(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
混合流体から透過成分を分離するためのモノリス型分離膜構造体であって、
前記透過成分が流出する流出面に隣接する第１貫通孔を含む複数の貫通孔を有するモノリス型基材と、
前記第１貫通孔の内側に形成される第１多孔質膜を含む複数の多孔質膜と、
を備え、
前記第１多孔質膜のうち前記流出面側の第１平均厚みに対する、前記第１多孔質膜のうち前記流出面と反対側の第２平均厚みの比は、０．６以上であり、
前記第１平均厚みは、前記第２平均厚みより大きい、
モノリス型分離膜構造体。
【請求項２】
前記複数の貫通孔は、前記第１貫通孔よりも前記流出面から離れた第２貫通孔を含み、
前記複数の多孔質膜は、前記第２貫通孔の内側に形成される第２多孔質膜を含み、
前記第１平均厚みに対する、前記第２多孔質膜のうち前記流出面側の第３平均厚みの比は、０．６以上である、
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平均厚みに対する、前記第２多孔質膜のうち前記流出面と反対側の第４平均厚みの比は、０．６以上である、
請求項２に記載のモノリス型分離膜構造体。
【請求項４】
前記第１平均厚みに対する、前記第２平均厚みの前記比は、０．７以上である、
請求項１乃至３のいずれかに記載のモノリス型分離膜構造体。
【請求項５】
前記第１貫通孔と前記流出面の間隔は、２５０μｍ以上である、
請求項１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】
前記モノリス型基材の平均細孔径は、２．５μｍ以上である、
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】
混合流体から透過成分を分離するためのモノリス型分離膜構造体の製造方法であって、
前記透過成分が流出する流出面に隣接する貫通孔を有するモノリス型基材を形成する工程と、
前記モノリス型基材の平均細孔径の１／３以下の粒径を有する小粒子と前記平均細孔径以上の粒径を有する大粒子とを含む多孔質膜用スラリーを用いた濾過成膜法によって、前記貫通孔の内側に多孔質膜を形成する工程と、
を備え、
前記多孔質膜用スラリーにおいて、前記大粒子の頻度は、前記小粒子の頻度の２倍以上８倍以下であり、
前記小粒子及び前記大粒子のそれぞれは、前記モノリス型基材を構成する多孔質材料である、
モノリス型分離膜構造体の製造方法。
【請求項８】
前記多孔質膜を形成する工程では、前記小粒子を４０％以上６０％以下の頻度で含む第１多孔質材料を用いて調製する第１の多孔質膜用スラリーと、前記大粒子を４０％以上７０％以下の頻度で含む第２多孔質材料を用いて調製する第２の多孔質膜用スラリーとを混合することによって、前記多孔質膜用スラリーを調製する、
請求項７に記載のモノリス型分離膜構造体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モノリス型分離膜構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、モノリス型基材に形成された複数の貫通孔の内表面に多孔質膜を形成する手法として濾過成膜法が広く用いられている（例えば、特許文献１参照）。濾過成膜法とは、多孔質材料を含むスラリーを貫通孔に循環させながらモノリス型基材の外周面側を低圧にすることによって、貫通孔の内表面に多孔質材料を堆積させる手法である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２００８／０１０４５２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、濾過成膜法では、貫通孔の内表面に不均一な負圧が発生しやすいため、負圧の小さな領域における多孔質膜の厚みが薄くなってしまう場合がある。このような多孔質膜を混合流体（液体混合物や気体混合物）の分離に用いると、多孔質膜の薄い部分に負荷が集中するため、モノリス型分離膜構造体の耐久性が低下するという問題がある。
【０００５】
本発明は、上述の状況に鑑みてなされたものであり、耐久性を向上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】
【０００６】
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、多孔質膜とを備える。モノリス型基材は、透過成分が流出する流出面に隣接する第１貫通孔を含む複数の貫通孔を有する。多孔質膜は、第１貫通孔の内側に形成される第１多孔質膜を含む複数の多孔質膜を有する。第１多孔質膜のうち流出面の第１平均厚みに対する、第１多孔質膜のうち流出面と反対側の第２平均厚みの比は、０．６以上である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、耐久性を向上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】
【０００８】
【図１】第１実施形態に係るモノリス型分離膜構造体の斜視図
【図２】図１のＡ−Ａ断面図
【図３】図２の部分拡大図
【図４】図２のＢ−Ｂ断面図
【図５】第２実施形態に係るモノリス型分離膜構造体の斜視図
【図６】図５のＦ−Ｆ断面図
【図７】図６の部分拡大図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
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。
【００１０】
以下の説明において、「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、ハニカムを含む概念である。
【００１１】
１．第１実施形態
（モノリス型分離膜構造体１００の構成）
図１は、第１実施形態に係るモノリス型分離膜構造体１００の斜視図である。図２は、図１のＡ−Ａ断面図である。図１では、モノリス型分離膜構造体１００の内部構造が部分的に示されている。図１中の矢印は、透過成分（例えば、水蒸気）の流れを示している。
