[go: up one dir, main page]

WO2019097995A1 - 酸性ガス分離膜シートの製造方法及び製造装置 - Google Patents

酸性ガス分離膜シートの製造方法及び製造装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2019097995A1
WO2019097995A1 PCT/JP2018/040090 JP2018040090W WO2019097995A1 WO 2019097995 A1 WO2019097995 A1 WO 2019097995A1 JP 2018040090 W JP2018040090 W JP 2018040090W WO 2019097995 A1 WO2019097995 A1 WO 2019097995A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
resin composition
hydrophilic resin
porous layer
separation membrane
composition liquid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2018/040090
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
和也 稲本
太一 清水
廣瀬 修
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Chemical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Chemical Co Ltd filed Critical Sumitomo Chemical Co Ltd
Priority to US16/761,396 priority Critical patent/US20210001280A1/en
Priority to EP18878556.2A priority patent/EP3711845B1/en
Priority to CN201880074138.2A priority patent/CN111356517A/zh
Publication of WO2019097995A1 publication Critical patent/WO2019097995A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D69/00Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D69/12Composite membranes; Ultra-thin membranes
    • B01D69/1213Laminated layers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D19/00Degasification of liquids
    • B01D19/0042Degasification of liquids modifying the liquid flow
    • B01D19/0052Degasification of liquids modifying the liquid flow in rotating vessels, vessels containing movable parts or in which centrifugal movement is caused
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D67/00Processes specially adapted for manufacturing semi-permeable membranes for separation processes or apparatus
    • B01D67/0002Organic membrane manufacture
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D67/00Processes specially adapted for manufacturing semi-permeable membranes for separation processes or apparatus
    • B01D67/0002Organic membrane manufacture
    • B01D67/0009Organic membrane manufacture by phase separation, sol-gel transition, evaporation or solvent quenching
    • B01D67/0011Casting solutions therefor
    • B01D67/00113Pretreatment of the casting solutions, e.g. thermal treatment or ageing
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D69/00Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D69/02Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor characterised by their properties
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D69/00Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D69/12Composite membranes; Ultra-thin membranes
    • B01D69/1214Chemically bonded layers, e.g. cross-linking
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D71/00Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D71/06Organic material
    • B01D71/30Polyalkenyl halides
    • B01D71/32Polyalkenyl halides containing fluorine atoms
    • B01D71/36Polytetrafluoroethene
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D71/00Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D71/06Organic material
    • B01D71/40Polymers of unsaturated acids or derivatives thereof, e.g. salts, amides, imides, nitriles, anhydrides, esters
    • B01D71/401Polymers based on the polymerisation of acrylic acid, e.g. polyacrylate
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D71/00Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D71/06Organic material
    • B01D71/40Polymers of unsaturated acids or derivatives thereof, e.g. salts, amides, imides, nitriles, anhydrides, esters
    • B01D71/401Polymers based on the polymerisation of acrylic acid, e.g. polyacrylate
    • B01D71/4011Polymethylmethacrylate
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B37/00Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding
    • B32B37/14Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding characterised by the properties of the layers
    • B32B37/24Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding characterised by the properties of the layers with at least one layer not being coherent before laminating, e.g. made up from granular material sprinkled onto a substrate
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2257/00Components to be removed
    • B01D2257/20Halogens or halogen compounds
    • B01D2257/204Inorganic halogen compounds
    • B01D2257/2045Hydrochloric acid
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2257/00Components to be removed
    • B01D2257/30Sulfur compounds
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2257/00Components to be removed
    • B01D2257/50Carbon oxides
    • B01D2257/504Carbon dioxide
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2258/00Sources of waste gases
    • B01D2258/01Engine exhaust gases
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2325/00Details relating to properties of membranes
    • B01D2325/02Details relating to pores or porosity of the membranes
    • B01D2325/022Asymmetric membranes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2325/00Details relating to properties of membranes
    • B01D2325/36Hydrophilic membranes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/22Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by diffusion
    • B01D53/228Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by diffusion characterised by specific membranes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B37/00Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding
    • B32B37/14Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding characterised by the properties of the layers
    • B32B37/24Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding characterised by the properties of the layers with at least one layer not being coherent before laminating, e.g. made up from granular material sprinkled onto a substrate
    • B32B2037/243Coating
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2250/00Layers arrangement
    • B32B2250/033 layers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2305/00Condition, form or state of the layers or laminate
    • B32B2305/02Cellular or porous
    • B32B2305/026Porous
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/70Other properties
    • B32B2307/728Hydrophilic
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2327/00Polyvinylhalogenides
    • B32B2327/12Polyvinylhalogenides containing fluorine
    • B32B2327/18PTFE, i.e. polytetrafluoroethylene
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02CCAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
    • Y02C20/00Capture or disposal of greenhouse gases
    • Y02C20/40Capture or disposal of greenhouse gases of CO2

