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公開番号2025073068
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-12
出願番号2024146143
出願日2024-08-28
発明の名称多孔質体、複合多孔質体、流体分離膜モジュール、流体分離方法およびガス分離装置
出願人東レ株式会社
代理人
主分類D01F 1/10 20060101AFI20250501BHJP(天然または人造の糸または繊維;紡績)
要約【課題】
本発明は、力学的特性を改善し、輸送中や使用中の破損を回避して、長期間安定した機能を発揮する多孔質体、複合多孔質体、流体分離膜モジュール、流体分離方法およびガス分離装置を提供することを目的とする。
【解決手段】
アスペクト比が10～10,000である粒子で構成されてなることを特徴とする多孔質体。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
アスペクト比が１０～１０，０００である粒子で構成されてなる多孔質体。
続きを表示（約 680 文字）【請求項２】
アスペクト比が１０～１０，０００である粒子の少なくとも一部を接続する成分を有することを特徴とする請求項１記載の多孔質体。
【請求項３】
アスペクト比が１０～１０，０００である粒子の少なくとも一部がグラフェン、カーボンナノチューブ、セルロースナノファイバー、タルク、モンモリロナイト、ウィスカーから選ばれるものであることを特徴とする請求項１記載の多孔質体。
【請求項４】
アスペクト比が１０～１０，０００である粒子の少なくとも一部を接続する成分が、炭素原子を９０～９９．５原子％含有するものであることを特徴とする請求項２記載の多孔質体。
【請求項５】
多孔質体がアスペクト比１０～３０，０００の繊維状またはフィルム状であることを特徴とする請求項１記載の多孔質体。
【請求項６】
多孔質体が中空繊維状であることを特徴とする請求項５記載の多孔質体。
【請求項７】
外直径が０．１～１５ｍｍの中空繊維状であることを特徴とする請求項６記載の多孔質体。
【請求項８】
請求項１～７記載の多孔質体の表面に、膜厚０．１～１０μｍの薄膜を形成したことを特徴とする複合多孔質体。
【請求項９】
薄膜を構成する成分が、炭素原子を９０～９９．５原子％含有することを特徴とする請求項８記載の複合多孔質体。
【請求項１０】
請求項９記載の複合多孔質体を複数収納したことを特徴とする流体分離膜モジュール。
（【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、多孔質体、複合多孔質体、流体分離膜モジュール、流体分離方法およびガス分離装置に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
粒子で構成されてなる多孔質体は、吸着、分離、高透過性等といった優れた特性を示すことから、吸着材、分離膜、吸音材やフィルターなどの様々な用途へ展開されてきた。一方で多孔質体は、高空隙率であることから用途によって力学的特性が課題になることがあり、粒子と共にバインダーを用いる技術が知られている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１２－５７２６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、満足のいくレベルのものを工業的に製造することが難しかった。特許文献１には、セラミックス粉末、膜形成性高分子物質をそれぞれ別々に水溶性の非プロトン性極性溶媒に分散または溶解し、得られたセラミックス粉末分散液と膜形成性高分子物質溶解液とを紡糸前に混合して紡糸原液を調製することを特徴とする多孔質セラミックス中空糸膜製膜用紡糸原液の調製方法が開示されている。セラミックス粉末を用いた多孔質体を得る方法として優れるが、一方で力学的特性、特に柔軟性について課題があり、輸送中や使用中に硬質で伸度の低い多孔質体が破損して、マクロ形態が変化するため、その機能を失ってしまうことがしばしばあった。
【０００５】
そこで、本発明は、力学的特性に優れた多孔質体、複合多孔質体および流体分離膜モジュール、流体分離方法およびガス分離装置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】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明は以下の構成を有する。すなわち本発明は、アスペクト比が１０～１０，０００である粒子で構成されてなることを特徴とする多孔質体である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は、アスペクト比が１０～１０，０００である粒子で構成されてなることで、力学的特性を改善し、輸送中や使用中の破損を回避して、長期間安定した機能を発揮する多孔質体、複合多孔質体、流体分離膜モジュール、流体分離方法およびガス分離装置を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下本発明について例をあげて説明する。しかし本発明は例に限定して解釈されるものではない。
【０００９】
本発明の多孔質体は、アスペクト比が１０～１０，０００である粒子で構成されてなる。
【００１０】
アスペクト比とは、一つの粒子を見た際に、その粒子の三次元データを取得した後に最小二乗法を用いて最も外接する楕円体近似を施し、近似で得られた楕円体を構成する短軸１、短軸２、長軸１のうち、最も長さの短い軸で、最も長さの長い軸を割った値として定義される。粒子の三次元データを取得する方法は特に限定されないが、ＣＴ法をＸ線や電子線、可視光などをプローブに採用した透過型顕微鏡に応用して三次元データを取得する方法や、収束イオンビーム等を用いて観察試料を微細に切削、切削面を顕微鏡観察し、切削、観察を繰り返すことで三次元データを取得する方法が例示される。これら手法は、ある粒子の大きさやアスペクト比に合わせ、ある粒子の全体が三次元データとして観測、取得可能な手法を適宜選択する。このとき、単一の粒子が折れ曲がっている状態だとしても、その形態を保ったまま楕円体近似を行ってアスペクト比を算出する。
（【００１１】以降は省略されています）

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