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公開番号2025039536
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-21
出願番号2024151123
出願日2024-09-03
発明の名称分離膜
出願人東レ株式会社
代理人
主分類B01D 69/12 20060101AFI20250313BHJP(物理的または化学的方法または装置一般)
要約【課題】運搬や使用時にも安定して性能発揮可能な分離膜を提供することを目的とする。
【解決手段】分離機能層を有する分離膜であって、前記分離機能層表面にアスペクト比が3以上10以下である平板状粒子が存在してなる分離膜。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
分離機能層を有する分離膜であって、前記分離機能層の表面にアスペクト比が３以上１００以下である平板状粒子が存在してなる分離膜。
続きを表示（約 580 文字）【請求項２】
前記平板状粒子の少なくとも一部が、前記分離機能層表面に積層してなる請求項１に記載の分離膜。
【請求項３】
前記平板状粒子層の厚みが１０ｎｍ以上１０μｍ以下である、請求項２に記載の分離膜。
【請求項４】
前記平板状粒子層の空隙率が１０％以上７０％以下である、請求項３に記載の分離膜。
【請求項５】
前記平板状粒子のアスペクト比が５以上９５以下である、請求項１に記載の分離膜。
【請求項６】
前記分離膜が繊維状である、請求項１に記載の分離膜。
【請求項７】
前記平板状粒子が前記分離機能層の表面を２０％以上９０％以下被覆している、請求項１に記載の分離膜。
【請求項８】
前記平板状粒子の最長辺と分離膜の平均直径が以下の式１を満たす、請求項６に記載の分離膜。
１０≦Ｄ／Ｌｌ≦５０００・・・式１
［式中、Ｌｌは前記平板状粒子の最長辺を表し、Ｄは前記分離膜の平均直径を表す。]
【請求項９】
前記平板状粒子が無機粒子である、請求項１に記載の分離膜。
【請求項１０】
前記平板状粒子のビッカース硬さが４０以上１００以下である、請求項１に記載の分離膜。
（【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、分離膜に関する。
続きを表示（約 1,300 文字）【背景技術】
【０００２】
各種混合ガスや混合液体から特定の成分を選択的に分離・精製する手法として、膜分離法がある。膜分離法は、分離膜の供給側と透過側で生じる圧力差や濃度差を駆動力とするため、他の流体分離法と比較して省エネルギーな手法として注目されている。
【０００３】
例えば天然ガス精製プラントでは、主成分であるメタンガスと不純物の二酸化炭素を分離・精製するが、膜分離法を活用することで天然ガス原ガスの数ＭＰａ以上の高い噴出圧力を分離・精製に利用できる。
【０００４】
膜分離法における分離膜は、筐体に固定された分離膜モジュールとして使用されるが、運搬や設置時の振動や衝撃、実使用時の膜の伸縮により、膜に欠陥や破断が生じると、欠陥や破断からのリークによって著しく分離性が低下する。膜の耐久性を向上する方法として、膜本体の粒径よりも小さい粒径をもつ粒子で表面を被覆する方法（特許文献１参照）が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０１８－１５８３０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１には、多孔質支持体表面にゼオライト膜が形成されている多孔質支持体－ゼオライト膜複合体の構造を有するエレメントであって、前記ゼオライト膜は、第１の平均粒径(Ｄ１)を有する粗大粒子と、第１の平均粒径(Ｄ１)よりも値が小さい第２の平均粒径(Ｄ２)を有する微細粒子とを含んで構成されるとともに、前記粗大粒子からなるゼオライト膜本体の表面上に前記微細粒子が析出しており、前記第２の平均粒径(Ｄ２)を基準とした前記第１の平均粒径(Ｄ１)の大きさ(Ｄ１／Ｄ２)として定義される粒径比(Ｄｒ)が、２≦Ｄｒ≦１０の条件を満たしていることを特徴とするゼオライト膜エレメントが開示されている。しかしながら、特許文献１の方法は、耐久性の低い粗大粒子の粒界を微細粒子で被覆することで粒界の露出を抑えて耐久性を向上しているものの、膜同士の接触や膜への外部応力に対しては、膜表面で微細粒子同士が引っ掛かったり、微細粒子に応力集中したりして、膜表面に欠陥が発生しやすい課題があった。また、膜表面と微細粒子の接触面積が小さく、運搬時や使用時の脱離も懸念される。
【０００７】
そこで本発明は、運搬後や使用時にも安定して分離性能発揮が可能な分離膜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】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明は以下の構成を有する。
【０００９】
分離機能層を有する分離膜であって、前記分離機能層表面にアスペクト比が３以上１００以下である平板状粒子が存在してなる分離膜。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の分離膜は、運搬や設置時の振動や衝撃、実使用時の膜の伸縮が生じた場合であっても、分離機能層表面に存在する平板状粒子が動くことで、欠陥や破断の発生を抑制でき、優れた分離性能を発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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