特許ウォッチ

公開番号2025144164
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-02
出願番号2024043813
出願日2024-03-19
発明の名称複合中空糸膜
出願人ユニチカ株式会社
代理人
主分類B01D 69/08 20060101AFI20250925BHJP(物理的または化学的方法または装置一般)
要約【課題】中空糸膜にねじれと高圧のガスによる負荷がかかる場合に中空糸膜の破れ及び破断が生じにくい、中空糸膜の提供を主な課題とする。
【解決手段】多孔層を有するポリアミド中空糸膜と、緻密層を有するポリイミド層とを有し、前記ポリイミド層は前記ポリアミド中空糸膜の少なくとも一方の表面に設けられている、複合中空糸膜。前記ポリアミド中空糸膜の最内部及び最外部の空隙率が、前記ポリアミド中空糸膜の中央部の空隙率より低いことが好ましい。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
多孔層を有するポリアミド中空糸膜と、緻密層を有するポリイミド層とを有し、
前記ポリイミド層は前記ポリアミド中空糸膜の少なくとも一方の表面に設けられている、複合中空糸膜。
続きを表示（約 370 文字）【請求項２】
前記ポリアミド中空糸膜の最内部及び最外部の空隙率が、前記ポリアミド中空糸膜の中央部の空隙率より低い、請求項１に記載の複合中空糸膜。
【請求項３】
前記ポリアミド中空糸膜が緻密層を有する、請求項１に記載の複合中空糸膜。
【請求項４】
前記ポリアミド中空糸膜の中央部の空隙率が６０～８０％である、請求項１に記載の複合中空糸膜。
【請求項５】
前記ポリアミド中空糸膜の外径が２００～６００μｍである、請求項１に記載の複合中空糸膜。
【請求項６】
前記ポリイミド層がさらに多孔層を有する、請求項１に記載の複合中空糸膜。
【請求項７】
モジュールケースに、請求項１～６のいずれか１項に記載の複合中空糸膜が収容されてなる、中空糸膜モジュール。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、複合中空糸膜に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
膜分離技術は、従来利用されている熱エネルギーを必要とする相変化を利用した蒸留法などの方法と比較して、理論的にはポンプ駆動に必要な圧力のエネルギーのみを必要とするため、省エネルギーのプロセスであり、温出効果ガス削減に貢献する重要な技術である。
【０００３】
ガス分離の分野においても分離膜は使用され、高分子を用いた分離膜では、その材質としてポリイミド樹脂が良く利用される（例えば非特許文献１）。ポリイミド樹脂は他の樹脂と比較し気体透過・選択特性のバランスに優れ、また高耐熱、高強度等の物理的、化学的特性に優れているためである。
【０００４】
分離膜の形状としては主に、シート状の平膜とストロー状の中空糸膜の２種類があるが、中空糸膜は同一体積における膜面積効率が高いという利点を有しており（例えば特許文献１）、ガス分離膜モジュールにおいてもポリイミドの中空糸膜モジュールが用いられることが多い。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
繊維学会誌、１９９５年、５１巻、２号、２１頁
【特許文献】
【０００６】
特開２０１９－１８１４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ガス分離膜が利用される際、処理されるガスは、高圧にされることが多い。前記したポリイミド中空糸膜は高強度であるため耐圧性を有するが、一般に引張伸度・靭性に乏しく、装置運転時の処理ガス・非処理ガスの流量変化や乱流、圧力変化等により中空糸膜にねじれが生じる場合があり、ねじれと高圧のガスによる負荷がかかり中空糸膜に破れや破断が生じやすいという問題があった。
【０００８】
そこで、本発明は、上記問題を解決し、中空糸膜にねじれと高圧のガスによる負荷がかかる場合に中空糸膜の破れ及び破断が生じにくい、中空糸膜の提供を主な課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者は、前記課題を解決すべく鋭意検討を行ったところ、多孔層を有するポリアミド中空糸膜と、緻密層を有するポリイミド層とを有し、前記ポリイミド層は前記ポリアミド中空糸膜の表面に設けられている、複合中空糸膜とすることにより、複合中空糸膜にねじれと高圧のガスによる負荷がかかる場合に複合中空糸膜の破れ及び破断が生じにくいものとなることを見出した。本発明は、かかる知見に基づいて更に検討を重ねることにより完成したものである。
【００１０】
すなわち、本発明は、下記に掲げる態様の発明を提供する。
項１．多孔層を有するポリアミド中空糸膜と、緻密層を有するポリイミド層とを有し、前記ポリイミド層は前記ポリアミド中空糸膜の少なくとも一方の表面に設けられている、複合中空糸膜。
項２．前記ポリアミド中空糸膜の最内部及び最外部の空隙率が、前記ポリアミド中空糸膜の中央部の空隙率より低い、項１に記載の複合中空糸膜。
項３．前記ポリアミド中空糸膜が緻密層を有する、項１又は２に記載の複合中空糸膜。
項４．前記ポリアミド中空糸膜の中央部の空隙率が６０～８０％である、項１～３のいずれか１項に記載の複合中空糸膜。
項５．前記ポリアミド中空糸膜の外径が２００～６００μｍである、項１～４のいずれか１項に記載の複合中空糸膜。
項６．前記ポリイミド層がさらに多孔層を有する、項１～５のいずれか１項に記載の複合中空糸膜。
項７．モジュールケースに、項１～６のいずれか１項に記載の複合中空糸膜が収容されてなる、中空糸膜モジュール。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許