(57)【要約】【課題】酸性ガス分離膜を有する積層体を巻回してなるスパイラル型の酸性ガス分離モジュールにおいて、凝縮した水による酸性ガス分離膜の劣化を防止する。【解決手段】酸性ガス分離膜を有する積層体を巻回してなる積層体巻回物の原料ガス供給側の端面に対応して、凝縮水が通過しない疎水性の多孔質膜を設けることにより、この課題を解決する。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
管壁に貫通孔が形成された中心筒と、
原料ガスから酸性ガスを分離して輸送する酸性ガス分離膜を含む積層体を、１以上、前記中心筒に巻回してなる、一方の端面から原料ガスを供給される積層体巻回物と、
前記積層体巻回物の端面に対面して設けられるテレスコープ防止板と、
前記積層体巻回物の原料ガス供給側端面より原料ガス供給方向の上流側に配置される、凝縮水が通過しない疎水性の多孔質膜とを有することを特徴とする酸性ガス分離モジュール。
【請求項２】
前記多孔質膜が、前記テレスコープ防止板と積層体巻回物の原料ガス供給側端面との間に配置される請求項１に記載の酸性ガス分離モジュール。
【請求項３】
前記多孔質膜が、前記積層体巻回物の原料ガス供給側端面に当接して配置される請求項２に記載の酸性ガス分離モジュール。
【請求項４】
前記積層体巻回物の原料ガス供給側端面に対面して設けられるテレスコープ防止板が、供給される原料ガスを拡散する形状を有する請求項１〜３のいずれか１項に記載の酸性ガス分離モジュール。
【請求項５】
前記テレスコープ防止板が、前記原料ガスの旋回流を生じさせることにより原料ガスを拡散する請求項４に記載の酸性ガス分離モジュール。
【請求項６】
前記テレスコープ防止板よりも原料ガス供給方向の上流側に配置される、供給される原料ガスを拡散する拡散部材を有する請求項１〜５のいずれか１項に記載の酸性ガス分離モジュール。
【請求項７】
前記多孔質膜の孔の大きさが０．００５〜１μｍである請求項１〜６のいずれか１項に記載の酸性ガス分離モジュール。
【請求項８】
前記多孔質膜の空孔率が２０〜９０％である請求項１〜７のいずれか１項に記載の酸性ガス分離モジュール。
【請求項９】
前記多孔質膜の膜厚が５〜１００μｍである請求項１〜８のいずれか１項に記載の酸性ガス分離モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原料ガスから酸性ガスを選択的に分離する、酸性ガス分離モジュールに関する。詳しくは、スパイラル型の酸性ガス分離モジュールにおいて、凝縮した水による酸性ガス分離膜の劣化を防止できる酸性ガス分離モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、原料ガス（被処理ガス）から、炭酸ガスなどの酸性ガスを選択的に分離する技術の開発が進んでいる。例えば、酸性ガスを選択的に透過する酸性ガス分離膜を用いて、原料ガスから酸性ガスを分離する酸性ガス分離モジュールが開発されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、管壁に貫通孔が形成された、分離した酸性ガスを収集するための中心筒（中心透過物収集管）に、酸性ガス分離膜を含む積層体を多重に巻き付けてなる酸性ガス分離モジュールが開示されている。
この特許文献１に開示される酸性ガス分離モジュールは、酸性ガス分離膜として、いわゆる溶解拡散膜を用いる、溶解拡散型の酸性ガス分離モジュールである。この溶解拡散膜は、膜に対する酸性ガスと分離対象物質との溶解性、および、膜中の拡散性の差を利用して、原料ガスから酸性ガスを分離する。
【０００４】
また、特許文献２には、空間を酸性ガス分離膜で原料室と透過室とに分けて、原料室に原料ガス（ＣＯ2、Ｈ2およびＨ2Ｏからなる混合ガス）を供給し、酸性ガス分離膜で選択的に分離（透過）した酸性ガスを、透過室から取り出す酸性ガス分離モジュール（実験装置）が開示されている。
この特許文献２に開示される酸性ガス分離モジュールは、酸性ガス分離膜として、いわゆる促進輸送膜を用いる、促進輸送型の酸性ガス分離モジュールである。この促進輸送膜は、膜中に酸性ガスと反応するキャリアを有し、このキャリアによって酸性ガスを膜の反対側に輸送することで、原料ガスから酸性ガスを分離する。
【０００５】
このような酸性ガス分離モジュールにおいて、特許文献１に示されるような、酸性ガス分離膜を有する積層体を、分離した酸性ガスを収集する中心筒に巻回してなる（中心筒に巻き付けた）、いわゆるスパイラル型の酸性ガス分離モジュールは、酸性ガス分離膜の面積を非常に大きくできる。そのため、スパイラル型の酸性ガス分離モジュールは、効率の良い処理が可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平４−２１５８２４号公報
【特許文献２】特許第４６２１２９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献２に開示されるような促進輸送膜を用いる促進輸送型の酸性ガス分離モジュールでは、原料ガスとして、高温かつ高湿度の原料ガスが供給される。
また、促進輸送膜は、吸湿する程、キャリアと水とが反応して水酸化物イオンを放出し、さらに、膜の粘性が低下してガスの拡散性が向上する。そのため、促進輸送膜は、一般的に、吸湿する程、酸性ガスの分離速度（透過速度）が高くなる傾向にある。
すなわち、促進輸送型の酸性ガス分離モジュールは、高温かつ高湿度での条件が必須であり、原料ガスが多くの水蒸気を含む。
【０００８】
ところが促進輸送膜のみならず、特許文献１に開示される溶解拡散膜も含めて、酸性ガス分離膜は、凝縮水が接触すると劣化する。
しかしながら、スパイラル型の酸性ガス分離モジュールにおいて、酸性ガス分離膜と凝縮水との接触を積極的に防止した酸性ガス分離モジュールは、知られていない。
【０００９】
本発明の目的は、このような従来技術の問題点を解決することにあり、スパイラル型の酸性ガス分離モジュールにおいて、凝縮水が酸性ガス分離膜に接触することを防止でき、これにより、長期に渡って所定の性能を発現できるスパイラル型の酸性ガス分離モジュールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この目的を達成するために、本発明の酸性ガス分離モジュールは、管壁に貫通孔が形成された中心筒と、
原料ガスから酸性ガスを分離して輸送する酸性ガス分離膜を含む積層体を、１以上、中心筒に巻回してなる、一方の端面から原料ガスを供給される積層体巻回物と、
積層体巻回物の端面に対面して設けられるテレスコープ防止板と、
積層体巻回物の原料ガス供給側端面より原料ガス供給方向の上流側に配置される、凝縮水が通過しない疎水性の多孔質膜とを有することを特徴とする酸性ガス分離モジュールを提供する。
【００１１】
このような本発明の酸性ガス分離モジュールにおいて、多孔質膜が、テレスコープ防止板と積層体巻回物の原料ガス供給側端面との間に配置されるのが好ましい。
また、多孔質膜が、積層体巻回物の原料ガス供給側端面に当接して配置されるのが好ましい。
また、積層体巻回物の原料ガス供給側端面に対面して設けられるテレスコープ防止板が、供給される原料ガスを拡散する形状を有するのが好ましい。
また、テレスコープ防止板が、原料ガスの旋回流を生じさせることにより原料ガスを拡散するのが好ましい。
また、テレスコープ防止板よりも原料ガス供給方向の上流側に配置される、供給される原料ガスを拡散する拡散部材を有するのが好ましい。
また、多孔質膜の孔の大きさが０．００５〜１μｍであるのが好ましい。
また、多孔質膜の空孔率が２０〜９０％であるのが好ましい。
さらに、多孔質膜の膜厚が５〜１００μｍであるのが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
このような本発明によれば、スパイラル型の酸性ガス分離モジュールにおいて、酸性ガス分離膜に凝縮水が接触することを、好適に防止することができる。
そのため、本発明の酸性ガス分離モジュールは、凝縮水による酸性ガス分離膜の劣化を防止して、長期に渡って安定して所定の性能を発揮できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の酸性ガス分離モジュールの一例を一部切り欠いて示す概略斜視図である。
【図２】図１に示す酸性ガス分離モジュールの積層体の概略断面図である。
【図３】（Ａ）および（Ｂ）は、図１に示す酸性ガス分離モジュールの作製方法を説明するための概念図である。
【図４】図１に示す酸性ガス分離モジュールの作製方法を説明するための概念図である。
【図５】（Ａ）および（Ｂ）は、図１に示す酸性ガス分離モジュールの作製方法を説明するための概念図である。
【図６】図１に示す酸性ガス分離モジュールの作製方法を説明するための概念図である。
【図７】図１に示す酸性ガス分離モジュールの作製方法を説明するための概念図である。
【図８】図１に示す酸性ガス分離モジュールの積層体巻回物の端部近傍を概念的に示す図であり、（Ａ）は巻回方向から見た図、（Ｂ）は幅方向から見た図である。
【図９】本発明の酸性ガス分離モジュールの別の例の積層体巻回物の端部近傍を概念的に示す図で、（Ａ）は巻回方向から見た図、（Ｂ）は幅方向から見た図である。
【図１０】本発明の酸性ガス分離モジュールの別の例の積層体巻回物の端部近傍を概念的に示す図で、（Ａ）は巻回方向から見た図、（Ｂ）は幅方向から見た図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の酸性ガス分離モジュールについて、添付の図面に示される好適実施例を基に、詳細に説明する。
【００１５】
図１に本発明の酸性ガス分離モジュールの一例の一部切欠き概略斜視図を示す。
図１に示すように、酸性ガス分離モジュール１０は、基本的に、中心筒１２と、酸性ガス分離膜（促進輸送膜２０ａ）を有する積層体１４ａを巻回してなる積層体巻回物１４と、テレスコープ防止板１６とを有して構成される。なお、以下の説明では、酸性ガス分離モジュールを、単に、分離モジュールとも言う。
分離モジュール１０は、一例として、一酸化炭素、炭酸ガス（ＣＯ2）、水（水蒸気）および水素を含有する原料ガスＧから、酸性ガスＧｃとして炭酸ガスを分離するものである。
【００１６】
