JP5990555B2 - Method for producing acid gas separation membrane and wound product of acid gas separation membrane - Google Patents
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Description
本発明は、原料ガスから酸性ガスを選択的に分離する酸性ガス分離膜の製造方法、および、この製造方法による酸性ガス分離膜の巻回物に関する。詳しくは、促進輸送膜の欠陥が無い酸性ガス分離膜を、高い生産効率で製造できる酸性ガス分離膜の製造方法、および、この製造方法による酸性ガス分離膜の巻回物に関する。 The present invention relates to a method for producing an acid gas separation membrane for selectively separating an acid gas from a raw material gas, and a wound product of the acid gas separation membrane by this production method. Specifically, the present invention relates to a method for producing an acid gas separation membrane capable of producing an acid gas separation membrane having no facilitated transport membrane defect with high production efficiency, and a wound product of the acid gas separation membrane by this production method.
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膜が開発されている。 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 acid gas separation membrane that separates an acid gas from a raw material gas using an acid gas separation membrane that selectively permeates the acid 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. .
ところで、酸性ガス分離膜など、各種の機能性膜(機能性フィルム)を高い生産性で製造できる方法として、いわゆる、ロール・トゥ・ロール(Roll to Roll 以下、RtoRとも言う)が知られている。
周知のように、RtoRとは、長尺な支持体を巻回してなるロールから支持体を送り出して、この支持体を長手方向に搬送しつつ、成膜や表面処理等の所定の処理を行い、処理済の支持体を、再度、ロール状に巻回する製造方法である。
By the way, as a method for producing various functional membranes (functional films) such as acidic gas separation membranes with high productivity, so-called roll-to-roll (hereinafter also referred to as RtoR) is known. .
As is well known, RtoR means that a support is sent out from a roll formed by winding a long support, and this support is transported in the longitudinal direction while performing predetermined processing such as film formation and surface treatment. This is a production method in which the treated support is wound again into a roll.
各種の機能性膜と同様、酸性ガス分離膜も、このRtoRを利用することで、高い生産性で製造することができる。
例えば、特許文献2には、長尺(帯状)な支持体を長手方向に搬送しつつ、吸水性ポリマと、二酸化炭素キャリアと、ゲル化剤とを含み、かつ、50℃以上で調製した塗布液を支持体に塗布し、支持体上に形成した塗膜を12℃以下で冷却してゲル膜とし、このゲル膜を温風で乾燥して促進輸送膜(二酸化炭素分離膜)とする、酸性ガス分離膜の製造装置が記載されている。
As with various functional membranes, acidic gas separation membranes can be produced with high productivity by using this RtoR.
For example, Patent Document 2 discloses an application containing a water-absorbing polymer, a carbon dioxide carrier, and a gelling agent while transporting a long (band-shaped) support in the longitudinal direction and prepared at 50 ° C. or higher. The liquid is applied to a support, and the coating film formed on the support is cooled to 12 ° C. or less to form a gel membrane, and this gel membrane is dried with warm air to form a facilitated transport membrane (carbon dioxide separation membrane). An apparatus for producing an acid gas separation membrane is described.
前述のように、RtoRを利用することにより、酸性ガス分離膜を高い生産効率で製造することができる。
ところが、本発明者の検討によれば、促進輸送膜を用いる酸性ガス分離膜の製造にRtoRを用いると、適正な製品を安定して製造できない場合が有る。
As described above, by using RtoR, an acidic gas separation membrane can be produced with high production efficiency.
However, according to the study of the present inventor, if RtoR is used for the production of an acidic gas separation membrane using a facilitated transport membrane, an appropriate product may not be produced stably.
促進輸送膜を用いる酸性ガス分離膜は、水蒸気分圧を有するガス環境下で使用される場合が多い。また、一般的に、促進輸送膜を有する酸性ガス分離膜は、促進輸送膜の吸湿性が高いほど、酸性ガスの分離速度(透過速度)が高くなる傾向にある。
そのため、促進輸送膜は、超吸水性樹脂などの親水性化合物をバインダとして用い、このバインダにキャリアを分散してなる構成を有する。また、キャリアも吸湿性が高いもの多い。さらに、促進輸送膜に、必要に応じて添加される添加剤も、吸湿性の高いものを用いるのが一般的である。
その結果、促進輸送膜を有する酸性ガス分離膜は、例えば、相対湿度50%RHの環境下に放置するだけで、促進輸送膜が空気中の水蒸気を吸収して、膨潤する場合が有る。
An acid gas separation membrane using a facilitated transport membrane is often used in a gas environment having a water vapor partial pressure. In general, an acid gas separation membrane having a facilitated transport membrane tends to have a higher acid gas separation rate (permeation rate) as the hygroscopic property of the facilitated transport membrane is higher.
Therefore, the facilitated transport film has a configuration in which a hydrophilic compound such as a super water-absorbent resin is used as a binder and carriers are dispersed in the binder. Many carriers are also highly hygroscopic. Furthermore, it is common to use a highly hygroscopic additive for the facilitated transport film as required.
As a result, an acidic gas separation membrane having a facilitated transport membrane may swell due to absorption of water vapor in the air, for example, by simply leaving it in an environment with a relative humidity of 50% RH.
本発明者の検討によれば、このような酸性ガス分離膜を、RtoRを利用して製造すると、促進輸送膜の組成、雰囲気などの生産環境等によっては、パスローラ等に促進輸送膜が付着して、酸性ガス分離膜から剥離してしまう場合が有る。
このような促進輸送膜の膜剥がれが生じると、酸性ガス分離膜に欠陥部分ができてしまう。また、パスローラ等に付着した促進輸送膜が、その後に製造される酸性ガス分離膜等に付着して、汚染してしまうという問題も生じる。
According to the study of the present inventors, when such an acid gas separation membrane is manufactured using RtoR, the facilitated transport membrane adheres to the pass roller or the like depending on the production environment such as the composition of the facilitated transport membrane and the atmosphere. In some cases, the acid gas separation membrane may be peeled off.
When such facilitated transport membrane peeling occurs, a defective portion is formed in the acidic gas separation membrane. In addition, there is a problem that the facilitated transport film attached to the pass roller or the like adheres to an acid gas separation membrane or the like produced thereafter and is contaminated.
搬送経路の設計等によって、促進輸送膜を形成した後、促進輸送膜に接触することなく、酸性ガス分離膜を巻き取ることも可能である。
しかしながら、促進輸送膜の組成、生産や保管の雰囲気によっては、後の工程で酸性ガス分離膜をロールから送り出す際に、積層状態になっている酸性ガス分離膜の裏面に、促進輸送膜が付着して、膜剥がれしてしまう場合が有る。このような促進輸送膜の膜剥がれは、同様に、酸性ガス分離膜の汚染や、欠陥の発生につながる。
It is also possible to wind up the acidic gas separation membrane without forming contact with the facilitated transport membrane after forming the facilitated transport membrane by designing the transport path or the like.
However, depending on the composition of the facilitated transport membrane, the production and storage atmosphere, when the acid gas separation membrane is sent out from the roll in a later step, the facilitated transport membrane adheres to the back surface of the acid gas separation membrane in a laminated state. Then, the film may be peeled off. Such peeling of the facilitated transport membrane similarly leads to contamination of the acid gas separation membrane and generation of defects.
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、生産性の高いRtoRによって製造する製造方法であって、パスローラへの接触や、巻回によって積層された酸性ガス分離膜による促進輸送膜の膜剥がれを防止でき、欠陥の無い適正な酸性ガス分離膜を、生産設備等の汚染を生じることなく、高い生産性で安定して製造できる酸性ガス分離膜の製造方法、および、この製造方法で製造した酸性ガス分離膜の巻回物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 a manufacturing method for manufacturing an acidic gas separation membrane having a facilitated transport membrane by RtoR with high productivity, which is in contact with a pass roller. In addition, it is possible to prevent peeling of the facilitated transport membrane by the acidic gas separation membranes laminated by winding, and a suitable acidic gas separation membrane with no defects can be stably produced with high productivity without causing contamination of production facilities etc. It is in providing the manufacturing method of the acidic gas separation membrane which can be manufactured in this way, and the wound product of the acidic gas separation membrane manufactured by this manufacturing method.
この目的を達成するために、本発明の酸性ガス分離膜の製造方法は、長尺な多孔質支持体を長手方向に搬送しつつ、多孔質支持体の表面に、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塗布組成物を塗布する工程、
多孔質支持体の表面に塗布した塗布組成物を乾燥することにより促進輸送膜を形成する工程、
促進輸送膜の上に、長尺な離型フィルムを積層する工程、ならびに、
多孔質支持体および促進ガス分離膜と離型フィルムとの積層体を巻き取る工程、を行うことを特徴とする酸性ガス分離膜の製造方法を提供する。
In order to achieve this object, the method for producing an acidic gas separation membrane of the present invention comprises a carrier that reacts with acidic gas on the surface of a porous support while transporting a long porous support in the longitudinal direction, And a step of applying a coating composition containing a hydrophilic compound for supporting the carrier,
Forming a facilitated transport film by drying the coating composition applied to the surface of the porous support;
A step of laminating a long release film on the facilitated transport film, and
There is provided a method for producing an acidic gas separation membrane comprising performing a step of winding a porous support and a laminate of a promoting gas separation membrane and a release film.
このような本発明の酸性ガス分離膜の製造方法において、塗布組成物の厚さが0.05〜10mmとなるように、多孔質支持体の上に塗布組成物を塗布するのが好ましい。
また、離型フィルムの剥離力が0.07〜10N/mmであるのが好ましい。
また、促進輸送膜の膜強度が0.005MPa以上であるのが好ましい。
また、離型フィルムの1面もしくは両面が疎水性であり、疎水性の面を促進輸送膜に向けて、促進輸送膜の上に離型フィルムを積層するのが好ましい。
また、さらに、多孔質支持体および促進ガス分離膜と離型フィルムとの積層体の巻回物から、積層体を送り出して、長手方向に搬送しつつ、離型フィルムを剥離して、促進輸送膜の表面に、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塗布組成物を塗布する工程、ならびに、促進輸送膜の表面に塗布した塗布組成物を乾燥することにより、多層構成の促進輸送膜を形成する工程を行うのが好ましい。
また、多孔質支持体の表面に促進輸送膜を形成した積層物の温度、および、離型フィルムの温度を10〜70℃として、促進輸送膜の上に、長尺な離型フィルムを積層するのが好ましい。
また、キャリアが、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塩から選択される少なくとも1種であるのが好ましい。
また、塗布組成物の乾燥を、風速0.5〜200m/分、膜面温度1〜120℃の温風乾燥で行うのが好ましい。
また、塗布組成物を塗布する工程に先立ち、長尺な多孔質支持体を長手方向に搬送しつつ、多孔質支持体の表面に、ガス透過性を有する疎水性の中間層となる成分を含む第2塗布組成物を塗布する工程、および、第2塗布組成物を硬化して中間層を形成する工程を行うのが好ましい。
また、中間層となる成分が、シリコーンであるのが好ましい。
さらに、第2塗布組成物の硬化を、第2塗布組成物を塗布した後、7秒以内に開始するのが好ましい。
In such a method for producing an acidic gas separation membrane of the present invention, the coating composition is preferably coated on the porous support so that the thickness of the coating composition is 0.05 to 10 mm.
Moreover, it is preferable that the peeling force of a release film is 0.07-10N / mm.
Moreover, it is preferable that the film | membrane intensity | strength of a facilitated-transport film | membrane is 0.005 Mpa or more.
Further, it is preferable that one or both surfaces of the release film are hydrophobic, and the release film is laminated on the facilitated transport film with the hydrophobic surface facing the facilitated transport film.
Further, the laminate is sent out from the porous support and the roll of the laminate of the promoting gas separation membrane and the release film, and the release film is peeled off while being transported in the longitudinal direction to facilitate transport. A step of applying a coating composition containing a carrier that reacts with an acidic gas and a hydrophilic compound for supporting the carrier to the surface of the film, and a coating composition applied to the surface of the facilitated transport film are dried. Thus, it is preferable to perform a step of forming a facilitated transport film having a multilayer structure.
In addition, the temperature of the laminate in which the facilitated transport film is formed on the surface of the porous support and the temperature of the release film are set to 10 to 70 ° C., and a long release film is laminated on the facilitated transport film. Is preferred.
The carrier is preferably at least one selected from alkali metal carbonates, alkali metal bicarbonates, and alkali metal hydroxide salts.
The coating composition is preferably dried by hot air drying at a wind speed of 0.5 to 200 m / min and a film surface temperature of 1 to 120 ° C.
In addition, prior to the step of applying the coating composition, the surface of the porous support includes a component that becomes a hydrophobic intermediate layer having gas permeability while conveying the long porous support in the longitudinal direction. It is preferable to perform a step of applying the second coating composition and a step of curing the second coating composition to form an intermediate layer.
Moreover, it is preferable that the component used as an intermediate | middle layer is silicone.
Furthermore, the curing of the second coating composition is preferably started within 7 seconds after the second coating composition is applied.
また、本発明の酸性ガス分離膜巻回物は、多孔質支持体の上に、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親水性化合物を有する促進輸送膜を形成してなる酸性ガス分離膜と、促進輸送膜の上に積層された離型フィルムとを有する長尺な積層体を、長手方向に巻回してなることを特徴とする酸性ガス分離膜巻回物を提供する。 Moreover, the acidic gas separation membrane wound product of the present invention is an acidic gas formed on a porous support by forming a facilitated transport membrane having a carrier that reacts with the acidic gas and a hydrophilic compound that supports the carrier. An acidic gas separation membrane wound product is provided, which is obtained by winding a long laminate having a separation membrane and a release film laminated on a facilitated transport membrane in the longitudinal direction.
このような本発明の酸性ガス分離膜巻回物において、離型フィルムの剥離力が0.07〜10N/mmであるのが好ましい。
また、促進輸送膜の膜強度が0.005MPa以上であるのが好ましい。
また、離型フィルムの1面もしくは両面が疎水性であり、疎水性の面を促進輸送膜に向けて、離型フィルムが積層されるのが好ましい。
また、促進輸送膜の厚さが0.01〜3mmであるのが好ましい。
また、キャリアが、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塩から選択される少なくとも1種であるのが好ましい。
また、多孔質支持体と酸性ガス分離膜との間に、ガス透過性を有する疎水性の中間層を有するのが好ましい。
さらに、中間層がシリコーン樹脂からなるものであるのが好ましい。
In such an acidic gas separation membrane roll of the present invention, it is preferable that the release force of the release film is 0.07 to 10 N / mm.
Moreover, it is preferable that the film | membrane intensity | strength of a facilitated-transport film | membrane is 0.005 Mpa or more.
Moreover, it is preferable that one or both surfaces of the release film are hydrophobic, and the release film is laminated with the hydrophobic surface facing the facilitated transport film.
Moreover, it is preferable that the thickness of a facilitated-transport film | membrane is 0.01-3 mm.
The carrier is preferably at least one selected from alkali metal carbonates, alkali metal bicarbonates, and alkali metal hydroxide salts.
Moreover, it is preferable to have a hydrophobic intermediate layer having gas permeability between the porous support and the acidic gas separation membrane.
Furthermore, the intermediate layer is preferably made of a silicone resin.
