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公開番号2025073422
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-13
出願番号2023184200
出願日2023-10-26
発明の名称積層体の製造方法及びCO2分離方法
出願人東京応化工業株式会社
代理人個人,個人
主分類B32B 7/06 20190101AFI20250502BHJP(積層体)
要約【課題】膜と支持基材とが積層された積層体を、支持体上に犠牲層を形成し、犠牲層上にCO₂分離膜等の膜を形成し、膜上に支持基材を接着した後、支持体及び犠牲層を除去することで製造する際に、水等の液体で犠牲層を容易に除去することができる積層体の製造方法を提供すること。
【解決手段】支持体上に犠牲層形成用組成物を用いて犠牲層を形成する工程と、犠牲層上に膜を形成する工程と、膜上に支持基材を接着する工程と、接着工程後、支持体を剥離する工程と、剥離工程後、犠牲層を液体に溶解させることにより犠牲層を除去する工程とを有する積層体の製造方法において、樹脂とポリオールと溶媒とを含み、樹脂が、水酸基、シアノ基、及びカルボキシル基からなる群より選択される1以上の基である官能基Iと、官能基I以外の親水性基又は疎水性基である官能基IIとを有する犠牲層形成用組成物を用いる、積層体の製造方法。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
少なくとも一つの膜と支持基材とが積層された積層体の製造方法であって、
支持体上に、犠牲層形成用組成物を用いて犠牲層を形成する、犠牲層形成工程と、
前記犠牲層上に、少なくとも一つの膜を形成する、膜形成工程と、
前記少なくとも一つの膜上に、支持基材を接着する、接着工程と、
前記接着工程後、前記支持体を剥離する、剥離工程と、
前記剥離工程後、前記犠牲層を液体に溶解させることにより、前記犠牲層を除去する、犠牲層除去工程と、を有し、
前記犠牲層形成用組成物が、樹脂（Ａ）とポリオール（Ｂ）と溶媒（Ｃ）とを含み、
前記樹脂（Ａ）が、水酸基、シアノ基、及びカルボキシル基からなる群より選択される１以上の基である官能基Ｉと、前記官能基Ｉ以外の親水性基又は疎水性基である官能基ＩＩとを有し、
ただし、前記官能基ＩＩが水酸基、シアノ基、及びカルボキシル基から選択される１以上の基を含む場合、前記樹脂（Ａ）は前記官能基Ｉを有していなくてもよい、
積層体の製造方法。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
前記官能基ＩＩが、親水性基であり、且つ、下記式（Ａ１）：
－ＮＨ－Ｒ
１
（Ａ１）：
（式（Ａ１）中、Ｒ
１
は、アミノ基、スルホン酸基、及び水酸基からなる群より選択される１以上の基で置換された炭素原子数１以上４以下のアルキル基、又は水素原子である。）
で表される基、又は、下記式（Ａ２）：
－Ｎ
＋
Ｒ
２
Ｒ
３
Ｒ
４
・Ｚ
－
（Ａ２）
（式（Ａ２）中、Ｒ
２
、Ｒ
３
、及びＲ
４
は、それぞれ独立に、水素原子、又は炭素原子数１以上６以下の炭化水素基であり、Ｚ
－
は対アニオンである。）
で表される四級アンモニウム塩基である、請求項１に記載の積層体の製造方法。
【請求項３】
前記樹脂（Ａ）は、（メタ）アクリルアミド及び（メタ）アクリルアミド誘導体からなる群より選択される少なくとも一種の単量体に由来する構成単位を有する水溶性樹脂である、請求項２に記載の積層体の製造方法。
【請求項４】
前記官能基Ｉが、下記式（Ａ３）：
ＣＨ
２
＝ＣＲ
５
－（Ｒ
６
）
ａ
－ＣＯ－Ｒ
７
（Ａ３）
（式（Ａ３）中、Ｒ
５
は、水素原子又はメチル基であり、Ｒ
６