Definitions

  • the present invention relates to a method and an apparatus for producing an acid gas separation membrane sheet.
  • Patent Document 1 JP-A-2009-195900 (Patent Document 1), JP-A-2013-49042 (Patent Document) 2), Matsumiya Kibun, et al., "Separation of CO 2 in model flue gas by facilitated transport membrane using hydrous gel," Membrane, 2004, Vol. 29, No. 1, p. 66-72 ( Non-Patent Document 1), for example, Patent Document 1 describes a gas separation membrane sheet in which a hydrophilic porous membrane supporting a gel layer is sandwiched between two hydrophobic porous membranes.
  • An object of the present invention is to provide a method and an apparatus for producing an acid gas separation membrane sheet capable of producing an acid gas separation membrane sheet having good separation performance with high yield.
  • the present invention provides a method of producing an acid gas separation membrane sheet shown below.
  • a method for producing an acid gas separation membrane sheet comprising a first porous layer, a hydrophilic resin composition layer, and a second porous layer in this order, Preparing a hydrophilic resin composition liquid for forming the hydrophilic resin composition layer; Removing air bubbles contained in the hydrophilic resin composition liquid; Applying the hydrophilic resin composition liquid on the first porous layer to form a coating layer on the first porous layer; Laminating the second porous layer on the coating layer to form a laminate;
  • the hydrophilic resin composition liquid contains a hydrophilic resin and a medium, The step of removing the air bubbles is Applying shear to the hydrophilic resin composition liquid; And b. Allowing the hydrophilic resin composition liquid to stand.
  • step of applying shear includes at least one of a step of stirring the hydrophilic resin composition liquid and a step of filtering the hydrophilic resin composition liquid.
  • the method further includes the step of delivering the hydrophilic resin composition liquid that has undergone the step of removing the air bubbles, The process of confirming the said bubble is Imaging the hydrophilic resin composition liquid being delivered in the delivering step; And detecting the air bubble mixed in the hydrophilic resin composition liquid using the image obtained in the imaging step.
  • the second porous layer is one selected from the group consisting of polyethylene, polypropylene, polystyrene, polyethylene terephthalate, fluorine-containing resin, polyethersulfone, polyphenylene sulfide, polysulfone, polyimide, polyetherimide and polyetheretherketone.
  • An apparatus for producing an acidic gas separation membrane sheet comprising a first porous layer, a hydrophilic resin composition layer, and a second porous layer in this order, A bubble removing portion for removing bubbles contained in a hydrophilic resin composition liquid for forming the hydrophilic resin composition layer; A first porous layer unwinding portion for unwinding the first porous layer from a roll-shaped first porous layer wound body; An application unit for applying the hydrophilic resin composition liquid on the first porous layer and forming an application layer on the first porous layer; A second porous layer unwinding portion for unwinding the second porous layer from a roll-shaped second porous layer wound body; A laminate portion for laminating the second porous layer on the coating layer to form a laminate; And a laminate winding portion for winding the laminate in a roll.
  • the hydrophilic resin composition liquid contains a hydrophilic resin and a medium
  • the air bubble removing unit is A shear application unit for applying shear to the hydrophilic resin composition liquid;
  • An apparatus for producing an acid gas separation membrane sheet comprising: a stationary portion for stationary the hydrophilic resin composition liquid.
  • a bubble check unit for checking bubbles mixed in the hydrophilic resin composition liquid supplied to the application unit,
  • the manufacturing apparatus of the acidic gas separation membrane sheet as described in [17] which has a control part for controlling supply of the said hydrophilic resin composition liquid to the said application part based on the confirmation result by the said bubble confirmation part.
  • an acid gas separation membrane sheet having good separation performance can be produced at a high yield.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of the acidic gas separation membrane sheet of the present embodiment.
  • the acidic gas separation membrane sheet 10 contains the 1st porous layer 11, the hydrophilic resin composition layer 15, and the 2nd porous layer 12 in this order, as shown in FIG.
  • the acid gas separation membrane sheet 10 is provided in a gas separation membrane element described later for separating an acid gas from a source gas, and is an acid which selectively transmits the acid gas to separate the acid gas contained in the source gas. It has gas selective permeability.
  • the acid gas refers to carbon dioxide (CO 2 ), hydrogen sulfide (H 2 S), carbonyl sulfide, sulfur oxides (SO x ), nitrogen oxides (NO x ), hydrogen halides such as hydrogen chloride, and the like.
  • the source gas means a gas supplied to the gas separation membrane element, and the source gas contains at least an acid gas.
  • the dissolution and diffusion mechanism is a mechanism that separates the acid gas using the difference in the solubility of the gas component contained in the source gas to the film material and the difference in the diffusion coefficient of the gas component contained in the source gas in the film. It is.
  • the facilitated transport mechanism the acid gas contained in the raw material gas and the substance reversibly reacting with the acid gas contained in the film material (hereinafter sometimes referred to as "acid gas carrier") are produced by reaction. It is a mechanism that forms a substance to promote the permeation of acid gas.
  • the acid gas is CO 2
  • the acid gas carrier CO 2 carrier
  • cesium carbonate Cs 2 CO 3
  • the symbol “ ⁇ ” in the reaction formula (1) indicates that this reaction is a reversible reaction.
  • the hydrophilic resin composition layer 15 has gas selective permeability that allows the acid gas to selectively pass through the acid gas separation membrane sheet 10.
  • the hydrophilic resin composition layer 15 is a gel-like layer, preferably contains at least a hydrophilic resin, and contains a substance reversibly reacting with an acid gas (acid gas carrier).
  • the hydrophilic resin composition layer 15 may contain an additive other than the hydrophilic resin and the acidic gas carrier, as necessary.
  • the thickness of the hydrophilic resin composition layer 15 may be appropriately selected depending on the separation performance required for the acidic gas separation membrane sheet 10, but generally, it is preferably in the range of 0.1 ⁇ m to 600 ⁇ m, and 0.5 ⁇ m to 400 ⁇ m. Is more preferably in the range of 1 ⁇ m to 200 ⁇ m.
  • the acidic gas separation membrane sheet 10 have a gel-like hydrophilic resin composition layer containing a hydrophilic resin having a hydrophilic group such as a hydroxyl group or an ion exchange group. It is more preferable to include a crosslinkable hydrophilic resin which exhibits high water retentivity by having a network structure by cross-linking of molecular chains of the hydrophilic resin. Since a pressure difference is applied to the acid gas separation membrane sheet 10 as a driving force for the acid gas to permeate through the acid gas separation membrane sheet 10, the pressure resistance is also required from the acid gas separation membrane sheet 10. It is preferable to use a hydrophilic resin containing a crosslinkable hydrophilic resin.
  • the polymer forming the hydrophilic resin preferably has, for example, a structural unit derived from an acrylic acid alkyl ester, a methacrylic acid alkyl ester, a vinyl ester of a fatty acid, or a derivative thereof.
  • Examples of such a polymer exhibiting hydrophilicity include polymers formed by polymerizing monomers such as acrylic acid, itaconic acid, crotonic acid, methacrylic acid and vinyl acetate, and specifically, ion exchange groups A polyacrylic acid-based resin having a carboxyl group, a polyitaconic acid-based resin, a polycrotonic acid-based resin, a polymethacrylic acid-based resin, a polyvinyl alcohol-based resin having a hydroxyl group, etc.
  • Examples include polymer based resins, acrylic acid-methacrylic acid copolymer based resins, acrylic acid-methyl methacrylate copolymer based resins, and methacrylic acid-methyl methacrylate copolymer based resins.
  • a polyacrylic acid resin which is a polymer of acrylic acid
  • a polymethacrylic acid resin which is a polymer of methacrylic acid
  • a polyvinyl alcohol resin which is obtained by hydrolyzing a polymer of vinyl acetate, methyl acrylate and vinyl acetate
  • Acrylate-vinyl alcohol copolymer based resin obtained by saponifying a copolymer of acrylic acid, acrylic acid-methacrylic acid copolymer based resin which is a copolymer of acrylic acid and methacrylic acid
  • polyacrylic acid, acrylic acid salt -Vinyl alcohol copolymer resin is more preferable.
  • the crosslinkable hydrophilic resin may be prepared by reacting a polymer exhibiting hydrophilicity with a crosslinking agent, or a copolymer of a monomer serving as a raw material of the polymer exhibiting hydrophilicity and a crosslinkable monomer It may be prepared by The crosslinking agent or the crosslinking monomer is not particularly limited, and a conventionally known crosslinking agent or crosslinking monomer can be used.
  • crosslinking agent for example, epoxy crosslinking agent, polyvalent glycidyl ether, polyhydric alcohol, polyvalent isocyanate, polyvalent aziridine, haloepoxy compound, polyvalent aldehyde, polyvalent amine, organic metal type crosslinking agent, metal type crosslinking agent, etc.
  • cross-linking agents known in the art.
  • examples of the crosslinking monomer include conventionally known crosslinking monomers such as divinylbenzene, N, N'-methylenebisacrylamide, trimethylolpropane triallyl ether, pentaerythritol tetraallyl ether and the like.
  • crosslinking method for example, methods such as thermal crosslinking, ultraviolet crosslinking, electron beam crosslinking, radiation crosslinking, photocrosslinking, methods described in JP-A 2003-268009, JP-A 7-88171, etc. Conventionally known techniques can be used.
  • a substance (acidic gas carrier) that reversibly reacts with an acidic gas is present in the hydrophilic resin composition layer 15 containing a hydrophilic resin, and is an acidic gas dissolved in water present in the hydrophilic resin composition layer 15
  • the acid gas is selectively permeated by reacting reversibly with the acid.
  • the hydrophilic resin composition layer 15 contains, as an acid gas carrier, at least one compound that reversibly reacts with the acid gas.
  • the acidic gas carrier when the acidic gas is carbon dioxide, alkali metal carbonates, alkali metal bicarbonates, alkanolamines (for example, described in Japanese Patent No.
  • alkali metal hydroxides For example, when the acid gas is a sulfur oxide, etc., as described in WO 2016/024523 etc., sulfur-containing compounds, citrates of alkali metals, and transition metal complexes (for example, JP 2879057 etc.)
  • the acid gas is nitrogen oxide, alkali metal nitrites, transition metal complexes (for example, described in Japanese Patent No. 2879057) and the like can be mentioned.
  • the hydrophilic resin composition layer 15 may contain, for example, an acid gas hydration reaction catalyst, a surfactant described later, and the like as an additive.
  • the acid gas hydration reaction catalyst can improve the reaction rate of the acid gas and the acid gas carrier.
  • an oxo acid compound is preferably contained, and an oxo acid compound of at least one element selected from the group consisting of Group 14 elements, Group 15 elements, and Group 16 elements It is more preferable to include at least one selected from the group consisting of a tellurite compound, a selenite compound, an arsenous acid compound, and an orthosilicate compound.
  • the first porous layer 11 is coated with a hydrophilic resin composition liquid for forming the hydrophilic resin composition layer 15, as described later.
  • the first porous layer 11 is a gas component which selectively permeates the raw material gas supplied to the hydrophilic resin composition layer 15, particularly the hydrophilic resin composition layer 15 contained in the raw material gas, in the acidic gas separation membrane sheet 10. It has a high gas permeability porosity so as not to be a diffusion resistance of
  • the first porous layer 11 may have a single layer structure or a laminated structure of two or more layers. It is preferable that the 1st porous layer 11 has the heat resistance according to the process conditions in the plant in which application of the acidic gas separation membrane sheet 10 is assumed.
  • heat resistance means that the shape of the first porous layer 11 or the like before storage is maintained even after the member such as the first porous layer 11 is stored under the temperature condition of the process condition or more for 2 hours. It means that melting does not produce a visually identifiable curl.
  • the second porous layer 12 is laminated on the exposed surface of the hydrophilic resin composition layer 15 formed on the first porous layer 11 as described later.
  • the second porous layer 12 is a gas component which selectively permeates the raw material gas supplied to the hydrophilic resin composition layer 15, particularly the hydrophilic resin composition layer 15 contained in the raw material gas, in the acidic gas separation membrane sheet 10. It has a high gas permeability porosity so as not to be a diffusion resistance of
  • the second porous layer 12 may have a single layer structure or a laminated structure of two or more layers. It is preferable that the 2nd porous layer 12 has the heat resistance according to the process conditions in the plant in which application of the acidic gas separation membrane sheet 10 is assumed.
  • the first porous layer 11 may be hydrophobic, and the contact angle of water at a temperature of 25 ° C. may be 90 ° or more, 95 ° or more, or 100 ° or more. .
  • the second porous layer 12 is preferably hydrophobic. Specifically, the contact angle of water at a temperature of 25 ° C. is preferably 90 degrees or more, more preferably 95 degrees or more, and still more preferably 100 degrees or more.
  • the contact angle of water can be measured with a contact angle meter (for example, Kyowa Interface Science Co., Ltd .; trade name: “DropMaster 500”).
  • the first porous layer 11 is a layer to which a hydrophilic resin composition liquid for forming the hydrophilic resin composition layer 15 is applied as described later. A state in which a part of the resulting hydrophilic resin composition layer 15 has entered the pores of the first porous layer 11 is included.
  • the second porous layer 12 is a layer to be laminated on the hydrophilic resin composition layer 15 as described later, compared to the first porous layer 11, the second porous layer 12 has holes in the second porous layer 12. The degree of penetration of the hydrophilic resin composition layer 15 is small.
  • peel strength between the second porous layer 12 and the hydrophilic resin composition layer 15 (hereinafter sometimes referred to as “second peel strength") in the acidic gas separation membrane sheet 10 is the first porous layer. Peeling strength between P.11 and the hydrophilic resin composition layer 15 (hereinafter sometimes referred to as “first peeling strength”) is smaller.
  • the peel strength can be obtained with a peel tester. Specifically, the peeling strength is exfoliated after leaving the sample for measurement of size 25 mm ⁇ 100 mm cut out from the acid gas separation membrane sheet 10 for 2 hours or more under an environment of temperature 25 ° C. and humidity 50% RH. It can be attached to a tester and can be measured under the conditions of a peeling angle of 180 degrees and a peeling speed of 300 mm / min.
  • the magnitude relationship between the first peel strength and the second peel strength can be confirmed, for example, by measuring the above-described peel strength. For example, when the second porous layer 12 of the acidic gas separation membrane sheet 10 is peeled off under a predetermined condition using a peeling tester, when the hydrophilic resin composition layer 15 is present on the surface on the first porous layer 11 side, The peel strength is smaller than the first peel strength, and when the hydrophilic resin composition layer 15 is present on the surface on the second porous layer 12 side, the second peel strength can be said to be larger than the first peel strength.
  • first porous layer 11 and the second porous layer 12 preferably contains a resin material.
  • resin materials contained in the first porous layer 11 and the second porous layer 12 include polyolefin resins such as polyethylene (PE) and polypropylene (PP); polytetrafluoroethylene (PTFE), polyvinyl fluoride (PVF), Fluorine-containing resins such as polyvinylidene fluoride (PVDF); polyester resins such as polystyrene (PS), polyethylene terephthalate (PET) and polyethylene naphthalate; polyether sulfone (PES), polyphenylene sulfide (PPS), polysulfone (PSF), polyimide Examples thereof include resin materials such as (PI), polyetherimide (PEI), polyetheretherketone (PEEK), high molecular weight polyester, heat resistant polyamide, aramid, polycarbonate and the like.
  • polypropylene (PP) or a fluorine-containing resin is preferable, and polypropylene (PP) or polytetrafluoroethylene (PTFE) is more preferable.
  • the resin material forming the first porous layer 11 and the resin material forming the second porous layer 12 may be the same material or different materials.
  • the thickness of the first porous layer 11 and the thickness of the second porous layer 12 are not particularly limited, but in view of mechanical strength, in general, the range of 10 ⁇ m to 3000 ⁇ m is preferable, the range of 10 ⁇ m to 500 ⁇ m is more preferable, and 15 ⁇ m to A range of 150 ⁇ m is more preferred.
  • the thickness of the first porous layer 11 and the thickness of the second porous layer 12 may be the same as or different from each other.
  • the porosity of the first porous layer 11 and the porosity of the second porous layer 12 are preferably in the range of 5% to 99%, and more preferably in the range of 30% to 90%.
  • the porosity of the first porous layer 11 and the porosity of the second porous layer 12 may be the same as or different from each other.
  • the acidic gas separation membrane sheet 10 is a hydrophilic resin composition of the first porous layer 11 and the second porous layer 12 for the purpose of additionally imparting strength to the first porous layer 11 and the second porous layer 12.
  • a porous body may be further laminated on the side not in contact with the layer 15.
  • an inorganic material such as metal, glass, ceramics, etc., a non-woven fabric or a woven fabric containing both of these materials is suitably used.
  • FIG. 2 is a flow chart showing an example of the method for producing an acid gas separation membrane sheet of the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic view of a production apparatus for producing the acidic gas separation membrane sheet 10. The method for producing the acid gas separation membrane sheet 10 is, as shown in FIG.
  • Preparing a hydrophilic resin composition liquid for forming the hydrophilic resin composition layer 15 (hereinafter referred to as "preparation step (S1)”); A step of removing air bubbles contained in the hydrophilic resin composition liquid (hereinafter referred to as “defoaming step (S2)”); Applying a hydrophilic resin composition liquid on the first porous layer 11 to form an application layer on the first porous layer 11 (hereinafter, referred to as “application layer forming step (S3)”); And forming a laminate 18 by laminating the second porous layer 12 on the coating layer (hereinafter referred to as “lamination step (S4)”),
  • the hydrophilic resin composition liquid contains a hydrophilic resin and a medium
  • the defoaming process is A step of applying shear to the hydrophilic resin composition liquid (hereinafter referred to as “shear application step (S2a)”); And a step of allowing the hydrophilic resin composition liquid to stand (hereinafter, referred to as
  • the step of adjusting the hydrophilic resin composition liquid to a predetermined temperature (hereinafter referred to as “temperature control step”) between the preparation step (S1) and the defoaming step (S2) ) May be included.
  • a step for confirming air bubbles mixed in the hydrophilic resin composition liquid between the defoaming step (S2) and the coating layer forming step (S3) “Inspection process” may be included.
  • the method for producing the acid gas separation membrane sheet 10 is, as shown in FIG. 3, a method in which the first porous layer 11 is wound into a roll to supply the first porous layer 11 to the coating layer forming step (S3).
  • Coating layer forming step (S3) and laminating step (S3) including the step of unwinding the second porous layer 12 from the two-porous layer winding body 12a, while continuously transporting the first porous layer 11 and the second porous layer 12
  • the acidic gas separation membrane sheet 10 manufactured by the above-mentioned manufacturing method may be processed into a so-called spiral shape and used for a gas separation membrane element.
  • the acid gas separation membrane sheet 10 may be wound into a roll in the manufacturing process, and the acid gas separation membrane sheet 10 wound into the roll may be unwound and the spiral described above In addition to molds, they may be processed into flat membrane, pleated, plate-and-frame gas separation membrane elements, and the like.
  • the acid gas separation membrane sheet 10 produced by the above production method is good in the gas membrane separation process even when the acid gas separation membrane sheet is wound into a roll or processed into a spiral type gas separation membrane element. It can have separation performance.
  • the acid gas separation membrane sheet 90 having such an adhesion failure portion is caused by friction load between the sheets due to winding and the like generated when it is wound into a roll or processed into a spiral type gas separation membrane element
  • a shear is generated between the hydrophilic resin composition layer 95 and the second porous layer 92, and a wrinkle is easily generated in the second porous layer 92, and the wrinkle is generated in the second resin layer 95 due to the wrinkle. It is considered that dents and holes are formed, and as a result, good separation performance can not be obtained in the gas membrane separation process.
  • the defoaming step (S2) including the shear application step (S2a) and the standing step (S2b) is particularly provided to obtain the above-described (i) to (iii).
  • the acidic gas separation membrane sheet 10 having good separation performance can be manufactured with high yield while suppressing the problem of.
  • the preparation step (S1) is a step of preparing a hydrophilic resin composition liquid for forming the hydrophilic resin composition layer 15.
  • the hydrophilic resin composition liquid contains a hydrophilic resin and a medium, and may further contain a substance reversibly reacting with an acid gas (acid gas carrier).
