係数αが低く、前駆体溶液の消費量が少ないために、炭素膜が形成されない部分が生じたものと推察される。

本発明に係る分離膜多孔質体複合体は、複数の物質（ガス等）の混合物から特定の物質（ガス等）を選択的に分離するフィルタ用途等に、広く用いることが出来る。

Claims (5)

1. 多孔質体と、その多孔質体の表面に形成された分離膜と、を有する複合体の製造方法であって、
   前記多孔質体を得た後に、
   得られた多孔質体の細孔内の加圧をした状態で、前記分離膜の溶液又はのちに前記分離膜となる前駆体溶液を多孔質体の表面に接触をさせる工程に、１回以上供するとともに、
   その工程における接触が、前記分離膜の溶液又はのちに前記分離膜となる前駆体溶液の中に前記多孔質体を浸漬することによってなされ、
   前記加圧にかかる圧力が、ゲージ圧として１〜１０００ｋＰａであり、前記加圧が、多孔質体の、分離膜の溶液又はのちに分離膜となる前駆体溶液に接触させる側とは、反対側からなされる分離膜多孔質体複合体の製造方法。
2. 前記加圧をした状態が、前記多孔質体の細孔内へ加圧ガスを供給することで実現される請求項１に記載の分離膜多孔質体複合体の製造方法。
3. 前記多孔質体が、モノリス形状である請求項１又は２に記載の分離膜多孔質体複合体の製造方法。
4. 前記分離膜が、分子ふるい炭素膜である請求項１〜３の何れか一項に記載の分離膜多孔質体複合体の製造方法。
5. 多孔質体の表面に分離膜を形成する方法であって、
   加圧ガスを供給して多孔質体の細孔内をゲージ圧として１〜１０００ｋＰａの圧力に加圧をした状態で、前記分離膜の溶液又はのちに前記分離膜となる前駆体溶液を多孔質体の表面に接触をさせる工程を含み、
   その工程における接触が、前記分離膜の溶液又はのちに前記分離膜となる前駆体溶液の中に前記多孔質体を浸漬することによってなされ、前記加圧が、多孔質体の、分離膜の溶液又はのちに分離膜となる前駆体溶液に接触させる側とは、反対側からなされる多孔質体の表面への分離膜形成方法。