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JP2014079754A - Separation module, manufacturing method of separation module, tube body and winding displacement prevention member - Google Patents

Separation module, manufacturing method of separation module, tube body and winding displacement prevention member Download PDF

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JP2014079754A
JP2014079754A JP2013202276A JP2013202276A JP2014079754A JP 2014079754 A JP2014079754 A JP 2014079754A JP 2013202276 A JP2013202276 A JP 2013202276A JP 2013202276 A JP2013202276 A JP 2013202276A JP 2014079754 A JP2014079754 A JP 2014079754A
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JP
Japan
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separation module
separation
gas
module according
membrane
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JP2013202276A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshihiro Aburaya
吉宏 油屋
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Fujifilm Corp
Original Assignee
Fujifilm Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress a pressure loss, and to impart highly efficient separability.SOLUTION: A separation module 10 has: a center pipe 14 having a plurality of through hole groups 14B formed on the outer peripheral surface 14A at intervals in the pipe axial direction A; and a plurality of laminates 16 including a separation membrane 38A for separating a component of a liquid or gas and guiding it to the through hole groups 14B, wound multiply around the center pipe 14 covering each of the plurality of through hole groups 14B, into which a liquid or gas flows from the pipe axial direction A.

Description

本発明は、分離モジュール、分離モジュールの製造方法、管体及び巻きズレ防止部材に関する。   The present invention relates to a separation module, a method for manufacturing the separation module, a tubular body, and a winding deviation prevention member.

近年、原料中のガスや水を選択的に分離する分離モジュールの開発が進んでいる。   In recent years, development of a separation module that selectively separates gas and water in a raw material has been progressing.

例えば、特開平3−249907号公報には、貫通孔群を有する管体と貫通孔を覆うように管体に巻きつけられた積層体とからなり、積層体を構成する分離膜により、水中から炭酸ガスを選択的に分離して貫通孔群を介して管体から排出する分離モジュールが開示されている。この分離モジュールは使用時に、分離膜の面積を大きくするため圧力容器内に複数本収納され、分離モジュールの管体同士がクランプで接続される。   For example, JP-A-3-249907 discloses a tube having a group of through-holes and a laminate wound around the tube so as to cover the through-holes, and from the water by a separation membrane constituting the laminate. A separation module is disclosed that selectively separates carbon dioxide gas and discharges it from a pipe body through a group of through holes. When the separation module is used, a plurality of separation modules are accommodated in the pressure vessel in order to increase the area of the separation membrane, and the tubes of the separation module are connected to each other by a clamp.

しかしながら、特開平3−249907号公報の分離モジュールでは、複数本収納された分離モジュール同士が正しく接続されない場合、その接続部分で圧力損失が発生し、分離能が大きく損なわれてしまう。また、圧力容器内に収納する際、圧力容器中でクランプ接続する際、分離モジュールにダメージを与えてしまい、分離能が著しく低下する問題があった。   However, in the separation module disclosed in JP-A-3-249907, when a plurality of separated modules are not correctly connected to each other, a pressure loss occurs at the connection portion, and the separation performance is greatly impaired. Further, when stored in the pressure vessel, when the clamp connection is made in the pressure vessel, the separation module is damaged, and there is a problem that the separation performance is remarkably lowered.

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、圧力損失を抑制し、高効率な分離能を有する分離モジュール及び分離モジュールの製造方法と、これらに関する管体及び巻きズレ防止部材とを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a separation module and a separation module manufacturing method that suppresses pressure loss and has a high-efficiency separation ability, and a tubular body and an anti-winding member related thereto. For the purpose.

本発明の上記課題は下記の手段によって解決された。
本発明の第1態様に係る分離モジュールは、管軸方向に間隔をあけて外周面に貫通孔群が複数形成された管体と、液体又は気体の構成要素を分離して前記貫通孔群に案内する分離膜を含み、前記複数の貫通孔群のそれぞれを覆って前記管体に多重に巻きつけられ、前記管軸方向から前記液体又は前記気体が流入される複数の積層体と、を有する。
The above-described problems of the present invention have been solved by the following means.
The separation module according to the first aspect of the present invention separates a tubular body in which a plurality of through-hole groups are formed on the outer peripheral surface at intervals in the tube axis direction and a liquid or gas component into the through-hole group. A plurality of stacked bodies including a separation membrane for guiding, covering each of the plurality of through-hole groups, being wound around the tube body in a multiple manner, and receiving the liquid or the gas from the tube axis direction. .

この構成によれば、使用時には単独で容器内に収納され、複数の積層体のうち管軸方向の一端部側の積層体に液体又は気体が流入されると、分離膜により液体又は気体の構成要素が分離され貫通孔群へ案内される。分離されて残った液体又は気体は、管軸方向の他端部側の積層体まで、順次、流入されて構成要素が分離される。各積層体から分離された構成要素は、各積層体からそれぞれが覆っている貫通孔群を通り管体に流れる。このように、複数の積層体に対して管体が共通しているため、積層体毎に管体を有する場合と比較して、管体同士を接続する必要がなく、圧力損失を抑制することができる。したがって、分離モジュールは、高効率な分離能を有することとなる。   According to this configuration, when the liquid or the gas flows into the stacked body on one end side in the tube axis direction among the multiple stacked bodies, the liquid or the gas is configured by the separation membrane. The elements are separated and guided to the group of through holes. The liquid or gas remaining after separation is sequentially introduced to the stacked body on the other end side in the tube axis direction, and the components are separated. The component separated from each laminated body flows through the through-hole group which each covers from each laminated body, and flows into a pipe body. As described above, since the pipe body is common to the plurality of laminated bodies, it is not necessary to connect the pipe bodies to each other and the pressure loss is suppressed as compared with the case where the laminated bodies have the tubular bodies. Can do. Therefore, the separation module has a highly efficient separation ability.

本発明の第2態様に係る分離モジュールでは、第1態様において、前記分離膜は、促進輸送型の膜である。   In the separation module according to the second aspect of the present invention, in the first aspect, the separation membrane is a facilitated transport type membrane.

この構成によれば、促進輸送型の膜で液体又は気体の構成要素が分離される。   According to this configuration, liquid or gas components are separated by the facilitated transport type membrane.

本発明の第3態様に係る分離モジュールでは、第2態様において、前記分離膜は、水溶性高分子化合物及び二酸化炭素キャリアを含む促進輸送膜と、前記促進輸送膜を支持する多孔質支持体と、を有する。   In the separation module according to the third aspect of the present invention, in the second aspect, the separation membrane includes a facilitated transport membrane containing a water-soluble polymer compound and a carbon dioxide carrier, and a porous support that supports the facilitated transport membrane. Have.

この構成によれば、気体に水蒸気が含まれていても、当該水蒸気を水溶性高分子化合物が吸湿して当該水溶性高分子化合物を含有する促進輸送膜が水分を保持することで、二酸化炭素キャリアが輸送し易くなるので、溶解拡散膜等の他の分離膜を用いる場合に比べて分離能が高まる。   According to this configuration, even if water vapor is included in the gas, the water-soluble polymer compound absorbs the water vapor, and the facilitated transport film containing the water-soluble polymer compound retains moisture, thereby Since the carrier can be easily transported, the separation performance is enhanced as compared with the case of using another separation membrane such as a dissolution diffusion membrane.

本発明の第4態様に係る分離モジュールでは、第1態様において、前記分離膜は、分子ゲート型の膜である。   In the separation module according to the fourth aspect of the present invention, in the first aspect, the separation membrane is a molecular gate type membrane.

この構成によれば、分子ゲート型の膜で液体又は気体の構成要素が分離される。   According to this configuration, liquid or gas components are separated by the molecular gate type film.

本発明の第5態様に係る分離モジュールでは、第1態様〜第4態様の何れか1つの態様において、前記積層体の両端部に嵌め込まれ、前記積層体の巻きズレを防止する巻きズレ防止部材を有する。   In the separation module according to the fifth aspect of the present invention, in any one of the first to fourth aspects, the winding deviation preventing member that is fitted into both end portions of the laminated body and prevents winding deviation of the laminated body. Have

この構成によれば、管体に巻きつけられた全ての積層体の巻きズレが防止される。   According to this structure, the winding shift | offset | difference of all the laminated bodies wound around the pipe body is prevented.

本発明の第6態様に係る分離モジュールでは、第1態様〜第5態様の何れか1つの態様において、前記管体は、スイープガスが流入される流入口と、前記分離膜により分離され前記積層体を通り前記貫通孔群から集合した気体が前記スイープガスと共に流出される流出口と、各貫通孔群における前記管軸方向の中心部に位置し前記管内部を仕切る複数の仕切部材と、を有する。   In the separation module according to a sixth aspect of the present invention, in any one of the first to fifth aspects, the tube body is separated by the inlet into which a sweep gas is introduced and the separation membrane, and the stacked layer is provided. An outlet through which the gas gathered from the through-hole group passes through the body and flows out together with the sweep gas, and a plurality of partition members that are located in the central portion of the through-hole direction in each through-hole group and partition the inside of the pipe. Have.

この構成によれば、流入口から管体内部にスイープガスが流入されると、複数の仕切部材に当たり、貫通孔群を介して管体内部から積層体に流れ出す。この際、スイープガスは、分離膜によって分離された気体をスイープしながら、仕切部材を越えて再び管体内部に流れ込む。これにより、分離された気体は、積層体内部で滞留することなく貫通孔群を介して管体内部に流れ込んで流出口からスイープガスと共に流出される。この結果、気体漏れが抑制され、分離能がより高くなる。   According to this configuration, when the sweep gas flows into the pipe body from the inflow port, it hits the plurality of partition members and flows out from the pipe body to the laminate through the through hole group. At this time, the sweep gas sweeps the gas separated by the separation membrane and flows again into the tube body over the partition member. Thereby, the separated gas flows into the tube body through the through hole group without staying in the laminated body, and flows out together with the sweep gas from the outlet. As a result, gas leakage is suppressed and the separation performance is further increased.

本発明の第7態様に係る分離モジュールでは、第5態様において、前記巻きズレ防止部材は、前記管体が挿入される筒部と、前記筒部の外周面から放射状に延び前記積層体の端面に当接するスポーク部と、前記スポーク部の先端部に設けられ、前記管軸方向に沿って両側へ張り出し、隣り合う前記積層体の端部外周部へそれぞれ嵌め込まれるキャップ部と、を有する。   In the separation module according to a seventh aspect of the present invention, in the fifth aspect, the anti-winding prevention member includes a cylindrical portion into which the tubular body is inserted, and an end surface of the laminate that extends radially from the outer peripheral surface of the cylindrical portion. And a cap portion that is provided at a tip portion of the spoke portion, projects to both sides along the tube axis direction, and is fitted into an outer peripheral portion of an end portion of the adjacent laminated body.

この構成によれば、隣り合う積層体同士が1つの巻きズレ防止部材を共通して使用することができる。   According to this configuration, adjacent laminated bodies can use one winding deviation preventing member in common.

本発明の第8態様に係る分離モジュールでは、第7態様において、前記巻きズレ防止部材は、前記筒部の軸方向に沿って分割され、前記分割された巻きズレ防止部材には、互いに接続される接続手段が設けられている。   In the separation module according to an eighth aspect of the present invention, in the seventh aspect, the winding deviation prevention member is divided along the axial direction of the cylindrical portion, and the divided winding deviation prevention members are connected to each other. Connecting means are provided.

この構成によれば、隣り合う積層体同士の端部外周部へキャップ部を嵌め込み易い。   According to this configuration, it is easy to fit the cap portion into the outer peripheral portion of the end portion between adjacent stacked bodies.

本発明の第9態様に係る分離モジュールでは、第1態様〜第8態様の何れか1つの態様において、前記管体は、前記積層体を巻きつける位置の位置決め手段を有している。   In the separation module according to the ninth aspect of the present invention, in any one of the first to eighth aspects, the tubular body has positioning means for wrapping the laminated body.

この構成によれば、複数の積層体を管体に正確に巻きつけることができる。   According to this structure, a some laminated body can be wound around a pipe body correctly.

本発明の第10態様に係る分離モジュールの製造方法は、第1態様〜第9態様の何れか1つに記載の分離モジュールを製造する製造方法であって、前記管体を軸周りに回転させ、前記複数の積層体を同時に前記管体に巻きつける工程を有する。   A method for manufacturing a separation module according to a tenth aspect of the present invention is a manufacturing method for manufacturing the separation module according to any one of the first to ninth aspects, wherein the tube body is rotated about an axis. And a step of winding the plurality of laminated bodies around the tubular body at the same time.

この構成によれば、生産速度が上がり、また積層体間の性能のバラつきを抑制することができる。   According to this configuration, the production speed can be increased, and variations in performance between the laminates can be suppressed.

本発明の第11態様に係る管体は、第1態様〜第9態様の何れか1つに記載の分離モジュールに用いられ、管軸方向に間隔をあけて外周面に貫通孔群を複数有する。   A tubular body according to an eleventh aspect of the present invention is used in the separation module according to any one of the first aspect to the ninth aspect, and has a plurality of through-hole groups on the outer peripheral surface with an interval in the tube axis direction. .

この構成によれば、貫通孔群毎に積層体を巻きつけることができる。   According to this structure, a laminated body can be wound for every through-hole group.

本発明の第12態様に係る巻きズレ防止部材は、第7態様に記載の分離モジュールに用いられる巻きズレ防止部材であって、前記管体が挿入される筒部と、前記筒部の外周面から放射状に延び前記積層体の端面に当接するスポーク部と、前記スポーク部の先端部に設けられ、前記管軸方向に沿って両側へ張り出し、隣り合う前記積層体の端部外周部へそれぞれ嵌め込まれるキャップ部と、を有する。   A winding deviation prevention member according to a twelfth aspect of the present invention is a winding deviation prevention member used in the separation module according to the seventh aspect, and includes a cylindrical portion into which the tubular body is inserted, and an outer peripheral surface of the cylindrical portion. A spoke part extending radially from the abutting part and contacting the end face of the laminate, and provided at the tip of the spoke part, projecting to both sides along the tube axis direction, and fitted into the outer peripheral part of the end of the adjacent laminate, respectively. A cap portion.

この構成によれば、隣り合う積層体同士が1つの巻きズレ防止部材を共通して使用することができる。   According to this configuration, adjacent laminated bodies can use one winding deviation preventing member in common.

本発明によれば、容器内に収納された分離モジュールの圧力損失が抑制され、高効率な分離能を有するようになる。   According to the present invention, the pressure loss of the separation module housed in the container is suppressed, and a highly efficient separation ability is achieved.

本発明の実施形態に係る分離モジュールの一部切り欠きを設けてなる斜視図である。It is a perspective view which provides the partial notch of the separation module which concerns on embodiment of this invention. 図1に示す分離モジュールの1つの分離モジュールユニットにおいてその積層体の巻き付け前の斜視図である。It is a perspective view before winding of the laminated body in one separation module unit of the separation module shown in FIG. 本発明の実施形態に係る分離モジュールの製造方法を示す工程図である。It is process drawing which shows the manufacturing method of the separation module which concerns on embodiment of this invention. 図3Aから続く、分離モジュールの製造方法の工程図である。It is process drawing of the manufacturing method of a separation module following FIG. 3A. 図3Bから続く、分離モジュールの製造方法の工程図である。It is process drawing of the manufacturing method of a separation module following FIG. 3B. テレスコープ防止板の変形例を分割した状態で示す斜視図である。It is a perspective view shown in the state where the modification of the telescope prevention board was divided. テレスコープ防止板の変形例を一体化した状態で示す斜視図である。It is a perspective view shown in the state where the modification of the telescope prevention board was integrated. テレスコープ防止板の変形例を使用した状態で示す一部断面正面図である。It is a partial cross section front view shown in the state using the modification of a telescope prevention board. 管体の変形例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the modification of a tubular body. 本発明の実施形態の参考例に係る分離モジュールの一部切り欠きを設けてなる斜視図である。It is a perspective view provided with a partial notch of a separation module concerning a reference example of an embodiment of the present invention.