  • the preparation step (S1) for example, the raw materials (hydrophilic resin, medium, etc.) for obtaining the hydrophilic resin composition liquid are mixed at a temperature at which the raw material composition does not change, for example, normal temperature (usually 20 ° C.)
  • a hydrophilic resin composition liquid can be prepared.
  • the hydrophilic resin composition liquid is a coating liquid for applying on the first porous layer 11 to form the hydrophilic resin composition layer 15.
  • the hydrophilic resin composition liquid obtained in the preparation step (S1) can be stored in the raw material tank 31, as shown in FIG.
  • hydrophilic resin and the acidic gas carrier those described above can be used.
  • the medium for example, water or a protic polar solvent such as alcohol such as methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol; nonpolar solvent such as toluene, xylene, hexane or the like; acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone etc Aprotic polar solvents such as ketone, N-methylpyrrolidone, N, N-dimethylacetamide, N, N-dimethylformamide and the like.
  • the medium one type may be used alone, or two or more types may be used in combination as long as they are compatible with each other.
  • a medium containing at least one selected from the group consisting of water or alcohols such as methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol and the like is preferable, and a medium containing water is more preferable.
  • a surfactant may be added to the hydrophilic resin composition liquid as necessary.
  • the hydrophilic resin composition liquid is applied to the first porous layer 11 by adding a surfactant to the hydrophilic resin composition liquid, or the second porous layer 12 is laminated on the hydrophilic resin composition layer 15
  • the surfactant is distributed unevenly at the interface between the hydrophilic resin composition layer 15 and the first porous layer 11 and the second porous layer 12, and the hydrophilic resin composition layer 15 and the first porous layer 11 and the second porous layer 12
  • the wettability with the porous layer 12 can be improved to improve the unevenness of the film thickness and the like.
  • the surfactant is not particularly limited, but, for example, polyoxyethylene polyoxypropylene glycols, polyoxyethylene alkylphenyl ethers, polyoxyethylene alkyl ethers, fluorosurfactant, silicone surfactant and the like Conventionally known surfactants can be used. One surfactant may be used alone, or two or more surfactants may be used in combination.
  • the hydrophilic resin composition liquid may contain the above-described acid gas hydration reaction catalyst.
  • the hydrophilic resin composition liquid has the uniformity of the thickness of the layer of the hydrophilic resin composition liquid coated on the first porous layer 11 (hereinafter sometimes referred to as “liquid layer”), and the first porous layer. From the viewpoint of infiltration into the pores of the layer 11, the viscosity at a temperature of 25 ° C. and a shear rate of 0.1 s ⁇ 1 is preferably 100 Pa ⁇ s or more, and usually 1,000 Pa ⁇ s or less. According to the method for producing the acid gas separation membrane sheet 10 of the present embodiment, even when the hydrophilic resin composition liquid has the high viscosity as described above, the defoaming step (S2) described later provides hydrophilicity. Air bubbles contained in the base resin composition liquid can be removed.
  • the defoaming step (S2) described later provides hydrophilicity. Air bubbles contained in the base resin composition liquid can be removed.
  • hydrophilic resin composition layer 15 of acid gas separation membrane sheet 10 thereby, it is suppressed that abnormality, such as a bubble mark and a void, arises in hydrophilic resin composition layer 15 of acid gas separation membrane sheet 10, and when it rolls up acid gas separation membrane sheet 10, it processes into a spiral type. When it does, it can control that wrinkles arise in the 2nd porous layer 12, for example.
  • the viscosity of the hydrophilic resin composition liquid at a temperature of 25 ° C. and a shear rate of 0.1 s ⁇ 1 can be measured by a rheometer (for example, TA Instruments Ltd .; trade name: “AR2000 ex”).
  • the defoaming step (S2) is a process for removing bubbles contained in the hydrophilic resin composition liquid prepared in the preparation step (S1) between the preparation step (S1) and the application layer forming step (S3). It will be.
  • the hydrophilic resin composition liquid is a coating liquid used to form the gel-like hydrophilic resin composition layer 15, and has a relatively high viscosity as described above. Air bubbles mixed in are difficult to remove in the natural state. Therefore, in the defoaming step (S2) performed prior to the application layer forming step (S3), the air bubbles in the hydrophilic resin composition liquid are positively removed to form air bubble marks or the like in the hydrophilic resin composition layer 15. It is possible to suppress the occurrence of an abnormality such as a void. Thereby, it is possible to suppress the formation of wrinkles in the second porous layer 12 when the acidic gas separation membrane sheet 10 is wound up or processed into a spiral type gas separation membrane element.
  • the defoaming step (S2) includes a shear application step (S2a) for applying shear to the hydrophilic resin composition liquid and a stationary step (S2b) in which the hydrophilic resin composition liquid is allowed to stand.
  • the shear application step (S2a) and the standing step (S2b) are preferably repeated once or twice or more.
  • a degassing process (S2) performs a stationary process (S2b) last.
  • the defoaming step (S2) is hydrophilic only in one of the shear application step (S2a) and the standing step (S2b). It is not possible to degas the resin composition liquid sufficiently.
  • the shear application step (S2a) is not particularly limited as long as it is a step of applying shear to the hydrophilic resin composition liquid, but a step of stirring the hydrophilic resin composition liquid (hereinafter referred to as "stirring step"), hydrophilicity A step of passing the resin composition liquid through a filter (hereinafter, referred to as "filtration step”) and the like can be mentioned, and it is preferable to be at least one of a stirring step and a filtration step.
  • filtration step a filter
  • the stirring step is performed by first stirring the hydrophilic resin composition liquid in the stirring tank 32. Thereafter, the hydrophilic resin composition liquid stirred in the stirring tank 32 can be passed through the filter 33 to perform the filtration step.
  • the viscosity of the hydrophilic resin composition liquid is lowered by stirring the hydrophilic resin composition liquid in the stirring tank 32 and applying shear, thereby separating air bubbles from the hydrophilic resin composition liquid.
  • a stirring apparatus which can be used in the stirring step, for example, in addition to the rotary wing type stirrer shown in FIG. 3, a milder, a pressure type homogenizer, a high speed rotary shear type homogenizer, a planetary type stirrer, a centrifuge etc. be able to.
  • the stirring conditions in the stirring step are not particularly limited, but it is preferable to carry out stirring so that the shear rate is 5 to 700 s -1 and it is preferable not to break the hydrophilic resin contained in the hydrophilic resin composition liquid by shearing.
  • the diameter of the stirring tank 32 is preferably the same as the diameter of the raw material tank 31 or larger than the diameter of the raw material tank 31. As a result, the area of the gas-liquid interface formed by using the stirring tank 32 can be increased, so that air bubbles can be efficiently removed from the hydrophilic resin composition liquid in the stirring step.
  • the hydrophilic resin composition liquid is passed through the filter 33 to shear the hydrophilic resin composition liquid as in the stirring step to lower the viscosity of the hydrophilic resin composition liquid, thereby making the hydrophilic resin composition hydrophilic.
  • the separation of the air bubbles from the resin composition liquid can be promoted to separate and remove the air bubbles.
  • filter 33 which can be used at a filtration process, a membrane filter, a depth filter, a hollow fiber membrane etc. can be mentioned.
  • the filtration conditions in the filtration step are not particularly limited, but it is preferable to carry out filtration so that the shear rate is 5 to 700 s -1.
  • examples of a method of feeding the hydrophilic resin composition liquid to the filter 33 include pressure feeding by pressurizing the stirring tank 32, discharge by a pump, and the like.
  • a pump a rotary pump is preferable and, for example, a gear pump, a rotary pump, a mono pump etc. can be mentioned.
  • the standing step (S2b) is not particularly limited as long as the hydrophilic resin composition liquid can be left standing to remove air bubbles.
  • a step of allowing the hydrophilic resin composition liquid stirred in the stirring step to stand on the stirring tank 32 (hereinafter referred to as “stationary step 1”
  • a step of settling the hydrophilic resin composition liquid that has passed through the filter 33 in the filtration step performed subsequent to the standing step-1 in the degassing tank 34 hereinafter referred to as “the standing step-2 Can be included.
  • the standing step (S2b) is preferably performed in at least one of a reduced pressure atmosphere and a heated atmosphere, and more preferably performed in a reduced pressure atmosphere, from the viewpoint of the efficiency of bubble removal.
  • the pressure in the reduced pressure atmosphere is preferably 1.01 or more times the vapor pressure of the medium contained in the hydrophilic resin composition liquid, more preferably 1.05 or more times, and usually 2 times or less. By setting it as the above-mentioned pressure range, it can control that a hydrophilic resin composition liquid boils at the time of pressure reduction.
  • the temperature in the heating atmosphere is not particularly limited as long as the temperature is equal to or higher than the temperature of the hydrophilic resin composition liquid in the shear application step and the medium contained in the hydrophilic resin composition liquid does not boil.
  • the temperature of the heating atmosphere is preferably 25 ° C. or more, preferably 30 ° C. or more, and preferably less than 90 ° C., and more preferably 85 ° C. or less.
  • the atmosphere heated so that the temperature at the time of being heated by the heat regulation process mentioned later also in a still-standing process (S2b) is contained in a heating atmosphere.
  • the standing step (S2b) When the standing step (S2b) is performed under a reduced pressure atmosphere, for example, as shown in FIG. 3, the pressure in the stirring tank 32 and the defoaming tank 34 is reduced by using a pressure reducing pump, a vacuum pump, etc.
  • the standing step (S2b) can be performed under an atmosphere decompressed to. Thereby, the air bubbles contained in the hydrophilic resin composition liquid can be efficiently removed.
  • the hydrophilic resin composition liquid stored in the stirring tank 32 and the defoaming tank 34 may be heated using a heating device. As a result, the viscosity of the hydrophilic resin composition liquid is reduced, so that the air bubbles can be easily removed.
  • both of the stationary step-1 and the stationary step-2 are performed in a reduced pressure atmosphere or a heated atmosphere. It may be performed in different atmospheres.
  • the stationary step 1 may be omitted and the filtration step may be performed following the stirring step, it is preferable not to omit the stationary step 2.
  • the standing time for performing the standing step (S2b) is not particularly limited. For example, the viscosity decreased in the shear application step (S2a) increases, and the rise of the bubbles contained in the hydrophilic resin composition liquid effective for defoaming The time which can reduce the viscosity to the lower limit of the speed may be selected.
  • the standing time in the standing step-1 and the standing step-2 is respectively the temperature of the hydrophilic resin composition liquid at 25 ° C. and the viscosity at a shear rate of 0.1 s -1 is 100 Pa ⁇ s or more, It can be 10 hours or more.
  • the coating layer forming step (S3) In the coating layer forming step (S3), the hydrophilic resin composition liquid from which air bubbles have been removed in the degassing step (S2) is coated on the first porous layer 11 to form a coating layer on the first porous layer 11 Process.
  • the standing step (S2a) is performed under a reduced pressure atmosphere, it is preferable to perform the coating layer forming step (S3) after releasing the reduced pressure.
  • the standing step (S2a) is performed under a heated atmosphere, or in the case where the temperature control step described later is included, adjustment to an appropriate viscosity when applying the hydrophilic resin composition liquid or In order to suppress the generation of bubbles due to the gas dissolved in the hydrophilic resin composition liquid, it is preferable to perform the coating layer forming step (S3) after adjusting the temperature of the hydrophilic resin composition liquid.
  • the coating layer forming step (S3) is preferably performed at a temperature of 15 to 30 ° C. under atmospheric pressure.
  • the hydrophilic resin composition liquid delivered from the degassing tank 34 is supplied to the coating liquid tank 37 provided with the slot die 38.
  • the inlet / outlet of the hydrophilic resin composition liquid at the bottom of the coating liquid tank 37 the gas in the coating liquid tank 37 is prevented from being mixed into the hydrophilic resin composition liquid supplied to the slot die 38. can do.
  • the hydrophilic resin composition liquid is continuously applied from the slot die 38 onto the first porous layer 11 continuously unwound from the first porous layer wound body 11 a in which the first porous layer 11 is wound into a roll.
  • the first porous layer winding body 11a is preferably obtained by winding the first porous layer 11 having a length of 10 m or more, and the unit length of the acid gas separation membrane sheet necessary for manufacturing one gas separation membrane element More preferably, it is an integral multiple of
  • FIG. 3 shows a method of applying the hydrophilic resin composition liquid using the slot die 38
  • the method of applying the hydrophilic resin composition liquid to the first porous layer 11 is not limited to this.
  • the coating method include spin coating, bar coating, die coating, blade coating, air knife coating, gravure coating, roll coating coating, spray coating, dip coating, comma roll method, kiss coating method, screen printing, inkjet printing and the like. be able to.
  • the coating amount of the hydrophilic resin composition liquid is preferably in the range of 1 g / m 2 to 1000 g / m 2 , and in the range of 5 g / m 2 to 750 g / m 2 , in terms of the coated amount (solid content per unit area).
  • Control of the coating amount is controlled by the application speed of the hydrophilic resin composition liquid (for example, the transport speed of the first porous layer 11), the concentration of the hydrophilic resin composition liquid, the discharge amount of the hydrophilic resin composition liquid, etc. be able to.
  • the application of the hydrophilic resin composition liquid to the first porous layer 11 may be in the form of stripes or dots.
  • the temperature of the hydrophilic resin composition liquid to be applied in the application layer forming step (S3) may be appropriately determined according to the composition and the concentration. If the temperature is too high, a large amount of medium is evaporated from the hydrophilic resin composition liquid (liquid layer) applied to the first porous layer 11 to change the composition or concentration, or the solvent is evaporated to the hydrophilic resin composition layer 15 Usually, a temperature of 15 ° C. or higher is preferable, and a temperature range lower by 5 ° C. or higher than the boiling point of the medium being used is preferable because a mark may remain.
  • the temperature of the hydrophilic resin composition liquid in the coating layer forming step (S3) is preferably in the range of 15 ° C. to 95 ° C., usually 15 ° C. to 30 ° C. It is.
  • the medium can be removed from the hydrophilic resin composition liquid (liquid layer) applied to the first porous layer 11 to form the coating layer.
  • the method of removing the medium is not particularly limited, but a method of evaporating the medium by ventilating heated air or the like and drying the coating layer is preferable.
  • the inside of the drying furnace 39 is adjusted to a predetermined temperature and a predetermined humidity, and the first porous layer 11 to which the hydrophilic resin composition liquid is applied is carried into the drying furnace 39, and the first porous layer
  • the medium may be removed by evaporation from the hydrophilic resin composition liquid on 11).
  • the drying temperature in the drying furnace 39 may be appropriately determined in accordance with the medium contained in the hydrophilic resin composition liquid and the type of the first porous layer 11.
  • the temperature is preferably higher than the freezing point of the medium and lower than the melting point of the material forming the first porous layer 11, and in general, the range of 60 ° C. to 200 ° C. is preferable.
  • the drying step may be performed by dividing the inside of the drying oven 39 and setting each section to a different temperature. In this case, the temperature of the compartment of the inlet and outlet part is preferably lower than the temperature of the compartment of the central part.
  • the application and drying of the above-mentioned hydrophilic resin composition liquid may be repeated twice or more times to form a hydrophilic resin composition layer having two or more application layers.
  • the hydrophilic resin composition layer is composed of two or more coated layers, it is possible to suppress the generation of pinholes caused by unevenness or the like of the hydrophilic resin composition layer 15.
  • coating conditions and drying conditions such as composition of a hydrophilic resin composition liquid and a coating amount, may mutually differ in each coating layer, and may be the same.
  • the laminating step (S4) is a step of laminating the second porous layer 12 on the coating layer formed on the first porous layer 11 in the coating layer forming step (S2) to form a laminate 18.
  • the second porous layer 12 is laminated on the opposite side to the first porous layer 11 of the coating layer.
  • the laminating step (S4) for example, as shown in FIG. 3, the second porous layer 12 is continuously unwound from the second porous layer wound body 12a in which the second porous layer 12 is wound into a roll, A laminate 18 is formed by laminating on the exposed surface of the coating layer formed on the porous layer 11.
  • the second porous layer winding body 12 a is preferably obtained by winding the second porous layer 12 having a length of 10 m or more, and the unit length of the acid gas separation membrane sheet necessary for manufacturing one gas separation membrane element More preferably, it is an integral multiple of
  • a step of winding the laminate 18 in a roll may be performed to form a laminate wound body 18a.
  • the temperature control step is performed to adjust the hydrophilic resin composition liquid to a predetermined temperature before the defoaming step (S2). Thereby, the efficiency of degassing of the hydrophilic resin composition liquid in the shear application step (S2a) or the standing step (S2b) can be improved.
  • the predetermined temperature is not particularly limited as long as the medium contained in the hydrophilic resin composition liquid does not boil, but may be higher than the temperature of the hydrophilic resin composition liquid in the coated layer forming step (S3).
  • the temperature is preferably higher than the temperature at which the hydrophilic resin composition liquid is prepared.
  • the predetermined temperature is, for example, preferably less than 90 ° C., more preferably 85 ° C. or less, still more preferably 80 ° C. or less, and usually 25 ° C. or more.
  • the temperature adjustment step can be performed, for example, by the stirring tank 32 shown in FIG.
  • the hydrophilic resin composition liquid is preferably maintained at the predetermined temperature adjusted in the temperature adjustment step. Therefore, in order to keep the temperature of the temperature-controlled hydrophilic resin composition liquid as constant as possible, the hydrophilic resin from the stirring tank 32, the filter 33, the defoaming tank 34, and the stirring tank 32 to the defoaming tank 34 is used. It is preferable that the filter 33 and piping for sending the composition liquid include a heat medium circulation jacket, a heat insulating material, and the like.
  • the inspection step is a step performed between the degassing step (S2) and the coating layer forming step (S3). In the inspection step, air bubbles mixed in the hydrophilic resin composition liquid are confirmed.
  • the inspection step may or may not be provided, but by providing the inspection step, the acid gas separation membrane sheet 10 having excellent separation performance can be easily manufactured with high yield. . In the inspection step, foreign substances can also be detected together with air bubbles.
  • the hydrophilic resin composition liquid that has undergone the degassing step (S2) is delivered to the inside of the pipe 35 toward the coating layer forming step (S3), as shown in FIG. It is preferable to carry out to the hydrophilic resin composition liquid sent out.
  • a step of imaging the hydrophilic resin composition liquid which is delivered from the degassing tank 34 by means of a pump or the like from the degassing tank 34 and circulated in the pipe 35 hereinafter referred to as “imaging And the step of detecting air bubbles mixed in the hydrophilic resin composition liquid using the image obtained in the imaging step (hereinafter referred to as “air bubble detection step”).
  • the inspection step is a step of controlling the supply of the hydrophilic resin composition liquid flowing in the piping 35 to the application liquid tank 37 based on the detection result of the air bubble in the air bubble detection step (hereinafter referred to as “supply It is preferable to include a control step.
  • FIG. 4A and FIG. 4B are schematic diagrams for explaining the imaging method in the imaging step.
  • the hydrophilic resin composition liquid flowing in the piping 35 is imaged using an imaging device 41 such as a camera.
  • the imaging device 41 such as a camera.
  • the hydrophilic resin composition liquid in the pipe 35 is irradiated with visible light and / or infrared light. It is preferable to use the light source 44 and a reflecting plate 45 such as a mirror disposed on the opposite side of the light source 44 with the pipe 35 interposed therebetween.
  • the pipe 35 has light transmissivity capable of transmitting visible light and / or infrared light from the light source 44 in order to detect air bubbles of the hydrophilic resin composition liquid in the pipe 35.
