JP2016026860A - 酸性ガス分離モジュール - Google Patents
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Abstract
【課題】促進輸送膜の損傷を防止して、長期に渡って所定の性能を発揮する酸性ガス分離モジュールを提供する。
【解決手段】促進輸送膜を有する酸性ガス分離層を含む積層体を巻回してなるスパイラル型の酸性ガス分離モジュールにおいて、促進輸送膜を通過した酸性ガスの流路となり、かつ、酸性ガスの流路を規制する流路規制部材を有する透過ガス流路用部材が、流路規制部材を形成された領域と、それ以外の領域とで、高圧変形量の差を１００μｍ以下とすることにより、この課題を解決する。
【選択図】図３
【解決手段】促進輸送膜を有する酸性ガス分離層を含む積層体を巻回してなるスパイラル型の酸性ガス分離モジュールにおいて、促進輸送膜を通過した酸性ガスの流路となり、かつ、酸性ガスの流路を規制する流路規制部材を有する透過ガス流路用部材が、流路規制部材を形成された領域と、それ以外の領域とで、高圧変形量の差を１００μｍ以下とすることにより、この課題を解決する。
【選択図】図３
Description
本発明は、原料ガスから酸性ガスを選択的に分離する酸性ガス分離モジュールに関する。詳しくは、酸性ガス分離膜を有する積層体を巻回してなる、スパイラル型の酸性ガス分離モジュールに関する。
近年、原料ガス（被処理ガス）から、炭酸ガスなどの酸性ガスを選択的に分離する技術の開発が進んでいる。例えば、酸性ガスを選択的に透過する酸性ガス分離膜を用いて、原料ガスから酸性ガスを分離する酸性ガス分離モジュールが開発されている。
例えば、特許文献１には、管壁に貫通孔が形成された、分離した酸性ガスを収集するための中心筒（中心透過物収集管）に、酸性ガス分離膜を含む積層体を多重に巻き付けてなる酸性ガス分離モジュールが開示されている。
特許文献１に開示される酸性ガス分離モジュールは、酸性ガス分離膜として、いわゆる溶解拡散膜を用いる、溶解拡散型の酸性ガス分離モジュールである。この溶解拡散膜は、膜に対する酸性ガスと分離対象物質との溶解性、および、膜中の拡散性の差を利用して、原料ガスから酸性ガスを分離する。
特許文献１に開示される酸性ガス分離モジュールは、酸性ガス分離膜として、いわゆる溶解拡散膜を用いる、溶解拡散型の酸性ガス分離モジュールである。この溶解拡散膜は、膜に対する酸性ガスと分離対象物質との溶解性、および、膜中の拡散性の差を利用して、原料ガスから酸性ガスを分離する。
特許文献２には、空間を酸性ガス分離膜で原料室と透過室とに分けて、原料室に原料ガス（ＣＯ2、Ｈ2およびＨ2Ｏからなる混合ガス）を供給し、酸性ガス分離膜で選択的に分離（透過）した酸性ガスを、透過室から取り出す酸性ガス分離モジュール（実験装置）が開示されている。
特許文献２に開示される酸性ガス分離モジュールは、酸性ガス分離膜として、いわゆる促進輸送膜を用いる、促進輸送型の酸性ガス分離モジュールである。この促進輸送膜は、膜中に酸性ガスと反応するキャリアを有し、このキャリアによって酸性ガスを膜の反対側に輸送することで、原料ガスから酸性ガスを分離する。
特許文献２に開示される酸性ガス分離モジュールは、酸性ガス分離膜として、いわゆる促進輸送膜を用いる、促進輸送型の酸性ガス分離モジュールである。この促進輸送膜は、膜中に酸性ガスと反応するキャリアを有し、このキャリアによって酸性ガスを膜の反対側に輸送することで、原料ガスから酸性ガスを分離する。
このような酸性ガス分離モジュールにおいて、特許文献１に示されるような、酸性ガス分離膜を有する積層体を、壁面に貫通孔を有する中心筒に巻回してなる（中心筒に巻き付けた）、いわゆるスパイラル型の酸性ガス分離モジュールは、酸性ガス分離膜の面積を大きくできる。そのため、スパイラル型の酸性ガス分離モジュールは、効率の良い処理が可能である。
スパイラル型の酸性ガス分離モジュールは、一例として、酸性ガス分離膜および中心筒に加え、酸性ガスを分離される原料ガスの流路となる供給ガス流路用部材、および、酸性ガス分離膜で分離された酸性ガスの流路となる透過ガス流路用部材を有して構成される。
このような部材からなるスパイラル型の酸性ガス分離モジュールは、酸性ガス分離膜、供給ガス流路用部材および透過ガス流路用部材を積層した積層体を、１つ、もしくは、複数積層して、この積層物を中心筒に巻き付けた構成を有する。
このような部材からなるスパイラル型の酸性ガス分離モジュールは、酸性ガス分離膜、供給ガス流路用部材および透過ガス流路用部材を積層した積層体を、１つ、もしくは、複数積層して、この積層物を中心筒に巻き付けた構成を有する。
例えば、前述の特許文献１には、酸性ガス分離膜を二つ折りにして供給ガス流路用部材（供給物スペーサ）を挟持し、二つ折りにした酸性ガス分離膜の一方の面に透過ガス流路用部材（透過物スペーサ）を積層した積層体を作成し、この積層体を、複数、積層した積層物を中心筒（透過物収集管）に巻き付けた、スパイラル型の酸性ガス分離モジュールが開示されている。
また、この透過ガス流路用部材の内部には、積層された各部位を接着し、さらに、酸性ガス分離膜を透過した酸性ガスの流路を規制し、かつ、酸性ガス分離膜を透過した酸性ガスに原料ガス等が混入することを防止する、流路規制部材（封止（接着）縁部）が形成される。
また、この透過ガス流路用部材の内部には、積層された各部位を接着し、さらに、酸性ガス分離膜を透過した酸性ガスの流路を規制し、かつ、酸性ガス分離膜を透過した酸性ガスに原料ガス等が混入することを防止する、流路規制部材（封止（接着）縁部）が形成される。
ここで、促進輸送膜を利用する酸性ガス分離モジュールには、高温かつ高湿度の原料ガスが、高い圧力で供給されるのが通常である。また、原料ガスに含まれる水分の凝縮を防止するために、促進輸送膜を利用する酸性ガス分離モジュールは、通常、高温条件下で操業される。
ところが、本発明者の検討によれば、促進輸送膜を利用する酸性ガス分離モジュールで、このような構成のスパイラル型のモジュールを構成すると、高温条件や原料ガスの圧力に起因して、促進輸送膜の劣化や損傷が生じ、次第に、酸性ガス分離モジュールの性能が低下してしまう場合が有る。
ところが、本発明者の検討によれば、促進輸送膜を利用する酸性ガス分離モジュールで、このような構成のスパイラル型のモジュールを構成すると、高温条件や原料ガスの圧力に起因して、促進輸送膜の劣化や損傷が生じ、次第に、酸性ガス分離モジュールの性能が低下してしまう場合が有る。
本発明の目的は、このような従来技術の問題点を解決することにあり、促進輸送膜を有する酸性ガス分離膜（分離層）を用いる、スパイラル型の酸性ガス分離モジュールであって、高温での操業条件や原料ガスの圧力に起因する促進輸送膜の劣化を防止して、長期に渡って、安定して所定の性能を発揮する酸性ガス分離モジュールを提供することに有る。
この目的を達成するために、本発明の酸性ガス分離モジュールは、管壁に貫通孔が形成された中心筒と、
原料ガスの流路となる供給ガス流路用部材と、
供給ガス流路用部材を流れる原料ガスから酸性ガスを分離する、酸性ガスと反応するキャリアおよびキャリアを担持するための親水性化合物を含有する促進輸送膜、ならびに、促進輸送膜を支持する多孔質支持体を有する酸性ガス分離層と、
酸性ガス分離層を透過した酸性ガスが中心筒まで流れる流路となる、内部に酸性ガスの流路を規制する流路規制部材が設けられており、かつ、流路規制部材の形成位置と、それ以外の位置とにおける高圧変形量の差が１００μｍ以下である透過ガス流路用部材とを有し、
供給ガス流路用部材、酸性ガス分離層、および、透過ガス流路用部材を有する積層体を、少なくとも１つ、中心筒に巻回してなることを特徴とする酸性ガス分離モジュールを提供する。
原料ガスの流路となる供給ガス流路用部材と、
供給ガス流路用部材を流れる原料ガスから酸性ガスを分離する、酸性ガスと反応するキャリアおよびキャリアを担持するための親水性化合物を含有する促進輸送膜、ならびに、促進輸送膜を支持する多孔質支持体を有する酸性ガス分離層と、
酸性ガス分離層を透過した酸性ガスが中心筒まで流れる流路となる、内部に酸性ガスの流路を規制する流路規制部材が設けられており、かつ、流路規制部材の形成位置と、それ以外の位置とにおける高圧変形量の差が１００μｍ以下である透過ガス流路用部材とを有し、
供給ガス流路用部材、酸性ガス分離層、および、透過ガス流路用部材を有する積層体を、少なくとも１つ、中心筒に巻回してなることを特徴とする酸性ガス分離モジュールを提供する。
このような本発明の酸性ガス分離モジュールにおいて、透過ガス流路用部材が、セラミック、ガラス、カーボン、ポリフェニレンサルファイドおよび修飾ポリプロピレンのいずれかで形成されるのが好ましい。
また、透過ガス流路用部材の厚さが６００μｍ以下であるのが好ましい。
また、透過ガス流路用部材が織物であり、かつ、透過ガス流路用部材を形成する同じ方向に延在する繊維が、厚さ方向に積層されるのが好ましい。
また、積層体は、酸性ガス分離層を二つ折りにして供給ガス流路用部材を挟んだ挟持体を有し、挟持体に透過ガス流路用部材を積層してなる構成を有するのが好ましい。
また、流路規制部材が、透過ガス流路用部材の面方向において、中心筒側の辺が開放する四角形状に形成されるのが好ましい。
また、５０℃以上の温度条件下で、水分を含有する原料ガスから酸性ガスを分離するのが好ましい。
また、多孔質支持体と促進輸送膜との間に、ガス透過性を有する疎水性の中間層を有するのが好ましい。
また、中間層がシリコーン樹脂層であるのが好ましい。
また、促進輸送膜が、Ｔｉ、Ｚｒ、Ａｌ、Ｓｉ、およびＺｎからなる群から選択される少なくとも１種以上の金属元素を含有するのが好ましい。
また、促進輸送膜中における金属元素の含有量が、親水性化合物全質量に対して、０．１〜５０質量％であるのが好ましい。
さらに、促進輸送膜が、式（１）で表される構造単位を含有するのが好ましい。
式（１） Ｍ−（Ｏ−＊）ｍ
Ｍは、Ｔｉ、Ｚｒ、Ａｌ、Ｓｉ、およびＺｎからなる群から選択される金属元素を表す。ｍは、Ｍで表される金属元素の価数を表す。＊は、結合位置を表す。
また、透過ガス流路用部材の厚さが６００μｍ以下であるのが好ましい。
また、透過ガス流路用部材が織物であり、かつ、透過ガス流路用部材を形成する同じ方向に延在する繊維が、厚さ方向に積層されるのが好ましい。
また、積層体は、酸性ガス分離層を二つ折りにして供給ガス流路用部材を挟んだ挟持体を有し、挟持体に透過ガス流路用部材を積層してなる構成を有するのが好ましい。
また、流路規制部材が、透過ガス流路用部材の面方向において、中心筒側の辺が開放する四角形状に形成されるのが好ましい。
また、５０℃以上の温度条件下で、水分を含有する原料ガスから酸性ガスを分離するのが好ましい。
また、多孔質支持体と促進輸送膜との間に、ガス透過性を有する疎水性の中間層を有するのが好ましい。
また、中間層がシリコーン樹脂層であるのが好ましい。
また、促進輸送膜が、Ｔｉ、Ｚｒ、Ａｌ、Ｓｉ、およびＺｎからなる群から選択される少なくとも１種以上の金属元素を含有するのが好ましい。
また、促進輸送膜中における金属元素の含有量が、親水性化合物全質量に対して、０．１〜５０質量％であるのが好ましい。
さらに、促進輸送膜が、式（１）で表される構造単位を含有するのが好ましい。
式（１） Ｍ−（Ｏ−＊）ｍ
Ｍは、Ｔｉ、Ｚｒ、Ａｌ、Ｓｉ、およびＺｎからなる群から選択される金属元素を表す。ｍは、Ｍで表される金属元素の価数を表す。＊は、結合位置を表す。
本発明によれば、促進輸送膜を用いるスパイラル型の酸性ガス分離モジュールにおいて、高温条件や原料ガスの圧力に起因する促進輸送膜の劣化や損傷を好適に防止できる。
そのため、本発明によれば、長期に渡って所定の性能を安定して発揮する酸性ガス分離モジュールを得ることができる。
そのため、本発明によれば、長期に渡って所定の性能を安定して発揮する酸性ガス分離モジュールを得ることができる。
以下、本発明の酸性ガス分離モジュールについて、添付の図面に示される好適実施例を基に、詳細に説明する。
図１に本発明の酸性ガス分離モジュールの一例の一部切欠き概略斜視図を示す。
図１に示すように、酸性ガス分離モジュール１０は、基本的に、中心筒１２と、酸性ガス分離層２０（促進輸送膜２０ａ）を有する積層体１４と、テレスコープ防止板１６とを有して構成される。なお、以下の説明では、酸性ガス分離モジュールを、単に、分離モジュールとも言う。
分離モジュール１０は、例えば、一酸化炭素、炭酸ガス（ＣＯ2）、水（水蒸気）および水素を含有する原料ガスＧから、酸性ガスＧｃとして炭酸ガスを分離するものである。
図１に示すように、酸性ガス分離モジュール１０は、基本的に、中心筒１２と、酸性ガス分離層２０（促進輸送膜２０ａ）を有する積層体１４と、テレスコープ防止板１６とを有して構成される。なお、以下の説明では、酸性ガス分離モジュールを、単に、分離モジュールとも言う。
分離モジュール１０は、例えば、一酸化炭素、炭酸ガス（ＣＯ2）、水（水蒸気）および水素を含有する原料ガスＧから、酸性ガスＧｃとして炭酸ガスを分離するものである。
本発明の分離モジュール１０は、いわゆるスパイラル型の分離モジュールである。すなわち、分離モジュール１０は、シート状の積層体１４を、１層、もしくは、複数積層して、中心筒１２に巻回して、積層体１４の巻回物の両端面に、中心筒１２を挿通してテレスコープ防止板１６を設けてなる構成を有する。巻回した積層体１４の最外周面は、ガス非透過性の被覆層１８で覆われている。
なお、以下の説明では、中心筒１２に巻回された、複数の積層体１４を積層した積層物の巻回物を、便宜的に、積層体巻回物１４ａとも言う。言い換えれば、積層体巻回物１４ａとは、積層されて巻回された積層体１４による略円筒状物である。
このような分離モジュール１０において、酸性ガスを分離される原料ガスＧは、例えば図１中奥手側のテレスコープ防止板１６（その開口部１６ｄ）を通って、積層体巻回物１４ａの端面に供給され、端面から積層体１４に流入して、積層体１４内を流れつつ、酸性ガスＧｃを分離される。
また、積層体１４によって原料ガスＧから分離された酸性ガスＧｃは、中心筒１２から排出される。他方、酸性ガスＧｃを分離された原料ガスＧ（以下、便宜的に残余ガスＧｒとする）は、積層体巻回物１４ａ（積層体１４）の供給側とは逆側の端面から排出され、テレスコープ防止板１６（同前）を通って分離モジュール１０の外部に排出される。
また、積層体１４によって原料ガスＧから分離された酸性ガスＧｃは、中心筒１２から排出される。他方、酸性ガスＧｃを分離された原料ガスＧ（以下、便宜的に残余ガスＧｒとする）は、積層体巻回物１４ａ（積層体１４）の供給側とは逆側の端面から排出され、テレスコープ防止板１６（同前）を通って分離モジュール１０の外部に排出される。
中心筒（透過ガス集合管）１２は、原料ガスＧ供給側の端面が閉塞する円筒状の管で、周面（管壁）には複数の貫通孔１２ａが形成される。
原料ガスＧから分離された酸性ガスＧｃは、後述する透過ガス流路用部材２６を通って、貫通孔１２ａから中心筒１２内に至り、中心筒１２の開放端１２ｂから排出される。
原料ガスＧから分離された酸性ガスＧｃは、後述する透過ガス流路用部材２６を通って、貫通孔１２ａから中心筒１２内に至り、中心筒１２の開放端１２ｂから排出される。
中心筒１２において、後述する接着剤層３０で封止される領域における開口率（中心筒１２の外周面に占める貫通孔１２ａの面積率）は、１．５〜８０％が好ましく、３〜７５％がより好ましく、５〜７０％がさらに好ましい。中でも、実用的な観点から、中心筒１２の開口率は、５〜２５％が、特に好ましい。
中心筒１２の開口率を上記範囲とすることにより、効率的に酸性ガスＧｃを収集することができ、また、中心筒１２の強度を高め、加工適性を十分に確保できる。
中心筒１２の開口率を上記範囲とすることにより、効率的に酸性ガスＧｃを収集することができ、また、中心筒１２の強度を高め、加工適性を十分に確保できる。
貫通孔１２ａは、直径０．５〜２０ｍｍの円形の孔であるのが好ましい。さらに、貫通孔１２ａは、中心筒１２の周壁に、均一に形成されるのが好ましい。
中心筒１２には、必要に応じて、分離した酸性ガスＧｃを開放端１２ｂ側に流すためのガス（スイープガス）を供給する供給口（供給部）を設けてもよい。
積層体１４は、酸性ガス分離層２０と、供給ガス流路用部材２４と、透過ガス流路用部材２６とを積層してなるものである。
なお、図１において、符号３０は、酸性ガス分離層２０と透過ガス流路用部材２６とを接着し、かつ、積層体１４同士を接着すると共に、透過ガス流路用部材２６における酸性ガスＧｃの流路を規制する接着剤層３０である。
なお、図１において、符号３０は、酸性ガス分離層２０と透過ガス流路用部材２６とを接着し、かつ、積層体１４同士を接着すると共に、透過ガス流路用部材２６における酸性ガスＧｃの流路を規制する接着剤層３０である。
図示例の分離モジュール１０は、この積層体１４を、複数、積層して、中心筒１２に巻回して（巻き付けて）、略円筒状の積層体巻回物１４ａを形成してなる構成を有する。
以下、便宜的に、この積層体１４の巻回に対応する方向を巻回方向（矢印ｙ方向）、巻回方向と直交する方向を幅方向（矢印ｘ方向）とする。
以下、便宜的に、この積層体１４の巻回に対応する方向を巻回方向（矢印ｙ方向）、巻回方向と直交する方向を幅方向（矢印ｘ方向）とする。
分離モジュール１０において、積層体１４は１層でもよい。しかしながら、図示例のように、複数の積層体１４を積層することにより、酸性ガス分離層２０の膜面積を大きくして、１つのモジュールで分離する酸性ガスＧｃの量を向上できる。
積層体１４の積層数は、分離モジュール１０に要求される処理速度や処理量、分離モジュール１０の大きさ等に応じて、適宜、設定すればよい。ここで、積層する積層体１４の数は、５０以下が好ましく、４５以下がより好ましく、４０以下が特に好ましい。積層体１４の積層数を、この数とすることで、中心筒１２への積層体１４の巻回が容易になり、加工性を向上できる。
積層体１４の積層数は、分離モジュール１０に要求される処理速度や処理量、分離モジュール１０の大きさ等に応じて、適宜、設定すればよい。ここで、積層する積層体１４の数は、５０以下が好ましく、４５以下がより好ましく、４０以下が特に好ましい。積層体１４の積層数を、この数とすることで、中心筒１２への積層体１４の巻回が容易になり、加工性を向上できる。