は、２価の炭化水素基であり、ａは０又は１であり、Ｒ
７
は、－ＯＨ、－Ｏ－Ｒ
８
、又は－ＮＨ－Ｒ
８
であり、Ｒ
８
は、水酸基、シアノ基、及びカルボキシル基からなる群より選択される１以上の官能基で置換された炭化水素基である。）
で表される単量体に由来する基である、請求項１に記載の積層体の製造方法。
【請求項５】
前記液体は、水である、請求項１に記載の積層体の製造方法。
【請求項６】
前記犠牲層の膜厚は、１μｍ以上２０μｍ以下である、請求項１に記載の積層体の製造方法。
【請求項７】
前記少なくとも一つの膜の膜厚は、１００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下である、請求項１に記載の積層体の製造方法。
【請求項８】
前記犠牲層をアルカリ水溶液に溶解させる工程を有さない、請求項１に記載の積層体の製造方法。
【請求項９】
前記少なくとも一つの膜が、ＣＯ
２
分離膜である、請求項１に記載の積層体の製造方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の積層体の製造方法により積層体を製造する積層体製造工程と、
前記積層体に、ＣＯ
２
を含有する気体を供給することにより、前記気体からＣＯ
２
を分離する分離工程を有する、ＣＯ
２
分離方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層体の製造方法及びＣＯ
２
分離方法に関する。
続きを表示（約 2,900 文字）【背景技術】
【０００２】
気候変動等による地球温暖化を抑制するために、二酸化炭素（ＣＯ
２
）を、ＣＯ
２
分離膜を用いて分離して回収する技術が開発されている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１８－１５６７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ＣＯ
２
分離膜が、例えば薄膜や大型の膜である場合、ＣＯ
２
分離膜単独では自立し難く、変形や破断が生じやすい。このため、ＣＯ
２
分離膜に、ＣＯ
２
分離膜を支持（補強）する支持基材が貼りつけられた積層体が、ＣＯ
２
分離に使用される場合がある。
このような積層体は、例えば、支持体上に犠牲層を形成し、犠牲層上にＣＯ
２
分離膜を形成し、ＣＯ
２
分離膜上に支持基材を接着した後、支持体及び犠牲層を除去することで、製造することができる。
このような製造方法において、樹脂を含む犠牲層を液体に溶解して除去する場合、犠牲層の少なくとも一部が液体に溶解せずに残存しやすいという問題がある。犠牲層が残存すると、ＣＯ
２
を分離し難くなる。残存した犠牲層を除去するためには、例えばさらにアルカリ水溶液（塩基性水溶液）を用いて犠牲層を溶解させることが必要である。
このため、アルカリ等を使用せずに、水等の液体のみを用いて犠牲層を容易に除去できることが望まれる。
なお、ＣＯ
２
分離膜に限らず、その他の膜においても、同様に、膜と支持基材とが積層された積層体が使用される場合がある。このため、その他の膜と支持基材とが積層された積層体を製造する際にも、同様に、水等の液体で犠牲層を容易に除去できることが望まれる。
【０００５】
本発明は、上記の課題に鑑みなされたものであって、少なくとも一つの膜と支持基材とが積層された積層体を、支持体上に犠牲層を形成し、犠牲層上にＣＯ
２
分離膜等の膜を形成し、膜上に支持基材を接着した後、支持体及び犠牲層を除去することで、製造する際に、水等の液体で犠牲層を容易に除去することができる積層体の製造方法、及び当該製造方法により製造された積層体を用いたＣＯ
２
分離方法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】
