JP6212001B2 - 分離膜構造体 - Google Patents

Description

本発明は、分離膜を備える分離膜構造体に関する。

分離膜構造体には、管状の多孔質無機材料からなる基材と、基材の表面に形成されたゼオライト膜等の分離膜と、を備えるものがある。この分離膜構造体は、一端を封止して使用される（例えば、特許文献１，２参照）。

特開平１０−１８００６０ 特開２００６−８８０７９

特許文献１では、ガラス粉末とアルミナ粉末の混合物を用い、５００℃以上で融着して封止する技術が提案されている。分離膜としてゼオライト膜を使用する場合に、特許文献１の技術を用いると、融着時のゼオライト膜と支持体との膨張率の差異に由来したゼオライト膜のひび割れを生じる可能性があった。特許文献２では、基材と同じ外径の金属栓を、基材と分離膜とを備える分離膜構造体本体の一端に配置して、分離膜構造体本体の端部と金属栓の側面を、フッ素系エラストマーを介して帯ゼンマイで被覆し、加熱により封止する技術が提案されている。特許文献２の技術では、金属栓と帯ゼンマイとの界面から被処理流体がリークする可能性があった。このような課題は、ゼオライト膜に限らず、種々の分離膜を用いた分離膜構造体に共通する。そこで、分離膜構造体本体の一端を適切に封止する技術が望まれていた。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することができる。

（１）本発明の一形態によれば、分離膜構造体が提供される。この分離膜構造体は、管状の多孔質無機材料からなる基材と、前記基材の内表面又は外表面に形成された分離膜と、を備える分離膜構造体本体と、前記分離膜構造体本体の一方の端部を封止する、弾性材料から成るシール部材と、を備え、前記シール部材は、前記分離膜構造体本体の前記一方の端部の開口を被覆する開口被覆部と、前記分離膜構造体本体の内表面および外表面のうち、少なくとも前記分離膜が形成された面の一部を被覆する表面被覆部と、を備えてもよい。

この形態の分離膜構造体によれば、シール部材が、界面がない１つの部材として形成されているため、分離膜構造体本体の一端を複数の部材を用いて封止する場合に比べて、界面からの漏洩を抑制することができ、シール性を向上させることができる。また、シール部材は、弾性体から形成されているため、分離膜構造体本体との密着性が良好であり、金属製の封止材を用いる場合に比べて、シール性を向上させることができる。さらに高温条件下（例えば４００℃以上）でシール部材を処理する必要がないので、分離膜と基材との膨張率の差異に由来した分離膜のひび割れ等も防止することができる。そのほか、低コスト化、省資源化、製造の容易化、性能の向上のうち、少なくとも１つを解決することができる。

（２）上記形態の分離膜構造体において、前記シール部材の前記表面被覆部は、前記分離膜構造体本体の前記内表面の一部と前記外表面の一部を被覆してもよい。このようにすると、シール部材によって、分離膜構造体本体の内径側および外径側共に、面で封止されるため、良好なシール性を得ることができる。

（３）上記形態の分離膜構造体において、前記分離膜と前記表面被覆部との間に配置される封止材を、さらに備えてもよい。分離膜は多孔質膜であるため、微視的には、表面に凹凸がある。封止材が分離膜表面の凹凸に入り込み、シール部材と分離膜との間にさらに封止材を備えるため、シール部材と分離膜との間のシール性を向上させることができる。また、シール部材と分離膜との間に隙間が存在していたとしても、確実にシールすることができる。

（４）上記形態の分離膜構造体において、前記シール部材の少なくとも一部を被覆する補助部材を、さらに備えてもよい。このようにすると、補助部材によりシール部材が分離膜構造体本体の内側方向に締め付けられるため、シール部材と分離膜構造体本体との密着性が向上され、分離膜構造体本体の一方の端部のシール性が向上される。

本発明は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、分離膜構造体モジュール、分離膜構造体を備えた装置、分離膜構造体の製造方法、分離膜構造体モジュールの製造方法等の形態で実現することができる。