このような本発明によれば、パスローラとの接触に起因する促進輸送膜の剥離を生じることなく、生産性が高いロール・トゥ・ロールによって、促進輸送膜を有する酸性ガス分離膜を製造できる。
そのため、本発明によれば、生産設備の汚染、酸性ガス分離膜の汚染等を防止しつつ、汚染や促進輸送膜の剥離に起因する欠陥の無い高品質な酸性ガス分離膜(その巻回物)を、高い生産性で安定して製造できる。
According to the present invention as described above, an acidic gas separation membrane having a facilitated transport membrane can be produced by roll-to-roll with high productivity without causing peeling of the facilitated transport membrane due to contact with the pass roller.
Therefore, according to the present invention, while preventing contamination of production facilities, acid gas separation membranes, etc., a high quality acid gas separation membrane free from defects caused by contamination or peeling of the facilitated transport membrane (the roll thereof) ) Can be stably produced with high productivity.
以下、本発明の酸性ガス分離膜の製造方法および酸性ガス分離膜巻回物について、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 method for producing an acidic gas separation membrane and the wound product of the acidic gas separation membrane of the present invention will be described in detail based on preferred embodiments shown in the accompanying drawings.
図1に、本発明の酸性ガス分離膜の製造方法を実施する、酸性ガス分離膜の製造装置の一例を概念的に示す。 In FIG. 1, an example of the manufacturing apparatus of the acidic gas separation membrane which implements the manufacturing method of the acidic gas separation membrane of this invention is shown notionally.
図1に示す製造装置10は、前述のロール・トゥ・ロール(以下、RtoRとも言う)によって酸性ガス分離膜を製造するものである。すなわち、製造装置10は、長尺(ウェブ状)な多孔質支持体12をロール状に巻回してなる支持体ロール12Rから多孔質支持体12を送り出し、多孔質支持体12を長手方向に搬送しつつ、多孔質支持体12の表面に促進輸送膜18を形成して酸性ガス分離膜14を作製し、作製した酸性ガス分離膜14をロール状に巻回する(巻き取る)。
ここで、本発明の製造方法を実施する製造装置10では、多孔質支持体12の表面に促進輸送膜18を形成して酸性ガス分離膜14を作製した後、促進輸送膜18の表面に離型フィルム20を積層して貼着し、酸性ガス分離膜14と離型フィルム20との積層体24をロール状に巻回する。この積層体24を巻回してなる積層体ロール24Rが、本発明の酸性ガス分離膜巻回物である。
The manufacturing apparatus 10 shown in FIG. 1 manufactures an acidic gas separation membrane by the above-mentioned roll-to-roll (hereinafter also referred to as RtoR). That is, the manufacturing apparatus 10 sends out the porous support 12 from a support roll 12R formed by winding a long (web-like) porous support 12 into a roll, and transports the porous support 12 in the longitudinal direction. Meanwhile, the facilitated transport membrane 18 is formed on the surface of the porous support 12 to produce the acidic gas separation membrane 14, and the produced acidic gas separation membrane 14 is wound (wound up) in a roll shape.
Here, in the manufacturing apparatus 10 that implements the manufacturing method of the present invention, the facilitated transport membrane 18 is formed on the surface of the porous support 12 to produce the acid gas separation membrane 14, and then separated from the surface of the facilitated transport membrane 18. The mold film 20 is laminated and stuck, and the laminate 24 of the acidic gas separation membrane 14 and the release film 20 is wound into a roll. A laminate roll 24R formed by winding the laminate 24 is the acidic gas separation membrane wound product of the present invention.
すなわち、積層体24は、図2に概念的に示すように、多孔質支持体12の表面(後述する多孔質膜12aの表面)に促進輸送膜18を形成してなる、酸性ガス分離膜14の表面(促進輸送膜18の上)に、離型フィルム20を積層、貼着してなる構成を有し、積層体ロール24Rは、この積層体24を、ロール状に巻回してなるものである。 That is, as shown conceptually in FIG. 2, the laminate 24 is formed by forming the facilitated transport film 18 on the surface of the porous support 12 (the surface of the porous film 12a described later), and the acidic gas separation membrane 14 The release film 20 is laminated and pasted on the surface (on the facilitated transport film 18), and the laminate roll 24R is formed by winding the laminate 24 into a roll shape. is there.
製造装置10は、基本的に、供給部26と、塗布部28と、乾燥部30と、積層部32と、巻取部34とを有して構成される。
なお、製造装置10には、図示した部材以外にも、必要に応じて、パスローラ(ガイドローラ)、搬送ローラ対、搬送ガイド、各種のセンサ等、RtoRによって機能性膜(機能性フィルム)を製造する装置に設けられる、各種の部材を有してもよい。
The manufacturing apparatus 10 basically includes a supply unit 26, a coating unit 28, a drying unit 30, a stacking unit 32, and a winding unit 34.
In addition to the illustrated members, the manufacturing apparatus 10 manufactures a functional film (functional film) using RtoR, such as a pass roller (guide roller), a pair of conveyance rollers, a conveyance guide, and various sensors as necessary. You may have various members provided in the apparatus to do.
供給部26は、回転軸38に、長尺な多孔質支持体12をロール状に巻回してなる支持体ロール12Rを装填して、回転軸38すなわち支持体ロール12Rを回転することにより、多孔質支持体12を送り出す部位である。
なお、支持体ロール12Rからの多孔質支持体12の送り出しおよび搬送は、公知の方法で行えばよい。
The supply unit 26 is loaded with a support roll 12R formed by winding a long porous support 12 in a roll shape around a rotation shaft 38, and rotates the rotation shaft 38, that is, the support roll 12R. This is the part where the quality support 12 is sent out.
In addition, what is necessary is just to perform sending out and conveyance of the porous support body 12 from the support body roll 12R by a well-known method.
多孔質支持体12(以下、支持体12とも言う)は、炭酸ガス等の酸性ガスの透過性を有し、かつ、促進輸送膜18を形成するための塗布組成物40の塗布が可能(塗膜の支持が可能)であり、さらに、形成された促進輸送膜18を支持するものである。
支持体12の形成材料は、この機能を発現できる物であれば、公知の各種の物が利用可能である。
The porous support 12 (hereinafter also referred to as the support 12) is permeable to an acidic gas such as carbon dioxide, and can be applied with the coating composition 40 for forming the facilitated transport film 18 (coating). Further, it is possible to support the membrane), and further supports the formed facilitated transport membrane 18.
Any known material can be used as the material for forming the support 12 as long as the material can exhibit this function.
ここで、本発明の製造方法において、支持体12は、単層であってもよいが、図2に示すように、多孔質膜12aと補助支持膜12bとからなる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、支持体12は、上記の酸性ガス透過性、促進輸送膜18となる塗布組成物の塗布および促進輸送膜18の支持という機能を、より確実に発現する。
なお、支持体12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12aおよび補助支持膜12bで例示する各種の材料が利用可能である。
Here, in the production method of the present invention, the support 12 may be a single layer, but as shown in FIG. 2, the support 12 has a two-layer structure including a porous film 12a and an auxiliary support film 12b. preferable. By having such a two-layer structure, the support 12 expresses the functions of the acidic gas permeability, the application of the coating composition to be the facilitated transport film 18 and the support of the facilitated transport film 18 more reliably. .
In the case where the support 12 is a single layer, various materials exemplified below as the porous film 12a and the auxiliary support film 12b can be used as the forming material.
この2層構成の支持体12では、多孔質膜12aが促進輸送膜18側となる。
多孔質膜12a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12aとしては、具体的には、ポリスルフォン、ポリエーテルスルホン、ポリプロピレン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。その中でも、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。
In the two-layered support 12, the porous membrane 12 a is on the facilitated transport membrane 18 side.
The porous membrane 12a is preferably made of a material having heat resistance and low hydrolyzability. Specific examples of the porous membrane 12a include membrane filter membranes such as polysulfone, polyethersulfone, polypropylene and cellulose, interfacially polymerized thin films of polyamide and polyimide, polytetrafluoroethylene (PTFE) and high molecular weight polyethylene. The stretched porous membrane is 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 and manufacturing suitability. Among them, a stretched porous membrane of PTFE is preferably used in terms of heat resistance and low hydrolyzability.
多孔質膜12aは、使用環境下において、水分を含有した促進輸送膜18が多孔部分に浸み込み易くなり、かつ、膜厚分布や経時での性能劣化を引き起こさないために、疎水性であるのが好ましい。この点に関しては、支持体が一層構成である場合も同様である。
多孔質膜12aは、孔の最大孔径が1μm以下であるのが好ましい。
多孔質膜12aの孔の平均孔径は、0.001〜10μmが好ましく、0.002〜5μmがより好ましく、0.005〜1μmが特に好ましい。多孔質膜12aの平均孔径をこの範囲とすることにより、後述する接着剤の塗布領域は接着剤を十分に染み込ませ、かつ、多孔質膜12aが酸性ガスの通過の妨げとなることを好適に防止できる。さらに、多孔質膜12aの平均孔径をこの範囲とすることにより、後述する塗布組成物40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 porous membrane 12a is hydrophobic so that the facilitated transport membrane 18 containing moisture can easily penetrate into the porous portion under the use environment and does not cause deterioration in film thickness distribution or performance over time. Is preferred. The same applies to the case where the support has a single layer structure.
The porous membrane 12a preferably has a maximum pore diameter of 1 μm or less.
The average pore diameter of the pores of the porous membrane 12a is preferably 0.001 to 10 μm, more preferably 0.002 to 5 μm, and particularly preferably 0.005 to 1 μm. By setting the average pore diameter of the porous membrane 12a within this range, it is preferable that the adhesive application region described later sufficiently infiltrate the adhesive and that the porous membrane 12a hinders the passage of acid gas. Can be prevented. Furthermore, by setting the average pore diameter of the porous film 12a within this range, it is possible to prevent the film surface from becoming non-uniform due to a capillary phenomenon or the like when a coating composition 40 described later is applied.
補助支持膜12bは、多孔質膜12aの補強として備えられるものである。
多孔質膜12a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、平均孔径が0.001〜10μmのメッシュなどを、適宜、選択して用いることができる。
The auxiliary support membrane 12b is provided as a reinforcement of the porous membrane 12a.
Various materials can be used as the porous membrane 12a as long as it satisfies the required strength, stretch resistance and gas permeability. For example, a nonwoven fabric, a woven fabric, a net, and a mesh having an average pore diameter of 0.001 to 10 μm can be appropriately selected and used.
補助支持膜12bも、前述の多孔質膜12a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 12b is also preferably made of a material having heat resistance and low hydrolyzability, similar to the porous membrane 12a 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12が補助支持膜12bを有することにより、力学的強度を向上させることができる。そのため、本発明のようにRtoRを利用する製造方法であっても、支持体12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 12 has the auxiliary support film 12b, the mechanical strength can be improved. Therefore, even in the manufacturing method using RtoR as in the present invention, wrinkles on the support 12 can be prevented and productivity can be increased.
支持体12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12aの膜厚は5〜100μm、補助支持膜12bの膜厚は50〜300μmが好ましい。
なお、支持体12を単層にする場合には、支持体12の厚さは、30〜500μmが好ましい。
If the support 12 is too thin, the strength is difficult. Considering this point, the thickness of the porous membrane 12a is preferably 5 to 100 μm, and the thickness of the auxiliary support membrane 12b is preferably 50 to 300 μm.
In addition, when making the support body 12 into a single layer, as for the thickness of the support body 12, 30-500 micrometers is preferable.
図1に示される製造装置10では、支持体ロール12Rから送り出された支持体12は、長手方向に搬送されつつ、次いで、塗布部28に搬送され、促進輸送膜18となる塗布組成物40を塗布される。
ここで、本発明の製造方法では、促進輸送膜18となる塗布組成物40の塗布に先立ち、支持体12の表面に中間層を形成してもよい。すなわち、本発明の酸性ガス分離膜巻回物において、酸性ガス分離膜14は、支持体12と促進輸送膜18との間に、中間層を有してもよい。
In the manufacturing apparatus 10 shown in FIG. 1, the support 12 sent out from the support roll 12 </ b> R is transported in the longitudinal direction and then transported to the coating unit 28, and the coating composition 40 that becomes the facilitated transport film 18 is obtained. Applied.
Here, in the production method of the present invention, an intermediate layer may be formed on the surface of the support 12 prior to the application of the coating composition 40 to be the facilitated transport film 18. That is, in the acidic gas separation membrane roll of the present invention, the acidic gas separation membrane 14 may have an intermediate layer between the support 12 and the facilitated transport membrane 18.
中間層とは、より効果的に促進輸送材料(膜)の多孔質支持体(支持体12)への浸み込みを抑制するための層である。このような中間層は、ガス透過性を有する疎水性の層であれば、各種のものからなる層が利用可能であるが、通気性を有し、支持体12よりも密な層であることが好ましい。このような中間層を備えることにより、均一性の高い促進輸送膜を多孔質支持体中に入り込むことを防止して形成することができる。 The intermediate layer is a layer for more effectively suppressing the penetration of the facilitated transport material (membrane) into the porous support (support 12). As such an intermediate layer, a layer made of various materials can be used as long as it is a hydrophobic layer having gas permeability, but it has air permeability and is a layer denser than the support 12. Is preferred. By providing such an intermediate layer, a highly uniform facilitated transport film can be formed while preventing it from entering the porous support.
中間層は、支持体12の上に形成されていればよいが、支持体12中に浸み込んでいる浸み込み領域を有していてもよい。浸み込み領域は、支持体12と中間層との密着性が良好な範囲内で、少ないほど好ましい。 The intermediate layer only needs to be formed on the support 12, but may have a soaking area that is soaked in the support 12. The soaking area is preferably as small as possible within the range in which the adhesion between the support 12 and the intermediate layer is good.
中間層としては、繰り返し単位内にシロキサン結合を有するポリマー層が好ましい。
このようなポリマー層としては、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挙げられる。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10〜1,000,000の範囲が好ましく、100〜100,000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、および、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いても良い。また、アルキル基、アラルキル基、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、アリール基は置換基を有していても良く、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、エポキシ基または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。
R1n、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。
特に、R1n、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)などが好適に利用できる。
As the intermediate layer, a polymer layer having a siloxane bond in the repeating unit is preferable.
Examples of such a polymer layer include silicone-containing polyacetylene such as organopolysiloxane (silicone resin) and polytrimethylsilylpropyne. 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 1,000,000, and more preferably in the range of 100 to 100,000.
R 1n , R 2n , R 3 , and R 4 are each a group consisting of a hydrogen atom, an alkyl group, a vinyl group, an aralkyl group, an aryl group, a hydroxyl group, an amino group, a carboxyl group, and an epoxy group. Indicates which one is selected. Note that n existing R 1n and R 2n may be the same or different. In addition, 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 are selected from an alkyl group, vinyl group, aryl group, hydroxyl group, amino group, carboxyl group, epoxy group, or fluorine atom. It is. 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 or vinyl from the viewpoint of availability. Group, an aralkyl group having 7 to 20 carbon atoms, and an aryl group having 6 to 20 carbon atoms are more preferable.
In particular, R 1n , R 2n , R 3 , and R 4 are preferably methyl groups or epoxy-substituted alkyl groups. For example, epoxy-modified polydimethylsiloxane (PDMS) can be suitably used.
中間層は、ガス透過性を有する膜であるが、厚すぎるとガス透過性を顕著に低下させる可能性がある。中間層は、支持体12の表面を抜けなく全面的に覆っていれば、薄くても構わない。
この点を考慮すると、中間層の膜厚は、0.01〜30μmが好ましく、0.1〜15μmがより好ましい。
The intermediate layer is a film having gas permeability, but if it is too thick, the gas permeability may be significantly reduced. The intermediate layer may be thin as long as it covers the entire surface of the support 12 without leaving the surface.
