[发明专利]气体分离膜

说明书

技术领域

本发明涉及具有优异的气体分离性能的气体分离膜。

背景技术

与其他的气体分离法相比，利用膜的气体分离法具有能量效率高，且装置的结构简单等特征，所以被用于各种气体的分离。

气体分离膜的最常规的形态是在多孔性支持体的表面上形成气体分离性树脂的薄膜。该形态能够在赋予气体分离膜某种程度的强度的同时保持大量的气体的透过量，因此是有效的。

近年来，进行了将气体分离膜中利用了氧和氮的透过性的差异的气体分离膜用于内燃机系统的尝试(例如参见专利文献1)。据认为，通过该利用方式，对内燃机系统的排放气体的净化、燃料消耗率的改善是有效的，能够比较容易解决最近由于尾气和二氧化碳引起的环境问题，因而这种利用方式受到了关注。

专利文献2公开了一种具有超滤膜的结构的多孔质支持体的透气膜。

另外，专利文献3公开了一种在由聚四氟乙烯树脂或聚烯烃树脂形成的多孔质支持膜的单面上覆盖有非晶氟树脂的气体分离膜。

此外，专利文献4记载了一种通过将全氟间二氧杂环戊烯二元共聚物制膜并进一步经熔融模压成型所得到的单层气体分离膜，其氧氮分离系数为1.4以上。

专利文献1：日本特开2002-122049号公报

专利文献2：日本特公平6-96107号公报

专利文献3：国际公开第90/15662号小册子

专利文献4：日本特开平10-99665号公报

发明内容

但是，专利文献2的透气膜中，由于在多孔质支持体上设置的高分子薄膜使用的是聚有机硅氧烷类树脂，所以透气速度不足。

另外，专利文献3没有具体公开最大程度发挥气体分离膜的能力的方法，所以不能得到足够的透气性能。

另外，为了提高专利文献4所公开的气体分离膜的机械强度而加大膜厚时，气体分离性能降低，所以难以构成具有实用性的分离膜组件。

另外，将现有的气体分离膜用于内燃机系统的情况下，与其他的使用法相比，内燃机系统中增加了苛刻的条件：1)施加到膜的压力大、2)膜的使用环境温度高，所以由于膜发生破损、变形而导致不能充分发挥气体分离膜的性能。例如，专利文献2公开的透气膜是假定在室温程度使用的，所以多孔质支持体的强度不足，高分子薄膜的老化明显。

鉴于这种情况，本发明的目的在于提供一种气体分离膜，其作为气体分离膜的性能平衡(透气性能和气体分离性的平衡)优异。

本发明人为了解决上述课题进行了深入研究，结果发现，具有多孔性支持体(其利用压汞仪测定的众数径和孔径分布指数处于特定范围)和在该多孔性支持体上形成的气体分离性树脂层的气体分离膜在透气性能和气体分离性的平衡方面出色。

即本发明提供下述的气体分离膜等。

一种气体分离膜，其是具有多孔性支持体和在所述多孔性支持体上形成的气体分离性树脂层的气体分离膜，其中，所述多孔性支持体的利用压汞仪得到的众数径为0.005μm～0.3μm，所述多孔性支持体的利用压汞仪得到的孔径分布指数为1～15。

本发明的气体分离膜的透气性能和气体分离性能的平衡好。

附图说明

图1是参考例1的多孔性支持体1的利用压汞仪得到的log微分微孔容积-微孔直径曲线。

图2是参考例2的多孔性支持体2的利用压汞仪得到的log微分微孔容积-微孔直径曲线。

图3是参考例3的多孔性支持体3的利用压汞仪得到的log微分微孔容积-微孔直径曲线。

图4是参考例4的多孔性支持体4的利用压汞仪得到的log微分微孔容积-微孔直径曲线。

图5是参考例5的多孔性支持体5的利用压汞仪得到的log微分微孔容积-微孔直径曲线。

图6是参考例8的多孔性支持体8的利用压汞仪得到的log微分微孔容积-微孔直径曲线

图7是多孔性支持体的利用压汞仪得到的孔径分布指数与气体分离膜的氧透过速度的关系。

具体实施方式

下面对实施本发明的具体实施方式(以下称作发明的实施方式)进行详细说明。需要注意的是，本发明并不限于下述的实施方式，实施时可以在其要点的范围内进行各种变化。

本实施方式的气体分离膜具有多孔性支持体和在该多孔性支持体上形成的气体分离性树脂层。

并且，所述多孔性支持体利用压汞仪得到的众数径为0.005μm～0.3μm，利用压汞仪得到的孔径分布指数为1～15。

[多孔性支持体]