本発明の第１実施形態としての分離膜構造体の構成を模式的に示す断面図である。 第１実施形態の分離膜構造体を用いた分離装置の構成を模式的に示す説明図である。 第２実施形態としての分離膜構造体の構成を模式的に示す断面図である。 第１変形例のシール部材の断面形状を模式的に示す断面図である。 第２変形例の分離膜構造体の構成を模式的に示す断面図である。

Ａ．第１実施形態：
Ａ−１．分離膜構造体の構造：
図１は、本発明の第１実施形態としての分離膜構造体の構成を模式的に示す断面図である。図１は、略円管状に形成された分離膜構造体１００の中心軸を含む切断面を図示している。図１に示すように、分離膜構造体１００は、分離膜構造体本体２０と、シール部材４０と、封止材５０と、補助部材６０と、を備える。

図１に示すように、分離膜構造体本体２０は、基材２２と、分離膜２４と、を備える。基材２２は、略円管状に形成されたアルミナ製の多孔質体である。基材２２を形成する材料は、アルミナに限定されず、例えば、ムライト、チタニア、ジルコニア等のセラミックを用いてもよいし、ステンレス、チタン等の金属材料を用いてもよい。分離膜２４としては、ゼオライト膜を用いている。本実施形態では、基材２２の外表面に、水熱合成法により分離膜２４を形成している。分離膜２４を形成する材料はゼオライトに限定されず、例えば、炭素膜、シリカ膜、ＭＯＦ（Ｍｅｔａｌ−Ｏｒｇａｎｉｃ Ｆｒａｍｅｗｏｒｋ）膜等を用いてもよい。
ここで、本発明に用いるゼオライトとしては従来公知の合成ゼオライト、天然ゼオライトを用いることができる。また、通常ゼオライトは狭義には結晶性アルミノシリケートであるが、これに限定するものではなく、Ａｌを含まないシリカライト、結晶性アルミノシリケートフォスフェート（ＳＡＰＯ）、結晶性アルミノシフォスフェート（ＡＬＰＯ）、結晶性チタノシリケート（ＴＳ）、ゼオライトの骨格にＴｉ、Ｍｎ、Ｃｏ、ＦｅおよびＺｎなどの多様な金属元素を一部置換させて得た類似ゼオライトなども用いることができる。本発明で分離膜として形成されるゼオライトの具体的な種類は特に限定されるものではなく、あらゆるゼオライトを膜として形成することが可能である。

シール部材４０は、開口被覆部４２と第１の表面被覆部４４と、第２の表面被覆部４３とが、シリコーン樹脂により一体的に形成されている。図１では、説明のために開口被覆部４２と第１の表面被覆部４４および第２の表面被覆部４３との仮想的な境界を一点鎖線で示している。

開口被覆部４２は、分離膜構造体本体２０の外径と略同一の直径の略円柱状を成す。開口被覆部４２は、分離膜構造体本体２０の一方の端部の開口を被覆して封止する。

第１の表面被覆部４４は、内径が開口被覆部４２の外径と同一の略円管状を成す。第１の表面被覆部４４は、封止材５０を介して分離膜構造体本体２０の外表面の一部を被覆する。すなわち、第１の表面被覆部４４は、分離膜構造体本体２０の端部の分離膜２４が形成された面の一部を被覆する。

第２の表面被覆部４３は、分離膜構造体本体２０内径と略同一の直径の略円柱状を成す。第２の表面被覆部４３は、分離膜構造体本体２０の内表面の一部を被覆する。本実施形態では、シリコーン樹脂製のシール部材４０を例示したが、シール部材４０を形成する材料は本実施形態に限定されない。例えば、軟質フッ素樹脂、シリコーンゴム、フッ素ゴム等の種々の弾性体を用いることができる。本実施形態における第１の表面被覆部４４および第２の表面被覆部４３が、請求項における表面被覆部に相当する。

封止材５０は、シリコーン系のグリスであり、分離膜構造体本体２０の一方の端部の外表面に塗布されて、分離膜構造体本体２０の分離膜２４と、シール部材４０の第１の表面被覆部４４との間に充填された状態になっている。封止材５０により、シール部材４０による分離膜構造体本体２０の一端のシール性が向上される。なお、図１では、説明の容易化のために、シール部材４０の第１の表面被覆部４４と分離膜構造体本体２０との間隙を大きく表示している。