  • the reflection plate 45 reflects visible light and / or infrared light incident on the reflection plate 45 directly from the light source 44 so that the reflected light illuminates the hydrophilic resin composition liquid in the pipe 35, It is preferable that the position and the angle be adjusted, and the visible light and / or the infrared light transmitted through the hydrophilic resin composition liquid in the pipe 35 from the light source 44 and incident on the reflection plate 45 is also hydrophilic in the pipe 35 It is more preferable that the position and the angle are adjusted so that the liquid resin composition liquid is irradiated again.
  • the reflection plate 45 is a side surface of the pipe 35 which can not be imaged directly by the imaging device 41 (a side surface opposite to the side surface facing the imaging device 41, a direction in which the imaging device 41 and the piping 35 oppose each other.
  • the position and angle of the reflecting plate 45 may be adjusted so that the image of the hydrophilic resin composition liquid observed from the side surface located in the perpendicular direction with respect to the above may be reflected.
  • the imaging device 41 is not a hydrophilic resin composition liquid in which the light source 44 is irradiating visible light and / or infrared light, but a hydrophilic resin composition in which the irradiated visible light and / or infrared light is propagating. Image the liquid object.
  • the imaging device 41 may simultaneously capture an image (reflected image from the reflecting plate 45) reflected on the reflecting plate 45. In this case, the reflecting plate 45 can not be directly imaged by the imaging device 41. The image which observed the hydrophilic resin composition liquid in the piping 35 from is reflected.
  • the light source 44 emits visible light and / or infrared light from one direction, but a plurality of light sources are provided to make visible light and / or infrared light from multiple directions. Irradiation may be performed.
  • the imaging device 41 performs imaging from one direction, but a plurality of imaging devices may be provided to image the hydrophilic resin composition liquid in the pipe from a plurality of directions. You may
  • air bubbles mixed in the hydrophilic resin composition liquid in the pipe 35 are detected using the image captured by the imaging device 41.
  • each pixel is divided into an abnormal portion and a normal portion based on whether the density value of each pixel is equal to or greater than a preset threshold value or smaller than the threshold value. It can be carried out by analysis using a binary binarization processing method.
  • foreign matter mixed in the hydrophilic resin composition liquid can also be detected together with the air bubble detection.
  • the supply of the hydrophilic resin composition liquid to the coating layer forming step (S3) is controlled based on the amount of air bubbles detected in the air bubble detection step.
  • control is performed to supply the hydrophilic resin composition liquid having the detected amount of the abnormal portion equal to or less than the threshold value to the application layer forming step (S3). It is preferable to control so that the hydrophilic resin composition liquid whose detected amount of the said abnormal part exceeded the threshold value is not supplied to a coating layer formation process (S3).
  • Such control of the supply of the hydrophilic resin composition liquid can be performed, for example, by switching the valve 36 provided in the pipe.
  • the substance liquid may be supplied to the coating layer forming step (S3) and controlled so as not to supply the hydrophilic resin composition liquid in which the detected amount of the abnormal part exceeds the threshold value to the coating layer forming step (S3).
  • the supply control step is also performed using the valve 36 or the like provided in the pipe, the hydrophilic resin composition liquid It is preferable to control the liquid transfer.
  • the threshold value of the detection amount of the abnormal portion may be arbitrarily selected so that the hydrophilic resin composition layer 15 does not have an abnormality such as a bubble mark or a hole.
  • the hydrophilic resin composition liquid supplied to the coating layer forming step (S3) in the supply control step is stored, for example, in the coating liquid tank 37 provided on the upstream side of the slot die 38 shown in FIG.
  • the coating liquid tank 37 can continuously supply the slot die 38.
  • the hydrophilic resin composition liquid not supplied to the application layer forming step (S3) may be collected, for example, in a collection tank (not shown) and supplied to the stirring tank 32 shown in FIG. It may be supplied directly to the stirring tank 32 without passing through the tank.
  • the hydrophilic resin composition liquid supplied to the stirring tank 32 can be used to form the hydrophilic resin composition layer 15 through the defoaming step (S2) again.
  • the manufacturing method of an acidic gas separation membrane sheet may have other processes other than the process mentioned above.
  • S3 application layer forming step
  • S4 application layer formation process
  • the liquid layer inspection step prior to the removal of the solvent contained in the liquid layer on the first porous layer 11, the bubbles, bubble marks, foreign matter, etc. existing on the surface and / or the inside of the liquid layer of the first porous layer It is a process of detecting an abnormality.
  • the liquid layer on the first porous layer 11 is imaged using a liquid layer imaging device 42 such as a camera, and the obtained image is analyzed by the above-described binarization processing method or the like. Abnormalities present on the surface and / or in the liquid layer can be detected.
  • Marking is performed on the part where abnormality exceeding the threshold value is detected in the liquid layer inspection process, and when manufacturing the gas separation membrane element using the acidic gas separation membrane sheet 10, the part where the detected amount of abnormality is large (marking part Can be removed to efficiently extract a portion with a small amount of detection of abnormality.
  • the laminated body 18 can be continuously unwound from the laminated body wound body 18a and conveyed to the additional drying furnace 49 to further remove the medium from the coated layer.
  • the additional drying oven 49 the same one as the above-mentioned drying oven 39 can be used, and the drying temperature at the time of performing additional drying is determined by the medium contained in the hydrophilic resin composition liquid and the first porous layer 11 and the first It may be determined appropriately depending on the type of the second porous layer 12. In general, the temperature is preferably higher than the freezing point of the medium and lower than the melting point of the material forming the first porous layer 11 and the second porous layer 12, and in general, the range of 60 ° C. to 200 ° C. is preferable.
  • the laminate 18 carried out of the additional drying furnace 49 can be rolled up again in the form of a roll.
  • the apparatus for producing the acid gas separation membrane sheet 10 is An apparatus for producing an acidic gas separation membrane sheet, comprising a first porous layer 11, a hydrophilic resin composition layer 15, and a second porous layer 12 in this order, A bubble removing portion for removing bubbles contained in the hydrophilic resin composition liquid for forming the hydrophilic resin composition layer 15; A first porous layer unwinding portion for unwinding the first porous layer 11 from the roll-shaped first porous layer wound body 11a; Applying a hydrophilic resin composition liquid onto the first porous layer 11 and forming an application layer on the first porous layer 11; A second porous layer unwinding portion for unwinding the second porous layer from the roll-like second porous layer wound body 12a; A laminate portion for laminating the second porous layer 12 on the coating layer to form a laminate; And
  • the apparatus for producing the acidic gas separation membrane sheet 10 further includes a bubble check unit for checking the bubbles mixed in the hydrophilic resin composition liquid supplied to the application unit, and a check result by the bubble check unit. And a control unit for controlling the supply of the hydrophilic resin composition liquid to the application unit.
  • the bubble removal unit is a device for performing the defoaming step (S2), and includes a shear application unit for performing the shear application step (S2a) and a stationary unit for performing the stationary step (S2b). ing.
  • a shear application part the stirring tank 32 and the filter 33 which are shown in FIG. 3 can be mentioned, for example.
  • the shear application unit may include a pump or the like for sending the hydrophilic resin composition liquid to the filter 33.
  • the stirring tank 32 may include a pressure reducing device such as a pressure reducing pump or a vacuum pump for reducing the pressure in the stirring tank 32.
  • the stirring tank 32 and the filter 33 may be equipped with the temperature control apparatus for performing the above-mentioned temperature control process,
  • a heat-medium distribution jacket, a heat insulating material, etc. can be mentioned as a temperature control apparatus.
  • the stationary part is not particularly limited as long as the hydrophilic resin composition liquid can be made to stand.
  • the stirring tank 32 used in a state where shear is not applied may be used.
  • the stationary unit may include a pressure reducing device such as a pressure reducing pump or a vacuum pump for reducing the pressure in the stirring tank 32 or the defoaming tank 34.
  • heating apparatuses such as a heat-medium distribution
  • the first porous layer unwinding portion is a device for performing the step of unwinding the first porous layer from the roll-shaped first porous layer wound body.
  • the first porous layer unwinding portion rotates the first porous layer winding body 11a for unwinding the first porous layer 11, in addition to a support for rotatably supporting the first porous layer winding body 11a. It may have a drive source for driving, a nip roll for feeding the first porous layer 11 from the first porous layer winding body 11a, a transport roll such as a suction roll, and the like.
  • An application part is an apparatus for performing an application layer formation process (S3).
  • the coating unit can include, for example, a coating solution tank 37 shown in FIG. 3, a coating device such as a slot die 38, a drying furnace 39, and the like.
  • the second porous layer unwinding portion is an apparatus for performing the step of unwinding the second porous layer from the roll-shaped second porous layer wound body.
  • the second porous layer unwinding portion rotates the second porous layer winding body 12a for unwinding the second porous layer 12, in addition to a support for rotatably supporting the second porous layer winding body 12a.
  • It may have a driving source for driving, a nip roll for feeding the second porous layer 12 from the second porous layer wound body 12a, a transport roll such as a suction roll, and the like.
  • the laminating unit can include a nip roll or the like for laminating the first porous layer 11 and the second porous layer 12 on which the coating layer is formed.
  • a laminated body winding-up part is an apparatus for performing the process of winding up a laminated body in roll shape.
  • the laminate winding section is a support for rotatably supporting the laminate wound body 18a on which the laminate is wound, and for rotationally driving the laminate wound body 18a to wind up the laminate. You may have a drive source etc.
  • the bubble confirmation unit and the control unit are devices for performing an inspection process.
  • the air bubble confirmation unit can include devices for performing an imaging process and an air bubble detection process.
  • a binarization processing unit that detects air bubbles.
  • the control unit can include an apparatus for performing a supply control process, and can include, for example, a valve 36 illustrated in FIG. 3, a drive source for driving the valve 36, and the like.
  • the apparatus for producing the acid gas separation membrane sheet 10 may further include a liquid layer inspection unit for performing a liquid layer inspection process, an additional drying unit for performing an additional drying process, and the like.
  • the acidic gas separation membrane sheet 10 can be used for known gas separation membrane elements, such as a spiral type, a flat membrane type, a pleat type, and a plate and frame type.
  • FIG. 7 is a schematic perspective view showing a spiral-shaped gas separation membrane element developed and provided with a partially cut portion.
  • FIG. 8 is a schematic perspective view showing the gas separation membrane element 1 with a partially developed portion.
  • the spiral type gas separation membrane element 1 is A supply side flow passage member 3 through which a raw material gas containing an acid gas flows; An acid gas separation membrane sheet 10 which selectively separates and transmits acid gas contained in the source gas flowing through the supply side flow passage member 3; A permeation side flow passage member 4 through which a permeation gas containing the acid gas which has permeated the acid gas separation membrane sheet 10 flows; A sealing portion for preventing mixing of the source gas and the permeation gas; And a central pipe 5 for collecting the permeating gas flowing through the permeating side flow path member 4;
  • a laminated body for elements in which at least one or more of each of the supply-side flow passage member 3, the acid gas separation membrane sheet 10, and the permeation-side flow passage member 4 are laminated includes a wound body wound around the central pipe 5.
  • the wound body may have an arbitrary shape such as a cylindrical shape or a rectangular cylindrical shape.
  • the gas separation membrane element 1 may further include a fixing member (not shown) such as an outer peripheral tape or a telescope prevention plate in order to prevent unwinding and winding collapse of the wound body.
  • a fixing member such as an outer peripheral tape or a telescope prevention plate in order to prevent unwinding and winding collapse of the wound body.
  • an outer wrap (reinforcing layer) may be provided at the outermost periphery of the wound body.
  • the supply side flow passage member 3 and the permeation side flow passage member 4 promote turbulent flow (surface renewal of the film surface) of the raw material gas and the permeated gas having permeated through the acid gas separation membrane sheet 10 to transmit the permeated gas in the raw material gas. It is preferable to have the function of increasing the membrane permeation rate of the above and the function of minimizing the pressure loss of the supplied source gas and the permeation gas that has permeated the acid gas separation membrane sheet 10 as much as possible.
  • the supply side flow passage member 3 and the permeation side flow passage member 4 have a function as a spacer for forming a flow path of the source gas and the permeation gas, and a function to generate turbulent flow in the source gas and the permeation gas.
  • the shape of the unit cell of the mesh is preferably selected from, for example, the shape of a square, a rectangle, a rhombus, a parallelogram, or the like according to the purpose because the gas flow path changes depending on the shape of the mesh.
  • the material of the supply side flow passage member 3 and the permeation side flow passage member 4 is not particularly limited, but a material having heat resistance that can withstand the operating temperature conditions of the gas separation apparatus in which the gas separation membrane element 1 is provided is preferable.
  • the sealing portion is provided to prevent mixing of the source gas and the permeation gas, and is formed, for example, by the permeation of the sealing material into the permeation side flow passage member 4 and the acid gas separation membrane sheet 10 and curing.
  • the sealing portion is generally at the center among the ends located at both ends in a direction parallel to the axis of the central tube 5 of the wound body, and the ends located at both ends in the direction orthogonal to the axis of the central tube 5. It can be provided at the end of the long side of the distance between the tube 5 and the end so as to form a so-called envelope.
  • the sealing part can use the material generally used as an adhesive agent, for example, an epoxy resin etc. can be used.
  • the central pipe 5 is a conduit for collecting the permeated gas that has permeated the acid gas separation membrane sheet 10 and discharging the permeated gas from the gas separation membrane element 1.
  • the central pipe 5 is preferably a material having heat resistance that can withstand the operating temperature conditions of the gas separation device in which the gas separation membrane element 1 is provided, and having mechanical strength that can withstand the winding of the element laminate.
  • the central pipe 5 has, on its outer peripheral surface, a plurality of holes 50 communicating the flow passage space of the permeation gas formed by the permeation side flow channel member 4 and the hollow space inside the central pipe 5. doing.
  • the gas separation membrane element 1 can be used for a gas separation membrane module, and the gas separation membrane module has one or more gas separation membrane elements 1.
  • the gas separation membrane module discharges the permeating gas transmitted through the acid gas separation membrane sheet (a portion communicating with the supply side end 51 shown in FIG. 8) for supplying the source gas to the acid gas separation membrane sheet Permeable gas outlet (portion communicating with the outlet 52 shown in FIG. 8), and non-permeate gas outlet for discharging the source gas that has not permeated the acid gas separation membrane sheet (the outlet side portion 53 shown in FIG. 8) Communicating portion).
  • the above raw material gas supply port, non-permeate gas discharge port and permeate gas discharge port may be provided in the main body of the gas separation membrane element, and may be referred to as a container (hereinafter referred to as "housing") for containing the gas separation membrane element ) May be provided.
  • the housing can form a space for sealing the source gas flowing in the separation membrane module, and for example, a cylindrical member such as stainless steel, and a closing member for closing both axial ends of the cylindrical member. May be included.
  • the housing may have any cylindrical shape such as a cylindrical shape or a rectangular cylindrical shape, but the gas separation membrane element 1 is preferably cylindrical since it is generally cylindrical. Further, inside the housing, mixing of the raw material gas supplied to the supply side end 51 and the non-permeated gas which has not permeated the acid gas separation membrane sheet 10 provided in the gas separation membrane element 1 is prevented.
  • a partition can be provided.
  • the raw material gases supplied to the respective gas separation membrane elements 1 may be supplied in parallel or may be supplied in series.
  • supplying the raw material gas in parallel means distributing at least the raw material gas and introducing it into a plurality of gas separation membrane elements, and supplying the raw material gas in series means at least from the gas separation membrane element 1 of the former stage It refers to introducing the discharged permeating gas and / or non-permeating gas into the gas separation membrane element 1 in the latter stage.
  • Example 1 161.38 parts by mass of water as a medium, 4 parts by mass of cross-linked polyacrylic acid (manufactured by Sumitomo Seika Chemicals Co., Ltd .; trade name: Akpek "HV-501") as a hydrophilic resin, and non-cross-linked polyacrylic acid (Sumitomo A purification solution was prepared in which 0.8 parts by mass of Akapuna “AP-40F (40% Na saponified)” and 0.8 parts by mass were added to the raw material tank 31 and the hydrophilic resin was dispersed in water. .
  • the hydrophilic resin composition liquid obtained in the preparation step is transferred from the raw material tank 31 to the stirring tank 32 equipped with a rotary wing type stirrer, and the hydrophilic resin composition is contained in the stirring tank 32.
  • the solution was heated to a temperature of 30 ⁇ 3 ° C. (temperature control step). Thereafter, in the stirring tank 32, the temperature was maintained at 30 ⁇ 1 ° C. and stirring was performed for 4 hours (stirring step).
  • the details and stirring conditions of the stirring tank 32 are as follows.
  • an imaging device manufactured by IDS Imaging Development Systems; trade name: uEye CP “UI-3240CP-” is used as a pipe 35 connecting the defoaming tank 34 and the coating liquid tank 37.
  • M-GL " a light source (manufactured by ITEC System Co., Ltd .; trade name: Power-Eye” LSP68x240W-ST "), and a reflective plate, and a hydrophilic resin composition liquid which is fed in a pipe Were imaged (imaging process).
  • the obtained image is binarized and analyzed to detect air bubbles in the hydrophilic resin composition liquid fed in the pipe (air bubble detection step), and the valve provided in the pipe is switched.
  • the hydrophilic resin composition liquid in which bubbles are not detected is supplied to the coating liquid tank 37 provided on the upstream side of the slot die 38 in the liquid feeding direction, and the hydrophilic resin composition liquid in which the bubbles are detected is recovered. Collected in tank (supply control process).
  • a hydrophobic porous PTFE membrane manufactured by Sumitomo Electric Fine Polymer Co., Ltd .; trade name: Poreflon “HP-010-50”
  • Poreflon “HP-010-50” trade name: Poreflon “HP-010-50”
  • the hydrophilic resin composition liquid obtained above was applied onto one surface of the layer 11 at a temperature of 20 to 25 ° C. to form a liquid layer.
  • the first porous layer 11 to which the hydrophilic resin composition liquid was applied was transported to a drying furnace 39 and dried at a temperature of about 120 ° C. for about 20 minutes to form a coated layer.
  • the same hydrophobic PTFE porous membrane as that used for the first porous layer 11 is used as the second porous layer 12
  • the second porous layer 12 unwound from the second porous layer winding body 12 a is laminated on the coating layer on the first porous layer 11 to form a laminate 18, and the laminate 18 is wound in a roll shape.
  • the contact angle of water in the 2nd porous layer 12 was measured using an above-mentioned method, it was 125 degrees in temperature 25 ° C.
  • Example 2 An acid gas separation membrane sheet was obtained in the same manner as in Example 1 except that the defoaming step-2 and the inspection step were not performed. The results of the evaluation of soot in the obtained acidic gas separation membrane sheet are as shown in Table 1.
  • Comparative Example 1 An acid gas separation membrane sheet was obtained in the same manner as in Example 1 except that defoaming step-1, defoaming step-2 and inspection step were not performed. The soot was evaluated about the obtained acidic gas separation membrane sheet. The results are shown in Table 1.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Degasification And Air Bubble Elimination (AREA)

