酸性气体分离用复合体的制造方法_5

文档序号:9331707阅读:来源:国知局
、纤维素、聚酯、聚烯烃、聚酰胺、聚酰亚胺、聚砜、芳纶、聚碳酸酯等树脂材 料、金属、玻璃、陶瓷等无机材料等。作为树脂材料,可以列举聚乙稀、聚苯乙稀、聚对苯二甲 酸乙二醇酯、聚四氟乙烯(PTFE)、聚醚砜(PES)、聚苯硫醚(PPS)、聚砜(PSF)、聚丙烯(PP)、 聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚醚醚酮和聚偏二氟乙烯等作为优选的物质。
[0160] 另外,作为从耐湿热性方面考虑优选的材质,可以列举陶瓷、玻璃、金属等无机材 料、具有KKTC以上的耐热性的有机树脂材料等,可以适当使用高分子量聚酯、聚烯烃、耐热 性聚酰胺、聚酰亚胺、聚砜、芳纶、聚碳酸酯、金属、玻璃、陶瓷等。更具体地,优选含有选自陶 瓷、聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯、聚醚砜、聚苯硫醚、聚砜、聚酰亚胺、聚丙烯、聚醚酰亚胺和 聚醚醚酮中的至少一种材料而构成。
[0161] 供给气体流路用部件的厚度没有特别限定,但优选为100 μm以上1000 μm以下, 更优选为150 μm以上950 μm以下,进一步优选为200 μm以上900 μm以下。
[0162] (透过气体流路用部件)
[0163] 透过气体流路用部件135是与载体反应并透过了酸性气体分离用复合体110的酸 性气体流向贯通孔的部件。透过气体流路用部件135具有作为间隔件的功能,还具有使透 过的酸性气体流到透过气体流路用部件135更内侧的功能。可以列举例如特里科经编织 (tricot)形状等。透过气体流路用部件的材质可以使用与供给气体流路用部件同样的材 质。另外,如果设想要在高温下供给含有水蒸气的原料气体的话,透过气体流路用部件优选 与酸性气体分离层同样地具有耐湿热性。
[0164] 作为透过气体流路用部件所使用的具体原材料,优选环氧含浸聚酯等聚酯系、聚 丙烯等聚烯烃系、聚四氟乙烯等氟系。
[0165] 透过气体流路用部件的厚度没有特别限定,优选为IOOym以上ΙΟΟΟμπι以下,更 优选为150 μm以上950 μm以下,进一步优选为200 μm以上900 μm以下。
[0166] 酸性气体分离组件可以将通过本发明的制造方法制造的酸性气体分离用复合体 以平膜形式设置,也可以加工成作为反渗透膜组件已知的螺旋型、或例如具有日本特开 2010-279885公报中记载的形状的打褶型等后利用。
[0167] 进一步地,本发明的酸性气体分离组件可以安装在酸性气体分离装置中使用。
[0168] 实施例
[0169] 以下列举实施例更具体地说明本发明。
[0170] (支撑体)
[0171] 准备作为孔径为0. 05 μm的疏水性多孔质膜的疏水性支撑体聚四氟乙烯(PTFE) 和作为辅助支撑膜的聚四氟乙烯的织物的层叠膜(支撑(supportecOPTFE)作为支撑体。
[0172] (制备工序)
[0173] 将 6 % 的碳酸铯和 2. 5 % 的 PVA-PAA 共聚物(Kuraray ;KurastomerAP)以及 0. 025%的戊二醛(和光纯药公司生产)制备的水溶液加热搅拌,从而制备二氧化碳分离用 涂布液。
[0174] 将二氧化碳分离用涂布液投入到不锈钢容器(内径4cm、高度12cm)内,使粘度计 圆筒(转子)充分浸入,将不锈钢容器浸渍到可以调节温度的水槽中,将液温调节到25°C。 一边进行调节,一边使B型粘度计(Tech Jam公司生产,BL21~1000 OOmPa .S/KN3312481) 工作,根据JIS Z 8803测定60rpm下的粘度。结果是上述二氧化碳分离用涂布液的粘度为 1. IPa · S(IlOOcP)。