図２に、積層体１４の部分断面図を示す。前述のように、矢印ｘは幅方向、矢印ｙは巻回方向である。
図示例において、積層体１４は、二つ折りにした酸性ガス分離層２０の間に供給ガス流路用部材２４を挟み込んで挟持体３６とし（図６参照）、この挟持体３６に、透過ガス流路用部材２６を積層してなる構成を有する。この構成については、後に詳述する。
図示例において、積層体１４は、二つ折りにした酸性ガス分離層２０の間に供給ガス流路用部材２４を挟み込んで挟持体３６とし（図６参照）、この挟持体３６に、透過ガス流路用部材２６を積層してなる構成を有する。この構成については、後に詳述する。
前述のように、分離モジュール１０において、原料ガスＧは、テレスコープ防止板１６（その開口部１６ｄ）を通って、積層体巻回物１４ａの一方の端面から供給される。すなわち、原料ガスＧは、各積層体１４の幅方向の端部（端面）に供給される。
図２に概念的に示すように、積層体１４の幅方向の端面に供給された原料ガスＧは、供給ガス流路用部材２４を幅方向（矢印ｘ方向）に流れる。この流れの中で、酸性ガス分離層２０の促進輸送膜２０ａに接触した酸性ガスＧｃは、原料ガスＧから分離されて、酸性ガス分離層２０を積層体１４の積層方向に通過して、透過ガス流路用部材２６に流入する。具体的には、促進輸送膜２０ａに接触した酸性ガスＧｃは、原料ガスＧから分離されて、促進輸送膜２０ａのキャリアによって積層方向に輸送されて、透過ガス流路用部材２６に流入する。
図２に概念的に示すように、積層体１４の幅方向の端面に供給された原料ガスＧは、供給ガス流路用部材２４を幅方向（矢印ｘ方向）に流れる。この流れの中で、酸性ガス分離層２０の促進輸送膜２０ａに接触した酸性ガスＧｃは、原料ガスＧから分離されて、酸性ガス分離層２０を積層体１４の積層方向に通過して、透過ガス流路用部材２６に流入する。具体的には、促進輸送膜２０ａに接触した酸性ガスＧｃは、原料ガスＧから分離されて、促進輸送膜２０ａのキャリアによって積層方向に輸送されて、透過ガス流路用部材２６に流入する。
透過ガス流路用部材２６に流入した酸性ガスＧｃは、透過ガス流路用部材２６を巻回方向（矢印ｙ方向）に流れて、中心筒１２に至る。中心筒１２に至った酸性ガスＧｃは、中心筒１２の貫通孔１２ａから中心筒１２内に流入する。
この酸性ガスＧｃの流れは、接着剤層３０によって規制される。すなわち、分離モジュール１０においては、透過ガス流路用部材２６を挟む２つの酸性ガス分離層２０（促進輸送膜２０ａ）と、透過ガス流路用部材２６および酸性ガス分離層２０（多孔質支持体２０ｂ）に浸透した接着剤層３０とによって、面方向における接着剤層３０の内側に、透過ガス流路用部材２６を内包する、中心筒１２側が開放するエンベロープ状の流路（空間）が形成される（図６および図７（Ａ）参照）。分離モジュール１０は、これにより、酸性ガス分離層２０を透過した酸性ガスＧｃの流路を中心筒１２に向かう方向に規制すると共に、原料ガスＧや残余ガスＧｒが酸性ガス分離層２０を透過した酸性ガスＧｃに混入することを防止する。この接着剤層３０に関しては、後に詳述する。
ここで、本発明の分離モジュール１０においては、透過ガス流路用部材２６は、接着剤層３０の形成位置と、それ以外の位置との高圧変形量の差が１００μｍ以下である。この点に関しても、後に詳述する。
この酸性ガスＧｃの流れは、接着剤層３０によって規制される。すなわち、分離モジュール１０においては、透過ガス流路用部材２６を挟む２つの酸性ガス分離層２０（促進輸送膜２０ａ）と、透過ガス流路用部材２６および酸性ガス分離層２０（多孔質支持体２０ｂ）に浸透した接着剤層３０とによって、面方向における接着剤層３０の内側に、透過ガス流路用部材２６を内包する、中心筒１２側が開放するエンベロープ状の流路（空間）が形成される（図６および図７（Ａ）参照）。分離モジュール１０は、これにより、酸性ガス分離層２０を透過した酸性ガスＧｃの流路を中心筒１２に向かう方向に規制すると共に、原料ガスＧや残余ガスＧｒが酸性ガス分離層２０を透過した酸性ガスＧｃに混入することを防止する。この接着剤層３０に関しては、後に詳述する。
ここで、本発明の分離モジュール１０においては、透過ガス流路用部材２６は、接着剤層３０の形成位置と、それ以外の位置との高圧変形量の差が１００μｍ以下である。この点に関しても、後に詳述する。
中心筒１２内に流入した酸性ガスＧｃは、中心筒１２を幅方向に流れて、開放端１２ｂから排出される。
酸性ガスＧｃを除去された残余ガスＧｒは、供給ガス流路用部材２４を幅方向に流れて、積層体巻回物１４ａの逆側の端面から排出され、テレスコープ防止板１６（その開口部１６ｄ）を通って、分離モジュール１０の外部に排出される。
酸性ガスＧｃを除去された残余ガスＧｒは、供給ガス流路用部材２４を幅方向に流れて、積層体巻回物１４ａの逆側の端面から排出され、テレスコープ防止板１６（その開口部１６ｄ）を通って、分離モジュール１０の外部に排出される。
供給ガス流路用部材２４は、その幅方向の端部から原料ガスＧを供給され、部材内を流れる原料ガスＧと、酸性ガス分離層２０とを接触させる。
このような供給ガス流路用部材２４は、前述のように二つ折りされた酸性ガス分離層２０のスペーサとして機能して、原料ガスＧの流路を構成する。また、供給ガス流路用部材２４は、原料ガスＧを乱流にするのが好ましい。この点を考慮すると、供給ガス流路用部材２４は、網状（ネット状／メッシュ状）を有する部材が好ましい。
このような供給ガス流路用部材２４は、前述のように二つ折りされた酸性ガス分離層２０のスペーサとして機能して、原料ガスＧの流路を構成する。また、供給ガス流路用部材２４は、原料ガスＧを乱流にするのが好ましい。この点を考慮すると、供給ガス流路用部材２４は、網状（ネット状／メッシュ状）を有する部材が好ましい。
供給ガス流路用部材２４の形成材料としては、十分な耐熱性および耐湿性を有するものであれば、各種の材料が利用可能である。
一例として、紙、上質紙、コート紙、キャストコート紙、合成紙などの紙材料、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、好適に例示される。
樹脂材料としては、具体的には、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（ＰＥＴ）、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およびポリフッ化ビニリデン等が、好適に例示される。このような樹脂材料は、複数を併用してもよい。
一例として、紙、上質紙、コート紙、キャストコート紙、合成紙などの紙材料、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、好適に例示される。
樹脂材料としては、具体的には、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（ＰＥＴ）、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およびポリフッ化ビニリデン等が、好適に例示される。このような樹脂材料は、複数を併用してもよい。
供給ガス流路用部材２４の厚さは、原料ガスＧの供給量や要求される処理能力等に応じて、適宜、決定すれば良い。
具体的には、１００〜１０００μｍが好ましく、１５０〜９５０μｍがより好ましく、２００〜９００μｍが特に好ましい。
具体的には、１００〜１０００μｍが好ましく、１５０〜９５０μｍがより好ましく、２００〜９００μｍが特に好ましい。
本発明の分離モジュール１０は、促進輸送型である。そのため、酸性ガス分離層２０は、促進輸送膜２０ａと、多孔質支持体２０ｂとから構成される。
促進輸送膜２０ａは、少なくとも、供給ガス流路用部材２４を流れる原料ガスＧに含有される酸性ガスＧｃと反応するキャリア、および、このキャリアを担持する親水性化合物を含有する。このような促進輸送膜２０ａは、原料ガスＧから酸性ガスＧｃを選択的に透過させる機能（酸性ガスＧｃを選択的に輸送する機能）を有している。
促進輸送型の分離モジュールは、高温かつ高湿での使用が必要条件である。従って、促進輸送膜２０ａは、高温下（例えば、５０〜２００℃）でも、酸性ガスＧｃを選択的に透過させる機能を有する。また、原料ガスＧが水蒸気を含んでも、水蒸気を親水性化合物が吸湿して促進輸送膜２０ａが水分を保持することで、さらにキャリアが酸性ガスＧｃを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効率が高まる。
促進輸送型の分離モジュールは、高温かつ高湿での使用が必要条件である。従って、促進輸送膜２０ａは、高温下（例えば、５０〜２００℃）でも、酸性ガスＧｃを選択的に透過させる機能を有する。また、原料ガスＧが水蒸気を含んでも、水蒸気を親水性化合物が吸湿して促進輸送膜２０ａが水分を保持することで、さらにキャリアが酸性ガスＧｃを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効率が高まる。
促進輸送膜２０ａの膜面積は、分離モジュール１０の大きさ、分離モジュール１０に要求される処理能力等に応じて、適宜、設定すればよい。具体的には、０．０１〜１０００ｍ2が好ましく、０．０２〜７５０ｍ2がより好ましく、０．０２５〜５００ｍ2がさらに好ましい。中でも、促進輸送膜２０ａの膜面積は、実用的な観点から、１〜１００ｍ2が、特に好ましい。
促進輸送膜２０ａの膜面積を上記範囲とすることにより、膜面積に対して効率よく酸性ガスＧｃを分離でき、また、加工性も良好になる。
促進輸送膜２０ａの膜面積を上記範囲とすることにより、膜面積に対して効率よく酸性ガスＧｃを分離でき、また、加工性も良好になる。
促進輸送膜２０ａの巻回方向の長さ（二つ折りする前の全長）も、分離モジュール１０の大きさや分離モジュール１０に要求される処理能力等に応じて、適宜、設定すればよい。具体的には、１００〜１００００ｍｍが好ましく、１５０〜９０００ｍｍがより好ましく、２００〜８０００ｍｍがさらにより好ましい。中でも、促進輸送膜２０ａの長さは、実用的な観点から、８００〜４０００ｍｍが、特に好ましい。
促進輸送膜２０ａの巻回方向の長さを、上記範囲とすることにより、膜面積に対して効率よく酸性ガスＧｃを分離することができる。さらに、促進輸送膜２０ａの巻回方向の長さを、上記範囲とすることにより、積層体１４を巻回する際の巻きずれの発生が抑制され、加工性が容易となる。
なお、促進輸送膜の幅も、分離モジュール１０の幅方向のサイズに応じて、適宜、設定すれば良い。
促進輸送膜２０ａの巻回方向の長さを、上記範囲とすることにより、膜面積に対して効率よく酸性ガスＧｃを分離することができる。さらに、促進輸送膜２０ａの巻回方向の長さを、上記範囲とすることにより、積層体１４を巻回する際の巻きずれの発生が抑制され、加工性が容易となる。
なお、促進輸送膜の幅も、分離モジュール１０の幅方向のサイズに応じて、適宜、設定すれば良い。
促進輸送膜２０ａの厚さも、分離モジュール１０の大きさや分離モジュール１０に要求される処理能力等に応じて、適宜、設定すればよい。具体的には、１〜２００μｍが好ましく、２〜１７５μｍがより好ましい。
促進輸送膜２０ａの厚さを、上記範囲にすることにより、高いガス透過性と分離選択性とを実現できる。
促進輸送膜２０ａの厚さを、上記範囲にすることにより、高いガス透過性と分離選択性とを実現できる。
親水性化合物はバインダとして機能するものであり、促進輸送膜２０ａにおいて、水分を保持して、キャリアによる二酸化炭素等のガスの分離機能を発揮させる。また、親水性化合物は、耐熱性の観点から、架橋構造を有するのが好ましい。
このような親水性化合物としては、親水性ポリマーが例示される。
このような親水性化合物としては、親水性ポリマーが例示される。
親水性化合物は、水に溶けて塗布液を形成できると共に、促進輸送膜２０ａが高い親水性（保湿性）を有するのが好ましいという観点から、親水性が高いものが好ましい。
具体的には、親水性化合物は、生理食塩液の吸水量が０．５ｇ／ｇ以上の親水性を有することが好ましく、同１ｇ／ｇ以上の親水性を有することがより好ましく、同５ｇ／ｇ以上の親水性を有することがさらに好ましく、同１０ｇ／ｇ以上の親水性を有することが特に好ましく、さらには、同２０ｇ／ｇ以上の親水性を有することが最も好ましい。
具体的には、親水性化合物は、生理食塩液の吸水量が０．５ｇ／ｇ以上の親水性を有することが好ましく、同１ｇ／ｇ以上の親水性を有することがより好ましく、同５ｇ／ｇ以上の親水性を有することがさらに好ましく、同１０ｇ／ｇ以上の親水性を有することが特に好ましく、さらには、同２０ｇ／ｇ以上の親水性を有することが最も好ましい。
親水性化合物の重量平均分子量は、安定な膜を形成し得る範囲で、適宜、選択すればよい。具体的には、２０，０００〜２，０００，０００が好ましく、２５，０００〜２，０００，０００がより好ましく、３０，０００〜２，０００，０００が特に好ましい。
親水性化合物の重量平均分子量を２０，０００以上とすることで、安定して十分な膜強度を有する促進輸送膜２０ａを得ることができる。
特に、親水性化合物は、架橋可能基としてヒドロキシ基（−ＯＨ）を有する場合には、重量平均分子量が３０，０００以上であるのが好ましい。この際には、重量平均分子量は更に好ましくは４０，０００以上であり、より好ましくは、５０，０００以上である。また、親水性化合物は、架橋可能基としてヒドロキシ基を有する場合には、製造適性の観点から、重量平均分子量が６，０００，０００以下であることが好ましい。
また、親水性化合物は、架橋可能基としてアミノ基（−ＮＨ2）を有する場合には、重量平均分子量が１０，０００以上であるものが好ましい。この際には、親水性化合物の重量平均分子量は、１５，０００以上であるのがより好ましく、２０，０００以上であるのが特に好ましい。また、親水性化合物は、架橋可能基としてアミノ基を有する場合には、製造適性の観点から、重量平均分子量が１，０００，０００以下であるのが好ましい。
なお、親水性化合物の重量平均分子量は、例えば、親水性化合物としてＰＶＡを用いる場合には、ＪＩＳ Ｋ ６７２６に準じて測定した値を用いればよい。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ればよい。
親水性化合物の重量平均分子量を２０，０００以上とすることで、安定して十分な膜強度を有する促進輸送膜２０ａを得ることができる。
特に、親水性化合物は、架橋可能基としてヒドロキシ基（−ＯＨ）を有する場合には、重量平均分子量が３０，０００以上であるのが好ましい。この際には、重量平均分子量は更に好ましくは４０，０００以上であり、より好ましくは、５０，０００以上である。また、親水性化合物は、架橋可能基としてヒドロキシ基を有する場合には、製造適性の観点から、重量平均分子量が６，０００，０００以下であることが好ましい。
また、親水性化合物は、架橋可能基としてアミノ基（−ＮＨ2）を有する場合には、重量平均分子量が１０，０００以上であるものが好ましい。この際には、親水性化合物の重量平均分子量は、１５，０００以上であるのがより好ましく、２０，０００以上であるのが特に好ましい。また、親水性化合物は、架橋可能基としてアミノ基を有する場合には、製造適性の観点から、重量平均分子量が１，０００，０００以下であるのが好ましい。
なお、親水性化合物の重量平均分子量は、例えば、親水性化合物としてＰＶＡを用いる場合には、ＪＩＳ Ｋ ６７２６に準じて測定した値を用いればよい。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ればよい。
親水性化合物を形成する架橋可能基としては、耐加水分解性の架橋構造を形成し得るものが、好ましく選択される。
具体的には、ヒドロキシ基（−ＯＨ）、アミノ基（−ＮＨ2）、塩素原子(−Ｃｌ）、シアノ基（−ＣＮ）、カルボキシ基（−ＣＯＯＨ）、および、エポキシ基等が例示される。これらの中でも、アミノ基およびヒドロキシ基が好ましく例示される。さらに、最も好ましくは、キャリアとの親和性およびキャリア担持効果の観点から、ヒドロキシ基が例示される。
具体的には、ヒドロキシ基（−ＯＨ）、アミノ基（−ＮＨ2）、塩素原子(−Ｃｌ）、シアノ基（−ＣＮ）、カルボキシ基（−ＣＯＯＨ）、および、エポキシ基等が例示される。これらの中でも、アミノ基およびヒドロキシ基が好ましく例示される。さらに、最も好ましくは、キャリアとの親和性およびキャリア担持効果の観点から、ヒドロキシ基が例示される。
親水性化合物としては、具体的には、単一の架橋可能基を有するものとしては、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、ポリエチレンオキサイド、水溶性セルロース、デンプン、アルギン酸、キチン、ポリスルホン酸、ポリヒドロキシメタクリレート、ポリ−Ｎ−ビニルアセトアミドなどが例示される。最も好ましくはポリビニルアルコールである。また、親水性化合物としては、これらの共重合体も例示される。
また、複数の架橋可能基を有する親水性化合物としては、ポリビニルアルコール−ポリアクリル酸共重合体が例示される。ポリビニルアルコール−ポリアクリル塩共重合体は、吸水能が高い上に、高吸水時においてもハイドロゲルの強度が大きいため好ましい。
ポリビニルアルコール−ポリアクリル酸共重合体におけるポリアクリル酸の含有率は、例えば１〜９５モル％、好ましくは２〜７０モル％、より好ましくは３〜６０モル％、特に好ましくは５〜５０モル％である。
なお、ポリビニルアルコール−ポリアクリル酸共重合体において、ポリアクリル酸は、塩であってもよい。この際におけるポリアクリル酸塩としては、ナトリウム塩、カリウム塩等のアルカリ金属塩の他、アンモニウム塩や有機アンモニウム塩等が例示される。
ポリビニルアルコール−ポリアクリル酸共重合体におけるポリアクリル酸の含有率は、例えば１〜９５モル％、好ましくは２〜７０モル％、より好ましくは３〜６０モル％、特に好ましくは５〜５０モル％である。
なお、ポリビニルアルコール−ポリアクリル酸共重合体において、ポリアクリル酸は、塩であってもよい。この際におけるポリアクリル酸塩としては、ナトリウム塩、カリウム塩等のアルカリ金属塩の他、アンモニウム塩や有機アンモニウム塩等が例示される。