Abstract

酸性ガス分離膜シートの製造方法は、親水性樹脂組成物層を形成するための親水性樹脂組成物液を準備する工程(S1)と、親水性樹脂組成物液に含まれる気泡を除去する工程(S2)と、第1多孔層上に親水性樹脂組成物液を塗布して、第1多孔層上に塗布層を形成する工程(S3)と、塗布層上に第2多孔層を積層して積層体を形成する工程(S4)と、を含む。気泡を除去する工程(S2)は、親水性樹脂組成物液にせん断を与える工程(S2a)と、親水性樹脂組成物液を静置する工程(S2b)とを含む。

Description

酸性ガス分離膜シートの製造方法及び製造装置
 本発明は、酸性ガス分離膜シートの製造方法及び製造装置に関する。
 水素や尿素等を製造するプラントで合成される合成ガス、天然ガス、排ガス等から二酸化炭素等の酸性ガスを分離するプロセスとして、省エネルギー化を実現することができることから、酸性ガス膜分離プロセスが近年注目されている。
 酸性ガス膜分離プロセスでは、ゲル層を有する酸性ガス分離膜シートを用いることが知られており(例えば、特開2009-195900号公報(特許文献1)、特開2013-49042号公報(特許文献2)、松宮紀文,外5名,「含水ゲルを利用した促進輸送膜によるモデル排煙中のCOの分離」,膜,2004年,第29巻,第1号,p.66-72(非特許文献1))、例えば、特許文献1には、ゲル層を担持した親水性多孔膜を、2枚の疎水性多孔膜で挟持したガス分離膜シートが記載されている。
特開2009-195900号公報 特開2013-49042号公報
松宮紀文,外5名,「含水ゲルを利用した促進輸送膜によるモデル排煙中のCO2の分離」,膜,2004年,第29巻,第1号,p.66-72
 本発明は、分離性能が良好な酸性ガス分離膜シートを高い歩留まりで製造することができる酸性ガス分離膜シートの製造方法及び製造装置を提供することを目的とする。
 本発明は、以下に示す酸性ガス分離膜シートの製造方法を提供する。
 〔1〕 第1多孔層と、親水性樹脂組成物層と、第2多孔層とをこの順に含む酸性ガス分離膜シートの製造方法であって、
 前記親水性樹脂組成物層を形成するための親水性樹脂組成物液を準備する工程と、
 前記親水性樹脂組成物液に含まれる気泡を除去する工程と、
 前記第1多孔層上に前記親水性樹脂組成物液を塗布して、前記第1多孔層上に塗布層を形成する工程と、
 前記塗布層上に前記第2多孔層を積層して積層体を形成する工程と、を含み、
 前記親水性樹脂組成物液は、親水性樹脂と媒質とを含み、
 前記気泡を除去する工程は、
  前記親水性樹脂組成物液にせん断を与える工程と、
  前記親水性樹脂組成物液を静置する工程と、を含む、酸性ガス分離膜シートの製造方法。
 〔2〕 前記塗布層を形成する工程に前記第1多孔層を供給するために、ロール状の第1多孔層巻回体から前記第1多孔層を巻出す工程と、
 前記積層体を形成する工程に前記第2多孔層を供給するために、ロール状の第2多孔層巻回体から前記第2多孔層を巻出す工程と、
 前記積層体をロール状に巻取る工程と、を含む、〔1〕に記載の酸性ガス分離膜シートの製造方法。
 〔3〕 前記親水性樹脂組成物液は、温度25℃、せん断速度0.1s-1における粘度が100Pa・s以上である、〔1〕又は〔2〕に記載の酸性ガス分離膜シートの製造方法。
 〔4〕 前記親水性樹脂組成物液は、さらに、酸性ガスと可逆的に反応する物質を含む、〔1〕~〔3〕のいずれかに記載の酸性ガス分離膜シートの製造方法。
 〔5〕 前記気泡を除去する工程は、前記せん断を与える工程と前記静置する工程とを、1回行うか2回以上繰り返して行う、〔1〕~〔4〕のいずれかに記載の酸性ガス分離膜シートの製造方法。
 〔6〕 前記気泡を除去する工程は、前記静置する工程を最後に行う、〔1〕~〔5〕のいずれかに記載の酸性ガス分離膜シートの製造方法。
 〔7〕 前記せん断を与える工程は、前記親水性樹脂組成物液を撹拌する工程、及び、前記親水性樹脂組成物液を濾過する工程の少なくとも一方を含む、〔1〕~〔6〕のいずれかに記載の酸性ガス分離膜シートの製造方法。
 〔8〕 前記静置する工程は、減圧雰囲気下で行われる、〔1〕~〔7〕のいずれかに記載の酸性ガス分離膜シートの製造方法。
 〔9〕 前記減圧雰囲気における圧力は、前記媒質の蒸気圧の1.01倍以上である、〔8〕に記載の酸性ガス分離膜シートの製造方法。
 〔10〕 前記気泡を除去する工程の前に、前記親水性樹脂組成物液を所定温度に調整する工程を含む、〔1〕~〔9〕のいずれかに記載の酸性ガス分離膜シートの製造方法。
 〔11〕 前記所定温度は、90℃未満である、〔10〕に記載の酸性ガス分離膜シートの製造方法。
 〔12〕 さらに、前記気泡を除去する工程と前記塗布層を形成する工程との間に、前記親水性樹脂組成物液に混入した気泡を確認する工程を含む、〔1〕~〔11〕のいずれかに記載の酸性ガス分離膜シートの製造方法。
 〔13〕 さらに、前記気泡を除去する工程を経た前記親水性樹脂組成物液を送出する工程を含み、
 前記気泡を確認する工程は、
  前記送出する工程で送出されている前記親水性樹脂組成物液を撮像する工程と、
  前記撮像する工程で得られた画像を用いて前記親水性樹脂組成物液に混入した気泡を検出する工程と、を含む、〔12〕に記載の酸性ガス分離膜シートの製造方法。
 〔14〕 さらに、前記気泡を検出する工程での検出結果に基づいて、前記送出する工程によって行われる前記親水性樹脂組成物液の前記塗布層を形成する工程への供給を制御する工程を有し、
 前記制御する工程は、気泡の検出量が閾値以下である前記親水性樹脂組成物液を前記塗布層を形成する工程に供給するように制御する、〔13〕に記載の酸性ガス分離膜シートの製造方法。
 〔15〕 前記第2多孔層における水の接触角は、温度25℃において90度以上である、〔1〕~〔14〕のいずれかに記載の酸性ガス分離膜シートの製造方法。
 〔16〕 前記第2多孔層は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート、フッ素含有樹脂、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る1種以上の樹脂を含む、〔1〕~〔15〕のいずれかに記載の酸性ガス分離膜シートの製造方法。
 〔17〕 第1多孔層と、親水性樹脂組成物層と、第2多孔層とをこの順に含む酸性ガス分離膜シートの製造装置であって、
 前記親水性樹脂組成物層を形成するための親水性樹脂組成物液に含まれる気泡を除去するための気泡除去部と、
 ロール状の第1多孔層巻回体から前記第1多孔層を巻出すための第1多孔層巻出し部と、
 前記親水性樹脂組成物液を前記第1多孔層上に塗布し、前記第1多孔層上に塗布層を形成するための塗布部と、
 ロール状の第2多孔層巻回体から前記第2多孔層を巻出すための第2多孔層巻出し部と、
 前記塗布層上に前記第2多孔層を積層して積層体を形成するための積層部と、
 前記積層体をロール状に巻取るための積層体巻取り部と、を有し、
 前記親水性樹脂組成物液は、親水性樹脂と媒質とを含み、
 前記気泡除去部は、
  前記親水性樹脂組成物液にせん断を与えるためのせん断印加部と、
  前記親水性樹脂組成物液を静置するための静置部と、を有する、酸性ガス分離膜シートの製造装置。
 〔18〕 さらに、前記塗布部に供給する前記親水性樹脂組成物液に混入している気泡を確認するための気泡確認部と、
 前記気泡確認部による確認結果に基づいて、前記塗布部への前記親水性樹脂組成物液の供給を制御するための制御部とを有する、〔17〕に記載の酸性ガス分離膜シートの製造装置。
 本発明の酸性ガス分離膜シートの製造方法及び製造装置によれば、分離性能が良好な酸性ガス分離膜シートを高い歩留まりで製造することができる。
本発明の酸性ガス分離膜シートの一例を示す断面図である。 本発明の酸性ガス分離膜シートの製造方法の一例を示すフローチャートである。 本発明の酸性ガス分離膜シートを製造するための製造装置の一例を示す概略図である。 (a)は、本発明の撮像工程での撮像方法を説明するための概略図であり、(b)は(a)のP-P’断面図である。 本発明の酸性ガス分離膜シートを製造するための製造装置のさらなる工程を説明するための概略図である。 本発明の酸性ガス分離膜シートの製造方法によって製造されていない酸性ガス分離膜シートの一例を示す断面図である。 ガス分離膜エレメントを展開して示す、一部切欠き部分を設けた概略の斜視図である。 ガス分離膜エレメントを示す、一部展開部分を設けた概略の斜視図である。
 以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明するが、まず、本発明の酸性ガス分離膜シートの製造方法によって製造することができる酸性ガス分離膜シートの一例について説明し、その後、酸性ガス分離膜シートの製造方法及びその製造装置について説明する。
 (酸性ガス分離膜シート)
 図1は、本実施形態の酸性ガス分離膜シートの一例を示す断面図である。酸性ガス分離膜シート10は、図1に示すように、第1多孔層11と、親水性樹脂組成物層15と、第2多孔層12とをこの順に含む。酸性ガス分離膜シート10は、原料ガスから酸性ガスを分離するための後述するガス分離膜エレメントに設けられ、原料ガスに含まれる酸性ガスを分離するために、酸性ガスを選択的に透過する酸性ガス選択透過性を有する。酸性ガスとは、二酸化炭素(CO)、硫化水素(HS)、硫化カルボニル、硫黄酸化物(SO)、窒素酸化物(NO)、塩化水素等のハロゲン化水素等をいう。また、原料ガスとは、ガス分離膜エレメントに供給されるガスをいい、原料ガスは少なくとも酸性ガスを含む。
 酸性ガス分離膜シート10では、溶解拡散機構と促進輸送機構とにより、酸性ガスの高い選択透過性を実現することができる。溶解拡散機構とは、原料ガスに含まれるガス成分の膜材への溶解度の差と、原料ガスに含まれるガス成分の膜中の拡散係数の差とを利用して、酸性ガスを分離する機構である。また、促進輸送機構とは、原料ガスに含まれる酸性ガスと、膜材中に含まれる酸性ガスと可逆的に反応する物質(以下、「酸性ガスキャリア」ということがある。)とが反応生成物を形成して酸性ガスの透過を促進する機構である。
 下記反応式(1)は、酸性ガスがCOであり、酸性ガスキャリア(COキャリア)として炭酸セシウム(CsCO)を使用した場合における、COとCOキャリアとの反応を示している。なお、反応式(1)中の記号「⇔」は、この反応が可逆反応であることを示している。
  CO+CsCO+HO⇔2CsHCO     (1)
 上記反応式(1)に示すように、COとCOキャリアとの可逆反応には水分が必要である。すなわち、酸性ガスがCOである酸性ガス分離膜シート10では、上記反応式(1)に示すように、膜材中の水分によって酸性ガスの透過量が変化し、膜材中の水分が高いほど酸性ガスの透過量が多くなる。
 (親水性樹脂組成物層)
 親水性樹脂組成物層15は、酸性ガス分離膜シート10において酸性ガスを選択的に透過させるガス選択透過性を有する。親水性樹脂組成物層15はゲル状の層であって、少なくとも親水性樹脂を含み、酸性ガスと可逆的に反応する物質(酸性ガスキャリア)を含むことが好ましい。親水性樹脂組成物層15は、必要に応じて親水性樹脂及び酸性ガスキャリア以外の添加剤を含んでいてもよい。親水性樹脂組成物層15の厚みは、酸性ガス分離膜シート10に必要な分離性能によって適宜選択すればよいが、通常、0.1μm~600μmの範囲であることが好ましく、0.5μm~400μmの範囲であることがより好ましく、1μm~200μmの範囲であることが特に好ましい。
 上記反応式(1)に示すように、酸性ガス分離膜シート10では、酸性ガスと酸性ガスキャリアとの可逆反応には水分が必要となる。そのため、酸性ガス分離膜シート10は、水酸基やイオン交換基等の親水性基を有する親水性樹脂を含むゲル状の親水性樹脂組成物層を有することが好ましい。親水性樹脂の分子鎖同士が架橋により網目構造を有することで高い保水性を示す架橋型親水性樹脂を含むことがより好ましい。酸性ガス分離膜シート10には、酸性ガスが酸性ガス分離膜シート10を透過するための推進力として圧力差が印加されるため、酸性ガス分離膜シート10に要求される耐圧強度の観点からも、架橋型親水性樹脂を含む親水性樹脂を用いることが好ましい。
 親水性樹脂を形成する重合体は、例えば、アクリル酸アルキルエステル、メタクリル酸アルキルエステル、脂肪酸のビニルエステル、又はそれらの誘導体に由来する構造単位を有していることが好ましい。このような親水性を示す重合体としては、アクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、メタクリル酸、酢酸ビニル等の単量体を重合してなる重合体が挙げられ、具体的には、イオン交換基としてカルボキシル基を有するポリアクリル酸系樹脂、ポリイタコン酸系樹脂、ポリクロトン酸系樹脂、ポリメタクリル酸系樹脂等、水酸基を有するポリビニルアルコール系樹脂等、それらの共重合体であるアクリル酸-ビニルアルコール共重合体系樹脂、アクリル酸-メタクリル酸共重合体系樹脂、アクリル酸-メタクリル酸メチル共重合体系樹脂、メタクリル酸-メタクリル酸メチル共重合体系樹脂等が挙げられる。この中でも、アクリル酸の重合体であるポリアクリル酸系樹脂、メタクリル酸の重合体であるポリメタクリル酸系樹脂、酢酸ビニルの重合体を加水分解したポリビニルアルコール系樹脂、アクリル酸メチルと酢酸ビニルとの共重合体を鹸化したアクリル酸塩-ビニルアルコール共重合体系樹脂、アクリル酸とメタクリル酸との共重合体であるアクリル酸-メタクリル酸共重合体系樹脂がより好ましく、ポリアクリル酸、アクリル酸塩-ビニルアルコール共重合体系樹脂がさらに好ましい。
 架橋型親水性樹脂は、親水性を示す重合体を架橋剤と反応させて調製してもよいし、親水性を示す重合体の原料となる単量体と架橋性単量体とを共重合させて調製してもよい。架橋剤又は架橋性単量体としては特に限定されず、従来公知の架橋剤又は架橋性単量体を使用することができる。
 架橋剤としては、例えば、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、金属系架橋剤等の、従来公知の架橋剤が挙げられる。架橋性単量体としては、例えば、ジビニルベンゼン、N,N’-メチレンビスアクリルアミド、トリメチロールプロパントリアリルエーテル、ペンタエリスリトールテトラアリルエーテル等の、従来公知の架橋性単量体が挙げられる。架橋方法としては、例えば、熱架橋、紫外線架橋、電子線架橋、放射線架橋、光架橋等の方法や、特開2003-268009号公報、特開平7-88171号公報に記載されている方法等、従来公知の手法を使用することができる。
 酸性ガスと可逆的に反応する物質(酸性ガスキャリア)は、親水性樹脂を含む親水性樹脂組成物層15内に存在し、親水性樹脂組成物層15内に存在する水に溶解した酸性ガスと可逆的に反応することにより、酸性ガスを選択的に透過させる。親水性樹脂組成物層15内には、酸性ガスキャリアとして、酸性ガスと可逆的に反応する化合物が少なくとも一つ含まれている。酸性ガスキャリアの具体例としては、酸性ガスが二酸化炭素の場合、アルカリ金属炭酸塩やアルカリ金属重炭酸塩、アルカノールアミン(例えば、特許第2086581号公報等に記載)、及びアルカリ金属水酸化物(例えば、国際公開公報2016/024523号等に記載)等が、酸性ガスが硫黄酸化物の場合、硫黄含有化合物や、アルカリ金属のクエン酸塩、及び遷移金属錯体(例えば、特許第2879057号公報等に記載)等が、酸性ガスが窒素酸化物の場合、アルカリ金属亜硝酸塩や、遷移金属錯体(例えば、特許第2879057号公報等に記載)等が、それぞれ挙げられる。
 親水性樹脂組成物層15には、親水性樹脂、酸性ガスキャリアのほかに、例えば酸性ガスの水和反応触媒や後述する界面活性剤等が添加剤として含まれていてもよい。酸性ガスの水和反応触媒は、酸性ガスと酸性ガスキャリアとの反応速度を向上させることができる。酸性ガスの水和反応触媒としては、オキソ酸化合物を含むことが好ましく、14族元素、15族元素、及び16族元素からなる群より選択される少なくとも1つの元素のオキソ酸化合物を含むことがより好ましく、亜テルル酸化合物、亜セレン酸化合物、亜ヒ酸化合物、及びオルトケイ酸化合物からなる群より選択される少なくとも1つを含むことがさらに好ましい。
 (第1多孔層及び第2多孔層)
 第1多孔層11は、後述するように、親水性樹脂組成物層15を形成するための親水性樹脂組成物液が塗布される。第1多孔層11は、酸性ガス分離膜シート10において、親水性樹脂組成物層15に供給された原料ガス、特に原料ガスに含まれる親水性樹脂組成物層15を選択的に透過するガス成分の拡散抵抗とならないように、ガス透過性の高い多孔性を有する。第1多孔層11は、1層構造でもよく2層以上の積層構造であってもよい。第1多孔層11は、酸性ガス分離膜シート10の適用が想定されるプラントでのプロセス条件に応じた耐熱性を有することが好ましい。本明細書において「耐熱性」とは、第1多孔層11等の部材をプロセス条件以上の温度条件下に2時間保存した後においてもこの部材の保存前の形態が維持され、熱収縮或いは熱溶融による、目視で確認し得るカールが生じないことを意味する。
 第2多孔層12は、後述するように、第1多孔層11上に形成された親水性樹脂組成物層15の露出面上に積層される。第2多孔層12は、酸性ガス分離膜シート10において、親水性樹脂組成物層15に供給された原料ガス、特に原料ガスに含まれる親水性樹脂組成物層15を選択的に透過するガス成分の拡散抵抗とならないように、ガス透過性の高い多孔性を有する。第2多孔層12は、1層構造でもよく2層以上の積層構造であってもよい。第2多孔層12は、酸性ガス分離膜シート10の適用が想定されるプラントでのプロセス条件に応じた耐熱性を有することが好ましい。
 第1多孔層11は、疎水性であってもよく、温度25℃における水の接触角が90度以上であってもよく、95度以上であってもよく、100度以上であってもよい。また、第2多孔層12は、疎水性であることが好ましい。具体的には、第2多孔層12は、温度25℃における水の接触角が90度以上であることが好ましく、95度以上であることがより好ましく、100度以上であることがさらに好ましい。水分を含む原料ガスが酸性ガス分離膜シート10に供給される場合、酸性ガス分離膜シート10が結露することがあり、結露によって生じた水は、親水性樹脂組成物層15にダメージを与える可能性がある。しかし、第1多孔層11及び第2多孔層12が疎水性であることにより、結露によって生じた水が親水性樹脂組成物層15に浸透し、親水性樹脂組成物層15にダメージを与えることを抑制することができる。水の接触角は、接触角計(例えば、協和界面科学(株)製;商品名:「DropMaster500」)で測定することができる。
 第1多孔層11は、後述するように親水性樹脂組成物層15を形成するための親水性樹脂組成物液が塗布される層である。得られる親水性樹脂組成物層15の一部が第1多孔層11の孔に浸入した状態を含む。これに対し、第2多孔層12は、後述するように親水性樹脂組成物層15上に積層される層であるため、第1多孔層11に比べると、第2多孔層12の孔への親水性樹脂組成物層15の浸入の程度は小さい。そのため、酸性ガス分離膜シート10における、第2多孔層12と親水性樹脂組成物層15との間の剥離強度(以下、「第2剥離強度」ということがある。)は、第1多孔層11と親水性樹脂組成物層15との間の剥離強度(以下、「第1剥離強度」ということがある。)よりも小さい。
 剥離強度は、剥離試験機で得ることができる。具体的には、剥離強度は、酸性ガス分離膜シート10から切り出されたサイズ25mm×100mmの測定用サンプルを、温度25℃かつ湿度50%RHの環境下に2時間以上静置した後、剥離試験機に取り付け、剥離角度180度かつ剥離速度300mm/minの条件で測定することができる。
 なお、第1剥離強度と第2剥離強度との大小関係は、例えば、上記した剥離強度の測定によって確認することができる。例えば、剥離試験機を用いて所定条件で酸性ガス分離膜シート10の第2多孔層12を剥離した際、親水性樹脂組成物層15が第1多孔層11側の表面に存在する時、第2剥離強度は第1剥離強度よりも小さく、親水性樹脂組成物層15が第2多孔層12側の表面に存在する時、第2剥離強度は第1剥離強度より大きいということができる。
 第1多孔層11及び第2多孔層12は、それぞれ樹脂材料を含むことが好ましい。第1多孔層11及び第2多孔層12に含まれる樹脂材料は、例えば、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)等のポリオレフィン系樹脂;ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリフッ化ビニル(PVF)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)等の含フッ素樹脂;ポリスチレン(PS)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル樹脂;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)、ポリイミド(PI)、ポリエーテルイミド(PEI)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、高分子量ポリエステル、耐熱性ポリアミド、アラミド、ポリカーボネート等の樹脂材料等が挙げられる。これらの中でも、撥水性及び耐熱性の点から、ポリプロピレン(PP)又は含フッ素樹脂であることが好ましく、ポリプロピレン(PP)又はポリテトラフルオロエチレン(PTFE)であることがより好ましい。第1多孔層11をなす樹脂材料と、第2多孔層12をなす樹脂材料とは、それぞれ同じ材料であってもよく、異なる材料であってもよい。
 第1多孔層11の厚み及び第2多孔層12の厚みは特に限定されないが、機械的強度の観点からは、通常、10μm~3000μmの範囲が好ましく、10μm~500μmの範囲がより好ましく、15μm~150μmの範囲がさらに好ましい。第1多孔層11の厚みと第2多孔層12の厚みとは、互いに同じであってもよく、互いに異なっていてもよい。また、第1多孔層11の空孔率及び第2多孔層12の空孔率は、5%~99%の範囲が好ましく、30%~90%の範囲がより好ましい。第1多孔層11の空孔率と第2多孔層12の空孔率とは、互いに同じであってもよく、互いに異なっていてもよい。
 酸性ガス分離膜シート10は、第1多孔層11や第2多孔層12に強度を付加的に付与すること等を目的として、第1多孔層11及び第2多孔層12の親水性樹脂組成物層15と接しない面にさらに多孔体を積層してもよい。多孔体としては、第1多孔層11及び第2多孔層12で例示した樹脂材料のほか、金属、ガラス、セラミックス等の無機材料、これら両方の材料を含む不織布又は織布等を好適に用いることができる。
 (酸性ガス分離膜シートの製造方法)
 以下、酸性ガス分離膜シート10の製造方法について図面を参照しながら説明する。図2は、本発明の酸性ガス分離膜シートの製造方法の一例を示すフローチャートである。図3は、酸性ガス分離膜シート10を製造するための製造装置の概略図である。酸性ガス分離膜シート10の製造方法は、図2に示すように、
 親水性樹脂組成物層15を形成するための親水性樹脂組成物液を準備する工程(以下、「準備工程(S1)」という。)と、
 親水性樹脂組成物液に含まれる気泡を除去する工程(以下、「脱泡工程(S2)」という。)と、
 第1多孔層11上に親水性樹脂組成物液を塗布して、第1多孔層11上に塗布層を形成する工程(以下、「塗布層形成工程(S3)」という。)と、
 塗布層上に第2多孔層12を積層して積層体18を形成する工程(以下、「積層工程(S4)」という。)と、を含み、