Considering this point, the film thickness of the intermediate layer is preferably 0.01 to 30 μm, more preferably 0.1 to 15 μm.
このような中間層は、塗布法によって形成されるのが好ましい。
中間層となる塗布組成物(第2塗布組成物)は、前述のPDMS誘導体などの中間層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、あるいは、これらの混合物等を含む、塗布法によって樹脂層(樹脂の膜)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。この塗布組成物は、モノマー等を有機溶剤に溶解(分散)してなるものであってもよく、さらに、硬化剤、硬化促進剤、架橋剤、増粘剤、補強剤、および、フィラー等を含んでいてもよい。
このような塗布組成物は、公知の方法で調製すればよい。
Such an intermediate layer is preferably formed by a coating method.
A coating composition (second coating composition) serving as an intermediate layer includes a monomer, dimer, trimer, oligomer, prepolymer, or a mixture thereof, which is a compound serving as an intermediate layer such as the aforementioned PDMS derivative. Is a general coating composition (coating liquid / paint) used when forming a resin layer (resin film) or the like. This coating composition may be obtained by dissolving (dispersing) a monomer or the like in an organic solvent, and further contains a curing agent, a curing accelerator, a crosslinking agent, a thickener, a reinforcing agent, a filler, and the like. May be included.
Such a coating composition may be prepared by a known method.
また、中間層となる塗布組成物の塗布方法も、後述する塗布組成物40と同様、公知の方法が各種利用可能である。塗布組成物の塗膜厚は、中間層の厚さが前述の0.01〜30μmとなるような厚さを、形成する中間層の種類や塗布組成物の濃度等に応じて、適宜、設定すればよい。
さらに、塗布組成物の硬化方法も、UV照射、加熱硬化、電子線照射等、中間層となるモノマー等に応じた公知の方法が、各種、利用可能であり、中でもUV照射が好ましい。なお、塗布組成物の硬化に先立ち、必要に応じて、有機溶剤の蒸発等の塗布組成物の乾燥を行ってもよい。
In addition, as for the coating method of the coating composition to be the intermediate layer, various known methods can be used as in the coating composition 40 described later. The coating thickness of the coating composition is appropriately set according to the type of the intermediate layer to be formed, the concentration of the coating composition, etc., so that the thickness of the intermediate layer is 0.01 to 30 μm as described above. do it.
Furthermore, as the curing method of the coating composition, various known methods corresponding to the monomer serving as the intermediate layer, such as UV irradiation, heat curing, and electron beam irradiation, can be used. Of these, UV irradiation is preferable. Prior to curing of the coating composition, the coating composition such as evaporation of an organic solvent may be dried as necessary.
ここで、中間層の形成においては、中間層となる塗布組成物を塗布した後、7秒以内に塗布組成物(モノマー等)の硬化を開始して、中間層を形成するのが好ましい。
これにより、多孔質膜である支持体12への塗布組成物の染み込みを好適に抑制して、支持体12中の中間層成分が薄い、高品質な中間層を得ることができる。中間層となる塗布組成物の塗布から硬化を開始するまでの時間は、5秒以内が特に好ましい。
Here, in forming the intermediate layer, it is preferable to form the intermediate layer by applying the coating composition to be the intermediate layer and then starting the curing of the coating composition (monomer or the like) within 7 seconds.
Thereby, the penetration of the coating composition into the support 12 which is a porous film is suitably suppressed, and a high-quality intermediate layer having a thin intermediate layer component in the support 12 can be obtained. The time from the application of the coating composition serving as the intermediate layer to the start of curing is particularly preferably within 5 seconds.
前述のように、支持体ロール12Rから送り出された支持体12(あるいは、中間層を形成された支持体12)は、長手方向に搬送されつつ、次いで、塗布部28に搬送され、促進輸送膜18となる塗布組成物40を塗布される。
本発明の製造方法において、支持体12の搬送速度は、支持体12の種類や塗布組成物40の粘度等に応じて、適宜、設定すればよい。支持体12の搬送速度が速すぎると、塗布組成物40の塗膜の膜厚均一性が低下するおそれがあり、遅過ぎると生産性が低下する。この点を考慮すると、支持体12の搬送速度は、0.5m/分以上が好ましく、0.75〜200m/分がより好ましく、1〜200m/分が特に好ましい。
As described above, the support body 12 (or the support body 12 on which the intermediate layer is formed) sent out from the support body roll 12R is transported in the longitudinal direction and then transported to the coating unit 28, and the facilitated transport film A coating composition 40 to be 18 is applied.
In the production method of the present invention, the conveying speed of the support 12 may be appropriately set according to the type of the support 12 and the viscosity of the coating composition 40. When the conveyance speed of the support 12 is too fast, the film thickness uniformity of the coating film of the coating composition 40 may be lowered, and when too slow, the productivity is lowered. Considering this point, the conveying speed of the support 12 is preferably 0.5 m / min or more, more preferably 0.75 to 200 m / min, and particularly preferably 1 to 200 m / min.
促進輸送膜18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18を形成するための塗布組成物40は、親水性化合物、キャリアおよび水(常温水または加温水)、あるいはさらに、架橋剤等の必要となる成分を含む組成物(塗料/塗布液)ものである。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、これらが混合されたものでもよい。
The facilitated transport film 18 contains a hydrophilic compound such as a hydrophilic polymer, a carrier that reacts with an acidic gas, water, and the like.
Therefore, the coating composition 40 for forming such a facilitated transport film 18 is a composition containing a hydrophilic compound, a carrier and water (room temperature water or warm water), or a necessary component such as a crosslinking agent. (Paint / coating liquid). The hydrophilic compound may be cross-linked, partially cross-linked, or non-cross-linked, or a mixture thereof.
親水性化合物はバインダとして機能するものである。また、親水性化合物は、促進輸送膜18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ガスの分離機能を発揮させる。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. In addition, the hydrophilic compound retains moisture in the facilitated transport film 18 and exerts a function of separating a gas such as carbon dioxide by the carrier. The hydrophilic compound preferably has a crosslinked structure from the viewpoint of heat resistance.
親水性化合物は、水に溶けて塗布液を形成できると共に、促進輸送膜18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、同1g/g以上の親水性を有することがより好ましく、同5g/g以上の親水性を有することがさらに好ましく、同10g/g以上の親水性を有することが特に好ましく、さらには、同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 solution, and the facilitated transport film 18 preferably has high hydrophilicity (moisturizing properties), those having high hydrophilicity are preferable.
Specifically, the hydrophilic compound preferably has a hydrophilicity of 0.5 g / g or more, more preferably 1 g / g or more, more preferably 5 g / g of the physiological saline. More preferably, it has a hydrophilicity of g or more, particularly preferably has a hydrophilicity of 10 g / g or more, and most preferably 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18を得ることができる。
特に、親水性化合物は、架橋可能基として−OHを有する場合には、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、親水性化合物の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、親水性化合物は、架橋可能基として−OHを有する場合には、製造適性の観点から、重量平均分子量が6,000,000以下であることが好ましい。
親水性化合物は、架橋可能基として−NH2を有する場合には、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、親水性化合物は、架橋可能基として−NH2を有する場合には、製造適性の観点から、重量平均分子量が1,000,000以下であるのが好ましい。
なお、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 18 having a sufficient film strength can be obtained stably.
In particular, the hydrophilic compound preferably has a weight average molecular weight of 30,000 or more when it has —OH as a crosslinkable group. In this case, the weight average molecular weight of the hydrophilic compound is more preferably 40,000 or more, and more preferably 50,000 or more. Moreover, when a hydrophilic compound has -OH as a crosslinkable group, it is preferable that a weight average molecular weight is 6,000,000 or less from a viewpoint of manufacture aptitude.
The hydrophilic compound preferably has a weight average molecular weight of 10,000 or more when it has —NH 2 as a crosslinkable group. 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. Further, hydrophilic compound, if having a -NH 2 as crosslinkable groups, from the viewpoint of production suitability, weight average molecular weight is preferably not more than 1,000,000.
For example, when 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。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 hydrophilic compounds 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. These copolymers are also exemplified as the hydrophilic compound.
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。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 acrylic acid content 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.
本発明の製造方法の促進輸送膜18において、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 facilitated transport film 18 of the production method of the present invention, two or more hydrophilic compounds may be mixed and used.
塗布組成物40における親水性化合物の含有量は、形成した促進輸送膜18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18における親水性化合物の含有量は、0.5〜50質量%となる量が好ましく、0.75〜30質量%となる量がより好ましく、1〜15質量%となる量が特に好ましい。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。
The content of the hydrophilic compound in the coating composition 40 is such that the hydrophilic compound functions as a binder and can sufficiently hold moisture in the formed facilitated transport film 18, and the amount of the hydrophilic composition, the carrier, etc. It may be set appropriately according to the above.
Specifically, the content of the hydrophilic compound in the facilitated transport film 18 is preferably 0.5 to 50% by mass, more preferably 0.75 to 30% by mass, and 1 to 15% by mass. Is particularly preferred. By setting the content of the hydrophilic compound within this range, the above-mentioned function as a binder and the 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.
塗布組成物40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40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。
The coating composition 40 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, the crosslinking agent added to the coating composition 40 includes epoxy crosslinking agent, polyvalent glycidyl ether, polyhydric alcohol, polyvalent isocyanate, polyvalent aziridine, haloepoxy compound, polyvalent aldehyde, polyvalent amine. An organic metal crosslinking agent is preferably exemplified. 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。
また、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い。オキセタン化合物は、市販品も利用可能である。オキセタン化合物の市販品としては、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. Epoxy crosslinking agents are also available as commercial products, 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.
Moreover, as a compound similar to an epoxy crosslinking agent, an oxetane compound having a cyclic ether is also preferably used. As the oxetane compound, polyvalent glycidyl ether having two or more functional groups is preferable. Commercially available oxetane compounds are also available. Examples of commercially available oxetane compounds include EX-411, EX-313, EX-614B, EX-810, EX-811, EX-821, and EX-830 manufactured by Nagase ChemteX Corporation.
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 aziridines 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,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、ポリビニールアルコール−ポリアクリル酸共重合体を用いる場合は、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、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、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 and glutaraldehyde are preferably used.
When a polyvinyl alcohol-polyacrylic acid copolymer is used as the hydrophilic compound, an epoxy crosslinking agent or glutaraldehyde is preferably used.
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. Epoxy crosslinking agents, glutaraldehyde, and organometallic crosslinking agents are preferably used.
When polyethyleneimine or polyallylamine is used as the hydrophilic compound, an epoxy crosslinking agent is preferably used.
架橋剤の量は、塗布組成物40に添加する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。
また、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 added to the coating composition 40, or a 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.
Further, when focusing on the crosslinkable group possessed by the hydrophilic compound, the crosslinked structure is 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. preferable.
促進輸送膜18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 18, 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化合物等が例示される。
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18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化合物である。
The carrier is a water-soluble compound having affinity with acidic gas and showing basicity. Specifically, an alkali metal compound, a nitrogen-containing compound, a sulfur compound, etc. are illustrated.
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 18 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 compound.
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。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他、その塩およびそのイオンも、範囲に含む。 Examples of the alkali metal compound include alkali metal carbonates, alkali metal bicarbonates, and alkali metal hydroxides. As the alkali metal, an alkali metal element selected from cesium, rubidium, potassium, lithium and sodium is preferably used. In the present invention, the alkali metal compound includes not only the alkali metal itself but also its salt and its ions.
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い。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 carbonate is preferable. From the viewpoint of good affinity with acidic gas, a compound containing potassium, rubidium, and cesium having high solubility in water is preferable.
また、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18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18の吸湿性に起因して、製造時等に促進輸送膜18同士や、促進輸送膜18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。
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。このような第1化合物および第2化合物を含むことにより、ブロッキングの抑制効果を、より好適に得られる。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。
Moreover, when using an alkali metal compound as a carrier, two or more kinds of carriers may be used in combination.
When two or more kinds of carriers are present in the facilitated transport film 18, 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 hygroscopicity of the facilitated transport film 18, the facilitated transport films 18 or the facilitated transport film 18 and other members are adhered to each other at the time of manufacture. (Blocking) can be suitably suppressed.
When two or more alkali metal compounds are used as a carrier, it is preferable to include a first compound having deliquescence and a second compound having lower deliquescence and lower specific gravity than the first compound. By containing such a 1st compound and a 2nd compound, the inhibitory effect of blocking is acquired more suitably. 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。
さらに、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.
Further, examples of the sulfur compound include amino acids such as cystine and cysteine, polythiophene, dodecylthiol and the like.
塗布組成物40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18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40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18が、酸性ガスの分離機能を確実に発揮できる。
また、塗布組成物40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 content of the carrier in the coating composition 40 suitably according to the kind etc. of a carrier or a hydrophilic compound. Specifically, the amount of the carrier in the facilitated transport film 18 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 40 within the above range, salting out before coating can be suitably prevented, and the formed facilitated transport film 18 reliably exhibits the function of separating acidic gas. it can.
In addition, the quantitative ratio of the hydrophilic compound to the carrier in the coating composition 40 is preferably 1: 9 to 2: 3 or less, more preferably 1: 4 to 2: 3 or less in terms of the mass ratio of the hydrophilic compound to the carrier. 3: 7-2: 3 is particularly preferred.
塗布組成物40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40が容易に得られるうえ、塗布液に含まれる溶媒以外の成分の少なくとも一部が塗布液中で溶解できずに析出してしまう恐れも少ない。
The coating composition 40 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 carboxymethylcellulose, the coating composition 40 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 solution cannot be dissolved in the coating solution and deposited. There is little fear of doing.
塗布組成物における増粘剤の含有量は、組成物(塗布液)中の増粘剤の含有量は、目的とする粘度に調整可能であれば、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 in the coating composition is preferably as small as possible if the content of the thickener in the composition (coating liquid) 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.
塗布組成物40(促進輸送膜18)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 coating composition 40 (facilitated transport film 18) may contain various components as required in addition to such a hydrophilic compound, a crosslinking agent and a carrier, or a thickener.
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(吸湿)剤、補助溶剤、膜強度調整剤、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 moisturizing (moisture absorbing) agent, an auxiliary solvent, a film strength adjusting agent, a defect detecting agent, and the like may be used as necessary.
塗布組成物40は、公知の方法で調製すればよい。すなわち、まず、親水性化合物、キャリア、および、必要に応じて添加するその他の成分を、それぞれ適量で水(常温水または加温水)に添加して、十分、攪拌することで、促進輸送膜18となる塗布組成物40を調製する。
この塗布組成物40の調製では、必要に応じて、攪拌しつつ加熱することで、各成分の溶解を促進させてもよい。また、親水性化合物を水に加えて溶解した後、キャリアを徐々に加えて攪拌することで、親水性化合物の析出(塩析)を効果的に防ぐことができる。
The coating composition 40 may be prepared by a known method. That is, first, the hydrophilic compound, the carrier, and other components to be added as necessary are respectively added to water (room temperature water or warm water) in appropriate amounts and sufficiently stirred to facilitate the transport film 18. A coating composition 40 is prepared.
In preparation of this coating composition 40, you may accelerate | stimulate melt | dissolution of each component by heating, stirring as needed. Moreover, after adding a hydrophilic compound to water and melt | dissolving, precipitation (salting out) of a hydrophilic compound can be effectively prevented by adding a carrier gradually and stirring.