ポリビニルアルコールは市販品としても入手可能である。具体的には、ＰＶＡ１１７（クラレ社製）、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）等が例示される。分子量のグレードは種々存在するが、重量平均分子量が１３０，０００〜３００，０００のものが好ましい。
ポリビニルアルコール−ポリアクリル酸塩共重合体（ナトリウム塩）も、市販品として入手可能である。例えば、クラストマーＡＰ２０（クラレ社製）が例示される。
ポリビニルアルコール−ポリアクリル酸塩共重合体（ナトリウム塩）も、市販品として入手可能である。例えば、クラストマーＡＰ２０（クラレ社製）が例示される。
なお、本発明の分離モジュール１０の促進輸送膜２０ａにおいて、親水性化合物は、２種以上を混合して使用してもよい。
促進輸送膜２０ａにおける親水性化合物の含有量は、促進輸送膜２０ａを形成するためのバインダーとして機能し、かつ、水分を十分に保持できる量を、親水性組成物やキャリアの種類等に応じて、適宜、設定すればよい。
具体的には、促進輸送膜２０ａにおける親水性化合物の含有量は、０．５〜５０質量％が好ましく、０．７５〜３０質量％がより好ましく、１〜１５質量％が特に好ましい。促進輸送膜２０ａにおける親水性化合物の含有量を、この範囲とすることにより、上述のバインダとしての機能および水分保持機能を、安定して、好適に発現できる。
具体的には、促進輸送膜２０ａにおける親水性化合物の含有量は、０．５〜５０質量％が好ましく、０．７５〜３０質量％がより好ましく、１〜１５質量％が特に好ましい。促進輸送膜２０ａにおける親水性化合物の含有量を、この範囲とすることにより、上述のバインダとしての機能および水分保持機能を、安定して、好適に発現できる。
親水性化合物における架橋構造は、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できる。
好ましくは光架橋もしくは熱架橋であり、最も好ましくは熱架橋である。
好ましくは光架橋もしくは熱架橋であり、最も好ましくは熱架橋である。
また、促進輸送膜２０ａの形成には、親水性化合物と共に、架橋剤を用いるのが好ましい。すなわち、塗布法によって促進輸送膜２０ａを形成する際には、架橋剤を含む塗布組成物を用いるのが好ましい。
架橋剤としては、親水性化合物と反応し、熱架橋や光架橋等の架橋をし得る官能基を２以上有する架橋剤を含むものが選択される。また、形成された架橋構造は、耐加水分解性の架橋構造となるのが好ましい。
このような観点から、促進輸送膜２０ａの形成に利用される架橋剤としては、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好適に例示される。より好ましくは多価アルデヒド、有機金属系架橋剤およびエポキシ架橋剤であり、中でも、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が好ましい。
架橋剤としては、親水性化合物と反応し、熱架橋や光架橋等の架橋をし得る官能基を２以上有する架橋剤を含むものが選択される。また、形成された架橋構造は、耐加水分解性の架橋構造となるのが好ましい。
このような観点から、促進輸送膜２０ａの形成に利用される架橋剤としては、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好適に例示される。より好ましくは多価アルデヒド、有機金属系架橋剤およびエポキシ架橋剤であり、中でも、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が好ましい。
エポキシ架橋剤としては、エポキシ基を２以上有する化合物であり、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、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル（共栄社化学株式会社製、エポライト１００ＭＦ等）、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などが例示される。
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い。オキセタン化合物は、市販品も利用可能である。オキセタン化合物の市販品としては、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、などが例示される。
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い。オキセタン化合物は、市販品も利用可能である。オキセタン化合物の市販品としては、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、などが例示される。
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例示される。
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、オキシエチエ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、ソビトール等が例示される。
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例示される。
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例示される。
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例示される。
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例示される。
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例示される。
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例示される。
さらに、有機金属系架橋剤としては、例えば、有機チタン架橋剤、有機ジルコニア架橋剤等が例示される。
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例示される。
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例示される。
さらに、有機金属系架橋剤としては、例えば、有機チタン架橋剤、有機ジルコニア架橋剤等が例示される。
例えば、親水性化合物として、重量平均分子量が１３０，０００以上のポリビニルアルコールを用いる場合には、この親水性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，エポキシ架橋剤やグルタルアルデヒドが好ましく利用される。
また、親水性化合物として、ポリビニルアルコール−ポリアクリル酸共重合体を用いる場合は、エポキシ架橋剤やグルタルアルデヒドが好ましく利用される。
また、親水性化合物として、重量平均分子量が１０，０００以上のポリアリルアミンを用いる場合には、この親水性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、エポキシ架橋剤、グルタルアルデヒド、および、有機金属架橋剤が好ましく利用される。
さらに、親水性化合物として、ポリエチレンイミンやポリアリルアミンを用いる場合には、エポキシ架橋剤が好ましく利用される。
また、親水性化合物として、ポリビニルアルコール−ポリアクリル酸共重合体を用いる場合は、エポキシ架橋剤やグルタルアルデヒドが好ましく利用される。
また、親水性化合物として、重量平均分子量が１０，０００以上のポリアリルアミンを用いる場合には、この親水性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、エポキシ架橋剤、グルタルアルデヒド、および、有機金属架橋剤が好ましく利用される。
さらに、親水性化合物として、ポリエチレンイミンやポリアリルアミンを用いる場合には、エポキシ架橋剤が好ましく利用される。
架橋剤の量は、促進輸送膜２０ａの形成に使用する親水性化合物や架橋剤の種類に応じて、適宜、設定すればよい。
具体的には、親水性化合物が有する架橋可能基量１００質量部に対して０．００１〜８０質量部が好ましく、０．０１〜６０質量部がより好ましく、０．１〜５０質量部が特に好ましい。架橋剤の含有量を上記範囲とすることにより、架橋構造の形成性が良好であり、かつ、形状維持性に優れる促進輸送膜を得ることができる。
また、親水性化合物が有する架橋可能基に着目すれば、架橋構造は、親水性化合物が有する架橋可能基１００ｍｏｌに対し、架橋剤０．００１〜８０ｍｏｌを反応させて形成されたものであるのが好ましい。
具体的には、親水性化合物が有する架橋可能基量１００質量部に対して０．００１〜８０質量部が好ましく、０．０１〜６０質量部がより好ましく、０．１〜５０質量部が特に好ましい。架橋剤の含有量を上記範囲とすることにより、架橋構造の形成性が良好であり、かつ、形状維持性に優れる促進輸送膜を得ることができる。
また、親水性化合物が有する架橋可能基に着目すれば、架橋構造は、親水性化合物が有する架橋可能基１００ｍｏｌに対し、架橋剤０．００１〜８０ｍｏｌを反応させて形成されたものであるのが好ましい。
促進輸送膜２０ａは、金属元素を含むのが好ましい。促進輸送膜２０ａの好適態様の一つとしては、促進輸送膜が、Ｔｉ、Ｚｒ、Ａｌ、Ｓｉ、およびＺｎからなる群から選択される少なくとも１種以上の金属元素を含有する態様が挙げられる。このような金属元素が含まれることにより、促進輸送膜２０ａの強度が向上する。特に、後述するように、上記金属元素を含む架橋構造が形成されることにより、促進輸送膜２０ａの強度がより向上し、結果として、例えばスパイラル状に巻回する際における促進輸送膜２０ａの劣化が、より抑制される。
このような金属元素を含む促進輸送膜２０ａの形態は、特に制限はされないが、以下の式（１）で表される構造単位を含む促進輸送膜が好ましい。なお、以下式（１）中、＊は結合位置を表す。
式（１） Ｍ−（Ｏ−＊）ｍ
上記式中、Ｍは、Ｔｉ（チタン）、Ｚｒ（ジルコニウム）、Ａｌ（アルミニウム）、Ｓｉ（珪素）、およびＺｎ（亜鉛）からなる群から選択される金属元素を表す。
ｍは、Ｍで表される金属元素の価数を表す。例えば、以下に示すように、ＭがＺｎの場合にはｍは２を表し、ＭがＡｌの場合にはｍは３を表し、ＭがＴｉ、ＺｒおよびＳｉの場合にはｍは４を表す。
より具体的に、以下にｍが２〜４の場合の構造式（式（２）〜式（４））を示す。
式（１） Ｍ−（Ｏ−＊）ｍ
上記式中、Ｍは、Ｔｉ（チタン）、Ｚｒ（ジルコニウム）、Ａｌ（アルミニウム）、Ｓｉ（珪素）、およびＺｎ（亜鉛）からなる群から選択される金属元素を表す。
ｍは、Ｍで表される金属元素の価数を表す。例えば、以下に示すように、ＭがＺｎの場合にはｍは２を表し、ＭがＡｌの場合にはｍは３を表し、ＭがＴｉ、ＺｒおよびＳｉの場合にはｍは４を表す。
より具体的に、以下にｍが２〜４の場合の構造式（式（２）〜式（４））を示す。
上記式（１）で表される構造単位は、例えば、後述するように、加水分解性の化合物と、上述した架橋可能基（例えば、ヒドロキシ基）を有する親水性化合物とを併用することにより、促進輸送膜２０ａ中に導入することができる。その場合、上記構造単位は、いわゆる架橋部位（架橋構造）として機能する。
なお、促進輸送膜２０ａ中における上記式（１）で表される構造単位の検出方法としては、例えば、ＩＲ測定により特定のピークを検出することにより確認できる。必要に応じて、促進輸送膜２０ａ中のキャリアを除去した後、残存する膜に対してＩＲ測定を実施してもよい。
なお、促進輸送膜２０ａ中における上記式（１）で表される構造単位の検出方法としては、例えば、ＩＲ測定により特定のピークを検出することにより確認できる。必要に応じて、促進輸送膜２０ａ中のキャリアを除去した後、残存する膜に対してＩＲ測定を実施してもよい。
促進輸送膜２０ａ中における上記金属元素の合計質量は特に制限されないが、促進輸送膜２０ａの強度がより優れる点で、親水性化合物全質量に対して、上記金属元素の含有量が０．１〜５０質量％であることが好ましく、０．３〜２０質量％であることがより好ましく、０．５〜１０質量％であることがさらに好ましい。
上記金属元素の含有量の測定方法は特に制限されないが、例えば、蛍光Ｘ線分析法によって測定可能である。
上記金属元素の含有量の測定方法は特に制限されないが、例えば、蛍光Ｘ線分析法によって測定可能である。
上述したように、上記式（１）で表される構造単位を促進輸送膜２０ａ中に導入する際には、上述した金属元素を含む加水分解性の化合物を使用することが好ましく、具体的には、式（５）で表される加水分解性金属化合物が挙げられる。これら化合物は、いわゆる有機金属系架橋剤として機能する。
式（５） Ｍ（Ｘ）ｍ
式（５）中、Ｍは、Ｔｉ（チタン）、Ｚｒ（ジルコニウム）、Ａｌ（アルミニウム）、Ｓｉ（珪素）、およびＺｎ（亜鉛）からなる群から選択される金属元素を表す。
Ｘは、加水分解性基を表す。加水分解性基としては、アルコキシル基、イソシアネート基、塩素原子などのハロゲン原子、オキシハロゲン基、アセチルアセトネート基、ヒドロキシ基などが挙げられる。複数のＸは、同一であっても、異なっていてもよい。
ｍは、Ｍで表される金属元素の価数を表す。
式（５） Ｍ（Ｘ）ｍ
式（５）中、Ｍは、Ｔｉ（チタン）、Ｚｒ（ジルコニウム）、Ａｌ（アルミニウム）、Ｓｉ（珪素）、およびＺｎ（亜鉛）からなる群から選択される金属元素を表す。
Ｘは、加水分解性基を表す。加水分解性基としては、アルコキシル基、イソシアネート基、塩素原子などのハロゲン原子、オキシハロゲン基、アセチルアセトネート基、ヒドロキシ基などが挙げられる。複数のＸは、同一であっても、異なっていてもよい。
ｍは、Ｍで表される金属元素の価数を表す。
前述のように、分離モジュール１０の酸性ガス分離層２０において、促進輸送膜２０ａは、このような親水性化合物に加え、キャリアを含有する。
キャリアは、酸性ガス（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化合物である。具体的には、アルカリ金属化合物、窒素含有化合物および硫黄化合物等が例示される。
なお、キャリアは、間接的に酸性ガスと反応するものでも、キャリア自体が、直接、酸性ガスと反応するものでもよい。
前者は、供給ガス中に含まれる他のガスと反応し、塩基性を示し、その塩基性化合物と酸性ガスが反応するものなどが例示される。より具体的には、スチーム（水分）と反応してＯＨ-を放出し、そのＯＨ-がＣＯ2と反応することで、促進輸送膜２０ａ中に選択的にＣＯ2を取り込むことができる化合物であり、例えば、アルカリ金属化合物である。
後者は、キャリア自体が塩基性であるようなもので、例えば、窒素含有化合物や硫黄化合物である。
キャリアは、酸性ガス（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化合物である。具体的には、アルカリ金属化合物、窒素含有化合物および硫黄化合物等が例示される。
なお、キャリアは、間接的に酸性ガスと反応するものでも、キャリア自体が、直接、酸性ガスと反応するものでもよい。
前者は、供給ガス中に含まれる他のガスと反応し、塩基性を示し、その塩基性化合物と酸性ガスが反応するものなどが例示される。より具体的には、スチーム（水分）と反応してＯＨ-を放出し、そのＯＨ-がＣＯ2と反応することで、促進輸送膜２０ａ中に選択的にＣＯ2を取り込むことができる化合物であり、例えば、アルカリ金属化合物である。
後者は、キャリア自体が塩基性であるようなもので、例えば、窒素含有化合物や硫黄化合物である。
アルカリ金属化合物としては、アルカリ金属炭酸塩、アルカリ金属重炭酸塩、および、アルカリ金属水酸化物等が例示される。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、および、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。なお、本発明において、アルカリ金属化合物とは、アルカリ金属そのもののほか、その塩およびそのイオンも含む。
アルカリ金属炭酸塩としては、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、および、炭酸セシウム等が例示される。
アルカリ金属重炭酸塩としては、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、および、炭酸水素セシウム等が例示される。
さらに、アルカリ金属水酸化物としては、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、および、水酸化セシウム等が例示される。
これらの中でも、アルカリ金属炭酸塩が好ましく、また、酸性ガスとの親和性が良いという観点から、水に対する溶解度の高いカリウム、ルビジウム、および、セシウムを含む化合物が好ましい。
アルカリ金属重炭酸塩としては、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、および、炭酸水素セシウム等が例示される。
さらに、アルカリ金属水酸化物としては、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、および、水酸化セシウム等が例示される。
これらの中でも、アルカリ金属炭酸塩が好ましく、また、酸性ガスとの親和性が良いという観点から、水に対する溶解度の高いカリウム、ルビジウム、および、セシウムを含む化合物が好ましい。
また、キャリアとしてアルカリ金属化合物を用いる際には、２種以上のキャリアを併用してもよい。
促進輸送膜２０ａ中に２種以上のキャリアが存在することにより、膜中で異なるキャリアを距離的に離間させることができる。これにより、複数のキャリアの潮解性の違いによって、促進輸送膜２０ａの吸湿性に起因して、製造時等に促進輸送膜２０ａ同士や、促進輸送膜２０ａと他の部材とが貼着すること（ブロッキング）を、好適に抑制できる。