[0175] (涂布干燥工序)
[0176] 初期层形成工序和次层形成工序使用具有涂布部和干燥部的辊对辊涂布机依次 进行。这里,次层形成工序进行1次。
[0177] 涂布方式选择刮涂法,通过调整刮刀高度来进行所需液膜厚度的涂布。此时,多孔 质支撑体的宽度为500mm、涂布的宽度为470mm。使用具有三个干燥区域的干燥炉(各区域 为8m、总计24m)的涂布机,涂布速度(给料速度)定为5m/min。干燥区域的温度从送出侧 起依次定为60°C /80°C /90°C。
[0178] 改变所涂布的液膜的厚度来实施以下的实施例1~3和比较例1、2。
[0179] (实施例1)
[0180] 作为初期层形成工序,调整刮刀高度以第1层(初期层)的液膜厚度为0.3mm进 行涂布,然后用上述干燥炉进行干燥,在支撑体上形成作为初期层的二氧化碳分离促进膜。 将支撑体卷绕后,再次设置到送出部。作为次层形成工序,调整刮刀高度,在二氧化碳分离 层上进行涂布使液膜达到2. 0_,然后与初期层形成时同样地进行干燥。
[0181] (实施例2)
[0182] 分别调整刮刀高度使实施例1中第1层的液膜厚度为I. 0mm、第2层(次层)的液 膜厚度为1.0 mm来进行涂布干燥,得到二氧化碳分离用复合体。
[0183] (实施例3)
[0184] 分别调整刮刀高度使实施例1中第1层的液膜厚度为I. 0、第2层(次层)的液膜 厚度为3. Omm来进行涂布干燥,得到二氧化碳分离用复合体。需要说明的是,第2层的干燥 区域的温度从送出侧其依次定为70°C /90°C /100°C。
[0185] (比较例I)
[0186] 调整刮刀的高度使实施例1中第1层的液膜厚度为3. Omm来进行涂布干燥,得到 二氧化碳分离用复合体。这里不形成次层,只进行1次涂布干燥工序。
[0187] (比较例2)
[0188] 分别调整刮刀高度使实施例1中第1层的液膜厚度为I. 0mm、第2层(次层)的液 膜厚度为4. Omm来进行涂布干燥,得到二氧化碳分离用复合体。
[0189] (比较例3)
[0190] 分别调整刮刀高度使实施例1中第1层的液膜厚度为2. 0_、第2层(次层)的液 膜厚度为1.0 mm来进行涂布干燥,得到二氧化碳分离用复合体。
[0191] (比较例4)
[0192] 分别调整刮刀高度使实施例1中第1层的液膜厚度为I. 0mm、第2层(次层)的液 膜厚度为3. 5mm来进行涂布干燥,得到二氧化碳分离用复合体。
[0193] [评价方法]
[0194] 检查第1层和第2层的涂布干燥后的促进输送膜的表面状态、第1层和第2层在 涂布时的工序适应性,进行各实施例的评价。作为工序适应性,检查涂布面所接触的传送辊 (接触辊)是否有膜附着到接触面上的污染等。促进输送膜的表面状态、辊的接触面的污染 状态都通过目测来进行评价。
[0195] 结果如表1所示。
[0196] 【表1】
[0198] 实施例1、2的评价均为良好,作为制造方法是良好(A)的。实施例3在第2层涂布 时辊上发现稍有污染,但得到了能足够使用的复合体,判定为可(B)。另一方面,比较例1、 2、4中,由于在第1层或第2层涂布干燥后的膜表面发现有干燥不均匀、未干燥部、凹凸等, 并且还有辊污染,因此判定为不可(C)。比较例3中虽然第1层、第2层都没有辊上的附着, 但表面状态中不均匀多,判断为不可(C)。