本発明の分離モジュール１０は、いわゆるスパイラル型の分離モジュールである。すなわち、分離モジュール１０は、シート状の積層体１４ａを、複数、積層して、この積層物を中心筒１２に巻回して積層体巻回物１４（すなわち、積層されて巻回された積層体１４ａによる略円筒状物）を形成し、積層体巻回物１４の両端面に、中心筒１２を挿通してテレスコープ防止板１６を設けてなる構成を有する。また、巻回した積層体１４ａの最外周面は、ガス非透過性の被覆層１８で覆われている。
ここで、本発明の分離モジュール１０においては、原料ガスＧが供給される側のテレスコープ防止板１６と積層体巻回物１４との間には、積層体巻回物１４の端面全面に当接し、かつ、中心筒１２を挿通して、多孔質膜２８が配置される（図８参照）。
【００１７】
このような分離モジュール１０において、酸性ガスを分離される原料ガスＧは、例えば図１中奥手側のテレスコープ防止板１６（その開口部１６ｄ）および多孔質膜２８を通って、積層体巻回物１４の端面から各積層体１４ａの内部に供給される。ここで、原料ガスＧに含まれる凝縮水は、多孔質膜２８によって積層体１４ａ内への侵入を阻止される。
積層体１４ａに供給された原料ガスＧは、積層体１４ａ内を流れつつ、酸性ガスＧｃを分離される。
また、積層体１４ａによって原料ガスＧから分離された酸性ガスＧｃは、中心筒１２から排出され、酸性ガスを分離された原料ガスＧ（以下、便宜的に残余ガスＧｒとする）は、積層体巻回物１４の供給側とは逆側の端面から排出され、テレスコープ防止板１６（同前）を通って分離モジュール１０の外部に排出される。
【００１８】
中心筒（透過ガス集合管）１２は、原料ガスＧ供給側の端面が閉塞する円筒状の管で、周面（管壁）には複数の貫通孔１２ａが形成される。
原料ガスＧから分離された酸性ガスＧｃは、後述する透過ガス流路用部材２６を通って、貫通孔１２ａから中心筒１２内に至り、中心筒１２の開放端１２ｂから排出される。
【００１９】
中心筒１２において、後述する接着剤層３０で封止される領域における開口率（中心筒１２の外周面に占める貫通孔１２ａの面積率）は、１．５〜８０％が好ましく、３〜７５％がより好ましく、５〜７０％がさらに好ましい。中でも、実用的な観点から、中心筒１２の開口率は、５〜２５％が、特に好ましい。
中心筒１２の開口率を上記範囲とすることにより、効率的に酸性ガスＧｃを収集することができ、また、中心筒１２の強度を高め、加工適性を十分に確保できる。
【００２０】
また、貫通孔１２ａは、直径０．５〜２０ｍｍの円形の孔であるのが好ましい。さらに、貫通孔１２ａは、中心筒１２の周壁に、均一に形成されるのが好ましい。
【００２１】
なお、中心筒１２には、必要に応じて、分離した酸性ガスＧｃを開放端１２ｂ側に流すためのガス（スイープガス）を供給する供給口（供給部）を設けてもよい。
【００２２】
積層体１４ａは、酸性ガス分離層２０と、供給ガス流路用部材２４と、透過ガス流路用部材２６とを積層してなるものである。
なお、図１の符号３０は、酸性ガス分離層２０と透過ガス流路用部材２６とを接着し、かつ、積層体１４ａ同士を接着すると共に、透過ガス流路用部材２６における酸性ガスＧｃの流路を、中心筒１２側が開口するエンベロープ状にする接着剤層３０である。
【００２３】
前述のように、図示例の分離モジュール１０は、この積層体１４ａを、複数、積層して、この積層体１４ａの積層物を中心筒１２に巻回して（巻き付けて）なる、略円筒状の積層体巻回物１４を有する。
以下、便宜的に、この積層体１４ａの巻回に対応する方向（矢印ｙ方向）を巻回方向、巻回方向と直交する方向（矢印ｘ方向）を幅方向とする。
【００２４】
分離モジュール１０において、積層体巻回物１４を構成する積層体１４ａは１枚でもよい。しかしながら、複数の積層体１４ａを積層して巻回することにより、酸性ガス分離層２０の膜面積を大きくして、１つの分離モジュールで分離する酸性ガスＧｃの量を向上できる。
積層体１４ａの積層数は、分離モジュール１０に要求される処理速度や処理量、分離モジュール１０の大きさ等に応じて、適宜、設定すればよい。ここで、積層する積層体１４ａの数は、５０以下が好ましく、４５以下がより好ましく、４０以下が特に好ましい。積層体１４ａの積層数を、この数とすることで、中心筒１２への積層体１４ａの巻回が容易になり、加工性を向上できる。
【００２５】
図２に、積層体１４ａの部分断面図を示す。前述のように、矢印ｘは幅方向、矢印ｙは巻回方向である。
図示例において、積層体１４ａは、二つ折りにした酸性ガス分離層２０の間に透過ガス流路用部材２４を挟み込んで挟持体３６とし（図４参照）、この挟持体３６に、透過ガス流路用部材２６を積層してなる構成を有する。この構成については、後に詳述する。
【００２６】
前述のように、分離モジュール１０において、原料ガスＧは、テレスコープ防止板１６（その開口部１６ｄ）および多孔質膜２８を通って、積層体巻回物１４の一方の端面から供給される。すなわち、原料ガスＧは、各積層体１４ａの幅方向（矢印ｘ方向）の端部（端面）に供給される。
図２に概念的に示すように、積層体１４ａの幅方向の端面に供給された原料ガスＧは、供給ガス流路用部材２４を幅方向に流れる。この流れの中で、酸性ガス分離層２０（促進輸送膜２０ａ）に接触した酸性ガスＧｃは、原料ガスＧから分離されて、酸性ガス分離層２０を積層体１４ａの積層方向に通過して（促進輸送膜２０ａのキャリアによって積層方向に輸送されて）、透過ガス流路用部材２６に流入する。
透過ガス流路用部材２６に流入した酸性ガスＧｃは、透過ガス流路用部材２６を巻回方向（矢印ｙ方向）に流れて、中心筒１２に至り、中心通１２の貫通孔１２ａから中心筒１２内に流入する。中心筒１２内に流入した酸性ガスＧｃは、中心筒１２を幅方向に流れて、開放端１２ｂから排出される。
また、酸性ガスＧｃを除去された残余のガスＧｒは、供給ガス流路用部材２４を幅方向に流れて、積層体巻回物１４の逆側の端面から排出され、テレスコープ防止板１６（その開口部１６ｄ）を通って、分離モジュール１０の外部に排出される。
【００２７】
供給ガス流路用部材２４は、その幅方向の端部から、原料ガスＧを供給され、部材内を流れる原料ガスＧと、酸性ガス分離層２０とを接触させる。
このような供給ガス流路用部材２４は、前述のように二つ折りされた酸性ガス分離層２０のスペーサとして機能して、原料ガスＧの流路を構成する。また、供給ガス流路用部材２４は、原料ガスＧを乱流にするのが好ましい。この点を考慮すると、供給ガス流路用部材２４は、ネット状（メッシュ状／網目構造）の部材が好ましい。
【００２８】
このような供給ガス流路用部材２４の形成材料としては、十分な耐熱性および耐湿性を有するものであれば、各種の材料が利用可能である。
一例として、紙、上質紙、コート紙、キャストコート紙、合成紙などの紙材料、セルロース、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリイミド、ポリスルホン、アラミド、ポリカーボネートなどの樹脂材料、金属、ガラス、セラミックスなどの無機材料等が、好適に例示される。
樹脂材料としては、具体的には、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリスルホン（ＰＳＦ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトンおよびポリフッ化ビニリデン等が、好適に例示される。
【００２９】
供給ガス流路用部材２４の厚さは、原料ガスＧの供給量や要求される処理能力等に応じて、適宜、決定すれば良い。
具体的には、１００〜１０００μｍが好ましく、１５０〜９５０μｍがより好ましく、２００〜９００μｍが特に好ましい。
【００３０】
図示例の分離モジュール１０は、好ましい態様として、促進輸送型である。そのため、酸性ガス分離層２０は、促進輸送膜２０ａと、多孔質支持体２０ｂとから構成される。
【００３１】
なお、本発明は、促進輸送型の分離モジュールに限定はされず、前述の特許文献１に示されるような、溶解拡散膜を用いる溶解拡散型の分離モジュールであってもよい。
しかしながら、本発明の分離モジュール１０は、多孔質膜２８を有することにより、凝縮水が促進輸送膜２０ａ（酸性ガス分離膜）に接触することを防止できる。そのため、本発明の分離モジュール１０は、高温かつ高湿度での使用が必要条件であり、凝縮水が促進輸送膜２０ａに接触し易い促進輸送型の分離モジュールには、より好適に利用される。
【００３２】
促進輸送膜２０ａは、少なくとも、供給ガス流路用部材２４を流れる原料ガスＧに含有される酸性ガスＧｃと反応するキャリア、および、このキャリアを担持する親水性化合物を含有する。このような促進輸送膜２０ａは、原料ガスＧから酸性ガスＧｃを選択的に透過させる機能（酸性ガスＧｃを選択的に輸送する機能）を有している。
促進輸送型の分離モジュールは、高温かつ高湿での使用が必要条件である。従って、促進輸送膜２０ａは、高温下（例えば、１００〜２００℃）でも、酸性ガスＧｃを選択的に透過させる機能を有する。また、原料ガスＧが水蒸気を含んでも、水蒸気を親水性化合物が吸湿して促進輸送膜２０ａが水分を保持することで、さらにキャリアが酸性ガスＧｃを輸送し易くなるので、溶解拡散膜を用いる場合に比べて分離効率が高まる。
【００３３】
促進輸送膜２０ａの膜面積は、分離モジュール１０の大きさ、分離モジュール１０に要求される処理能力等に応じて、適宜、設定すればよい。具体的には、０．０１〜１０００ｍ2が好ましく、０．０２〜７５０ｍ2がより好ましく、０．０２５ｍ〜５００ｍ2がさらに好ましい。中でも、促進輸送膜２０ａの膜面積は、実用的な観点から、１〜１００ｍ2が、特に好ましい。
促進輸送膜２０ａの膜面積を上記範囲とすることにより、膜面積に対して効率よく酸性ガスＧｃを分離でき、また、加工性も良好になる。
【００３４】
促進輸送膜２０ａの巻回方向の長さ（二つ折りする前の全長）も、分離モジュール１０の大きさや分離モジュール１０に要求される処理能力等に応じて、適宜、設定すればよい。具体的には、１００〜１００００ｍｍが好ましく、１５０〜９０００ｍｍがより好ましく、２００〜８０００ｍｍがさらにより好ましい。中でも、促進輸送膜２０ａの長さは、実用的な観点から、８００〜４０００ｍｍが、特に好ましい。
促進輸送膜２０ａの巻回方向の長さを、上記範囲とすることにより、膜面積に対して効率よく酸性ガスＧｃを分離することができ、さらに、積層体１４ａを巻回する際の巻きずれの発生が防止され、加工性が容易となる。
なお、促進輸送膜の幅も、分離モジュール１０の幅方向のサイズに応じて、適宜、設定すれば良い。
【００３５】