以下、添付の図面を参照しながら、本発明の実施形態に係る分離モジュール、分離モジュールの製造方法、管体及び巻きズレ防止部材について具体的に説明する。なお、図中、同一又は対応する機能を有する部材(構成要素)には同じ符号を付して適宜説明を省略する。   Hereinafter, a separation module, a method for manufacturing the separation module, a tubular body, and an anti-winding member according to an embodiment of the present invention will be specifically described with reference to the accompanying drawings. In the drawings, members (components) having the same or corresponding functions are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted as appropriate.

<分離モジュール>
図1は、本発明の実施形態に係る分離モジュールの一部切り欠きを設けてなる斜視図である。
<Separation module>
FIG. 1 is a perspective view in which a part of a separation module according to an embodiment of the present invention is provided.

図1に示すように、分離モジュール10は、一列に配置された複数(本実施形態では3つ)の分離モジュールユニット12で構成されている。   As shown in FIG. 1, the separation module 10 includes a plurality (three in the present embodiment) of separation module units 12 arranged in a line.

各分離モジュールユニット12は、上記一列の方向に長いユニット共通の中心管14を有している。各分離モジュールユニット12は、その中心管14の周りに、積層体16を単数あるいは複数が巻き付けられた状態で積層体16の最外周が被覆層18で覆われ、これら積層体16及び被覆層18の両端にテレスコープ防止板20が取り付けられて構成される。   Each separation module unit 12 has a common central tube 14 that is long in the direction of the row. In each separation module unit 12, the outermost periphery of the laminate 16 is covered with a coating layer 18 in a state where one or more laminates 16 are wound around the central tube 14, and the laminate 16 and the coating layer 18 are covered. Telescope prevention plates 20 are attached to both ends of the lens.

このような構成の各分離モジュールユニット12には、その一端部12A側から積層体16に炭酸ガス24等を含む原料ガス22(又は残余のガス26)が供給される。原料ガス22が供給されると、各分離モジュールユニット12は、後述する積層体16の構成により、原料ガス22を炭酸ガス24と残余のガス26に分離して炭酸ガス24は中心管14から、残余のガス26は各分離モジュールユニット12の他端部12B側の積層体16から別々に排出する。   Each separation module unit 12 having such a configuration is supplied with the raw material gas 22 (or the remaining gas 26) including the carbon dioxide gas 24 and the like from the one end portion 12A side to the laminate 16. When the raw material gas 22 is supplied, each separation module unit 12 separates the raw material gas 22 into the carbon dioxide gas 24 and the remaining gas 26 by the configuration of the laminated body 16 to be described later. The remaining gas 26 is separately discharged from the stacked body 16 on the other end 12B side of each separation module unit 12.

中心管14は、ユニット共通であるため、各分離モジュールユニット12の長さを足し合わせた長さよりも上記一列の方向に長く成形された円筒状のパイプである。中心管14の外周面14Aには、管軸方向Aに間隔をあけて複数の貫通孔群14Bが形成されている。   Since the central tube 14 is common to the units, the central tube 14 is a cylindrical pipe formed longer in the direction of the row than the total length of the separation module units 12. A plurality of through-hole groups 14 </ b> B are formed on the outer peripheral surface 14 </ b> A of the center tube 14 at intervals in the tube axis direction A.

貫通孔群14Bの数は、分離モジュールユニット12の数と同数(本実施形態では3つ)である。また、各貫通孔群14Bは、各分離モジュールユニット12内に1つずつ形成され、分離モジュールユニット12間には形成されていない。貫通孔群14B同士の間隔は、テレスコープ防止板20のスペース分及びその取り付けを容易にするため、テレスコープ防止板20の管軸方向Aの長さよりも長くされている。   The number of through-hole groups 14B is the same as the number of separation module units 12 (three in this embodiment). Each through hole group 14 </ b> B is formed in each separation module unit 12, and is not formed between the separation module units 12. The interval between the through-hole groups 14B is longer than the length of the telescope prevention plate 20 in the tube axis direction A in order to facilitate the space of the telescope prevention plate 20 and its attachment.

貫通孔群14Bを構成する複数の貫通孔14Cは、外周面14Aを径方向Rに貫通しており、中心管14の内部と外部とを通気する通気孔となる。   The plurality of through-holes 14C constituting the through-hole group 14B penetrate the outer peripheral surface 14A in the radial direction R, and serve as vent holes that ventilate the inside and the outside of the central tube 14.

中心管14の管一端部側(一端部12A側)には、不活性ガス等のスイープガス28が流入される流入口30が形成されている。また、中心管14の管他端部側(他端部12B側)には、積層体16を透過して貫通孔群14Bから集合した炭酸ガス24がスイープガス28と共に流出される流出口32が形成されている。   An inflow port 30 into which a sweep gas 28 such as an inert gas flows is formed on one end portion side (one end portion 12A side) of the central tube 14. Further, on the other end side (the other end 12B side) of the central tube 14, there is an outlet 32 through which the carbon dioxide gas 24 that permeates the laminated body 16 and collects from the through hole group 14B flows out together with the sweep gas 28. Is formed.

また、中心管14の内部には、各貫通孔群14Bにおける管軸方向Aの中心部に位置し中心管14の内部を仕切る複数の仕切部材34が設けられている。   In addition, a plurality of partition members 34 that are located at the center of the through-hole group 14 </ b> B in the tube axis direction A and partition the inside of the center tube 14 are provided inside the center tube 14.

被覆層18は、分離モジュールユニット12内を通過する原料ガス22を遮断しうる遮断材料で形成されている。   The coating layer 18 is formed of a blocking material that can block the source gas 22 that passes through the separation module unit 12.

テレスコープ防止板20は、巻きズレ防止部材の一種であり、中心管14が挿入される筒部20Aと、筒部20Aの外周面から放射状に延び積層体16の端面に当接するスポーク部20Bと、スポーク部の先端部に設けられ、積層体の端部外周部へ嵌め込まれるキャップ部20Cと、を有している。   The telescope prevention plate 20 is a kind of anti-winding member, and includes a cylindrical portion 20A into which the central tube 14 is inserted, and a spoke portion 20B that extends radially from the outer peripheral surface of the cylindrical portion 20A and contacts the end surface of the laminate 16. And a cap portion 20 </ b> C that is provided at the distal end portion of the spoke portion and is fitted into the outer peripheral portion of the end portion of the laminated body.

積層体16は、1つの貫通孔群14Bの全てを覆って中心管14に多重に巻きつけられるものである。つまり、複数の積層体16は、複数の貫通孔群14Bのそれぞれを1つずつ覆うことになる。この積層体16は、供給ガス流路用部材36が二つ折りされた炭酸ガス分離層38に挟み込まれ、これらの径方向R内側で炭酸ガス分離層38が透過ガス流路用部材40に、これらに浸透した接着部42を介して接着されて構成される。積層体16同士は、炭酸ガス分離層38に浸透した接着部44を介して接着され、中心管14周りに積み重なっている。   The laminated body 16 covers all of the one through-hole group 14B and is wound around the central tube 14 in a multiple manner. That is, the plurality of stacked bodies 16 cover each of the plurality of through-hole groups 14B one by one. The laminate 16 is sandwiched between carbon dioxide separation layers 38 in which a supply gas passage member 36 is folded in two, and the carbon dioxide separation layer 38 is inserted into the permeate gas passage member 40 inside these radial directions R. It is configured to be bonded through an adhesive portion 42 that has permeated into the substrate. The laminated bodies 16 are bonded to each other through the bonding portion 44 that has penetrated into the carbon dioxide separation layer 38 and stacked around the central tube 14.

図2は、図1に示す分離モジュール10の1つの分離モジュールユニット12においてその積層体16の巻き付け前の斜視図である。   FIG. 2 is a perspective view of the separation module unit 12 of the separation module 10 shown in FIG.

図2に示すように、積層体16は、中心管14に巻き付けた後、中心管14側から順に、透過ガス流路用部材40、炭酸ガス分離層38、供給ガス流路用部材36、炭酸ガス分離層38を積層する構成になっている。   As shown in FIG. 2, the laminated body 16 is wound around the central tube 14, and then in order from the central tube 14 side, the permeated gas flow path member 40, the carbon dioxide separation layer 38, the supply gas flow path member 36, the carbonic acid The gas separation layer 38 is laminated.

(供給ガス流路用部材36)
供給ガス流路用部材36は、分離モジュールユニット12の一端部12A側から炭酸ガス24を含む原料ガス22が供給される部材であり、スペーサーとしての機能を有し、且つ、原料ガス22に乱流を生じさせることが好ましいことから、ネット状の部材が好ましく用いられる。
(Supply gas flow path member 36)
The supply gas flow path member 36 is a member to which the source gas 22 including the carbon dioxide gas 24 is supplied from the one end portion 12 </ b> A side of the separation module unit 12, has a function as a spacer, and disturbs the source gas 22. Since it is preferable to generate a flow, a net-like member is preferably used.

供給ガス流路用部材36の材質としては、何ら限定されるものではないが、紙、上質紙、コート紙、キャストコート紙、合成紙、セルロース、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリイミド、ポリスルホン、アラミド、ポリカーボネートなどの樹脂材料、金属、ガラス、セラミックスなどの無機材料等が挙げられる。樹脂材料としては、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリエーテルスルホン(PES)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、ポリスルホン(PSF)、ポリプロピレン(PP)、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン及びポリフッ化ビニリデン等が好適なものとして挙げられる。   The material of the supply gas flow path member 36 is not limited in any way, but paper, fine paper, coated paper, cast coated paper, synthetic paper, cellulose, polyester, polyolefin, polyamide, polyimide, polysulfone, aramid, Examples thereof include resin materials such as polycarbonate and inorganic materials such as metal, glass and ceramics. The resin materials include polyethylene, polystyrene, polyethylene terephthalate, polytetrafluoroethylene (PTFE), polyethersulfone (PES), polyphenylene sulfide (PPS), polysulfone (PSF), polypropylene (PP), polyimide, polyetherimide, poly Suitable examples include ether ether ketone and polyvinylidene fluoride.

また、耐湿熱性の観点から好ましい材質としては、セラミック、ガラス、金属などの無機材料、100℃以上の耐熱性を有した有機樹脂材料などが挙げられ、高分子量ポリエステル、ポリオレフィン、耐熱性ポリアミド、ポリイミド、ポリスルホン、アラミド、ポリカーボネート、金属、ガラス、セラミックスなどが好適に使用できる。より具体的には、セラミックス、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンサルファイド、ポリスルホン、ポリイミド、ポリプロピレン、ポリエーテルイミド、及び、ポリエーテルエーテルケトンからなる群より選ばれた少なくとも1種の材料を含んで構成されることが好ましい。   In addition, preferable materials from the viewpoint of heat and humidity resistance include inorganic materials such as ceramics, glass, and metals, organic resin materials having heat resistance of 100 ° C. or higher, high molecular weight polyester, polyolefin, heat resistant polyamide, polyimide, and the like. Polysulfone, aramid, polycarbonate, metal, glass, ceramics and the like can be suitably used. More specifically, at least one selected from the group consisting of ceramics, polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, polyethersulfone, polyphenylene sulfide, polysulfone, polyimide, polypropylene, polyetherimide, and polyetheretherketone. It is preferable that it is comprised including these materials.

(炭酸ガス分離層38)
炭酸ガス分離層38は、供給ガス流路用部材36側に設けられた促進輸送膜38Aと、促進輸送膜38Aを支持し透過ガス流路用部材40側に設けられた多孔質支持体38Bと、を有している。
(CO2 separation layer 38)
The carbon dioxide separation layer 38 includes a facilitated transport film 38A provided on the supply gas flow path member 36 side, and a porous support 38B that supports the facilitated transport film 38A and is provided on the permeate gas flow path member 40 side. ,have.

(促進輸送膜38A)
促進輸送膜38Aは、原料ガス22から炭酸ガス24を選択的に透過させる機能を有している。促進輸送膜38Aには、供給ガス流路用部材36を通過する原料ガス22中の炭酸ガス24と反応するキャリアと当該キャリアを担持する水溶性高分子化合物とを含有することが好ましい。
本実施形態では、促進輸送膜38Aが一般的に溶解拡散膜よりも耐熱性を有していることから、例えば80℃〜200℃の温度条件下でも炭酸ガス24を選択的に透過させることができるようになっている。また、原料ガス22に水蒸気が含まれていても、当該水蒸気を水溶性高分子化合物が吸湿して当該水溶性高分子化合物を含有する促進輸送膜38Aが水分を保持することで、さらにキャリアが輸送し易くなるので、溶解拡散膜を用いる場合に比べて分離能が高まる。
(Promoted transport membrane 38A)
The facilitated transport film 38 </ b> A has a function of selectively transmitting the carbon dioxide gas 24 from the source gas 22. The facilitated transport film 38A preferably contains a carrier that reacts with the carbon dioxide gas 24 in the source gas 22 that passes through the supply gas flow path member 36 and a water-soluble polymer compound that supports the carrier.
In the present embodiment, the facilitated transport film 38A generally has higher heat resistance than the dissolution diffusion film, so that the carbon dioxide gas 24 can be selectively permeated even under a temperature condition of 80 ° C. to 200 ° C., for example. It can be done. Even if the source gas 22 contains water vapor, the water-soluble polymer compound absorbs the water vapor, and the facilitated transport film 38A containing the water-soluble polymer compound retains moisture, so that the carrier further Since it becomes easy to transport, the separation ability is increased as compared with the case where a dissolution diffusion membrane is used.

促進輸送膜38Aは、耐熱性の観点から、水溶性高分子化合物を含有する促進輸送膜38Aは架橋構造を有することが好ましい。そのような観点から、好ましい形態を挙げて説明する。
促進輸送膜38Aは、例えば下記(A)群より選ばれた単一又は複数の架橋可能基により形成された、下記(B)群より選ばれた耐加水分解性結合を含む架橋構造を有する水溶性高分子化合物層で構成されている。特に炭酸ガス分離特性や耐久性に優れるという観点から、促進輸送膜38Aは、下記(A)群より選ばれた単一の架橋可能基により形成された、下記(B)群より選ばれた耐加水分解性結合を含む架橋構造を有する水溶性高分子化合物層で構成されていることが好ましい。
The facilitated transport film 38A preferably has a cross-linked structure from the viewpoint of heat resistance. From such a viewpoint, a preferred embodiment will be described.
The facilitated transport film 38A is, for example, a water-soluble structure having a crosslinked structure including a hydrolysis-resistant bond selected from the following group (B), which is formed by a single or plural crosslinkable groups selected from the following group (A). It is composed of a conductive polymer compound layer. In particular, from the viewpoint of excellent carbon dioxide separation characteristics and durability, the facilitated transport film 38A is formed of a single crosslinkable group selected from the following group (A), and is selected from the following group (B). It is preferably composed of a water-soluble polymer compound layer having a crosslinked structure containing a hydrolyzable bond.