塗布部28(塗布工程)は、長手方向に搬送される支持体12に、このような塗布組成物40を塗布する部位である。
図示例において、塗布部28は、公知のロールコータであり、塗布組成物40を充填する充填槽42、塗布ローラ46、メータリングローラ48およびバックアップローラ50を有して構成される。
支持体12は、バックアップローラ50によって所定の塗布位置に保たれつつ搬送され、充填槽42から塗布ローラ46に付着され、かつ、塗布ローラ46と逆回転するメータリングローラ48によって塗布量を調整された塗布組成物40を、塗布ローラ46によって塗布される。
The application unit 28 (application process) is a part where such an application composition 40 is applied to the support 12 conveyed in the longitudinal direction.
In the illustrated example, the coating unit 28 is a known roll coater and includes a filling tank 42 that fills the coating composition 40, a coating roller 46, a metering roller 48, and a backup roller 50.
The support 12 is conveyed while being kept at a predetermined application position by the backup roller 50, attached to the application roller 46 from the filling tank 42, and the application amount is adjusted by a metering roller 48 that rotates in the reverse direction of the application roller 46. The coating composition 40 is applied by a coating roller 46.
本発明の製造方法において、ロールコータは、図示例のもの以外にも、ダイレクトグラビアコーター、オフセットグラビアコーター、一本ロールキスコーター、3本リバースロールコーター、正回転ロールコーターなどが利用可能である。
また、塗布組成物40の塗布は、ロールコータ以外にも、カーテンフローコーター、エクストルージョンダイコーター、エアードクターコーター、ブレードコーター、ロッドコーター、ナイフコーター、スクイズコーター、リバースロールコーター、バーコーター等の各種の塗布装置(塗布方法)が利用可能である。
In the production method of the present invention, as the roll coater, a direct gravure coater, an offset gravure coater, a single roll kiss coater, a three reverse roll coater, a positive rotation roll coater, etc. can be used in addition to the illustrated examples.
In addition to the roll coater, the coating composition 40 can be applied to various types such as curtain flow coaters, extrusion die coaters, air doctor coaters, blade coaters, rod coaters, knife coaters, squeeze coaters, reverse roll coaters, bar coaters and the like. The coating device (coating method) can be used.
支持体12に塗布する塗布組成物40の厚さ(塗布厚/塗膜厚)は、塗布組成物40における親水性化合物やキャリア等の濃度、目的とする促進輸送膜18の膜厚等に応じて、適宜、決定すればよい。
具体的には、支持体12に塗布する塗布組成物40の厚さは、0.05〜10mmが好ましく、0.1〜5mmがより好ましい。
塗布組成物40の厚さを上記の範囲とすることにより、膜厚が薄く成り過ぎることを防止して、目的とする性能を発現する促進輸送膜18を安定して形成できる、膜厚が厚く成り過ぎることに起因する、気泡や異物の混入に起因する欠陥の発生さらには未乾燥状態が生じることを好適に抑制できる等の点で好ましい。
The thickness (coating thickness / coating film thickness) of the coating composition 40 applied to the support 12 depends on the concentration of the hydrophilic compound, carrier, etc. in the coating composition 40, the desired film thickness of the facilitated transport film 18, etc. And may be determined as appropriate.
Specifically, the thickness of the coating composition 40 applied to the support 12 is preferably 0.05 to 10 mm, and more preferably 0.1 to 5 mm.
By setting the thickness of the coating composition 40 in the above range, the facilitated transport film 18 that prevents the film thickness from becoming excessively thin and expresses the target performance can be stably formed. It is preferable in that it is possible to suitably suppress the occurrence of defects due to bubbles and foreign matters and the occurrence of an undried state due to being too much.
本発明の製造方法においては、後述する塗布組成物40の乾燥によって形成する促進輸送膜18の膜厚は、親水性化合物やキャリア等の濃度、目的とする促進輸送膜18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、0.01〜3mmが好ましく、0.05〜2.5mmがより好ましく、0.1〜2mmが特に好ましい。促進輸送膜18の厚さを、上記範囲にすることにより、十分なガス透過性と分離選択性とを実現できる等の点で好ましい。
すなわち、塗布部28では、このような目的とする膜厚の促進輸送膜18を得られるように、塗布組成物40の塗布膜厚を設定する。
従って、本発明の製造方法においては、0.05〜10mmの塗布組成物40の塗布厚さで、膜厚0.01〜3mmの促進輸送膜18が得られるように、塗布組成物40を調製するのが好ましい。
In the production method of the present invention, the film thickness of the facilitated transport film 18 formed by drying the coating composition 40 described later depends on the concentration of the hydrophilic compound, the carrier, etc., the composition of the intended facilitated transport film 18, and the like. The film thickness that provides the desired performance may be set as appropriate.
Specifically, 0.01 to 3 mm is preferable, 0.05 to 2.5 mm is more preferable, and 0.1 to 2 mm is particularly preferable. By making the thickness of the facilitated transport film 18 in the above range, it is preferable in that sufficient gas permeability and separation selectivity can be realized.
That is, in the coating part 28, the coating film thickness of the coating composition 40 is set so that the facilitated transport film 18 having such a desired film thickness can be obtained.
Therefore, in the production method of the present invention, the coating composition 40 is prepared so that the facilitated transport film 18 having a film thickness of 0.01 to 3 mm can be obtained with the coating thickness of the coating composition 40 of 0.05 to 10 mm. It is preferable to do this.
塗布部28において塗布組成物40を塗布された支持体12は、裏面(塗布組成物40の塗布面と逆面)に当接するパスローラ54に案内されて、乾燥部30に搬送される。
乾燥部30(乾燥工程)は、支持体12に塗布された塗布組成物40から水の少なくとも一部を除去して乾燥して、あるいはさらに親水性化合物を架橋することで、促進輸送膜18を形成して、酸性ガス分離膜14を作製する部位である。
本発明の製造方法においては、塗布組成物40を乾燥した後、必要に応じて、親水性化合物の架橋を行って、促進輸送膜18を形成してもよい。
The support 12 coated with the coating composition 40 in the coating unit 28 is guided to the pass roller 54 that contacts the back surface (the surface opposite to the coating surface of the coating composition 40) and is conveyed to the drying unit 30.
The drying unit 30 (drying step) removes at least a part of water from the coating composition 40 coated on the support 12 and dries, or further crosslinks the hydrophilic compound, thereby forming the facilitated transport film 18. This is the part where the acid gas separation membrane 14 is formed.
In the production method of the present invention, after the coating composition 40 is dried, the facilitated transport film 18 may be formed by crosslinking a hydrophilic compound as necessary.
乾燥方法は、温風乾燥や支持体12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40を迅速に乾燥できると共に、塗布組成物40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/分が好ましく、0.75〜200m/分がより好ましく、1〜200m/分が特に好ましい。
温風の温度は、支持体12の変形などが生じず、かつ、塗布組成物40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。
As the drying method, various known methods for drying by removing water, such as hot air drying or a drying method by heating the support 12, can be used.
When performing warm air drying, the speed of the warm air may be set as appropriate so that the coating composition 40 can be dried quickly and the coating film (gel film) of the coating composition 40 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.
The temperature of the warm air may be appropriately set to a temperature at which the support 12 is not deformed and the coating composition 40 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12の加熱による乾燥を行う場合には、支持体12の変形などが生じず、かつ、塗布組成物40を迅速に乾燥できる温度を、適宜、設定すればよい。支持体12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12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。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 by heating the support 12, the temperature at which the support 12 is not deformed and the coating composition 40 can be dried quickly may be set as appropriate. You may use blowing of a dry wind for heating of the support body 12 together.
Specifically, the temperature of the support 12 is preferably 60 to 120 ° C, more preferably 60 to 90 ° C, and particularly preferably 70 to 80 ° C. In this case, the film surface temperature is preferably 15 to 80 ° C, and more preferably 30 to 70 ° C.
また、このように形成される促進輸送膜18の膜強度は、離型フィルム20の種類や厚さ、離型フィルム20の機械的強度(いわゆるコシの強さなど)、離型フィルム20との粘着力、酸性ガス分離膜14の用途、酸性ガス分離膜14の使用条件(圧力、温度、原料ガスの供給量、原料ガス組成、原料ガスの水蒸気分圧など)等に応じて、適宜、設定すればよい。
具体的には、促進輸送膜18の膜強度は、0.005MPa以上であるのが好ましく、0.01MPa以上であるのがより好ましく、0.015MPa以上であるのが特に好ましい。なお、この膜強度とは、積層体24から離型フィルム20および支持体12を除いた、促進輸送膜18単体での膜強度である。
促進輸送膜18の膜強度を、この範囲にすることにより、促進輸送膜18の膜欠陥を生じることなく、離型フィルム20との貼り合わせや離型フィルム20の剥離を行うことができる等の点で好ましい。本発明においては、促進輸送膜18の膜強度に応じて、離型フィルム20を選択するのも好ましい。
Moreover, the film strength of the facilitated transport film 18 formed in this way is the type and thickness of the release film 20, the mechanical strength of the release film 20 (so-called stiffness, etc.), and the release film 20. Set appropriately according to the adhesive strength, the use of the acid gas separation membrane 14, the use conditions of the acid gas separation membrane 14 (pressure, temperature, supply amount of raw material gas, raw material gas composition, water vapor partial pressure of the raw material gas, etc.) do it.
Specifically, the film strength of the facilitated transport film 18 is preferably 0.005 MPa or more, more preferably 0.01 MPa or more, and particularly preferably 0.015 MPa or more. The membrane strength is the membrane strength of the facilitated transport membrane 18 alone, excluding the release film 20 and the support 12 from the laminate 24.
By setting the film strength of the facilitated transport film 18 within this range, the film can be bonded to the release film 20 or peeled off from the release film 20 without causing film defects in the facilitated transport film 18. This is preferable. In the present invention, it is also preferable to select the release film 20 according to the film strength of the facilitated transport film 18.
乾燥部30での塗布組成物40の乾燥による促進輸送膜18の形成で作製された酸性ガス分離膜14は、次いで、積層部32に搬送される。酸性ガス分離膜14は、積層部32において、促進輸送膜18の表面に離型フィルム20を積層、貼着されて、酸性ガス分離膜14と離型フィルム20とが積層された積層体24とされる。なお、本発明においては、乾燥部30の下流(搬送方向の下流)では、離型フィルム20の積層を行うまでは、促進輸送膜18には何も接触しないのが好ましい。
この積層部32における操作、すなわち離型フィルム20の積層、貼着を行う工程(積層工程)は、本発明の製造方法の特徴的な工程である。
The acidic gas separation membrane 14 produced by forming the facilitated transport film 18 by drying the coating composition 40 in the drying unit 30 is then conveyed to the stacking unit 32. The acidic gas separation membrane 14 includes a laminate 24 in which the release film 20 is laminated and pasted on the surface of the facilitated transport membrane 18 in the lamination portion 32, and the acidic gas separation membrane 14 and the release film 20 are laminated. Is done. In the present invention, it is preferable that nothing is in contact with the facilitated transport film 18 until the release film 20 is laminated downstream of the drying unit 30 (downstream in the transport direction).
The operation in the laminating section 32, that is, the step of laminating and sticking the release film 20 (lamination step) is a characteristic step of the production method of the present invention.
図示例において、積層部32は、積層ローラ56と、バックアップローラ58と、回転軸60とを有する。
回転軸60には、長尺(ウェブ状)な離型フィルム20を巻回してなるフィルムロール20Rが装填される。回転軸60は、フィルムロール20Rを回転することで、フィルムロール20Rから離型フィルム20を送り出す。
積層ローラ56とバックアップローラ58とは、搬送ローラ対を形成する。
In the illustrated example, the stacking unit 32 includes a stacking roller 56, a backup roller 58, and a rotating shaft 60.
The rotary shaft 60 is loaded with a film roll 20R formed by winding a long (web-like) release film 20. The rotating shaft 60 sends out the release film 20 from the film roll 20R by rotating the film roll 20R.
The lamination roller 56 and the backup roller 58 form a conveying roller pair.
促進輸送膜18を形成された酸性ガス分離膜14は、積層ローラ56とバックアップローラ58とによって挟持搬送される。
フィルムロール20Rから送り出された離型フィルム20も、酸性ガス分離膜14の促進輸送膜18に接触して、積層ローラ56とバックアップローラ58との間に供給(搬送)され、挟持搬送される。
従って、積層ローラ56とバックアップローラ58とによって、酸性ガス分離膜14および離型フィルムが挟持搬送されることにより、酸性ガス分離膜14の促進輸送膜18の上に、離型フィルム20が積層、貼着されて、酸性ガス分離膜14と離型フィルム20とを積層した積層体24が形成される。
The acidic gas separation membrane 14 on which the facilitated transport membrane 18 is formed is nipped and conveyed by the laminating roller 56 and the backup roller 58.
The release film 20 sent out from the film roll 20R is also brought into contact with the facilitated transport film 18 of the acidic gas separation film 14, supplied (conveyed) between the lamination roller 56 and the backup roller 58, and nipped and conveyed.
Therefore, the release film 20 is laminated on the facilitated transport film 18 of the acidic gas separation film 14 by the sandwiching and transporting of the acidic gas separation film 14 and the release film by the lamination roller 56 and the backup roller 58. A laminated body 24 in which the acidic gas separation membrane 14 and the release film 20 are laminated is formed by being attached.
本発明の製造方法は、このような構成を有することにより、RtoRによる酸性ガス分離膜14の製造において、促進輸送膜18の剥離(膜剥がれ)を防止できる。 By having such a configuration, the production method of the present invention can prevent the facilitated transport membrane 18 from peeling (membrane peeling) in the production of the acidic gas separation membrane 14 by RtoR.
前述のように、促進輸送膜18は、非常に吸湿性が高い。そのため、本発明者の検討によれば、促進輸送膜を有する酸性ガス分離膜14をRtoRによって製造すると、促進輸送膜18の組成や雰囲気等によっては、パスローラ等に促進輸送膜が付着して、酸性ガス分離膜から剥離してしまう場合が有る。また、促進輸送膜18を形成した後、ロール状に巻回するまで、促進輸送膜18に部材が触れないようにしても、酸性ガス分離膜の裏面に、促進輸送膜が付着して、剥離してしまう場合が有る。
その結果、酸性ガス分離膜に欠陥部分ができてしまう。さらに、パスローラや酸性ガス分離膜の裏面に付着した促進輸送膜が、その後に製造される酸性ガス分離膜等に付着して、汚染してしまう等の問題も生じる。
As described above, the facilitated transport film 18 is very hygroscopic. Therefore, according to the study of the present inventors, when the acidic gas separation membrane 14 having a facilitated transport membrane is manufactured by RtoR, the facilitated transport membrane adheres to the pass roller or the like depending on the composition or atmosphere of the facilitated transport membrane 18, In some cases, the acid gas separation membrane may be peeled off. Further, after the facilitated transport film 18 is formed, the facilitated transport film adheres to the back surface of the acidic gas separation film and is peeled off even if the member is not in contact with the facilitated transport film 18 until it is wound into a roll. There is a case where it ends up.
As a result, a defective portion is formed in the acidic gas separation membrane. Further, there is a problem that the facilitated transport film attached to the back surface of the pass roller or the acid gas separation membrane adheres to the acid gas separation membrane or the like manufactured thereafter and is contaminated.