促進輸送膜２０ａの厚さも、分離モジュール１０の大きさや分離モジュール１０に要求される処理能力等に応じて、適宜、設定すればよい。具体的には、１〜２００μｍが好ましく、２〜１７５μｍがより好ましい。
促進輸送膜２０ａの厚さを、上記範囲にすることにより、十分なガス透過性と分離選択性とを実現できる。
【００３６】
親水性化合物はバインダとして機能するものであり、促進輸送膜２０ａにおいて、水分を保持して、キャリアによる二酸化炭素等のガスの分離機能を発揮させる。また、親水性化合物は、耐熱性の観点から、架橋構造を有するのが好ましい。
このような親水性化合物としては、親水性ポリマーが例示される。
【００３７】
親水性化合物は、水に溶けて塗布液を形成できると共に、促進輸送膜２０ａが高い親水性（保湿性）を有するのが好ましいという観点から、親水性が高いものが好ましい。
具体的には、親水性化合物は、生理食塩液の吸水量が０．５ｇ／ｇ以上の親水性を有することが好ましく、同１ｇ／ｇ以上の親水性を有することがより好ましく、同５ｇ／ｇ以上の親水性を有することがさらに好ましく、同１０ｇ／ｇ以上の親水性を有することが特に好ましく、さらには、同２０ｇ／ｇ以上の親水性を有することが最も好ましい。
【００３８】
親水性化合物の重量平均分子量は、安定な膜を形成し得る範囲で、適宜、選択すればよい。具体的には、２０，０００〜２，０００，０００が好ましく、２５，０００〜２，０００，０００がより好ましく、３０，０００〜２，０００，０００が特に好ましい。
親水性化合物の重量平均分子量を２０，０００以上とすることで、安定して十分な膜強度を有する促進輸送膜２０ａを得ることができる。
特に、親水性化合物が架橋可能基として−ＯＨを有する場合には、親水性化合物は、重量平均分子量が３０，０００以上であるのが好ましい。この際には、重量平均分子量は更に好ましくは４０，０００以上であり、より好ましくは、５０，０００以上である。また、親水性化合物が架橋可能基として−ＯＨを有する場合には、製造適性の観点から、重量平均分子量は、６，０００，０００以下であることが好ましい。
また、架橋可能基として−ＮＨ2を有する場合には、親水性化合物は、重量平均分子量が１０，０００以上であるものが好ましい。この際には、親水性化合物の重量平均分子量は、１５，０００以上であるのがより好ましく、２０，０００以上であるのが特に好ましい。また、親水性化合物が、架橋可能基として−ＮＨ2を有する場合には、製造適性の観点から、重量平均分子量は、１，０００，０００以下であるのが好ましい。
なお、親水性化合物の重量平均分子量は、例えば、親水性化合物としてＰＶＡを用いる場合には、ＪＩＳ Ｋ ６７２６に準じて測定した値を用いればよい。また、市販品を用いる場合には、カタログ、仕様書などで公称される分子量を用いればよい。
【００３９】
親水性化合物を形成する架橋可能基としては、耐加水分解性の架橋構造を形成し得るものが、好ましく選択される。
具体的には、ヒドロキシ基（−ＯＨ）、アミノ基（−ＮＨ2）、塩素原子(−Ｃｌ）、シアノ基（−ＣＮ）、カルボキシ基（−ＣＯＯＨ）、および、エポキシ基等が例示される。これらの中でも、アミノ基およびヒドロキシ基が好ましく例示される。さらに、最も好ましくは、キャリアとの親和性およびキャリア担持効果の観点から、ヒドロキシ基が例示される。
【００４０】
親水性化合物としては、具体的には、単一の架橋可能基を有するものとしては、ポリアリルアミン、ポリアクリル酸、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリアクリルアミド、ポリエチレンイミン、ポリビニルアミン、ポリオルニチン、ポリリジン、ポリエチレンオキサイド、水溶性セルロース、デンプン、アルギン酸、キチン、ポリスルホン酸、ポリヒドロキシメタクリレート、ポリ−Ｎ−ビニルアセトアミドなどが例示される。最も好ましくはポリビニルアルコールである。また、親水性化合物としては、これらの共重合体も例示される。
【００４１】
また、複数の架橋可能基を有する親水性化合物としては、ポリビニルアルコール−ポリアクリル酸共重合体が例示される。ポリビニルアルコール−ポリアクリル塩共重合体は、吸水能が高い上に、高吸水時においてもハイドロゲルの強度が大きいため好ましい。
ポリビニルアルコール−ポリアクリル酸共重合体におけるポリアクリル酸の含有率は、例えば１〜９５モル％、好ましくは２〜７０モル％、より好ましくは３〜６０モル％、特に好ましくは５〜５０モル％である。
なお、ポリビニルアルコール−ポリアクリル酸共重合体において、ポリアクリル酸は、塩であってもよい。この際におけるポリアクリル酸塩としては、ナトリウム塩、カリウム塩等のアルカリ金属塩の他、アンモニウム塩や有機アンモニウム塩等が例示される。
【００４２】
ポリビニルアルコールは市販品としても入手可能である。具体的には、ＰＶＡ１１７（クラレ社製）、ポバール（クラレ製）、ポリビニルアルコール（アルドリッチ社製）、Ｊ−ポバール（日本酢ビ・ポバール社製）等が例示される。分子量のグレードは種々存在するが、重量平均分子量が１３０，０００〜３００，０００のものが好ましい。
ポリビニルアルコール−ポリアクリル酸塩共重合体（ナトリウム塩）も、市販品として入手可能である。例えば、クラストマーＡＰ２０（クラレ社製）が例示される。
【００４３】
なお、本発明の分離モジュール１０の促進輸送膜２０ａにおいて、親水性化合物は、２種以上を混合して使用してもよい。
【００４４】
促進輸送膜２０ａにおける親水性化合物の含有量は、促進輸送膜２０ａを形成するためのバインダーとして機能し、かつ、水分を十分に保持できる量を、親水性組成物やキャリアの種類等に応じて、適宜、設定すればよい。
具体的には、０．５〜５０質量％が好ましく、０．７５〜３０質量％がより好ましく、１〜１５質量％が特に好ましい。親水性化合物の含有量を、この範囲とすることにより、上述のバインダとしての機能および水分保持機能を、安定して、好適に発現できる。
【００４５】
親水性化合物における架橋構造は、熱架橋、紫外線架橋、電子線架橋、放射線架橋、光架橋等、従来公知の手法により形成できる。
好ましくは光架橋もしくは熱架橋であり、最も好ましくは熱架橋である。
【００４６】
また、促進輸送膜２０ａの形成には、親水性化合物と共に、架橋剤を用いるのが好ましい。すなわち、塗布法によって促進輸送膜２０ａを形成する際には、架橋剤を含む塗布組成物を用いるのが好ましい。
架橋剤としては、親水性化合物と反応し、熱架橋や光架橋等の架橋をし得る官能基を２以上有する架橋剤を含むものが選択される。また、形成された架橋構造は、耐加水分解性の架橋構造となるのが好ましい。
このような観点から、促進輸送膜２０ａの形成に利用される架橋剤としては、エポキシ架橋剤、多価グリシジルエーテル、多価アルコール、多価イソシアネート、多価アジリジン、ハロエポキシ化合物、多価アルデヒド、多価アミン、有機金属系架橋剤などが好適に例示される。より好ましくは多価アルデヒド、有機金属系架橋剤およびエポキシ架橋剤であり、中でも、アルデヒド基を２以上有するグルタルアルデヒドやホルムアルデヒドなどの多価アルデヒドが好ましい。
【００４７】
エポキシ架橋剤としては、エポキシ基を２以上有する化合物であり、４以上有する化合物も好ましい。エポキシ架橋剤は市販品としても入手可能であり、例えば、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル（共栄社化学株式会社製、エポライト１００ＭＦ等）、ナガセケムテックス社製ＥＸ−４１１、ＥＸ−３１３、ＥＸ−６１４Ｂ、ＥＸ−８１０、ＥＸ−８１１、ＥＸ−８２１、ＥＸ−８３０、日油株式会社製エピオールＥ４００などが例示される。
また、エポキシ架橋剤に類似する化合物として、環状エーテルを有するオキセタン化合物も、また、好ましく使用される。オキセタン化合物としては、官能基を２以上有する多価グリシジルエーテルが好ましく、市販品としては、例えばナガセケムテックス社製ＥＸ−４１１、ＥＸ−３１３、ＥＸ−６１４Ｂ、ＥＸ−８１０、ＥＸ−８１１、ＥＸ−８２１、ＥＸ−８３０、などが例示される。
【００４８】
多価グリシジルエーテルとしては、例えば、エチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、グリセロールポリグリシジルエーテル、ジグリセロールポリグリシジルエーテル、ポリグリセロールポリグリシジルエーテル、ソルビトールポリグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールポリグリシジルエーテル、プロピレングリコールグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル等が例示される。
【００４９】
多価アルコールとしては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ポリエチレングリコール、グリセリン、ポリグリセリン、プロピレングリコール、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、ポリオキシプロピル、オキシエチエンオキシプロピレンブロック共重合体、ペンタエリスリトール、ソビトール等が例示される。
【００５０】
多価イソシアネートとしては、例えば、２，４−トルイレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート等が例示される。
多価アジリジンとしては、例えば、２，２−ビスヒドロキシメチルブタノール−トリス［３−（１−アシリジニル）プロピオネート］、１，６−ヘキサメチレンジエチレンウレア、ジフェニルメタン−ビス−４，４’−Ｎ，Ｎ’−ジエチレンウレア等が例示される。
【００５１】
ハロエポキシ化合物としては、例えば、エピクロルヒドリン、α−メチルクロルヒドリン等が例示される。
多価アルデヒドとしては、例えば、グルタルアルデヒド、グリオキサール等が例示される。
多価アミンとしては、例えば、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ペンタエチレンヘキサミン、ポリエチレンイミン等が例示される。
さらに、有機金属系架橋剤としては、例えば、有機チタン架橋剤、有機ジルコニア架橋剤等が例示される。
【００５２】
例えば、親水性化合物として、重量平均分子量が１３０，０００以上のポリビニルアルコールを用いる場合には、この親水性化合物と反応性が良好で、加水分解耐性も優れている架橋構造が形成可能である点から，エポキシ架橋剤やグルタルアルデヒドが好ましく利用される。
