JPH022843A - 気体分離膜積層体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は気体分離膜積層体、より詳しくは気体骨＃薄膜
を多孔性支持体に付着して成る気体分離膜積層体に係り
、特に気体分離膜をスパイラルモジュール化する際に有
用である。

〔従来の技術〕

分離膜にする気体分離は従来の方法に比べ省エネルギー
型で、設備をコンパクトにできるという利点があり、酸
素富化、メタンガス回収などに広く応用できる。気体分
離膜は薄いほど気体透過量を大きくできるので、その厚
さは薄り、一般に１ｐ以下で、なかには０．１　ｎ以下
のものもある。このように薄い分離膜はそのままでは取
扱いにくく、しかも損傷のおそれがあるので、多孔性支
持体に積層して用いるのが一般的である。従来行なわれ
ている積層方法としては次の方法などがある。

（１）気体分離膜を多孔性支持体に単に載せて積層する
方法。

（２）気体分離膜と多孔性支持体をエンボス加工などに
よって機械的に密着させる方法。

（３）熱あるいは超音波で気体分離膜と多孔性支持体を
融着させる方法。

また、気体分離膜の使用方法の１つとして、上記の如き
多孔性支持体との積層体を有孔性パイプ上にスパイラル
状に巻き取り、ケースに収納し、パイプ外部へ分離すべ
き気体を送り、パイプ上に巻かれた積層体を通過させて
気体を分離するスパイラルモジュールがある。

〔発明が解決しようとする課題〕

スパイラルモジュールを組み立てる場合、気体分離膜を
多孔性支持体上に単に載せただけの積層体では、積層体
を巻き取るときに気体分離膜と多孔性支持体との間で摩
擦が生じ、あるいは局所的に過大な引張力が働いて、特
に薄い気体分離膜が損傷してしまうという問題がある。

また、気体分離膜と多孔性支持体とを機械的に密着させ
る方法や融着させる方法では、密着あるいは融着させる
部分に対応して気体分離膜の有効面積が減少し、また気
体分離膜を損傷するおそれがある。

そこで、本発明はスパイラルモジュールを組立てる際に
巻き取り操作を行なっても気体分離膜を損傷することな
く、しかも気体分離性能を低下させない気体分離膜と多
孔性支持体との積層体を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、上記目的を達成するために、スプレー型粘着
剤を用いて気体分離膜と多孔性支持体を積層するもので
ある。

本発明で用いる多孔性支持体は、特に制約されないが、
ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステルなどの繊
維のスクリーン状多孔質体が好適である。多孔性支持体
の厚さは約０．１　ｖｎａ〜約０．５顛の範囲が包含さ
れ、好ましい厚さは約０．１５〜約０．３Ｒの範囲であ
る。

気体分離膜も特に制約されず、延伸した薄膜などを広く
用いることができるが、スパイラルモジュール化するた
めに巻き取るときに、厚みが約３０−を超えると、粘着
剤の粘着力が弱いために、気体分離膜と多孔性支持体と
が剥離し、巻きずれを生じ、膜を損傷するおそれがある
ので、膜厚が２０ＪＭ程度までのものが好ましい。即ち
、膜厚として約０．１　ｔａｎ〜約２Ｏｎの範囲が好適
であり、さらに好適な膜厚は約１μ〜１０ｍの範囲であ
る。

用いるスプレー型粘着剤は、微細な霧状として吹付けら
れるものでなければならない。粘着剤粒子の粒子径が大
きすぎると多孔質支持体の孔を塞いで気体透過量を低下
させるからである。粘着剤の粒子径としては５〜５０−
程度が好適である。

粘着剤の材質は気体分離膜及び支持体に対して不活性で
あればよい。このようなスプレー型粘着剤は上布されて
おり、その中から適宜選択して使用することができる。

微細霧状のスプレー型粘着剤を適用する場合、塗布量が
多すぎると圧力損失が大きくなり、気体の流れが悪くな
る。また、塗布量が少なすぎると、粘着効果が弱くなる
。従って、本発明の目的上必要最低限の粘着力が得られ
る限りで、塗布量を少なくするようにすることが好まし
い。具体的な塗布量は用いるスプレー型粘着剤の種類あ
るいは気体分離膜及び多孔性支持体に依存するので、実
験的に決定するようにする。塗布量の調整は、粘着剤の
濃度、噴射ノズルの噴射能力、噴射ノズルと被噴霧体と
の距離、噴射ノズルの相対的移動速度、塗布の回数、な
どを変えて行なうことができる。

塗布方法としては、一般に、多孔性支持体上に粘着剤を
噴霧し、溶剤が飛散した後、気体分離膜を積層する方法
がよい。

こうして作製した積層体をスパイラルモジュール化する
に当っては、この積層体にネットやスペーサを重ねて、
それらを有孔性パイプ上に巻き取られる。第１図にその
例を模式的に示す。同図中、ｌが上記積層体、２が分離
膜側、３がスペーサ、４がネット、５がパイプである。

