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公開番号2025137156
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-19
出願番号2024036204
出願日2024-03-08
発明の名称分離機能層、分離膜、及び分離機能層の製造方法
出願人日東電工株式会社
代理人弁理士法人青藍国際特許事務所
主分類B01D 71/64 20060101AFI20250911BHJP(物理的または化学的方法または装置一般)
要約【課題】長時間使用したときの分離性能の低下が軽減された分離機能層を提供する。
【解決手段】本発明の分離機能層1は、ポリイミドと、共有結合を介して、当該ポリイミドと結合しているフィラーと、を含む。ポリイミドは、6員環の酸無水物構造を有するテトラカルボン酸二無水物a1に由来する構成単位A1、及びアミン化合物に由来する構成単位Bを含む。本発明の分離膜10は、分離機能層1と、分離機能層1を支持している多孔性支持体3と、を備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
ポリイミドと、
共有結合を介して、前記ポリイミドと結合しているフィラーと、
を含み、
前記ポリイミドは、６員環の酸無水物構造を有するテトラカルボン酸二無水物ａ１に由来する構成単位Ａ１、及びアミン化合物に由来する構成単位Ｂを含む、分離機能層。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記アミン化合物は、２以上のアミノ基を有する、請求項１に記載の分離機能層。
【請求項３】
前記フィラーが、前記ポリイミドと共有結合を形成する反応部位としてアミノ基を有する、請求項１に記載の分離機能層。
【請求項４】
前記構成単位Ｂは、前記フィラーと共有結合を形成する反応部位を有するアミン化合物ｂ１に由来する構成単位Ｂ１を含む、請求項１に記載の分離機能層。
【請求項５】
前記ポリイミドにおいて、全ての前記構成単位Ｂの物質量に対する、前記構成単位Ｂ１の物質量の比率が２０ｍоｌ％未満である、請求項４に記載の分離機能層。
【請求項６】
前記アミン化合物ｂ１は、アミノ基と縮合反応可能な官能基を有する、請求項４に記載の分離機能層。
【請求項７】
前記構成単位Ｂは、前記アミン化合物ｂ１とは異なるアミン化合物ｂ２に由来する構成単位Ｂ２をさらに含む、請求項４に記載の分離機能層。
【請求項８】
前記構成単位Ｂ２は、下記式（Ｃ１）、式（Ｃ２）、式（Ｃ３）、又は式（Ｃ４）で表される、請求項７に記載の分離機能層。
TIFF
2025137156000026.tif
151
170
前記式（Ｃ１）において、Ｒ
1c
～Ｒ
4c
は、互いに独立して、水素原子又は任意の置換基であり、
前記式（Ｃ２）において、Ｒ
5c
～Ｒ
8c
は、互いに独立して、水素原子又は任意の置換基であり、
前記式（Ｃ３）において、Ｒ
9c
～Ｒ
16c
は、互いに独立して、水素原子又は任意の置換基であり、Ｘ
3
は、単結合又は任意の連結基であり、
前記式（Ｃ４）において、Ｒ
17c
～Ｒ
22c
は、互いに独立して、水素原子又は任意の置換基であり、
前記式（Ｃ１）～（Ｃ４）において、任意の置換基は、前記フィラーと共有結合を形成する前記反応部位を含む基以外の置換基である。
【請求項９】
前記構成単位Ａ１は、下記式（Ａ１）で表される、請求項１に記載の分離機能層。
TIFF
2025137156000027.tif
42
170
前記式（Ａ１）において、Ｒ
1a
～Ｒ
4a
は、互いに独立して、水素原子又は任意の置換基である。
【請求項１０】
厚さが１μｍ以下である、請求項１に記載の分離機能層。
（【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、分離機能層、分離膜、及び分離機能層の製造方法に関する。
続きを表示（約 1,200 文字）【背景技術】
【０００２】
二酸化炭素などの酸性ガスを含む混合気体から酸性ガスを分離する方法として、膜分離法が開発されている。膜分離法は、混合気体に含まれる酸性ガスを吸収剤に吸収させて分離する吸収法と比べて、運転コストを抑えながら酸性ガスを効率的に分離することができる。
【０００３】
膜分離法に用いられる分離膜としては、分離機能層を多孔性支持体の上に形成した複合膜が挙げられる。分離機能層の材料としては、例えば、ポリイミド樹脂、ポリエーテルブロックアミド樹脂などの樹脂が挙げられる。例えば、特許文献１には、ポリイミド樹脂を含む分離膜が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１４－１８４４２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の分離膜は、分離性能の経時変化の観点から改善の余地がある。そこで本発明は、長時間使用したときの分離性能の低下が軽減された分離機能層を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、
ポリイミドと、
共有結合を介して、前記ポリイミドと結合しているフィラーと、
を含み、
前記ポリイミドは、６員環の酸無水物構造を有するテトラカルボン酸二無水物ａ１に由来する構成単位Ａ１、及びアミン化合物に由来する構成単位Ｂを含む、分離機能層を提供する。
【０００７】
さらに本発明は、
上記の分離機能層と、
前記分離機能層を支持している多孔性支持体と、
を備えた、分離膜を提供する。
【０００８】
さらに本発明は、
ポリイミド及びフィラーを反応させて、共有結合を形成することと、
前記共有結合を介して結合している前記ポリイミド及び前記フィラーを含む分離機能層を作製することと、
を含み、
前記ポリイミドは、６員環の酸無水物構造を有するテトラカルボン酸二無水物ａ１に由来する構成単位Ａ１、及びアミン化合物に由来する構成単位Ｂを含む、分離機能層の製造方法を提供する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、長時間使用したときの分離性能の低下が軽減された分離機能層を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
本発明の一実施形態にかかる分離機能層の断面図である。
本発明の一実施形態に係る分離膜を模式的に示す断面図である。
本発明の分離膜を備えた膜分離装置の概略断面図である。
本発明の分離膜を備えた膜分離装置の変形例を模式的に示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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