また、親水性化合物として、ポリビニルアルコール−ポリアクリル酸共重合体を用いる場合は、エポキシ架橋剤やグルタルアルデヒドが好ましく利用される。
また、親水性化合物として、重量平均分子量が１０，０００以上のポリアリルアミンを用いる場合には、この親水性化合物と反応性が良好で、加水分解耐性も優れている架橋構造が形成可能である点から、エポキシ架橋剤、グルタルアルデヒド、および、有機金属架橋剤が好ましく利用される。
さらに、親水性化合物として、ポリエチレンイミンやポリアリルアミンを用いる場合には、エポキシ架橋剤が好ましく利用される。
【００５３】
架橋剤の量は、促進輸送膜２０ａの形成に使用する親水性化合物や架橋剤の種類に応じて、適宜、設定すればよい。
具体的には、親水性化合物が有する架橋可能基量１００質量部に対して０．００１〜８０質量部が好ましく、０．０１〜６０質量部がより好ましく、０．１〜５０質量部が特に好ましい。架橋剤の含有量を上記範囲とすることにより、架橋構造の形成性が良好であり、かつ、形状維持性に優れる促進輸送膜を得ることができる。
また、親水性化合物が有する架橋可能基に着目すれば、架橋構造は、親水性化合物が有する架橋可能基１００ｍｏｌに対し、架橋剤０．００１〜８０ｍｏｌを反応させて形成されたものであるのが好ましい。
【００５４】
前述のように、分離モジュール１０の酸性ガス分離層２０において、促進輸送膜２０ａは、このような親水性化合物に加え、キャリアを含有する。
キャリアは、酸性ガス（例えば、炭酸ガス）と親和性を有し、かつ、塩基性を示す各種の水溶性の化合物である。具体的には、アルカリ金属化合物、窒素含有化合物および硫黄酸化物等が例示される。
なお、キャリアは、間接的に酸性ガスと反応するものでも、キャリア自体が、直接、酸性ガスと反応するものでもよい。
前者は、供給ガス中に含まれる他のガスと反応し、塩基性を示し、その塩基性化合物と酸性ガスが反応するものなどが例示される。より具体的には、スチーム（水分）と反応してＯＨ-を放出し、そのＯＨ-がＣＯ2と反応することで、促進輸送膜２０ａ中に選択的にＣＯ2を取り込むことができる化合物であり、例えば、アルカリ金属化合物である。
後者は、キャリア自体が塩基性であるようなもので、例えば、窒素含有化合物や硫黄酸化物である。
【００５５】
アルカリ金属化合物としては、アルカリ金属炭酸塩、アルカリ金属重炭酸塩、および、アルカリ金属水酸化物等が例示される。ここで、アルカリ金属としては、セシウム、ルビジウム、カリウム、リチウム、および、ナトリウムから選ばれたアルカリ金属元素が好ましく用いられる。なお、本発明において、アルカリ金属化合物とは、アルカリ金属そのもののほか、その塩およびそのイオンも含む。
【００５６】
アルカリ金属炭酸塩としては、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸ルビジウム、および、炭酸セシウム等が例示される。
アルカリ金属重炭酸塩としては、炭酸水素リチウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、炭酸水素ルビジウム、および、炭酸水素セシウム等が例示される。
さらに、アルカリ金属水酸化物としては、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化ルビジウム、および、水酸化セシウム等が例示される。
これらの中でも、アルカリ金属炭酸塩が好ましく、また、酸性ガスとの親和性が良いという観点から、水に対する溶解度の高いカリウム、ルビジウム、および、セシウムを含む化合物が好ましい。
【００５７】
また、キャリアとしてアルカリ金属化合物を用いる際には、２種以上のキャリアを併用してもよい。
促進輸送膜２０ａ中に２種以上のキャリアが存在することにより、膜中で異なるキャリアを距離的に離間させることができる。これにより、複数のキャリアの潮解性の違いによって、促進輸送膜２０ａの吸湿性に起因して、製造時等に促進輸送膜２０ａ同士や、促進輸送膜２０ａと他の部材とが貼着すること（ブロッキング）を、好適に防止できる。
また、ブロッキングの防止効果を、より好適に得られる等の点で、２種以上のアルカリ金属化合物をキャリアとして用いる場合には、潮解性を有する第１化合物と、第１化合物よりも潮解性が低く比重が小さい第２化合物を含むのが好ましい。一例として、第１化合物としては炭酸セシウムが、第２化合物としては炭酸カリウムが、例示される。
【００５８】
窒素含有化合物としては、グリシン、アラニン、セリン、プロリン、ヒスチジン、タウリン、ジアミノプロピオン酸などのアミノ酸類、ピリジン、ヒスチジン、ピペラジン、イミダゾール、トリアジンなどのヘテロ化合物類、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、モノプロパノールアミン、ジプロパノールアミン、トリプロパノールアミンなどのアルカノールアミン類、クリプタンド［２．１］、クリプタンド［２．２］などの環状ポリエーテルアミン類、クリプタンド［２．２．１］、クリプタンド［２．２．２］などの双環式ポリエーテルアミン類，ポルフィリン、フタロシアニン、エチレンジアミン四酢酸等が例示される。
さらに、硫黄化合物としては、シスチン、システインなどのアミノ酸類、ポリチオフェン、ドデシルチオール等が例示される。
【００５９】
促進輸送膜２０ａにおけるキャリアの含有量は、キャリアや親水性化合物の種類等に応じて、適宜、設定すればよい。具体的には、０．３〜３０質量％が好ましく、０．５〜２５質量％がより好ましく、１〜２０質量％が特に好ましい。
促進輸送膜２０ａにおけるキャリアの含有量を、上記範囲とすることにより、促進輸送膜２０ａを形成するための組成物（塗料）において、塗布前の塩析を好適に防ぐことができ、さらに、促進輸送膜２０ａが、酸性ガスの分離機能を確実に発揮できる。
【００６０】
促進輸送膜２０ａ（促進輸送膜２０ａを形成するための組成物）は、このような親水性化合物、架橋剤およびキャリアに加え、必要に応じて、各種の成分を含有してもよい。
【００６１】
このような成分としては、ジブチルヒドロキシトルエン（ＢＨＴ）等の酸化防止剤、炭素数３〜２０のアルキル基または炭素数３〜２０のフッ化アルキル基と親水性基とを有する化合物やシロキサン構造を有する化合物等の特定化合物、オクタン酸ナトリウムや１−ヘキサスルホン酸ナトリウム等の界面活性剤、ポリオレフィン粒子やポリメタクリル酸メチル粒子等のポリマー粒子等が例示される。
その他、必要に応じて、触媒、保湿（吸湿）剤、補助溶剤、膜強度調整剤、欠陥検出剤等を用いてもよい。
【００６２】
酸性ガス分離層２０は、このような促進輸送膜２０ａと、多孔質支持体２０ｂとから構成される。
多孔質支持体２０ｂは、酸性ガス透過性を有し、かつ、促進輸送膜２０ａを形成するための塗布組成物の塗布が可能（塗膜の支持が可能）であり、さらに、形成された促進輸送膜２０ａを支持するものである。
多孔質支持体２０ｂの形成材料は、上記機能を発現できる物であれば、公知の各種の物が利用可能である。
【００６３】
ここで、本発明の分離モジュール１０において、酸性ガス分離層２０を構成する多孔質支持体２０ｂは、単層であってもよいが、多孔質膜と補助支持膜とからなる２層構成であるのが好ましい。このような２構成を有することにより、多孔質支持体２０ｂは、上記酸性ガス透過性、促進輸送膜２０ａとなる塗布組成物の塗布および促進輸送膜２０ａの支持という機能を、より確実に発現する。
なお、多孔質支持体２０ｂが単層である場合には、形成材料としては、以下に多孔質膜および補助支持膜で例示する各種の材料が利用可能である。
【００６４】
この２層構成の多孔質支持体２０ｂでは、多孔質膜が促進輸送膜２０ａ側となる。
多孔質膜は、耐熱性を有し、また加水分解性の少ない材料からなることが好ましい。このような多孔質膜としては、具体的には、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリプロピレン、セルロースなどのメンブレンフィルター膜、ポリアミドやポリイミドの界面重合薄膜、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）や高分子量ポリエチレンの延伸多孔膜等が例示される。
中でも、ＰＴＦＥや高分子量ポリエチレンの延伸多孔膜は、高い空隙率を有し、酸性ガス（特に炭酸ガス）の拡散阻害が小さく、さらに、強度、製造適性などの観点から好ましい。その中でも、耐熱性を有し、また加水分解性の少ない等の点で、ＰＴＦＥの延伸多孔膜が、好適に利用される。
【００６５】
多孔質膜は、使用環境下において、水分を含有した促進輸送膜２０ａが多孔部分に浸み込み易くなり、かつ、膜厚分布や経時での性能劣化を引き起こさないために、疎水性であるのが好ましい。
また、多孔質膜は、孔の最大孔径が１μｍ以下であるのが好ましい。
さらに、多孔質膜の孔の平均孔径は、０．００１〜１０μｍが好ましく、０．００２〜５μｍがより好ましく、０．００５〜１μｍが特に好ましい。多孔質膜の平均孔径をこの範囲とすることにより、後述する接着剤の塗布領域は接着剤を十分に染み込ませ、かつ、多孔質膜が酸性ガスの通過の妨げとなることを好適に防止できる。
【００６６】
補助支持膜は、多孔質膜の補強用に備えられるものである。
この支持膜は、要求される強度、耐延伸性および気体透過性を満たすものであれば、各種の物が利用可能である。例えば、不織布、織布、ネット、および、平均孔径が０．００１〜１０μｍのメッシュなどを、適宜、選択して用いることができる。
【００６７】
補助支持膜も、前述の多孔質膜と同様、耐熱性を有し、また加水分解性の少ない素材からなることが好ましい。
不織布、織布、編布を構成する繊維としては、耐久性や耐熱性に優れる、ポリプロピレン（ＰＰ）などのポリオレフィン、アラミド（商品名）などの改質ポリアミド、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデンなどのフッ素含有樹脂などからなる繊維が好ましい。メッシュを構成する樹脂材料も同様の素材を用いるのが好ましい。これらの材料のうち、安価で力学的強度の強いＰＰからなる不織布は、特に好適に例示される。
【００６８】
多孔質支持体２０ｂが補助支持膜を有することにより、力学的強度を向上させることができる。そのため、例えば、後述するロール・トゥ・ロールを利用する塗布装置においてハンドリングしても、多孔質支持体２０ｂに皺がよることを防止でき、生産性を高めることもできる。