(A)群:−OH、−NH、−Cl、−CN、―COOH、エポキシ基
(B)群:エーテル結合、アセタール結合、−NH−CH−C(OH)−、−O−M−O−(Mは、Ti又はZrを表す)、−NH−M−O−(Mは、Ti又はZrを表す)、ウレタン結合、−CH−CH(OH)−、アミド結合
(A) group: —OH, —NH 2 , —Cl, —CN, —COOH, epoxy group (B) group: ether bond, acetal bond, —NH—CH 2 —C (OH) —, —OM —O— (M represents Ti or Zr), —NH—M—O— (M represents Ti or Zr), urethane bond, —CH 2 —CH (OH) —, amide bond

−水溶性高分子化合物−
水溶性高分子化合物は、水溶性である。ここで、「水溶性」とは、高分子化合物が80℃以上の水に溶けることを意味する。
水溶性高分子化合物の重量平均分子量は、安定な膜を形成しうる範囲で適宜選択されるが、例えば、架橋可能基として−OHを有する場合には、重量平均分子量が3万以上であるものが好ましい。重量平均分子量は更に好ましくは分子量4万以上であり、より好ましくは、5万以上である。重量平均分子量の上限値には特に制限はないが、製造適性の観点からは、600万以下であることが好ましい。
また、架橋可能基として−NHを有する場合には、重量平均分子量が1万以上であるものが好ましい。重量平均分子量は更に好ましくは1.5万以上であり、より好ましくは、重量平均分子量2万以上である。重量平均分子量の上限値には特に制限はないが、製造適性の観点からは、100万以下であることが好ましい。
なお、水溶性高分子化合物の重量平均分子量は、例えば、水溶性高分子化合物としてPVAを用いる場合には、JIS K 6726に準じて測定した値を用いている。また、市販品を用いる場合には、カタログ、仕様書などで公称される分子量を用いている。
-Water-soluble polymer compounds-
The water-soluble polymer compound is water-soluble. Here, “water-soluble” means that the polymer compound is soluble in water at 80 ° C. or higher.
The weight average molecular weight of the water-soluble polymer compound is appropriately selected within a range where a stable film can be formed. For example, when having —OH as a crosslinkable group, the weight average molecular weight is 30,000 or more. Is preferred. The weight average molecular weight is more preferably 40,000 or more, and more preferably 50,000 or more. Although there is no restriction | limiting in particular in the upper limit of a weight average molecular weight, From a viewpoint of manufacturing aptitude, it is preferable that it is 6 million or less.
Also, when having -NH 2 as crosslinkable groups, a weight average molecular weight of those is preferably 10,000 or more. The weight average molecular weight is more preferably 15,000 or more, and more preferably 20,000 or more. Although there is no restriction | limiting in particular in the upper limit of a weight average molecular weight, From a viewpoint of manufacturing aptitude, it is preferable that it is 1 million or less.
The weight average molecular weight of the water-soluble polymer compound is, for example, a value measured according to JIS K 6726 when PVA is used as the water-soluble polymer compound. Moreover, when using a commercial item, the molecular weight nominally used by a catalog, a specification, etc. is used.

水溶性高分子化合物の架橋可能基としては、耐加水分解性の架橋構造を形成しうるものが選択され、ヒドロキシ基(−OH)、アミノ基(−NH)、カルボキシ基(−COOH)、エポキシ基、塩素原子(−Cl)、シアノ基(−CN)等が挙げられる。これらの中でも、アミノ基、及びヒドロキシ基が好ましく、最も好ましくはキャリアとの親和性及びキャリア担持効果の観点からヒドロキシ基である。 As the crosslinkable group of the water-soluble polymer compound, one capable of forming a hydrolysis-resistant crosslinked structure is selected, and a hydroxy group (—OH), an amino group (—NH 2 ), a carboxy group (—COOH), An epoxy group, a chlorine atom (-Cl), a cyano group (-CN), etc. are mentioned. Among these, an amino group and a hydroxy group are preferable, and a hydroxy group is most preferable from the viewpoint of affinity with a carrier and a carrier carrying effect.

このような単一の架橋可能基を有する水溶性高分子化合物として、好ましくはポリアリルアミン、ポリアクリル酸、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリアクリルアミド、ポリエチレンイミン、ポリビニルアミン、ポリオルニチン、ポリリジンなどが挙げられ、最も好ましくはポリビニルアルコールである。また、複数の架橋可能基を有する水溶性高分子化合物として、ポリビニルアルコール−ポリアクリル酸塩共重合体が挙げられる。   Preferred examples of the water-soluble polymer compound having a single crosslinkable group include polyallylamine, polyacrylic acid, polyvinyl alcohol, polyvinylpyrrolidone, polyacrylamide, polyethyleneimine, polyvinylamine, polyornithine, polylysine and the like. Most preferred is polyvinyl alcohol. Examples of the water-soluble polymer compound having a plurality of crosslinkable groups include polyvinyl alcohol-polyacrylate copolymer.

ポリビニルアルコールは市販品としても入手可能であり、例えば、ポバール(クラレ製)、ポリビニルアルコール(アルドリッチ社製)、J−ポバール(日本酢ビ・ポバール社製)が挙げられる。分子量のグレードは種々存在するが、重量平均分子量が3万から30万のものを選択することが好ましい。   Polyvinyl alcohol is also available as a commercial product, and examples thereof include Poval (manufactured by Kuraray), polyvinyl alcohol (manufactured by Aldrich), and J-Poval (manufactured by Nippon Vinegar Poval). Although there are various molecular weight grades, it is preferable to select one having a weight average molecular weight of 30,000 to 300,000.

ポリビニルアルコール−ポリアクリル酸塩共重合体に関しては(クラレ社製:クラストマーAP)が挙げられる。分子量グレードは種々存在するが3万〜15万のものを用いることが特に好ましい。   Examples of the polyvinyl alcohol-polyacrylate copolymer include (Kuraray Co., Ltd .: Clastomer AP). There are various molecular weight grades, but it is particularly preferable to use those having a molecular weight of 30,000 to 150,000.

−架橋剤−
上記水溶性高分子化合物の架橋構造は、熱架橋、紫外線架橋、電子線架橋、放射線架橋、光架橋等、従来公知の手法により形成することができる。好ましくは光架橋又は熱架橋であり、最も好ましくは熱架橋である。
本実施形態における水溶性高分子化合物層の形成には、水溶性高分子化合物とともに架橋剤を含む組成物を用いることが好ましい。高分子化合物層の形成に用いられる高分子化合物層形成用塗布液組成物を以下、単に「塗布液組成物」又は「組成物」と称することがある。
架橋剤としては、上記単一又は複数の架橋可能基を有する水溶性高分子と反応し、熱架橋又は光架橋し得る官能基を2以上有する架橋剤を含むものが選択され、形成された架橋構造は、前記(B)群より選択される耐加水分解性の架橋構造となることを要する。このような観点から、本実施形態に使用しうる架橋剤としては、エポキシ架橋剤、多価グリシジルエーテル、多価アルコール、多価イソシアネート、多価アジリジン、ハロエポキシ化合物、多価アルデヒド、多価アミン、有機金属系架橋剤などが挙げられる。好ましくは多価アルデヒド、有機金属系架橋剤、及びエポキシ架橋剤であり、有機金属系架橋剤、及びエポキシ架橋剤がより好ましく、最も好ましいのは、アルデヒド基を2以上有するグルタルアルデヒドやホルムアルデヒドなどの多価アルデヒドである。
-Crosslinking agent-
The crosslinked structure of the water-soluble polymer compound can be formed by a conventionally known method such as thermal crosslinking, ultraviolet crosslinking, electron beam crosslinking, radiation crosslinking, or photocrosslinking. Photocrosslinking or thermal crosslinking is preferred, and thermal crosslinking is most preferred.
In forming the water-soluble polymer compound layer in the present embodiment, it is preferable to use a composition containing a crosslinking agent together with the water-soluble polymer compound. Hereinafter, the coating composition for forming a polymer compound layer used for forming the polymer compound layer may be simply referred to as “coating solution composition” or “composition”.
As the cross-linking agent, a cross-linking agent formed by selecting and containing a cross-linking agent having two or more functional groups capable of undergoing thermal cross-linking or photo-cross-linking by reacting with the water-soluble polymer having the single or plural cross-linkable groups is formed. The structure needs to be a hydrolysis-resistant crosslinked structure selected from the group (B). From such a viewpoint, as a crosslinking agent that can be used in this embodiment, an epoxy crosslinking agent, a polyvalent glycidyl ether, a polyhydric alcohol, a polyvalent isocyanate, a polyvalent aziridine, a haloepoxy compound, a polyvalent aldehyde, a polyvalent amine, Examples include organometallic crosslinking agents. Preferred are polyvalent aldehydes, organometallic crosslinking agents, and epoxy crosslinking agents, more preferred are organometallic crosslinking agents and epoxy crosslinking agents, and most preferred are glutaraldehyde and formaldehyde having two or more aldehyde groups. It is a polyvalent aldehyde.

エポキシ架橋剤として好ましい化合物は、エポキシ基を2以上有する化合物であり、エポキシ基を4以上有する化合物も好ましい。エポキシ架橋剤は市販品としても入手可能であり、例えば、共栄社化学株式会社製、エポライト100MF(トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル)、ナガセケムテックス社製EX−411、EX−313、EX−614B、EX−810、EX−811、EX−821、EX−830、日油株式会社製エピオールE400などが挙げられる。
また、エポキシ架橋剤に類似する化合物として、環状エーテルを有するオキセタン化合物もまた好ましく使用される。オキセタン化合物としては、官能基を2以上有する多価グリシジルエーテルが好ましく、市販品としては、例えばナガセケムテックス社製EX−411、EX−313、EX−614B、EX−810、EX−811、EX−821、EX−830、などが挙げられる。
A preferable compound as an epoxy crosslinking agent is a compound having two or more epoxy groups, and a compound having four or more epoxy groups is also preferable. Epoxy crosslinking agents are also available as commercial products. For example, Kyoeisha Chemical Co., Ltd., Epolite 100MF (trimethylolpropane triglycidyl ether), Nagase ChemteX Corporation EX-411, EX-313, EX-614B, EX -810, EX-811, EX-821, EX-830, NOF Corporation Epiol E400, etc. are mentioned.
Moreover, as a compound similar to an epoxy crosslinking agent, an oxetane compound having a cyclic ether is also preferably used. The oxetane compound is preferably a polyvalent glycidyl ether having two or more functional groups, and commercially available products include, for example, EX-411, EX-313, EX-614B, EX-810, EX-811, EX manufactured by Nagase ChemteX Corporation. -821, EX-830, and the like.

以下、本実施形態において架橋構造の形成に用いられる他の架橋剤について説明する。
多価グリシジルエーテルとしては、例えば、エチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、グリセロールポリグリシジルエーテル、ジグリセロールポリグリシジルエーテル、ポリグリセロールポリグリシジルエーテル、ソルビトールポリグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールポリグリシジルエーテル、プロピレングリコールグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル等が挙げられる。
Hereinafter, other crosslinking agents used for forming a crosslinked structure in the present embodiment will be described.
Examples of the polyvalent glycidyl ether include ethylene glycol diglycidyl ether, polyethylene glycol diglycidyl ether, glycerol polyglycidyl ether, diglycerol polyglycidyl ether, polyglycerol polyglycidyl ether, sorbitol polyglycidyl ether, pentaerythritol polyglycidyl ether, propylene Examples thereof include glycol glycidyl ether and polypropylene glycol diglycidyl ether.

多価アルコールとしては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ポリエチレングリコール、グリセリン、ポリグリセリン、プロピレングリコール、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、ポリオキシプロピル、オキシエチレンオキシプロピレンブロック共重合体、ペンタエリスリトール、ソルビトール等が挙げられる。   Examples of the polyhydric alcohol include ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, polyethylene glycol, glycerin, polyglycerin, propylene glycol, diethanolamine, triethanolamine, polyoxypropyl, oxyethyleneoxypropylene block copolymer , Pentaerythritol, sorbitol and the like.

多価イソシアネートとしては、例えば、2,4−トルイレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート等が挙げられる。また、上記多価アジリジンとしては、例えば、2,2−ビスヒドロキシメチルブタノール−トリス〔3−(1−アシリジニル)プロピオネート〕、1,6−ヘキサメチレンジエチレンウレア、ジフェニルメタン−ビス−4,4’−N,N’−ジエチレンウレア等が挙げられる。   Examples of the polyvalent isocyanate include 2,4-toluylene diisocyanate and hexamethylene diisocyanate. Examples of the polyvalent aziridine include 2,2-bishydroxymethylbutanol-tris [3- (1-acylidinyl) propionate], 1,6-hexamethylenediethyleneurea, diphenylmethane-bis-4,4′-. N, N′-diethylene urea and the like can be mentioned.

ハロエポキシ化合物としては、例えば、エピクロルヒドリン、α−メチルクロルヒドリン等が挙げられる。
多価アルデヒドとしては、例えば、グルタルアルデヒド、グリオキサール等が挙げられる。
多価アミンとしては、例えば、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ペンタエチレンヘキサミン、ポリエチレンイミン等が挙げられる。
有機金属系架橋剤としては有機チタン架橋剤、有機ジルコニア架橋剤等が挙げられる。
Examples of the haloepoxy compound include epichlorohydrin and α-methylchlorohydrin.
Examples of the polyvalent aldehyde include glutaraldehyde and glyoxal.
Examples of the polyvalent amine include ethylenediamine, diethylenetriamine, triethylenetetramine, tetraethylenepentamine, pentaethylenehexamine, and polyethyleneimine.
Examples of organometallic crosslinking agents include organic titanium crosslinking agents and organic zirconia crosslinking agents.

上記架橋剤のうち、水溶性高分子化合物として、例えば、重量平均分子量が13万以上の高分子量体ポリビニルアルコールを用いる場合には、この水溶性高分子化合物と反応性が良好で、加水分解耐性も優れている架橋構造が形成可能である点からエポキシ化合物やグルタルアルデヒドが特に好ましい。
また、例えば、重量平均分子量が1万以上のポリアリルアミンを用いる場合には、この水溶性高分子化合物と反応性が良好で、加水分解耐性も優れている架橋構造が形成可能である点から、エポキシ化合物、グルタルアルデヒド、及び有機金属架橋剤が特に好ましい。
水溶性高分子化合物として、ポリエチレンイミン又はポリアリルアミンを用いる場合、架橋剤としてはエポキシ化合物が特に好ましい。
Among the above crosslinking agents, for example, when a high molecular weight polyvinyl alcohol having a weight average molecular weight of 130,000 or more is used as the water soluble polymer compound, the reactivity with the water soluble polymer compound is good, and the hydrolysis resistance is high. In particular, an epoxy compound and glutaraldehyde are particularly preferable because an excellent crosslinked structure can be formed.
In addition, for example, when using polyallylamine having a weight average molecular weight of 10,000 or more, it is possible to form a crosslinked structure having good reactivity with this water-soluble polymer compound and excellent hydrolysis resistance. Epoxy compounds, glutaraldehyde, and organometallic crosslinking agents are particularly preferred.
When polyethyleneimine or polyallylamine is used as the water-soluble polymer compound, an epoxy compound is particularly preferable as the crosslinking agent.

