(57)【要約】【課題】透過流量を増大可能なモノリス型分離膜構造体を提供する。【解決手段】モノリス型分離膜構造体１００は、モノリス型基材２００と、分離膜３００とを備える。モノリス型基材２００は、筒状の枠体２１１と、複数の管部２１２と、第１シール部２２０と、第２シール部２３０とを有する。枠体２１１は、所定方向に延びる。複数の管部２１２は、枠体２１１内に配置され、所定方向に延びる貫通孔ＴＨをそれぞれ有する。第１シール部２２０は、枠体２１１の第１端面Ｓ１を覆う。第２シール部２３０は、枠体２１１の第２端面Ｓ２を覆う。分離膜３００は、貫通孔ＴＨの内表面上に形成される。貫通孔ＴＨは、第１シール部２２０及び第２シール部２３０それぞれに開口する。枠体２１１は、外周面Ｓ３に開口するスリット２１１ａを有する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定方向に延びる筒状の枠体と、前記枠体内に配置され、前記所定方向に延びる貫通孔をそれぞれ有する複数の管部と、前記枠体の第１端面を覆う第１シール部と、前記枠体の第２端面を覆う第２シール部とを有するモノリス型基材と、
前記貫通孔の内表面上に形成される分離膜と、
を備え、
前記貫通孔は、前記第１シール部及び前記第２シール部それぞれに開口しており、
前記枠体は、外周面に開口するスリットを有する、
モノリス型分離膜構造体。
【請求項２】
前記モノリス型基材は、前記複数の管部のうち隣接する第１管部と第２管部の間に配置される隔壁部を有し、
前記隔壁部は、前記第１管部及び前記第２管部それぞれに連結されている、
請求項１に記載のモノリス型分離膜構造体。
【請求項３】
前記第１管部及び前記第２管部の少なくとも一方と前記隔壁部との間には隙間が形成されている、
請求項２に記載のモノリス型分離膜構造体。
【請求項４】
前記モノリス型基材は、前記複数の管部のうち第１管部と第２管部の間に配置される隔壁部を有し、
前記隔壁部は、前記第１管部に連結され、
前記隔壁部は、前記第２管部から離間している、
請求項１に記載のモノリス型分離膜構造体。
【請求項５】
前記隔壁部の厚みは、前記第１管部及び第２管部それぞれの厚みよりも薄い、
請求項２乃至４のいずれかに記載のモノリス型分離膜構造体。
【請求項６】
前記複数の管部は、前記枠体の内周面と対向する外側管部を含み、
前記モノリス型基材は、前記外側管部と前記枠体に連結される支持部を有する、
請求項１乃至５のいずれかに記載のモノリス型分離膜構造体。
【請求項７】
前記支持部の厚みは、前記外側管部の厚みと同等以上である、
請求項６に記載のモノリス型分離膜構造体。
【請求項８】
前記枠体は、前記スリットを含む複数のスリットを有し、
前記複数のスリットは、前記枠体の中心軸を中心として点対称に位置する、
請求項１乃至７のいずれかに記載のモノリス型分離膜構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、浸透気化法又は蒸気浸透法に用いられるモノリス型分離膜構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、浸透気化法や蒸気浸透法に用いられるモノリス型分離膜構造体は、複数の貫通孔を有する多孔質体と、複数の貫通孔それぞれの内表面に形成される分離膜とを備える。分離膜の内側の空間は、濾過対象である混合流体を流すための濾過セルとなる。
【０００３】
ここで、透過分離成分の圧力損失の低減を目的として、濾過セルに隣接した集水セルと、集水セルと外部空間に繋がる排出流路とを多孔質体に形成する手法が知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２０１０／０５８３３９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１のモノリス型分離膜構造体における透過分離成分の透過速度について本発明者等が検証したところ、分離膜の表面のうち排出流路や外部空間に近い領域では透過速度が速いのに対して、それ以外の領域では透過速度が遅いという知見が得られた。そのため、特許文献１のモノリス型分離膜構造体では、透過流量を増大させることが困難である。