補助部材６０は、ポリオレフィンから成り、加熱により内径が分離膜構造体本体２０の外径よりも小さくなる、略円管状の熱収縮チューブである。補助部材６０は、シール部材４０の外周面と、分離膜構造体本体２０の外表面の一部を被覆している。分離膜構造体本体２０の一方の端部の表面に封止材５０を塗布して、シール部材４０を嵌入し、その上に、補助部材６０を被覆して、１５０℃で加熱することにより、図１に示す分離膜構造体１００が形成される。補助部材６０が加熱により分離膜構造体本体２０の内側方向に収縮すると、補助部材６０によりシール部材４０が分離膜構造体本体２０の内側方向に締め付けられるため、分離膜構造体本体２０の一方の端部のシール性が向上される。また、１５０℃の加熱では、分離膜２４と基材２２の熱膨張はほとんどなく、分離膜２４にひび割れが発生することはない。補助部材６０は、ポリオレフィン製に限定されず、熱により収縮する部材であればよく、フッ素系ポリマー、熱可塑性エラストマー等種々の樹脂製の熱収縮部材を用いることができる。

Ａ−２．分離膜構造体を用いた分離装置：
図２は、第１実施形態の分離膜構造体１００を用いた分離装置２００の構成を模式的に示す説明図である。分離装置２００は、クロスフロー方式の分離装置であり、分離膜構造体１００と、タンク１２０と、恒温器１４０と、冷却トラップ１６０と、真空ポンプ１８０と、を主に備える。

恒温器１４０は、内部に分離膜構造体１００が格納される筐体であり、内部温度を、一定に保持する。タンク１２０は、内部に被処理流体を貯留し、配管１２４を介して被処理流体を、分離膜構造体１００に供給する。配管１２４は、恒温器１４０内でコイル状に形成されているため、分離膜構造体１００に供給される被処理流体の温度が恒温器１４０の内部温度相当の温度に保たれる。分離膜構造体１００にて分離処理された後の被処理流体は、配管１２２を介してタンク１２０に戻される。

また、分離膜構造体１００の開口端は、配管１６２を介して、冷却トラップ１６０に接続され、冷却トラップ１６０は、配管１６４を介して真空ポンプ１８０に接続されている。真空ポンプ１８０は、冷却トラップ１６０を介して、分離膜構造体１００の内部を吸引し、２ｋＰａ程度に減圧する。これにより、被処理流体に含まれる成分のうち、分離膜構造体１００の分離膜２４および基材２２を通過可能な成分が、基材２２の内部に吸引され、配管１６２を介して冷却トラップにて捕集される。

被処理流体として水を含むバイオエタノールを用いて、上述の分離装置２００によるバイオエタノールの脱水処理について説明する。バイオエタノールは、タンク１２０から送出され、配管１２４を通って恒温器１４０内で所定の温度に保たれて、分離膜構造体１００に供給される。分離膜構造体１００の内部は、減圧されているため、バイオエタノール中の水は分離膜構造体１００の分離膜２４および基材２２を通過して分離膜構造体１００内に吸引され、配管１６２を介して冷却トラップ１６０にて捕集される。分離膜構造体１００により一部脱水されたバイオエタノールが、配管１２２を介してタンク１２０に戻される。この処理を繰り返し行うことにより、分離装置２００を用いたバイオエタノールの脱水を行うことができる。

上記では、分離装置２００を用いたバイオエタノールの脱水について説明したが、分離膜構造体１００を用いて、種々の被処理流体を処理することができる。例えば、水と有機物の混合物を被処理流体とすることができる。有機物としては、アルコール、エーテル、エステル、有機酸等種々の有機物を対象とすることができる。