【００６９】
多孔質支持体２０ｂは、薄すぎると強度に難がある。この点を考慮すると、多孔質膜の膜厚は５〜１００μｍ、補助支持膜の膜厚は５０〜３００μｍが好ましい。
また、多孔質支持体２０ｂを単層にする場合には、多孔質支持体２０ｂの厚さは、３０〜５００μｍが好ましい。
【００７０】
このような酸性ガス分離層２０は、促進輸送膜２０ａとなる成分を含む液体状の塗布組成物（塗料／塗布液）を調製して、多孔質支持体２０ｂに塗布して、乾燥する、いわゆる塗布法で作製できる。
すなわち、まず、親水性化合物、キャリア、および、必要に応じて添加するその他の成分を、それぞれ適量で水（常温水または加温水）に添加して、十分、攪拌することで、促進輸送膜２０ａとなる塗布組成物を調製する。
この組成物の調製では、必要に応じて、攪拌しつつ加熱することで、各成分の溶解を促進させてもよい。また、親水性化合物を水に加えて溶解した後、キャリアを徐々に加えて攪拌することで、親水性化合物の析出（塩析）を効果的に防ぐことができる。
【００７１】
この組成物を多孔質支持体２０ｂに塗布して、乾燥することで、酸性ガス分離層２０を作製する。
ここで、組成物の塗布および乾燥は、所定のサイズに切断されたカットシート状の多孔質支持体２０ｂに行う、いわゆる枚葉式で行ってもよい。
好ましくは、酸性ガス分離層２０の作製は、いわゆるロール・トゥ・ロール（以下、ＲｔｏＲとも言う）によって行う。すなわち、長尺な多孔質支持体２０ｂを巻回してなる送り出しロールから、多孔質支持体２０ｂを送り出して、長手方向に搬送しつつ、調製した塗布組成物を塗布し、次いで、塗布した塗布組成物（塗膜）を乾燥して、多孔質支持体２０ｂの表面に促進輸送膜２０ａを形成してなる酸性ガス分離層２０を作製し、作製した酸性ガス分離層２０を巻き取る。
【００７２】
ＲｔｏＲにおける多孔質支持体２０ｂの搬送速度は、多孔質支持体２０ｂの種類や塗布液の粘度等に応じて、適宜、設定すればよい。
ここで、多孔質支持体２０ｂの搬送速度が速すぎると、塗布組成物の塗膜の膜厚均一性が低下するおそれがあり、遅過ぎると生産性が低下する。この点を考慮すると、多孔質支持体２０ｂの搬送速度は、０．５ｍ／分以上が好ましく、０．７５〜２００ｍ／分がより好ましく、１〜２００ｍ／分が特に好ましい。
【００７３】
塗布組成物の塗布方法は、公知の方法が、各種、利用可能である。
具体的には、カーテンフローコーター、エクストルージョンダイコーター、エアードクターコーター、ブレードコーター、ロッドコーター、ナイフコーター、スクイズコーター、リバースロールコーター、バーコーター等が例示される。
【００７４】
塗布組成物の塗膜の乾燥も、公知の方法で行えばよい。一例として、温風による乾燥が例示される。
温風の風速は、ゲル膜反を迅速に乾燥させることができるともにゲル膜反が崩れない速度を、適宜、設定すればよい。具体的には、０．５〜２００ｍ／分が好ましく、０．７５〜２００ｍ／分がより好ましく、１〜２００ｍ／分が特に好ましい。
温風の温度は、多孔質支持体２０ｂの変形などが生じず、かつ、ゲル膜反を迅速に乾燥させることができる温度を、適宜、設定すればよい。具体的には、膜面温度で、１〜１２０℃が好ましく、２〜１１５℃がより好ましく、３〜１１０℃が特に好ましい。
また、塗膜の乾燥には、必要に応じて、多孔質支持体２０ｂの加熱を併用してもよい。
【００７５】
透過ガス流路用部材２６は、キャリアと反応して酸性ガス分離層３２を透過した酸性ガスＧｃを、中心筒１２の貫通孔１２ａに流すための部材である。
前述のように、図示例において、積層体１４ａは、酸性ガス分離層２０を促進輸送膜２０ａを内側にして二つ折りにして、供給ガス流路用部材２４を挟み込んだ挟持体３６を有する。この挟持体３６に、透過ガス流路用部材２６を積層して、接着剤層３０で接着することにより、１つの積層体１４ａが構成される。
透過ガス流路用部材２６は、積層体１４ａの間でスペーサとして機能して、積層体１４ａの巻回中心（内側）に向かって中心筒１２の貫通孔１２ａに至る、原料ガスＧから分離した酸性ガスＧｃの流路を構成する。また、この酸性ガスＧｃの流路を適正に形成するために、後述する接着剤層３０が浸透する必要が有る。この点を考慮すると、透過ガス流路用部材２６は、供給ガス流路用部材２４と同様、ネット状（メッシュ状／ネット状）の部材が好ましい。
【００７６】
透過ガス流路用部材２６の形成材料は、十分な強度や耐熱性を有するものであれば、各種の材料が利用可能である。具体的には、エポキシ含浸ポリエステルなどポリエステル系の材料、ポリプロピレンなどポリオレフィン系材料、ポリテトラフルオロエチレンなどフッ素系の材料が、好適に例示される。
【００７７】
透過ガス流路用部材２６の厚さは、原料ガスＧの供給量や要求される処理能力等に応じて、適宜、決定すれば良い。
具体的には、１００〜１０００μｍが好ましく、１５０〜９５０μｍがより好ましく、２００〜９００μｍが特に好ましい。
【００７８】
前述のように、透過ガス流路用部材２６は、原料ガスＧから分離されて酸性ガス分離層２０を透過した酸性ガスＧｃの流路となる。
そのため、透過ガス流路用部材２６は、流れるガスに対しての抵抗が少ないのが好ましい。具体的には、空隙率が高く、圧をかけたときの変形が少なく、かつ、圧損が少ないのが好ましい。
【００７９】
透過ガス流路用部材２６の空隙率は、３０〜９９％が好ましく、３５〜９７．５％がより好ましく、４０〜９５％が特に好ましい。
また、圧をかけたときの変形は、引張試験を行ったときの伸度で近似できる。具体的には、１０Ｎ／１０ｍｍ幅の荷重をかけたときの伸度が５％以内であることが好ましく、４％以内であることがより好ましい。
さらに、圧損は、一定の流量で流した圧縮空気の流量損失で近似できる。具体的には、１５ｃｍ角の透過ガス流路用部材２６に、室温で１５Ｌ／分の空気を流した際に、流量損失が７．５Ｌ／分以内であるのが好ましく、７Ｌ／分以内であるのがより好ましい。
【００８０】
以下、積層体１４ａの積層方法、および、積層した積層体１４ａの巻回方法すなわち積層体巻回物１４の作製方法を説明する。なお、以下の説明に用いる図３〜図６では、図面を簡潔にして構成を明確に示すために、供給ガス流路部材２４および透過ガス流路部材２６は、端面（端部）のみをネット状で示す。
【００８１】
まず、図３（Ａ）および（Ｂ）に概念的に示すように、中心筒１２の延在方向と短手方向とを一致して、中心筒１２に、接着剤等の固定手段３４を用いて、透過ガス流路用部材２６の端部を固定する。
【００８２】
一方で、図４に概念的に示すように、前述のよう作製した酸性ガス分離層２０を、促進輸送膜２０ａを内側にして二つ折りにし、間に供給ガス流路用部材２４を挟み込む。すなわち、供給ガス流路用部材２４を、二つ折りにした酸性ガス分離層２０で挟持した挟持体３６を作製する。なお、この際には、酸性ガス分離層２０は均等に二つ折りにするのではなく、図４に示すように、一方が、若干、長くなるように、二つ折りする。
また、供給ガス流路用部材２４による促進輸送膜２０ａの損傷を防止するために、酸性ガス分離層２０を二つ折りにした谷部に、二つ折りにしたシート状の保護部材（例えば、カプトンテープなど）を配置するのが好ましい。
【００８３】
さらに、二つ折りにした酸性ガス分離層２０の短い方の表面（多孔質支持体２０ｂの表面）に、接着剤層３０となる接着剤３０ａを塗布する。
ここで、接着剤３０ａ（すなわち、接着剤層３０）は、図４に示すように、幅方向（矢印ｘ方向）の両端部近傍で、巻回方向（矢印ｙ方向）の全域に延在して帯状に塗布し、さらに、折り返し部と逆側の端部近傍で幅方向の全域に延在して帯状に塗布する。
【００８４】
次いで、図５（Ａ）および（Ｂ）に概念的に示すように、接着剤３０ａを塗布した面を透過ガス流路用部材２６に向け、かつ、折り返し側を中心筒１２に向けて、挟持体３６を、中心筒１２に固定した透過ガス流路用部材２６に積層し、透過ガス流路用部材２６と酸性ガス分離層２０（多孔質支持体２０ｂ）とを接着する。
【００８５】
さらに、図５に示すように、積層した挟持体３６の上面（長い側の多孔質支持体２０ｂの表面）に、接着剤層３０となる接着剤３０ａを塗布する。なお、以下の説明では、最初に固定手段３４で中心筒１２に固定された透過ガス流路用部材２６と逆側の方向を、上側とも言う。
図５に示すように、この面の接着剤３０ａも、先と同様、幅方向の両端部近傍で、巻回方向の全域に延在して帯状に塗布し、さらに、折り返し部と逆側の端部近傍で幅方向の全域に延在して帯状に塗布する。
【００８６】
次いで、図６に概念的に示すように、接着剤３０ａを塗布した挟持体３６の上に、透過ガス流路用部材２６を積層し、酸性ガス分離層２０（多孔質支持体２０ｂ）と透過ガス流路用部材２６とを接着し、積層体１４ａが形成される。
【００８７】
次いで、先と同様、図４に示すように、酸性ガス分離層２０で供給ガス流路用部材２４を挟み込んだ挟持体３６を作製して、接着剤層３０となる接着剤３０ａを塗布して、接着剤を塗布した側を下に向けて、最後に積層した透過ガス流路用部材２６と挟持体３６とを積層して、接着する。
さらに、先と同様、積層した挟持体３６の上面に、図５に示すように接着剤３０ａを塗布して、次いで、図６に示すように、その上に、透過ガス流路用部材２６を積層して、接着し、２層目の積層体１４ａを積層する。
【００８８】
以下、図４〜図６の工程を繰り返して、図７に概念的に示すように、所定数の積層体１４ａを積層する。
なお、この積層は、図７に示すように、積層体１４ａは、上方に行くにしたがって、次第に、巻回方向に中心筒１２から離間するように積層するのが好ましい。これにより、中心筒１２への積層体１４ａの巻回（巻き付け）を容易に行い、かつ、各透過ガス流路用部材２６の中心筒１２側の端部もしくは端部近傍が、好適に中心筒１２に当接できる。
【００８９】
所定数の積層体１４ａを積層したら、図７に示すように、中心筒１２の外周面に接着剤３８ａを、最初に中心筒３８に固定した透過ガス流路用部材２６の上面の中心筒１２と挟持体３６との間に接着剤３８ｂを、それぞれ、塗布する。
次いで、図７に矢印ｙｗで示すように、積層した積層体１４ａを巻き込むようにして、積層体１４ａを中心筒１２に巻回する（巻き付ける）。
巻き終わったら、最外周（すなわち、最初に中心筒１２に固定した最下層）の透過ガス流路用部材２６に、ひき出す方向（巻き絞める方向）の張力を掛けた状態で、所定時間、維持して、接着剤３０ａ等を乾燥させる。