２種以上のアルカリ金属化合物をキャリアとして用いる場合には、潮解性を有する第１化合物と、第１化合物よりも潮解性が低く比重が小さい第２化合物を含むのが好ましい。キャリアが、潮解性を有する第１化合物と、第１化合物よりも潮解性が低く比重が小さい第２化合物を含むことにより、ブロッキングの抑制効果を、より好適に得られる。一例として、第１化合物としては炭酸セシウムが、第２化合物としては炭酸カリウムが、例示される。
促進輸送膜２０ａ中に２種以上のキャリアが存在することにより、膜中で異なるキャリアを距離的に離間させることができる。これにより、複数のキャリアの潮解性の違いによって、促進輸送膜２０ａの吸湿性に起因して、製造時等に促進輸送膜２０ａ同士や、促進輸送膜２０ａと他の部材とが貼着すること（ブロッキング）を、好適に抑制できる。
２種以上のアルカリ金属化合物をキャリアとして用いる場合には、潮解性を有する第１化合物と、第１化合物よりも潮解性が低く比重が小さい第２化合物を含むのが好ましい。キャリアが、潮解性を有する第１化合物と、第１化合物よりも潮解性が低く比重が小さい第２化合物を含むことにより、ブロッキングの抑制効果を、より好適に得られる。一例として、第１化合物としては炭酸セシウムが、第２化合物としては炭酸カリウムが、例示される。
窒素含有化合物としては、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、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，ポルフィリン、フタロシアニン、エチレンジアミン四酢酸等が例示される。
さらに、硫黄化合物としては、シスチン、システインなどのアミノ酸類、ポリチオフェン、ドデシルチオール等が例示される。
さらに、硫黄化合物としては、シスチン、システインなどのアミノ酸類、ポリチオフェン、ドデシルチオール等が例示される。
促進輸送膜２０ａにおけるキャリアの含有量は、キャリアや親水性化合物の種類等に応じて、適宜、設定すればよい。具体的には、０．３〜３０質量％が好ましく、０．５〜２５質量％がより好ましく、１〜２０質量％が特に好ましい。
促進輸送膜２０ａにおけるキャリアの含有量を、上記範囲とすることにより、促進輸送膜２０ａを形成するための組成物（塗料）において、塗布前の塩析を好適に防ぐことができる。さらに、促進輸送膜２０ａにおけるキャリアの含有量を、上記範囲とすることにより、促進輸送膜２０ａが、酸性ガスの分離機能を確実に発揮できる。
促進輸送膜２０ａにおけるキャリアの含有量を、上記範囲とすることにより、促進輸送膜２０ａを形成するための組成物（塗料）において、塗布前の塩析を好適に防ぐことができる。さらに、促進輸送膜２０ａにおけるキャリアの含有量を、上記範囲とすることにより、促進輸送膜２０ａが、酸性ガスの分離機能を確実に発揮できる。
促進輸送膜２０ａ（促進輸送膜２０ａを形成するための組成物）は、このような親水性化合物、架橋剤およびキャリアに加え、必要に応じて、各種の成分を含有してもよい。
このような成分としては、ジブチルヒドロキシトルエン（ＢＨＴ）等の酸化防止剤、炭素数３〜２０のアルキル基または炭素数３〜２０のフッ化アルキル基と親水性基とを有する化合物やシロキサン構造を有する化合物等の特定化合物、オクタン酸ナトリウムや１−ヘキサスルホン酸ナトリウム等の界面活性剤、ポリオレフィン粒子やポリメタクリル酸メチル粒子等のポリマー粒子等が例示される。
その他、必要に応じて、触媒、保湿（吸湿）剤、補助溶剤、膜強度調整剤、欠陥検出剤等を用いてもよい。
その他、必要に応じて、触媒、保湿（吸湿）剤、補助溶剤、膜強度調整剤、欠陥検出剤等を用いてもよい。
酸性ガス分離層２０は、このような促進輸送膜２０ａと、多孔質支持体２０ｂとから構成される。
多孔質支持体２０ｂは、酸性ガス透過性を有し、かつ、促進輸送膜２０ａを形成するための塗布組成物の塗布が可能（塗膜の支持が可能）であり、さらに、形成された促進輸送膜２０ａを支持するものである。
多孔質支持体２０ｂの形成材料は、上記機能を発現できる物であれば、公知の各種の物が利用可能である。
多孔質支持体２０ｂは、酸性ガス透過性を有し、かつ、促進輸送膜２０ａを形成するための塗布組成物の塗布が可能（塗膜の支持が可能）であり、さらに、形成された促進輸送膜２０ａを支持するものである。
多孔質支持体２０ｂの形成材料は、上記機能を発現できる物であれば、公知の各種の物が利用可能である。
本発明の分離モジュール１０において、酸性ガス分離層２０を構成する多孔質支持体２０ｂは、単層であってもよい。しかしながら、酸性ガス分離層２０を構成する多孔質支持体２０ｂは、多孔質膜と補助支持膜とからなる２層構成であるのが好ましい。このような２構成を有することにより、多孔質支持体２０ｂは、促進輸送膜２０ａとなる塗布組成物の塗布および促進輸送膜２０ａの支持という機能を、より確実に発現する。
なお、多孔質支持体２０ｂが単層である場合には、形成材料としては、以下に多孔質膜および補助支持膜で例示する各種の材料が利用可能である。
なお、多孔質支持体２０ｂが単層である場合には、形成材料としては、以下に多孔質膜および補助支持膜で例示する各種の材料が利用可能である。
この２層構成の多孔質支持体２０ｂでは、多孔質膜が促進輸送膜２０ａ側となる。
多孔質膜は、耐熱性を有し、また加水分解性の少ない材料からなることが好ましい。このような多孔質膜としては、具体的には、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリプロピレン、セルロースなどのメンブレンフィルター膜、ポリアミドやポリイミドの界面重合薄膜、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）や高分子量ポリエチレンの延伸多孔膜等が例示される。
中でも、ＰＴＦＥや高分子量ポリエチレンの延伸多孔膜は、高い空隙率を有し、酸性ガス（特に炭酸ガス）の拡散阻害が小さく、さらに、強度、製造適性などの観点から好ましい。その中でも、耐熱性を有し、また加水分解性の少ない等の点で、ＰＴＦＥの延伸多孔膜が、好適に利用される。
多孔質膜は、耐熱性を有し、また加水分解性の少ない材料からなることが好ましい。このような多孔質膜としては、具体的には、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリプロピレン、セルロースなどのメンブレンフィルター膜、ポリアミドやポリイミドの界面重合薄膜、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）や高分子量ポリエチレンの延伸多孔膜等が例示される。
中でも、ＰＴＦＥや高分子量ポリエチレンの延伸多孔膜は、高い空隙率を有し、酸性ガス（特に炭酸ガス）の拡散阻害が小さく、さらに、強度、製造適性などの観点から好ましい。その中でも、耐熱性を有し、また加水分解性の少ない等の点で、ＰＴＦＥの延伸多孔膜が、好適に利用される。
多孔質膜は、使用環境下において、水分を含有した促進輸送膜２０ａが多孔部分に浸み込み易くなり、かつ、膜厚分布や経時での性能劣化を引き起こさないために、疎水性であるのが好ましい。
多孔質膜は、孔の最大孔径が１μｍ以下であるのが好ましい。
多孔質膜の孔の平均孔径は、０．００１〜１０μｍが好ましく、０．００２〜５μｍがより好ましく、０．００５〜１μｍが特に好ましい。多孔質膜の平均孔径をこの範囲とすることにより、後述する接着剤の塗布領域は接着剤を十分に染み込ませ、かつ、多孔質膜が酸性ガスの通過の妨げとなることを好適に防止できる。
多孔質膜は、孔の最大孔径が１μｍ以下であるのが好ましい。
多孔質膜の孔の平均孔径は、０．００１〜１０μｍが好ましく、０．００２〜５μｍがより好ましく、０．００５〜１μｍが特に好ましい。多孔質膜の平均孔径をこの範囲とすることにより、後述する接着剤の塗布領域は接着剤を十分に染み込ませ、かつ、多孔質膜が酸性ガスの通過の妨げとなることを好適に防止できる。
補助支持膜は、多孔質膜の補強用に備えられるものである。
補助支持膜は、要求される強度、耐延伸性および気体透過性を満たすものであれば、各種の物が利用可能である。例えば、不織布、織布、ネット、および、平均孔径が０．００１〜１０μｍのメッシュなどを、適宜、選択して用いることができる。
補助支持膜は、要求される強度、耐延伸性および気体透過性を満たすものであれば、各種の物が利用可能である。例えば、不織布、織布、ネット、および、平均孔径が０．００１〜１０μｍのメッシュなどを、適宜、選択して用いることができる。
補助支持膜も、前述の多孔質膜と同様、耐熱性を有し、また加水分解性の少ない素材からなることが好ましい。
不織布、織布、編布を構成する繊維としては、耐久性や耐熱性に優れる、ポリプロピレン（ＰＰ）などのポリオレフィン、アラミド（商品名）などの改質ポリアミド、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデンなどのフッ素含有樹脂などからなる繊維が好ましい。メッシュを構成する樹脂材料も同様の素材を用いるのが好ましい。これらの材料のうち、安価で力学的強度の強いＰＰからなる不織布は、特に好適に例示される。
不織布、織布、編布を構成する繊維としては、耐久性や耐熱性に優れる、ポリプロピレン（ＰＰ）などのポリオレフィン、アラミド（商品名）などの改質ポリアミド、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデンなどのフッ素含有樹脂などからなる繊維が好ましい。メッシュを構成する樹脂材料も同様の素材を用いるのが好ましい。これらの材料のうち、安価で力学的強度の強いＰＰからなる不織布は、特に好適に例示される。
多孔質支持体２０ｂが補助支持膜を有することにより、力学的強度を向上させることができる。そのため、例えば、後述するロール・トゥ・ロール（以下、ＲｔｏＲとも言う）を利用する塗布装置においてハンドリングしても、多孔質支持体２０ｂに皺がよることを防止でき、生産性を高めることもできる。
多孔質支持体２０ｂは、薄すぎると強度に難がある。この点を考慮すると、多孔質膜の膜厚は５〜１００μｍ、補助支持膜の膜厚は５０〜３００μｍが好ましい。
多孔質支持体２０ｂを単層にする場合には、多孔質支持体２０ｂの厚さは、３０〜５００μｍが好ましい。
多孔質支持体２０ｂを単層にする場合には、多孔質支持体２０ｂの厚さは、３０〜５００μｍが好ましい。
酸性ガス分離層２０は、促進輸送膜２０ａとなる成分を含む液体状の塗布組成物（塗料／塗布液）を調製して、多孔質支持体２０ｂに塗布して、乾燥する、いわゆる塗布法で作製できる。
すなわち、まず、親水性化合物、キャリア、および、必要に応じて添加するその他の成分を、それぞれ適量で水（常温水または加温水）に添加して、十分、攪拌することで、促進輸送膜２０ａとなる塗布組成物を調製する。
この塗布組成物の調製では、必要に応じて、攪拌しつつ加熱することで、各成分の溶解を促進させてもよい。また、親水性化合物を水に加えて溶解した後、キャリアを徐々に加えて攪拌することで、親水性化合物の析出（塩析）を効果的に防ぐことができる。
すなわち、まず、親水性化合物、キャリア、および、必要に応じて添加するその他の成分を、それぞれ適量で水（常温水または加温水）に添加して、十分、攪拌することで、促進輸送膜２０ａとなる塗布組成物を調製する。
この塗布組成物の調製では、必要に応じて、攪拌しつつ加熱することで、各成分の溶解を促進させてもよい。また、親水性化合物を水に加えて溶解した後、キャリアを徐々に加えて攪拌することで、親水性化合物の析出（塩析）を効果的に防ぐことができる。
この組成物を多孔質支持体２０ｂに塗布して、乾燥することで、酸性ガス分離層２０を作製する。
ここで、組成物の塗布および乾燥は、所定のサイズに切断されたカットシート状の多孔質支持体２０ｂに行う、いわゆる枚葉式で行ってもよい。
好ましくは、酸性ガス分離層２０の作製は、いわゆるＲｔｏＲによって行う。すなわち、長尺な多孔質支持体２０ｂを巻回してなる送り出しロールから、多孔質支持体２０ｂを送り出して、長手方向に搬送しつつ、調製した塗布組成物を塗布し、次いで、塗布した塗布組成物（塗膜）を乾燥して、多孔質支持体２０ｂの表面に促進輸送膜２０ａを形成してなる酸性ガス分離層２０を作製し、作製した酸性ガス分離層２０を巻き取る。
ここで、組成物の塗布および乾燥は、所定のサイズに切断されたカットシート状の多孔質支持体２０ｂに行う、いわゆる枚葉式で行ってもよい。
好ましくは、酸性ガス分離層２０の作製は、いわゆるＲｔｏＲによって行う。すなわち、長尺な多孔質支持体２０ｂを巻回してなる送り出しロールから、多孔質支持体２０ｂを送り出して、長手方向に搬送しつつ、調製した塗布組成物を塗布し、次いで、塗布した塗布組成物（塗膜）を乾燥して、多孔質支持体２０ｂの表面に促進輸送膜２０ａを形成してなる酸性ガス分離層２０を作製し、作製した酸性ガス分離層２０を巻き取る。
ＲｔｏＲにおける多孔質支持体２０ｂの搬送速度は、多孔質支持体２０ｂの種類や塗布液の粘度等に応じて、適宜、設定すればよい。
ここで、多孔質支持体２０ｂの搬送速度が速すぎると、塗布組成物の塗膜の膜厚均一性が低下するおそれがあり、遅過ぎると生産性が低下する。この点を考慮すると、多孔質支持体２０ｂの搬送速度は、０．５ｍ／分以上が好ましく、０．７５〜２００ｍ／分がより好ましく、１〜２００ｍ／分が特に好ましい。
ここで、多孔質支持体２０ｂの搬送速度が速すぎると、塗布組成物の塗膜の膜厚均一性が低下するおそれがあり、遅過ぎると生産性が低下する。この点を考慮すると、多孔質支持体２０ｂの搬送速度は、０．５ｍ／分以上が好ましく、０．７５〜２００ｍ／分がより好ましく、１〜２００ｍ／分が特に好ましい。
塗布組成物の塗布方法は、公知の方法が、各種、利用可能である。
具体的には、カーテンフローコーター、エクストルージョンダイコーター、エアードクターコーター、ブレードコーター、ロッドコーター、ナイフコーター、スクイズコーター、リバースロールコーター、バーコーター等が例示される。
具体的には、カーテンフローコーター、エクストルージョンダイコーター、エアードクターコーター、ブレードコーター、ロッドコーター、ナイフコーター、スクイズコーター、リバースロールコーター、バーコーター等が例示される。
また、塗布法によって酸性ガス分離層２０を形成する際には、力学的強度を付与する観点で、不織布等の多孔質支持体２０ｂに塗布組成物を含浸させてもよい。もしくは、塗布組成物を不織布等に含浸塗布し、多孔質支持体２０ｂに設置する方法も利用可能である。なお、この塗布組成物の含浸は、促進輸送膜として連続膜が形成されていて、酸性ガス分離層２０としての気密性が確保できれば、多孔質支持体２０ｂの全面に塗布組成物が含浸される必要はなく、一部が含浸するものであってもよい。
塗布組成物の塗膜の乾燥も、公知の方法で行えばよい。一例として、温風による乾燥が例示される。
温風の風速は、ゲル膜反を迅速に乾燥させることができるともにゲル膜反が崩れない速度を、適宜、設定すればよい。具体的には、０．５〜２００ｍ／分が好ましく、０．７５〜２００ｍ／分がより好ましく、１〜２００ｍ／分が特に好ましい。
温風の温度は、多孔質支持体２０ｂの変形などが生じず、かつ、ゲル膜反を迅速に乾燥させることができる温度を、適宜、設定すればよい。具体的には、膜面温度で、１〜１２０℃が好ましく、２〜１１５℃がより好ましく、３〜１１０℃が特に好ましい。
塗膜の乾燥には、必要に応じて、多孔質支持体２０ｂの加熱を併用してもよい。
温風の風速は、ゲル膜反を迅速に乾燥させることができるともにゲル膜反が崩れない速度を、適宜、設定すればよい。具体的には、０．５〜２００ｍ／分が好ましく、０．７５〜２００ｍ／分がより好ましく、１〜２００ｍ／分が特に好ましい。
温風の温度は、多孔質支持体２０ｂの変形などが生じず、かつ、ゲル膜反を迅速に乾燥させることができる温度を、適宜、設定すればよい。具体的には、膜面温度で、１〜１２０℃が好ましく、２〜１１５℃がより好ましく、３〜１１０℃が特に好ましい。
塗膜の乾燥には、必要に応じて、多孔質支持体２０ｂの加熱を併用してもよい。
前述のように、酸性ガス分離層２０の多孔質支持体２０ｂは、促進輸送膜２０ａや、促進輸送膜２０ａとなる塗布組成物の浸み込みを抑制するという観点から、少なくとも促進輸送膜２０ａと接する側の表面が疎水性を有している。
また、促進輸送膜２０ａは、キャリアを十分に機能させるために、膜中に多量の水分を保持させる必要があるため、非常に吸水性および保水性が高いポリマーが用いられる。加えて、促進輸送膜２０ａは、金属炭酸塩などのキャリアの含有量が多い程、吸水量が増えて、酸性ガスの分離性能が向上する。そのため、促進輸送膜２０ａは、ゲル膜や低粘性の膜である場合が多く、更に、酸性ガスの分離時には、温度１００〜１３０℃、湿度９０％程度の原料ガスを、１．５ＭＰａ程度の圧力で供給されることから、使用により、次第に、分離層が多孔質支持体２０ｂに浸み込み、経時と共に酸性ガスの分離能力が低下する傾向がある。
また、促進輸送膜２０ａは、キャリアを十分に機能させるために、膜中に多量の水分を保持させる必要があるため、非常に吸水性および保水性が高いポリマーが用いられる。加えて、促進輸送膜２０ａは、金属炭酸塩などのキャリアの含有量が多い程、吸水量が増えて、酸性ガスの分離性能が向上する。そのため、促進輸送膜２０ａは、ゲル膜や低粘性の膜である場合が多く、更に、酸性ガスの分離時には、温度１００〜１３０℃、湿度９０％程度の原料ガスを、１．５ＭＰａ程度の圧力で供給されることから、使用により、次第に、分離層が多孔質支持体２０ｂに浸み込み、経時と共に酸性ガスの分離能力が低下する傾向がある。
このような不都合を防止するため、酸性ガス分離層２０は、多孔質支持体２０ｂと促進輸送膜２０ａとの間に、より効果的に促進輸送膜２０ａの多孔質支持体２０ｂへの浸み込みを抑制する中間層を有するのが好ましい。
中間層は、ガス透過性を有する疎水性の層であれば良いが、通気性を有し、多孔質支持体２０ｂよりも密な層であることが好ましい。このような中間層を備えることにより、均一性の高い促進輸送膜２０ａを、多孔質支持体２０ｂ中に入り込むことを防止して形成することができる。