Ａ−３．第１実施形態の効果：
エタノール９０％、水１０％の混合液を被処理流体（供給液）として、上述の分離装置２００を用いて水の分離を行い、分離係数を算出した。分離係数は、以下の（式１）を用いて算出した。
分離係数＝（透過液中の水量（％）／透過液中のエタノール量（％））/（供給液中の水量（％）/供給液中のエタノール量（％））…（式１）
ここで、透過液とは、冷却トラップ１６０にて捕集された液である。
上記供給液に対して分離装置２００を用いて水の分離（脱水）を行い、冷却トラップ１６０に捕集された透過液を回収し、ガスクロマトグラフィーによって分析した結果、水９９．５％、エタノール０．５％であった。上記（式１）によって分離係数を算出すると１７９０であった。一般に、分離係数が１０００以上であれば、十分に封止されているといえるため、本実施形態の分離膜構造体１００は、分離膜構造体本体２０の一端が漏れなく封止されているといえる。

第１実施形態の分離膜構造体１００によれば、シール部材４０が、１つの部材として形成されているため、分離膜構造体本体２０の一端を複数の部材を用いて封止する場合に比べて、界面からの漏洩を抑制することができ、シール性を向上させることができる。また、シール部材４０は、弾性体から形成されているため、分離膜構造体本体２０との密着性が良好であり、金属製の封止材を用いる場合に比べて、シール性を向上させることができる。

第１実施形態のシール部材４０は、開口被覆部４２が端部の開口を被覆すると共に、第２の表面被覆部４３が分離膜構造体本体２０の内側に嵌入して、分離膜構造体本体２０の内表面の一部を被覆し、第１の表面被覆部４４が分離膜構造体本体２０の外表面の一部を被覆する。すなわち、シール部材４０によって、分離膜構造体本体２０の内径側および外径側共に、面で封止されるため、良好なシール性を得ることができる。

第１実施形態の分離膜構造体１００によれば、シール部材４０と分離膜２４との間に封止材５０を備える。分離膜２４は多孔質膜であるため、微視的には、表面に凹凸がある。封止材５０としてのグリスは半固体であるため、分離膜２４表面の凹凸に入り込み、シール部材４０と分離膜２４との間のシール性を向上させることができる。

第１実施形態の分離膜構造体１００は補助部材６０を備え、補助部材６０が加熱により分離膜構造体本体２０の内側方向に収縮すると、補助部材６０によりシール部材４０が分離膜構造体本体２０の内側方向に締め付けられるため、シール部材４０と分離膜構造体本体２０の外表面との密着性が向上され、分離膜構造体本体２０の一方の端部のシール性が向上される。また、補助部材６０は、シール部材４０だけでなく分離膜構造体本体２０の一部まで被覆している。そのため、さらに、シール部材４０と分離膜２４との間への被処理流体の流入が抑制され、シール性が向上される。

Ｂ．第２実施形態：
Ｂ−１．分離膜構造体の構造：
図３は、第２実施形態としての分離膜構造体の構成を模式的に示す断面図である。図３は、図１と同様に略円管状に形成された分離膜構造体１００Ａの中心軸を含む切断面を図示している。図３に示すように、分離膜構造体１００Ａは、分離膜構造体本体２０Ａと、シール部材４０Ａと、封止材５０と、補助部材６０Ａと、を備える。

図３に示すように、分離膜構造体本体２０Ａは、基材２２と、分離膜２４と、を備える。第２実施形態の分離膜構造体本体２０Ａは、分離膜２４が基材２２の内表面に形成されている点が第１実施形態の分離膜構造体本体２０と異なる。本実施形態における分離膜構造体本体２０Ａも、第１実施形態と同様に、水熱合成法により分離膜２４を形成している。

シール部材４０Ａは、開口被覆部４２Ａと第１の表面被覆部４４Ａとが、シリコーン樹脂により一体的に形成されている。図３では、説明のために開口被覆部４２Ａと第１の表面被覆部４４Ａとの仮想的な境界を一点鎖線で示している。

開口被覆部４２Ａは、分離膜構造体本体２０Ａの外径と略同一の直径の略円柱状を成す。開口被覆部４２Ａは、分離膜構造体本体２０Ａの一方の端部の開口を被覆する。

第１の表面被覆部４４Ａは、分離膜構造体本体２０Ａの内径と略同一の直径の略円柱形状を成す。第１の表面被覆部４４Ａは、封止材５０を介して分離膜構造体本体２０Ａの内表面の一部を被覆する。すなわち、第１の表面被覆部４４Ａは、分離膜構造体本体２０Ａの端部の分離膜２４が形成された面の一部を被覆する。本実施形態における第１の表面被覆部４４Ａが、請求項における表面被覆部に相当する。