所定時間が経過したら、最外周の透過ガス流路用部材２６を１周した位置で超音波融着等によって固定し、固定位置よりも外方の余分な透過ガス流路用部材２６を切断して、積層した積層体１４ａを中心筒に巻回してなる積層体巻回物１４を完成する。
【００９０】
前述のように、原料ガスＧは、供給ガス流路用部材２４の端部から供給され、酸性ガスＧｃは、酸性ガス分離層２０を積層方向に通過して（輸送されて）、透過ガス流路用部材２６に流入し、透過ガス流路用部材２６内を流れて、中心筒１２に至る。
【００９１】
ここで、接着剤３０ａを塗布されるのは、多孔質支持体２０ｂであり、また、接着剤３０ａによって接着されるのは、ネット状の透過ガス流路用部材２６である。従って、接着剤３０ａは、多孔質支持体２０ｂおよび透過ガス流路用部材２６内に浸透（含浸）し、両者の内部に接着剤層３０が形成される。
また、接着剤層３０（接着剤３０ａ）は、前述のように、幅方向の両端部近傍で、巻回方向の全域に延在して帯状に形成される。さらに、接着剤層３０は、この幅方向両端部近傍の接着剤３０を幅方向に横切るように、中心筒１２側となる折り返し部と逆側の端部近傍で幅方向の全域に延在して帯状に形成される。すなわち、接着剤層３０は、中心筒１２側を開放して、透過ガス流路用部材２６および多孔質支持体２０ｂの外周を囲むように形成される。加えて、透過ガス流路用部材２６は、促進輸送膜２０ａによって挟まれた状態となっている。
これにより、積層体１４の透過ガス流路用部材２６には、中心筒１２側が開放するエンベロープ状の流路が形成される。従って、酸性ガス分離層２０を透過して透過ガス流路用部材２６に流入した酸性ガスＧｃは、外部に流出することなく、透過ガス流路用部材２６内を中心筒１２に向かって流れ、貫通孔１２ａから中心筒１２内に流入する。
【００９２】
本発明の分離モジュール１０において、接着剤層３０（接着剤３０ａ）は、十分な接着力、耐熱性および耐湿性を有するものであれば、各種の公知の接着剤が利用可能である。
一例として、エポキシ樹脂、塩化ビニル共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル−塩化ビニリデン共重合体、塩化ビニル−アクリロニトリル共重合体、ブタジエン−アクリロニトリル共重合体、ポリアミド樹脂、ポリビニルブチラール、ポリエステル、セルロース誘導体（ニトロセルロース等）、スチレン−ブタジエン共重合体、各種の合成ゴム系樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、フェノキシ樹脂、シリコン樹脂、尿素ホルムアミド樹脂等が好適に例示される。
【００９３】
なお、接着剤層３０となる接着剤３０ａは、一度塗りでもよいが、好ましくは、最初はアセトン等の有機溶剤で希釈した接着剤を塗布し、その上に、接着剤のみを塗布するのが好ましい。また、この際には、有機溶剤で希釈した接着剤は幅広に塗布し、接着剤は、これよりも狭い幅で塗布するのが好ましい。
【００９４】
本発明の分離モジュール１０において、このようにして作製される積層体巻回物１４の両端部には、テレスコープ防止板（テレスコープ防止部材）１６が配置される。
前述のように、テレスコープ防止板１６は、積層体巻回物１４が原料ガスＧによって押圧されて、供給側の端面が入れ子状に押し込まれ、逆側の端面が入れ子状に突出する、いわゆるテレスコープ現象を防止するための部材である。
【００９５】
図８に、分離モジュール１０の原料ガスＧの供給側の端部近傍を、概念的に示す。
なお、図８において、（Ａ）は巻回方向（幅方向（矢印ｘ方向）と直交する方向）から見た図であり、（Ｂ）は幅方向から見た図である。また、図８では、原料ガスＧの供給側のみを示しているが、多孔質膜２８を有さない以外は、炭酸ガスＧｃおよび残余ガスＧｒの排出側も、基本的に、同様の構成を有する。
【００９６】
本発明において、テレスコープ防止板１６は、スパイラル型の分離モジュールに用いられる公知のものが、各種、利用可能である。
図示例において、テレスコープ防止板は、円環状の外環部１６ａと、外環部１６ａの中に中心を一致して配置される円環状の内環部１６ｂと、外環部１６ａおよび内環部１６ｂを連結して固定するリブ（スポーク）１６ｃとを有して構成される。積層体１４ａ（積層体１４ａを積層した積層物）が巻回される中心筒１２は、内環部１６ｂを挿通する。
図示例において、リブ１６ｃは、外環部１６ａおよび内環部１６ｂの中心から、等角度間隔で放射状に設けられおり、外環部１６ａと内環部１６ｂとの間で、かつ、各リブ１６ｃの間隙が、原料ガスＧもしくは残余ガスＧｒが通過する開口部１６ｄとなっている。
【００９７】
テレスコープ防止板１６は、積層体巻回物１４の端面（原料ガスＧの供給側は、多孔質膜２８）に接触して配置しても良い。
しかしながら、積層体巻回物１４の端面全域を原料ガスの供給や残余ガスＧｒの排出に使用するために、図８に示すように、テレスコープ防止板１６と積層体巻回物１４の端面とは、若干の間隙を有して配置するのが好ましい。
【００９８】
テレスコープ防止板１６の形成材料は、十分な強度と、耐熱性および耐湿性を有する、各種の材料が利用可能である。
具体的には、金属材料（例えば、ステンレス（ＳＵＳ）、アルミニウム、アルミニウム合金、錫、錫合金等）、樹脂材料（例えばポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、芳香族ポリアミド樹脂、ナイロン１２、ナイロン６６、ポリサルフィン樹脂、ポリテトラフルオロエチレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル・ブタジエン・スチレン樹脂、アクリル・エチレン・スチレン樹脂、エポキシ樹脂、ニトリル樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂（ＰＥＥＫ）、ポリアセタール樹脂（ＰＯＭ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）等）、およびこれら樹脂の繊維強化プラスチック（例えば繊維としては、ガラス繊維、カーボン繊維、ステンレス繊維、アラミド繊維などで、特に長繊維が好ましい。具体例としては、例えばガラス長繊維強化ポリプロピレン、ガラス長繊維強化ポリフェニレンサルファイドなど）、並びに、セラミックス（例えばゼオライト、アルミナなど）等が好適に例示される。
なお、樹脂を用いる際には、ガラス繊維等で強化した樹脂を用いてもよい。
【００９９】
前述のように、図示例の分離モジュール１０は、原料ガスＧの供給側において、テレスコープ防止板１６と積層体巻回物１４との間に、多孔質膜２８が配置される。
図示例においては、多孔質膜２８は、積層体巻回物１４における原料ガス供給側の端面（以下、単に供給側端面とも言う）に当接して、この端面の全面を覆って設けられる、多孔質な膜（フィルム状物／シート状物）である。
【０１００】
この多孔質膜２８は、疎水性で、かつ、気体（水蒸気）は通過できるが、凝縮水は通過できない貫通孔を有するものである。
本発明は、原料ガスＧの供給方向（幅方向）において、積層体巻回物１４の供給側端面よりも上流側（以下、単に上流／下流とも言う）に、このような多孔質膜２８を有することにより、凝縮水が促進輸送膜２０ａ（酸性ガス分離膜）に接触することを防止して、凝縮水に起因する促進輸送膜２０ａの劣化を防止する。
【０１０１】
前述のように、促進分離型の分離モジュール１０は、高温かつ高湿度での操業が必須条件であり、水蒸気を多量に含む原料ガスＧが供給される。ここで、原料ガスＧ中に含まれる水蒸気は、各種の部材との接触や温度低下によって、一部が凝縮して凝縮水になる。
一方で、促進輸送膜２０ａは、前述のように、高い吸湿性を有するものであるが、凝縮水が接触すると、膜の溶解等が生じて、容易に劣化してしまう。
そのため、従来の（酸性ガス）分離モジュールでは、処理を行うにしたがって、凝縮水による促進輸送膜２０ａの劣化が進み、経時と共に、酸性ガスの分離性能や処理効率が低下してしまう。
【０１０２】
これに対して、本発明の分離モジュール１０は、疎水性で、かつ、凝縮水が通過できない多孔質膜２８を有するので、凝縮水が積層体巻回物１４の供給側端面から積層体１４ａに侵入することを防止できる。
そのため、本発明の分離モジュール１０は、凝縮水に起因する促進輸送膜２０ａの劣化を大幅に抑制して、長期に渡って、所定の性能を発現できる。しかも、多孔質膜２８であるので、原料ガスＧの圧力損失も少ない。
【０１０３】
本発明の分離モジュール１０において、多孔質膜２８は、十分な耐熱性かつ耐湿性を有し、さらに、疎水性で、かつ、ガスが通過可能で凝縮水が通過不可能なものであれば、各種の多孔質膜が利用可能である。
具体的には、ＰＴＦＥ、ＰＰ、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ＰＳＦ、ポリメチルペンテン（ＴＰＸ）、多孔質無機膜等からなる多孔質膜２８、特にこれらの材料からなる孔径の小さい多孔質膜２８が、好適に例示される。
中でも特に、ＰＴＦＥやＰＰ等からなる多孔質膜２８は、好適に利用可能である。
【０１０４】
多孔質膜２８の孔の大きさは、０．００５〜１μｍが好ましく、０．０１〜０．５μｍがより好ましい。
多孔質膜２８の孔の大きさを、この範囲とすることにより、原料ガスＧの圧力損失を小さくできる、凝縮水の透過をより好適に防止できる等の点で好ましい。
なお、この孔の大きさは、該当するサイズの微粒子を０．０１質量％含有する液体を多孔質膜２８に通し、５０質量％以上を補足できる微粒子のサイズによって測定されたものである。
【０１０５】
多孔質膜２８の空孔率は、２０〜９０％が好ましく、３０〜８５％がより好ましい。
多孔質膜２８の空孔率を、この範囲とすることにより、原料ガスＧの圧力損失を小さくできる、凝縮水の透過をより好適に防止できる等の点で好ましい。
【０１０６】
多孔質膜２８の膜厚は、５〜１００μｍが好ましく、８〜８０μｍがより好ましい。
多孔質膜２８の膜厚を、この範囲とすることにより、原料ガスＧの圧力損失を小さくできる、凝縮水の透過をより好適に防止できる等の点で好ましい。
【０１０７】
本発明の分離モジュール１０において、多孔質膜２８の配置位置は、積層体巻回物１４の供給側端面に当接する位置以外にも、供給側端面よりも上流側であれば、各種の位置が利用可能である。例えば、テレスコープ防止板１６の上流側あるいは下流側の端面に当接して、多孔質膜２８を配置してもよい。