これに対し、本発明の製造方法では、RtoRによる酸性ガス分離膜14の製造において、促進輸送膜18を形成した後、何らかの物が促進輸送膜18に接触する前に、促進輸送膜18の上に離型フィルム20を積層、貼着する。すなわち、促進輸送膜18の表面を離型フィルム20で覆う。
そのため、本発明によれば、促進輸送膜18を形成した後、促進輸送膜18に物(酸性ガス分離膜を含む)が、直接、接触することが無いので、促進輸送膜18の膜剥がれを防止できる。その結果、本発明によれば、促進輸送膜18の膜剥がれに起因する、製造装置や酸性ガス分離膜の汚染、酸性ガス分離膜の欠陥の発生等を防止して、欠陥や汚染等の無い高品質な酸性ガス分離膜を、RtoRによる高い生産性で安定して製造できる。
On the other hand, in the production method of the present invention, in the production of the acidic gas separation membrane 14 by RtoR, after the facilitated transport membrane 18 is formed, before any object contacts the facilitated transport membrane 18, The release film 20 is laminated and pasted on. That is, the surface of the facilitated transport film 18 is covered with the release film 20.
Therefore, according to the present invention, after the facilitated transport film 18 is formed, no objects (including acid gas separation membranes) come into direct contact with the facilitated transport film 18. Can be prevented. As a result, according to the present invention, contamination of the manufacturing apparatus and the acidic gas separation membrane, generation of defects in the acidic gas separation membrane, and the like caused by peeling of the facilitated transport membrane 18 are prevented, and there are no defects or contamination. A high-quality acid gas separation membrane can be stably produced with high productivity by RtoR.
本発明の製造方法において、離型フィルム20は、酸性ガス分離膜14(促進輸送膜18)との十分な密着力が得られ、かつ、後の工程において促進輸送膜18の膜剥がれを生じることなく酸性ガス分離膜14から剥離することが可能で、さらに、他の部材との接触による促進輸送膜18の膜剥がれを防止できるものであれば、各種のシート状物(フィルム状物)が利用可能である。
具体的には、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリメチルペンテン(TPX)、ポリプロピレン(無延伸ポリプロピレン(CPP)、二軸延伸ポリプロピレン(OPP))、ポリエチレン(PAC)等のプラスチック製のフィルムや、紙等が例示される。
In the production method of the present invention, the release film 20 has sufficient adhesion to the acidic gas separation membrane 14 (facilitated transport membrane 18), and the facilitated transport membrane 18 peels off in a later step. Various sheet-like materials (film-like materials) can be used as long as they can be peeled off from the acidic gas separation membrane 14 and can prevent the peeling of the facilitated transport membrane 18 due to contact with other members. Is possible.
Specifically, plastic films such as polyethylene terephthalate (PET), polymethylpentene (TPX), polypropylene (unstretched polypropylene (CPP), biaxially stretched polypropylene (OPP)), polyethylene (PAC), paper, etc. Is exemplified.
離型フィルム20は、単層構成でもよい。あるいは、離型フィルム20は、複数のシート状物の積層体や基板(基材)に各種の機能を発現する層(機能層)を1以上形成してなる構成などの、複数層構成であってもよい。
基板に機能層を形成してなる構成を有する離型フィルム20は、機能層を片面のみに有する構成でも、機能層を両面に有する構成でもよい。両面に機能層を有する離型フィルム20は、各面に形成される機能層は同じでも異なってもよい。
The release film 20 may have a single layer configuration. Alternatively, the release film 20 has a multi-layer configuration such as a configuration in which one or more layers (functional layers) expressing various functions are formed on a laminate of a plurality of sheet-like materials or a substrate (base material). May be.
The release film 20 having a configuration in which a functional layer is formed on a substrate may be a configuration having a functional layer only on one side or a configuration having a functional layer on both sides. In the release film 20 having functional layers on both surfaces, the functional layers formed on each surface may be the same or different.
一例として、PETフィルム等のプラスチックフィルムに、シリコン系の薄膜のような剥離性が良好な薄膜が形成された離型フィルム20が、例示される。
離型フィルム20は、促進輸送膜18に好適に密着し、かつ、剥離できることが要求される。他方、促進輸送膜18は、その吸湿性に起因して粘着性を有する場合もある。この際には、剥離性の良好な離型フィルムを用いることが考えられる。しかしながら、剥離性の良好な離型フィルムは、滑性が高い場合が多く、巻取りが上手く行かず、また、上手く巻き取れても、ハンドリングの際に巻回物が崩れてしまう場合が有る。
このような場合には、PETフィルムにシリコン系薄膜を形成した離型フィルム20を用い、シリコン系薄膜を促進輸送膜18側にして積層、貼着するのが好ましい。これにより、シリコン系薄膜によって促進輸送膜18に対する剥離性を確保でき、さらに、PETフィルムによって摩擦力を確保して、積層体24の巻回を確実に行えると共に、巻回物が崩れることも防止できる。
本発明において、PETフィルムにシリコン系薄膜を形成した離型フィルム20は、前述のように、シリコン系薄膜が片面のみに形成されたフィルムも両面に形成されたフィルムも好適に利用可能である。しかしながら、上記の点を考慮すると、片面のみにシリコン系薄膜を形成したPETフィルムが、より好適に利用される。
As an example, a release film 20 in which a thin film having good peelability such as a silicon-based thin film is formed on a plastic film such as a PET film is illustrated.
The release film 20 is required to be in close contact with the facilitated transport film 18 and to be peeled off. On the other hand, the facilitated transport film 18 may have adhesiveness due to its hygroscopicity. In this case, it is conceivable to use a release film having good peelability. However, release films with good releasability often have high lubricity, and winding does not work well, and even if the film is wound well, the wound product may collapse during handling.
In such a case, it is preferable to use a release film 20 in which a silicon-based thin film is formed on a PET film, and laminate and paste the silicon-based thin film with the facilitated transport film 18 side. Thereby, the peelability to the facilitated transport film 18 can be secured by the silicon-based thin film, and further, the friction force can be secured by the PET film so that the laminate 24 can be reliably wound and the wound material is prevented from collapsing. it can.
In the present invention, as described above, the release film 20 in which a silicon-based thin film is formed on a PET film can be suitably used as a film in which a silicon-based thin film is formed on only one side or a film on both sides. However, in consideration of the above points, a PET film in which a silicon-based thin film is formed only on one side is more preferably used.
本発明においては、このようなシリコン系薄膜が形成(シリコンコーティング)されたPETフィルム以外にも、シリコン系薄膜が形成されたPACフィルム、CCPフィルム、OPPフィルム等も、好適に利用可能である。中でも、シリコン系薄膜が形成されたPETフィルムやPACフィルムは、より好適に利用される。
これらのフィルムにおいて、シリコン系薄膜は、先と同様に、両面に形成されても片面のみに形成されても良いが、片面のみに形成されているのが、より好ましい。
シリコン系薄膜としては、具体的にはシリコーンからなる薄膜が好適に例示される。離型フィルム20がシリコン系薄膜等を有する場合には、ハンドリング等の観点から、離型フィルム20は、シリコン系薄膜等を含めた合計の厚さが、200μm以下であるのが好ましい。
In the present invention, a PAC film, a CCP film, an OPP film or the like on which a silicon thin film is formed can be suitably used in addition to the PET film on which such a silicon thin film is formed (silicon coating). Among these, a PET film or a PAC film on which a silicon-based thin film is formed is more preferably used.
In these films, the silicon-based thin film may be formed on both sides or only on one side, as described above, but more preferably on only one side.
As the silicon-based thin film, specifically, a thin film made of silicone is preferably exemplified. When the release film 20 has a silicon-based thin film or the like, the total thickness of the release film 20 including the silicon-based thin film or the like is preferably 200 μm or less from the viewpoint of handling and the like.
離型フィルム20は、少なくとも一方の面が疎水性であり、この疎水性の面を促進輸送膜18に向けて、酸性ガス分離膜14に積層するのが好ましい。
離型フィルム20の疎水性面を促進輸送膜18に向けて積層することにより、後の工程において離型フィルム20を積層体24から剥離する際に、促進輸送膜18の膜剥がれ等を防止して適正な剥離ができる等の点で好ましい。
The release film 20 is preferably laminated on the acidic gas separation membrane 14 so that at least one surface is hydrophobic and the hydrophobic surface faces the facilitated transport membrane 18.
By laminating the hydrophobic surface of the release film 20 toward the facilitated transport film 18, it is possible to prevent peeling of the facilitated transport film 18 when the release film 20 is detached from the laminate 24 in a later step. It is preferable in that it can be properly peeled off.
離型フィルム20の厚さは、酸性ガス分離膜14の厚さ、促進輸送膜18の種類等に応じて、適宜、設定すればよい。
具体的には、0.005〜0.1mmが好ましく、0.01〜0.1mmがより好ましい。
離型フィルム20の厚さを、この範囲とすることにより、促進輸送膜18の積層および貼着を確実に行える、離型フィルム20の剥離を防止できる、後の工程における離型フィルム20の剥離を容易に行える、離型フィルム20のハンドリング性も良好になる等の点で好ましい。
What is necessary is just to set the thickness of the release film 20 suitably according to the thickness of the acidic gas separation membrane 14, the kind of the facilitated-transport film | membrane 18, etc.
Specifically, 0.005 to 0.1 mm is preferable, and 0.01 to 0.1 mm is more preferable.
By setting the thickness of the release film 20 within this range, the facilitated transport film 18 can be reliably laminated and adhered, and the release film 20 can be prevented from being peeled off. This is preferable in that it can be easily performed, and the handleability of the release film 20 is improved.
積層体24は、酸性ガス分離膜14と離型フィルム20とが十分に密着し、かつ、促進輸送膜18の膜剥がれ等を生じることなく容易に剥離可能であることが要求される。
この点を考慮すると、離型フィルム20の剥離力は、0.07〜10N/mmであるのが好ましく、0.07〜1N/mmであるのがより好ましい。
この離型フィルム20の剥離力は、日東電工社製のNo.31Bテープを貼り付け、速度が300mm/分、角度が180°の条件で剥離した際の剥離力の平均値である。
The laminated body 24 is required to be able to be peeled off easily without causing the acidic gas separation membrane 14 and the release film 20 to be in close contact with each other and causing the peeling of the facilitated transport membrane 18 to occur.
Considering this point, the peeling force of the release film 20 is preferably 0.07 to 10 N / mm, and more preferably 0.07 to 1 N / mm.
The release force of the release film 20 is No. manufactured by Nitto Denko Corporation. It is the average value of the peeling force when a 31B tape is applied and peeled at a speed of 300 mm / min and an angle of 180 °.
なお、先程も述べたが、促進輸送膜18が粘着性(接着性/貼着性)を有し、十分な密着力が得られる場合には、酸性ガス分離膜14(促進輸送膜18)への離型フィルム20の貼着は、促進輸送膜18が有する粘着性を利用して行えばよい。すなわち、この場合には、離型フィルム20の剥離力は弱くてもよく、離型フィルム20自身は粘着性を有さないものであってもよい。
逆に、促進輸送膜18が粘着性を有さない場合は、離型フィルム20が、適度な粘着性を有する、ある程度の剥離性を有するものであるのが好ましい。
さらに、貼着および剥離を適正に行えれば、促進輸送膜18および離型フィルム20の両方が粘着性を有していてもよい。
すなわち、本発明においては、促進輸送膜18が有する粘着力に応じて、促進輸送膜18(酸性ガス分離膜14)と離型フィルム20との密着力(貼着力/接着力)が適正な範囲となるように、適度な剥離力を有する離型フィルム20を選択や、離型フィルム20の剥離力の調整等を行うのが好ましい。
促進輸送膜18の粘着力は、一例として、含有する親水性化合物(バインダ)の種類や組成、促進輸送膜18が含有するキャリアの量等によって、変動する。
As described above, when the facilitated transport film 18 has adhesiveness (adhesiveness / sticking property) and sufficient adhesion can be obtained, the acidic gas separation membrane 14 (facilitated transport film 18) is used. The release film 20 may be attached using the adhesiveness of the facilitated transport film 18. That is, in this case, the peeling force of the release film 20 may be weak, and the release film 20 itself may not have adhesiveness.
On the other hand, when the facilitated transport film 18 does not have adhesiveness, it is preferable that the release film 20 has moderate adhesiveness and a certain degree of peelability.
Further, both the facilitated transport film 18 and the release film 20 may have adhesiveness as long as sticking and peeling can be performed appropriately.
That is, in the present invention, the adhesion (adhesion / adhesion) between the facilitated transport film 18 (acid gas separation film 14) and the release film 20 is in an appropriate range according to the adhesive strength of the facilitated transport film 18. It is preferable to select the release film 20 having an appropriate peeling force, adjust the peeling force of the release film 20, and so on.
For example, the adhesion of the facilitated transport film 18 varies depending on the type and composition of the hydrophilic compound (binder) contained, the amount of the carrier contained in the facilitated transport film 18, and the like.
本発明の製造方法において、このような離型フィルム20は、酸性ガス分離膜14にシワが生じたり、促進輸送膜18の膜剥がれや欠陥を生じたりすることなく、酸性ガス分離膜14(促進輸送膜18)に積層して貼着でき、かつ、酸性ガス分離膜14から剥離できるものを、適宜、選択すればよい。
具体的には、酸性ガス分離膜14の機械的強度や厚さ、支持体12の種類(形成材料や層構成など)や厚さ、促進輸送膜18の種類(親水性化合物の種類や含有量、キャリアの種類や含有量、その他の成分およびその含有量など)や厚さ等を考慮して、好適な離型フィルム20を、適宜、選択すればよい。
In the production method of the present invention, such a release film 20 does not cause the acid gas separation membrane 14 to be wrinkled or cause peeling or defects of the facilitated transport membrane 18. What can be laminated and adhered to the transport membrane 18) and can be peeled off from the acidic gas separation membrane 14 may be appropriately selected.
Specifically, the mechanical strength and thickness of the acid gas separation membrane 14, the type and thickness of the support 12 (formation material and layer structure), the type of the facilitated transport membrane 18 (type and content of the hydrophilic compound) In consideration of the type and content of the carrier, other components and the content thereof, the thickness, and the like, a suitable release film 20 may be appropriately selected.
本発明の製造方法において、酸性ガス分離膜14(促進輸送膜18)に離型フィルム20を積層して貼着する際における、酸性ガス分離膜14および離型フィルム20の温度は、酸性ガス分離膜14の種類や厚さ、離型フィルム20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、10〜70℃が好ましく、20〜60℃がより好ましい。
酸性ガス分離膜14と離型フィルム20との積層および貼着を、上記温度で行うことにより、両者にシワ等を生じることなく適正な積層および貼着が可能である等の点で好ましい。
なお、酸性ガス分離膜14に離型フィルム20を積層して貼着する際には、酸性ガス分離膜14および離型フィルム20の少なくとも一方が、上記温度になっていればよい。
In the production method of the present invention, the temperature of the acidic gas separation membrane 14 and the release film 20 when the release film 20 is laminated and adhered to the acidic gas separation membrane 14 (facilitated transport membrane 18) is the acidic gas separation. What is necessary is just to set suitably according to the kind and thickness of the film | membrane 14, the kind and thickness of the release film 20, etc. Specifically, 10-70 degreeC is preferable and 20-60 degreeC is more preferable.