 前記親水性樹脂組成物液は、親水性樹脂と、媒質とを含み、
 脱泡工程は、
  親水性樹脂組成物液にせん断を与える工程(以下、「せん断印加工程(S2a)」という。)と、
  親水性樹脂組成物液を静置する工程(以下、「静置工程(S2b)」という。)と、を含む。
 また、酸性ガス分離膜シート10の製造方法は、準備工程(S1)と脱泡工程(S2)との間に、親水性樹脂組成物液を所定温度に調整する工程(以下、「温調工程」という。)を含んでいてもよい。さらに、酸性ガス分離膜シート10の製造方法は、脱泡工程(S2)と塗布層形成工程(S3)との間に、親水性樹脂組成物液に混入した気泡を確認するための工程(以下、「検査工程」という。)を含んでいてもよい。
 酸性ガス分離膜シート10の製造方法は、図3に示すように、塗布層形成工程(S3)に第1多孔層11を供給するために、第1多孔層11をロール状に巻取った第1多孔層巻回体11aから第1多孔層11を巻出す工程、及び、積層工程(S4)に第2多孔層12を供給するために、第2多孔層12をロール状に巻取った第2多孔層巻回体12aから第2多孔層12を巻出す工程を含み、第1多孔層11及び第2多孔層12を連続的に搬送しながら、塗布層形成工程(S3)及び積層工程(S4)を行って積層体18を得、この積層体18をロール状に巻取る工程を含む、いわゆるロールトゥロール(Roll to Roll)方式で製造されることが好ましい。
 上記の製造方法で製造された酸性ガス分離膜シート10は、いわゆるスパイラル型に加工されてガス分離膜エレメントに用いられることがある。また、酸性ガス分離膜シート10は、上記のように、製造工程においてロール状に巻取られることもあり、このロール状に巻取られた酸性ガス分離膜シート10を巻出して、上記したスパイラル型のほか、平膜型、プリーツ型、プレートアンドフレーム型のガス分離膜エレメント等に加工することもある。上記の製造方法によって製造された酸性ガス分離膜シート10は、酸性ガス分離膜シートをロール状に巻取ったり、スパイラル型のガス分離膜エレメントに加工した場合にも、ガス膜分離プロセスにおいて良好な分離性能を有することができる。
 これに対し、上記した製造方法で製造されていない、例えば図6に示す酸性ガス分離膜シート90をガス膜分離プロセスに用いた際には、分離性能が良好ではない酸性ガス分離膜シートが存在することがあった。この原因は、
(i)分離性能が良好ではない酸性ガス分離膜シート90では、第2多孔層92に皺が発生していること、
(ii)この皺は、第2多孔層92が積層される親水性樹脂組成物層95の表面に生じた気泡痕や内部に残る空孔等の異常に起因して、親水性樹脂組成物層95と第2多孔層92とが均一に接着せず、図6の破線で囲む部分のように部分的に接着不良が生じている場合に見られること、
(iii)このような接着不良部分を有する酸性ガス分離膜シート90は、ロール状に巻取られたりスパイラル型のガス分離膜エレメントに加工された場合に生じる巻締めによるシート間の摩擦負荷等により、接着不良部分において、親水性樹脂組成物層95と第2多孔層92との間にずりが生じて第2多孔層92に皺が発生しやすく、この皺により親水性樹脂組成物層95に凹みや孔が生じ、その結果、ガス膜分離プロセスにおいて良好な分離性能が得られないと考えられる。
 上記した酸性ガス分離膜シート10の製造方法では、特に、せん断印加工程(S2a)と静置工程(S2b)とを含む脱泡工程(S2)を設けることにより、上記した(i)~(iii)の問題を抑制して、良好な分離性能を有する酸性ガス分離膜シート10を高い歩留まりで製造することができる。
 以下、酸性ガス分離膜シート10の製造方法の各工程について詳述する。
 (準備工程(S1))
 準備工程(S1)は、親水性樹脂組成物層15を形成するための親水性樹脂組成物液を準備する工程である。親水性樹脂組成物液は、親水性樹脂と媒質とを含み、さらに、酸性ガスと可逆的に反応する物質(酸性ガスキャリア)を含んでいてもよい。準備工程(S1)では、例えば、親水性樹脂組成物液を得るための原料(親水性樹脂、媒質等)を、原料組成が変化しない温度、例えば、常温(通常20℃)で混合することによって親水性樹脂組成物液を準備することができる。親水性樹脂組成物液は、第1多孔層11上に塗布して親水性樹脂組成物層15を形成するための塗布液である。準備工程(S1)で得られた親水性樹脂組成物液は、図3に示すように、原料タンク31に貯留しておくことができる。
 親水性樹脂及び酸性ガスキャリアとしては、上記したものを用いることができる。媒質としては、例えば、水、又はメタノール、エタノール、1-プロパノール、2-プロパノール等のアルコール等のプロトン性極性溶媒;トルエン、キシレン、ヘキサン等の無極性溶媒;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン、N-メチルピロリドン、N,N-ジメチルアセトアミド、N,N-ジメチルホルムアミド等の非プロトン性極性溶媒;等が挙げられる。媒質は、1種類を単独で用いてもよく、相溶する範囲で2種類以上を併用してもよい。これらの中でも、水、又はメタノール、エタノール、1-プロパノール、2-プロパノール等のアルコールからなる群から選択される少なくとも1つが含まれる媒質が好ましく、水が含まれる媒質がより好ましい。
 親水性樹脂組成物液には、必要に応じて界面活性剤を添加してもよい。界面活性剤を親水性樹脂組成物液に添加することにより、親水性樹脂組成物液を第1多孔層11に塗布したときや、親水性樹脂組成物層15上に第2多孔層12を積層したときに、親水性樹脂組成物層15と第1多孔層11及び第2多孔層12との界面に界面活性剤が偏在し、親水性樹脂組成物層15と第1多孔層11及び第2多孔層12との濡れ性が向上して膜厚のムラ等を改善することができる。界面活性剤としては、特に限定されないが、例えば、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレングリコール類、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル類、ポリオキシエチレンアルキルエーテル類、フッ素系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤等の従来公知の界面活性剤を使用することができる。界面活性剤は、1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。親水性樹脂組成物液は上記した酸性ガスの水和反応触媒を含んでいてもよい。
 親水性樹脂組成物液は、第1多孔層11上に塗布された親水性樹脂組成物液の層(以下、「液層」ということがある。)の厚みの均一性、及び、第1多孔層11の孔への浸入性の観点から、温度25℃、せん断速度0.1s-1における粘度が100Pa・s以上であることが好ましく、通常1000Pa・s以下である。本実施形態の酸性ガス分離膜シート10の製造方法によれば、親水性樹脂組成物液が上記のような高い粘度を有する場合にも、後述する脱泡工程(S2)を設けることにより、親水性樹脂組成物液に含まれる気泡を除去することができる。これにより、酸性ガス分離膜シート10の親水性樹脂組成物層15に気泡痕や空孔等の異常が生じることを抑制し、酸性ガス分離膜シート10を巻取ったりした場合やスパイラル型に加工した場合等に、第2多孔層12に皺が生じることを抑制することができる。親水性樹脂組成物液の温度25℃、せん断速度0.1s-1における粘度は、レオメータ(例えば、TAインスツルメント(株)製;商品名:「AR2000ex」)によって測定することができる。
 (脱泡工程(S2))
 脱泡工程(S2)は、準備工程(S1)と塗布層形成工程(S3)との間に、準備工程(S1)で準備した親水性樹脂組成物液に含まれる気泡を除去するために行われる。親水性樹脂組成物液は、ゲル状の親水性樹脂組成物層15を形成するために用いられる塗布液であり、上記したように比較的高い粘度を有するため、親水性樹脂組成物液に一旦混入した気泡は自然状態では除去されにくい。そこで、塗布層形成工程(S3)に先立って行う脱泡工程(S2)において、親水性樹脂組成物液中の気泡を積極的に除去することにより、親水性樹脂組成物層15に気泡痕や空孔等の異常が生じることを抑制することができる。これにより、酸性ガス分離膜シート10を巻取った場合やスパイラル型のガス分離膜エレメントに加工した場合等に、第2多孔層12に皺が生じることを抑制することができる。
 脱泡工程(S2)は、親水性樹脂組成物液にせん断を与えるせん断印加工程(S2a)と、親水性樹脂組成物液を静置する静置工程(S2b)とを含む。せん断印加工程(S2a)と静置工程(S2b)とは、1回又は2回以上繰り返すことが好ましい。また、脱泡工程(S2)は、静置工程(S2b)を最後に行うことが好ましい。上記したように、親水性樹脂組成物液は比較的高い粘度を有するため、脱泡工程(S2)が、せん断印加工程(S2a)及び静置工程(S2b)のいずれか一方のみでは、親水性樹脂組成物液の脱泡を十分に行うことができない。
 せん断印加工程(S2a)は、親水性樹脂組成物液にせん断を与える工程であれば特に限定されないが、親水性樹脂組成物液を撹拌する工程(以下、「撹拌工程」という。)、親水性樹脂組成物液をフィルターに通す工程(以下、「濾過工程」という。)等を挙げることができ、撹拌工程及び濾過工程の少なくとも一方であることが好ましい。せん断印加工程(S2a)では、撹拌工程と濾過工程との両方を行うことがより好ましく、この場合、先に撹拌工程を行い、その後、濾過工程を行うことが好ましい。
 せん断印加工程(S2a)では、例えば図3に示すように、まず、撹拌タンク32内で親水性樹脂組成物液を撹拌することによって撹拌工程を行う。その後、撹拌タンク32で撹拌された親水性樹脂組成物液をフィルター33に通すことによって濾過工程を行うことができる。
 撹拌工程では、撹拌タンク32内で親水性樹脂組成物液を撹拌してせん断を印加することにより、親水性樹脂組成物液の粘度を下げ、これにより親水性樹脂組成物液からの気泡の分離を促進して気泡を除去することができる。撹拌工程で用いることができる撹拌装置としては、例えば、図3に示す回転翼型の撹拌機のほか、マイルダー、圧力式ホモジナイザー、高速回転せん断型ホモジナイザー、遊星式撹拌機、遠心分離機等を挙げることができる。回転翼の形状としては、気液界面部を十分に撹拌し、気泡の浮上を妨げない流動を生じさせる大型翼やアンカー翼が適している。撹拌工程における撹拌条件は特に限定されないが、せん断速度が5~700s-1となるように撹拌を行うことが好ましく、せん断によって親水性樹脂組成物液に含まれる親水性樹脂を破壊しないことが好ましい。撹拌タンク32の径は、原料タンク31の径と同じか、原料タンク31の径よりも大きいことが好ましい。これにより、撹拌タンク32を用いることによって形成される気液界面の面積を大きくすることができるため、撹拌工程において親水性樹脂組成物液から気泡を効率よく除去することができる。
 濾過工程では、フィルター33に親水性樹脂組成物液を通すことにより、撹拌工程と同様に、親水性樹脂組成物液にせん断を与えて親水性樹脂組成物液の粘度を下げ、これにより親水性樹脂組成物液からの気泡の分離を促進して気泡を分離除去することができる。濾過工程で用いることができるフィルター33としては、メンブレンフィルター、デプスフィルター、中空糸膜等を挙げることができる。濾過工程における濾過条件は特に限定されないが、せん断速度が5~700s-1となるように濾過を行うことが好ましく、濾過工程時の圧力損失に応じて、フィルターの目開き及び濾過面積と流量とを調整することが好ましい。また、濾過工程において、親水性樹脂組成物液をフィルター33に送液する方法としては、撹拌タンク32を加圧することによる圧送やポンプによる吐出等が挙げられる。ポンプとしては、回転ポンプが好ましく、例えば、ギアポンプ、ロータリーポンプ、モーノポンプ等を挙げることができる。
 静置工程(S2b)は、親水性樹脂組成物液を静置して気泡を除去することができれば特に限定されない。例えば静置工程(S2b)は、図3に示すように、撹拌工程で撹拌された親水性樹脂組成物液を撹拌タンク32にて静置する工程(以下、「静置工程-1」ということがある。)と、静置工程-1に続いて行われる濾過工程においてフィルター33を通った親水性樹脂組成物液を脱泡タンク34にて静置する工程(以下、「静置工程-2」ということがある。)とを含むことができる。静置工程(S2b)は、気泡除去の効率の点から、減圧雰囲気下及び加温雰囲気下の少なくとも一方の雰囲気下で行うことが好ましく、減圧雰囲気下で行うことがより好ましい。
 減圧雰囲気における圧力は、親水性樹脂組成物液に含まれる媒質の蒸気圧の1.01倍以上であることが好ましく、1.05倍以上であることがより好ましく、通常2倍以下である。上記の圧力の範囲とすることにより、減圧時に親水性樹脂組成物液が沸騰することを抑制することができる。
 加温雰囲気における温度は、せん断印加工程における親水性樹脂組成物液の温度以上であって、親水性樹脂組成物液に含まれる媒質が沸騰しない温度であれば特に限定されない。加温雰囲気の温度は、25℃以上であることが好ましく、30℃以上であることが好ましく、また、90℃未満であることが好ましく、85℃以下であることがより好ましい。なお、加温雰囲気には、後述する温調工程で加温された場合の温度を、静置工程(S2b)においても維持するように加温された雰囲気も含まれる。
 静置工程(S2b)を減圧雰囲気下で行う場合には、例えば図3に示すように、撹拌タンク32及び脱泡タンク34を、減圧ポンプや真空ポンプ等を用いて減圧することにより、所定圧力に減圧した雰囲気下で静置工程(S2b)を行うことができる。これにより、親水性樹脂組成物液に含まれる気泡を効率的に除去することができる。
 また、静置工程(S2b)を加温雰囲気下で行う場合には、撹拌タンク32や脱泡タンク34に設けられた熱媒流通ジャケット、抵抗発熱装置、誘導加熱装置、マイクロ波照射装置等の加温装置を用いて、撹拌タンク32及び脱泡タンク34に貯留されている親水性樹脂組成物液を加温すればよい。これにより、親水性樹脂組成物液の粘度が低下するため気泡を除去しやすくなる。
 上記したように、静置工程(S2b)が静置工程-1と静置工程-2とを含む場合、静置工程-1及び静置工程-2は、ともに減圧雰囲気又は加温雰囲気で行われてもよく、互いに異なる雰囲気で行われてもよい。また、静置工程-1を省略して、撹拌工程に続いて濾過工程を行ってもよいが、静置工程-2は省略しないことが好ましい。静置工程(S2b)を行う静置時間は特に限定されないが、例えば、せん断印加工程(S2a)で低下した粘度が上昇し、脱泡に有効な親水性樹脂組成物液に含まれる気泡の上昇速度の下限値まで粘度を低下させることができる時間を選定すればよい。例えば、静置工程-1及び静置工程-2での静置時間はそれぞれ、親水性樹脂組成物液の温度25℃、せん断速度0.1s-1における粘度が100Pa・s以上である場合、10時間以上とすることができる。
 (塗布層形成工程(S3))
 塗布層形成工程(S3)は、脱泡工程(S2)により気泡が除去された親水性樹脂組成物液を第1多孔層11上に塗布して、第1多孔層11上に塗布層を形成する工程である。静置工程(S2a)が減圧雰囲気下で行われている場合には減圧を解除してから、塗布層形成工程(S3)を行うことが好ましい。また、静置工程(S2a)が加温雰囲気下で行われている場合や、後述する温調工程を含む場合には、親水性樹脂組成物液を塗布する際の適切な粘度に調整したり、親水性樹脂組成物液に溶存しているガスによる気泡発生を抑制するために、親水性樹脂組成物液の温度を調整してから、塗布層形成工程(S3)を行うことが好ましい。塗布層形成工程(S3)は、大気圧下、温度15~30℃で行うことが好ましい。
 塗布層形成工程(S3)では、例えば図3に示すように、脱泡タンク34から送出された親水性樹脂組成物液をスロットダイ38を備えた塗布液タンク37に供給する。塗布液タンク37の底部に、親水性樹脂組成物液の出入り口を設けることにより、塗布液タンク37内のガスが、スロットダイ38に供給される親水性樹脂組成物液内に混入することを回避することができる。第1多孔層11をロール状に巻取った第1多孔層巻回体11aから連続的に巻出された第1多孔層11上に、スロットダイ38から親水性樹脂組成物液を連続的に塗布する。続いて、親水性樹脂組成物液が塗布された第1多孔層11を乾燥炉39に搬送し、第1多孔層11上の親水性樹脂組成物液(液層)から媒質を除去して塗布層を形成する。第1多孔層巻回体11aは、長さ10m以上の第1多孔層11を巻取ったものであることが好ましく、1つのガス分離膜エレメントの製造に必要な酸性ガス分離膜シートの単位長さの整数倍以上であることがより好ましい。
 図3では、スロットダイ38を用いて親水性樹脂組成物液を塗布する方法を示しているが、親水性樹脂組成物液を第1多孔層11に塗布する方法は、これに限定されない。塗布方法としては、例えばスピンコート法、バー塗布、ダイコート塗布、ブレード塗布、エアナイフ塗布、グラビアコート、ロールコーティング塗布、スプレー塗布、ディップ塗布、コンマロール法、キスコート法、スクリーン印刷、インクジェット印刷等を挙げることができる。親水性樹脂組成物液の塗布量は、目付け量(単位面積当たりの固形分量)が1g/m~1000g/mの範囲であることが好ましく、5g/m~750g/mの範囲であることがより好ましく、10g/m~500g/mの範囲であることがさらに好ましい。目付け量の調節は、親水性樹脂組成物液の塗布速度(例えば、第1多孔層11の搬送速度)や親水性樹脂組成物液の濃度、親水性樹脂組成物液の吐出量等で制御することができる。また、親水性樹脂組成物液の第1多孔層11への塗布は、ストライプ状やドット状になるようにしてもよい。
 塗布層形成工程(S3)で塗布される親水性樹脂組成物液の温度は、組成や濃度に応じて適宜決定すればよい。温度が高すぎると、第1多孔層11に塗布された親水性樹脂組成物液(液層)から媒質が多量に蒸発して組成や濃度が変化したり、親水性樹脂組成物層15に蒸発痕が残ったりするおそれがあるため、通常、15℃以上であることが好ましく、かつ、使用している媒質の沸点よりも5℃以上低い温度範囲が好ましい。例えば、媒質として水を用いた場合には、塗布層形成工程(S3)における親水性樹脂組成物液の温度は、15℃~95℃の温度範囲が好ましく、通常15℃~30℃の温度範囲である。
 図3に示す乾燥炉39では、第1多孔層11に塗布された親水性樹脂組成物液(液層)から媒質を除去して塗布層を形成することができる。媒質を除去する方法は特に限定されないが、加熱された空気等を通風させることによって媒質を蒸発除去させ、塗布層を乾燥させる方法が好ましい。具体的には、例えば、乾燥炉39内を所定温度及び所定湿度に調節し、乾燥炉39内に、親水性樹脂組成物液が塗布された第1多孔層11を搬入し、第1多孔層11上の親水性樹脂組成物液から媒質を蒸発除去すればよい。乾燥炉39での乾燥温度は、親水性樹脂組成物液に含まれる媒質と第1多孔層11の種類とに応じて適宜決定すればよい。通常、媒質の凝固点よりも高く、かつ、第1多孔層11をなす材料の融点よりも低い温度とすることが好ましく、一般に60℃~200℃の範囲が好適である。また、乾燥炉39内を区画分けし、それぞれの区画を異なる温度に設定して乾燥工程を行ってもよい。この場合、出入口部分の区画の温度は中央部分の区画の温度よりも低いことが好ましい。
 塗布層形成工程(S3)では、上記した親水性樹脂組成物液の塗布及び乾燥を2回以上繰り返して、2層以上の塗布層を有する親水性樹脂組成物層を形成してもよい。親水性樹脂組成物層が2層以上の塗布層からなることにより、親水性樹脂組成物層15のムラ等に起因するピンホールの発生を抑制することができる。2層以上の塗布層として形成する場合、親水性樹脂組成物液の組成や塗布量等の塗工条件及び乾燥条件は、各塗布層において互いに異なっていてもよく、同一であってもよい。
 (積層工程(S4))
 積層工程(S4)は、塗布層形成工程(S2)において第1多孔層11上に形成された塗布層に、第2多孔層12を積層して積層体18を形成する工程である。第2多孔層12は、塗布層の第1多孔層11とは反対側に積層される。積層工程(S4)では、例えば図3に示すように、第2多孔層12をロール状に巻取った第2多孔層巻回体12aから連続的に第2多孔層12を巻出し、第1多孔層11上に形成された塗布層の露出面上に積層して積層体18を形成する。第2多孔層巻回体12aは、長さ10m以上の第2多孔層12を巻取ったものであることが好ましく、1つのガス分離膜エレメントの製造に必要な酸性ガス分離膜シートの単位長さの整数倍以上であることがより好ましい。
 積層工程(S4)に続いて、この積層体18をロール状に巻取る工程を行い、積層体巻回体18aを形成してもよい。
 (温調工程)
 温調工程は、脱泡工程(S2)の前に親水性樹脂組成物液を所定温度に調整するために行われる。これにより、せん断印加工程(S2a)や静置工程(S2b)における親水性樹脂組成物液の脱泡の効率を向上させることができる。上記所定温度は、親水性樹脂組成物液に含まれる媒質が沸騰しない温度であれば特に限定されないが、上記の塗布層形成工程(S3)における親水性樹脂組成物液の温度よりも高いことが好ましく、親水性樹脂組成物液を調製する際の温度よりも高いことが好ましい。上記所定温度は、例えば、90℃未満であることが好ましく、85℃以下であることがより好ましく、80℃以下であることがさらに好ましく、通常25℃以上である。温調工程は、例えば、図3に示す撹拌タンク32で行うことができる。
 せん断印加工程(S2a)及び静置工程(S2b)を行う間、親水性樹脂組成物液を温調工程で調整された所定温度に維持することが好ましい。そのため、温調された親水性樹脂組成物液の温度を可能な限り一定に保つために、撹拌タンク32、フィルター33、脱泡タンク34、及び、撹拌タンク32から脱泡タンク34に親水性樹脂組成物液を送液するためのフィルター33や配管は、熱媒流通ジャケットや断熱材等を備えることが好ましい。
 (検査工程)
 検査工程は、脱泡工程(S2)と塗布層形成工程(S3)との間に行う工程である。検査工程では、親水性樹脂組成物液に混入した気泡を確認する。酸性ガス分離膜シート10の製造方法において、検査工程は設けても設けなくてもよいが、検査工程を設けることによって、分離性能に優れた酸性ガス分離膜シート10を高い歩留まりで製造しやすくなる。検査工程では、気泡とともに異物を検出することもできる。
 脱泡工程(S2)を経た親水性樹脂組成物液は、例えば図3に示すように、塗布層形成工程(S3)に向けて配管35内に送出されるため、検査工程は、配管35内に送出された親水性樹脂組成物液に対して行うことが好ましい。検査工程では、図3に示すように、脱泡タンク34からポンプ等によって脱泡タンク34から送出されて配管35内を流通している親水性樹脂組成物液を撮像する工程(以下、「撮像工程」という。)と、撮像工程で得られた画像を用いて親水性樹脂組成物液に混入している気泡を検出する工程(以下、「気泡検出工程」という。)とを含むことが好ましい。さらに、検査工程は、気泡検出工程での気泡の検出結果に基づいて、配管35内を流通している親水性樹脂組成物液の塗布液タンク37への供給を制御する工程(以下、「供給制御工程」という。)を含むことが好ましい。