【０００６】
本発明は、上述の状況に鑑みてなされたものであり、透過流量を増大可能なモノリス型分離膜構造体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るモノリス型分離膜構造体は、モノリス型基材と、分離膜とを備える。モノリス型基材は、筒状の枠体と、複数の管部と、第１シール部と、第２シール部とを有する。枠体は、所定方向に延びる。複数の管部は、枠体内に配置され、所定方向に延びる貫通孔をそれぞれ有する。第１シール部は、枠体の第１端面を覆う。第２シール部は、枠体の第２端面を覆う。分離膜は、貫通孔の内表面上に形成される。貫通孔は、第１シール部及び第２シール部それぞれに開口する。枠体は、外周面に開口するスリットを有する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、透過流量を増大可能なモノリス型分離膜構造体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】モノリス型分離膜構造体の斜視図
【図２】基材本体を第１端面側から見た斜視図
【図３】基材本体を第２端面側から見た斜視図
【図４】図２のＡ−Ａ断面図
【図５】図４のＸ方向から見た矢視図
【図６】従来のモノリス型分離膜構造体における透過速度のシミュレーション結果
【図７】実施形態に係るモノリス型分離膜構造体における透過速度のシミュレーション結果
【図８】隔壁部の他の構成を示す模式図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
次に、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。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なっている場合がある。従って、具体的な寸法等は以下の説明を参酌して判断すべきものである。又、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
【００１１】
以下の実施形態において、「モノリス」とは、長手方向に形成された複数の貫通孔を有する形状を意味し、ハニカム形状を含む概念である。
【００１２】
（モノリス型分離膜構造体１００の構成）
図１は、モノリス型分離膜構造体１００の斜視図である。図２は、基材本体２１０を第１端面Ｓ１側から見た斜視図である。図３は、基材本体２１０を第２端面Ｓ２側から見た斜視図である。図４は、図２のＡ−Ａ断面図である。
【００１３】
モノリス型分離膜構造体１００は、図１に示すように、モノリス型基材２００と、分離膜３００とを備える。モノリス型基材２００は、基材本体２１０と、第１シール部２２０と、第２シール部２３０とを有する。
【００１４】
基材本体２１０は、図２及び図３に示すように、枠体２１１と、複数の管部２１２と、複数の隔壁部２１３と、複数の支持部２１４とを有する。
【００１５】
枠体２１１は、筒状に形成される。枠体２１１は、長手方向に沿って延びる。本実施形態に係る枠体２１１は、中心軸ＡＸ（図４参照）を中心とする円筒状に形成されている。長手方向における枠体２１１の長さは１５０〜２０００ｍｍとすることができ、長手方向と直交する短手方向における枠体２１１の直径は３０〜２２０ｍｍとすることができるが、これに限られるものではない。枠体２１１は、第１端面Ｓ１と、第２端面Ｓ２と、外周面Ｓ３と、内周面Ｓ４と、第１開口Ｔ１と、第２開口Ｔ２とを有する。第１端面Ｓ１には、第１開口Ｔ１が形成されている。第１端面Ｓ１は、環状に形成される。第２端面Ｓ２には、第２開口Ｔ２が形成されている。第２端面Ｓ２は、環状に形成される。第１端面Ｓ１は、第２端面Ｓ２の反対に設けられる。外周面Ｓ３は、第１端面Ｓ１と第２端面Ｓ２の外縁に連なる。内周面Ｓ４は、第１端面Ｓ１と第２端面Ｓ２の内縁に連なる。
【００１６】