しかしながら、多孔質膜２８の損傷防止、配置の容易さ等の点で、多孔質膜２８は、テレスコープ防止板１６と積層体巻回物１４との間に配置するのが好ましく、図示例のように、積層体巻回物１４の供給側端面に全面的に当接して配置するのがより好ましい。
【０１０８】
また、多孔質膜２８は、積層体巻回物１４の供給側端面の全面に対応して設ける必要はない。すなわち、多孔質膜２８は、積層体巻回物１４の供給側端面の少なくとも一部に対応して設ければ、凝縮水による促進輸送膜２０ａの劣化防止の効果が得られる。
好ましくは、多孔質膜２８は、積層体巻回物１４の供給側端面において、原料ガスＧが流入する領域の全面に対応して設ける。例えば、多孔質膜２８は、テレスコープ防止板１６の開口部１６ｄの領域のみに対応して設けてもよい。
さらに、多孔質膜２８の形成や配置作業の容易性、より確実に凝縮水が積層体巻回物１４内に至るのを防止できる等の点で、図示例のように、積層体巻回物１４の供給側端面の全面に対応して設けるのがより好ましい。
【０１０９】
図１および図８に示す分離モジュール１０において、原料ガスＧは、テレスコープ防止板１６を、単純に通過するのみである。
ここで、本発明の分離モジュールにおいては、積層体巻回物１４の供給側端面側に配置されるテレスコープ防止板は、単純に原料ガスＧを通過させるのではなく、原料ガスＧを拡散する機能を有するのが好ましい。
【０１１０】
図９に、その一例の原料ガスＧの供給側の端部近傍を概念的に示す。なお、図９において、（Ａ）および（Ｂ）は、前述の図８と同様である。
【０１１１】
図８に示すテレスコープ防止板１６において、外環部１６ａと内環部１６ｂとを連結するリブ１６ｃは、原料ガスＧの供給方向（＝幅方向（矢印ｘ方向））に平行である。従って、供給された原料ガスＧは、テレスコープ防止板１６の開口部１６ｄを、真っ直ぐ通過して、供給側端面から積層体巻回物１４（積層体１４ａ（供給ガス流路用部材２４））に流入する。
【０１１２】
これに対し、図９に示すテレスコープ防止板５０は、外環部５０ａと内環部５０ｂとを連結する板状のリブ５０ｃが、原料ガスＧの供給方向に向かって、反時計周りの方向（矢印ｙ１方向）に傾斜している。言い換えれば、リブ５０ｃは、原料ガスＧの下流側端部の位置が、上流側端部の位置よりも反時計周りの下流側に位置している。
そのため、原料ガスＧは、テレスコープ防止板５０を通過する際に、リブ５０ｃによって反時計周りの方向に案内されて、反時計回りの方向に旋回する旋回流となって、積層体巻回物１４の供給側端面に入射する。
【０１１３】
分離モジュールにおいては、原料ガスＧの供給手段、テレスコープ防止板の上流側における原料ガスの流路等に応じて、原料ガスＧの流入位置が、積層体巻回物１４の供給側端面の特定の部分に集中する場合が有る。
原料ガスＧが積層体巻回物１４の供給側端面の特定の部分に集中すると、それ以外の領域の促進輸送膜２０ａによる酸性ガス分離への寄与が少なくなり、甚だしい場合には、多く（大面積）の促進輸送膜２０ａが酸性ガスの分離に全く寄与しなくなる。このような状態では、原料ガスの処理効率や酸性ガスの分離効率が、大幅に低下する。
【０１１４】
これに対し、図９に示すテレスコープ防止板５０のように、積層体巻回物１４の供給側端面に配置されるテレスコープ防止板が、原料ガスＧを拡散する機能を有することにより、原料ガスＧを積層体巻回物１４の供給側端面のより広い領域（好ましくは全面）に供給できる。
そのため、この構成によれば、積層体巻回物１４を構成する促進輸送膜２０ａを全体的に利用して、原料ガスＧから酸性ガスを分離することができ、原料ガスの処理効率や酸性ガスの分離効率を向上できる。
【０１１５】
十分な拡散効果を得るためには、原料ガスＧを拡散するテレスコープ防止板５０は、積層体巻回物１４の供給側端面から、ある程度、離間して配置するのが好ましい。
しかしながら、テレスコープ防止板５０と積層体巻回物１４とを離間し過ぎると、テレスコープ防止板５０を有する効果が得られない等の不都合を生じる。
以上の点を考慮すると、テレスコープ防止板５０と積層体巻回物１４の供給側端面との距離ａは、０．０１〜２ｍｍが好ましく、０．０５〜１．５ｍｍがより好ましい。
【０１１６】
原料ガスＧの拡散機能を有するテレスコープ防止板は、図示例のように、リブ５０ｃが反時計周り方向に傾斜する構成以外にも、各種の構成が利用可能である。
例えば、リブがプロペラのような形状を有する構成、リブが長尺なプリズムのような角錐状である構成、パンチングメタルのように多数の貫通孔を規則的もしくは不規則に有する構成、リブがメッシュ状や格子状に形成される構成等が好適に例示される。
すなわち、原料ガスＧの拡散機能を有するテレスコープ防止板は、通過する原料ガスＧの流路を変更して、積層体巻回物１４の供給側端面の面方向に拡散できる形状であれば、各種の形状が利用可能である。
【０１１７】
また、原料ガスＧの拡散機能を有するテレスコープ防止板は、供給側端面の面方向の全域で原料ガスＧの拡散機能を有する構成に限定はされない。
例えば、原料ガスＧが供給管等によって供給される場合には、この供給管に対応する部分のみに、原料ガスを拡散させる機能を有してもよい。
【０１１８】
さらに、本発明の分離モジュールは、図９に示すテレスコープ防止板５０のように、テレスコープ防止板が原料ガスＧの拡散機能を有する構成以外にも、テレスコープ防止板１６より上流に、原料ガスＧを拡散させる拡散板（邪魔板）を設けてもよい。
【０１１９】
図１０に、その一例の原料ガスＧの供給側の端部近傍を概念的に示す。なお、図１０において、（Ａ）および（Ｂ）は、前述の図８と同様である。
図１０に示す例では、テレスコープ防止部材１６の上流に、テレスコープ防止部材１６に接触して、拡散板５４を設けている。拡散板５４は、一例として、円盤状の板材に、等角度間隔の放射状に、かつ、放射方向に等間隔に、原料ガスＧが通過するための貫通孔５４ａを設けた形状を有する。
【０１２０】
テレスコープ防止部材１６の上流に、このような拡散板を設けることにより、前述の拡散機能を有するテレスコープ防止板５０を用いた場合と同様に、原料ガスＧを積層体巻回物１４の供給側端面のより広い領域（好ましくは全面）に供給して、積層体巻回物１４を構成する促進輸送膜２０ａを全体的に利用して、原料ガスの処理効率や酸性ガスの分離効率を向上できる。
【０１２１】
なお、拡散板５４において、貫通孔５４ａの位置は、図示例の位置以外にも、各種の位置が利用可能である。
例えば、同様に放射状に貫通孔５４ａを形成すると共に、各方向で貫通孔５４ａの形成間隔、サイズ、数等が異なってもよい。また、原料ガスＧの供給位置（分離モジュールに原料ガスを供給する供給管の位置等）に応じて、原料ガスＧの供給位置や、原料ガスＧの供給位置の近傍には、貫通孔５４ａを設けないようにしてもよい。
【０１２２】
また、拡散板は、このような円盤状の板材に貫通孔を設けた構成以外にも、プロペラのような羽根部材を有する構成、部分的に原料ガスＧの流れを遮る邪魔板を有する構成等も利用可能である。さらに、原料ガスＧを旋回流とするテレスコープ防止板５０のような構成など、前述の原料ガスＧの拡散機能を有するテレスコープ防止板で例示した各種の構成も、利用可能である。
すなわち、拡散板も、前述の原料ガスＧの拡散機能を有するテレスコープ防止板と同様に、通過する原料ガスＧの流路を変更して、積層体巻回物１４の供給側端面の面方向に拡散できる形状であれば、各種の形状が利用可能である。
【０１２３】
なお、拡散板５４の形成材料は、十分な耐熱性および耐湿性を有するものであれば、各種の材料が利用可能である。
具体的には、拡散板５４の形成材料は、前述のテレスコープ防止板１６で例示した各種の材料が、好適に利用可能である。
【０１２４】
前述の原料ガスの拡散機能を有するテレスコープ防止板と同様、原料ガスＧを積層体巻回物１４の供給側端面の全面に好適に供給するためには、この拡散板５４も、積層体巻回物１４の供給側端面と、ある程度の距離を有して配置するのが好ましい。
他方、拡散板５４と、積層体巻回物１４の供給側端面との距離が離れすぎると、拡散板５４を設ける効果が十分に得られない場合も有る。さらに、拡散板５４と積層体巻回物１４との距離が離れる程、分離モジュール１０が大きくなるという不都合も有る。
この点を考慮すると、拡散板５４と、積層体巻回物１４の供給側端面との距離ｂは、２〜１０００ｍｍが好ましく、４〜７５０ｍｍがより好ましい。
【０１２５】
図１０に示す例では、拡散板５４はテレスコープ防止板１６と接触して配置されているが、拡散板５４は、上記距離ｂに応じて、テレスコープ防止板１６と接触しても接触しなくてもよい。
また、本発明の分離モジュールが。このような拡散板５４を有する場合には、前述の多孔質膜２８を、この拡散板５４に設けてもよい。
さらに、必要に応じて、前述の原料ガスＧの拡散機能を有するテレスコープ防止板５０と、拡散板５４とを、併用してもよい。
【０１２６】
被覆層１８は、積層体巻回物１４の周面（あるいはさらにテレスコープ防止板（あるいはさらに拡散板５４））を覆って、この周面すなわち積層体巻回物１４の端面以外から外部への原料ガスＧや残余ガスＧｒの排出を遮断するためのものである。
【０１２７】
被覆層１８は、原料ガスＧ等を遮蔽できる物が、各種、利用可能である。また、被覆層１８は、筒状の部材であってもよく、線材やシート状の部材を巻回して構成してもよい。
一例として、ＦＲＰ製の線材に、前述の接着部材４０や接着剤層３０に利用される接着剤を含浸して、接着剤を含浸した線材を、隙間無く、必要に応じて多重に、積層体巻回物１４に巻き付けてなる被覆層１８が例示される。
なお、この際においては、必要に応じて、被覆層１８と積層体巻回物１４との間に、積層体巻回物１４への接着剤の染み込みを防止するためのカプトンテープ等のシート状部材を設けてもよい。
【０１２８】
以上、本発明の酸性ガス分離モジュールについて詳細に説明したが、本発明は上述の例に限定はされず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変更を行ってもよいのは、もちろんである。
【実施例】
【０１２９】
以下、本発明の具体的実施例を挙げ、本発明の酸性ガス分離モジュールについて、より詳細に説明する。
【０１３０】
［実施例１］
＜酸性ガス分離層の作製＞
ポリビニルアルコール−ポリアクリル酸共重合体（クラレ社製  クラストマーＡＰ-２０）を３．３質量％、架橋剤（和光純薬社製  ２５質量％グルタルアルデヒド水溶液）を０．０１６質量％、含む水溶液を調製した。この水溶液に、１Ｍ塩酸をｐＨ１．７になるまで添加して、架橋させた。