水溶性高分子化合物層形成用塗布液組成物が架橋剤を含有する場合の含有量は、水溶性高分子化合物の有する架橋可能基に着目すれば、架橋構造は、水溶性高分子化合物が有する架橋可能基100molに対し、架橋剤0.001mol〜80molを反応させて形成された架橋構造であることが好ましい。含有量が上記範囲であることで、架橋構造の形成性が良好であり、且つ、形成されたゲル膜の形状維持性に優れる。
When the coating liquid composition for forming a water-soluble polymer compound layer contains a cross-linking agent, the water-soluble polymer compound has a cross-linked structure when the water-soluble polymer compound has a crosslinkable group. It is preferably a crosslinked structure formed by reacting 0.001 mol to 80 mol of a crosslinking agent with respect to 100 mol of the crosslinkable group. When the content is in the above range, the formability of the crosslinked structure is good and the shape maintaining property of the formed gel film is excellent.

−キャリア−
キャリアは、炭酸ガス(例えば炭酸ガス)と親和性を有し、かつ、塩基性を示す各種の水溶性の無機物質であり、本実施形態においては、アルカリ金属炭酸塩、アルカリ金属重炭酸塩、及びアルカリ金属水酸化物から選択される。ここで、アルカリ金属としては、セシウム、ルビジウム、カリウム、リチウム、及びナトリウムから選ばれたアルカリ金属元素が好ましく用いられる。
-Career-
The carrier is various water-soluble inorganic substances having affinity with carbon dioxide gas (for example, carbon dioxide gas) and showing basicity. In this embodiment, the alkali metal carbonate, alkali metal bicarbonate, And selected from alkali metal hydroxides. Here, as the alkali metal, an alkali metal element selected from cesium, rubidium, potassium, lithium, and sodium is preferably used.

アルカリ金属炭酸塩としては、例えば、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸ルビジウム、及び炭酸セシウムなどが挙げられる。
アルカリ金属重炭酸塩としては、例えば、炭酸水素リチウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、炭酸水素ルビジウム、及び炭酸水素セシウムなどが挙げられる。
アルカリ金属水酸化物としては、例えば、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化ルビジウム、及び水酸化セシウムなどが挙げられる。
これらの中でも、炭酸ガスとの親和性がよいという観点から、カリウム、ルビジウム、又はセシウムをアルカリ金属元素として含む化合物が好ましい。カリウム、ルビジウム、及びセシウムをアルカリ金属元素として含む化合物も好ましい。なお、キャリアは単一キャリアを用いてもよいし、複数種類組み合わせて用いることも可能である。
Examples of the alkali metal carbonate include lithium carbonate, sodium carbonate, potassium carbonate, rubidium carbonate, and cesium carbonate.
Examples of the alkali metal bicarbonate include lithium hydrogen carbonate, sodium hydrogen carbonate, potassium hydrogen carbonate, rubidium hydrogen carbonate, and cesium hydrogen carbonate.
Examples of the alkali metal hydroxide include lithium hydroxide, sodium hydroxide, potassium hydroxide, rubidium hydroxide, and cesium hydroxide.
Among these, a compound containing potassium, rubidium, or cesium as an alkali metal element is preferable from the viewpoint of good affinity with carbon dioxide gas. A compound containing potassium, rubidium, and cesium as alkali metal elements is also preferable. The carrier may be a single carrier or a combination of a plurality of types.

−その他の成分−
水溶性高分子化合物層(促進輸送膜38A)の形成に使用される組成物には、水溶性高分子化合物、架橋剤、二酸化炭素キャリアに加え、種々の添加剤を併用してもよい。また溶媒としての水も製造時に乾燥され少量になっているものの含有してもよい。
-Other ingredients-
In addition to the water-soluble polymer compound, the crosslinking agent, and the carbon dioxide carrier, various additives may be used in combination in the composition used for forming the water-soluble polymer compound layer (facilitated transport film 38A). Further, water as a solvent may be contained although it is dried at the time of production and is in a small amount.

例えば、反応促進添加剤が挙げられ、酸性ガスとキャリアとの反応を促進する目的で、反応促進添加剤である窒素含有化合物や硫黄酸化物を用いることが好ましい。   For example, a reaction promoting additive may be mentioned, and it is preferable to use a nitrogen-containing compound or sulfur oxide which is a reaction promoting additive for the purpose of promoting the reaction between the acidic gas and the carrier.

窒素含有化合物としては、例えば、グリシン、アラニン、セリン、プロリン、ヒスチジン、タウリン、ジアミノプロピオン酸などのアミノ酸類、ピリジン、ヒスチジン、ピペラジン、イミダゾール、トリアジンなどのヘテロ化合物類、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、モノプロパノールアミン、ジプロパノールアミン、トリプロパノールアミンなどのアルカノールアミン類や、クリプタンド〔2.1〕、クリプタンド〔2.2〕などの環状ポリエーテルアミン類、クリプタンド〔2.2.1〕、クリプタンド〔2.2.2〕などの双環式ポリエーテルアミン類やポルフィリン、フタロシアニン、エチレンジアミン四酢酸などを用いることができる。
硫黄化合物としては、例えば、シスチン、システインなどのアミノ酸類、ポリチオフェン、ドデシルチオールなどを用いることができる。
Examples of nitrogen-containing compounds include amino acids such as glycine, alanine, serine, proline, histidine, taurine, and diaminopropionic acid, hetero compounds such as pyridine, histidine, piperazine, imidazole, and triazine, monoethanolamine, diethanolamine, and triazine. Alkanolamines such as ethanolamine, monopropanolamine, dipropanolamine, tripropanolamine, cyclic polyetheramines such as cryptand [2.1] and cryptand [2.2], cryptand [2.2.1] Bicyclic polyetheramines such as cryptand [2.2.2], porphyrin, phthalocyanine, ethylenediaminetetraacetic acid and the like can be used.
As the sulfur compound, for example, amino acids such as cystine and cysteine, polythiophene, dodecylthiol and the like can be used.

他の例としては、界面活性剤やセット剤等が挙げられる。界面活性剤としては、例えば以下のものが挙げられる。   Other examples include surfactants and set agents. Examples of the surfactant include the following.

−1.陰イオン系界面活性剤−
(カルボン酸型)
・オクタン酸ナトリウム(C7H15COONa)
・デカン酸ナトリウム (C9H19COONa)
・ラウリン酸ナトリウム(C11H23COONa)
・ミリスチン酸ナトリウム(C13H27COONa)
・パルミチン酸ナトリウム(C15H31COONa)
・ステアリン酸ナトリウム(C17H35COONa、w:Sodium stearate)
・PFOA(C7F15COOH)
・ペルフルオロノナン酸(C8F17COOH、w:Perfluorononanoic acid)
・N−ラウロイルサルコシンナトリウム (C11H23CON(CH3)CH2COONa、w:Sodium lauroyl sarcosinate)
・ココイルグルタミン酸ナトリウム(HOOCCH2CH2CH(NHCOR)COONa〔R:炭素数11〜17のアルキル〕)
・アルファスルホ脂肪酸メチルエステル塩(CH3(CH2)nCH(SO3Na)COOCH3〔n=1〜19〕)
(スルホン酸型)
・1−ヘキサンスルホン酸ナトリウム(C6H13SO3Na)
・1−オクタンスルホン酸ナトリウム(C8H17SO3Na)
・1−デカンスルホン酸ナトリウム(C10H21SO3Na)
・1−ドデカンスルホン酸ナトリウム(C12H25SO3Na)
・ペルフルオロブタンスルホン酸 (C4F9SO3H、w:Perfluorobutanesulfonic acid)
・直鎖アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム(RC6H4SO3Na〔R:炭素数3〜20のアルキル〕)
・トルエンスルホン酸ナトリウム(CH3C6H4SO3Na)
・クメンスルホン酸ナトリウム(C3H7C6H4SO3Na)
・オクチルベンゼンスルホン酸ナトリウム(C8H17C6H4SO3Na)
・ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム(DBS;C12H25C6H4SO3Na)
・ナフタレンスルホン酸ナトリウム(C10H7SO3Na)
・ナフタレンジスルホン酸二ナトリウム(C10H6(SO3Na)2
・ナフタレントリスルホン酸三ナトリウム(C10H5(SO3Na)3
・ブチルナフタレンスルホン酸ナトリウム(C4H9C10H6SO3Na)
・ジ(2−エチルヘキシル)スルホこはく酸ナトリウム(下記化合物;ラピゾールA−90、日油社製)
-1. Anionic surfactant
(Carboxylic acid type)
・ Sodium octanoate (C 7 H 15 COONa)
・ Sodium decanoate (C 9 H 19 COONa)
・ Sodium laurate (C 11 H 23 COONa)
・ Myristate sodium (C 13 H 27 COONa)
・ Sodium palmitate (C 15 H 31 COONa)
・ Sodium stearate (C 17 H 35 COONa, w: Sodium stearate)
・ PFOA (C 7 F 15 COOH)
・ Perfluorononanoic acid (C 8 F 17 COOH, w: Perfluorononanoic acid)
· N-lauroyl sarcosine sodium (C 11 H 23 CON (CH 3) CH 2 COONa, w: Sodium lauroyl sarcosinate)
・ Sodium cocoyl glutamate (HOOCCH 2 CH 2 CH (NHCOR) COONa [R: alkyl having 11 to 17 carbon atoms])
・ Alpha sulfo fatty acid methyl ester salt (CH 3 (CH 2 ) n CH (SO 3 Na) COOCH 3 [n = 1-19])
(Sulfonic acid type)
・ Sodium 1-hexanesulfonate (C 6 H 13 SO 3 Na)
・ Sodium 1-octanesulfonate (C 8 H 17 SO 3 Na)
・ Sodium 1-decanesulfonate (C 10 H 21 SO 3 Na)
・ Sodium 1-dodecanesulfonate (C 12 H 25 SO 3 Na)
・ Perfluorobutanesulfonic acid (C 4 F 9 SO 3 H, w: Perfluorobutanesulfonic acid)
・ Sodium linear alkylbenzenesulfonate (RC 6 H 4 SO 3 Na [R: alkyl having 3 to 20 carbon atoms])
・ Sodium toluene sulfonate (CH 3 C 6 H 4 SO 3 Na)
・ Sodium cumene sulfonate (C 3 H 7 C 6 H 4 SO 3 Na)
・ Sodium octylbenzenesulfonate (C 8 H 17 C 6 H 4 SO 3 Na)
· Sodium dodecylbenzenesulfonate (DBS; C 12 H 25 C 6 H 4 SO 3 Na)
・ Naphthalene sodium sulfonate (C 10 H 7 SO 3 Na)
・ Naphthalenedisulfonic acid disodium (C 10 H 6 (SO 3 Na) 2 )
・ Trisodium naphthalene trisulfonate (C 10 H 5 (SO 3 Na) 3 )
・ Sodium butyl naphthalenesulfonate (C 4 H 9 C 10 H 6 SO 3 Na)
・ Sodium di (2-ethylhexyl) sulfosuccinate (the following compound; Lapisol A-90, manufactured by NOF Corporation)


(硫酸エステル型)
・ラウリル硫酸ナトリウム(C12H25OSO3Na)
・ミリスチル硫酸ナトリウム(C14H29OSO3Na)
・ラウレス硫酸ナトリウム(C12H25(CH2CH2O)nOSO3Na、w:Sodium laureth sulfate)
・ポリオキシエチレンアルキルフェノールスルホン酸ナトリウム(C8H17C6H4O[CH2CH2O]3SO3Na)
・ラウリル硫酸アンモニウム(C12H25OSO3NH4、w:Ammonium lauryl sulfate)
(リン酸エステル型)
・ラウリルリン酸(C12H25OPO(OH)2
・ラウリルリン酸ナトリウム(C12H25OPOOHONa)
・ラウリルリン酸カリウム(C12H25OPOOHOK)
(Sulfate type)
・ Sodium lauryl sulfate (C 12 H 25 OSO 3 Na)
・ Sodium myristyl sulfate (C 14 H 29 OSO 3 Na)
・ Sodium laureth sulfate (C 12 H 25 (CH 2 CH 2 O) n OSO 3 Na, w: Sodium laureth sulfate)
・ Sodium polyoxyethylene alkylphenol sulfonate (C 8 H 17 C 6 H 4 O [CH 2 CH 2 O] 3 SO 3 Na)
・ Ammonium lauryl sulfate (C 12 H 25 OSO 3 NH 4 , w: Ammonium lauryl sulfate)
(Phosphate ester type)
・ Lauryl phosphate (C 12 H 25 OPO (OH) 2 )
・ Sodium lauryl phosphate (C 12 H 25 OPOOHONa)
・ Potassium lauryl phosphate (C 12 H 25 OPOOHOK)