枠体２１１は、図２〜図４に示すように、第１乃至第３スリット２１１ａ１〜２１１ａ３（以下、適宜「スリット２１１ａ」と総称する）を有する。第１乃至第３スリット２１１ａ１〜２１１ａ３それぞれは、枠体２１１を貫通するように形成されている。第１乃至第３スリット２１１ａ１〜２１１ａ３それぞれは、外周面Ｓ３と内周面Ｓ４に開口する。本実施形態に係る第１乃至第３スリット２１１ａ１〜２１１ａ３は、図４に示すように、枠体２１１の中心軸ＡＸを中心として点対称に位置する。従って、第１乃至第３スリット２１１ａ１〜２１１ａ３は、中心軸ＡＸ周りに１２０度ずつ互いに離れている。第１乃至第３スリット２１１ａ１〜２１１ａ３からは、後述する透過分離成分（水、蒸気）が流出する。
【００１７】
複数の管部２１２は、図２及び図３に示すように、枠体２１１内に配置される。各管部２１２は、分離膜３００の支持部材として機能する。各管部２１２は、管状（筒状）に形成されており、内部に貫通孔ＴＨを有する。各管部２１２は、長手方向に沿って配置される。貫通孔ＴＨは、長手方向に沿って延びる。貫通孔ＴＨは、第１シール部２２０と第２シール部２３０それぞれに開口する。長手方向における各管部２１２の長さは１５０〜２０００ｍｍとすることができ、短手方向における各管部２１２の直径は１．７〜４．３ｍｍとすることができるが、これに限られるものではない。また、貫通孔ＴＨの内径は１．４〜４．０ｍｍとすることができるが、これに限られるものではない。
【００１８】
複数の管部２１２は、図４に示すように、複数の外側管部２１２Ｐと複数の内側管部２１２Ｑを含む。複数の外側管部２１２Ｐは、複数の内側管部２１２Ｑの外側に配置される。複数の外側管部２１２Ｐは、複数の内側管部２１２Ｑを取り囲むように配置される。各外側管部２１２Ｐは、枠体２１１の内周面Ｓ４と対向している。複数の内側管部２１２Ｑは、複数の外側管部２１２Ｐの内側に配置される。本実施形態では、１８本の外側管部２１２Ｐと３７本の内側管部２１２Ｑが設けられているが、それぞれの本数は任意に変更可能である。なお、外側管部２１２Ｐと内側管部２１２Ｑの構成は同じである。
【００１９】
複数の隔壁部２１３それぞれは、図２〜図４に示すように、隣接する２つの管部２１２を所定間隔で隔離した状態で支持する。図５は、図４のＸ方向から見た矢視図である。図５では、隔壁部２１３によって支持される２つの管部２１２の一例として、外側管部２１２Ｐの１つである第１管部２１２ａと内側管部２１２Ｑの１つである第２管部２１２ｂとが図示されている。隔壁部２１３は、第１管部２１２ａと第２管部２１２ｂそれぞれに連結されている。長手方向における各隔壁部２１３の長さＬは１５０〜２０００ｍｍとすることができ、隔壁部２１３の幅Ｗは０．６〜５．０ｍｍとすることができるが、これに限られるものではない。図４に示すように、複数の管部２１２の間には、隔壁部２１３によって仕切られた複数の内側集水室Ｒ１が形成される。本実施形態では、各外側管部２１２Ｐが３つ又は４つの隔壁部２１３によって支持され、各内側管部２１２Ｑが６つの隔壁部２１３によって支持されているが、隔壁部２１３の数は任意に変更可能である。なお、隔壁部２１３は、任意に隣接する２つの管部２１２を支持していればよく、外側管部２１２Ｐどうし或いは内側管部２１２Ｑどうしを支持していてもよい。
【００２０】
ここで、図５に示すように、隔壁部２１３と第１管部２１２ａの接続部分には、複数の第１隙間ＳＬ１が形成されている。複数の第１隙間ＳＬ１は、長手方向に沿って並んでいる。また、隔壁部２１３と第２管部２１２ｂの接続部分には、第２隙間ＳＬ２が形成されている。第２隙間ＳＬ２は、長手方向に延びるように形成されている。複数の第１隙間ＳＬ１は第２隙間ＳＬ２のように連続的であってもよいし、第２隙間ＳＬ２は複数の第１隙間ＳＬ１のように断続的であってもよい。第１隙間ＳＬ１及び第２隙間ＳＬ２は、基材本体２１０の成形体の形成工程（例えば押し出し工程）、乾燥工程あるいは焼成工程において形成することができる。第１隙間ＳＬ１及び第２隙間ＳＬ２のサイズや形状は隔壁部２１３の厚みを変更することによって調整可能である。このような第１隙間ＳＬ１や第２隙間ＳＬ２を形成することによって、透過分離成分が外部に流出する際の圧力損失を低減することができる。
【００２１】
