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公開番号2025028703
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-03
出願番号2023133675
出願日2023-08-18
発明の名称非対称中空糸膜およびその製造方法
出願人三井化学株式会社
代理人弁理士法人エスエス国際特許事務所
主分類B01D 71/26 20060101AFI20250221BHJP(物理的または化学的方法または装置一般)
要約【課題】非常に高い気体流速および高いCO₂/N₂選択性を有し、かつ、均一な孔径および高い多孔度を有する非対称中空糸膜を提供することにある。
【解決手段】複数の細孔を有し、4-メチル-1-ペンテン由来の構成単位(i)の含有量が99.4モル%超100モル%以下であり、炭素原子数2～20のα-オレフィンから選ばれる少なくとも1種由来の構成単位(ii)の含有量が0モル%以上0.6モル%未満である半結晶性熱可塑性ポリマー(A)を含む、多孔質基材と、4-メチル-1-ペンテン由来の構成単位(iii)の含有量が0.5質量%以上98質量%以下であり、炭素原子数2～20のα-オレフィンから選ばれる少なくとも1種由来の構成単位(iv)の含有量が2質量%以上99.5質量%以下である半結晶性熱可塑性コポリマー(B)を含む、スキン層とを含む非対称中空糸膜。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
複数の細孔を有し、４－メチル－１－ペンテン由来の構成単位（ｉ）の含有量が９９．４モル％超１００モル％以下であり、炭素原子数２～２０のα－オレフィン（ただし、４－メチル－１－ペンテンを除く。）から選ばれる少なくとも１種由来の構成単位（ｉｉ）の含有量が０モル％以上０．６モル％未満である（ただし、前記構成単位（ｉ）の含有量と前記構成単位（ｉｉ）の含有量との合計を１００モル％とする。）半結晶性熱可塑性ポリマー（Ａ）を含む、多孔質基材と、
４－メチル－１－ペンテン由来の構成単位（ｉｉｉ）の含有量が０．５質量％以上９８質量％以下であり、炭素原子数２～２０のα－オレフィン（ただし、４－メチル－１－ペンテンを除く。）から選ばれる少なくとも１種由来の構成単位（ｉｖ）の含有量が２質量％以上９９．５質量％以下である（ただし、前記構成単位（ｉｉｉ）の含有量と前記構成単位（ｉｖ）の含有量との合計を１００質量％とする。）半結晶性熱可塑性コポリマー（Ｂ）を含む、スキン層と
を含む非対称中空糸膜。
続きを表示（約 620 文字）【請求項２】
前記複数の細孔が、複数の微細孔を含み、前記複数の微細孔が、０．０１～１．０μｍの直径を有する、請求項１に記載の非対称中空糸膜。
【請求項３】
前記非対称中空糸膜の多孔度が５～８０％である、請求項１に記載の非対称中空糸膜。
【請求項４】
前記スキン層が、前記多孔質基材よりも多孔度が低く、前記非対称中空糸膜の外側表面はシースを構成し、前記多孔質基材が、前記非対称中空糸膜の内腔表面を構成している、請求項１に記載の非対称中空糸膜。
【請求項５】
前記スキン層が非多孔質である、請求項４に記載の非対称中空糸膜。
【請求項６】
前記多孔質基材が、２００ｐｐｍ～５質量％の核剤を更に含む（ただし、多孔質基材を１００質量％とする。）、請求項１に記載の非対称中空糸膜。
【請求項７】
前記スキン層の厚さが、１．０μｍ以上２０μｍ未満である、請求項１に記載の非対称中空糸膜。
【請求項８】
前記多孔質基材の厚さが、５～２００μｍである、請求項１に記載の非対称中空糸膜。
【請求項９】
前記非対称中空糸膜が、不均質な非対称中空糸膜である、請求項１に記載の非対称中空糸膜。
【請求項１０】
前記スキン層が、前記多孔質基材を完全に覆っている、請求項１に記載の非対称中空糸膜。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、非対称中空糸膜およびその製造方法に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
微多孔質中空糸は、サイズ、相、電荷などに基づいて、流体流から成分を分離するために使用することができる。微多孔質中空糸は、多くの場合、数μｍのオーダーの制御された多孔度および孔径を有する材料を採用することが多く、例えば、分離、濾過、拡散、およびバリア用途を含む多くの使用を有することができる（特許文献１）。これらの広範な用途は、いくつか例を挙げると、医療用装置、電気化学デバイス、化学処理デバイス、製薬機器、および浄水に実際に適用されている。
【０００３】
微多孔質中空糸膜の機能性は、多くの場合、特定の最終用途の複雑な機能であり、中空糸の構造（例えば、中空糸直径、壁厚、多孔度、孔径、および孔屈曲度）、並びに非対称中空糸膜表面の組成または化学的性質である。多くの場合、中空糸のこれらおよび他の変数は、特定の最終用途に合わせて調整されなければならない。例えば、気体透過性分離層を有する膜を使用して、選択的気体／気体および／または気体／液体通路を提供することができる。
【０００４】
非対称微多孔質中空糸膜は、溶解気体の選択的通過および液体水または他の水性液体の遮断を可能にし、印刷中の水性印刷インクの脱気、または石油回収を向上させるために使用される水性ブラインからの二酸化炭素またはメタンなどの溶解気体の分離などの特定の用途において、気体／液体分離を達成するために、膜コンタクタにおいて有利に使用され得る（特許文献２）。
【０００５】
少なくとも特定の既知の微多孔質中空糸膜は、特定の動作条件下で、いくつかの特定の気体／液体分離用途において完全に満足できるものではないことが判明している。したがって、特定の最終用途のために設計された既知の膜コンタクタ上を超える改善された設計または動作特性を有する、改良された中空糸膜コンタクタに対する必要性が存在する。
【０００６】
例えば、環境上の懸念を考慮すると、構成成分を分離する要望、装置を保護する必要性、および／またはプロセス効率を改善するための努力が必要であり、例えば、構成成分または汚染物質が環境を汚染せず、装置に悪影響を及ぼさないように、またはそれがリサイクルされるように、多くの場合、１つ以上の構成成分または汚染物質を流出流から除去することが必要または望ましい。既存の工業プロセスは、環境排出を低減するため、および／または効率を高めるために、頻繁にアップグレードされなければならない。したがって、排出を低減させ、設備を保護し、リサイクルし、または効率を向上させるために、既存のプラントに経済的に追加導入することができるプロセスおよびシステムに対する必要性がしばしば存在する。
【０００７】
したがって、より幅広い用途で使用することができるように、また特定の目的、特定の動作条件下などでより良好に機能することができるように、改善された微多孔質中空糸膜材料に対する必要性も存在する。印刷中の水性印刷インクの脱気、または石油回収を向上させるために使用される水性ブラインからの二酸化炭素またはメタンなどの溶解気体の分離などの特定の用途における気体／液体分離で使用するための、既知の膜コンタクタを超えて改善された設計または特性を有する改善された膜コンタクタに対する必要性も存在する。本開示の少なくとも特定の例示的実施形態が目的とすることは、これらまたは他の必要性を満たす非対称微多孔質中空糸膜デバイスを提供することである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
ＷＯ２０１８/１２８６８８公報
ＷＯ２０１２/１３８７５５公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、非常に高い気体流速および高いＣＯ
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選択性を有し、かつ、均一な孔径および高い多孔度を有する非対称中空糸膜を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、以下の態様例によれば、前記課題を解決できることを見出し、本発明を完成した。本発明の態様例を以下に示す。
（【００１１】以降は省略されています）

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