架橋後、４０％炭酸セシウム水溶液（稀産金属社製）を炭酸セシウム濃度が７．０重量％になるように添加した。すなわち、本例では、炭酸セシウムが促進輸送膜２０ａのキャリアとなる。
さらに、界面活性剤（日油社製  １質量％ラピゾールＡ−９０）を０．００４質量％、添加して、塗布組成物を調製した。
【０１３１】
この塗布組成物を、多孔質支持体（ＰＰ不織布の表面に多孔質のＰＴＦＥを積層してなる積層体（ＧＥ社製））に塗布して、乾燥することで、促進輸送膜２０ａと多孔質支持体２０ｂとからなる酸性ガス分離層２０を作製した。
【０１３２】
＜分離モジュールの作製＞
まず、図３に示すように、ＳＵＳ製の中心筒１２に、透過ガス流路用部材２６（厚さ０．５ｍｍのトリコット編みのエポキシ含浸ポリエステル）を固定した。固定手段３４は、ＳＵＳと樹脂を接着可能な接着剤を用いた。
【０１３３】
一方、作製した酸性ガス分離層２０を促進輸送膜２０ａを内側にして二つ折りした。二つ折りは、図４に示すように、一方の酸性ガス分離層２０が、若干、長くなるように行った。二つ折りした酸性ガス分離層２０の谷部にカプトンテープを貼り、供給ガス流路用部材２４の端部が促進輸送膜２０ａの膜谷部を傷つけないように補強した。
次いで、二つ折りした酸性ガス分離層２０に、供給ガス流路用部材２４（厚さ０．５ｍｍのポリプロピレン製ネット）を挟み込んで、挟持体３６を作製した。
【０１３４】
この挟持体３６の酸性ガス分離層２０が短い方の多孔質支持体２０ｂ側に、図４に示すように、幅方向（矢印ｘ方向）の両端部近傍に、巻回方向（矢印ｙ方向）の全域に延在し、かつ、巻回方向の折り返し部と逆側の端部近傍に、幅方向の全域に延在して、高粘度（約４０Ｐａ・ｓ）のエポキシ系樹脂からなる接着剤３０ａ（ヘンケルジャパン社製  Ｅ１２０ＨＰ）を塗布した。
次いで、接着剤３０ａを塗布した側を下方に向けて、図５に示すように、挟持体３６と中心筒１２に固定した透過ガス流路用部材２６とを積層し、接着した。
次いで、透過ガス流路用部材２６に積層した挟持体３６の酸性ガス分離層２０の上面に、図５に示すように、幅方向の両端部近傍に、巻回方向の全域に延在し、かつ、巻回方向の折り返し部と逆側の端部近傍に、幅方向の全域に延在して、接着剤３０ａを塗布した。さらに、接着剤３０ａを塗布した酸性ガス分離層２０の上に、図６に示すように、透過ガス流路用部材２６を積層して、接着することにより、１層目の積層体１４ａを形成した。
【０１３５】
先と同様にして、図４に示す挟持体３６を、もう一つ作製し、同様に、短い側の酸性ガス分離層２０の多孔質支持体２０ｂ側に、同様に接着剤３０ａを塗布した。次いで、図５と同様に、接着剤３０ａを塗布した側を先に形成した１層目の積層体１４ａ（その透過ガス流路用部材２６）に向けて、挟持体３６を、１層目の積層体１４ａ（透過ガス流路用部材２６）の上に積層し、接着した。さらに、この挟持体３６の上面に、図５と同様に接着剤３０ａを塗布し、その上に、図６と同様に透過ガス流路用部材２６を積層して、接着することにより、２層目の積層体１４ａを形成した。
さらに、上記２層目と同様にして、２層目の積層体１４ａの上に、３層目の積層体１４ａを形成した。
【０１３６】
中心筒１２に固定した透過ガス流路用部材２６の上に、３層の積層体１４ａを積層した後、図７に示すように、中心筒１２の周面に接着剤３８ａを塗布し、さらに、中心筒１２と最下層の積層体１４ａとの間の透過ガス流路用部材２６上に、接着剤３８ｂを塗布した。接着剤３８ａおよび３８ｂは、接着剤３０ａと同じ物を用いた。
次いで、図７の矢印ｙｗ方向に中心筒１２を回転することで、積層した３層の積層体１４ａを巻き込むようにして中心筒１２に多重に巻き付け、積層体巻回物１４とした。
【０１３７】
このようにして作製した積層体巻回物１４の一方の端面の全面を、厚さ３５μｍのＰＰ製（スリーエム社製）の多孔質膜２８で覆った。この多孔質膜２８は、孔径が０．１６μｍで、空孔率が４０％の膜である。
多孔質膜２８は、中心にスリットを入れ、中心筒１２を挿通して、スリットの端部と中心筒１２、および、覆った多孔質膜２８と積層体巻回物１４の上部とを、接着剤によって固定した。
従って、本例においては、積層体巻回物１４における多孔質膜２８を設けた側の端面が、原料ガスＧの供給側端面となる。
【０１３８】
さらに、積層体巻回物１４の両端部に、内環部１６ｂに中心筒１２を挿通して、図８に示される形状の、厚さ２ｃｍのＳＵＳ製のテレスコープ防止板１６を取り付けた。テレスコープ防止板１６と積層体巻回物１４との距離は、１ｍｍとした。
さらに、テレスコープ防止板１６の周面および積層体巻回物１４の周面に、ＦＲＰ樹脂テープを巻き付けて、封止することにより、被覆層１８を形成して、分離モジュール１０を作製した。
作成した分離モジュール１０の膜面積は、合計で１．２ｍ2（設計値）であった。
【０１３９】
［実施例２］
多孔質膜２８を、厚さ１５μｍのＰＴＦＥ製（ゴアテックス社製）の多孔質膜に変更した以外は、実施例１と同様にして分離モジュール１０を作製した。
この多孔質膜２８は、孔径が０．２μｍで、空孔率が８０％の膜である。
【０１４０】
［実施例３］
原料ガスＧの供給側のテレスコープ防止板を、図８に示されるテレスコープ防止板１８から、図９に示されるような、リブ５０ｃによって原料ガスＧを反時計周りの旋回流とする、ＰＰＳ製のテレスコープ防止板５０に変更した以外は、実施例２と同様にして分離モジュール１０を作製した。
なお、積層体巻回物１４とテレスコープ防止板５０との距離ａは、１ｍｍとした。
【０１４１】
［実施例４］
テレスコープ防止板１６の上流に、図１０に示されるような、円盤状の板材で、等角度間隔の放射状に、かつ、放射方向に等間隔に、原料ガスＧが通過するための貫通孔５４ａを有する、厚さ１ｃｍのＳＵＳ製の拡散板５４を設けた以外は、実施例２と同様にして分離モジュール１０を作製した。
なお、積層体巻回物１４と拡散板５４との距離ｂは、４ｍｍとした。
【０１４２】
［比較例］
多孔質膜２８を有さない以外は実施例１と同様にして分離モジュールを作製した。
【０１４３】
［性能評価］
＜モジュールファクタ＞
作製した各実施例および比較例の分離モジュールのモジュールファクタを、分離モジュールと、分離モジュールに用いた多孔質支持体２０ｂ上の促進輸送膜２０ａ自体との、それぞれの分離係数を測定することで、算出した。
なお、本例では、ＣＯ2／Ｈ2分離係数およびＣＯ2／Ｎ2分離係数を測定し、各分離係数毎に、モジュールファクタを算出した。また、実施例においては、原料ガスＧは、多孔質膜２８を設けた側から供給した。
【０１４４】
（分離モジュールの分離係数測定）
ＣＯ2／Ｈ2分離係数；  Ｈ2：ＣＯ2：Ｈ2Ｏ＝４５：５：５０（分圧比）の原料ガスＧ（流量２．２Ｌ（リットル）／ｍｉｎ）を温度１３０℃、全圧３０１．３ｋＰａで、各分離モジュールに供給し、透過側にＡｒガス（流量０．９Ｌ／ｍｉｎ）をフローさせた。透過してきたガスをガスクロマトグラフで分析し、ＣＯ2／Ｈ2分離係数（α）を算出した。
ＣＯ2／Ｎ2分離係数；  Ｎ2：ＣＯ2：Ｈ2Ｏ＝６６：２１：１３（分圧比）の原料ガスＧ（流量１．７２Ｌ／ｍｉｎ）を温度１３０℃、全圧２００１．３ｋＰａで、各分離モジュールに供給した。透過してきたガスをガスクロマトグラフで分析し、ＣＯ2／Ｎ2分離係数（α）を算出した。
【０１４５】
（多孔質支持体２０ｂ上の促進輸送膜２０ａ自体の分離係数測定）
ＣＯ2／Ｈ2分離係数；  Ｈ2：ＣＯ2：Ｈ2Ｏ＝４５：５：５０（分圧比）の原料ガスＧ（流量０．３２Ｌ／ｍｉｎ）を温度１３０℃、全圧３０１．３ｋＰａで、促進輸送膜２０ａに供給し、透過側にＡｒガス（流量０．０４Ｌ／ｍｉｎ）をフローさせた。透過してきたガスをガスクロマトグラフで分析し、ＣＯ2／Ｈ2分離係数（α）を算出した。
ＣＯ2／Ｎ2分離係数；  Ｎ2：ＣＯ2：Ｈ2Ｏ＝６６：２１：１３（分圧比）の原料ガスＧ（流量０．３２Ｌ／ｍｉｎ）を温度１３０℃、全圧２００１．３ｋＰａで、促進輸送膜２０ａに供給した。透過してきたガスをガスクロマトグラフで分析し、ＣＯ2／Ｎ2分離係数（α）を算出した。
【０１４６】
以上のように測定したＣＯ2／Ｈ2分離係数（α）およびＣＯ2／Ｎ2分離係数（α）を用いて、下記式によってモジュールファクタを算出した。
モジュールファクタ＝分離モジュールの（α）／促進輸送膜２０ａの（α）
【０１４７】
＜凝縮水耐性＞
飽和水蒸気圧を超える条件である、Ｎ2：ＣＯ2：Ｈ2Ｏ＝６２：２０：１８（分圧比）の原料ガスＧ（流量１．８Ｌ／ｍｉｎ）を温度１３０℃、全圧２００１．３ｋＰａで、各分離モジュールに供給し、原料ガスＧの供給開始時と３時間後とにおけるＣＯ2／Ｎ2分離係数（α）を算出して、３時間後の性能劣化を見ることで、凝縮水耐性（耐凝縮水）を評価した。
性能劣化が無い場合をＡ；  １割以下の性能劣化がある場合をＢ；  一割を超える性能劣化が有る場合をＣ；  と評価した。
結果を下記表に示す。
【０１４８】
【表１】
2015029959.tif 000003
上記表に示されるように、本発明の分離モジュール１０は、いずれも、従来の分離モジュールと同等の酸性ガス分離性能を有すると共に、優れた凝縮水耐性（耐凝縮水）を有している。
特に、テレスコープ防止板５０が原料ガスＧの拡散性能を有する実施例３、および、テレスコープ防止板１６の上流に拡散板５４を設けた実施例４は、積層体巻回物１４内の、より多くの領域に原料ガスＧを供給することにより、良好な酸性ガス分離性能が得られている。
以上の結果より、本発明の効果は明らかである。
【産業上の利用可能性】
【０１４９】
水素ガスの製造や天然ガスの精製等に好適に利用可能である。
【符号の説明】
【０１５０】
１０  （酸性ガス）分離モジュール
１２  中心筒
１４  積層体巻回物
１４ａ  積層体
１６，５０  テレスコープ防止板
１６ａ，５０ａ  外環部
１６ｂ，５０ｂ  内環部
１６ｃ，５０ｃ  リブ
１６ｄ，５０ａｄ  開口部
１８  被覆層
２０  酸性ガス分離層
２０ａ  促進輸送膜
２０ｂ  多孔質支持体
２４  供給ガス流路用部材
２６  透過ガス流路用部材
２８  多孔質膜
３０  接着剤層
３０ａ  接着剤
３４  固定手段
３６  挟持体
４０  接着部材
５４  拡散板
５４ａ  貫通孔
【図１】
2015029959.tif 000004
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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