複数の支持部２１４は、図２〜図４に示すように、複数の外側管部２１２Ｐと枠体２１１の間に配置される。複数の支持部２１４は、複数の管部２１２を枠体２１１内に固定する。各支持部２１４は、外側管部２１２Ｐと枠体２１１に連結されている。図４に示すように、枠体２１１と外側管部２１２Ｐとの間には、支持部２１４によって仕切られた複数の外側集水室Ｒ２が形成される。
【００２２】
図４に示すように、枠体２１１の厚みｄ１は、管部２１２の厚みｄ２、隔壁部２１３の厚みｄ３及び支持部２１４の厚みｄ４のそれぞれより厚くてもよい。管部２１２の厚みｄ２は、隔壁部２１３の厚みｄ３より厚くてもよい。隔壁部２１３の厚みｄ３は、枠体２１１の厚みｄ１、管部２１２の厚みｄ２、及び支持部２１４の厚みｄ４のそれぞれより薄いことが好ましい。これによって、第１隙間ＳＬ１や第２隙間ＳＬ２の形成が容易になるとともに、透過分離成分が隔壁部２１３自体を透過する場合における圧力損失を低減することができる。支持部２１４の厚みｄ４は、管部２１２の厚みｄ２の厚みと同等以上であることが好ましい。これによって、基材本体２１０の成形体において、複数の管部２１２の位置を保持しやすくなる。枠体２１１の厚みｄ１は、１．０ｍｍ〜２．５ｍｍとすることができる。管部２１２の厚みｄ２は、０．１０ｍｍ〜０．３０ｍｍとすることができる。隔壁部２１３の厚みｄ３は、０．０２５ｍｍ〜０．１０ｍｍとすることができる。支持部２１４の厚みｄ４は、０．８ｍｍ〜１．５ｍｍとすることができる。
【００２３】
以上の構成を有する基材本体２００は、多孔質材料によって構成される。基材本体２００の多孔質材料としては、セラミックス、金属、樹脂などを用いることができ、特に多孔質セラミックス材料が好適である。多孔質セラミックス材料の骨材粒子としては、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、チタニア（ＴｉＯ２）、ムライト（Ａｌ２Ｏ３・ＳｉＯ２）、セルベン及びコージェライト（Ｍｇ２Ａｌ４Ｓｉ５Ｏ１８）などを用いることができ、入手容易性と坏土安定性と耐食性を考慮すると特にアルミナが好適である。基材本体２００は、多孔質材料に加えて、無機結合材を含んでいてもよい。無機結合材としては、チタニア、ムライト、易焼結性アルミナ、シリカ、ガラスフリット、粘土鉱物、易焼結性コージェライトのうち少なくとも一つを用いることができる。基材本体２００の気孔率は、２５％〜５０％とすることができる。基材本体２００の平均細孔径は、５μｍ〜２５μｍとすることができる。基材本体２００を構成する多孔質材料の平均粒径は、１μｍ〜１００μｍとすることができる。なお、本実施形態において、「平均粒径」とは、ＳＥＭ（Scanning Electron Microscope）を用いた断面微構造観察によって測定される３０個の測定対象粒子の最大直径の算術平均値である。
【００２４】
第１シール部２２０は、第１端面Ｓ１（第１開口Ｔ１を含む）の全面と外周面Ｓ３の一部を覆う。第１シール部２２０は、混合流体が第１開口Ｔ１から内側集水室Ｒ１や外側集水室Ｒ２に直接流入することを抑える。第１シール部２２０は、図１に示すように、各管部２１２の貫通孔ＴＨを塞がないように形成される。第１シール部２２０を構成する材料としては、ガラスや金属、ゴム、樹脂などを用いることができるが、基材本体２１０の熱膨張係数との整合性を考慮するとガラスが好適である。なお、第１シール部２２０は、第１端面Ｓ１を覆っていればよく、外周面Ｓ３を覆っていなくてもよい。第１シール部２２０が外周面Ｓ３の一部を覆っている場合は、外周面Ｓ３にＯ−リングなどを取り付けることによって缶体（不図示）との間の気密性や水密性が確保される。
【００２５】
第２シール部２３０は、第２端面Ｓ２（第２開口Ｔ２を含む）の全面と外周面Ｓ３の一部を覆う。第２シール部２３０は、混合流体が第２開口Ｔ２から内側集水室Ｒ１や外側集水室Ｒ２に逆流することを抑える。第２シール部２３０は、各管部２１２の貫通孔ＴＨを塞がないように形成される。第２シール部２３０は、第１シール部２２０と同様の材料によって構成することができる。なお、第２シール部２３０は、第２端面Ｓ２を覆っていればよく、外周面Ｓ３を覆っていなくてもよい。第２シール部２３０が外周面Ｓ３の一部を覆っている場合は、外周面Ｓ３にＯ−リングなどを取り付けることによって缶体との間の気密性や水密性が確保される。