−2.陽イオン系界面活性剤−
(第4級アンモニウム塩型)
・塩化ドデシルジメチルベンジルアンモニウム(C12H25N+(CH3)2CH2C6H5Cl)
・塩化オクチルトリメチルアンモニウム(C8H17N+(CH3)3Cl)
・塩化デシルトリメチルアンモニウム(C10H21N+(CH3)3Cl)
・塩化ドデシルトリメチルアンモニウム(C12H25N+(CH3)3Cl)
・塩化テトラデシルトリメチルアンモニウム(C14H29N+(CH3)3Cl)
・塩化セチルトリメチルアンモニウム (CTAC)(C16H33N+(CH3)3Cl)
・塩化ステアリルトリメチルアンモニウム(C18H37N+(CH3)3Cl)
・臭化ヘキサデシルトリメチルアンモニウム (CTAB)(C16H33N+(CH3)3Br)
・塩化ベンジルトリメチルアンモニウム(C6H5CH2N+(CH3)3Cl)
・塩化ベンジルトリエチルアンモニウム(C6H5CH2N+(C2H5)3Cl)
・塩化ベンザルコニウム(C6H5CH2N+(CH3)2RCl〔R:炭素数8〜17のアルキル〕)
・臭化ベンザルコニウム(C6H5CH2N+(CH3)2RBr〔R:炭素数8〜17のアルキル〕)
・塩化ベンゼトニウム(C6H5CH2N+(CH3)2(CH2CH2O)2C6H4C8H17Cl)
・塩化ジアルキルジメチルアンモニウム(RN+R(CH3)2Cl〔R:炭素数3〜20のアルキル〕)
・塩化ジデシルジメチルアンモニウム(C10H21N+C10H21(CH3)2Cl)
・塩化ジステアリルジメチルアンモニウム(C18H37N+C18H37(CH3)2Cl、w:Dimethyldioctadecylammonium chloride)
(アルキルアミン塩型)
・モノメチルアミン塩酸塩(CH3NH2・HCl)
・ジメチルアミン塩酸塩((CH3)2NH・HCl)
・トリメチルアミン塩酸塩((CH3)3N・HCl)
(ピリジン環を有する物質)
・塩化ブチルピリジニウム(C5H5N+C4H9Cl)
・塩化ドデシルピリジニウム(C5H5N+C12H25Cl)
・塩化セチルピリジニウム(C5H5N+C16H33Cl)
-2. Cationic surfactant
(Quaternary ammonium salt type)
· Chloride dodecyl dimethyl benzyl ammonium (C 12 H 25 N + ( CH 3) 2 CH 2 C 6 H 5 Cl)
・ Octyltrimethylammonium chloride (C 8 H 17 N + (CH 3 ) 3 Cl)
Decyltrimethylammonium chloride (C 10 H 21 N + (CH 3 ) 3 Cl)
・ Dodecyltrimethylammonium chloride (C 12 H 25 N + (CH 3 ) 3 Cl)
・ Tetradecyltrimethylammonium chloride (C 14 H 29 N + (CH 3 ) 3 Cl)
Cetyltrimethylammonium chloride (CTAC) (C 16 H 33 N + (CH 3 ) 3 Cl)
・ Stearyltrimethylammonium chloride (C 18 H 37 N + (CH 3 ) 3 Cl)
- hexadecyltrimethylammonium bromide (CTAB) (C 16 H 33 N + (CH 3) 3 Br)
・ Benzyltrimethylammonium chloride (C 6 H 5 CH 2 N + (CH 3 ) 3 Cl)
・ Benzyltriethylammonium chloride (C 6 H 5 CH 2 N + (C 2 H 5 ) 3 Cl)
・ Benzalkonium chloride (C 6 H 5 CH 2 N + (CH 3 ) 2 RCl [R: alkyl having 8 to 17 carbon atoms])
Benzalkonium bromide (C 6 H 5 CH 2 N + (CH 3 ) 2 RBr [R: alkyl having 8 to 17 carbon atoms])
・ Benzethonium chloride (C 6 H 5 CH 2 N + (CH 3 ) 2 (CH 2 CH 2 O) 2 C 6 H 4 C 8 H 17 Cl)
・ Dialkyldimethylammonium chloride (RN + R (CH 3 ) 2 Cl [R: alkyl having 3 to 20 carbon atoms])
・ Didecyldimethylammonium chloride (C 10 H 21 N + C 10 H 21 (CH 3 ) 2 Cl)
・ Distearyldimethylammonium chloride (C 18 H 37 N + C 18 H 37 (CH 3 ) 2 Cl, w: Dimethyldioctadecylammonium chloride)
(Alkylamine salt type)
・ Monomethylamine hydrochloride (CH 3 NH 2 · HCl)
・ Dimethylamine hydrochloride ((CH 3 ) 2 NH · HCl)
・ Trimethylamine hydrochloride ((CH 3 ) 3 N · HCl)
(Substance having a pyridine ring)
・ Butylpyridinium chloride (C 5 H 5 N + C 4 H 9 Cl)
・ Dodecylpyridinium chloride (C 5 H 5 N + C 12 H 25 Cl)
・ Cetylpyridinium chloride (C 5 H 5 N + C 16 H 33 Cl)

−3.非イオン系界面活性剤−
(エステル型)
・ラウリン酸グリセリン(C11H23COOCH2CH(OH)CH2OH、w:Glyceryl laurate)
・モノステアリン酸グリセリン(C17H35COOCH2CH(OH)CH2OH)
・ソルビタン脂肪酸エステル(RCOOCH2CH(CHOH)3CH2O〔R:炭素数3〜20のアルキル〕)
・ショ糖脂肪酸エステル(RCOOC12H21O10〔R:炭素数3〜20のアルキル〕)
(エーテル型)
・ポリオキシエチレンアルキルエーテル(RO(CH2CH2O)nH〔R:炭素数3〜20のアルキル〕)
・ペンタエチレングリコールモノドデシルエーテル(C12H25O(CH2CH2O)5H、w:Pentaethylene glycol monododecyl ether)
・オクタエチレングリコールモノドデシルエーテル(C12H25O(CH2CH2O)8H、w:Octaethylene glycol monododecyl ether)
・ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル(RC6H4O(CH2CH2O)nH〔R:炭素数3〜20のアルキル〕)
・ノノキシノール(C9H19C6H4O(CH2CH2O)nH、w:Nonoxynols)
・ノノキシノール−9(C9H19C6H4O(CH2CH2O)9H、w:Nonoxynol-9)
・ポリオキシエチレンポリオキシプロピレングリコール(H(OCH2CH2)l(OC3H6)m(OCH2CH2)nOH)
(エステルエーテル型)
・ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル
・ポリオキシエチレンヘキシタン脂肪酸エステル
・ソルビタン脂肪酸エステルポリエチレングリコール
(アルカノールアミド型)
・ラウリン酸ジエタノールアミド(C11H23CON(C2H4OH)2)
・オレイン酸ジエタノールアミド(C17H33CON(C2H4OH)2)
・ステアリン酸ジエタノールアミド(C17H35CON(C2H4OH)2)
・コカミドDEA (CH3(CH2)nCON(C2H4OH)2、w:Cocamide DEA)
(アルキルグリコシド)
・オクチルグルコシド(C8H17C6H11O6
・デシルグルコシド(C10H21C6H11O6、w:Decyl glucoside)
・ラウリルグルコシド(C12H25C6H11O6、w:Lauryl glucoside)
(高級アルコール)
・セタノール(C16H33OH、w:Cetyl alcohol)
・ステアリルアルコール(C18H37OH、w:Stearyl alcohol)
・オレイルアルコール(CH3(CH2)7CH=CH(CH2)8OH、w:Oleyl alcohol)
-3. Nonionic surfactant
(Ester type)
Lauric glyceryl (C 11 H 23 COOCH 2 CH (OH) CH 2 OH, w: Glyceryl laurate)
· Glyceryl monostearate (C 17 H 35 COOCH 2 CH (OH) CH 2 OH)
・ Sorbitan fatty acid ester (RCOOCH 2 CH (CHOH) 3 CH 2 O [R: alkyl having 3 to 20 carbon atoms])
・ Sucrose fatty acid ester (RCOOC 12 H 21 O 10 [R: alkyl having 3 to 20 carbon atoms])
(Ether type)
・ Polyoxyethylene alkyl ether (RO (CH 2 CH 2 O) n H [R: alkyl having 3 to 20 carbon atoms])
・ Pentaethylene glycol monododecyl ether (C 12 H 25 O (CH 2 CH 2 O) 5 H, w: Pentaethylene glycol monododecyl ether)
-Octaethylene glycol monododecyl ether (C 12 H 25 O (CH 2 CH 2 O) 8 H, w: Octaethylene glycol monododecyl ether)
・ Polyoxyethylene alkyl phenyl ether (RC 6 H 4 O (CH 2 CH 2 O) n H [R: alkyl having 3 to 20 carbon atoms])
- Nonoxynol (C 9 H 19 C 6 H 4 O (CH 2 CH 2 O) nH, w: Nonoxynols)
- Nonoxynol -9 (C 9 H 19 C 6 H 4 O (CH 2 CH 2 O) 9 H, w: Nonoxynol-9)
・ Polyoxyethylene polyoxypropylene glycol (H (OCH 2 CH 2 ) l (OC 3 H 6 ) m (OCH 2 CH 2 ) n OH)
(Ester ether type)
・ Polyoxyethylene sorbitan fatty acid ester ・ Polyoxyethylene hexitan fatty acid ester ・ Sorbitan fatty acid ester polyethylene glycol (alkanolamide type)
・ Lauric acid diethanolamide (C 11 H 23 CON (C 2 H 4 OH) 2 )
・ Oleic acid diethanolamide (C 17 H 33 CON (C 2 H 4 OH) 2 )
・ Stearic acid diethanolamide (C 17 H 35 CON (C 2 H 4 OH) 2 )
・ Cocamide DEA (CH 3 (CH 2 ) n CON (C 2 H 4 OH) 2 , w: Cocamide DEA)
(Alkyl glycoside)
・ Octyl glucoside (C 8 H 17 C 6 H 11 O 6 )
Decyl glucoside (C 10 H 21 C 6 H 11 O 6 , w: Decyl glucoside)
・ Lauryl glucoside (C 12 H 25 C 6 H 11 O 6 , w: Lauryl glucoside)
(Higher alcohol)
・ Cetanol (C 16 H 33 OH, w: Cetyl alcohol)
・ Stearyl alcohol (C 18 H 37 OH, w: Stearyl alcohol)
・ Oleyl alcohol (CH 3 (CH 2 ) 7 CH = CH (CH 2 ) 8 OH, w: Oleyl alcohol)

−4.両性界面活性剤−
(アルキルベタイン型)
・ラウリルジメチルアミノ酢酸ベタイン(C12H25N+(CH3)2CH2COO-
・ステアリルジメチルアミノ酢酸ベタイン(C18H37N+(CH3)2CH2COO-
・ドデシルアミノメチルジメチルスルホプロピルベタイン(C12H25N+(CH3)2(CH2)3SO3 -
・オクタデシルアミノメチルジメチルスルホプロピルベタイン(C18H37N+(CH3)2(CH2)3SO3 -
(脂肪酸アミドプロピルベタイン型)
・コカミドプロピルベタイン(C11H23CONH(CH2)3N+(CH3)2CH2COO-、w:Cocamidopropyl betaine)
・コカミドプロピルヒドロキシスルタイン(C11H23CONH(CH2)3N+(CH3)2CH2CHOHCH2SO3 -
(アルキルイミダゾール型)
・2−アルキル−N−カルボキシメチル−N−ヒドロキシエチルイミダゾリニウムベタイン(RC3H4N2(C2H4OH)CH2COO-〔R:炭素数3〜20のアルキル〕)
(アミノ酸型)
・ラウロイルグルタミン酸ナトリウム(C11H23CON(C2H4COOH)HCHCOONa)
・ラウロイルグルタミン酸カリウム(C11H23CON(C2H4COOH)HCHCOOK)
・ラウロイルメチル-β-アラニン(C11H23CONH(C2H4COOCH3
(アミンオキシド型)
・ラウリルジメチルアミン−N−オキシド(C12H25N+(CH3)2O-
・オレイルジメチルアミン−N−オキシド(C18H37N+(CH3)2O-
-4. Amphoteric surfactant
(Alkyl betaine type)
Lauryl betaine (C 12 H 25 N + ( CH 3) 2 CH 2 COO -)
Stearyl betaine (C 18 H 37 N + ( CH 3) 2 CH 2 COO -)
Dodecyl amino methyl dimethyl sulfopropyl betaine (C 12 H 25 N + ( CH 3) 2 (CH 2) 3 SO 3 -)
- octadecyl amino methyl dimethyl sulfopropyl betaine (C 18 H 37 N + ( CH 3) 2 (CH 2) 3 SO 3 -)
(Fatty acid amide propyl betaine type)
- cocamidopropyl betaine (C 11 H 23 CONH (CH 2) 3 N + (CH 3) 2 CH 2 COO -, w: Cocamidopropyl betaine)
・ Cocamidopropyl hydroxysultain (C 11 H 23 CONH (CH 2 ) 3 N + (CH 3 ) 2 CH 2 CHOHCH 2 SO 3 )
(Alkylimidazole type)
- 2-alkyl -N- carboxymethyl -N- hydroxyethyl imidazolinium betaine (RC 3 H 4 N 2 ( C 2 H 4 OH) CH 2 COO - [R: alkyl having 3 to 20 carbon atoms])
(Amino acid type)
・ Lauroyl glutamate sodium (C 11 H 23 CON (C 2 H 4 COOH) HCHCOONa)
- lauroyl potassium glutamate (C 11 H 23 CON (C 2 H 4 COOH) HCHCOOK)
・ Lauroylmethyl-β-alanine (C 11 H 23 CONH (C 2 H 4 COOCH 3 )
(Amine oxide type)
Lauryl dimethylamine -N- oxide (C 12 H 25 N + ( CH 3) 2 O -)
· Oleyl dimethylamine -N- oxide (C 18 H 37 N + ( CH 3) 2 O -)

また、セット剤としては寒天(伊那寒天工業:UP-37)やゼラチン(新田ゼラチン)が挙げられる。他にも、本実施形態の効果を損なわない限り、酸化防止剤を含有してもよい。酸化防止剤を添加することで湿熱耐性をさらに向上させるという利点を有する。
酸化防止剤は市販品を用いてもよく、好適な酸化防止剤としては、例えば、ジブチルヒドロキシトルエン(BHT)、イルガノックス1010、イルガノックス1035FF、イルガノックス565などが挙げられる。
Examples of the set agent include agar (Inagar Industry: UP-37) and gelatin (Nitta Gelatin). In addition, you may contain antioxidant, unless the effect of this embodiment is impaired. The addition of an antioxidant has the advantage of further improving wet heat resistance.
Commercially available products may be used as the antioxidant, and suitable antioxidants include, for example, dibutylhydroxytoluene (BHT), Irganox 1010, Irganox 1035FF, Irganox 565, and the like.

(多孔質支持体)
促進輸送膜38Aと共に炭酸ガス分離層38を構成する多孔質支持体38Bは、促進輸送膜38Aと同様、耐熱性を有している。
多孔質支持体38Bの材質としては、供給ガス流路用部材36と同様のものを用いることができる。
(Porous support)
The porous support 38B that constitutes the carbon dioxide separation layer 38 together with the facilitated transport film 38A has heat resistance, like the facilitated transport film 38A.
As the material of the porous support 38B, the same material as the supply gas flow path member 36 can be used.

(透過ガス流路用部材)
炭酸ガス分離層38と共に積層体16を構成する透過ガス流路用部材40は、キャリアと反応して炭酸ガス分離層38を透過した炭酸ガス24を貫通孔群14Bに向かって案内する部材である。透過ガス流路用部材40は、スペーサーとしての機能を有し、また透過した炭酸ガス24を透過ガス流路用部材40よりも内側に流す機能を有し、さらに後述する接着部42,40を浸透させる機能を有するように、透過ガス流路用部材40は、供給ガス流路用部材36と同様に、ネット状の部材が好ましい。透過ガス流路用部材40の材質は、供給ガス流路用部材36と同様のものを用いることができる。
(Permeate gas channel member)
The permeating gas flow path member 40 that constitutes the laminate 16 together with the carbon dioxide separation layer 38 is a member that guides the carbon dioxide 24 that has reacted with the carrier and permeated the carbon dioxide separation layer 38 toward the through-hole group 14B. . The permeate gas flow path member 40 has a function as a spacer, and has a function of flowing the permeated carbon dioxide gas 24 to the inside of the permeate gas flow path member 40. Further, adhesive portions 42 and 40 described later are provided. Like the supply gas flow path member 36, the permeate gas flow path member 40 is preferably a net-like member so as to have a permeating function. The material of the permeate gas flow path member 40 can be the same as that of the supply gas flow path member 36.

