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公開番号2025125292
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-27
出願番号2024021255
出願日2024-02-15
発明の名称気体分離膜および気体分離膜の製造方法
出願人セイコーエプソン株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類B01D 69/12 20060101AFI20250820BHJP(物理的または化学的方法または装置一般)
要約【課題】二酸化炭素のガス透過性に優れるとともに分離膜の密着性が良好な気体分離膜およびその製造方法を提供すること。
【解決手段】二酸化炭素を含む混合気体から、二酸化炭素を選択的に透過させて分離する気体分離膜であって、互いに表裏の関係を持つ第1主面および第2主面、ならびに、前記第1主面と前記第2主面とをつなぐ気孔、を有し、シート状をなす多孔質体と、前記第1主面に設けられ、高分子材料で構成されている分離層と、を備え、前記分離層の一部が、前記第1主面よりも前記気孔の内部に入り込んでおり、前記分離層の平均厚さをAとし、前記分離層の前記多孔質体への入り込み深さをBとするとき、比B/Aが、30%以上であることを特徴とする気体分離膜。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
二酸化炭素を含む混合気体から、二酸化炭素を選択的に透過させて分離する気体分離膜であって、
互いに表裏の関係を持つ第１主面および第２主面、ならびに、前記第１主面と前記第２主面とをつなぐ気孔、を有し、シート状をなす多孔質体と、
前記第１主面に設けられ、高分子材料で構成されている分離層と、
を備え、
前記分離層の一部が、前記第１主面よりも前記気孔の内部に入り込んでおり、
前記分離層の平均厚さをＡとし、前記分離層の前記多孔質体への入り込み深さをＢとするとき、比Ｂ／Ａが、３０％以上であることを特徴とする気体分離膜。
続きを表示（約 900 文字）【請求項２】
前記多孔質体は、連続気泡構造のフィルターである請求項１に記載の気体分離膜。
【請求項３】
前記多孔質体の平均厚さは、１μｍ以上３０００μｍ以下であり、
前記多孔質体の平均気孔径は、０．０１μｍ以上１０００μｍ以下である請求項１または２に記載の気体分離膜。
【請求項４】
前記分離層の前記平均厚さＡは、１０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下であり、
前記多孔質体の表面粗さは、２００ｎｍ以下である請求項１または２に記載の気体分離膜。
【請求項５】
前記高分子材料は、オルガノポリシロキサンを含む請求項１または２に記載の気体分離膜。
【請求項６】
請求項１に記載の気体分離膜を製造する方法であって、
前記多孔質体の前記第１主面に液状の原材料を供給し、塗膜を形成する工程と、
前記塗膜の前記多孔質体とは反対側からエネルギーを付与する処理を行うことにより、前記塗膜を硬化または固化させ、前記分離層を形成する工程と、
前記塗膜の硬化または固化していない部分を除去する工程と、
を有することを特徴とする気体分離膜の製造方法。
【請求項７】
前記液状の原材料は、未硬化または半硬化の熱硬化性樹脂を含み、
前記エネルギーを付与する処理は、前記塗膜に赤外線を照射して、前記塗膜を加熱することにより、前記熱硬化性樹脂を硬化させる処理である請求項６に記載の気体分離膜の製造方法。
【請求項８】
前記液状の原材料は、未硬化または半硬化の光硬化性樹脂を含み、
前記エネルギーを付与する処理は、前記塗膜に可視光または紫外線を照射することにより、前記光硬化性樹脂を硬化させる処理である請求項６に記載の気体分離膜の製造方法。
【請求項９】
前記液状の原材料は、モノマー成分を含み、
前記エネルギーを付与する処理は、前記塗膜にプラズマまたは電子線を照射して、前記モノマー成分を重合させる処理である請求項６に記載の気体分離膜の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、気体分離膜および気体分離膜の製造方法に関するものである。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
カーボンニュートラルの実現に向けて、大気中の二酸化炭素を取り込んで直接回収する技術が検討されている。この技術としては、吸収液や吸着材に二酸化炭素を吸収、吸着させる方法である化学吸収・吸着法、気体分離膜を用いて二酸化炭素を分離する膜分離法等が知られている。
【０００３】
特許文献１には、多成分混合ガスから特定のガス成分のみを透過させるガス分離能を有するガス分離体が開示されている。このガス分離体は、多孔質基体と、ガス分離能を有する金属と、を有する。ガス分離能を有する金属は、多孔質基体表面に開いている小孔の内部を充填して閉塞している。これにより、小孔を通過する多成分混合ガスから特定のガス成分のみを分離することができる。
【０００４】
また、特許文献１には、めっき法により、多孔質基体の小孔の内部に金属の被膜を形成することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開平１０－１１３５４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、金属を用いた分離層は、二酸化炭素のガス透過性が十分ではない。一方、分離層に有機材料のような非金属材料を用いた場合、分離層と多孔質基体との密着性を十分に高められないという懸念がある。
【０００７】
そこで、二酸化炭素のガス透過性に優れるとともに分離層の密着性が良好な気体分離膜の実現が課題となっている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の適用例に係る気体分離膜は、
二酸化炭素を含む混合気体から、二酸化炭素を選択的に透過させて分離する気体分離膜であって、
互いに表裏の関係を持つ第１主面および第２主面、ならびに、前記第１主面と前記第２主面とをつなぐ気孔、を有し、シート状をなす多孔質体と、
前記第１主面に設けられ、高分子材料で構成されている分離層と、
を備え、
前記分離層の一部が、前記第１主面よりも前記気孔の内部に入り込んでおり、
前記分離層の平均厚さをＡとし、前記分離層の前記多孔質体への入り込み深さをＢとするとき、比Ｂ／Ａが、３０％以上である。
【０００９】
本発明の適用例に係る気体分離膜の製造方法は、
本発明の適用例に係る気体分離膜を製造する方法であって、
前記多孔質体の前記第１主面に液状の原材料を供給し、塗膜を形成する工程と、
前記塗膜の前記多孔質体とは反対側からエネルギーを付与する処理を行うことにより、前記塗膜を硬化または固化させ、前記分離層を形成する工程と、
前記塗膜の硬化または固化していない部分を除去する工程と、
を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
実施形態に係る気体分離膜を模式的に示す断面図である。
実施形態に係る気体分離膜の製造方法の構成を示す工程図である。
図２に示す気体分離膜の製造方法を説明するための断面図である。
図２に示す気体分離膜の製造方法を説明するための断面図である。
図２に示す気体分離膜の製造方法を説明するための断面図である。
図２に示す気体分離膜の製造方法を説明するための断面図である。
図２に示す気体分離膜の製造方法を説明するための断面図である。
【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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