【００２６】
分離膜３００は、各管部２１２の貫通孔ＴＨの内表面上に形成される。分離膜３００は、筒状に形成される。分離膜３００の内側の空間は、混合流体が流される濾過セルＣとなる。分離膜３００は、浸透気化法に用いられる浸透気化膜、蒸気透過法に用いられる蒸気透過膜、あるいはガス分離膜である。このような分離膜３００としては、公知の一酸化炭素分離膜（例えば、特許第４００６１０７号公報参照）、ヘリウム分離膜（例えば、特許第３９５３８３３号公報参照）、水素分離膜（例えば、特許第３９３３９０７号公報参照）、炭素膜（例えば、特開２００３−２８６０１８号公報参照）、ＤＤＲ型ゼオライト膜（例えば、特開２００４−６６１８８号公報参照）、シリカ膜（例えば、国際公開第２００８／０５０８１２号パンフレット参照）などが挙げられる。例えば、分離膜３００が浸透気化膜であり、混合流体がエタノール水溶液である場合、分離膜３００を透過した水（水蒸気）は、内側集水室Ｒ１やスリットの無い外側集水室Ｒ２からスリットのある外側集水室Ｒ２へ流入する。スリットのある外側集水室Ｒ２へ流入した水は第１乃至第３スリット２１１ａ１〜２１１ａ３から外部に流出し、分離膜３００を透過しないエタノールは濾過セルＣから流出する。
【００２７】
（モノリス型分離膜構造体１００の製造方法）
まず、基材本体２１０の多孔質材料を調製する。
【００２８】
次に、調製した多孔質材料によって基材本体２１０の成形体を形成する。基材本体２１０の成形体には、枠体２１１、複数の管部２１２、複数の隔壁部２１３及び複数の支持部２１４それぞれの成形体が含まれる。基材本体２１０の成形体は、真空押出成形機を用いた押出成形法のほかプレス成型法や鋳込み成型法によって形成することができる。
【００２９】
次に、鋭利な治具を用いて、枠体２１１の成形体の外周面に第１乃至第３スリット２１１ａ１〜２１１ａ３を形成する。
【００３０】
次に、基材本体２１０の成形体を焼成することによって基材本体２１０を形成する。
【００３１】
次に、第１シール部２２０及び第２シール部２３０のシール材料を調製する。
【００３２】
次に、調製したシール材料によって、枠体２１１の第１端面Ｓ１を覆うように第１シール部２２０及び第２シール部２３０の成形体を形成する。この際、各管部２１２の貫通孔ＴＨを塞がないようにカバーする。
【００３３】
次に、第１シール部２２０及び第２シール部２３０の成形体を焼成（例えば、８００〜９００℃）することによって第１シール部２２０及び第２シール部２３０を形成する。
【００３４】
次に、各管部２１２の貫通孔ＴＨの内表面上に分離膜３００を形成する。分離膜３００の形成方法は、分離膜３００の種類に応じた手法を適宜選択すればよい。
【００３５】
（作用および効果）
図６は、従来のモノリス型分離膜構造体１００´における透過分離成分の透過速度のシミュレーション結果である。従来のモノリス型分離膜構造体１００´では、多孔質体２１０´に形成された複数の貫通孔ＴＨ´それぞれの内表面上に分離膜３００´が形成されているため、分離膜３００´の表面のうち外周面Ｓ３´に近い領域では透過速度が速いのに対して、それ以外の領域では透過速度が遅くなる傾向がある。
【００３６】
一方、図７は、本実施形態に係るモノリス型分離膜構造体１００における透過分離成分の透過速度のシミュレーション結果である。本実施形態に係るモノリス型分離膜構造体１００では、複数の管部２１２それぞれの内表面上に分離膜３００が形成されており、分離膜３００を透過した透過分離成分は内側集水室Ｒ１や外側集水室Ｒ２からスリット２１１ａへとスムーズに流出する。そのため、分離膜３００の表面の略全域において透過速度が均一化されて透過流量が増大する。
【００３７】
（その他の実施形態）
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【００３８】