(接着部)
接着部42及び接着部44は、中心管14に積層体16を図中矢印C方向に巻き付けた状態で、炭酸ガス分離層38と透過ガス流路用部材40を接着している。また、接着部42は、中心管14に積層体16を巻き付ける前から炭酸ガス分離層38と透過ガス流路用部材40を接着している。接着部42及び接着部44の材質としては、耐熱湿性を有するものであれば特に限定されず、例えば、エポキシ樹脂、塩化ビニル共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル−塩化ビニリデン共重合体、塩化ビニル−アクリロニトリル共重合体、ブタジエン−アクリロニトリル共重合体、ポリアミド樹脂、ポリビニルブチラール、ポリエステル、セルロース誘導体(ニトロセルロース等)、スチレン−ブタジエン共重合体、各種の合成ゴム系樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、フェノキシ樹脂、シリコン樹脂、尿素ホルムアミド樹脂等が挙げられる。
(Adhesive part)
The bonding portion 42 and the bonding portion 44 bond the carbon dioxide separation layer 38 and the permeating gas flow path member 40 in a state where the laminate 16 is wound around the central tube 14 in the direction of arrow C in the drawing. Further, the bonding portion 42 bonds the carbon dioxide separation layer 38 and the permeating gas channel member 40 before the laminate 16 is wound around the central tube 14. The material of the bonding part 42 and the bonding part 44 is not particularly limited as long as it has heat and humidity resistance. For example, epoxy resin, vinyl chloride copolymer, vinyl chloride-vinyl acetate copolymer, vinyl chloride-vinylidene chloride. Copolymer, vinyl chloride-acrylonitrile copolymer, butadiene-acrylonitrile copolymer, polyamide resin, polyvinyl butyral, polyester, cellulose derivative (nitrocellulose, etc.), styrene-butadiene copolymer, various synthetic rubber resins, phenol Examples include resins, urea resins, melamine resins, phenoxy resins, silicon resins, urea formamide resins, and the like.

接着部42と接着部44は共に、炭酸ガス分離層38と透過ガス流路用部材40の両側端部を中心管14の周方向に沿って接着する周方向接着部42A,44Aと、炭酸ガス分離層38と透過ガス流路用部材40の上記周方向の端部を接着する軸方向接着部42B,44Bとを有している。   Both the bonding portion 42 and the bonding portion 44 include circumferential bonding portions 42A and 44A that bond the carbon gas separation layer 38 and the end portions on both sides of the permeating gas channel member 40 along the circumferential direction of the central tube 14, and carbon dioxide gas. The separation layer 38 and axially bonded portions 42B and 44B for bonding the circumferential end portions of the permeate gas flow path member 40 are provided.

周方向接着部42Aと軸方向接着部42Bは繋がっており、接着部42全体として巻き始めの炭酸ガス分離層38と透過ガス流路用部材40の間の周方向端部が開口した所謂「エンベロープ状」となっている。また、周方向接着部42Aの間で且つ仕切部材34の外周側には、周方向(巻き付け前は積層体16の長さ方向)に沿って仕切接着部50が形成されている。この仕切接着部50は、軸方向接着部42Bと非接触であり、周方向接着部42Aと軸方向接着部42Bとの間で、炭酸ガス分離層38を透過した炭酸ガス24がスイープガス28によって貫通孔群14Bまで流れる流路P1が形成される。   The circumferential adhesive portion 42A and the axial adhesive portion 42B are connected to each other, and the so-called “envelope” in which the circumferential end portion between the carbon dioxide gas separation layer 38 and the permeating gas flow path member 40 at the beginning of winding is opened as the adhesive portion 42 as a whole. "". A partition adhesive portion 50 is formed between the circumferential adhesive portions 42A and on the outer peripheral side of the partition member 34 along the circumferential direction (the length direction of the laminate 16 before winding). The partition bonding portion 50 is not in contact with the axial direction bonding portion 42B, and the carbon dioxide gas 24 that has passed through the carbon dioxide separation layer 38 is caused by the sweep gas 28 between the circumferential direction bonding portion 42A and the axial direction bonding portion 42B. A flow path P1 flowing to the through hole group 14B is formed.

同様に、周方向接着部44Aと軸方向接着部44Bは繋がっており、接着部44全体として巻き始めの炭酸ガス分離層38と透過ガス流路用部材40の間の周方向端部が開口した所謂「エンベロープ状」となっている。また、周方向接着部44Aの間で且つ仕切部材34の外周側には、周方向(巻き付け前は積層体16の長さ方向)に沿って仕切接着部52が形成されている。この仕切接着部52は、軸方向接着部44Bと非接触であり、周方向接着部44Aと軸方向接着部42Bとの間で、炭酸ガス分離層38を透過した炭酸ガス24がスイープガス28によって貫通孔群14Bまで流れる流路P2が形成される。   Similarly, the circumferential adhesive portion 44A and the axial adhesive portion 44B are connected to each other, and the circumferential end portion between the carbon dioxide separation layer 38 and the permeate gas flow path member 40 at the beginning of winding is opened as the entire adhesive portion 44. It is a so-called “envelope shape”. Further, partition adhesive portions 52 are formed between the circumferential adhesive portions 44A and on the outer peripheral side of the partition member 34 along the circumferential direction (the length direction of the laminated body 16 before winding). The partition bonding portion 52 is not in contact with the axial direction bonding portion 44B, and the carbon dioxide gas 24 that has permeated the carbon dioxide separation layer 38 is caused by the sweep gas 28 between the circumferential direction bonding portion 44A and the axial direction bonding portion 42B. A flow path P2 flowing to the through hole group 14B is formed.

<分離モジュールの製造方法>
次に、本発明の実施形態に係る分離モジュール10の製造方法について説明する。
<Manufacturing method of separation module>
Next, a method for manufacturing the separation module 10 according to the embodiment of the present invention will be described.

図3A〜図3Cは、本発明の実施形態に係る分離モジュール10の製造方法を示す一連の工程図である。   3A to 3C are a series of process diagrams showing a method for manufacturing the separation module 10 according to the embodiment of the present invention.

まず、図3Aに示すように、複数(本実施形態では3つ)の貫通孔群14Bが形成された中心管14を用意する工程を行う。   First, as shown in FIG. 3A, a step of preparing a central tube 14 in which a plurality (three in this embodiment) of through-hole groups 14B are formed is performed.

次に、図3Bに示すように、一対のテレスコープ防止板20を複数(本実施形態では3組)中心管14に取り付ける工程を行う。この工程では、1つの貫通孔群14Bを挟むようにし、後に積層体16を中心管14に巻きつけるときに邪魔とならないように、一対のテレスコープ防止板20を取り付ける。   Next, as shown in FIG. 3B, a step of attaching a plurality of (three sets in this embodiment) center tube 14 to the pair of telescope prevention plates 20 is performed. In this step, a pair of telescope prevention plates 20 are attached so as to sandwich one through-hole group 14B and not to interfere when the laminated body 16 is wound around the central tube 14 later.

次に、複数の分離モジュールユニット12を同時に形成する工程を行う。この工程では、図3Cに示すように、カプトンテープ又は接着剤等の固定部材(不図示)で複数の積層体16の先端部を中心管14にそれぞれ固定し、中心管14を管軸周りに回しながら、複数の積層体16を同時に中心管14に巻きつけるようにする。   Next, a step of simultaneously forming a plurality of separation module units 12 is performed. In this step, as shown in FIG. 3C, the tips of the plurality of laminates 16 are fixed to the central tube 14 with a fixing member (not shown) such as Kapton tape or adhesive, and the central tube 14 is moved around the tube axis. A plurality of laminated bodies 16 are wound around the central tube 14 simultaneously while rotating.

以上の製造工程を経ることにより、図1に示すような、本発明の実施形態に係る分離モジュール10を得ることができる。   Through the above manufacturing steps, a separation module 10 according to the embodiment of the present invention as shown in FIG. 1 can be obtained.

<作用>
次に、本実施形態の参考例に係る分離モジュールの作用について説明する。
<Action>
Next, the operation of the separation module according to the reference example of the present embodiment will be described.

図7は、本実施形態の参考例に係る分離モジュールの一部切り欠きを設けてなる斜視図である。   FIG. 7 is a perspective view in which a part of the separation module according to the reference example of the present embodiment is provided.

図7に示すように、分離モジュール100は、本実施形態と異なり、1つの分離モジュールユニットのみを有する。すなわち、分離モジュール100は、分離モジュールユニットと同一視でき、貫通孔群102Aを有する管体102と、貫通孔群102Aを覆うように管体102に巻きつけられた積層体104とから構成されている。この分離モジュール100は、使用時に図示しない圧力容器内に複数本収納され、分離モジュール100の管体102同士がクランプ106で接続される。   As shown in FIG. 7, unlike the present embodiment, the separation module 100 has only one separation module unit. That is, the separation module 100 can be identified with the separation module unit, and includes a tube body 102 having a through hole group 102A and a laminated body 104 wound around the tube body 102 so as to cover the through hole group 102A. Yes. A plurality of separation modules 100 are housed in a pressure vessel (not shown) during use, and the tubes 102 of the separation module 100 are connected to each other by a clamp 106.

この参考例に係る分離モジュール100の構成によれば、複数の分離モジュール100で原料ガスから炭酸ガスを順次分離していくことができるが、分離モジュール100同士の接続部分で圧力損失が発生してしまう。また、圧力容器内に収納する際、圧力容器中でクランプ接続する際、分離モジュールにダメージを与えてしまい、分離能が著しく低下する問題があった。   According to the configuration of the separation module 100 according to this reference example, the carbon dioxide gas can be sequentially separated from the raw material gas by the plurality of separation modules 100, but pressure loss occurs at the connection portion between the separation modules 100. End up. Further, when stored in the pressure vessel, when the clamp connection is made in the pressure vessel, the separation module is damaged, and there is a problem that the separation performance is remarkably lowered.

次に、本実施形態に係る分離モジュール10の作用について説明する。   Next, the operation of the separation module 10 according to this embodiment will be described.

本実施形態に係る分離モジュール10の構成によれば、図1に示すように、使用時に単独で圧力容器内に収納され、複数の分離モジュールユニット12のうち管軸方向Aの一端部側の分離モジュールユニット12の積層体16に原料ガス22が流入されると、分離膜としての促進輸送膜38Aにより原料ガス22の構成要素である炭酸ガス24が分離され貫通孔群14Bに案内される。分離されて残った残余のガス26は、管軸方向Aの他端部側の分離モジュールユニット12の積層体16まで、順次流入されて構成要素が分離される。各積層体16から分離された構成要素は、各積層体16からそれぞれが覆っている貫通孔群14Bを通り中心管14に流れる。このように、複数の積層体16、すなわち複数の分離モジュールユニット12に対して中心管14が共通しているため、分離モジュールユニット(積層体104)毎に管体102を有する参考例の分離モジュール100と比較して、中心管14同士を接続する必要がなく、圧力損失を抑制することができる。したがって、分離モジュールは、高効率な分離能を有することとなる。   According to the configuration of the separation module 10 according to the present embodiment, as shown in FIG. 1, the separation module 10 is stored in the pressure vessel alone at the time of use, and is separated on one end side in the tube axis direction A among the plurality of separation module units 12. When the raw material gas 22 flows into the laminate 16 of the module unit 12, the carbon dioxide gas 24, which is a component of the raw material gas 22, is separated and guided to the through hole group 14B by the facilitated transport film 38A as a separation film. The remaining gas 26 that has been separated is sequentially introduced to the stacked body 16 of the separation module unit 12 on the other end side in the tube axis direction A, and the components are separated. The components separated from each stacked body 16 flow from the stacked bodies 16 to the central tube 14 through the through-hole group 14B that each covers. Thus, since the central tube 14 is common to the plurality of laminated bodies 16, that is, the plurality of separation module units 12, the separation module of the reference example having the tubular body 102 for each separation module unit (laminated body 104). Compared with 100, there is no need to connect the central tubes 14 to each other, and pressure loss can be suppressed. Therefore, the separation module has a highly efficient separation ability.

なお、参考例の分離モジュール100同士を接続する代わりとして、単に分離モジュール100全体を管軸方向Aに長くすることも考えられる。しかしながら、促進輸送膜38Aの物性を均一にする観点や積層体104は製造上の観点などから長くすることが難しいため、本実施形態に係る分離モジュール10が参考例の代わりとして有効に使われる。
なお、本実施形態の分離モジュール10を単数でなく、複数圧力容器にいれてもよい。この場合であっても、クランプ接続の数が少なくなる結果、軸合わせが容易となり、分離モジュール10を壊す(リークが起こる)事を抑制できる。また、クランプ接続の数が少なくなる結果、クランプ接続が容易となる。
As an alternative to connecting the separation modules 100 of the reference example, it is conceivable to simply lengthen the entire separation module 100 in the tube axis direction A. However, since it is difficult to lengthen the laminated transport 104 from the viewpoint of making the physical properties of the facilitated transport film 38A uniform and the viewpoint of manufacturing, the separation module 10 according to the present embodiment is effectively used as a substitute for the reference example.
Note that the separation module 10 of the present embodiment may be placed in a plurality of pressure vessels instead of a single separation module 10. Even in this case, as a result of the reduction in the number of clamp connections, it becomes easy to align the axes, and the separation module 10 can be prevented from being broken (leakage is caused). Further, as a result of the reduction in the number of clamp connections, the clamp connection is facilitated.

また、本実施形態に係る分離モジュール10の各分離モジュールユニット12では、複数の仕切部材34と、接着部42,44と、仕切接着部50,52とを有している。このため、流入口30から中心管14内部にスイープガス28が流入されると、複数の仕切部材34に当たり、貫通孔群14Bを介して中心管14内部から積層体16に流れ出し、流路P1、P2を通る。この際、スイープガス28は、促進輸送膜38Aによって分離された炭酸ガス24をスイープさせながら、仕切部材34を越えて再び中心管14内部に流れ込む。これにより、分離された炭酸ガス24は、積層体16内部で滞留することなく貫通孔群14Bを介して中心管14内部に流れ込んで流出口32からスイープガス28と共に流出される。この結果、炭酸ガス24の漏れが抑制され、また分離能が高くなる。   In addition, each separation module unit 12 of the separation module 10 according to the present embodiment includes a plurality of partition members 34, adhesive portions 42 and 44, and partition adhesive portions 50 and 52. For this reason, when the sweep gas 28 flows into the center tube 14 from the inlet 30, it hits the plurality of partition members 34, flows out from the center tube 14 through the through hole group 14 </ b> B, and flows into the laminate 16. Pass through P2. At this time, the sweep gas 28 again flows into the center tube 14 over the partition member 34 while sweeping the carbon dioxide gas 24 separated by the facilitated transport film 38A. Thereby, the separated carbon dioxide gas 24 flows into the central tube 14 through the through hole group 14 </ b> B without staying in the stacked body 16, and flows out from the outlet 32 together with the sweep gas 28. As a result, leakage of the carbon dioxide gas 24 is suppressed, and the separation performance is increased.

また、複数の分離モジュールユニット12は、その積層体16の両端部がテレスコープ防止板20に嵌め込まれている。このため、全ての積層体16の巻きズレが防止されるようになっている。   In addition, the plurality of separation module units 12 have both ends of the laminate 16 fitted in the telescope prevention plate 20. For this reason, the winding shift | offset | difference of all the laminated bodies 16 is prevented.

また、本発明の実施形態に係る分離モジュール10の製造方法では、積層体16を同時に中心管14に巻きつける工程を有しているので、生産速度が上がる。また積層体16間のバラつき(巻き径など)を抑制し、もって性能のバラつきを抑制することができる。   Moreover, in the manufacturing method of the separation module 10 which concerns on embodiment of this invention, since it has the process of winding the laminated body 16 around the center pipe | tube 14 simultaneously, production speed increases. Moreover, the dispersion | variation (winding diameter etc.) between the laminated bodies 16 can be suppressed, and the dispersion | variation in performance can be suppressed.