中間層は、多孔質支持体２０ｂの上に形成されていればよいが、多孔質支持体２０ｂの中に浸み込んでいる浸み込み領域を有していてもよい。浸み込み領域は、多孔質支持体２０ｂと中間層との密着性が良好な範囲内で少ないほど好ましい。
中間層としては、繰り返し単位内にシロキサン結合を有するポリマー層（シリコーン樹脂層）が好ましい。このようなポリマー層としては、オルガノポリシロキサン（シリコーン樹脂）やポリトリメチルシリルプロピンなどシリコーン含有ポリアセチレン等が挙げられる。オルガノポリシロキサンの具体例としては、下記の一般式で示されるものが例示される。
なお、上記一般式中、ｎは１以上の整数を表す。ここで、入手容易性、揮発性、粘度等の観点から、ｎの平均値は１０〜１，０００，０００の範囲が好ましく、１００〜１００，０００の範囲がより好ましい。
また、Ｒ1n、Ｒ2n、Ｒ3、および、Ｒ4は、それぞれ、水素原子、アルキル基、ビニル基、アラルキル基、アリール基、ヒドロキシル基、アミノ基、カルボキシル基、および、エポキシ基からなる群より選択されるいずれかを示す。なお、ｎ個存在するＲ1nおよびＲ2nは、それぞれ、同じであっても異なっていても良い。また、アルキル基、アラルキル基、アリール基は環構造を有していても良い。さらに、前記アルキル基、ビニル基、アラルキル基、アリール基は置換基を有していても良く、アルキル基、ビニル基、アリール基、ヒドロキシル基、アミノ基、カルボキシル基、エポキシ基またはフッ素原子から選ばれる。これらの置換基は、可能であればさらに置換基を有することもできる。
Ｒ1n、Ｒ2n、Ｒ3、および、Ｒ4に選択されるアルキル基、ビニル基、アラルキル基、および、アリール基は、入手容易性などの観点から、炭素数１〜２０のアルキル基、ビニル基、炭素数７〜２０のアラルキル基、炭素数６〜２０のアリール基がより好ましい。
特に、Ｒ1n、Ｒ2n、Ｒ3、および、Ｒ4は、メチル基またはエポキシ置換アルキル基が好ましく、例えば、エポキシ変性のポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）などが好適に利用できる。
なお、上記一般式中、ｎは１以上の整数を表す。ここで、入手容易性、揮発性、粘度等の観点から、ｎの平均値は１０〜１，０００，０００の範囲が好ましく、１００〜１００，０００の範囲がより好ましい。
また、Ｒ1n、Ｒ2n、Ｒ3、および、Ｒ4は、それぞれ、水素原子、アルキル基、ビニル基、アラルキル基、アリール基、ヒドロキシル基、アミノ基、カルボキシル基、および、エポキシ基からなる群より選択されるいずれかを示す。なお、ｎ個存在するＲ1nおよびＲ2nは、それぞれ、同じであっても異なっていても良い。また、アルキル基、アラルキル基、アリール基は環構造を有していても良い。さらに、前記アルキル基、ビニル基、アラルキル基、アリール基は置換基を有していても良く、アルキル基、ビニル基、アリール基、ヒドロキシル基、アミノ基、カルボキシル基、エポキシ基またはフッ素原子から選ばれる。これらの置換基は、可能であればさらに置換基を有することもできる。
Ｒ1n、Ｒ2n、Ｒ3、および、Ｒ4に選択されるアルキル基、ビニル基、アラルキル基、および、アリール基は、入手容易性などの観点から、炭素数１〜２０のアルキル基、ビニル基、炭素数７〜２０のアラルキル基、炭素数６〜２０のアリール基がより好ましい。
特に、Ｒ1n、Ｒ2n、Ｒ3、および、Ｒ4は、メチル基またはエポキシ置換アルキル基が好ましく、例えば、エポキシ変性のポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）などが好適に利用できる。
中間層は、ガス透過性を有する膜であるが、厚すぎるとガス透過性を顕著に低下させる可能性がある。中間層は、多孔質支持体２０ｂの表面を抜けなく全面的に覆っていれば、薄くても構わない。
この点を考慮すると、中間層の膜厚は、０．０１〜３０μｍが好ましく、０．１〜１５μｍがより好ましい。
この点を考慮すると、中間層の膜厚は、０．０１〜３０μｍが好ましく、０．１〜１５μｍがより好ましい。
このような中間層は、塗布法によって形成されるのが好ましい。
中間層となる塗布組成物（第２塗布組成物）は、前述のＰＤＭＳ誘導体などの中間層となる化合物のモノマー、ダイマー、トリマー、オリゴマー、プレポリマー、あるいは、これらの混合物等を含む、塗布法によって樹脂層（樹脂の膜）等を形成する際に用いられる、一般的な塗布組成物（塗布液／塗料）である。この塗布組成物は、モノマー等を有機溶剤に溶解（分散）してなるものであってもよく、さらに、硬化剤、硬化促進剤、架橋剤、増粘剤、補強剤、および、フィラー等を含んでいてもよい。
このような中間層となる塗布組成物は、公知の方法で調製すればよい。
中間層となる塗布組成物（第２塗布組成物）は、前述のＰＤＭＳ誘導体などの中間層となる化合物のモノマー、ダイマー、トリマー、オリゴマー、プレポリマー、あるいは、これらの混合物等を含む、塗布法によって樹脂層（樹脂の膜）等を形成する際に用いられる、一般的な塗布組成物（塗布液／塗料）である。この塗布組成物は、モノマー等を有機溶剤に溶解（分散）してなるものであってもよく、さらに、硬化剤、硬化促進剤、架橋剤、増粘剤、補強剤、および、フィラー等を含んでいてもよい。
このような中間層となる塗布組成物は、公知の方法で調製すればよい。
また、中間層となる塗布組成物の塗布方法も、前述の促進輸送膜２０ａとなるとなる塗布組成物と同様、公知の方法が各種利用可能である。塗布組成物の塗膜厚は、中間層の厚さが前述の０．０１〜３０μｍとなるような厚さを、形成する中間層の種類や塗布組成物の濃度等に応じて、適宜、設定すればよい。
塗布組成物の硬化方法も、ＵＶ照射、加熱硬化、電子線照射等、中間層となるモノマー等に応じた公知の方法が、各種、利用可能である。なお、塗布組成物の硬化に先立ち、必要に応じて、有機溶剤の蒸発等の塗布組成物の乾燥を行ってもよい。
また、中間層の形成も、促進輸送膜２０ａと同様に、いわゆるＲｔｏＲによって行ってもよい。
塗布組成物の硬化方法も、ＵＶ照射、加熱硬化、電子線照射等、中間層となるモノマー等に応じた公知の方法が、各種、利用可能である。なお、塗布組成物の硬化に先立ち、必要に応じて、有機溶剤の蒸発等の塗布組成物の乾燥を行ってもよい。
また、中間層の形成も、促進輸送膜２０ａと同様に、いわゆるＲｔｏＲによって行ってもよい。
酸性ガス分離層２０が、多孔質支持体２０ｂと促進輸送膜２０ａとの間に、このような中間層を有する場合には、多孔質支持体２０ｂの上に中間層を形成した後に、中間層の上に前述のようにして促進輸送膜２０ａを形成する。
積層体１４には、さらに、透過ガス流路用部材２６が積層される。
透過ガス流路用部材２６は、キャリアと反応して酸性ガス分離層２０を透過した酸性ガスＧｃを、中心筒１２の貫通孔１２ａに流すための部材である。
前述のように、図示例において、積層体１４は、酸性ガス分離層２０を促進輸送膜２０ａを内側にして二つ折りにして、供給ガス流路用部材２４を挟み込んだ挟持体３６を有する。この挟持体３６に、透過ガス流路用部材２６を積層して、接着剤層３０で接着することにより、１つの積層体１４が構成される。
透過ガス流路用部材２６は、キャリアと反応して酸性ガス分離層２０を透過した酸性ガスＧｃを、中心筒１２の貫通孔１２ａに流すための部材である。
前述のように、図示例において、積層体１４は、酸性ガス分離層２０を促進輸送膜２０ａを内側にして二つ折りにして、供給ガス流路用部材２４を挟み込んだ挟持体３６を有する。この挟持体３６に、透過ガス流路用部材２６を積層して、接着剤層３０で接着することにより、１つの積層体１４が構成される。
透過ガス流路用部材２６は、積層体１４間でスペーサとして機能して、積層体１４の巻回中心（内側）に向かって中心筒１２の貫通孔１２ａに至る、原料ガスＧから分離した酸性ガスＧｃの流路を構成する。
前述のように、透過ガス流路用部材２６の内部には、接着剤層３０が形成される。この接着剤層３０を適正に形成するために、透過ガス流路用部材２６は、内部に、後述する接着剤層３０（接着剤３０ａ）が浸透する必要が有る。この点を考慮して、透過ガス流路用部材２６は、メッシュ状（ネット状／織物状／網目構造）であるのが好ましい。
前述のように、透過ガス流路用部材２６の内部には、接着剤層３０が形成される。この接着剤層３０を適正に形成するために、透過ガス流路用部材２６は、内部に、後述する接着剤層３０（接着剤３０ａ）が浸透する必要が有る。この点を考慮して、透過ガス流路用部材２６は、メッシュ状（ネット状／織物状／網目構造）であるのが好ましい。
本発明の分離モジュール１０においては、透過ガス流路用部材２６は、接着剤層３０が形成された位置（接着剤層３０の形成領域）と、それ以外の位置（接着剤層３０が形成されていない位置（接着剤層３０の非形成領域））とにおける高圧変形量の差が１００μｍ以下である。
本発明は、このような構成を有することにより、高温（例えば５０℃以上）で操業され、かつ、原料ガスＧが高圧力で供給されることに起因する促進輸送膜２０ａの劣化や損傷を防止して、長期に渡って、所定の性能を発揮する分離モジュール１０を実現している。
本発明は、このような構成を有することにより、高温（例えば５０℃以上）で操業され、かつ、原料ガスＧが高圧力で供給されることに起因する促進輸送膜２０ａの劣化や損傷を防止して、長期に渡って、所定の性能を発揮する分離モジュール１０を実現している。
前述のように、分離モジュール１０において、原料ガスＧは、供給ガス流路用部材２４の幅方向（矢印ｘ方向）の端部から積層体巻回物１４ａ内に流入して、供給ガス流路用部材２４の内部を幅方向に流れつつ、酸性ガス分離層２０の促進輸送膜２０ａに接触して、キャリアによって酸性ガスＧｃを分離される。
分離された酸性ガスＧｃは、促進輸送膜２０ａ内をキャリアによって輸送され、多孔質支持体２０ｂを通過して、透過ガス流路用部材２６に流入し、此処から中心筒１２に流入し、開放端１２ｂから排出される。また、酸性ガスＧｃを分離された残余ガスＧｒは、供給ガス流路用部材２４の供給側と逆側の端部から排出される。
本発明の分離モジュール１０は、５０℃以上の温度条件で、水分を含有する原料ガスＧから酸性ガスＧｃを分離するのが好ましい。
分離された酸性ガスＧｃは、促進輸送膜２０ａ内をキャリアによって輸送され、多孔質支持体２０ｂを通過して、透過ガス流路用部材２６に流入し、此処から中心筒１２に流入し、開放端１２ｂから排出される。また、酸性ガスＧｃを分離された残余ガスＧｒは、供給ガス流路用部材２４の供給側と逆側の端部から排出される。
本発明の分離モジュール１０は、５０℃以上の温度条件で、水分を含有する原料ガスＧから酸性ガスＧｃを分離するのが好ましい。
分離モジュール１０において、透過ガス流路用部材２６は、前述のように、２層の酸性ガス分離層２０のスペーサとして作用して、原料ガスＧから分離されて酸性ガス分離層２０を透過した酸性ガスＧｃの流路を形成するために、メッシュ状である。
また、透過ガス流路用部材２６には、酸性ガス分離層２０の多孔質支持体２０ｂ（挟持体３６）を接着し、かつ、積層体１４同士を接着するために、接着剤層３０が形成される。また、接着剤層３０（接着剤層３０となる接着剤３０ａ）は、多孔質支持体２０ｂおよび透過ガス流路用部材２６内に浸透して、透過ガス流路用部材２６内において、エンベロープ状の酸性ガスＧｃの流路を形成する。
分離モジュール１０は、これにより、酸性ガス分離層２０を透過した酸性ガスＧｃを透過ガス流路用部材２６内に封止して、流路を中心筒１２に向かう方向に規制すると共に、原料ガスＧや残余ガスＧｒが、酸性ガス分離層２０を透過した酸性ガスＧｃに混入することを防止する。
分離モジュール１０は、これにより、酸性ガス分離層２０を透過した酸性ガスＧｃを透過ガス流路用部材２６内に封止して、流路を中心筒１２に向かう方向に規制すると共に、原料ガスＧや残余ガスＧｒが、酸性ガス分離層２０を透過した酸性ガスＧｃに混入することを防止する。
促進輸送膜２０ａを利用する分離モジュール１０には、高温かつ高湿度の原料ガスＧが、５００〜１００００ｋＰａ程度の高圧で供給される。さらに、原料ガスＧの温度が高い場合が多い。
そのため、原料ガスＧから酸性ガスＧｃを分離している状態では、積層体巻回物１４ａは高温かつ高湿度な状態となっており、さらに、積層体巻回物１４ａ（供給ガス流路用部材２４）の内部には、高い圧力が掛かっている。
そのため、原料ガスＧから酸性ガスＧｃを分離している状態では、積層体巻回物１４ａは高温かつ高湿度な状態となっており、さらに、積層体巻回物１４ａ（供給ガス流路用部材２４）の内部には、高い圧力が掛かっている。
このような促進輸送型の分離モジュール１０は、原料ガスＧが供給されていない状態（未加圧の状態）では、図３（Ａ）に概念的に示すように、各部材（各層）が接触状態で積層されている。
これに対して、原料ガスＧが供給されると、原料ガスＧの圧力によって、酸性ガス分離層２０および透過ガス流路用部材２６が加圧される。また、高温での操業であるために、透過ガス流路用部材２６は、非操業時に比して軟化している。
その結果、原料ガスＧが供給されると、図３（Ｂ）に概念的に示すように、メッシュ状の透過ガス流路用部材２６が、厚さ方向に圧縮される。また、この圧力で、多孔質支持体２０ｂも圧縮される。さらに、透過ガス流路用部材２６に積層される酸性ガス分離層２０も、同じくガスの圧力で押圧されて、透過ガス流路用部材２６に追従する。
これに対して、原料ガスＧが供給されると、原料ガスＧの圧力によって、酸性ガス分離層２０および透過ガス流路用部材２６が加圧される。また、高温での操業であるために、透過ガス流路用部材２６は、非操業時に比して軟化している。
その結果、原料ガスＧが供給されると、図３（Ｂ）に概念的に示すように、メッシュ状の透過ガス流路用部材２６が、厚さ方向に圧縮される。また、この圧力で、多孔質支持体２０ｂも圧縮される。さらに、透過ガス流路用部材２６に積層される酸性ガス分離層２０も、同じくガスの圧力で押圧されて、透過ガス流路用部材２６に追従する。
この透過ガス流路用部材２６の圧縮量は、接着剤層３０が形成された位置と、それ以外の位置とで異なる。すなわち、接着剤層３０が形成された位置は、硬いので、他の位置（接着剤層３０が無い位置）に比して圧縮量が大幅に小さい。
その結果、図３（Ｂ）に概念的に示すように、透過ガス流路用部材２６および酸性ガス分離層２０において、接着剤層３０が形成された領域と、それ以外の領域との間で、促進輸送膜２０ａに段差ｄが生じる。
その結果、図３（Ｂ）に概念的に示すように、透過ガス流路用部材２６および酸性ガス分離層２０において、接着剤層３０が形成された領域と、それ以外の領域との間で、促進輸送膜２０ａに段差ｄが生じる。
前述のように、促進輸送膜２０ａは、キャリアをバインダである親水性化合物に担持させてなるものであり、柔らかい。特に、原料ガスＧから酸性ガスＧｃを分離している最中には、原料ガスＧに含まれる水分（水蒸気）を吸収して、非常に柔らかくなっている。
そのため、このような段差ｄが生じると、段差ｄの大きさによっては、この段差部分において、柔らかい促進輸送膜２０ａに負担が掛かってしまう。その結果、促進輸送膜２０ａの劣化や損傷が生じ、甚だしい場合には、促進輸送膜２０ａが破断して欠陥部となる。促進輸送膜２０ａの劣化や損傷、欠陥部の発生は、酸性ガス分離効率の低下や、原料ガスＧの抜け等の原因となり、分離モジュールの性能が低下してしまう。
そのため、このような段差ｄが生じると、段差ｄの大きさによっては、この段差部分において、柔らかい促進輸送膜２０ａに負担が掛かってしまう。その結果、促進輸送膜２０ａの劣化や損傷が生じ、甚だしい場合には、促進輸送膜２０ａが破断して欠陥部となる。促進輸送膜２０ａの劣化や損傷、欠陥部の発生は、酸性ガス分離効率の低下や、原料ガスＧの抜け等の原因となり、分離モジュールの性能が低下してしまう。
これに対して、本発明の分離モジュール１０では、透過ガス流路用部材２６において、接着剤層３０の形成位置と、それ以外の位置とにおける高圧変形量の差を１００μｍ以下とする。
そのため、本発明によれば、原料ガスＧの供給によって透過ガス流路用部材２６が圧縮されて、促進輸送膜２０ａに段差ｄが生じても、この段差ｄを小さくできる。その結果、促進輸送膜２０ａの段差に起因する、促進輸送膜２０ａの損傷や劣化、さらには破断等を生じることを防止でき、所定の性能を長期に渡って発揮する分離モジュール１０を得ることができる。
そのため、本発明によれば、原料ガスＧの供給によって透過ガス流路用部材２６が圧縮されて、促進輸送膜２０ａに段差ｄが生じても、この段差ｄを小さくできる。その結果、促進輸送膜２０ａの段差に起因する、促進輸送膜２０ａの損傷や劣化、さらには破断等を生じることを防止でき、所定の性能を長期に渡って発揮する分離モジュール１０を得ることができる。
本発明の分離モジュール１０において、透過ガス流路用部材２６における、接着剤層３０の形成位置と、それ以外の位置とにおける高圧変形量の差が１００μｍを超えると、原料ガスＧの供給による促進輸送膜２０ａの段差ｄが大きくなってしまい、促進輸送膜２０ａに損傷や劣化が生じ易くなる。
また、本発明においては、接着剤層３０の形成位置と、それ以外の位置における高圧変形量の差は、８０μｍ以下が好ましく、７０μｍ以下がより好ましい。これにより、原料ガスＧの供給による促進輸送膜２０ａの段差ｄを、より小さくして、より好適に促進輸送膜２０ａに損傷や劣化を防止できる。
また、本発明においては、接着剤層３０の形成位置と、それ以外の位置における高圧変形量の差は、８０μｍ以下が好ましく、７０μｍ以下がより好ましい。これにより、原料ガスＧの供給による促進輸送膜２０ａの段差ｄを、より小さくして、より好適に促進輸送膜２０ａに損傷や劣化を防止できる。
なお、本発明において、高圧変形量とは、温度が８０℃で、湿度が８０％ＲＨである環境において、２ＭＰａの圧力をかけた際における、押圧方向の歪み量である。押圧方向の歪み量とは、言い換えれば、押圧によって押し込まれた量である。
好ましくは、高圧変形量は、２０ｍｍの試験片を用意し、ＪＩＳ Ｋ ６２７２に準拠して、温度が８０℃で、湿度が８０％ＲＨである環境において、圧縮速度１ｍｍ／分で圧縮していった時の、圧縮応力が２ＭＰａに達した位置の圧縮長さである。