 図4(a)及び(b)は、撮像工程での撮像方法を説明するための模式図である。撮像工程では、カメラ等の撮像装置41を用いて、配管35内を流通している親水性樹脂組成物液を撮像する。撮像工程は、例えば図4(a)及び(b)に示すように、撮像装置41のほか、配管35内の親水性樹脂組成物液に対して、可視光及び/又は赤外光を照射する光源44と、配管35を挟んで光源44の反対側に配置されたミラー等の反射板45とを用いて行うことが好ましい。撮像工程では、配管35内の親水性樹脂組成物液の気泡を検出するため、配管35は、光源44から可視光及び/又は赤外光を透過することができる光透過性を有していることが好ましい。また、反射板45は、光源44から直接、反射板45に入射した可視光及び/又は赤外光を反射させ、この反射光が配管35内の親水性樹脂組成物液を照射するように、その位置及び角度が調整されていることが好ましく、光源44から配管35内の親水性樹脂組成物液を透過して反射板45に入射した可視光及び/又は赤外光も配管35内の親水性樹脂組成物液を再び照射するように、その位置及び角度が調整されていることがより好ましい。また、反射板45は、撮像装置41が直接撮像することができない配管35の側面(撮像装置41と対向する側面とは反対側に位置する側面や、撮像装置41と配管35とが対向する方向に対して垂直方向に位置する側面)から観察した親水性樹脂組成物液の像が映るように、反射板45の位置及び角度が調整されていてもよい。
 撮像装置41は、光源44が可視光及び/又は赤外光を照射している親水性樹脂組成物液ではなく、照射された可視光及び/又は赤外光が伝播している親水性樹脂組成物液を撮像する。また、撮像装置41は、反射板45に映った像(反射板45からの反射像)も同時に撮像してもよく、この場合、反射板45には撮像装置41が直接撮像することができない側面から配管35内の親水性樹脂組成物液を観察した像が映っている。
 図4(a)及び(b)において光源44は一方向から可視光及び/又は赤外光の照射を行っているが、複数の光源を設けて、複数方向から可視光及び/又は赤外光の照射を行うようにしてもよい。また、図4(a)及び(b)において撮像装置41は一方向から撮像を行っているが、複数の撮像装置を設けて、複数方向から配管内の親水性樹脂組成物液を撮像するようにしてもよい。
 気泡検出工程では、撮像装置41によって撮像された画像を用いて、配管35内の親水性樹脂組成物液に混入している気泡を検出する。気泡の検出は、撮像装置41によって撮像された画像を、例えば、各画素の濃度値があらかじめ設定した閾値以上であるか、閾値より小さいかに基づいて、各画素を異常部と正常部とに二分する2値化処理法を用いて解析することによって行うことができる。気泡検出工程では、気泡の検出とともに、親水性樹脂組成物液に混入した異物を検出することもできる。
 供給制御工程では、気泡検出工程において検出された気泡の検出量に基づいて、親水性樹脂組成物液の塗布層形成工程(S3)への供給を制御する。供給制御工程では、上記異常部の検出量が閾値以下である親水性樹脂組成物液を塗布層形成工程(S3)に供給するように制御する。上記異常部の検出量が閾値を超えた親水性樹脂組成物液は、塗布層形成工程(S3)に供給されないように制御することが好ましい。
 このような親水性樹脂組成物液の供給の制御は、例えば、配管に設けられた弁36を切替えることによって行うことができる。例えば、撮像装置41によって撮像された配管35内の親水性樹脂組成物液が弁36を通過するタイミングに合わせて弁36を切替えて、上記異常部の検出量が閾値以下である親水性樹脂組成物液を塗布層形成工程(S3)に供給し、上記異常部の検出量が閾値を超える親水性樹脂組成物液を塗布層形成工程(S3)に供給しないように制御すればよい。撮像工程及び気泡検出工程は、親水性樹脂組成物液を連続的に送液しながら行うため、供給制御工程も、配管に設けられた弁36等を用いることにより、親水性樹脂組成物液の送液を制御することが好ましい。異常部の検出量の閾値は、親水性樹脂組成物層15に気泡痕や空孔等の異常が生じないように任意に選定すればよい。
 供給制御工程において塗布層形成工程(S3)に供給された親水性樹脂組成物液は、例えば図3に示すスロットダイ38の送液方向上流側に設けられた塗布液タンク37に貯留され、この塗布液タンク37からスロットダイ38に連続的に供給することができる。また、塗布層形成工程(S3)に供給されなかった親水性樹脂組成物液は、例えば回収タンク(図示せず)に回収されて、図3に示す撹拌タンク32に供給されてもよく、回収タンクを経ることなく直接撹拌タンク32に供給されてもよい。撹拌タンク32に供給された親水性樹脂組成物液は、再び脱泡工程(S2)を経て、親水性樹脂組成物層15を形成するために用いることができる。
 (その他の工程)
 酸性ガス分離膜シートの製造方法は、上記した工程以外のその他の工程を有していてもよい。その他の工程としては、塗布層形成工程(S3)において、第1多孔層11上に塗布された親水性樹脂組成物液を塗布して形成された液層を検査する液層検査工程、積層工程(S4)に続いて設けられる、塗布層形成工程(S3)で形成された塗布層中の媒質をさらに除去するために行う追乾燥工程等を挙げることができる。
 液層検査工程は、第1多孔層11上の液層に含まれる溶媒の除去に先立って、第1多孔層の液層の表面及び/又は内部に存在する、気泡、気泡痕、異物等の異常を検出する工程である。液層検査工程では、カメラ等の液層撮像装置42を用いて、第1多孔層11上の液層を撮像し、得られた画像を、上記した2値化処理法等によって解析することにより、液層の表面及び/又は内部に存在する異常を検出することができる。液層検査工程で閾値を超える異常が検出された部分にはマーキングが行われ、酸性ガス分離膜シート10を用いてガス分離膜エレメントを製造する際に、異常の検出量が多い部分(マーキング部分)を除去し、異常の検出量が少ない部分を効率的に抽出することができる。
 追乾燥工程は、例えば図5に示すように、積層体巻回体18aから積層体18を連続的に巻出し、追乾燥炉49に搬送して塗布層からさらに媒質を除去することができる。追乾燥炉49としては、上記した乾燥炉39と同様のものを用いることができ、追乾燥を行う際の乾燥温度は、親水性樹脂組成物液に含まれる媒質と第1多孔層11及び第2多孔層12の種類とに応じて適宜決定すればよい。通常、媒質の凝固点よりも高く、かつ、第1多孔層11及び第2多孔層12をなす材料の融点よりも低い温度とすることが好ましく、一般に60℃~200℃の範囲が好適である。追乾燥炉49から搬出された積層体18は、再びロール状に巻取ることができる。
 上記では、積層工程(S4)に続いて、積層体18をロール状に巻取る巻取り工程を設ける場合を例に挙げて説明したが、積層体18を巻取り工程を行うことなく追乾燥炉に搬送して、追乾燥を行うようにしてもよい。
 (酸性ガス分離膜シートの製造装置)
 上記したように、酸性ガス分離膜シート10の製造方法は、例えば図3に示す酸性ガス分離膜シート10の製造装置で行うことができる。酸性ガス分離膜シート10の製造装置は、
 第1多孔層11と、親水性樹脂組成物層15と、第2多孔層12とをこの順に含む酸性ガス分離膜シートの製造装置であって、
 親水性樹脂組成物層15を形成するための親水性樹脂組成物液に含まれる気泡を除去するための気泡除去部と、
 ロール状の第1多孔層巻回体11aから第1多孔層11を巻出すための第1多孔層巻出し部と、
 親水性樹脂組成物液を第1多孔層11上に塗布し、第1多孔層11上に塗布層を形成するための塗布部と、
 ロール状の第2多孔層巻回体12aから第2多孔層を巻出すための第2多孔層巻出し部と、
 塗布層上に第2多孔層12を積層して積層体を形成するための積層部と、
 積層体をロール状に巻取るための積層体巻取り部と、を有し、
 親水性樹脂組成物は、親水性樹脂と媒質とを含み、
 気泡除去部は、
  親水性樹脂組成物液にせん断を与えるためのせん断印加部と、
  親水性樹脂組成物液を静置するための静置部と、を有する。
 また、酸性ガス分離膜シート10の製造装置は、さらに、塗布部に供給する親水性樹脂組成物液に混入している気泡を確認するための気泡確認部と、気泡確認部による確認結果に基づいて、塗布部への親水性樹脂組成物液の供給を制御するための制御部とを有することができる。
 気泡除去部は、脱泡工程(S2)を行うための装置であり、せん断印加工程(S2a)を行うためのせん断印加部と、静置工程(S2b)を行うための静置部とを備えている。せん断印加部としては、例えば図3に示す撹拌タンク32やフィルター33を挙げることができる。また、せん断印加部は、フィルター33に親水性樹脂組成物液を送液するポンプ等を備えていてもよい。撹拌タンク32は、撹拌タンク32内を減圧するための、減圧ポンプや真空ポンプ等の減圧装置を備えていてもよい。また、撹拌タンク32及びフィルター33は、上記した温調工程を行うための温調装置を備えていてもよく、温調装置としては、例えば熱媒流通ジャケットや断熱材等を挙げることができる。静置部は、親水性樹脂組成物液を静置することができれば特に限定されず、例えば図3に示す脱泡タンク34のほか、せん断を印加させない状態で用いる撹拌タンク32であってもよい。静置部は、撹拌タンク32内や脱泡タンク34内を減圧するための、減圧ポンプや真空ポンプ等の減圧装置を備えていてもよい。また、撹拌タンク32内や脱泡タンク34内を加温するための、熱媒流通ジャケット、抵抗発熱装置、誘導加熱装置、マイクロ波照射装置等の加温装置を備えていてもよい。
 第1多孔層巻出し部は、ロール状の第1多孔層巻回体から第1多孔層を巻出す工程を行うための装置である。第1多孔層巻出し部は、第1多孔層巻回体11aを回転可能に支持するための支持体のほか、第1多孔層11を巻出すために第1多孔層巻回体11aを回転駆動するための駆動源や、第1多孔層巻回体11aから第1多孔層11を繰り出すためのニップロールやサクションロール等の搬送ロール等を有していてもよい。
 塗布部は、塗布層形成工程(S3)を行うための装置である。塗布部は、例えば図3に示す塗布液タンク37、スロットダイ38等の塗布装置、乾燥炉39等を備えることができる。
 第2多孔層巻出し部は、ロール状の第2多孔層巻回体から第2多孔層を巻出す工程を行うための装置である。第2多孔層巻出し部は、第2多孔層巻回体12aを回転可能に支持するための支持体のほか、第2多孔層12を巻出すために第2多孔層巻回体12aを回転駆動するための駆動源や、第2多孔層巻回体12aから第2多孔層12を繰り出すためのニップロールやサクションロール等の搬送ロール等を有していてもよい。
 積層部は、例えば図3に示すように、塗布層が形成された第1多孔層11と第2多孔層12とを積層するためのニップロール等を備えることができる。積層体巻取り部は、積層体をロール状に巻取る工程を行うための装置である。積層体巻取部は、積層体が巻取られた積層体巻回体18aを回転可能に支持するための支持体、積層体を巻取るために積層体巻回体18aを回転駆動するための駆動源等を有していてもよい。
 気泡確認部及び制御部は、検査工程を行うための装置である。気泡確認部は、撮像工程及び気泡検出工程を行うための装置を備えることができ、例えば図3に示す撮像装置41、図4に示す光源44や反射板45、撮像した画像を2値化処理して気泡を検出する2値化処理部等を有することができる。制御部は、供給制御工程を行うための装置を備えることができ、例えば、図3に示す弁36、この弁36を駆動するための駆動源等を備えることができる。
 酸性ガス分離膜シート10の製造装置は、さらに、液層検査工程を行うための液層検査部、追乾燥工程をおこなうための追乾燥部等を備えていてもよい。
 (ガス分離膜エレメント)
 酸性ガス分離膜シート10は、スパイラル型、平膜型、プリーツ型、プレートアンドフレーム型等の公知のガス分離膜エレメントに用いることができる。
 ガス分離膜エレメントとして、スパイラル型ガス分離膜エレメントを用いる場合を例に挙げて説明する。図7は、スパイラル型のガス分離膜エレメントを展開して示す、一部切欠き部分を設けた概略の斜視図である。また、図8は、ガス分離膜エレメント1を示す、一部展開部分を設けた概略の斜視図である。
 スパイラル型のガス分離膜エレメント1は、
 酸性ガスを含む原料ガスが流れる供給側流路部材3と、
 供給側流路部材3を流れる原料ガスに含まれる酸性ガスを選択的に分離して透過させる酸性ガス分離膜シート10と、
 酸性ガス分離膜シート10を透過した酸性ガスを含む透過ガスが流れる透過側流路部材4と、
 原料ガスと透過ガスとの混合を防止するための封止部と、
 透過側流路部材4を流れる透過ガスを収集する中心管5と、を有し、
 供給側流路部材3と、酸性ガス分離膜シート10と、透過側流路部材4とをそれぞれ少なくとも1以上積層したエレメント用積層体が、中心管5に巻回された巻回体を備えることができる。巻回体は、円筒状、角筒状等の任意の形状であってもよい。
 ガス分離膜エレメント1は、さらに、巻回体の巻戻しや巻崩れを防止するために、外周テープやテレスコープ防止板等の固定部材(図示せず)を備えていてもよく、ガス分離膜エレメント1にかかる内圧及び外圧による負荷に対する強度を確保するために、巻回体の最外周にアウターラップ(補強層)を有していてもよい。
 供給側流路部材3及び透過側流路部材4は、原料ガス及び酸性ガス分離膜シート10を透過した透過ガスの乱流(膜面の表面更新)を促進して、原料ガス中の透過ガスの膜透過速度を増加させる機能と、供給される原料ガス及び酸性ガス分離膜シート10を透過した透過ガスの圧力損失をできるだけ小さくする機能とを有していることが好ましい。供給側流路部材3及び透過側流路部材4は、原料ガス及び透過ガスの流路を形成するスペーサとしての機能と、原料ガス及び透過ガスに乱流を生じさせる機能とを備えていることが好ましいことから、網目状(ネット状、メッシュ状等)のものが好適に用いられる。網目の単位格子の形状は、網目の形状によりガスの流路が変わることから、目的に応じて、例えば、正方形、長方形、菱形、平行四辺形等の形状から選択されることが好ましい。供給側流路部材3及び透過側流路部材4の材質としては、特に限定されないが、ガス分離膜エレメント1が設けられるガス分離装置の運転温度条件に耐え得る耐熱性を有する材料が好ましい。
 封止部は、原料ガスと透過ガスとの混合を防止するために設けられ、例えば透過側流路部材4及び酸性ガス分離膜シート10に封止材料が浸透して硬化することにより形成することができる。封止部は、通常、巻回体の中心管5の軸に平行な方向の両端に位置する端部、及び、中心管5の軸に直交する方向の両端に位置する端部のうち、中心管5と端部との距離が長い側の端部に設けられて、いわゆるエンベロープ状をなすことができる。封止部は、一般に接着剤として用いられる材料を用いることができ、例えば、エポキシ系樹脂等を用いることができる。
 中心管5は、酸性ガス分離膜シート10を透過した透過ガスを収集して、ガス分離膜エレメント1から排出するための導管である。中心管5は、ガス分離膜エレメント1が設けられるガス分離装置の使用温度条件に耐え得る耐熱性を有し、エレメント用積層体の巻き付けに耐え得る機械的強度を有する材料であることが好ましい。中心管5は、図8に示すように、その外周面に透過側流路部材4で形成される透過ガスの流路空間と中心管5内部の中空空間とを連通させる複数の孔50を有している。
 ガス分離膜エレメント1はガス分離膜モジュールに用いることができ、ガス分離膜モジュールは、ガス分離膜エレメント1を1基以上有する。ガス分離膜モジュールは、酸性ガス分離膜シートに原料ガスを供給する原料ガス供給口(図8に示す供給側端部51と連通する部分)、酸性ガス分離膜シートを透過した透過ガスを排出する透過ガス排出口(図8に示す排出口52と連通する部分)、及び酸性ガス分離膜シートを透過しなかった原料ガスを排出する非透過ガス排出口(図8に示す排出側端部53と連通する部分)を備えている。上記の原料ガス供給口、非透過ガス排出口及び透過ガス排出口は、ガス分離膜エレメントの本体に設けられてもよく、ガス分離膜エレメントを収納する容器(以下、「ハウジング」ということがある。)に設けられてもよい。
 ハウジングは、分離膜モジュール内を流通する原料ガスを封入するための空間を形成することができ、例えばステンレス等の筒状部材と、この筒状部材の軸方向両端を閉塞するための閉塞部材とを有していてもよい。ハウジングは、円筒状、角筒状等の任意の筒状形状であってもよいが、ガス分離膜エレメント1は通常、円筒状であることから、円筒状であることが好ましい。また、ハウジングの内部には、供給側端部51に供給される原料ガスと、ガス分離膜エレメント1に備えられた酸性ガス分離膜シート10を透過しなかった非透過ガスとの混合を防止するための仕切りを設けることができる。
 ハウジング内に2以上のガス分離膜エレメント1を配置する場合、各ガス分離膜エレメント1に供給される原料ガスは、並列に供給されてもよく、直列に供給されてもよい。ここで、原料ガスを並列に供給するとは、少なくとも原料ガスを分配して複数のガス分離膜エレメントに導入することをいい、原料ガスを直列に供給するとは、少なくとも前段のガス分離膜エレメント1から排出された透過ガス及び/又は非透過ガスを、後段のガス分離膜エレメント1に導入することをいう。
 以下、実施例及び比較例を示して本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの例によって限定されるものではない。
 [粘度の測定]
 実施例及び比較例で用いた親水性樹脂組成物液の温度25℃、せん断速度0.1s-1における粘度は、レオメータ(TAインスツルメント(株)製;商品名:「AR2000ex」)により測定した。
 [接触角の測定]
 実施例及び比較例で用いた第2多孔層における水の接触角は、接触角計(協和界面科学(株)製;商品名:「DropMaster500」)を用いて、25℃の条件下で測定した。
 [皺の評価]
 実施例及び比較例で得られた酸性ガス分離膜シートを巻出して、50mあたりの皺の数を目視で数えて、皺の数が0である場合を非常に良好とし、皺の数が1~2である場合を良好とし、皺の数が3以上である場合を不良と判断した。
 〔実施例1〕
 (準備工程)
 媒質としての水161.38質量部と、親水性樹脂としての架橋ポリアクリル酸(住友精化(株)製;商品名:アクペック「HV-501」)4質量部及び非架橋ポリアクリル酸(住友精化(株)製;商品名:アクパーナ「AP-40F(40%Na鹸化)」)0.8質量部とを原料タンク31に仕込み、親水性樹脂を水に分散させた分散液を得た。この分散液に、50%水酸化セシウム水溶液38.09質量部を添加し混合した後、添加剤として10%界面活性剤(AGCセイミケミカル(株)製;商品名:サーフロン「S-242」)水溶液1.2質量部を加えて混合して、親水性樹脂組成物液を得た。得られた親水性樹脂組成物液について上記の手順で粘度を測定したところ、160Pa・sであった。
 (脱泡工程-1)
 図3に示すように、準備工程で得られた親水性樹脂組成物液を原料タンク31から回転翼型の撹拌機を備えた撹拌タンク32に移送し、撹拌タンク32内で親水性樹脂組成物液を温度30±3℃となるように加温した(温調工程)。その後、撹拌タンク32内において、温度を30±1℃に維持して4時間撹拌した(撹拌工程)。撹拌タンク32の詳細及び撹拌条件は以下のとおりである。
・撹拌タンクの容量:1m
・撹拌タンクの径:1.0m
・回転翼の翼径:0.8m
・回転翼の翼形状:アンカー翼
・翼回転数:20rpm
・せん断速度:8s-1
 続いて、撹拌を停止した後、撹拌タンク32を4.6kPaA(Aは絶対圧を示す。)に減圧し、温度を30±1℃に維持して18時間静置した(静置工程-1)。
 (脱泡工程-2)
 静置工程-1の後、温度を30±1℃に維持しながら撹拌タンク32を大気圧に復圧し、図3に示すように、撹拌タンク32から親水性樹脂組成物液を送出してフィルター33に通し(濾過工程)、脱泡タンク34に導入した。フィルターの詳細及び濾過条件は以下のとおりである。
・フィルター:PP製デプスフィルター(目開き:50μm)((株)ロキテクノ製;商品名:スロープピュア フィルターカートリッジ「SHP-500」)
・流量:0.12m/h
・濾過面積:0.18m
・せん断速度:30s-1
 続いて、親水性樹脂組成物液が導入された脱泡タンク34を4.6kPaA(Aは絶対圧を示す。)に減圧し、温度を30±1℃に維持して20時間静置した(静置工程-2)。
 (検査工程)
 その後、脱泡タンク34と塗布液タンク37とを繋ぐ配管35に、図4(a)及び(b)に示すように撮像装置(IDS Imaging Development Systems製;商品名:uEye CP「UI-3240CP-M-GL」)、光源(アイテックシステム(株)製;商品名:Power-Eye「LSP68x240W-ST」)、及び、反射板を配置し、配管内を送液されている親水性樹脂組成物液を撮像した(撮像工程)。得られた画像を2値化処理して解析して、配管内を送液されている親水性樹脂組成物液中の気泡の検出を行い(気泡検出工程)、配管に設けられた弁を切替えることにより、気泡が検出されなかった親水性樹脂組成物液をスロットダイ38の送液方向上流側に設けられた塗布液タンク37に供給し、気泡が検出された親水性樹脂組成物液は回収タンクに回収した(供給制御工程)。
 (塗布層形成工程)
 第1多孔層11として疎水性PTFE多孔膜(住友電工ファインポリマー社製;商品名:ポアフロン「HP-010-50」)を用い、第1多孔層巻回体11aから巻出された第1多孔層11の一方の面上に、上記で得られた親水性樹脂組成物液を温度20~25℃で塗布して液層を形成した。その後、親水性樹脂組成物液が塗布された第1多孔層11を乾燥炉39に搬送し、温度約120℃で約20分間乾燥して塗布層を形成した。
 (積層工程)
 続いて、環境湿度が60%RH~65%RHの範囲に調節された部屋の中で、第2多孔層12として上記第1多孔層11に用いたものと同じ疎水性PTFE多孔膜を用い、第2多孔層巻回体12aから巻き出された第2多孔層12を、第1多孔層11上の塗布層に積層して積層体18を形成し、この積層体18をロール状に巻取った。上記した方法を用いて、第2多孔層12における水の接触角を測定したところ、温度25℃において125度であった。
 (追乾燥工程)
 図5に示すように、ロール状に巻取った積層体18を巻出し、追乾燥炉49に搬送して、温度約120℃で約20分間乾燥してロール状に巻取って酸性ガス分離膜シートを得た。得られた酸性ガス分離膜シートについて、皺の評価を行った。その結果を表1に示す。
 〔実施例2〕
 脱泡工程-2及び検査工程を行わなかったこと以外、実施例1と同様の手順で酸性ガス分離膜シートを得た。得られた酸性ガス分離膜シートの皺の評価の結果は、表1に示すとおりである。
 〔比較例1〕
 脱泡工程-1、脱泡工程-2及び検査工程を行わなかったこと以外、実施例1と同様の手順で酸性ガス分離膜シートを得た。得られた酸性ガス分離膜シートについて、皺の評価を行った。その結果を表1に示す。
 〔比較例2〕
 脱泡工程において、脱泡工程-1、及び検査工程を行わず、脱泡工程-2の静置工程-2のみを行ったこと以外、実施例1と同様の手順で酸性ガス分離膜シートを得た。得られた酸性ガス分離膜シートについて、皺の評価を行った。その結果を表1に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 1 ガス分離膜エレメント、3 供給側流路部材、4 透過側流路部材、5 中心管、10 酸性ガス分離膜シート、11 第1多孔層、11a 第1多孔層巻回体、12 第2多孔層、12a 第2多孔層巻回体、15 親水性樹脂組成物層、18 積層体、 18a 積層体巻回体、31 原料タンク、32 撹拌タンク、33 フィルター、34 脱泡タンク、35 配管、36 弁、37 塗布液タンク、38 スロットダイ、39 乾燥炉、41 撮像装置、42 液層撮像装置、44 光源、45 反射板、49 追乾燥炉、50 孔、51 供給側端部、52 排出口、53 排出側端部、90 酸性ガス分離膜シート、91 第1多孔層、92 第2多孔層、95 親水性樹脂組成物層。