封止材５０は、第１実施形態と同様のグリスであり、分離膜構造体本体２０Ａの一方の端部の内表面に塗布されて、分離膜構造体本体２０Ａの分離膜２４と、シール部材４０Ａの第１の表面被覆部４４Ａとの間に充填された状態になっている。図３でも、説明の容易化のために、シール部材４０Ａの第１の表面被覆部４４Ａと分離膜構造体本体２０Ａとの間隙を大きく表示している。

補助部材６０Ａは、シール部材４０Ａと分離膜構造体本体２０Ａの一方の端部の一部を覆う蓋状に形成されている。補助部材６０Ａは、第１実施形態と同様のポリオレフィンから成り、加熱により収縮する部材である。分離膜構造体本体２０Ａの一方の端部の内表面に封止材５０を塗布して、シール部材４０Ａを嵌入し、補助部材６０を被覆して、加熱することにより、図３に示す分離膜構造体１００Ａが形成される。補助部材６０Ａが加熱により分離膜構造体本体２０Ａの内側方向に収縮すると、補助部材６０Ａによりシール部材４０Ａが分離膜構造体本体２０Ａの内側方向に締め付けられるため、シール部材４０Ａの開口被覆部４２Ａと分離膜構造体本体２０Ａの一方の端面との密着性が向上され、分離膜構造体本体２０Ａの一方の端部のシール性が向上される。

基材２２の内表面に分離膜２４が形成された分離膜構造体１００Ａを用いて被処理流体を処理する場合、第１実施形態とは異なり、被処理流体を分離膜構造体１００Ａの内部に供給し、分離膜構造体１００Ａの外環境を真空にする。補助部材６０Ａは、開口被覆部４２Ａの外周面だけでなく、開口被覆部４２Ａの全体と分離膜構造体本体２０Ａの一部を被覆しており、シール部材４０Ａを、分離膜構造体本体２０Ａの内側方向に締め付けている。そのため、分離膜構造体１００Ａの外環境の真空化による分離膜構造体本体２０Ａとシール部材４０Ａとの間の空隙の発生を抑制し、シール性能が低下するのを抑制することができる。

第２実施形態の分離膜構造体１００Ａを用いて、第１実施形態と同様にエタノール９０％、水１０％の混合液を被処理流体（供給液）として分離係数を算出した。第１実施形態と同様に、上記供給液に対して分離装置２００を用いて水の分離（脱水）を行い、冷却トラップに捕集された透過液を回収し、ガスクロマトグラフィーによって分析した結果、水９９．５％、エタノール０．５％であった。上記（式１）によって分離係数を算出すると１７９０であった。すなわち、本実施形態の分離膜構造体１００Ａも、第１実施形態の分離膜構造体１００と同様に、分離膜構造体本体２０Ａの一端が漏れなく封止されているといえる。第２実施形態の分離膜構造体１００Ａにおいても、分離膜構造体本体２０Ａの分離膜２４が形成された内表面の一部を第１の表面被覆部４４によって被覆しており、分離膜構造体本体２０Ａの内径側が面で封止されるため、良好なシール性を得ることができる。

Ｃ．変形例：
本発明は、上述の実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態中の技術的特徴は、上述の課題の一部または全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部または全部を達成するために、適宜、差し替えや組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。例えば、次のような変形も可能である。