好ましくは、高圧変形量は、２０ｍｍの試験片を用意し、ＪＩＳ Ｋ ６２７２に準拠して、温度が８０℃で、湿度が８０％ＲＨである環境において、圧縮速度１ｍｍ／分で圧縮していった時の、圧縮応力が２ＭＰａに達した位置の圧縮長さである。
透過ガス流路用部材２６の厚さは、６００μｍ以下であるのが好ましい。
透過ガス流路用部材２６の厚さを６００μｍ以下とすることにより、原料ガスＧの供給による促進輸送膜２０ａの段差ｄを、より小さくして、より好適に促進輸送膜２０ａに損傷や劣化を防止できる。
この点を考慮すると、透過ガス流路用部材２６の厚さは５５０μｍ以下であるのがより好ましい。
透過ガス流路用部材２６の厚さを６００μｍ以下とすることにより、原料ガスＧの供給による促進輸送膜２０ａの段差ｄを、より小さくして、より好適に促進輸送膜２０ａに損傷や劣化を防止できる。
この点を考慮すると、透過ガス流路用部材２６の厚さは５５０μｍ以下であるのがより好ましい。
透過ガス流路用部材２６の形成材料は、接着剤層３０の硬さ、透過ガス流路用部材２６の形状（例えば、織物であれば織り方など）、透過ガス流路用部材２６の厚さや密度等に応じて、接着剤層３０の形成位置と、それ以外の位置とにおける高圧変形量の差を１００μｍにできる材料が、各種、利用可能である。
具体的には、セラミック、ガラス、修飾ガラス、カーボン、修飾ポリプロピレン、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）等が例示される。中でも、セラミック、ガラス、カーボン、修飾ポリプロピレンおよびＰＰＳは、好適に例示される。なお、修飾ポリプロピレンとは、ポリプロピレンからなるメッシュ等の表面をエポキシ系接着剤などの接着剤や樹脂材料で修飾（被覆）した材料である。
具体的には、セラミック、ガラス、修飾ガラス、カーボン、修飾ポリプロピレン、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）等が例示される。中でも、セラミック、ガラス、カーボン、修飾ポリプロピレンおよびＰＰＳは、好適に例示される。なお、修飾ポリプロピレンとは、ポリプロピレンからなるメッシュ等の表面をエポキシ系接着剤などの接着剤や樹脂材料で修飾（被覆）した材料である。
より具体的には、透過ガス流路用部材２６としては、エポキシ修飾ポリプロピレンの織物（メッシュ）、ガラスクロス、多孔質ガラス、ＰＰＳメッシュ等が好適に例示される。
なお、エポキシ修飾ポリプロピレンの織物とは、ポリプロピレン製の繊維をエポキシ系接着剤などのエポキシ樹脂に浸漬して、表面にエポキシ樹脂を付着させて、エポキシ樹脂を硬化した繊維で織った織物や、ポリプロピレン製の織物をエポキシ樹脂に浸漬することで、表面にエポキシ樹脂を付着して、エポキシ樹脂を硬化してなる織物である。織物は、公知の各種の織り方の物が利用可能である。
エポキシで修飾した材料からなるメッシュや織物としては、ポリプロピレン（ＰＰ）以外にも、ＰＴＦＥ、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリスチレン（ＰＳ）等の加水分解しない材料からなる物を、エポキシで修飾したものも利用可能である。
なお、エポキシ修飾ポリプロピレンの織物とは、ポリプロピレン製の繊維をエポキシ系接着剤などのエポキシ樹脂に浸漬して、表面にエポキシ樹脂を付着させて、エポキシ樹脂を硬化した繊維で織った織物や、ポリプロピレン製の織物をエポキシ樹脂に浸漬することで、表面にエポキシ樹脂を付着して、エポキシ樹脂を硬化してなる織物である。織物は、公知の各種の織り方の物が利用可能である。
エポキシで修飾した材料からなるメッシュや織物としては、ポリプロピレン（ＰＰ）以外にも、ＰＴＦＥ、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリスチレン（ＰＳ）等の加水分解しない材料からなる物を、エポキシで修飾したものも利用可能である。
一般的な織物は、図４（Ｂ）に概念的に示すように、縦糸同士や横糸同士は、互い違いになるように織られる。
これに対し、本発明の分離モジュール１０において、透過ガス流路用部材２６として織物（編み物）を利用する場合には、図４（Ａ）に概念的に示すように、透過ガス流路用部材２６（織物）を形成する、面方向の同方向に延在する繊維を、厚さ方向に積層するように織った織物が、好適に利用される。すなわち、本発明の分離モジュール１０において、透過ガス流路用部材２６として織物を利用する場合には、縦糸同士および横糸同士が、厚さ方向に重なるように織られた織物が、好適に利用される。
このように繊維が重なる織物を用いることにより、原料ガスＧの供給による、透過ガス流路用部材２６の圧縮すなわち促進輸送膜２０ａの段差ｄを、より小さくして、より好適に促進輸送膜２０ａに損傷や劣化を防止できる。
これに対し、本発明の分離モジュール１０において、透過ガス流路用部材２６として織物（編み物）を利用する場合には、図４（Ａ）に概念的に示すように、透過ガス流路用部材２６（織物）を形成する、面方向の同方向に延在する繊維を、厚さ方向に積層するように織った織物が、好適に利用される。すなわち、本発明の分離モジュール１０において、透過ガス流路用部材２６として織物を利用する場合には、縦糸同士および横糸同士が、厚さ方向に重なるように織られた織物が、好適に利用される。
このように繊維が重なる織物を用いることにより、原料ガスＧの供給による、透過ガス流路用部材２６の圧縮すなわち促進輸送膜２０ａの段差ｄを、より小さくして、より好適に促進輸送膜２０ａに損傷や劣化を防止できる。
前述のように、透過ガス流路用部材２６は、原料ガスＧから分離されて酸性ガス分離層２０を透過した酸性ガスＧｃの流路となる。
そのため、透過ガス流路用部材２６は、流れるガスに対しての抵抗が少ないのが好ましい。具体的には、空隙率が高く、かつ、圧損が少ないのが好ましい。
そのため、透過ガス流路用部材２６は、流れるガスに対しての抵抗が少ないのが好ましい。具体的には、空隙率が高く、かつ、圧損が少ないのが好ましい。
透過ガス流路用部材２６の空隙率は、３０〜９９％が好ましく、３５〜９７．５％がより好ましく、４０〜９５％が特に好ましい。
また、圧損は、一定の流量で流した圧縮空気の流量損失で近似できる。具体的には、１５ｃｍ角の透過ガス流路用部材２６に、室温で１５Ｌ（リットル）／分の空気を流した際に、流量損失が７．５Ｌ／分以内であるのが好ましく、７Ｌ／分以内であるのがより好ましい。
また、圧損は、一定の流量で流した圧縮空気の流量損失で近似できる。具体的には、１５ｃｍ角の透過ガス流路用部材２６に、室温で１５Ｌ（リットル）／分の空気を流した際に、流量損失が７．５Ｌ／分以内であるのが好ましく、７Ｌ／分以内であるのがより好ましい。
以下、積層体１４の積層方法、および、積層した積層体１４の巻回方法すなわち積層体巻回物１４ａの作製方法を説明する。なお、以下の説明に用いる図５（Ａ）および図５（Ｂ）〜図９では、図面を簡潔にして構成を明確に示すために、供給ガス流路用部材２４および透過ガス流路用部材２６は、端面（端部）のみをネット状で示す。
まず、図５（Ａ）および図５（Ｂ）に概念的に示すように、中心筒１２の延在方向と短手方向とを一致して、中心筒１２に、カプトンテープや接着剤等の固定手段３４を用いて、透過ガス流路用部材２６の端部を固定する。なお、前述のように、透過ガス流路用部材２６は、後述する接着剤層３０に応じて、接着剤層３０が形成された位置と、それ以外の位置とにおける高圧変形量の差が１００μｍとなるように、選択される。
中心筒１２の管壁には、軸方向に沿ってスリット（図示省略）が設けられているのが好ましい。この場合、スリットに、透過ガス流路用部材２６の先端部を入れ込んで中心筒１２の内周面に固定手段で固定するようにする。この構成によれば、透過ガス流路用部材２６を含んだ積層体を中心筒１２に巻き付ける際に、テンションをかけながら巻き付けるようにしても、中心筒１２の内周面と透過ガス流路用部材２６との摩擦で、透過ガス流路用部材２６がスリットから抜けることを防止でき、すなわち、透過ガス流路用部材２６の固定が維持される。
中心筒１２の管壁には、軸方向に沿ってスリット（図示省略）が設けられているのが好ましい。この場合、スリットに、透過ガス流路用部材２６の先端部を入れ込んで中心筒１２の内周面に固定手段で固定するようにする。この構成によれば、透過ガス流路用部材２６を含んだ積層体を中心筒１２に巻き付ける際に、テンションをかけながら巻き付けるようにしても、中心筒１２の内周面と透過ガス流路用部材２６との摩擦で、透過ガス流路用部材２６がスリットから抜けることを防止でき、すなわち、透過ガス流路用部材２６の固定が維持される。
さらに、図６に概念的に示すように、酸性ガス分離層２０を促進輸送膜２０ａを内側にして二つ折りにし、間に供給ガス流路用部材２４を挟み込む。すなわち、供給ガス流路用部材２４を、二つ折りにした酸性ガス分離層２０で挟持した挟持体３６を作製する。この際には、酸性ガス分離層２０は均等に二つ折りにするのではなく、図６に示すように、一方が、若干、長くなるように、二つ折りする。
また、供給ガス流路用部材２４による促進輸送膜２０ａの損傷を防止するために、酸性ガス分離層２０を二つ折りにした谷部に、二つ折りにしたシート状の保護部材を配置するのが好ましい。保護部材としては、カプトンテープやＰＴＦＥテープなどが例示される。
また、供給ガス流路用部材２４による促進輸送膜２０ａの損傷を防止するために、酸性ガス分離層２０を二つ折りにした谷部に、二つ折りにしたシート状の保護部材を配置するのが好ましい。保護部材としては、カプトンテープやＰＴＦＥテープなどが例示される。
さらに、二つ折りにした酸性ガス分離層２０の短い方の表面（多孔質支持体２０ｂの表面）に、接着剤層３０となる接着剤３０ａを塗布する。接着剤層３０および接着剤３０ａに関しては、後に詳述する。
接着剤３０ａ（すなわち、接着剤層３０）は、図６に示すように、幅方向（矢印ｘ方向）の両端部近傍で、巻回方向（矢印ｙ方向）の全域に延在して帯状に塗布し、さらに、折り返し部と逆側の端部近傍で幅方向の全域に延在して帯状に塗布する。
接着剤３０ａ（すなわち、接着剤層３０）は、図６に示すように、幅方向（矢印ｘ方向）の両端部近傍で、巻回方向（矢印ｙ方向）の全域に延在して帯状に塗布し、さらに、折り返し部と逆側の端部近傍で幅方向の全域に延在して帯状に塗布する。
次いで、図７（Ａ）および図７（Ｂ）に概念的に示すように、接着剤３０ａを塗布した面を透過ガス流路用部材２６に向け、かつ、折り返し側を中心筒１２に向けて、挟持体３６を、中心筒１２に固定した透過ガス流路用部材２６に積層し、透過ガス流路用部材２６と酸性ガス分離層２０（多孔質支持体２０ｂ）とを接着する。
さらに、図７（Ａ）および図７（Ｂ）に示すように、積層した挟持体３６の上面（長い側の多孔質支持体２０ｂの表面）に、接着剤層３０となる接着剤３０ａを塗布する。なお、以下の説明では、最初に固定手段３４で中心筒１２に固定された透過ガス流路用部材２６と逆側の方向を、上側とも言う。
図７（Ａ）および図７（Ｂ）に示すように、この面の接着剤３０ａも、先と同様、幅方向の両端部近傍で、巻回方向の全域に延在して帯状に塗布し、さらに、折り返し部と逆側の端部近傍で幅方向の全域に延在して帯状に塗布する。
図７（Ａ）および図７（Ｂ）に示すように、この面の接着剤３０ａも、先と同様、幅方向の両端部近傍で、巻回方向の全域に延在して帯状に塗布し、さらに、折り返し部と逆側の端部近傍で幅方向の全域に延在して帯状に塗布する。
次いで、図８に概念的に示すように、接着剤３０ａを塗布した挟持体３６の上に、透過ガス流路用部材２６を積層し、酸性ガス分離層２０（多孔質支持体２０ｂ）と透過ガス流路用部材２６とを接着し、積層体１４が形成される。
次いで、先と同様、図６に示すように、酸性ガス分離層２０で供給ガス流路用部材２４を挟み込んだ挟持体３６を作製して、接着剤層３０となる接着剤３０ａを塗布して、接着剤を塗布した側を下に向けて、最後に積層した透過ガス流路用部材２６と挟持体３６とを積層して、接着する。
さらに、先と同様、積層した挟持体３６の上面に、図７（Ａ）および図７（Ｂ）に示すように接着剤３０ａを塗布して、次いで、図８に示すように、その上に、透過ガス流路用部材２６を積層して、接着し、２層目の積層体１４を積層する。
さらに、先と同様、積層した挟持体３６の上面に、図７（Ａ）および図７（Ｂ）に示すように接着剤３０ａを塗布して、次いで、図８に示すように、その上に、透過ガス流路用部材２６を積層して、接着し、２層目の積層体１４を積層する。
以下、図６〜図８の工程を繰り返して、図９に概念的に示すように、所定数の積層体１４を積層する。
この積層は、図９に示すように、積層体１４が、上方に行くにしたがって、次第に、巻回方向に中心筒１２から離間するように行うのが好ましい。これにより、中心筒１２への積層体１４の巻回（巻き付け）を容易に行い、かつ、各透過ガス流路用部材２６の中心筒１２側の端部もしくは端部近傍が、好適に中心筒１２に当接できる。
この積層は、図９に示すように、積層体１４が、上方に行くにしたがって、次第に、巻回方向に中心筒１２から離間するように行うのが好ましい。これにより、中心筒１２への積層体１４の巻回（巻き付け）を容易に行い、かつ、各透過ガス流路用部材２６の中心筒１２側の端部もしくは端部近傍が、好適に中心筒１２に当接できる。
所定数の積層体１４を積層したら、図９に示すように、中心筒１２の外周面に接着剤３８ａを、最初に中心筒１２に固定した透過ガス流路用部材２６の上面の中心筒１２と挟持体３６との間に接着剤３８ｂを、それぞれ、塗布する。
次いで、図９に矢印ｙｗで示すように、積層した積層体１４を巻き込むようにして、積層体１４を中心筒１２に巻回する（巻き付ける）。
巻き終わったら、最外周（すなわち、最初に中心筒１２に固定した最下層）の透過ガス流路用部材２６に、ひき出す方向（巻き絞める方向）の張力を掛けた状態で、所定時間、維持して、接着剤３０ａ等を乾燥させる。
所定時間が経過したら、最外周の透過ガス流路用部材２６を１周した位置で超音波融着等によって固定し、固定位置よりも外方の余分な透過ガス流路用部材２６を切断して、積層した積層体１４を中心筒に巻回してなる積層体巻回物１４ａを完成する。
所定時間が経過したら、最外周の透過ガス流路用部材２６を１周した位置で超音波融着等によって固定し、固定位置よりも外方の余分な透過ガス流路用部材２６を切断して、積層した積層体１４を中心筒に巻回してなる積層体巻回物１４ａを完成する。
前述のように、原料ガスＧは、供給ガス流路用部材２４の端部から供給され、酸性ガスＧｃは、酸性ガス分離層２０を積層方向に通過して（輸送されて）、透過ガス流路用部材２６に流入し、透過ガス流路用部材２６内を流れて、中心筒１２に至る。
ここで、接着剤３０ａを塗布されるのは、多孔質支持体２０ｂであり、また、接着剤３０ａによって接着されるのは、メッシュ状の透過ガス流路用部材２６である。従って、接着剤３０ａは、多孔質支持体２０ｂおよび透過ガス流路用部材２６内に浸透（含浸）し、両者の内部に接着剤層３０が形成される。
また、接着剤層３０（接着剤３０ａ）は、前述のように、幅方向の両端部近傍で、巻回方向の全域に延在して帯状に形成される。さらに、接着剤層３０は、この幅方向両端部近傍の接着剤層３０を幅方向に横切るように、中心筒１２側となる折り返し部と逆側の端部近傍で幅方向の全域に延在して帯状に形成される。すなわち、接着剤層３０は、中心筒１２側を開放して、透過ガス流路用部材２６および多孔質支持体２０ｂの外周を囲むように形成される。また、透過ガス流路用部材２６は、促進輸送膜２０ａによって挟まれた状態となっている。
また、接着剤層３０（接着剤３０ａ）は、前述のように、幅方向の両端部近傍で、巻回方向の全域に延在して帯状に形成される。さらに、接着剤層３０は、この幅方向両端部近傍の接着剤層３０を幅方向に横切るように、中心筒１２側となる折り返し部と逆側の端部近傍で幅方向の全域に延在して帯状に形成される。すなわち、接着剤層３０は、中心筒１２側を開放して、透過ガス流路用部材２６および多孔質支持体２０ｂの外周を囲むように形成される。また、透過ガス流路用部材２６は、促進輸送膜２０ａによって挟まれた状態となっている。
これにより、積層体１４の透過ガス流路用部材２６には、中心筒１２側が開放するエンベロープ状の流路が形成される。
従って、酸性ガス分離層２０を透過して透過ガス流路用部材２６に流入した酸性ガスＧｃは、外部に流出することなく、透過ガス流路用部材２６内を中心筒１２に向かって流れ、貫通孔１２ａから中心筒１２内に流入する。また、原料ガスＧおよび残余ガスＧｒは、接着剤層３０に阻まれて、酸性ガス分離層２０を透過した酸性ガスＧｃ（透過ガス流路用部材２６内の酸性ガスＧｃ）に混入することは無い。
すなわち、この接着剤層３０は、各部材を接着すると共に、酸性ガスＧｃの流路規制部材としての作用と、各ガスを所定領域に封止する封止部材としての作用を有する。
従って、酸性ガス分離層２０を透過して透過ガス流路用部材２６に流入した酸性ガスＧｃは、外部に流出することなく、透過ガス流路用部材２６内を中心筒１２に向かって流れ、貫通孔１２ａから中心筒１２内に流入する。また、原料ガスＧおよび残余ガスＧｒは、接着剤層３０に阻まれて、酸性ガス分離層２０を透過した酸性ガスＧｃ（透過ガス流路用部材２６内の酸性ガスＧｃ）に混入することは無い。
すなわち、この接着剤層３０は、各部材を接着すると共に、酸性ガスＧｃの流路規制部材としての作用と、各ガスを所定領域に封止する封止部材としての作用を有する。
本発明の分離モジュール１０において、接着剤層３０（接着剤３０ａ）は、十分な接着力、耐熱性および耐湿性を有し、かつ、透過ガス流路用部材２６に対応して、接着剤層３０の形成位置と、それ以外の位置との高圧変形量の差を１００μｍ以下にできるものであれば、各種の公知の接着剤が利用可能である。
一例として、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好適に例示される。
一例として、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好適に例示される。
なお、接着剤層３０となる接着剤３０ａは、一度塗りでもよいが、好ましくは、最初はアセトン等の有機溶剤で希釈した接着剤を塗布し、その上に、接着剤のみを塗布するのが好ましい。また、この際には、有機溶剤で希釈した接着剤は幅広に塗布し、接着剤は、これよりも狭い幅で塗布するのが好ましい。