Claims (18)

  1.  第1多孔層と、親水性樹脂組成物層と、第2多孔層とをこの順に含む酸性ガス分離膜シートの製造方法であって、
     前記親水性樹脂組成物層を形成するための親水性樹脂組成物液を準備する工程と、
     前記親水性樹脂組成物液に含まれる気泡を除去する工程と、
     前記第1多孔層上に前記親水性樹脂組成物液を塗布して、前記第1多孔層上に塗布層を形成する工程と、
     前記塗布層上に前記第2多孔層を積層して積層体を形成する工程と、を含み、
     前記親水性樹脂組成物液は、親水性樹脂と媒質とを含み、
     前記気泡を除去する工程は、
      前記親水性樹脂組成物液にせん断を与える工程と、
      前記親水性樹脂組成物液を静置する工程と、を含む、酸性ガス分離膜シートの製造方法。
  2.  前記塗布層を形成する工程に前記第1多孔層を供給するために、ロール状の第1多孔層巻回体から前記第1多孔層を巻出す工程と、
     前記積層体を形成する工程に前記第2多孔層を供給するために、ロール状の第2多孔層巻回体から前記第2多孔層を巻出す工程と、
     前記積層体をロール状に巻取る工程と、を含む、請求項1に記載の酸性ガス分離膜シートの製造方法。
  3.  前記親水性樹脂組成物液は、温度25℃、せん断速度0.1s-1における粘度が100Pa・s以上である、請求項1又は2に記載の酸性ガス分離膜シートの製造方法。
  4.  前記親水性樹脂組成物液は、さらに、酸性ガスと可逆的に反応する物質を含む、請求項1~3のいずれか1項に記載の酸性ガス分離膜シートの製造方法。
  5.  前記気泡を除去する工程は、前記せん断を与える工程と前記静置する工程とを、1回行うか2回以上繰り返して行う、請求項1~4のいずれか1項に記載の酸性ガス分離膜シートの製造方法。
  6.  前記気泡を除去する工程は、前記静置する工程を最後に行う、請求項1~5のいずれか1項に記載の酸性ガス分離膜シートの製造方法。
  7.  前記せん断を与える工程は、前記親水性樹脂組成物液を撹拌する工程、及び、前記親水性樹脂組成物液を濾過する工程の少なくとも一方を含む、請求項1~6のいずれか1項に記載の酸性ガス分離膜シートの製造方法。
  8.  前記静置する工程は、減圧雰囲気下で行われる、請求項1~7のいずれか1項に記載の酸性ガス分離膜シートの製造方法。
  9.  前記減圧雰囲気における圧力は、前記媒質の蒸気圧の1.01倍以上である、請求項8に記載の酸性ガス分離膜シートの製造方法。
  10.  前記気泡を除去する工程の前に、前記親水性樹脂組成物液を所定温度に調整する工程を含む、請求項1~9のいずれか1項に記載の酸性ガス分離膜シートの製造方法。
  11.  前記所定温度は、90℃未満である、請求項10に記載の酸性ガス分離膜シートの製造方法。
  12.  さらに、前記気泡を除去する工程と前記塗布層を形成する工程との間に、前記親水性樹脂組成物液に混入した気泡を確認する工程を含む、請求項1~11のいずれか1項に記載の酸性ガス分離膜シートの製造方法。
  13.  さらに、前記気泡を除去する工程を経た前記親水性樹脂組成物液を送出する工程を含み、
     前記気泡を確認する工程は、
      前記送出する工程で送出されている前記親水性樹脂組成物液を撮像する工程と、
      前記撮像する工程で得られた画像を用いて前記親水性樹脂組成物液に混入した気泡を検出する工程と、を含む、請求項12に記載の酸性ガス分離膜シートの製造方法。
  14.  さらに、前記気泡を検出する工程での検出結果に基づいて、前記送出する工程によって行われる前記親水性樹脂組成物液の前記塗布層を形成する工程への供給を制御する工程を有し、
     前記制御する工程は、気泡の検出量が閾値以下である前記親水性樹脂組成物液を前記塗布層を形成する工程に供給するように制御する、請求項13に記載の酸性ガス分離膜シートの製造方法。
  15.  前記第2多孔層における水の接触角は、温度25℃において90度以上である、請求項1~14のいずれか1項に記載の酸性ガス分離膜シートの製造方法。
  16.  前記第2多孔層は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート、フッ素含有樹脂、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る1種以上の樹脂を含む、請求項1~15のいずれか1項に記載の酸性ガス分離膜シートの製造方法。
  17.  第1多孔層と、親水性樹脂組成物層と、第2多孔層とをこの順に含む酸性ガス分離膜シートの製造装置であって、
     前記親水性樹脂組成物層を形成するための親水性樹脂組成物液に含まれる気泡を除去するための気泡除去部と、
     ロール状の第1多孔層巻回体から前記第1多孔層を巻出すための第1多孔層巻出し部と、
     前記親水性樹脂組成物液を前記第1多孔層上に塗布し、前記第1多孔層上に塗布層を形成するための塗布部と、
     ロール状の第2多孔層巻回体から前記第2多孔層を巻出すための第2多孔層巻出し部と、
     前記塗布層上に前記第2多孔層を積層して積層体を形成するための積層部と、
     前記積層体をロール状に巻取るための積層体巻取り部と、を有し、
     前記親水性樹脂組成物液は、親水性樹脂と媒質とを含み、
     前記気泡除去部は、
      前記親水性樹脂組成物液にせん断を与えるためのせん断印加部と、
      前記親水性樹脂組成物液を静置するための静置部と、を有する、酸性ガス分離膜シートの製造装置。
  18.  さらに、前記塗布部に供給する前記親水性樹脂組成物液に混入している気泡を確認するための気泡確認部と、
     前記気泡確認部による確認結果に基づいて、前記塗布部への前記親水性樹脂組成物液の供給を制御するための制御部とを有する、請求項17に記載の酸性ガス分離膜シートの製造装置。
PCT/JP2018/040090 2017-11-15 2018-10-29 酸性ガス分離膜シートの製造方法及び製造装置 Ceased WO2019097995A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16/761,396 US20210001280A1 (en) 2017-11-15 2018-10-29 Manufacturing method and manufacturing apparatus for acidic gas separation membrane sheet
EP18878556.2A EP3711845B1 (en) 2017-11-15 2018-10-29 Method and apparatus for producing acidic gas separation membrane sheet
CN201880074138.2A CN111356517A (zh) 2017-11-15 2018-10-29 酸性气体分离膜片的制造方法和制造装置

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017-220270 2017-11-15
JP2017220270A JP7089356B2 (ja) 2017-11-15 2017-11-15 酸性ガス分離膜シートの製造方法及び製造装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2019097995A1 true WO2019097995A1 (ja) 2019-05-23

Family

ID=66539507

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2018/040090 Ceased WO2019097995A1 (ja) 2017-11-15 2018-10-29 酸性ガス分離膜シートの製造方法及び製造装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20210001280A1 (ja)
EP (1) EP3711845B1 (ja)
JP (1) JP7089356B2 (ja)
CN (1) CN111356517A (ja)
WO (1) WO2019097995A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115369505A (zh) * 2022-07-08 2022-11-22 株洲时代新材料科技股份有限公司 一种多级分散盘沉析成型装置及成型工艺、沉析纤维沉析纯化装置及其工艺

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6648092B2 (ja) 2017-11-15 2020-02-14 住友化学株式会社 酸性ガス分離膜シート及びその製造方法
KR102161292B1 (ko) * 2017-11-24 2020-09-29 주식회사 엘지화학 불소계 수지 다공성 막 및 그 제조방법
JP2021094495A (ja) * 2019-12-13 2021-06-24 住友化学株式会社 分離膜シート、分離膜エレメント、分離膜モジュール、及び分離装置
US12350624B2 (en) * 2020-07-06 2025-07-08 Renaissance Energy Research Corporation Gas separation method and apparatus
EP4309770A4 (en) * 2021-03-17 2025-02-26 Nitto Denko Corporation METHOD FOR MANUFACTURING SEPARATION FILM AND SEPARATION FILM

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0286581A (ja) 1988-09-20 1990-03-27 Hitachi Elevator Eng & Service Co Ltd 昇降機の遠隔監視制御装置
JPH0788171A (ja) 1993-06-18 1995-04-04 Sanyo Chem Ind Ltd 紙おむつ用吸収剤組成物
JP2879057B2 (ja) 1995-03-10 1999-04-05 工業技術院長 二酸化炭素分離促進輸送膜
JP2003268009A (ja) 2002-03-18 2003-09-25 Sumitomo Seika Chem Co Ltd カルボキシル基含有水溶性重合体の製造方法
JP2009195900A (ja) 2008-01-24 2009-09-03 Renaissance Energy Research:Kk 二酸化炭素分離装置
JP2013049042A (ja) 2011-01-12 2013-03-14 Fujifilm Corp 二酸化炭素分離膜形成用組成物、二酸化炭素分離膜及びその製造方法、並びに二酸化炭素分離装置
JP2014069146A (ja) * 2012-09-28 2014-04-21 Fujifilm Corp 酸性ガス分離用複合体の製造方法、酸性ガス分離用複合体、及び酸性ガス分離モジュール
JP2015071712A (ja) * 2013-10-03 2015-04-16 コニカミノルタ株式会社 塗布液の製造方法
WO2016024523A1 (ja) 2014-08-11 2016-02-18 住友化学株式会社 Co2ガス分離膜用組成物、co2ガス分離膜及びその製造方法並びにco2ガス分離膜モジュール
JP2016117045A (ja) * 2014-12-23 2016-06-30 住友化学株式会社 二酸化炭素分離膜の製造方法、二酸化炭素分離膜用樹脂組成物、二酸化炭素分離膜モジュール及び二酸化炭素分離装置
JP2016193394A (ja) * 2015-03-31 2016-11-17 王子ホールディングス株式会社 塗工体、及び塗工体の製造方法
WO2017094473A1 (ja) * 2015-11-30 2017-06-08 帝人株式会社 複合膜の製造方法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5480554A (en) * 1992-05-13 1996-01-02 Pall Corporation Integrity-testable wet-dry-reversible ultrafiltration membranes and method for testing same
US20080248591A1 (en) * 2006-08-22 2008-10-09 Alan Joseph Bauer Gas bubble biosensor
US9799870B2 (en) * 2012-03-30 2017-10-24 Toray Industries, Inc. Multilayered microporous polyolefin film
JP5865317B2 (ja) * 2012-09-28 2016-02-17 富士フイルム株式会社 二酸化炭素分離用複合体、二酸化炭素分離用モジュール、及び二酸化炭素分離用複合体の製造方法
JP6161124B2 (ja) * 2013-03-29 2017-07-12 富士フイルム株式会社 酸性ガス分離複合膜の製造方法及び酸性ガス分離膜モジュール
JP6156838B2 (ja) * 2013-03-29 2017-07-05 富士フイルム株式会社 酸性ガス分離用複合体の製造方法
JP6071004B2 (ja) * 2013-03-29 2017-02-01 富士フイルム株式会社 酸性ガス分離複合膜の製造方法及び酸性ガス分離膜モジュール
JP6159624B2 (ja) * 2013-09-02 2017-07-05 富士フイルム株式会社 酸性ガス分離膜の製造方法
WO2015027552A1 (zh) * 2013-09-02 2015-03-05 海斯摩尔生物科技有限公司 一种高黏度纯壳聚糖纺丝液的工业化脱泡方法
US10444141B2 (en) * 2015-04-02 2019-10-15 Carefusion 303, Inc. Systems and methods for tracking particles in a fluid flow
CN107115576B (zh) * 2017-04-20 2020-06-16 深圳麦科田生物医疗技术有限公司 一种输液系统
JP6648092B2 (ja) * 2017-11-15 2020-02-14 住友化学株式会社 酸性ガス分離膜シート及びその製造方法
CN111132752B (zh) * 2018-08-31 2021-03-09 住友化学株式会社 分离膜片、分离膜元件、分离膜模块和分离膜片的制造方法

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0286581A (ja) 1988-09-20 1990-03-27 Hitachi Elevator Eng & Service Co Ltd 昇降機の遠隔監視制御装置
JPH0788171A (ja) 1993-06-18 1995-04-04 Sanyo Chem Ind Ltd 紙おむつ用吸収剤組成物
JP2879057B2 (ja) 1995-03-10 1999-04-05 工業技術院長 二酸化炭素分離促進輸送膜
JP2003268009A (ja) 2002-03-18 2003-09-25 Sumitomo Seika Chem Co Ltd カルボキシル基含有水溶性重合体の製造方法
JP2009195900A (ja) 2008-01-24 2009-09-03 Renaissance Energy Research:Kk 二酸化炭素分離装置
JP2013049042A (ja) 2011-01-12 2013-03-14 Fujifilm Corp 二酸化炭素分離膜形成用組成物、二酸化炭素分離膜及びその製造方法、並びに二酸化炭素分離装置
JP2014069146A (ja) * 2012-09-28 2014-04-21 Fujifilm Corp 酸性ガス分離用複合体の製造方法、酸性ガス分離用複合体、及び酸性ガス分離モジュール
JP2015071712A (ja) * 2013-10-03 2015-04-16 コニカミノルタ株式会社 塗布液の製造方法
WO2016024523A1 (ja) 2014-08-11 2016-02-18 住友化学株式会社 Co2ガス分離膜用組成物、co2ガス分離膜及びその製造方法並びにco2ガス分離膜モジュール
JP2016117045A (ja) * 2014-12-23 2016-06-30 住友化学株式会社 二酸化炭素分離膜の製造方法、二酸化炭素分離膜用樹脂組成物、二酸化炭素分離膜モジュール及び二酸化炭素分離装置
JP2016193394A (ja) * 2015-03-31 2016-11-17 王子ホールディングス株式会社 塗工体、及び塗工体の製造方法
WO2017094473A1 (ja) * 2015-11-30 2017-06-08 帝人株式会社 複合膜の製造方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
NORIFUMI MATSUMIYA ET AL.: "Separation of C0 from model flue gas by facilitated transport membrane with hydrogel", MEMBRANE, vol. 29, no. 1, 2004, pages 66 - 72

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115369505A (zh) * 2022-07-08 2022-11-22 株洲时代新材料科技股份有限公司 一种多级分散盘沉析成型装置及成型工艺、沉析纤维沉析纯化装置及其工艺
CN115369505B (zh) * 2022-07-08 2024-05-03 株洲时代新材料科技股份有限公司 一种多级分散盘沉析成型装置及成型工艺、沉析纤维沉析纯化装置及其工艺

Also Published As

Publication number Publication date
US20210001280A1 (en) 2021-01-07
EP3711845A4 (en) 2021-08-25
CN111356517A (zh) 2020-06-30
EP3711845B1 (en) 2024-04-03
JP2019089034A (ja) 2019-06-13
JP7089356B2 (ja) 2022-06-22
EP3711845A1 (en) 2020-09-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110662593B (zh) 酸性气体分离膜片及其制造方法
JP7089356B2 (ja) 酸性ガス分離膜シートの製造方法及び製造装置
TWI659776B (zh) 二氧化碳氣體分離膜用組成物、二氧化碳氣體分離膜及其製造方法,以及二氧化碳氣體分離膜模組
TWI698274B (zh) 螺旋形酸性氣體分離膜元件、酸性氣體分離膜模組,以及酸性氣體分離裝置
JP6046537B2 (ja) 酸性ガス分離用複合体の製造方法および製造装置
TWI710460B (zh) 二氧化碳氣體分離膜及其製造方法,以及二氧化碳氣體分離膜模組
TWI724504B (zh) 分離膜片、分離膜元件、分離膜模組及分離膜片的製造方法
KR102475635B1 (ko) 가스 분리막 엘리먼트, 가스 분리막 모듈 및 가스 분리 장치
CN108883378A (zh) 酸性气体分离膜及使用了它的酸性气体分离方法、及酸性气体分离模块及酸性气体分离装置
WO2019009000A1 (ja) ガス分離膜エレメント、ガス分離膜モジュール、及びガス分離装置
JP7397697B2 (ja) ガス分離膜エレメント、ガス分離膜モジュール、及びガス分離装置
WO2022014301A1 (ja) ガス分離膜及びその製造方法
WO2021117362A1 (ja) ガス分離方法及びガス分離装置

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 18878556

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2018878556

Country of ref document: EP

Effective date: 20200615