積層体１はスペーサ３を介して分離膜側２を向い合わせ
に重ね合わせ、さらにネットを介して、パイプ５に巻き
取られている。

〔作　用〕

本発明の積層体は、気体分離膜と多孔性支持体が粘着剤
で接着されているので、スパイラルモジュール組立ての
ために巻き取るときにも、巻きずれや、薄膜に局所的な
張力が働くことがなく、しかも、微細噴霧状のスプレー
型粘着剤を用いることによって気体透過性が損なわれる
こともない。

〔実施例〕

気体分離膜は特開昭６１−１５７３２５号公報に開示さ
れている方法で作製し、膜厚は５μであった。多孔性支
持体は厚み０．２鶴のポリエチレン不織布（デュポン社
開発）を用いた。スプレー型粘着剤として住友スリーエ
ム社製スプレーのり５５　（アクリルゴム１０％、有機
溶剤６５％、噴霧用ＬＰＧ２５％）を用い、噴射ノズル
を多孔性支持体上２０ｃｍの距離で５０〜６０ｃ！ｌ／
Ｓの速度で動かして塗布し、この操作を２回行なった。

２回目の噴霧後５分以上たって溶剤が飛散後、気体分離
膜を重ね合わせて積層した。積層時には薄い気体分離膜
にしわが寄らないように気体分離膜及び多孔性支持体に
適度の張力をかけた。

このスプレー型粘着剤を用いた積層体の気体透過量及び
気体選択性を調べるために、第２図に示すように、測定
セル１１の多孔板１２上に気体分離膜１３を下に、多孔
性支持体１４を上にして載せ、上方から分離すべき気体
、この場合には酸素ガスと窒素ガスを別々に送り、膜を
透過した流量を測定した。比較のために、気体分離膜１
３と多孔性支持体１４を単に重ねただけの場合と、上記
の如くスプレー型粘着剤で接着したものの両方について
測定した。結果を下記表に示す。

Ｐｏｚ　、　ＰＮｚ　：　ＣＣ（ＳＴＰ）／ｃ４　・ｓ
ｅｃ　　−ｃｍＨｇ上記表に見られる通り、気体透過量
及び気体選択性とも、粘着剤を使用した場合にも、粘着
剤を使用しない場合と全く同じで分離膜単体と同じ結果
が得られた。

次に、第３図に示す如く、外径２０ｍｍのパイプ１６に
、多孔性支持体１４に気体分離膜１３を付着した積層体
１７とスペーサーとしてのネット（厚み０．５ｍ）１８
を重ねながら巻き取った。すなわち、積層体１７はパイ
プＩ６上にネット１８と一層おきに巻き付けられている
ことになる。なお、第３図では構造を示すために、粘着
剤付きの多孔性支持体１４と気体分離膜１３はまだ接着
していないように描かれているが、実際には接着し積層
状態でバイ１１６に巻き付けられる。

こうして、スパイラル形に一旦巻き取った後、これを分
解し、積層体１７からサンプルを切り出して、第２図に
示した方法でα（０□／Ｎｔ選択透過性）を求めた。α
の平均は２．１であり、気体分離膜は殆んど損傷してい
ないと考えられる。

比較のために、第３図に示すようにして、多孔性支持体
と気体分離膜とを単に重ねて積層し、それをネットとを
重ねて、パイプに巻き取り後、分解し、第２図に示した
方法でαを測定した。αの平均は１．５であり、気体分
離膜がかなり損傷したと考えられる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、気体分離膜をスプレー型粘着剤を用い
て多孔性支持体に接着することによって、薄い気体分離
膜を損傷することな（気体分離膜のスパイラルモジュー
ルを組立てることができ、しかも気体透過量及び気体選
択性も失なわれることはない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による気体分離膜積層体をスパイラルモ
ジュールの形に巻き取る様子を示す概念図、第２図は気
体透過量及び選択性の測定方法を示す概念図、第３図は
実施例で気体分離膜積層体を巻き取る様子を示す概念図
である。 １・・・多孔性支持体分離膜積層体、 ２・・・分離膜側、　　　　３・・・スペーサ、４・・
・ネット、　　　　　５・・・パイプ、１１・・・測定
セル、　　　１２・・・多孔板、１３・・・気体分離膜
、　　１４・・・多孔性支持体、１６・・・パイプ、　
　　　１７・・・積層体、Ｉ８・・・ネット。 スパイ ラルモジュ ２１２９分離膜側 計・・スペーサ ４・・・ネット ５・・・パイフ ・Ｐイノ １乏 気体透過試験 第２目

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、多孔性支持体にスプレー型粘着剤を用いて気体分離
   薄膜を付着して成る気体分離膜積層体。