<変形例>
なお、本発明を複数の実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかである。また、上述の実施形態や下記の変形例は、適宜、組み合わせて実施可能である。
<Modification>
Although the present invention has been described in detail with respect to a plurality of embodiments, the present invention is not limited to such embodiments, and various other embodiments are possible within the scope of the present invention. It is clear to the contractor. Moreover, the above-mentioned embodiment and the following modified example can be implemented in combination as appropriate.

上記実施形態では、仕切部材34や仕切接着部50,52を設ける場合を説明したが、これらは省略してもよい。この場合、管一端部は閉口し、スイープガス28は流さない。   Although the case where the partition member 34 and the partition bonding parts 50 and 52 are provided has been described in the above embodiment, these may be omitted. In this case, one end of the tube is closed and the sweep gas 28 does not flow.

また、上記実施形態では、分離モジュール10を製造する際、積層体16を同時に中心管14に巻きつける場合を説明したが、積層体16を順次別々に中心管14に巻きつけるようにしてもよい。   In the above embodiment, the case where the laminated body 16 is wound around the central tube 14 at the same time when the separation module 10 is manufactured has been described. However, the laminated body 16 may be wound around the central tube 14 separately. .

また、上記実施形態では、分離膜として促進輸送型の促進輸送膜38Aを用いる場合を説明したが、他の分離膜を用いてもよい。他の分離膜としては、例えば、デンドリマー等で構成された分子ゲート型の膜や、溶解拡散型の膜、クヌーセン拡散型の膜、分子ふるい型の膜、表面拡散型の膜などが挙げられる。また、ポリアミド系の液体分離膜のモジュールにも応用することができる。   Moreover, although the case where the facilitated transport type facilitated transport film 38A is used as the separation membrane has been described in the above embodiment, other separation membranes may be used. Examples of other separation membranes include molecular gate type membranes composed of dendrimers and the like, dissolution diffusion type membranes, Knudsen diffusion type membranes, molecular sieve type membranes, surface diffusion type membranes, and the like. Further, it can be applied to a module of a polyamide-based liquid separation membrane.

また、分離膜が分離する原料ガス22の構成要素も炭酸ガス24に限られず、水素等の他の気体や水等の液体といった流体であってもよい。   The constituent elements of the source gas 22 separated by the separation membrane are not limited to the carbon dioxide gas 24, and may be fluids such as other gases such as hydrogen or liquids such as water.

また、積層体16に流入するものも原料ガス22に限られず、液体等の流体であってもよい。   Moreover, what flows into the laminated body 16 is not limited to the raw material gas 22, and may be a fluid such as a liquid.

また、酸性ガス24は、原料ガス22の流入方向(排出方向も同方向)と同一方向に排出される場合を説明したが、原料ガス22の流入方向とは逆方向に排出されてもよい。この場合、スイープガス28も原料ガス22の流入方向とは逆方向から流入される。   Moreover, although the case where the acidic gas 24 was discharged | emitted in the same direction as the inflow direction (the discharge direction is also the same direction) of the raw material gas 22 was demonstrated, you may discharge | emit in the direction opposite to the inflow direction of the raw material gas 22. In this case, the sweep gas 28 is also introduced from the direction opposite to the inflow direction of the source gas 22.

また、上述したテレスコープ防止板20は、図4A及び図4Bに示すような、テレスコープ防止板60に置き換えてもよい。
このテレスコープ防止板60は、中心管14が挿入される筒部62の軸方向に沿って二分割されている。一体となったときのテレスコープ防止板60は、筒部62の他、この筒部62の外周面から放射状に延び積層体16の端面に当接するスポーク部64と、このスポーク部64の先端部に設けられ、管軸方向A(筒部62の軸方向)に沿って両側へ張り出し、隣り合う積層体16の端部外周部へそれぞれ嵌め込まれるキャップ部66とを有している。
Moreover, you may replace the telescope prevention plate 20 mentioned above with the telescope prevention plate 60 as shown to FIG. 4A and 4B.
The telescope prevention plate 60 is divided into two along the axial direction of the cylindrical portion 62 into which the central tube 14 is inserted. The telescoping prevention plate 60 when integrated is a cylindrical portion 62, a spoke portion 64 that extends radially from the outer peripheral surface of the cylindrical portion 62 and abuts against the end surface of the laminated body 16, and a tip portion of the spoke portion 64. And a cap portion 66 that protrudes to both sides along the tube axis direction A (the axial direction of the cylindrical portion 62) and is fitted to the outer peripheral portion of the end portion of the adjacent laminate 16.

また、テレスコープ防止板60には、互いに接続される接続手段68,70が設けられている。接続手段68,70は、特に限定されないが、係止具や接着剤、嵌合部材等を用いることができる。図4A及び図4Bでは、接続手段68,70として係止具を用いている。
図4A及び図4Bに示す接続手段68は、分割された一方のキャップ部66の内周面の一端部に設けられた支持部68Aと、支持部68Aによって回転可能に支持されたホック部68Bと、を有している。また、接続手段68は、分割された他方のキャップ部66の内周面の一端部に設けられ、ホック部68Bが引っ掛かる引っ掛かり部68Cを有している。
また、図4A及び図4Bに示す接続手段70は、分割された一方のキャップ部66の内周面の一端部に設けられた引っ掛かり部70Aと、分割された一方のキャップ部66の内周面の一端部に設けられ内周面から内周方向に突出して引っ掛かり部70Aに引っ掛かる爪部70Bとを有している。
Further, the telescope prevention plate 60 is provided with connection means 68 and 70 connected to each other. Although the connection means 68 and 70 are not particularly limited, a locking tool, an adhesive, a fitting member, or the like can be used. In FIG. 4A and FIG. 4B, a locking tool is used as the connecting means 68 and 70.
The connection means 68 shown in FIGS. 4A and 4B includes a support portion 68A provided at one end portion of the inner peripheral surface of one of the divided cap portions 66, and a hook portion 68B rotatably supported by the support portion 68A. ,have. Further, the connecting means 68 has a hook portion 68C that is provided at one end portion of the inner peripheral surface of the other divided cap portion 66 and that hooks 68B are hooked on.
4A and 4B includes a hook portion 70A provided at one end of the inner peripheral surface of one divided cap portion 66 and an inner peripheral surface of one divided cap portion 66. And a claw portion 70B that protrudes from the inner peripheral surface in the inner peripheral direction and is hooked on the hook portion 70A.

以上のテレスコープ防止板60の構成によれば、図5に示すように、隣り合う積層体16同士が1つのテレスコープ防止板60を共通して使用することができる。   According to the configuration of the telescope prevention plate 60 described above, as shown in FIG. 5, adjacent laminates 16 can use one telescope prevention plate 60 in common.

また、テレスコープ防止板60が分割されていることで、隣り合う積層体16同士の端部外周部へキャップ部66を嵌め込み易い。ただし、隣り合う積層体16同士で共通して使用することだけ考えれば、テレスコープ防止板60は分割されていなくてもよい。また、接続手段68,70はキャップ部66の内周面でなく、外周面に設けてもよい。ただし、外周面にOリングを取り付けるときに邪魔とならないという観点から、内周面に設けることが好ましい。   Further, since the telescope prevention plate 60 is divided, it is easy to fit the cap portion 66 into the outer peripheral portion of the end portion between the adjacent stacked bodies 16. However, the telescope prevention plate 60 may not be divided as long as the adjacent stacked bodies 16 are used in common. Further, the connecting means 68 and 70 may be provided not on the inner peripheral surface of the cap portion 66 but on the outer peripheral surface. However, it is preferable to provide it on the inner peripheral surface from the viewpoint of not obstructing when the O-ring is attached to the outer peripheral surface.

また、上記実施形態では、図3Aに示すような中心管14を用いる場合を説明したが、図6に示すような中心管80を用いてもよい。
この中心管80は、複数の貫通孔群14Bの他、積層体16を巻きつける位置の位置決め手段としてのマーク82を有している。このように、中心管80にマーク82があることで、複数の積層体を管体に正確に巻きつけることができる。なお、位置決め手段としては、マーク82の他、中心管80に凹部又は凸部等を設けてもよい。
Moreover, although the case where the center tube 14 as shown to FIG. 3A was used was demonstrated in the said embodiment, you may use the center tube 80 as shown in FIG.
The center tube 80 includes a plurality of through-hole groups 14 </ b> B and marks 82 as positioning means for positioning the laminated body 16. As described above, since the central tube 80 has the mark 82, a plurality of stacked bodies can be accurately wound around the tube. As the positioning means, in addition to the mark 82, the central tube 80 may be provided with a concave portion or a convex portion.

以下、本発明について実施例に基づきさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によって何ら限定して解釈されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated further in detail based on an Example, this invention is not limited and interpreted by these Examples at all.

<実施例1>
図3Aに示すような複数の貫通孔群を有する中心管に、テレスコープ防止板を取り付けた後、トリコット編みのエポキシ含浸ポリエステル製透過ガス流路部材を中心管に固定した。その後、水溶性高分子化合物及び二酸化炭素キャリア及びグルタルアルデヒド、界面活性剤からなるヒドロゲル膜を塗布したポリプロピレンサポート材付PTFE多孔質支持体(GEエナジー社製、EXPG)を半分に折り0.5mmのポリプロピレン製ネットを中に挟みこんだ。その多孔質支持体を透過ガス流路部材上に高粘度(約40cp)のエポキシ系接着剤(ヘンケルジャパン社製、E120HP)を塗り、トリコット編みのエポキシ含有ポリエステル製透過ガス流路材を重ね、これらの積層体を1つの貫通孔群を覆うように中心管の周りに多重に巻きつけた。次に、隣の貫通孔群に同様の方法で積層体を巻きつけテレスコープ防止板を積層体両端部に取り付けることで、一本の中心管に分離モジュールユニットが3個ある実施例1に係る分離モジュールを作製した。
<Example 1>
A telescope prevention plate was attached to a central tube having a plurality of through-hole groups as shown in FIG. 3A, and then a tricot knitted epoxy-impregnated polyester permeating gas channel member was fixed to the central tube. Thereafter, a PTFE porous support with polypropylene support material (EXPG, manufactured by GE Energy Co., Ltd.) coated with a hydrogel film composed of a water-soluble polymer compound, carbon dioxide carrier, glutaraldehyde and a surfactant was folded in half to 0.5 mm. A polypropylene net was sandwiched inside. The porous support is coated with a high-viscosity (about 40 cp) epoxy adhesive (E120HP, manufactured by Henkel Japan Co., Ltd.) on the permeate gas channel member, and a tricot knitted epoxy-containing polyester permeate gas channel material is stacked. These laminates were wrapped around the central tube in multiple layers so as to cover one through hole group. Next, the laminated body is wound around the adjacent through-hole group in the same manner, and the telescope prevention plates are attached to both ends of the laminated body, so that one central tube has three separation module units according to the first embodiment. A separation module was produced.

<実施例2>
実施例1と同一の積層体を中心管に巻きつけたが、隣り合う分離モジュールユニット同士で図4A及び図4B並びに図5に示すような共通のテレスコープ防止板を用いた。
これにより、テレスコープ防止板の数を通常は3つの積層体を巻きつけた際6個必要となるところ4個に減らした状態で、一本の中心管に分離モジュールユニットが3個ある実施例2に係る分離モジュールを作製した。
<Example 2>
The same laminate as in Example 1 was wound around the central tube, but a common telescope prevention plate as shown in FIGS. 4A, 4B, and 5 was used between adjacent separation module units.
In this way, the number of telescope prevention plates is usually reduced to 4 where 6 are required when 3 laminates are wound, and there are 3 separation module units in one central tube. A separation module according to 2 was produced.

<実施例3>
実施例1と同一の積層体を用いて、1本の中心管に3個の分離モジュールユニットを作成したが、逐次一個ずつ作製していくのではなく、一気に3個同時に作製した。具体的に、中心管を軸周りに回転させ、3つの積層体を同時に中心管に巻きつけて、実施例3に係る分離モジュールを作製した。
<Example 3>
Three separation module units were produced in one central tube using the same laminate as in Example 1, but three were produced at a time rather than one by one. Specifically, the separation tube according to Example 3 was manufactured by rotating the central tube around the axis and simultaneously winding the three laminated bodies around the central tube.

<比較例1>
貫通孔群が一箇所だけ存在する中心管を用いて、トリコット編みのエポキシ含浸ポリエステル製透過ガス流路部材を中心管に固定した。その後、吸水性ポリマー及び二酸化炭素キャリア及びグルタルアルデヒド、界面活性剤からなるヒドロゲル膜を塗布したポリプロピレンサポート材付PTFE多孔質支持体(GEエナジー社製、EXPG)を半分に折り0.5mmのポリプロピレン製ネットを中に挟みこんだ。その多孔質支持体を透過ガス流路部材上に高粘度(約40cp)のエポキシ系接着剤(ヘンケルジャパン社製、E120HP)を塗り、トリコット編みのエポキシ含有ポリエステル製透過ガス流路材を重ね、中心管の周りに多重に巻きつけてモジュールユニットを作製した。このモジュールユニットを上記同様にして複数作製し、モジュールユニットの中心管同士をクランプで接続した。更に、一番端のモジュールユニットにテレスコープ防止板を取り付けて、比較例1に係る分離モジュールユニットを作製した。
<Comparative Example 1>
A tricot-knitted epoxy-impregnated polyester permeated gas passage member was fixed to the central tube using a central tube having only one through hole group. After that, a PTFE porous support with polypropylene support material (GE Energy, EXPG) coated with a hydrogel film composed of a water-absorbing polymer, carbon dioxide carrier, glutaraldehyde, and a surfactant was folded in half and made into 0.5 mm polypropylene. I put the net inside. The porous support is coated with a high-viscosity (about 40 cp) epoxy adhesive (E120HP, manufactured by Henkel Japan Co., Ltd.) on the permeate gas channel member, and a tricot knitted epoxy-containing polyester permeate gas channel material is stacked. A module unit was produced by wrapping around the central tube in multiple layers. A plurality of module units were produced in the same manner as described above, and the central tubes of the module units were connected by clamps. Further, a telescoping prevention plate was attached to the module unit at the end, and a separation module unit according to Comparative Example 1 was produced.

<評価>
作製した各実施例1〜3及び比較例1に係る分離モジュールをそれぞれ圧力容器に入れて、酸性ガスの分離性能について、以下のような条件1で評価した。
<Evaluation>
The produced separation modules according to Examples 1 to 3 and Comparative Example 1 were put in pressure vessels, respectively, and the acid gas separation performance was evaluated under the following condition 1.

−条件1−
テストガスとしてH:CO:HO=45:5:50の原料ガス(流量2.2L/min)を温度130℃、全圧301.3kPaで、分離モジュールに供給し、透過側にスイープガスとしてArガス(流量0.6L/min)をフローさせた。透過してきたガスをガスクロマトグラフで分析し、CO透過速度(P(CO))とCO/H分離係数(α)を算出した。P(CO)とαの算出結果を以下の表1にまとめた。
-Condition 1-
As a test gas, a source gas (flow rate: 2.2 L / min) of H 2 : CO 2 : H 2 O = 45: 5: 50 is supplied to the separation module at a temperature of 130 ° C. and a total pressure of 301.3 kPa. Ar gas (flow rate 0.6 L / min) was flowed as a sweep gas. The permeated gas was analyzed with a gas chromatograph, and the CO 2 permeation rate (P (CO 2 )) and the CO 2 / H 2 separation factor (α) were calculated. The calculation results of P (CO 2 ) and α are summarized in Table 1 below.