（Ａ）上記実施形態において、枠体２１１は、中心軸ＡＸを中心とする円筒状に形成されることとしたが、これに限られるものではない。枠体２１１は、筒状に形成されていればよく、角筒状に形成されていてもよいし、非対象形状に形成されていてもよい。
【００３９】
（Ｂ）上記実施形態では、第１乃至第３スリット２１１ａ１〜２１１ａ３は、枠体２１１の成形体の焼成前に形成することとしたが、枠体２１１の成形体の焼成後に形成してもよい。成形体の焼成後にスリット２１１ａを形成する場合には、カッターなどの工具を用いればよい。
【００４０】
（Ｃ）上記実施形態において、枠体２１１は、中心軸ＡＸを中心とする点対称な位置に形成された第１乃至第３スリット２１１ａ１〜２１１ａ３を有することとしたが、これに限られるものではない。枠体２１１は、１つ以上のスリット２１１ａを有していればよく、スリット２１１ａの位置、数及び形状に制限はない。
【００４１】
（Ｄ）上記実施形態において、第１及び第２管部２１２ａ、２１２ｂそれぞれと隔壁部２１３との間には、図５に示すように第１及び第２隙間ＳＬ１、ＳＬ２が形成されることとした。しかしながら、第１及び第２隙間ＳＬ１、ＳＬ２それぞれは、基材本体２１０の成形体の形成工程、乾燥工程あるいは焼成工程においてランダムに形成されるものであるため、その形状、サイズ及び数には特に制限がない。
【００４２】
（Ｅ）上記実施形態において、隔壁部２１３のうち第１管部２１２ａとの接続部分には第１隙間ＳＬ１が形成され、隔壁部２１３のうち第２管部２１２ｂとの接続部分には第２隙間ＳＬ２が形成されることとしたが、第１隙間ＳＬ１や第２隙間ＳＬ２は形成されていなくてもよい。この場合、隔壁部２１３のうち第１管部２１２ａ及び第２管部２１２ｂそれぞれとの接続部分の厚みは薄く形成されていてもよい。このように、隔壁部２１３の接続部分の厚みを薄くすることによっても、透過分離成分が外部に流出する際の圧力損失を低減することができる。
【００４３】
（Ｆ）上記実施形態では特に触れていないが、外側管部２１２Ｐと支持部２１４との接続部分や、枠体２１１と支持部２１４との接続部分にも隙間が形成されていてもよい。これによって、透過分離成分が外側集水室Ｒ２間をスムーズに移動できる。
【００４４】
（Ｇ）上記実施形態では特に触れていないが、各管部２１２は、内周面上に形成される中間層や中間層の内周面に形成される表層を有していてもよい。管部２１２が中間層と表層を有する場合、分離膜３００は表層の内表面上に形成される。管部２１２が中間層のみを有する場合、分離膜３００は中間層の内表面上に形成される。
【００４５】
（Ｈ）上記実施形態において、各管部２１２の断面形状は円形であることとしたが、楕円形や多角形などであってもよい。
【００４６】
（Ｉ）上記実施形態において、隔壁部２１３は、２つの管部２１２（第１管部２１２ａと第２管部２１２ｂ）に連結されることとしたが、図８に示すように、１つの管部２１２だけに連結されていてもよい。
【００４７】
（Ｊ）上記実施形態において、外側管部２１２Ｐと内側管部２１２Ｑの構成は同じであることとしたが、内径、外径及び形状は互いに異なっていてもよい。また、複数の外側管部２１２Ｐどうしの内径、外径及び形状は互いに異なっていてもよいし、複数の内側管部２１２Ｑどうしの内径、外径及び形状は互いに異なっていてもよい。
【００４８】
（Ｋ）上記実施形態では、複数の外側管部２１２Ｐそれぞれが支持部２１４を介して枠体２１１に固定されることとしたが、これに限られるものではない。複数の支持部２１４によって複数の管部２１２が枠体２１１内に支持できていればよく、例えば２本の外側管部２１２Ｐごとに１つの支持部２１４が設けられていてもよい。
【実施例】
【００４９】
以下において本発明に係るモノリス型分離膜構造体の実施例について説明する。ただし、本発明は以下に説明する実施例に限定されるものではない。
【００５０】
（サンプルＮｏ．１〜Ｎｏ．５の作製）
以下のようにして、サンプルＮｏ．１〜Ｎｏ．５に係るモノリス型分離膜構造体を作製した。
【００５１】
まず、平均粒径３０μｍのアルミナ粒子１００質量部に対して無機結合材２０質量部を添加し、さらに、水、分散剤及び増粘剤を加えて混練することによって多孔質材料を調整した。