By laminating and sticking the acid gas separation membrane 14 and the release film 20 at the above temperature, it is preferable in that proper lamination and sticking are possible without causing wrinkles or the like in both.
In addition, when laminating | stacking and sticking the release film 20 on the acidic gas separation membrane 14, at least one of the acidic gas separation membrane 14 and the release film 20 should just be the said temperature.
積層部32および乾燥部30と、積層部32との間の雰囲気は、基本的に、低湿度であるのが好ましい。
これらの部位を低湿度にすることにより、促進輸送膜18が余分な水分を吸収することを防止できる等の点で好ましい。
The atmosphere between the laminated unit 32 and the drying unit 30 and the laminated unit 32 is basically preferably low humidity.
By making these parts low humidity, it is preferable in terms of preventing the facilitated transport film 18 from absorbing excess moisture.
酸性ガス分離膜14および/または離型フィルム20の温度調節は、公知の方法で行えばよい。また、積層部32および乾燥部30と積層部32との間の雰囲気湿度の制御も、公知の方法で行えばよい。 The temperature adjustment of the acid gas separation membrane 14 and / or the release film 20 may be performed by a known method. Moreover, what is necessary is just to perform control of the atmospheric humidity between the lamination | stacking part 32 and the drying part 30, and the lamination | stacking part 32 by a well-known method.
乾燥部30と積層部32との距離は、短い程、好ましい。
この距離を短くすることにより、促進輸送膜18の表面に異物等が付着するのを防止できる、促進輸送膜18の吸湿を防止できる等の点で好ましい。
The shorter the distance between the drying unit 30 and the stacked unit 32, the better.
By shortening this distance, it is preferable in terms of preventing foreign matters and the like from adhering to the surface of the facilitated transport film 18 and preventing moisture absorption of the facilitated transport film 18.
積層部32の上下流において、搬送されるシート状物に掛かるテンションは、同じであっても良いが、下流側のテンションの方を高くするのが好ましい。
これにより、酸性ガス分離膜14と離型フィルム20とにシワ等を生じることなく適正な積層および貼着が可能である等の点で好ましい。
なお、搬送されるシート状物に掛かるテンションの制御も、公知の方法で行えばよい。
The tension applied to the conveyed sheet-like material may be the same in the upstream and downstream of the stacked unit 32, but it is preferable to increase the downstream tension.
Thereby, it is preferable at the point that appropriate lamination | stacking and sticking are possible, without producing wrinkles etc. in the acidic gas separation membrane 14 and the release film 20. FIG.
Note that the tension applied to the conveyed sheet-like material may be controlled by a known method.
本発明の製造方法において、離型フィルム20の積層方法は、このような積層ローラ56(積層のためのローラ対)を用いる方法以外にも、公知のシート状物の積層方法が、各種、利用可能である。 In the production method of the present invention, the release film 20 may be laminated by various known sheet-like lamination methods other than the method using the lamination roller 56 (a pair of rollers for lamination). Is possible.
積層部32で離型フィルム20を積層された酸性ガス分離膜14すなわち積層体24は、次いで、巻取部34に搬送される。
巻取部34は、巻取り軸62に積層体24を巻回して(巻き取って)、積層体ロール24Rとする部位である。この積層体ロール24Rが、本発明の酸性ガス分離膜巻回物である。
The acidic gas separation membrane 14, that is, the laminate 24, on which the release film 20 is laminated in the lamination unit 32, is then conveyed to the winding unit 34.
The winding unit 34 is a part that winds (winds up) the laminate 24 around the take-up shaft 62 to form the laminate roll 24R. This laminated body roll 24R is the acid gas separation membrane wound product of the present invention.
巻取部34は、前述の巻取り軸62と、4本のパスローラ64a〜64dを有する。
積層体24は、パスローラ64a〜64dによって所定の搬送駅路を案内されて、巻取り軸62(積層体ロール24R)によって巻き取られ、積層体ロール24Rとされる。
4本のパスローラ64a〜64dは、積層部32と巻取り軸62との間のテンションカッタとしても作用しており、積層体24を蛇行するように、案内する。
The winding unit 34 includes the above-described winding shaft 62 and four pass rollers 64a to 64d.
The laminated body 24 is guided along a predetermined transport station path by the pass rollers 64a to 64d, and is taken up by the take-up shaft 62 (laminated body roll 24R) to form a laminated body roll 24R.
The four pass rollers 64a to 64d also act as tension cutters between the laminated portion 32 and the winding shaft 62, and guide the laminated body 24 so as to meander.
以下、製造装置10の作用の一例を説明する。
まず、支持体ロール12Rを供給部26の回転軸38に装着し、回転軸38を回転して支持体ロール12Rから支持体12を送り出す。次いで、支持体ロール12Rから送り出した支持体12を、塗布部28(バックアップローラ50)、パスローラ54、乾燥部30、積層部32(バックアップローラ58および積層ローラ56)、および、パスローラ64a〜64dを経て、巻取り軸62に至る所定の搬送経路に通し(挿通/通紙)、支持体12の先端を巻取り軸62に巻き付ける。
次いで、回転軸60にフィルムロール20Rを装着して、離型フィルム20を送り出し、積層部32に搬送して、支持体12の促進輸送膜18の形成面に当接させて、バックアップローラ58と積層ローラ56とに挟持させる。
一方で、充填槽42に必要な量の塗布組成物40を充填する。
Hereinafter, an example of the operation of the manufacturing apparatus 10 will be described.
First, the support roll 12R is mounted on the rotation shaft 38 of the supply unit 26, and the rotation shaft 38 is rotated to feed the support 12 from the support roll 12R. Next, the support body 12 sent out from the support body roll 12R is applied to the coating unit 28 (backup roller 50), the pass roller 54, the drying unit 30, the stacking unit 32 (the backup roller 58 and the stacking roller 56), and the pass rollers 64a to 64d. Then, the leading end of the support 12 is wound around the take-up shaft 62 through a predetermined conveyance path that reaches the take-up shaft 62 (insertion / sheet feeding).
Next, the film roll 20R is mounted on the rotating shaft 60, the release film 20 is sent out, conveyed to the stacking section 32, and brought into contact with the surface on which the facilitated transport film 18 of the support 12 is formed. It is sandwiched between the lamination rollers 56.
On the other hand, the filling tank 42 is filled with a necessary amount of the coating composition 40.
所定の搬送経路に支持体12を通し、離型フィルム20をバックアップローラ58と積層ローラ56とに挟持させ、さらに、充填槽42に塗布組成物40を充填したら、回転軸38、巻取り軸62、および、バックアップローラ58等を同期して駆動し、支持体12および離型フィルム20の搬送を開始する。 When the support 12 is passed through a predetermined conveyance path, the release film 20 is sandwiched between the backup roller 58 and the laminating roller 56, and the coating composition 40 is filled in the filling tank 42, the rotary shaft 38 and the winding shaft 62 are filled. , And the backup roller 58 and the like are driven in synchronization, and the conveyance of the support 12 and the release film 20 is started.
支持体ロール12Rから送り出された支持体12は、長手方向に搬送されつつ、まず、塗布部28において、バックアップローラ50によって所定の塗布位置に支持されつつ搬送されて、塗布ローラ46によって所定の塗布厚(塗布量)の塗布組成物を塗布される。
支持体12は、次いで、パスローラ54に案内されて乾燥部30に至り、乾燥部30において塗布組成物40が乾燥されることにより、促進輸送膜18が形成され、酸性ガス分離膜14が作製される。
The support 12 delivered from the support roll 12R is first transported while being supported at a predetermined application position by the backup roller 50 in the coating unit 28 while being transported in the longitudinal direction. A thick (coating amount) coating composition is applied.
Next, the support 12 is guided by the pass roller 54 to reach the drying unit 30, and the coating composition 40 is dried in the drying unit 30, whereby the facilitated transport film 18 is formed, and the acid gas separation film 14 is produced. The
酸性ガス分離膜14は、次いで、積層部32において、バックアップローラ58と積層ローラ56とで挟持搬送されつつ、離型フィルム20を積層、貼着されて、積層体24とされる。
積層体24は、巻取部34に搬送され、パスローラ64a〜64dによって所定の搬送経路を案内されて、巻取り軸62(積層体ロール24R)に巻き取られる。
ここで、本発明の製造方法を実施する製造装置10では、酸性ガス分離膜14に離型フィルム20が積層されているので、パスローラ64a〜64dに膜剥がれした促進輸送膜18が付着することはなく、また、巻回された酸性ガス分離膜14の裏面(促進輸送膜18と逆面)に、促進輸送膜18が付着することも無い。
Next, the acid gas separation membrane 14 is laminated and pasted by the release film 20 while being sandwiched and conveyed between the backup roller 58 and the lamination roller 56 in the lamination unit 32, thereby forming the laminate 24.
The laminated body 24 is conveyed to the winding unit 34, guided along a predetermined conveyance path by the pass rollers 64a to 64d, and wound around the winding shaft 62 (laminated body roll 24R).
Here, in the manufacturing apparatus 10 that implements the manufacturing method of the present invention, since the release film 20 is laminated on the acidic gas separation film 14, the facilitated transport film 18 that has been peeled off is attached to the pass rollers 64a to 64d. Further, the facilitated transport film 18 does not adhere to the back surface of the wound acid gas separation membrane 14 (the surface opposite to the facilitated transport film 18).
酸性ガス分離膜14では、促進輸送膜18を厚くしたい場合も多い。しかしながら、塗布装置や塗布組成物40の関係で、1回の塗布では、目的とする厚さの促進輸送膜18を形成できない場合も多い。
これに対して、本発明の製造方法では、さらに、積層体ロール24Rから積層体24を送り出し、離型フィルム20を剥離して、先に作成した促進輸送膜18の上に塗布組成物を塗布、乾燥して、2層(あるいは3層以上)構成の促進輸送膜18を形成してもよい。
In the acidic gas separation membrane 14, it is often desirable to make the facilitated transport membrane 18 thick. However, in many cases, the facilitated transport film 18 having a desired thickness cannot be formed by a single application due to the application apparatus and the application composition 40.
On the other hand, in the manufacturing method of the present invention, the laminate 24 is further fed out from the laminate roll 24R, the release film 20 is peeled off, and the coating composition is applied onto the facilitated transport film 18 previously created. Alternatively, the facilitated transport film 18 having a two-layer (or three or more layers) structure may be formed by drying.
図3に、この操作を行う製造装置を概念的に示す。
なお、図3に示す製造装置70は、供給部26と塗布部28との間に剥離部72を有する以外は、前述の製造装置10と同様の構成を有するので、同じ部材には同じ符号を付し、以下の説明は、異なる部位を主に行う。
FIG. 3 conceptually shows a manufacturing apparatus that performs this operation.
The manufacturing apparatus 70 shown in FIG. 3 has the same configuration as the above-described manufacturing apparatus 10 except that the peeling unit 72 is provided between the supply unit 26 and the coating unit 28. In addition, the following description mainly performs different parts.
前述のように、製造装置70は、供給部26と塗布部28との間に、剥離部72を有する。この剥離部72は、剥離ローラ対74と、巻取り軸76とを有する。
剥離ローラ対74は、公知の剥離ローラ対で、積層体24(酸性ガス分離膜14)から、離型フィルム20を剥離するものである。また、巻取り軸76は、剥離ローラ対74で剥離された使用済みの離型フィルム20aを巻き取って、使用済みの離型フィルム20aを巻回してなるフィルムロール20aRとするものである。
As described above, the manufacturing apparatus 70 includes the peeling unit 72 between the supply unit 26 and the coating unit 28. The peeling portion 72 includes a peeling roller pair 74 and a winding shaft 76.
The peeling roller pair 74 is a known peeling roller pair, and peels the release film 20 from the laminate 24 (acid gas separation membrane 14). The take-up shaft 76 is a film roll 20aR formed by winding up the used release film 20a peeled off by the peeling roller pair 74 and winding the used release film 20a.
図3に示す製造装置70によって、2層目(3層目以降)の促進輸送膜18を形成する際には、供給部26の回転軸38に積層体ロール24Rが装着される。
回転軸38に積層体ロール24Rが装着されると、積層体24を送り出し、剥離部72(剥離ローラ対74)を通って、以下、先と同様に、塗布部28、乾燥部30、積層部32を経て、巻取部34の巻取り軸62に至る所定の搬送経路に、積層体24を通す。
ここで、積層体24を剥離ローラ対74に通す際に、剥離ローラ対74の直下流で、積層体24から離型フィルム20を剥離して、使用済みの離型フィルム20aを、巻取り軸76に至る所定経路に通し、使用済みの離型フィルム20aの先端を巻取り軸76に巻き付ける。
When the second layer (third and subsequent layers) facilitated transport film 18 is formed by the manufacturing apparatus 70 shown in FIG. 3, the laminate roll 24 </ b> R is mounted on the rotation shaft 38 of the supply unit 26.
When the laminate roll 24R is mounted on the rotating shaft 38, the laminate 24 is sent out, passes through the peeling portion 72 (peeling roller pair 74), and thereafter, similarly to the above, the application portion 28, the drying portion 30, and the lamination portion. The laminated body 24 is passed through a predetermined conveyance path that passes through 32 and reaches the winding shaft 62 of the winding unit 34.
Here, when the laminated body 24 is passed through the peeling roller pair 74, the release film 20 is peeled from the laminated body 24 immediately downstream of the peeling roller pair 74, and the used release film 20 a is taken up by the winding shaft. The leading end of the used release film 20 a is wound around the winding shaft 76 through a predetermined path leading to 76.
積層体ロール24Rから送り出された積層体24は、長手方向に搬送されつつ、まず、剥離部72の剥離ローラ対74によって離型フィルム20を剥離され、酸性ガス分離膜14単体とされて、塗布部28に搬送される。
また、積層体24から剥離された使用済みの離型フィルム20aは、巻取り軸76(フィルムロール20aR)に巻き取られる。
While the laminate 24 fed from the laminate roll 24R is conveyed in the longitudinal direction, the release film 20 is first peeled off by the pair of peeling rollers 74 of the peeling portion 72, and the acidic gas separation membrane 14 alone is applied. It is conveyed to the section 28.
Moreover, the used release film 20a peeled from the laminated body 24 is wound up by the winding shaft 76 (film roll 20aR).
塗布部28に搬送された酸性ガス分離膜14は、促進輸送膜18の上に、先と同様にして、塗布組成物40aを塗布される。
この塗布組成物40a(すなわち、この操作で形成する促進輸送膜)は、先に塗布した塗布組成物40と同じものであってもよい。あるいは、この塗布組成物40aは、先に塗布した塗布組成物40と、組成、含有する成分の種類や数、pH、含有する各成分の濃度、粘度等が異なるものであってもよい。
The acidic gas separation membrane 14 conveyed to the coating unit 28 is coated with the coating composition 40a on the facilitated transport membrane 18 in the same manner as described above.
The coating composition 40a (that is, the facilitated transport film formed by this operation) may be the same as the coating composition 40 previously applied. Alternatively, the coating composition 40a may be different from the coating composition 40 previously coated in composition, type and number of components to be contained, pH, concentration of each component to be contained, viscosity, and the like.