これにより、多孔質支持体２０ｂおよび透過ガス流路用部材２６に、好適に接着剤層３０（接着剤３０ａ）を浸透させることができる。
これにより、多孔質支持体２０ｂおよび透過ガス流路用部材２６に、好適に接着剤層３０（接着剤３０ａ）を浸透させることができる。
本発明の分離モジュール１０において、このようにして作製される積層体巻回物１４ａの両端部には、テレスコープ防止板（テレスコープ防止部材）１６が配置される。
前述のように、テレスコープ防止板１６は、積層体巻回物１４ａが原料ガスＧによって押圧されて、供給側の端面が入れ子状に押し込まれ、逆側の端面が入れ子状に突出する、いわゆるテレスコープ現象を防止するための部材である。
前述のように、テレスコープ防止板１６は、積層体巻回物１４ａが原料ガスＧによって押圧されて、供給側の端面が入れ子状に押し込まれ、逆側の端面が入れ子状に突出する、いわゆるテレスコープ現象を防止するための部材である。
本発明において、テレスコープ防止板１６は、スパイラル型の分離モジュールに用いられる公知のものが、各種、利用可能である。
テレスコープ防止板１６は、円環状の外環部１６ａと、中心を一致して外環部１６ａに内包される円環状の内環部１６ｂと、外環部１６ａおよび内環部１６ｂを連結して固定するリブ（スポーク）１６ｃとを有して構成される。前述のように、積層体１４が巻回される中心筒１２は、内環部１６ｂを挿通する。
リブ１６ｃは、外環部１６ａおよび内環部１６ｂの中心から、等角度間隔で放射状に設けられている。テレスコープ防止板１６においては、外環部１６ａと内環部１６ｂとの間で、かつ、各リブ１６ｃの間隙が、原料ガスＧもしくは残余ガスＧｒが通過する開口部１６ｄとなっている。
テレスコープ防止板１６は、円環状の外環部１６ａと、中心を一致して外環部１６ａに内包される円環状の内環部１６ｂと、外環部１６ａおよび内環部１６ｂを連結して固定するリブ（スポーク）１６ｃとを有して構成される。前述のように、積層体１４が巻回される中心筒１２は、内環部１６ｂを挿通する。
リブ１６ｃは、外環部１６ａおよび内環部１６ｂの中心から、等角度間隔で放射状に設けられている。テレスコープ防止板１６においては、外環部１６ａと内環部１６ｂとの間で、かつ、各リブ１６ｃの間隙が、原料ガスＧもしくは残余ガスＧｒが通過する開口部１６ｄとなっている。
テレスコープ防止板１６は、積層体巻回物１４ａの端面に接触して配置しても良い。しかしながら、一般的には、積層体巻回物１４ａの端面全域を原料ガスの供給や残余ガスＧｒの排出に使用するために、テレスコープ防止板１６と積層体巻回物１４ａの端面とは、若干の間隙を有して配置される。
テレスコープ防止板１６の形成材料は、十分な強度と、耐熱性および耐湿性を有するものであれば、各種の材料が利用可能である。
具体的には、金属材料（例えば、ステンレス（ＳＵＳ）、アルミニウム、アルミニウム合金、錫、錫合金等）、樹脂材料（例えばポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、芳香族ポリアミド樹脂、ナイロン１２、ナイロン６６、ポリサルフィン樹脂、ポリテトラフルオロエチレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル・ブタジエン・スチレン樹脂、アクリル・エチレン・スチレン樹脂、エポキシ樹脂、ニトリル樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂（ＰＥＥＫ）、ポリアセタール樹脂（ＰＯＭ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）等）、およびこれら樹脂の繊維強化プラスチック（例えば繊維としては、ガラス繊維、カーボン繊維、ステンレス繊維、アラミド繊維などで、特に長繊維が好ましい。具体例としては、例えばガラス長繊維強化ポリプロピレン、ガラス長繊維強化ポリフェニレンサルファイドなど）、並びに、セラミックス（例えばゼオライト、アルミナなど）等が好適に例示される。
なお、樹脂を用いる際には、ガラス繊維等で強化した樹脂を用いてもよい。
具体的には、金属材料（例えば、ステンレス（ＳＵＳ）、アルミニウム、アルミニウム合金、錫、錫合金等）、樹脂材料（例えばポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、芳香族ポリアミド樹脂、ナイロン１２、ナイロン６６、ポリサルフィン樹脂、ポリテトラフルオロエチレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル・ブタジエン・スチレン樹脂、アクリル・エチレン・スチレン樹脂、エポキシ樹脂、ニトリル樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂（ＰＥＥＫ）、ポリアセタール樹脂（ＰＯＭ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）等）、およびこれら樹脂の繊維強化プラスチック（例えば繊維としては、ガラス繊維、カーボン繊維、ステンレス繊維、アラミド繊維などで、特に長繊維が好ましい。具体例としては、例えばガラス長繊維強化ポリプロピレン、ガラス長繊維強化ポリフェニレンサルファイドなど）、並びに、セラミックス（例えばゼオライト、アルミナなど）等が好適に例示される。
なお、樹脂を用いる際には、ガラス繊維等で強化した樹脂を用いてもよい。
被覆層１８は、積層体巻回物１４ａあるいはさらにテレスコープ防止板１６の周面を覆って設けられる。被覆層１８は、積層体巻回物１４ａの周面から外部への原料ガスＧや残余ガスＧｒの排出を遮断するためのものである。すなわち、被覆層１８は、積層体巻回物１４ａの端面以外から外部への原料ガスＧや残余ガスＧｒの排出を遮断するためのものである。
被覆層１８は、原料ガスＧ等を遮蔽できる物が、各種、利用可能である。また、被覆層１８は、筒状の部材であってもよく、線材やシート状の部材を巻回して構成してもよい。
一例として、ＦＲＰ製の線材に、前述の接着剤層３０に利用される接着剤を含浸して、接着剤を含浸した線材を、隙間無く、必要に応じて多重に、積層体巻回物１４ａあるいはさらにテレスコープ防止板１６に巻き付けてなる被覆層１８が例示される。また、公知のＦＲＰ加工によって被覆層１８を形成してもよい。
なお、この際においては、必要に応じて、被覆層１８と積層体巻回物１４ａとの間に、積層体巻回物１４ａへの接着剤の染み込みを防止するためのカプトンテープ等のシート状部材を設けてもよい。
一例として、ＦＲＰ製の線材に、前述の接着剤層３０に利用される接着剤を含浸して、接着剤を含浸した線材を、隙間無く、必要に応じて多重に、積層体巻回物１４ａあるいはさらにテレスコープ防止板１６に巻き付けてなる被覆層１８が例示される。また、公知のＦＲＰ加工によって被覆層１８を形成してもよい。
なお、この際においては、必要に応じて、被覆層１８と積層体巻回物１４ａとの間に、積層体巻回物１４ａへの接着剤の染み込みを防止するためのカプトンテープ等のシート状部材を設けてもよい。
以上、本発明の酸性ガス分離モジュール（分離モジュール）について詳細に説明したが、本発明は上述の例に限定はされず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変更を行ってもよいのは、もちろんである。
以下、本発明の具体的実施例を挙げ、本発明の酸性ガス分離モジュールについて、より詳細に説明する。
［実施例１］
＜酸性ガス分離層の作製＞
ポリビニルアルコール−ポリアクリル酸共重合体（クラレ社製 クラストマーＡＰ-２０）を３．３質量％、架橋剤（和光純薬社製 ２５質量％グルタルアルデヒド水溶液）を０．０１６質量％、含む水溶液を調製した。この水溶液に、１Ｍ塩酸を添加して、架橋させた。
架橋後、４０％炭酸セシウム水溶液（稀産金属社製）を炭酸セシウム濃度が７．０重量％になるように添加して、脱泡し、塗布組成物（１）を調製した。すなわち、本例では、炭酸セシウムが促進輸送膜２０ａのキャリアとなる。
＜酸性ガス分離層の作製＞
ポリビニルアルコール−ポリアクリル酸共重合体（クラレ社製 クラストマーＡＰ-２０）を３．３質量％、架橋剤（和光純薬社製 ２５質量％グルタルアルデヒド水溶液）を０．０１６質量％、含む水溶液を調製した。この水溶液に、１Ｍ塩酸を添加して、架橋させた。
架橋後、４０％炭酸セシウム水溶液（稀産金属社製）を炭酸セシウム濃度が７．０重量％になるように添加して、脱泡し、塗布組成物（１）を調製した。すなわち、本例では、炭酸セシウムが促進輸送膜２０ａのキャリアとなる。
次いで、多孔質支持体２０ｂ（ＰＰ不織布の表面に多孔質のＰＴＦＥを積層してなる積層体（ＧＥ社製））に塗布組成物を塗布して乾燥することで、促進輸送膜２０ａと多孔質支持体２０ｂとからなる酸性ガス分離層２０を作製した。
なお、促進輸送膜２０ａの厚さは５０μｍとした。
なお、促進輸送膜２０ａの厚さは５０μｍとした。
＜分離モジュールの作製＞
側面に中心線方向に延在するスリットを有する中心筒１２を用意した。この中心筒１２のスリットに、透過ガス流路用部材２６を挟み込むようにして固定した。これにより、図５（Ａ）および図５（Ｂ）に示すような、透過ガス流路用部材２６の巻回方向の端部を中心筒１２の周面に固定したような状態とした。なお、中心筒１２は、内部に仕切りが付いている。
透過ガス流路用部材２６は、厚さ３５０μｍのエポキシ修飾ポリプロピレンの織物を用いた。
側面に中心線方向に延在するスリットを有する中心筒１２を用意した。この中心筒１２のスリットに、透過ガス流路用部材２６を挟み込むようにして固定した。これにより、図５（Ａ）および図５（Ｂ）に示すような、透過ガス流路用部材２６の巻回方向の端部を中心筒１２の周面に固定したような状態とした。なお、中心筒１２は、内部に仕切りが付いている。
透過ガス流路用部材２６は、厚さ３５０μｍのエポキシ修飾ポリプロピレンの織物を用いた。
一方、作製した酸性ガス分離層２０を促進輸送膜２０ａを内側にして二つ折りした。二つ折りは、図６に示すように、一方の酸性ガス分離層２０が、若干、長くなるように行った。二つ折りした酸性ガス分離層２０の谷部にフッ素系テープを貼り、供給ガス流路用部材２４の端部が促進輸送膜２０ａの谷部を傷つけないように補強した。また、折り部の多孔質支持体２０ｂの孔をエポキシ系樹脂からなる接着剤によって埋めた。
次いで、二つ折りした酸性ガス分離層２０に、供給ガス流路用部材２４（厚さ０．５ｍｍのポリプロピレン製ネット）を挟み込んで、挟持体３６を作製した。
次いで、二つ折りした酸性ガス分離層２０に、供給ガス流路用部材２４（厚さ０．５ｍｍのポリプロピレン製ネット）を挟み込んで、挟持体３６を作製した。
この挟持体３６の酸性ガス分離層２０が短い方の多孔質支持体２０ｂ側に、図６に示すように、幅方向（矢印ｘ方向）の両端部近傍に、巻回方向（矢印ｙ方向）の全域に延在し、かつ、巻回方向の折り返し部と逆側の端部近傍に幅方向の全域に延在して、接着剤３０ａを塗布した。接着剤３０ａは、粘度約４０Ｐａ・ｓのエポキシ系樹脂からなる接着剤（ヘンケルジャパン社製 Ｅ１２０ＨＰ）を用いた。
次いで、接着剤３０ａを塗布した側を下方に向けて、図７（Ａ）および図７（Ｂ）に示すように、挟持体３６と中心筒１２に固定した透過ガス流路用部材２６とを積層し、接着した。
次いで、透過ガス流路用部材２６に積層した挟持体３６の酸性ガス分離層２０の上面に、図７（Ａ）に示すように、幅方向の両端部近傍に、巻回方向の全域に延在し、かつ、巻回方向の折り返し部と逆側の端部近傍に、幅方向の全域に延在して、接着剤３０ａを塗布した。さらに、接着剤３０ａを塗布した酸性ガス分離層２０の上に、図８に示すように、透過ガス流路用部材２６を積層して、接着することにより、１層目の積層体１４を形成した。
次いで、接着剤３０ａを塗布した側を下方に向けて、図７（Ａ）および図７（Ｂ）に示すように、挟持体３６と中心筒１２に固定した透過ガス流路用部材２６とを積層し、接着した。
次いで、透過ガス流路用部材２６に積層した挟持体３６の酸性ガス分離層２０の上面に、図７（Ａ）に示すように、幅方向の両端部近傍に、巻回方向の全域に延在し、かつ、巻回方向の折り返し部と逆側の端部近傍に、幅方向の全域に延在して、接着剤３０ａを塗布した。さらに、接着剤３０ａを塗布した酸性ガス分離層２０の上に、図８に示すように、透過ガス流路用部材２６を積層して、接着することにより、１層目の積層体１４を形成した。
なお、接着剤層３０を形成した透過ガス流路用部材２６について、接着剤層３０の形成位置と、それ以外の位置とにおける高圧変形量の差を測定した。その結果、高圧変形量の差は８９μｍであった。
先と同様にして、図６に示す、酸性ガス分離層２０からなる挟持体３６を、もう一つ作製し、同様に、短い側の酸性ガス分離層２０の多孔質支持体２０ｂ側に、同様に接着剤３０ａを塗布した。次いで、図７（Ａ）と同様に、接着剤３０ａを塗布した側を先に形成した１層目の積層体１４（その透過ガス流路用部材２６）に向けて、挟持体３６を、１層目の積層体１４（透過ガス流路用部材２６）の上に積層し、接着した。さらに、この挟持体３６の上面に、図７（Ａ）と同様に接着剤３０ａを塗布し、その上に、図８と同様に透過ガス流路用部材２６を積層して、接着することにより、２層目の積層体１４を形成した。
さらに、上記２層目と同様にして、２層目の積層体１４の上に、３層目の積層体１４を形成した積層物を形成した。
さらに、上記２層目と同様にして、２層目の積層体１４の上に、３層目の積層体１４を形成した積層物を形成した。
中心筒１２に固定した透過ガス流路用部材２６の上に、３層の積層体１４を積層した後、図９に示すように、中心筒１２の周面に接着剤３８ａを塗布し、さらに、中心筒１２と最下層の積層体１４との間の透過ガス流路用部材２６上に、接着剤３８ｂを塗布した。接着剤３８ａおよび３８ｂは、接着剤３０ａと同じ物を用いた。
次いで、図９の矢印ｙｗ方向に中心筒１２を回転することで、積層した２０層の積層体１４を巻き込むようにして中心筒１２に多重に巻き付け、積層体１４を牽引する方向に張力を掛けて積層体巻回物１４ａとした。
次いで、図９の矢印ｙｗ方向に中心筒１２を回転することで、積層した２０層の積層体１４を巻き込むようにして中心筒１２に多重に巻き付け、積層体１４を牽引する方向に張力を掛けて積層体巻回物１４ａとした。
さらに、積層体巻回物１４ａの両端部に、内環部１６ｂに中心筒１２を挿通して、図１に示される形状の、ガラス繊維を４０％含むＰＰＳ製のテレスコープ防止板１６を取り付けた。
さらに、テレスコープ防止板１６の周面および積層体巻回物１４ａの周面に、ＦＲＰ加工を行うことで被覆層１８を形成して、分離モジュール１０を作成した。
作成した分離モジュール１０の膜面積は、３層の合計で１．２ｍ2である（設計値）。
さらに、テレスコープ防止板１６の周面および積層体巻回物１４ａの周面に、ＦＲＰ加工を行うことで被覆層１８を形成して、分離モジュール１０を作成した。
作成した分離モジュール１０の膜面積は、３層の合計で１．２ｍ2である（設計値）。
［実施例２］
透過ガス流路用部材２６として、厚さ３００μｍのガラスクロスを用いた以外は、実施例１と同様にして分離モジュール１０を作製した。
なお、透過ガス流路用部材２６について、接着剤層３０の形成位置と、それ以外の位置とにおける高圧変形量の差を測定したところ、高圧変形量の差は７１μｍであった。
透過ガス流路用部材２６として、厚さ３００μｍのガラスクロスを用いた以外は、実施例１と同様にして分離モジュール１０を作製した。
なお、透過ガス流路用部材２６について、接着剤層３０の形成位置と、それ以外の位置とにおける高圧変形量の差を測定したところ、高圧変形量の差は７１μｍであった。
［実施例３］
透過ガス流路用部材２６として、厚さ４６０μｍのＰＰＳメッシュを用いた以外は、実施例１と同様にして分離モジュール１０を作製した。
なお、透過ガス流路用部材２６について、接着剤層３０の形成位置と、それ以外の位置とにおける高圧変形量の差を測定したところ、高圧変形量の差は５２μｍであった。
透過ガス流路用部材２６として、厚さ４６０μｍのＰＰＳメッシュを用いた以外は、実施例１と同様にして分離モジュール１０を作製した。
なお、透過ガス流路用部材２６について、接着剤層３０の形成位置と、それ以外の位置とにおける高圧変形量の差を測定したところ、高圧変形量の差は５２μｍであった。
［実施例４］
促進輸送膜２０ａの形成に先立ち、多孔質支持体２０ｂの表面に中間層を形成した以外は、実施例１と同様にして分離モジュール１０を作製した。
なお、透過ガス流路用部材２６について、接着剤層３０の形成位置と、それ以外の位置とにおける高圧変形量の差を測定したところ、高圧変形量の差は８５μｍであった。
中間層は、以下のように形成した。
中間層としてのシリコーン樹脂層を形成するためのシリコーン塗布液として、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製のＵＶ９３００を用意した。このシリコーン塗布液に、硬化剤として、東京化成工業社製の４−イソプロピル−４’−メチルジフェニルヨードニウムテトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボラートを、シリコーン樹脂に対して０．５重量％添加して、中間層を形成するための塗布組成物を調製した。
この塗布組成物を、多孔質支持体２０ｂに厚さが１０μｍになるように塗布して、その後、積算光量５００ｍＪ／ｃｍ2の紫外線を照射することで、中間層を形成した。
促進輸送膜２０ａの形成に先立ち、多孔質支持体２０ｂの表面に中間層を形成した以外は、実施例１と同様にして分離モジュール１０を作製した。
なお、透過ガス流路用部材２６について、接着剤層３０の形成位置と、それ以外の位置とにおける高圧変形量の差を測定したところ、高圧変形量の差は８５μｍであった。
中間層は、以下のように形成した。
中間層としてのシリコーン樹脂層を形成するためのシリコーン塗布液として、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製のＵＶ９３００を用意した。このシリコーン塗布液に、硬化剤として、東京化成工業社製の４−イソプロピル−４’−メチルジフェニルヨードニウムテトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボラートを、シリコーン樹脂に対して０．５重量％添加して、中間層を形成するための塗布組成物を調製した。