表1に示すように、実施例1〜3に係る分離モジュールは、比較例1に係る分離モジュールに比べて、CO透過速度とCO/H分離係数の値が良好であった。これは、実施例1〜3に係る分離モジュールでは、中心管同士を接続する箇所がないため、その箇所での圧力損失が抑制されたことに起因するものと考えられる。 As shown in Table 1, the separation modules according to Examples 1 to 3 had better values of the CO 2 permeation rate and the CO 2 / H 2 separation coefficient than the separation module according to Comparative Example 1. This is probably because the separation modules according to Examples 1 to 3 have no place for connecting the central tubes to each other, and thus pressure loss at the place is suppressed.

<実施例4>
次に、実施例1で吸水性ポリマー及び二酸化炭素キャリア及びグルタルアルデヒド、界面活性剤からなるヒドロゲル膜の代わりに、ポリイミド膜を塗布したこと以外は全く同じ方法で実施例4に係る分離モジュールを作製した。
<Example 4>
Next, a separation module according to Example 4 was produced in exactly the same manner as in Example 1 except that a polyimide membrane was applied instead of the hydrogel membrane consisting of the water-absorbing polymer, carbon dioxide carrier, glutaraldehyde, and surfactant. did.

<比較例2>
比較例1で吸水性ポリマー及び二酸化炭素キャリア及びグルタルアルデヒド、界面活性剤からなるヒドロゲル膜の代わりに、ポリイミド膜を塗布したこと以外は全く同じ方法で比較例2に係る分離モジュールを作製した。
<Comparative example 2>
A separation module according to Comparative Example 2 was produced in exactly the same manner as in Comparative Example 1, except that a polyimide membrane was applied instead of the hydrogel membrane composed of the water-absorbing polymer, carbon dioxide carrier, glutaraldehyde, and surfactant.

<評価>
作製した実施例4及び比較例2に係る分離モジュールをそれぞれ圧力容器に入れて、酸性ガスの分離性能について、以下のような条件2で評価した。
<Evaluation>
The produced separation modules according to Example 4 and Comparative Example 2 were put in pressure vessels, respectively, and acid gas separation performance was evaluated under the following condition 2.

−条件2−
テストガスとしてCH:CO=50:50の原料ガス(流量2.2L/min)を温度40℃、全圧301.3kPaで、各酸性ガスを分離モジュールに供給し、透過側にスイープガスとしてArガス(流量0.6L/min)をフローさせた。透過してきたガスをガスクロマトグラフで分析し、CO透過速度(P(CO))とCO/H分離係数(α)を算出した。P(CO)とαの算出結果を以下の表2にまとめた。
-Condition 2-
As a test gas, CH 4 : CO 2 = 50: 50 source gas (flow rate: 2.2 L / min) at a temperature of 40 ° C. and a total pressure of 301.3 kPa, each acidic gas is supplied to the separation module, and a sweep gas on the permeate side Ar gas (flow rate 0.6 L / min) was allowed to flow. The permeated gas was analyzed with a gas chromatograph, and the CO 2 permeation rate (P (CO 2 )) and the CO 2 / H 2 separation factor (α) were calculated. The calculation results of P (CO 2 ) and α are summarized in Table 2 below.


表2に示すように、実施例4に係る分離モジュールは、比較例2に係る分離モジュールに比べて、CO透過速度とCO/H分離係数の値が良好であった。これは、実施例4に係る分離モジュールでは、中心管同士を接続する箇所がないため、その箇所での圧力損失が抑制されたことに起因するものと考えられる。 As shown in Table 2, the separation module according to Example 4 had better values for the CO 2 permeation rate and the CO 2 / H 2 separation coefficient than the separation module according to Comparative Example 2. This is probably because the separation module according to Example 4 does not have a place where the central tubes are connected to each other, and therefore pressure loss at the place is suppressed.

<実施例5>
次に、実施例1で水溶性高分子化合物及び二酸化炭素キャリア及びグルタルアルデヒド、界面活性剤からなるヒドロゲル膜を塗布したポリプロピレンサポート材付PTFE多孔質支持体の代わりに、支持体及び分離膜に以下のものを用いた事以外は実施例1と全く同じ方法で、実施例5に係る分離モジュールを作製した。
<Example 5>
Next, instead of the PTFE porous support with a polypropylene support coated with a hydrogel membrane comprising a water-soluble polymer compound, carbon dioxide carrier, glutaraldehyde, and a surfactant in Example 1, the support and the separation membrane were as follows. A separation module according to Example 5 was produced in exactly the same manner as in Example 1 except that the above was used.

−支持体−
ポリエステル不織布(廣瀬製紙社製)上にジメチルホルムアミド溶媒のポリスルホン濃度15wt%の溶液を層厚200umになるようにキャストし、直ちに水に浸漬してポリスルホン多孔質支持体を作製した。
-Support-
On a polyester nonwoven fabric (manufactured by Hirose Paper Co., Ltd.), a polysulfone concentration 15 wt% solution of dimethylformamide solvent was cast to a layer thickness of 200 μm, and immediately immersed in water to prepare a polysulfone porous support.

-分離膜-
上記の方法で作製したポリスルホン支持体をメタフェニレンジアミン3.4wt%水溶液中に2分間浸漬し、該支持膜を引き上げ、余分な水溶液を取り除いた後、トリメシン酸クロリド0.175wt%を含むn−デカン溶液を支持体表面が完全に濡れるように塗布した。更に90℃の熱水で洗浄して複合逆浸透膜を得た。
-Separation membrane-
The polysulfone support produced by the above method was immersed in a 3.4 wt% aqueous solution of metaphenylenediamine for 2 minutes, the support membrane was pulled up, and after removing the excess aqueous solution, n-containing 0.175 wt% of trimesic acid chloride. The decane solution was applied so that the support surface was completely wetted. Furthermore, it washed with 90 degreeC hot water, and obtained the composite reverse osmosis membrane.

<比較例3>
比較例1で吸水性ポリマー及び二酸化炭素キャリア及びグルタルアルデヒド、界面活性剤からなるヒドロゲル膜の代わりに、実施例5と同様の方法で、複合逆浸透膜を含むモジュール群を作製したこと以外は全く同じ方法で比較例3に係る分離モジュールを作製した。
<評価>
実施例5及び比較例3に係る分離膜モジュールの特性について、分離膜モジュールに、温度25℃、pH6.5に調整した海水(TDS(TotalDissolvedSolids)濃度約3.5%、ホウ素濃度約5.0ppm)を操作圧力5.5MPaで供給して膜ろ過処理を行ない、透過水、供給水の水質を測定することにより、次の式から求めた。
<Comparative Example 3>
Except that a module group including a composite reverse osmosis membrane was produced in the same manner as in Example 5 instead of the hydrogel membrane comprising a water-absorbing polymer, carbon dioxide carrier, glutaraldehyde, and a surfactant in Comparative Example 1. A separation module according to Comparative Example 3 was produced by the same method.
<Evaluation>
Regarding the characteristics of the separation membrane module according to Example 5 and Comparative Example 3, seawater (TDS (Total Dissolved Solids) concentration of about 3.5%, boron concentration of about 5.0 ppm was adjusted to a separation membrane module at a temperature of 25 ° C. and a pH of 6.5. ) Was supplied at an operating pressure of 5.5 MPa, membrane filtration was performed, and the quality of the permeated water and the feed water was measured, and the following formula was obtained.

(TDS除去率)
TDS除去率(%)=100×{1−(透過水中のTDS濃度/供給水中のTDS濃度)}
(TDS removal rate)
TDS removal rate (%) = 100 × {1− (TDS concentration in permeated water / TDS concentration in feed water)}

(膜透過流束)
供給水(海水)の膜透過水量を、膜面1平方メートルあたり、1日あたりの透水量(立方メートル)でもって膜透過流束(m/m/day)を表した。実施例5及び比較例3に係る分離モジュールに対して算出したTDS除去率と膜透過流速の結果を以下の表3にまとめた。
(Membrane permeation flux)
Membrane permeation flux (m 3 / m 2 / day) was expressed in terms of the permeation amount of the feed water (seawater) per square meter of the membrane surface with the permeation amount per day (cubic meter). The results of TDS removal rates and membrane permeation flow rates calculated for the separation modules according to Example 5 and Comparative Example 3 are summarized in Table 3 below.


表3に示すように、実施例5に係る分離モジュールは、比較例3に係る分離モジュールに比べて、TDS除去率と透過流速の値が良好であった。これは、実施例5に係る分離モジュールでは、中心管同士を接続する箇所がないため、その箇所での圧力損失が抑制されたことに起因するものと考えられる。   As shown in Table 3, the separation module according to Example 5 had better TDS removal rate and permeation flow rate values than the separation module according to Comparative Example 3. This is probably because the separation module according to Example 5 does not have a place where the central tubes are connected to each other, and therefore pressure loss at the place is suppressed.

10 分離モジュール
14 管体
14A 外周面
14B 貫通孔群
14,80 中心管(管体)
16 積層体
20,60 テレスコープ防止板(巻きズレ防止部材)
20A,62 筒部
20B,64 スポーク部
20C,66 キャップ部
22 原料ガス(気体)
24 炭酸ガス(気体の構成要素)
28 スイープガス
30 流入口
32 流出口
34 仕切部材
38A 促進輸送膜(分離膜の構成要素)
38B 多孔質支持体(分離膜の構成要素)
68,70 接続手段
82 マーク(位置決め手段)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Separation module 14 Tube 14A Outer peripheral surface 14B Through-hole group 14 and 80 Center pipe (tube)
16 Laminated body 20, 60 Telescope prevention plate (winding prevention member)
20A, 62 Tube part 20B, 64 Spoke part 20C, 66 Cap part 22 Source gas (gas)
24 Carbon dioxide (gas component)
28 Sweep gas 30 Inlet 32 Outlet 34 Partition member 38A Accelerated transport membrane (component of separation membrane)
38B Porous support (component of separation membrane)
68, 70 Connection means 82 Mark (positioning means)

Claims (12)

管軸方向に間隔をあけて外周面に貫通孔群が複数形成された管体と、
液体又は気体の構成要素を分離して前記貫通孔群に案内する分離膜を含み、前記複数の貫通孔群のそれぞれを覆って前記管体に多重に巻きつけられ、前記管軸方向から前記液体又は前記気体が流入される複数の積層体と、
を有する分離モジュール。
A tube body in which a plurality of through-hole groups are formed on the outer peripheral surface at intervals in the tube axis direction;
A separation membrane that separates a liquid or gas component and guides it to the through-hole group; covers each of the plurality of through-hole groups; Or a plurality of laminates into which the gas flows,
A separation module.
前記分離膜は、促進輸送型の膜である、
請求項1に記載の分離モジュール。
The separation membrane is a facilitated transport type membrane,
The separation module according to claim 1.
前記分離膜は、水溶性高分子化合物及び二酸化炭素キャリアを含む促進輸送膜と、前記促進輸送膜を支持する多孔質支持体と、を有する、
請求項2に記載の分離モジュール。
The separation membrane has a facilitated transport membrane containing a water-soluble polymer compound and a carbon dioxide carrier, and a porous support that supports the facilitated transport membrane.
The separation module according to claim 2.
前記分離膜は、分子ゲート型の膜である、
請求項1に記載の分離モジュール。
The separation membrane is a molecular gate type membrane,
The separation module according to claim 1.
前記積層体の両端部に嵌め込まれ、前記積層体の巻きズレを防止する複数の巻きズレ防止部材を有する、
請求項1〜請求項4の何れか1項に記載の分離モジュール。
Having a plurality of winding deviation preventing members fitted into both ends of the laminated body and preventing winding deviation of the laminated body;
The separation module according to any one of claims 1 to 4.
前記管体は、スイープガスが流入される流入口と、前記分離膜により分離され前記積層体を通り前記貫通孔群から集合した気体が前記スイープガスと共に流出される流出口と、各貫通孔群における前記管軸方向の中心部に位置し前記管体の内部を仕切る複数の仕切部材と、を有する、
請求項1〜請求項5の何れか1項に記載の分離モジュール。
The tube includes an inlet through which a sweep gas is introduced, an outlet through which the gas separated from the separation membrane and collected from the through-hole group through the laminated body flows out together with the sweep gas, and each through-hole group A plurality of partition members that are located in a central portion in the tube axis direction and partition the inside of the tube body,
The separation module according to any one of claims 1 to 5.
前記巻きズレ防止部材は、
前記管体が挿入される筒部と、
前記筒部の外周面から放射状に延び前記積層体の端面に当接するスポーク部と、
前記スポーク部の先端部に設けられ、前記管軸方向に沿って両側へ張り出し、隣り合う前記積層体の端部外周部へそれぞれ嵌め込まれるキャップ部と、
を有する請求項5に記載の分離モジュール。
The winding deviation prevention member is
A cylindrical portion into which the tubular body is inserted;
A spoke portion that extends radially from the outer peripheral surface of the cylindrical portion and contacts the end surface of the laminate;
Cap portions that are provided at the tip portions of the spoke portions, project to both sides along the tube axis direction, and are fitted into the outer peripheral portions of the end portions of the adjacent laminates,
The separation module according to claim 5.
前記巻きズレ防止部材は、前記筒部の軸方向に沿って分割され、
前記分割された巻きズレ防止部材には、互いに接続される接続手段が設けられている、
請求項7に記載の分離モジュール。
The winding deviation prevention member is divided along the axial direction of the cylindrical portion,
The divided winding deviation prevention member is provided with connection means connected to each other.
The separation module according to claim 7.
前記管体は、前記積層体を巻きつける位置の位置決め手段を有している、
請求項1〜請求項8の何れか1項に記載の分離モジュール。
The tubular body has positioning means for wrapping the laminated body.
The separation module according to any one of claims 1 to 8.
請求項1〜請求項9の何れか1項に記載の分離モジュールを製造する製造方法であって、
前記管体を軸周りに回転させ、前記複数の積層体を同時に前記管体に巻きつける工程を有する分離モジュールの製造方法。
A manufacturing method for manufacturing the separation module according to any one of claims 1 to 9,
A method for manufacturing a separation module, the method comprising a step of rotating the tube body around an axis and winding the plurality of laminated bodies around the tube body simultaneously.
請求項1〜請求項9の何れか1項に記載の分離モジュールに用いられ、管軸方向に間隔をあけて外周面に貫通孔群を複数有する管体。   A tubular body that is used in the separation module according to any one of claims 1 to 9, and has a plurality of through-hole groups on an outer peripheral surface at intervals in the tube axis direction. 請求項7に記載の分離モジュールに用いられる巻きズレ防止部材であって、
前記管体が挿入される筒部と、
前記筒部の外周面から放射状に延び前記積層体の端面に当接するスポーク部と、
前記スポーク部の先端部に設けられ、前記管軸方向に沿って両側へ張り出し、隣り合う前記積層体の端部外周部へそれぞれ嵌め込まれるキャップ部と、
を有する巻きズレ防止部材。
An anti-winding member used in the separation module according to claim 7,
A cylindrical portion into which the tubular body is inserted;
A spoke portion that extends radially from the outer peripheral surface of the cylindrical portion and contacts the end surface of the laminate;
Cap portions that are provided at the tip portions of the spoke portions, project to both sides along the tube axis direction, and are fitted into the outer peripheral portions of the end portions of the adjacent laminates,
An anti-winding member having
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