塗布組成物40aを塗布された酸性ガス分離膜14は、これ以降は、先の製造装置10と同様に、乾燥部30で塗布組成物40aを乾燥されて2層目の促進輸送膜が形成された酸性ガス分離膜14aとされる。
次いで、好ましい態様として、積層部32において、離型フィルム20を積層、貼着されて積層体24aとされる。この離型フィルム20は、使用済みの離型フィルム20aであってもよい。すなわち、製造装置70において、フィルムロール20Rはフィルムロール20aRでもよい。
さらに、巻取部34に搬送され、パスローラ64a〜64dによって所定の搬送経路を案内されて、巻取り軸62に巻き取られ、積層体24aを巻回してなる積層体ロール24aR)とされる。
After that, the acidic gas separation membrane 14 coated with the coating composition 40a is dried from the coating composition 40a by the drying unit 30 to form a second facilitated transport membrane, as in the previous manufacturing apparatus 10. The acid gas separation membrane 14a.
Next, as a preferred embodiment, in the laminated portion 32, the release film 20 is laminated and pasted to obtain a laminated body 24a. This release film 20 may be a used release film 20a. That is, in the manufacturing apparatus 70, the film roll 20R may be the film roll 20aR.
Furthermore, it is conveyed to the winding unit 34, guided along a predetermined conveyance path by the pass rollers 64a to 64d, wound around the winding shaft 62, and is formed into a laminated body roll 24aR formed by winding the laminated body 24a.
図3に示す製造装置70は、剥離ローラ対74を用いて離型フィルム20を剥離しているが、この構成以外にも、各種の構成が利用可能である。例えば、剥離ローラ対74に変えて、1個の剥離ローラを塗布部28のバックアップローラ50に当接して設け、此処でで、積層体24の酸性ガス分離膜14から離型フィルム20を剥離してもよい。
また、本発明の製造方法においては、図3に示す製造装置70によって、支持体12に促進輸送膜18を形成して酸性ガス分離膜14を作製し、離型フィルム20を積層して積層体24を形成して、積層体ロール24Rを形成してもよい。この際には、剥離ローラ対74は、支持体12に接触しないように、ローラを離間しておいてもよい。
Although the manufacturing apparatus 70 shown in FIG. 3 peels the release film 20 using the peeling roller pair 74, various structures other than this structure can be used. For example, instead of the pair of peeling rollers 74, one peeling roller is provided in contact with the backup roller 50 of the coating unit 28, and the release film 20 is peeled from the acid gas separation film 14 of the laminate 24. May be.
In the production method of the present invention, the facilitated transport membrane 18 is formed on the support 12 by the production apparatus 70 shown in FIG. 3 to produce the acid gas separation membrane 14, and the release film 20 is laminated to obtain the laminate. 24 may be formed to form a laminate roll 24R. In this case, the separation roller pair 74 may be separated from the roller so as not to contact the support 12.
以上、本発明の酸性ガス分離膜の製造方法および酸性ガス分離膜巻回物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。 As mentioned above, although the manufacturing method of the acidic gas separation membrane and acidic gas separation membrane winding material of this invention were demonstrated in detail, this invention is not limited to the above-mentioned example, In the range which does not deviate from the summary of this invention, it is various. Of course, improvements and changes may be made.
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膜の製造方法および酸性ガス分離膜巻回物について、より詳細に説明する。 Hereinafter, the specific Example of this invention is given and the manufacturing method of an acidic gas separation membrane of this invention and an acidic gas separation membrane winding thing are demonstrated in detail.
[実施例1]
「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」に記載される方法を参考に、ポリビニルアルコール−ポリアクリル酸共重合体を合成した。なお、ポリビニルアルコール−ポリアクリル酸共重合体は、ポリビニルアルコールとポリアクリル酸とのモル比が3:7となるように原料を調節して、合成した。
このポリビニルアルコール−ポリアクリル酸共重合体を2.4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0.01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重量%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18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0.003質量%、添加して、塗布組成物40を調製した。
[Example 1]
`` 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 '' A polyvinyl alcohol-polyacrylic acid copolymer was synthesized with reference to the method described. The polyvinyl alcohol-polyacrylic acid copolymer was synthesized by adjusting the raw materials so that the molar ratio of polyvinyl alcohol to polyacrylic acid was 3: 7.
An aqueous solution containing 2.4% by mass of this polyvinyl alcohol-polyacrylic acid copolymer and 0.01% by mass of a cross-linking agent (25% by mass glutaraldehyde aqueous solution manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was 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 Metal Co., Ltd.) was added so that the concentration of cesium carbonate was 6.0% by weight. That is, in this example, cesium carbonate becomes a carrier of the facilitated transport film 18.
Furthermore, a surfactant (1% by mass of Lapisol A-90 manufactured by NOF Corporation) was added in an amount of 0.003% by mass to prepare a coating composition 40.
一方で、幅が500mmで、厚さ200μmの長尺な(多孔質)支持体12をロール状に巻回してなる支持体ロール12Rを用意した。この支持体12は、PP不織布の表面に多孔質のPTFEを積層してなる積層体(GE社製)である。
さらに、幅が500mmで、厚さ38μmの長尺な離型フィルム20をロール状に巻回してなるフィルムロール20Rを用意した。この離型フィルム20は、一面にシリコン系薄膜を形成してなるPETフィルム(三井化学東セロ社製)である。さらに、この離型フィルム20は、剥離力(シリコン系薄膜側)が0.07N/mmのフィルムである(卓上剥離試験装置を用いて測定)。
On the other hand, a support roll 12R formed by winding a long (porous) support body 12 having a width of 500 mm and a thickness of 200 μm in a roll shape was prepared. This support 12 is a laminate (manufactured by GE) formed by laminating porous PTFE on the surface of a PP nonwoven fabric.
Furthermore, a film roll 20R formed by winding a long release film 20 having a width of 500 mm and a thickness of 38 μm into a roll was prepared. This release film 20 is a PET film (manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.) made by forming a silicon-based thin film on one surface. Further, the release film 20 is a film having a peel force (silicon thin film side) of 0.07 N / mm (measured using a desktop peel test apparatus).
まず、多孔質PTFE側に塗布組成物40が塗布されるように、支持体ロール12Rを図1に示す製造装置10の供給部26の回転軸38に装着した。次いで、支持体ロール12Rから支持体12を送り出し、前述のように、塗布部28、乾燥部30および積層部32を経て、巻取部34に至る所定の搬送経路で通して、支持体12の先端を巻取り軸62に巻き付けた。
その後、フィルムロール20Rを、シリコン系薄膜が塗布組成物40の塗布面に対面するように、製造装置10の積層部32の回転軸60に装着した。次いで、フィルムロール20Rから離型フィルム20を送り出し、支持体12の促進輸送膜18の形成面(多孔質PTEF面)に接触するようにして、先端をバックアップローラ58と積層ローラ56とに挟持させた。
他方、調製した塗布組成物40を、必要量、塗布部28の充填槽42に充填した。
First, the support roll 12R was mounted on the rotating shaft 38 of the supply unit 26 of the manufacturing apparatus 10 shown in FIG. 1 so that the coating composition 40 was applied to the porous PTFE side. Next, the support 12 is sent out from the support roll 12R, and as described above, the support 12 passes through the coating unit 28, the drying unit 30 and the stacking unit 32 through a predetermined transport path to the winding unit 34, and the support 12 The tip was wound around the winding shaft 62.
Thereafter, the film roll 20 </ b> R was mounted on the rotating shaft 60 of the laminated portion 32 of the manufacturing apparatus 10 so that the silicon thin film faced the coating surface of the coating composition 40. Next, the release film 20 is sent out from the film roll 20R, and the front end is sandwiched between the backup roller 58 and the lamination roller 56 so as to be in contact with the formation surface (porous PTEF surface) of the facilitated transport film 18 of the support 12. It was.
On the other hand, a necessary amount of the prepared coating composition 40 was filled in the filling tank 42 of the coating unit 28.
以上の準備を終了した後に、支持体12の搬送を開始して、前述のように、塗布部28において支持体12の表面に塗布組成物40を塗布し、乾燥部30で塗布組成物40を乾燥して促進輸送膜18を形成して酸性ガス分離膜14とし、積層部32で離型フィルム20を積層、貼着して積層体24とし、さらに、作製した積層体24を巻取り軸62に巻き取って、積層体ロール24Rを作製した。
支持体12の搬送速度は、3m/分とした。
塗布組成物40の塗布は、支持体12上の塗布組成物40の厚さが0.6mmとなるように行った。この塗布組成物40の厚さは、乾燥によって形成される促進輸送膜18の厚さが0.03mmとなる厚さである。
乾燥部30における乾燥は、温風乾燥炉を用い、70℃、80℃、90℃、100℃、110℃および120℃の多段階の加熱温度で行った。
なお、本例においては、本発明の効果を、より顕著に示すために、積層部32からパスローラ64aまでの雰囲気の湿度を、通常よりも高い70%RHに制御した。
After the above preparation is completed, the conveyance of the support 12 is started, and the coating composition 40 is applied to the surface of the support 12 in the coating unit 28 as described above, and the coating composition 40 is coated in the drying unit 30. The facilitated transport film 18 is dried to form the acid gas separation film 14, the release film 20 is laminated and pasted at the lamination part 32 to form the laminate 24, and the produced laminate 24 is further wound onto the winding shaft 62. The laminate roll 24R was produced.
The conveyance speed of the support 12 was 3 m / min.
Application | coating of the coating composition 40 was performed so that the thickness of the coating composition 40 on the support body 12 might be set to 0.6 mm. The thickness of the coating composition 40 is such that the facilitated transport film 18 formed by drying has a thickness of 0.03 mm.
Drying in the drying unit 30 was performed at a multistage heating temperature of 70 ° C., 80 ° C., 90 ° C., 100 ° C., 110 ° C. and 120 ° C. using a warm air drying furnace.
In this example, in order to show the effect of the present invention more remarkably, the humidity of the atmosphere from the laminated portion 32 to the pass roller 64a was controlled to 70% RH, which is higher than usual.
積層体24を200m、作製した時点で、支持体12の搬送を停止し、バックアップローラ58とパスローラ64aとの間で積層体24を切断した。次いで、積層体24を最後まで巻き取って、積層体ロール24Rを巻取り軸62から取り外した。
パスローラ64a〜64dを確認したところ、膜剥がれした促進輸送膜18の付着は認められなかった。
また、積層体ロール24Rから150mの積層体24を引き出したところ、膜剥がれして積層体24に付着した促進輸送膜18は認められなかった。
When the laminated body 24 was manufactured to 200 m, conveyance of the support 12 was stopped, and the laminated body 24 was cut between the backup roller 58 and the pass roller 64a. Next, the laminate 24 was wound up to the end, and the laminate roll 24 </ b> R was removed from the take-up shaft 62.
When the pass rollers 64a to 64d were confirmed, adhesion of the facilitated transport film 18 that was peeled off was not observed.
Further, when the laminated body 24 of 150 m was pulled out from the laminated body roll 24R, the facilitated transport film 18 that was peeled off and adhered to the laminated body 24 was not recognized.
[実施例2]
40%炭酸セシウム水溶液を炭酸セシウム濃度が3.0重量%になるように添加した以外は、実施例1と同様にして塗布組成物40を調製した。
この塗布組成物を用い、かつ、離型フィルム20として、剥離力が0.15N/mmの、一面にシリコン系薄膜を形成してなる離型フィルム(三井化学東セロ社製)を用いた以外は、実施例1と同様にして積層体ロール24Rを作製した。
実施例1と同様に確認したところ、パスローラ64a〜64dおよび積層体24、共に、膜剥がれした促進輸送膜18の付着は認められなかった。
[Example 2]
A coating composition 40 was prepared in the same manner as in Example 1 except that a 40% aqueous cesium carbonate solution was added so that the concentration of cesium carbonate was 3.0% by weight.
Except for using this coating composition and using a release film (manufactured by Mitsui Chemicals Tosero Co., Ltd.) having a peel strength of 0.15 N / mm and a silicon-based thin film formed on one surface as the release film 20. In the same manner as in Example 1, a laminate roll 24R was produced.
When confirmed in the same manner as in Example 1, neither the pass rollers 64a to 64d nor the laminate 24 was found to adhere to the facilitated transport film 18 that had been peeled off.
[実施例3]
ポリビニルアルコール−ポリアクリル酸共重合体に代えて、ポリビニルアルコール(クラレ社製 PVA117)を用いた以外は、実施例1と同様にして塗布組成物40を調製した。
この塗布組成物40を用い、かつ、離型フィルム20として、剥離力が1N/mmのPACフィルム(サンエー化研社製)を用いた以外は、実施例1と同様にして積層体ロール24Rを作製した。
実施例1と同様に確認したところ、パスローラ64a〜64dおよび積層体24、共に、膜剥がれした促進輸送膜18の付着は認められなかった。
[Example 3]
A coating composition 40 was prepared in the same manner as in Example 1 except that polyvinyl alcohol (PVA117 manufactured by Kuraray Co., Ltd.) was used instead of the polyvinyl alcohol-polyacrylic acid copolymer.
A laminate roll 24R was prepared in the same manner as in Example 1 except that this coating composition 40 was used and a PAC film (manufactured by Sanei Kaken Co., Ltd.) having a peeling force of 1 N / mm was used as the release film 20. Produced.
When confirmed in the same manner as in Example 1, neither the pass rollers 64a to 64d nor the laminate 24 was found to adhere to the facilitated transport film 18 that had been peeled off.
[実施例4]
実施例1と同様にして、230mの積層体24を巻回してなる積層体ロール24Rを作製した。
この積層体ロール24Rを、促進輸送膜18側に塗布組成物40aが塗布されるように、図3に示す製造装置70の供給部26の回転軸38に装着した。次いで、実施例1と同様に、積層体ロール24Rから積層体24を引き出して、巻取部34まで通して先端を巻取り軸62に巻き付けた。この通紙の際に、剥離ローラ対74の直下流で離型フィルム20を剥離して、剥離部72の所定経路を通し、先端を巻取り軸76に巻き付けた。
また、実施例1と同じ離型フィルム20を巻回してなるフィルムロール20Rを、実施例1と同様に回転軸60に装着し、離型フィルム20の先端をバックアップローラ58と積層ローラ56とに挟持させた。前述のように、この離型フィルム20は、シリコン系薄膜付きのPETフィルムであり、剥離力は0.07N/mmである。
充填槽42には、塗布組成物40aとして、実施例1と同じ塗布組成物を充填した。
[Example 4]
In the same manner as in Example 1, a laminate roll 24R formed by winding a 230m laminate 24 was produced.
This laminate roll 24R was mounted on the rotating shaft 38 of the supply unit 26 of the manufacturing apparatus 70 shown in FIG. 3 so that the coating composition 40a was applied to the facilitated transport film 18 side. Next, similarly to Example 1, the laminated body 24 was pulled out from the laminated body roll 24 </ b> R, passed through the winding unit 34, and the tip was wound around the winding shaft 62. At the time of this paper passing, the release film 20 was peeled immediately downstream of the pair of peeling rollers 74, passed through a predetermined path of the peeling portion 72, and the tip was wound around the winding shaft 76.
Further, a film roll 20R formed by winding the same release film 20 as in Example 1 is mounted on the rotating shaft 60 in the same manner as in Example 1, and the leading edge of the release film 20 is attached to the backup roller 58 and the lamination roller 56. I was pinched. As described above, the release film 20 is a PET film with a silicon-based thin film, and the peeling force is 0.07 N / mm.
The filling tank 42 was filled with the same coating composition as in Example 1 as the coating composition 40a.