Ｃ−１．第１変形例：
分離膜構造体本体の一端を封止するシール部材の形状は、上記実施形態に限定されない。分離膜構造体本体の一方の端部を封止すると共に、分離膜２４が形成されている表面の一部を被覆する形状であればよい。例えば、図４に示すような形状であってもよい。図４は、第１変形例のシール部材４０Ｂの断面形状を模式的に示す断面図である。図４は、シール部材４０Ｂの中心軸を含む切断面を図示している。変形例のシール部材４０Ｂは、開口被覆部４２Ｂと、第１の表面被覆部４４Ｂと、第２の表面被覆部４３Ｂと、を備え、断面形状が宀（ベン）型を成す。図４に矢印Ｙで示すように第１の表面被覆部４４Ｂを引っ繰り返すと、第１実施形態のシール部材４０と同様の形状になる。シール部材４０Ｂを用いて、第１実施形態と同様に分離係数を算出したら、第１実施形態と同様に、分離係数は１７９０となった。すなわち、第１変形例のシール部材４０Ｂを用いても、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。なお、上記第１実施形態のシール部材４０や、第１変形例のシール部材４０Ｂを用いて分離膜構造体本体の一方の端部を封止すると、分離膜構造体本体の内表面も外表面も面で被覆されるため、分離膜２４が基材２２の内表面に形成される場合も外表面に形成される場合も、どちらに用いても、適切に分離膜構造体本体２０の一方の端部を封止することができる。

Ｃ−２．第２変形例：
上記実施形態において、補助部材は、シール部材の外周面全面を被覆する例を示したが、補助部材はシール部材の少なくとも一部を被覆すればよい。また、封止材５０を備えない構成にしてもよい。図５は、第２変形例の分離膜構造体の構成を模式的に示す断面図である。図５は、図１と同様に、分離膜構造体１００Ｃの中心軸を含む切断面を図示している。図５では、分離膜構造体１００Ｃのシール部材４０Ｃ近傍を示し、分離膜構造体本体２０の一部の図示を省略している。第２変形例の分離膜構造体１００Ｃでは、シール部材４０Ｃの形状、補助部材６０Ｃの形状が上記実施形態と異なると共に、封止材５０を備えない点が上記実施形態と異なる。

シール部材４０Ｃは、開口被覆部４２Ｃと第１の表面被覆部４４Ｃとが、シリコーン樹脂により一体的に形成されている。図５では、説明のために開口被覆部４２Ｃと第１の表面被覆部４４Ｃとの仮想的な境界を一点鎖線で示している。開口被覆部４２Ｃは、分離膜構造体本体２０の外径と略同一の直径の略円柱状を成す。開口被覆部４２Ｃは、分離膜構造体本体２０の一方の端部の開口を被覆して封止する。第１の表面被覆部４４Ｃは、内径が開口被覆部４２Ｃの外径と同一の略円管状を成す。第１の表面被覆部４４Ｃは、分離膜構造体本体２０Ｃの外表面の一部を被覆する。すなわち、第１の表面被覆部４４Ｃは、分離膜構造体本体２０の端部の分離膜２４が形成された面を被覆する。シール部材４０Ｃは、第１実施形態のシール部材４０から第２の表面被覆部４３を抜いた構成を成す。補助部材６０Ｃは、シール部材４０Ｃの一部を被覆する管状に形成されている。このようにしても、補助部材６０Ｃによってシール部材４０Ｃが分離膜構造体本体２０の内側方向に締め付けられるため、シール部材４０Ｃと分離膜構造体本体２０との密着性が向上し、分離膜構造体１００Ｃの一方の端部のシール性が向上する。

第２変形例の分離膜構造体１００Ｃを用いて、第１実施形態と同様に分離係数を算出した。上記供給液に対して分離装置２００を用いて水の分離（脱水）を行い、冷却トラップ１６０に捕集された透過液を回収し、ガスクロマトグラフィーによって分析した結果、水９９．４％、エタノール０．６％であった。上記（式１）によって分離係数を算出すると１４９０であった。すなわち、このようにしても、分離膜構造体本体２０の分離膜２４が形成された外表面の一部が面で封止されているため、良好なシール性を得ることができる。但し、上記実施形態の分離膜構造体は、第２変形例の分離膜構造体１００Ｃに比較して分離係数が高い。すなわち、分離膜とシール部材との間に封止材を備える構成にするとシール性をさらに向上させることができるため、好ましい。