【主权项】
1. 一种酸性气体分离用复合体的制造方法,所述酸性气体分离用复合体在多孔质支撑 体上具有酸性气体分离促进输送膜,该膜具有分离原料气体中的酸性气体的功能,其中,该 方法包括: 涂布液制备工序,制备所述酸性气体分离促进输送膜的形成用涂布液,该涂布液包含 亲水性化合物、酸性气体载体和水; 初期层形成工序,使用疏水性多孔质膜和辅助支撑膜的层叠膜作为所述多孔质支撑 体,在该层叠膜的所述疏水性多孔质膜的表面以液膜厚度为0. 3mm以上1.0 mm以下涂布所 述形成用涂布液,使该涂布形成的液膜干燥而形成最初的酸性气体分离促进输送膜;和 1次以上的次层形成工序,在先前形成的所述酸性气体分离促进输送膜上进一步涂布 所述酸性气体分离促进输送膜的形成用涂布液,使该涂布形成的液膜干燥而形成下一酸性 气体分离促进输送膜。2. 如权利要求1所述的酸性气体分离用复合体的制造方法,其中,所述酸性气体分离 促进输送膜的形成用涂布液在15°C以上35°C以上的温度、并且在B型粘度测定中在60rpm 转速下的粘度测定值为〇. 5Pa ? s以上5Pa ? s以下。3. 如权利要求1或2所述的酸性气体分离用复合体的制造方法,其中,在所述次层形成 工序中,所述酸性气体分离促进输送膜的形成用涂布液以液膜厚度为3. Omm以下来涂布。4. 如权利要求1至3中任意一项所述的酸性气体分离用复合体的制造方法,其中,涂布 法是混涂法或者刮涂法。5. 如权利要求1至4中任意一项所述的酸性气体分离用复合体的制造方法,其中,所述 亲水性化合物是聚乙烯醇-聚丙烯酸共聚物。6. 如权利要求1至5中任意一项所述的酸性气体分离用复合体的制造方法,其中,所述 酸性气体载体含有下述化合物,该化合物包含选自碱金属碳酸盐中的至少一种。7. 如权利要求1至6中任意一项所述的酸性气体分离用复合体的制造方法,其中, 在所述涂布液制备工序中,制备所述酸性气体载体的浓度不同的2种以上的涂布液作 为所述酸性气体分离促进输送膜的形成用涂布液; 在所述次层形成工序中,使用所述酸性气体载体的浓度与形成先前所形成的酸性气体 分离促进输送膜时的所述形成用涂布液不同的形成用涂布液,由此来形成次层酸性气体分 离促进输送膜。
【专利摘要】本发明得到具有膜厚厚的酸性气体分离促进输送膜的酸性气体分离用复合体。制备包含亲水性化合物、酸性气体载体和水的酸性气体分离促进输送膜的形成用涂布液,使用疏水性多孔质膜(6)和辅助支撑膜(5)的层叠膜作为多孔质支撑体(12),在层叠膜的疏水性多孔质膜(6)的表面以液膜(31)厚度为0.3mm以上1.0mm以下涂布形成用涂布液,使所涂布的液膜(31)干燥形成最初的酸性气体分离促进输送膜(32),在先前所形成的酸性气体分离促进输送膜(32)上进一步涂布酸性气体分离促进输送膜的形成用涂布液,使所涂布的液膜(33)干燥形成下一酸性气体分离促进输送膜(34)。
【IPC分类】B05D7/00, B01D71/40, B01D71/02, B05D1/36, B01D71/38, B01D71/06, B01D69/00, B01D69/10, B01D69/12
【公开号】CN105050698
【申请号】CN201480017849
【发明人】米山聪
【申请人】富士胶片株式会社
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2014年3月27日
【公告号】WO2014156162A1
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