この塗布組成物を、多孔質支持体２０ｂに厚さが１０μｍになるように塗布して、その後、積算光量５００ｍＪ／ｃｍ2の紫外線を照射することで、中間層を形成した。
［実施例５］
「T.Sato,et al. (1993). Synthesis of poly(vinyl alcohol) having a thiol group at one end and new block copolymers containing poly(vinyl alcohol) as one cinsistent. Macromolecular Chemistry and Physics,194,175-185」に記載の方法を参考に合成した、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）−ポリアクリル酸共重合体（ＰＡＡ）（モル比：ＰＶＡ/ＰＡＡ＝３/７）の共重合体を含む水溶液（共重合体濃度：４．３質量％）に、４０質量％炭酸セシウム（稀産金属社製）水溶液を炭酸セシウム濃度が６．０質量％になるように添加した。さらに、Ｔｉ系架橋剤であるオルガチックスＴＣ-１００（松本ファインケミカル社製）がＰＶＡ−ＰＡＡ共重合体に対して１０質量％の比率になるように添加し、攪拌し脱泡して、塗布組成物（２）とした。
塗布組成物（１）の代わりに、塗布組成物（２）を用いた以外は、実施例１と同様にして、分離モジュール１０を作製した。
なお、透過ガス流路用部材２６について、接着剤層３０の形成位置と、それ以外の位置とにおける高圧変形量の差を測定したところ、高圧変形量の差は８１μｍであった。
この分離モジュール１０の促進輸送膜中には、前述の式（１）中のＭがＴｉである構造単位が含まれる。蛍光Ｘ線分析法によって、促進輸送膜中のＴｉ含有量を測定したところ、Ｔｉ含有量は、親水性化合物であるＰＶＡ−ＰＡＡ共重合体に対して、１．１質量％であった。なお、蛍光Ｘ線分析法による促進輸送膜中のＴｉ含有量は、Rigaku社製のPrimusell（Ｒｈ線源）を用いて、測定エリア１０ｍｍφで分析を行ない、定量化することで測定した。
「T.Sato,et al. (1993). Synthesis of poly(vinyl alcohol) having a thiol group at one end and new block copolymers containing poly(vinyl alcohol) as one cinsistent. Macromolecular Chemistry and Physics,194,175-185」に記載の方法を参考に合成した、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）−ポリアクリル酸共重合体（ＰＡＡ）（モル比：ＰＶＡ/ＰＡＡ＝３/７）の共重合体を含む水溶液（共重合体濃度：４．３質量％）に、４０質量％炭酸セシウム（稀産金属社製）水溶液を炭酸セシウム濃度が６．０質量％になるように添加した。さらに、Ｔｉ系架橋剤であるオルガチックスＴＣ-１００（松本ファインケミカル社製）がＰＶＡ−ＰＡＡ共重合体に対して１０質量％の比率になるように添加し、攪拌し脱泡して、塗布組成物（２）とした。
塗布組成物（１）の代わりに、塗布組成物（２）を用いた以外は、実施例１と同様にして、分離モジュール１０を作製した。
なお、透過ガス流路用部材２６について、接着剤層３０の形成位置と、それ以外の位置とにおける高圧変形量の差を測定したところ、高圧変形量の差は８１μｍであった。
この分離モジュール１０の促進輸送膜中には、前述の式（１）中のＭがＴｉである構造単位が含まれる。蛍光Ｘ線分析法によって、促進輸送膜中のＴｉ含有量を測定したところ、Ｔｉ含有量は、親水性化合物であるＰＶＡ−ＰＡＡ共重合体に対して、１．１質量％であった。なお、蛍光Ｘ線分析法による促進輸送膜中のＴｉ含有量は、Rigaku社製のPrimusell（Ｒｈ線源）を用いて、測定エリア１０ｍｍφで分析を行ない、定量化することで測定した。
［実施例６］
塗布組成物（１）の代わりに塗布組成物（２）を用いた以外は、実施例４と同様にして、分離モジュール１０を作製した。
なお、透過ガス流路用部材２６について、接着剤層３０の形成位置と、それ以外の位置とにおける高圧変形量の差を測定したところ、高圧変形量の差は７７μｍであった。
塗布組成物（１）の代わりに塗布組成物（２）を用いた以外は、実施例４と同様にして、分離モジュール１０を作製した。
なお、透過ガス流路用部材２６について、接着剤層３０の形成位置と、それ以外の位置とにおける高圧変形量の差を測定したところ、高圧変形量の差は７７μｍであった。
［実施例７］
オルガチックスＴＣ-１００（松本ファインケミカル社製）をＰＶＡ-ＰＡＡ共重合体に対して１質量％になるように添加した以外は、実施例５と同様にして、分離モジュール１０を作製した。
なお、透過ガス流路用部材２６について、接着剤層３０の形成位置と、それ以外の位置とにおける高圧変形量の差を測定したところ、高圧変形量の差は８７μｍであった。
また、実施例５と同様にして、促進輸送膜中のＴｉ含有量を測定したところ、Ｔｉ含有量は、親水性化合物であるＰＶＡ−ＰＡＡ共重合体に対して、０．１１質量％であった。
オルガチックスＴＣ-１００（松本ファインケミカル社製）をＰＶＡ-ＰＡＡ共重合体に対して１質量％になるように添加した以外は、実施例５と同様にして、分離モジュール１０を作製した。
なお、透過ガス流路用部材２６について、接着剤層３０の形成位置と、それ以外の位置とにおける高圧変形量の差を測定したところ、高圧変形量の差は８７μｍであった。
また、実施例５と同様にして、促進輸送膜中のＴｉ含有量を測定したところ、Ｔｉ含有量は、親水性化合物であるＰＶＡ−ＰＡＡ共重合体に対して、０．１１質量％であった。
［実施例８］
オルガチックスＴＣ-１００（松本ファインケミカル社製）をＰＶＡ-ＰＡＡ共重合体に対して５０質量％になるように添加した以外は、実施例５と同様にして、分離モジュール１０を作製した。
なお、透過ガス流路用部材２６について、接着剤層３０の形成位置と、それ以外の位置とにおける高圧変形量の差を測定したところ、高圧変形量の差は７８μｍであった。
また、実施例５と同様にして、促進輸送膜中のＴｉ含有量を測定したところ、Ｔｉ含有量は、親水性化合物であるＰＶＡ−ＰＡＡ共重合体に対して、５．３質量％であった。
オルガチックスＴＣ-１００（松本ファインケミカル社製）をＰＶＡ-ＰＡＡ共重合体に対して５０質量％になるように添加した以外は、実施例５と同様にして、分離モジュール１０を作製した。
なお、透過ガス流路用部材２６について、接着剤層３０の形成位置と、それ以外の位置とにおける高圧変形量の差を測定したところ、高圧変形量の差は７８μｍであった。
また、実施例５と同様にして、促進輸送膜中のＴｉ含有量を測定したところ、Ｔｉ含有量は、親水性化合物であるＰＶＡ−ＰＡＡ共重合体に対して、５．３質量％であった。
［実施例９］
オルガチックスＴＣ-１００（松本ファインケミカル社製）の代わりにオルガチックスＴＣ-４０１（松本ファインケミカル社製）を使用し、ＰＶＡ-ＰＡＡ共重合体に対して１５質量％になるように添加した以外は、実施例５と同様にして、分離モジュール１０を作製した。
なお、透過ガス流路用部材２６について、接着剤層３０の形成位置と、それ以外の位置とにおける高圧変形量の差を測定したところ、高圧変形量の差は８０μｍであった。
また、実施例５と同様にして、促進輸送膜中のＴｉ含有量を測定したところ、Ｔｉ含有量は、親水性化合物であるＰＶＡ−ＰＡＡ共重合体に対して、１質量％であった。
オルガチックスＴＣ-１００（松本ファインケミカル社製）の代わりにオルガチックスＴＣ-４０１（松本ファインケミカル社製）を使用し、ＰＶＡ-ＰＡＡ共重合体に対して１５質量％になるように添加した以外は、実施例５と同様にして、分離モジュール１０を作製した。
なお、透過ガス流路用部材２６について、接着剤層３０の形成位置と、それ以外の位置とにおける高圧変形量の差を測定したところ、高圧変形量の差は８０μｍであった。
また、実施例５と同様にして、促進輸送膜中のＴｉ含有量を測定したところ、Ｔｉ含有量は、親水性化合物であるＰＶＡ−ＰＡＡ共重合体に対して、１質量％であった。
［比較例１］
透過ガス流路用部材２６として、エポキシで修飾しないポリプロピレン製の同じ厚さの織物を用いた以外は、実施例１と同様にして分離モジュールを作製した。
なお、透過ガス流路用部材２６について、接着剤層３０の形成位置と、それ以外の位置とにおける高圧変形量の差を測定したところ、高圧変形量の差は１４１μｍであった。
透過ガス流路用部材２６として、エポキシで修飾しないポリプロピレン製の同じ厚さの織物を用いた以外は、実施例１と同様にして分離モジュールを作製した。
なお、透過ガス流路用部材２６について、接着剤層３０の形成位置と、それ以外の位置とにおける高圧変形量の差を測定したところ、高圧変形量の差は１４１μｍであった。
＜モジュールファクタ＞
作製した各実施例および比較例の分離モジュールのモジュールファクタを、分離モジュールと、分離モジュールに用いた多孔質支持体２０ｂ上の促進輸送膜２０ａ自体との、それぞれの分離係数を測定することで、算出した。
なお、本例では、ＣＯ2／Ｎ2分離係数を、初期および２４時間の連続運転を行った後に測定し、初期および２４時間の連続運転後（以下、２４時間後とも言う）のモジュールファクタを算出した。
作製した各実施例および比較例の分離モジュールのモジュールファクタを、分離モジュールと、分離モジュールに用いた多孔質支持体２０ｂ上の促進輸送膜２０ａ自体との、それぞれの分離係数を測定することで、算出した。
なお、本例では、ＣＯ2／Ｎ2分離係数を、初期および２４時間の連続運転を行った後に測定し、初期および２４時間の連続運転後（以下、２４時間後とも言う）のモジュールファクタを算出した。
（分離モジュールの分離係数測定）
ＣＯ2／Ｎ2分離係数； Ｎ2：ＣＯ2：Ｈ2Ｏ＝６６：２１：１３（分圧比）の原料ガスＧ（流量１．７２Ｌ／分）を温度１３０℃、全圧２００１．３ｋＰａで、各分離モジュールに供給した。透過してきたガスをガスクロマトグラフで分析し、ＣＯ2／Ｎ2分離係数（α）を算出した。
（多孔質支持体２０ｂ上の促進輸送膜２０ａ自体の分離係数測定）
ＣＯ2／Ｎ2分離係数； Ｎ2：ＣＯ2：Ｈ2Ｏ＝６６：２１：１３（分圧比）の原料ガスＧ（流量０．３２Ｌ／分）を温度１３０℃、全圧２００１．３ｋＰａで、促進輸送膜２０ａに供給した。透過してきたガスをガスクロマトグラフで分析し、ＣＯ2／Ｎ2分離係数（α）を算出した。
ＣＯ2／Ｎ2分離係数； Ｎ2：ＣＯ2：Ｈ2Ｏ＝６６：２１：１３（分圧比）の原料ガスＧ（流量１．７２Ｌ／分）を温度１３０℃、全圧２００１．３ｋＰａで、各分離モジュールに供給した。透過してきたガスをガスクロマトグラフで分析し、ＣＯ2／Ｎ2分離係数（α）を算出した。
（多孔質支持体２０ｂ上の促進輸送膜２０ａ自体の分離係数測定）
ＣＯ2／Ｎ2分離係数； Ｎ2：ＣＯ2：Ｈ2Ｏ＝６６：２１：１３（分圧比）の原料ガスＧ（流量０．３２Ｌ／分）を温度１３０℃、全圧２００１．３ｋＰａで、促進輸送膜２０ａに供給した。透過してきたガスをガスクロマトグラフで分析し、ＣＯ2／Ｎ2分離係数（α）を算出した。
以上のように測定したＣＯ2／Ｎ2分離係数（α）を用いて、下記式によって、初期および２４時間後のモジュールファクタを算出した。
モジュールファクタ＝分離モジュールの（α）／促進輸送膜２０ａの（α）
結果を下記表に示す。
モジュールファクタ＝分離モジュールの（α）／促進輸送膜２０ａの（α）
結果を下記表に示す。
また、実施例１および比較例１の分離モジュールを解体して、促進輸送膜２０ａの欠陥検査を行った。その結果、比較例１では、接着剤層３０の界面で促進輸送膜２０ａに欠陥が認められたのに対し、実施例１では、促進輸送膜２０ａの欠陥は認められなかった。
上記表に示されるように、透過ガス流路用部材２６において、接着剤層３０の形成位置と、それ以外の位置とにおける高圧変形量の差が１００μｍ以下である実施例１〜４の分離モジュールは、初期と２４時間の連続運転を行った後とで、モジュールファクタに、殆ど変化が無い。
すなわち、本発明によれば、原料ガスＧ等が供給されても、透過ガス流路用部材２６が大きく圧縮されることを防止して、促進輸送膜２０ａに大きな段差ｄが生じることが無いので、この段差ｄに起因する促進輸送膜２０ａの劣化や損傷等を防止できる。このことは、実施例１の分離モジュールの解体検査でも確認されている。
これに対して、接着剤層３０の形成位置と、それ以外の位置とにおける高圧変形量の差が１００μｍを超える比較例１の分離モジュールは、２４時間の連続運転を行った後のモジュールファクタは、初期に対して大きく低下している。すなわち、比較例１の分離モジュールでは、原料ガスＧ等の供給によって、透過ガス流路用部材２６が大きく圧縮されて、促進輸送膜２０ａに大きな段差ｄが生じて、この段差部分で促進輸送膜２０ａに損傷が生じ、その結果、２４時間後の分離性能が低下したと考えられる。このことは、比較例１の分離モジュールの解体検査でも確認されている。
以上の結果より、本発明の効果は明らかである。
すなわち、本発明によれば、原料ガスＧ等が供給されても、透過ガス流路用部材２６が大きく圧縮されることを防止して、促進輸送膜２０ａに大きな段差ｄが生じることが無いので、この段差ｄに起因する促進輸送膜２０ａの劣化や損傷等を防止できる。このことは、実施例１の分離モジュールの解体検査でも確認されている。
これに対して、接着剤層３０の形成位置と、それ以外の位置とにおける高圧変形量の差が１００μｍを超える比較例１の分離モジュールは、２４時間の連続運転を行った後のモジュールファクタは、初期に対して大きく低下している。すなわち、比較例１の分離モジュールでは、原料ガスＧ等の供給によって、透過ガス流路用部材２６が大きく圧縮されて、促進輸送膜２０ａに大きな段差ｄが生じて、この段差部分で促進輸送膜２０ａに損傷が生じ、その結果、２４時間後の分離性能が低下したと考えられる。このことは、比較例１の分離モジュールの解体検査でも確認されている。
以上の結果より、本発明の効果は明らかである。
１０ （酸性ガス）分離モジュール
１２ 中心筒
１４ 積層体
１４ａ 積層体巻回物
１６ テレスコープ防止板
１６ａ 外環部
１６ｂ 内環部
１６ｃ リブ
１６ｄ 開口部
１８ 被覆層
２０ 酸性ガス分離層
２０ａ 促進輸送膜
２０ｂ 多孔質支持体
２４ 供給ガス流路用部材
２６ 透過ガス流路用部材
３０ 接着剤層
３０ａ 接着剤
３４ 固定手段
３６ 挟持体
４０ 接着部材
１２ 中心筒
１４ 積層体
１４ａ 積層体巻回物
１６ テレスコープ防止板
１６ａ 外環部
１６ｂ 内環部
１６ｃ リブ
１６ｄ 開口部
１８ 被覆層
２０ 酸性ガス分離層
２０ａ 促進輸送膜
２０ｂ 多孔質支持体
２４ 供給ガス流路用部材
２６ 透過ガス流路用部材
３０ 接着剤層
３０ａ 接着剤
３４ 固定手段
３６ 挟持体
４０ 接着部材
Claims (12)
- 管壁に貫通孔が形成された中心筒と、
原料ガスの流路となる供給ガス流路用部材と、
前記供給ガス流路用部材を流れる原料ガスから酸性ガスを分離する、酸性ガスと反応するキャリアおよび前記キャリアを担持するための親水性化合物を含有する促進輸送膜、ならびに、前記促進輸送膜を支持する多孔質支持体を有する酸性ガス分離層と、
前記酸性ガス分離層を透過した酸性ガスが前記中心筒まで流れる流路となる、内部に前記酸性ガスの流路を規制する流路規制部材が設けられており、かつ、前記流路規制部材の形成位置と、それ以外の位置とにおける高圧変形量の差が１００μｍ以下である透過ガス流路用部材とを有し、
前記供給ガス流路用部材、酸性ガス分離層、および、透過ガス流路用部材を有する積層体を、少なくとも１つ、前記中心筒に巻回してなることを特徴とする酸性ガス分離モジュール。 - 前記透過ガス流路用部材が、セラミック、ガラス、カーボン、ポリフェニレンサルファイドおよび修飾ポリプロピレンのいずれかで形成される請求項１に記載の酸性ガス分離モジュール。
- 前記透過ガス流路用部材の厚さが６００μｍ以下である請求項１または２に記載の酸性ガス分離モジュール。
- 前記透過ガス流路用部材が織物であり、かつ、前記透過ガス流路用部材を形成する同じ方向に延在する繊維が、厚さ方向に積層される請求項１〜３のいずれか１項に記載の酸性ガス分離モジュール。
- 前記積層体は、前記酸性ガス分離層を二つ折りにして前記供給ガス流路用部材を挟んだ挟持体を有し、前記挟持体に前記透過ガス流路用部材を積層してなる構成を有する請求項１〜４のいずれか１項に記載の酸性ガス分離モジュール。
- 前記流路規制部材が、前記透過ガス流路用部材の面方向において、前記中心筒側の辺が開放する四角形状に形成される請求項１〜５のいずれか１項に記載の酸性ガス分離モジュール。
- ５０℃以上の温度条件下で、水分を含有する原料ガスから酸性ガスを分離する請求項１〜６のいずれか１項に記載の酸性ガス分離モジュール。
- 前記多孔質支持体と促進輸送膜との間に、ガス透過性を有する疎水性の中間層を有する請求項１〜７のいずれか１項に記載の酸性ガス分離モジュール。
- 前記中間層がシリコーン樹脂層である請求項８に記載の酸性ガス分離モジュール。
- 前記促進輸送膜が、Ｔｉ、Ｚｒ、Ａｌ、Ｓｉ、およびＺｎからなる群から選択される少なくとも１種以上の金属元素を含有する請求項１〜９のいずれか１項に記載の酸性ガス分離モジュール。
- 前記促進輸送膜中における前記金属元素の含有量が、前記親水性化合物全質量に対して、０．１〜５０質量％である請求項１０に記載の酸性ガス分離モジュール。
- 前記促進輸送膜が、式（１）で表される構造単位を含有する請求項１０または１１に記載の酸性ガス分離モジュール。
式（１） Ｍ−（Ｏ−＊）ｍ
Ｍは、Ｔｉ、Ｚｒ、Ａｌ、Ｓｉ、およびＺｎからなる群から選択される金属元素を表す。ｍは、Ｍで表される金属元素の価数を表す。＊は、結合位置を表す。
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