Ｃ−３．第３変形例：
上記実施形態において、孔径や材料の異なる複数の層を有する多層構造の基材を用いてもよい。例えば、上記実施形態の基材２２と同一形状の支持体において、その支持体の分離膜２４が形成される表面に、孔径が支持体よりも小さく、分離膜２４よりも大きい多孔質構造の中間層を設けた２層構造の基材を用いてもよい。中間層は、支持体と同一の材料で形成してもよいし、異なる材料で形成してもよい。また、中間層を、支持体と同一の孔径で、支持体と異なる材料で形成してもよい。さらに、中間層を２層以上とし、３層以上の層を有する基材を形成してもよい。

Ｃ−４．第４変形例：
上記実施形態において、基材２２の形状として、断面形状（基材２２の軸線と垂直な切断面）が円形状の円管状を例示したが、基材の形状はこれに限定されない。例えば、断面形状が楕円形を成す円管状であってもよい。さらに、断面形状が多角形状（三角形、四角形、五角形、六角形等）の多角形管状であってもよい。シール部材の形状を、基材の断面形状に合わせて形成することにより、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。

Ｃ−５．第５変形例：
上記実施形態において、分離膜構造体が補助部材を備える例を示したが、補助部材を備えない構成にしてもよい。このようにしても、シール部材が、分離膜構造体本体の一方の端部の開口を被覆する開口被覆部と、分離膜構造体本体の分離膜が形成された面の一部を被覆する表面被覆部とを備えるため、分離膜構造体本体の一方の端部を良好に封止することができる。

Ｃ−６．第６変形例：
上記実施形態において、封止材５０としてシリコーン系のグリスを例示したが、これに限定されず、フッ素系のグリス、グリス以外の半固体ペースト状の封止材を用いてもよい。また、封止材５０として接着剤を用いてもよい。封止材５０として接着剤を用いた場合、分離膜構造体において封止材５０は固体の層になるが、接着剤は、分離膜２４に塗布される際は半固体（または液状）であり、分離膜２４表面の凹凸に入り込む。そして、接着剤が固まると分離膜２４とシール部材とが接着されるため、シール性が向上される。また、封止材５０として、ブチルゴム、シリコーン等のシーリング剤を用いて形成しても、接着剤を用いた場合と同様に、シール性が向上される。但し、封止材５０として、グリス等の半固体ペースト状の封止材を用いると、例えば、シール部材が破損した場合等に分離膜構造体本体とシール部材とを容易に分離することができるため、メンテナンスの容易化に資する。

２０，２０Ａ…分離膜構造体本体
２２…基材
２４…分離膜
４０，４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ…シール部材
４２，４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ…開口被覆部
４３，４３Ｂ…第２の表面被覆部
４４，４４Ａ，４４Ｂ，４４Ｃ…第１の表面被覆部
５０…封止材
６０，６０Ａ，６０Ｃ…補助部材
１００，１００Ａ，１００Ｃ…分離膜構造体
１２０…タンク
１２２，１２４…配管
１４０…恒温器
１６０…冷却トラップ
１６２，１６４…配管
１８０…真空ポンプ
２００…分離装置

Claims (4)

1. 管状の多孔質無機材料からなる基材と、前記基材の内表面又は外表面に形成された分離膜と、を備える分離膜構造体本体と、
   前記分離膜構造体本体の一方の端部を封止する、弾性材料から成るシール部材と、
   を備え、
   前記シール部材は、
   前記分離膜構造体本体の前記一方の端部の開口を被覆する開口被覆部と、
   前記分離膜構造体本体の内表面および外表面のうち、少なくとも前記分離膜が形成された面の一部を被覆する表面被覆部と、を備え、
   前記開口被覆部と前記表面被覆部とは、一体的に形成されている、分離膜構造体。
2. 請求項１に記載の分離膜構造体において、
   前記シール部材の前記表面被覆部は、前記分離膜構造体本体の前記内表面の一部と前記外表面の一部を被覆する、分離膜構造体。
3. 請求項１または請求項２に記載の分離膜構造体において、
   前記分離膜と前記表面被覆部との間に配置される封止材を、さらに備える、分離膜構造体。
4. 請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の分離膜構造体において、
   前記シール部材の少なくとも一部を被覆する補助部材を、さらに備える、分離膜構造体。

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