本発明者らは、支持体上に犠牲層形成用組成物を用いて犠牲層を形成する犠牲層形成工程と、犠牲層上に少なくとも一つの膜を形成する膜形成工程と、少なくとも一つの膜上に支持基材を接着する接着工程と、接着工程後支持体を剥離する剥離工程と、剥離工程後犠牲層を液体に溶解させることにより犠牲層を除去する犠牲層除去工程とを有する積層体の製造方法において、樹脂（Ａ）とポリオール（Ｂ）と溶媒（Ｃ）とを含み、樹脂（Ａ）が、水酸基、シアノ基、及びカルボキシル基からなる群より選択される１以上の基である官能基Ｉと、官能基Ｉ以外の親水性基又は疎水性基である官能基ＩＩとを有し、ただし、官能基ＩＩが水酸基、シアノ基、及びカルボキシル基から選択される１以上の基を含む場合、樹脂（Ａ）は官能基Ｉを有していなくてもよい、犠牲層形成用組成物を用いることにより、上記の課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。具体的には、本発明は以下のようなものを提供する。
【０００７】
［１］少なくとも一つの膜と支持基材とが積層された積層体の製造方法であって、
支持体上に、犠牲層形成用組成物を用いて犠牲層を形成する、犠牲層形成工程と、
前記犠牲層上に、少なくとも一つの膜を形成する、膜形成工程と、
前記少なくとも一つの膜上に、支持基材を接着する、接着工程と、
前記接着工程後、前記支持体を剥離する、剥離工程と、
前記剥離工程後、前記犠牲層を液体に溶解させることにより、前記犠牲層を除去する、犠牲層除去工程と、を有し、
前記犠牲層形成用組成物が、樹脂（Ａ）とポリオール（Ｂ）と溶媒（Ｃ）とを含み、
前記樹脂（Ａ）が、水酸基、シアノ基、及びカルボキシル基からなる群より選択される１以上の基である官能基Ｉと、前記官能基Ｉ以外の親水性基又は疎水性基である官能基ＩＩとを有し、
ただし、前記官能基ＩＩが水酸基、シアノ基、及びカルボキシル基から選択される１以上の基を含む場合、前記樹脂（Ａ）は前記官能基Ｉを有していなくてもよい、
積層体の製造方法。
【０００８】
［２］前記官能基ＩＩが、親水性基であり、且つ、下記式（Ａ１）：
－ＮＨ－Ｒ
１
（Ａ１）：
（式（Ａ１）中、Ｒ
１
は、アミノ基、スルホン酸基、及び水酸基からなる群より選択される１以上の基で置換された炭素原子数１以上４以下のアルキル基、又は水素原子である。）
で表される基、又は、下記式（Ａ２）：
－Ｎ
＋
Ｒ
２
Ｒ
３
Ｒ
４
・Ｚ
－
（Ａ２）
（式（Ａ２）中、Ｒ
２
、Ｒ
３
、及びＲ
４
は、それぞれ独立に、水素原子、又は炭素原子数１以上６以下の炭化水素基であり、Ｚ
－
は対アニオンである。）
で表される四級アンモニウム塩基である、上記［１］に記載の積層体の製造方法。
【０００９】
［３］前記樹脂（Ａ）は、（メタ）アクリルアミド及び（メタ）アクリルアミド誘導体からなる群より選択される少なくとも一種の単量体に由来する構成単位を有する水溶性樹脂である、上記［１］又は［２］に記載の積層体の製造方法。
【００１０】
［４］前記官能基Ｉが、下記式（Ａ３）：
ＣＨ
２
＝ＣＲ
５
－（Ｒ
６
）
ａ
－ＣＯ－Ｒ
７
（Ａ３）
（式（Ａ３）中、Ｒ
５
は、水素原子又はメチル基であり、Ｒ
６
は、２価の炭化水素基であり、ａは０又は１であり、Ｒ
７
は、－ＯＨ、－Ｏ－Ｒ
８
、又は－ＮＨ－Ｒ
８
であり、Ｒ
８
は、水酸基、シアノ基、及びカルボキシル基からなる群より選択される１以上の官能基で置換された炭化水素基である。）
で表される単量体に由来する基である、上記［１］～［３］のいずれか１つに記載の積層体の製造方法。
（【００１１】以降は省略されています）

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