以上の準備を終了した後に、実施例1と同様にして、酸性ガス分離膜14(促進輸送膜18)の表面に塗布組成物40a(塗布組成物40と同)を塗布、乾燥して、2層目の促進輸送膜18を形成し、その上に離型フィルム20を積層、貼着して、積層体24aを作製し、巻取り軸62に巻き取って、200mの積層体24aを巻回してなる積層体ロール24aRを作製した。
実施例1と同様に確認したところ、パスローラ64a〜64dおよび積層体24、共に、膜剥がれした促進輸送膜18の付着は認められなかった。
After completing the above preparation, the coating composition 40a (same as the coating composition 40) was applied to the surface of the acidic gas separation membrane 14 (facilitated transport membrane 18) and dried in the same manner as in Example 1. A layered facilitated transport film 18 is formed, and a release film 20 is laminated and adhered thereon to produce a laminated body 24a, wound around a take-up shaft 62, and wound around a 200m laminated body 24a. A laminate roll 24aR was prepared.
When confirmed in the same manner as in Example 1, neither the pass rollers 64a to 64d nor the laminate 24 was found to adhere to the facilitated transport film 18 that had been peeled off.
[実施例5]
合成したポリビニルアルコール−ポリアクリル酸共重合体に代えて、市販の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AP20)を用いた以外は、実施例1と同様にして塗布組成物40を調製した。
この塗布組成物40を用い、かつ、離型フィルム20として、実施例3と同じものを用いた以外は、実施例1と同様にして、長さ230mの積層体ロール24Rを作製した。前述のように、この離型フィルム20は、PACフィルムであり、剥離力は1N/mmである。
[Example 5]
Coating composition 40 was carried out in the same manner as in Example 1 except that a commercially available polyvinyl alcohol-polyacrylic acid copolymer (Clastomer AP20 manufactured by Kuraray Co., Ltd.) was used instead of the synthesized polyvinyl alcohol-polyacrylic acid copolymer. Was prepared.
A laminate roll 24R having a length of 230 m was produced in the same manner as in Example 1 except that this coating composition 40 was used and the same release film 20 as that in Example 3 was used. As described above, the release film 20 is a PAC film, and the peeling force is 1 N / mm.
この積層体ロール24Rを用い、かつ、離型フィルム20として、実施例2と同じもの(シリコン系薄膜付きの離型フィルム 剥離力0.15N/mm)を用いた以外には、実施例4と同様にして(すなわち塗布組成物40aは実施例1と同じ)、200mの積層体24aを巻回してなる積層体ロール24aRを作製した。
実施例1と同様に確認したところ、パスローラ64a〜64dおよび積層体24、共に、膜剥がれした促進輸送膜18の付着は認められなかった。
Except for using this laminate roll 24R and using the same release film 20 as in Example 2 (release film with silicon-based thin film peeling force 0.15 N / mm), Example 4 and In the same manner (that is, the coating composition 40a is the same as in Example 1), a laminate roll 24aR formed by winding a 200 m laminate 24a was produced.
When confirmed in the same manner as in Example 1, neither the pass rollers 64a to 64d nor the laminate 24 was found to adhere to the facilitated transport film 18 that had been peeled off.
[実施例6]
促進輸送膜18の形成に先立ち、支持体12の表面に中間層を形成した以外には、実施例1と同様にして、実施例1と同様にして積層体ロール24Rを作製した。
中間層を形成するための塗布組成物として、エポキシ変性ポリジメチルシロキサン(信越化学社製 KF−102)に、硬化剤として、東京化成工業社製の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)ボラートをシリコーン樹脂に対して0.5重量%添加した塗布組成物を調製した。
RtoRを利用する一般的な公知の装置を用いて、支持体12を長手方向に搬送しつつ、この塗布組成物を支持体12に塗布し、次いで、硬化装置によって紫外線を照射して塗布組成物を硬化して、支持体12にシリコーン樹脂からなる中間層を形成した。中間層の厚さは、10μmとした。ここで、中間層の厚さは、支持体12に染み込んだシリコーン樹脂の厚さと、支持体12上に形成されたシリコーン樹脂の厚さとの和とした。なお、支持体12に染み込んだシリコーン樹脂の厚さは、EDX(エネルギー分散型X線吸光法)によるSi元素分布によって測定した。
[Example 6]
Prior to the formation of the facilitated transport film 18, a laminate roll 24 </ b> R was produced in the same manner as in Example 1 except that an intermediate layer was formed on the surface of the support 12.
As a coating composition for forming an intermediate layer, epoxy-modified polydimethylsiloxane (KF-102 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), and as a curing agent, 4-isopropyl-4′-methyldiphenyliodonium tetrakis (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) A coating composition in which 0.5% by weight of pentafluorophenyl) borate was added to the silicone resin was prepared.
The coating composition is applied to the support 12 while transporting the support 12 in the longitudinal direction using a general known apparatus using RtoR, and then irradiated with ultraviolet rays by a curing device to apply the coating composition. Was cured to form an intermediate layer made of silicone resin on the support 12. The thickness of the intermediate layer was 10 μm. Here, the thickness of the intermediate layer was the sum of the thickness of the silicone resin soaked in the support 12 and the thickness of the silicone resin formed on the support 12. The thickness of the silicone resin soaked into the support 12 was measured by Si element distribution by EDX (energy dispersive X-ray absorption method).
[比較例1]
離型フィルム20を用いない以外は、実施例1と同様にして酸性ガス分離膜14を作製して、この酸性ガス分離膜14を巻回してなるロールを作製した。積層ローラ56は、作製した促進輸送膜18に接触しないように、上方に移動しておいた。
実施例1と同様に確認したところ、積層部32からパスローラ64aまでの雰囲気の湿度が70%RHと高いこともあり、パスローラ64bおよび64dに、膜剥がれした促進輸送膜18の付着が確認された。また、同様の理由で、ロールから引き出した酸性ガス分離膜14には、所々に促進輸送膜18の膜剥がれが認められ、さらに、支持体12の裏面への膜剥がれした促進輸送膜18の付着が認められた。
[Comparative Example 1]
Except not using the release film 20, the acidic gas separation membrane 14 was produced similarly to Example 1, and the roll formed by winding this acidic gas separation membrane 14 was produced. The laminating roller 56 was moved upward so as not to contact the produced facilitated transport film 18.
When confirmed in the same manner as in Example 1, the humidity of the atmosphere from the laminated portion 32 to the pass roller 64a may be as high as 70% RH, and adhesion of the peeled facilitated transport film 18 to the pass rollers 64b and 64d was confirmed. . For the same reason, peeling of the facilitated transport film 18 is observed in some places on the acidic gas separation membrane 14 drawn from the roll, and further, the facilitated transport film 18 is peeled off from the back surface of the support 12. Was recognized.
[性能評価]
<促進輸送膜18の外観評価>
作製した分離膜ロールから積層体24(24a)を引出し、離型フィルム20を剥離して、酸性ガス分離膜14(14a)とした。
酸性ガス分離膜14の長手方向の任意の箇所で、短手方向の中心部において、酸性ガス分離膜14を1cm四方に切り出し、欠陥評価用のサンプルを5つ作製した。
各サンプルに対して、目視により平滑性を確認し、さらに、塗布表面を走査型電子顕微鏡(SEM)で観察することで欠陥の有無を確認して、以下のように評価した。ここで、『欠陥』とは、促進輸送膜18が無くなっていることが、SEMによる観察で確認できる箇所を指す。
A: 全てのサンプルにおいて、促進輸送膜18の表面が平滑で、かつ、欠陥が無い。
B: 1以上のサンプルで促進輸送膜18の表面に凹凸が認められるが、全てのサンプルで欠陥が無い。
C: 1以上のサンプルで欠陥が認められる。
[Performance evaluation]
<Appearance evaluation of facilitated transport film 18>
The laminate 24 (24a) was pulled out from the produced separation membrane roll, and the release film 20 was peeled off to obtain the acidic gas separation membrane 14 (14a).
The acid gas separation membrane 14 was cut into a 1 cm square at an arbitrary position in the longitudinal direction of the acid gas separation membrane 14 at the center in the short direction, and five samples for defect evaluation were produced.
The smoothness of each sample was visually confirmed, and further, the presence or absence of defects was confirmed by observing the coated surface with a scanning electron microscope (SEM) and evaluated as follows. Here, the “defect” refers to a portion where the facilitated transport film 18 can be confirmed by observation with an SEM.
A: In all samples, the surface of the facilitated transport film 18 is smooth and free from defects.
B: Concavities and convexities are observed on the surface of the facilitated transport film 18 in one or more samples, but all the samples are free of defects.
C: Defects are observed in one or more samples.
<ガス透過性試験>
前記膜の外観評価で得た酸性ガス分離膜14を切り抜いて、直径47mmの円形の酸性ガス分離膜14を作製した。なお、円形の酸性ガス分離膜14は、幅方向の500mmに対して、100mm間隔で4箇所、サンプリングした。
PTFEメンブレンフィルター(孔径0.10μm、ADVANTEC社製)を2枚用いて、切り抜いた円形の酸性ガス分離膜14を膜両面から挟んで透過試験サンプル(有効面積2.40cm2)を作製した。
テストガスとしてCO2/H2:10/90(容積比)の混合ガスを用いた。この混合ガスを、相対湿度70%、流量100ml/分、温度130℃、全圧3atmの条件で、作製した各透過試験サンプルに供給した。なお、透過側にはArガス(流量90ml/分)をフローさせた。
透過してきたガスをガスクロマトグラフで分析し、H2透過速度とCO2透過速度との比から分離係数αを算出し、以下の様に評価した。
A: 4箇所全てでα≧80。
B: 1箇所でも10<α<80が含まれる。
C: 1箇所でもα≦10が含まれる。
以上の結果を下記の表に示す。
<Gas permeability test>
The acidic gas separation membrane 14 obtained by the appearance evaluation of the membrane was cut out to produce a circular acidic gas separation membrane 14 having a diameter of 47 mm. The circular acidic gas separation membrane 14 was sampled at four locations at intervals of 100 mm with respect to 500 mm in the width direction.
Using two PTFE membrane filters (pore size 0.10 μm, manufactured by ADVANTEC), a permeation test sample (effective area 2.40 cm 2 ) was prepared by sandwiching the cut-out circular acidic gas separation membrane 14 from both sides of the membrane.
A mixed gas of CO 2 / H 2 : 10/90 (volume ratio) was used as a test gas. This mixed gas was supplied to each produced permeation test sample under the conditions of a relative humidity of 70%, a flow rate of 100 ml / min, a temperature of 130 ° C., and a total pressure of 3 atm. Ar gas (flow rate 90 ml / min) was allowed to flow on the permeate side.
The permeated gas was analyzed with a gas chromatograph, and the separation factor α was calculated from the ratio of the H 2 permeation rate and the CO 2 permeation rate, and evaluated as follows.
A: α ≧ 80 in all four places.
B: 10 <α <80 is included even at one place.
C: α ≦ 10 is included even at one location.
The above results are shown in the following table.
上記表に示されるように、本発明によれば、積層部32からパスローラ64aまでの雰囲気の湿度が70%RHという高湿度下であっても、他の部材との接触等に起因する促進輸送膜18の膜剥がれを抑制して、外観およびガス透過性が共に良好な酸性ガス分離膜を作製できる。
これに対して、離型フィルム20を用いない比較例1では、積層部32からパスローラ64aまでの雰囲気の湿度が70%RHという高湿度下であることもあり、パスローラ64a等に付着して促進輸送膜18の膜剥がれが生じてしまい、また、膜剥がれが多くて、ガス透過性の評価ができなかった。
以上の結果より、本発明の効果は明らかである。
As shown in the above table, according to the present invention, even if the humidity of the atmosphere from the laminated portion 32 to the pass roller 64a is under a high humidity of 70% RH, accelerated transportation caused by contact with other members or the like The acidic gas separation membrane having good appearance and gas permeability can be produced by suppressing the peeling of the membrane 18.
On the other hand, in Comparative Example 1 in which the release film 20 is not used, the humidity of the atmosphere from the stacking portion 32 to the pass roller 64a may be as high as 70% RH, and the adhesion to the pass roller 64a and the like is accelerated. The transport film 18 was peeled off, and the film was peeled off so that the gas permeability could not be evaluated.
From the above results, the effects of the present invention are clear.
10,70 製造装置
12 (多孔質)支持体
14,14a 酸性ガス分離膜
18 促進輸送膜
20 離型フィルム
24,24a 積層体
26 供給部
28 塗布部
30 乾燥部
32 積層部
34 巻取り部
38,60 回転軸
40 塗布組成物
42 充填槽
46 塗布ローラ
48 メータリングローラ
50,58 バックアップローラ
54,64a〜64d パスローラ
56 積層ローラ
62,76 巻取り軸
72 剥離部
74 剥離ローラ対
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10,70 Production apparatus 12 (Porous) support body 14,14a Acid gas separation membrane 18 Accelerated transport film 20 Release film 24, 24a Laminate body 26 Supply part 28 Application part 30 Drying part 32 Lamination part 34 Winding part 38, 60 Rotating shaft 40 Coating composition 42 Filling tank 46 Coating roller 48 Metering roller 50, 58 Backup roller 54, 64a to 64d Pass roller 56 Laminating roller 62, 76 Rolling shaft 72 Peeling part 74 Peeling roller pair
Claims (18)
前記多孔質支持体の表面に塗布した塗布組成物を乾燥することにより促進輸送膜を形成する工程、
前記促進輸送膜の上に、長尺な離型フィルムを積層する工程、ならびに、
前記多孔質支持体および促進ガス分離膜と離型フィルムとの積層体を巻き取る工程、を行うことを特徴とする酸性ガス分離膜の製造方法。 While conveying a long porous support in the longitudinal direction, a coating composition containing a carrier that reacts with an acidic gas and a hydrophilic compound for supporting the carrier is applied to the surface of the porous support. The process of
Forming a facilitated transport film by drying the coating composition applied to the surface of the porous support;
A step of laminating a long release film on the facilitated transport film, and
A method for producing an acidic gas separation membrane, comprising the step of winding the porous support and a laminate of a promoting gas separation membrane and a release film.
前記促進輸送膜の表面に塗布した塗布組成物を乾燥することにより、多層構成の促進輸送膜を形成する工程を行う請求項1〜4のいずれか1項に記載の酸性ガス分離膜の製造方法。 Further, from the wound product of the laminate of the porous support and the promoting gas separation membrane and the release film, the laminate is sent out and conveyed in the longitudinal direction, and the release film is peeled off, Applying a coating composition containing a carrier that reacts with an acidic gas and a hydrophilic compound for supporting the carrier to the surface of the facilitated transport film; and
The manufacturing method of the acidic gas separation membrane of any one of Claims 1-4 which performs the process of forming the facilitated-transport film | membrane of a multilayer structure by drying the coating composition apply | coated to the surface of the said facilitated-transport film | membrane. .
前記長尺な多孔質支持体を長手方向に搬送しつつ、多孔質支持体の表面に、ガス透過性を有する疎水性の中間層となる成分を含む第2塗布組成物を塗布する工程、および、
前記第2塗布組成物を硬化して中間層を形成する工程を行う請求項1〜8のいずれか1項に記載の酸性ガス分離膜の製造方法。 Prior to the step of applying the coating composition,
Applying a second coating composition containing a component that becomes a hydrophobic intermediate layer having gas permeability to the surface of the porous support while transporting the long porous support in the longitudinal direction; and ,
The method for producing an acidic gas separation membrane according to any one of claims 1 to 8 , wherein a step of curing the second coating composition to form an intermediate layer is performed.
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