【００５２】
次に、調整した多孔質材料を押出成形することによって、基材本体の成形体を形成した。サンプルＮｏ．１では、複数の貫通孔を有する円柱状の成形体を形成した。サンプルＮｏ．２〜５では、枠体、複数の管部、複数の隔壁部及び複数の支持部それぞれの成形体を形成した。
【００５３】
次に、基材本体の成形体を焼成（１２５０℃、１時間）して基材本体を作製した。各サンプルの基材本体のサイズは、直径３０ｍｍ×長さ１６０ｍｍであった。
【００５４】
次に、サンプルＮｏ．２〜５の基材本体の外周面にスリットを形成した。サンプルＮｏ．２〜４では、基材本体の中心軸に対して点対称に複数のスリットを形成した。サンプルＮｏ．２〜５に形成したスリットの数は表１に示すとおりである。
【００５５】
次に、各サンプルの基材本体の両端面にガラスを塗布して焼成（９５０℃、３時間）することによって、一対のシール部を形成した。この際、両端面における貫通孔の開口を塞がないようにガラスを塗布した。
【００５６】
次に、アルミナにガラス、水、バインダを添加した中間層用スラリーを用いて、濾過法によって貫通孔の内表面上に中間層の成形体を形成した。続いて、中間層の成形体を焼成（９５０℃、３時間）して中間層を形成した。
【００５７】
次に、チタニアにバインダ、水を添加した表層用スラリーを用いて、濾過法によって中間層の内表面に表層の成形体を形成した。続いて、表層の成形体を焼成（９５０℃、３時間）して表層を形成した。
【００５８】
次に、国際公開第２０１０／１３４５１４号に記載の手法を用いて、表層の内表面上にポリイミド系炭素膜を形成した。
【００５９】
（パーベーパレーション試験）
各パーベーパレーション（ＰＶ）試験を行って、各サンプルの分離性能を測定した。
【００６０】
まず、エタノールを１０体積％含む水溶液（以下、「供給液」という。）を７０度に加熱した。
【００６１】
次に、真空ポンプによって基材本体の外周面の外側を減圧しながら、供給液をセル内に循環させた。
【００６２】
次に、各サンプルから回収された透過液の質量を電子天秤にて秤量した。また、各サンプルの外周面から回収された透過液の組成をガスクロマトグラフィにて解析した。
【００６３】
次に、透過液の解析結果に基づいて水透過量（ｋｇ／ｍ２ｈ）を算出した。また、次の式に従って分離係数αを算出した。
【００６４】
分離係数α＝（（透過液中のエタノール濃度）／（透過液中の水濃度））／（（供給液中のエタノール濃度）／（供給液中の水濃度））
【００６５】
【表１】
2015188840.tif 000003
表１に示すように、サンプルＮｏ．２〜５では、サンプルＮｏ．１に比べて良好な水透過量を得ることができた。これは、図７に示すように、ポリイミド系炭素膜の表面の略全域において透過速度を均一化できたためである。
【００６６】
また、サンプルＮｏ．２〜５では、スリット数が多いほど水透過量が多かった。これは、スリット数を増やすことによって透過液の圧力損失をより低減できたためである。
【符号の説明】
【００６７】
１００      モノリス型分離膜構造体
２００      モノリス型基材
２１０      基材本体
２１１      枠体
２１１ａ    スリット
２１２      管部
２１２Ｐ    外側管部
２１２Ｑ    内側管部
２１３      隔壁部
２１４      支持部
２２０      第１シール部
２３０      第２シール部
３００      分離膜
ＴＨ      貫通孔
Ｃ        濾過セル
【図１】
2015188840.tif 000004
【図２】
2015188840.tif 000005
【図３】
2015188840.tif 000006
【図４】
2015188840.tif 000007
【図５】
2015188840.tif 000008
【図６】
2015188840.tif 000009
【図７】
2015188840.tif 000010
【図８】
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