【００１２】
モノリス型分離膜構造体１００は、モノリス型基材１０、複数の多孔質膜２０、第１シール部２６及び第２シール部２７を備える。
【００１３】
モノリス型基材１０は、本体部１１と、複数の第１目封止１２と、複数の第２目封止１３とを有する。
【００１４】
本体部１１は、円柱状に形成される。長手方向における本体部１１の長さは１５０〜２０００ｍｍとすることができる。本体部１１の直径は３０〜２２０ｍｍとすることができる。本体部１１は、楕円柱状や多角柱状に形成されていてもよい。
【００１５】
本体部１１は、多孔質材料によって構成される。本体部１１の多孔質材料としては、セラミックス材料、金属材料及び樹脂材料などを用いることができる。セラミックス材料の骨材としては、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アルミナが好適である。本体部１１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。本体部１１の気孔率は特に制限されないが、２５％〜５０％とすることができる。
【００１６】
本体部１１の平均細孔径は特に制限されないが、０．１μｍ〜５０μｍとすることができる。本体部１１の平均細孔径は、１μｍ以上が好ましく、２．５μｍ以上が更に好ましい。これによって、本体部１１の内部における圧力損失を低減することができる。本体部１１の平均細孔径は、３０μｍ以下が好ましく、２０μｍ以下が更に好ましい。これによって、構成材料粒子どうしのネッキング箇所を増やすことができるため、本体部１１の強度を向上させることができる。本体部１１の平均細孔径は、水銀圧入法によって測定することができる。本体部１１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。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。
【００１７】
本体部１１は、第１端面２１と、第２端面２２と、側面２３と、複数の貫通孔２４と、複数の排出流路２５とを有する。第１端面２１は、第２端面２２の反対側に設けられる。側面２３は、第１端面２１と第２端面２２の外縁に連なる。複数の貫通孔２４それぞれは、第１端面２１から第２端面２２まで本体部１１を貫通する。複数の貫通孔２４それぞれは、本体部１１の長手方向に沿って形成される。複数の貫通孔２４それぞれの内径は、１ｍｍ〜５ｍｍとすることができる。
【００１８】
図２に示すように、複数の多孔質膜２０は、複数の貫通孔２４のうち一部の貫通孔２４の内側に形成される。多孔質膜２０は、筒状に形成される。多孔質膜２０の内径は、例えば０．５ｍｍ〜５ｍｍとすることができる。
【００１９】
多孔質膜２０は、濾過法による成膜工程を経て形成される膜である。濾過法は、膜材料を成膜する工程に用いられていてもよいし、種結晶含有材料を成膜する工程に用いられていてもよい。このような多孔質膜２０としては、ＭＦ膜、ＵＦ膜、ガス分離膜、浸透気化膜、又は蒸気透過膜などが挙げられる。具体例としては、セラミック膜（例えば、特開平３−２６７１２９号公報、特開２００８−２４６３０４号公報参照）、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）、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）、有機無機ハイブリッドシリカ膜（特開２０１３−２０３６１８号公報）、ｐ−トリル基含有シリカ膜（特開２０１３−２２６５４１号公報）が挙げられる。
【００２０】
図３は、図２の部分拡大図である。図３では、本体部１１と多孔質膜２０の断面が図示されている。多孔質膜２０は濾過法による成膜工程を経て形成されるため、多孔質膜２０の外周層２０ａは本体部１１の内部に入り込んでいる。これによって、多孔質膜２０の外周層２０ａは、本体部１１との混層を形成している。多孔質膜２０の平均厚みと外周層２０ａの平均厚みは、膜種に応じて適宜設定することができる。多孔質膜２０の平均厚みと外周層２０ａの平均厚みの代表例を下表１に示すが、これに限られるものではない。なお、多孔質膜２０の厚みには、外周層２０ａの厚みが含まれている。
【００２１】
【表１】
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【００２２】
また、図３に示すように、濾過法によって成膜される多孔質膜２０は、貫通孔２４の内面に沿って形成されている。これにより、貫通孔２４の内面の凹部において多孔質膜２０の膜厚が局所的に厚くなることが抑えられるためクラックの発生を抑制することができる。多孔質膜２０の表面２０Ｓにおける表面粗さＲａは、０．１μｍ以上である。表面２０Ｓにおける表面粗さＲａは、３．０μｍ以下であることが好ましい。これによって、表面２０Ｓに対する混合流体の流体抵抗を低減させることができる。表面２０Ｓにおける表面粗さＲａは、ＳＥＭによって取得される２５μｍ長の断面曲線からＪＩＳ  Ｂ  ０６０１−２００１に準拠した手法で測定することができる。
【００２３】
なお、濾過法以外の成膜方法（例えば、流下法やディップ法）によって多孔質膜を成膜した場合には、多孔質膜の表面粗さＲａは０．１μｍ未満にすることができるものの、貫通孔２４の内面の凹部において多孔質膜の膜厚が局所的に厚くなるためクラックが発生しやすくなる。
【００２４】
ここで、図２に示すように、多孔質膜２０の内側の空間は、分離対象である液体混合物や気体混合物（以下、「混合流体」という。）が流通する濾過セルＣｆとなっている。濾過セルＣｆの両端は、第１及び第２端面２１，２２に開口している。本実施形態では、図１に示すように、所定方向に沿って列をなす所定数の濾過セルＣｆが１２列形成されている。
【００２５】
また、図２に示すように、複数の貫通孔２４のうち多孔質膜２０が形成されていない貫通孔２４の内側の空間は、透過成分が集まる集水セルＣｗとなっている。集水セルＣｗの両端は、第１及び第２目封止１２，１３によって封止されている。集水セルＣｗの両端は、第１及び第２端面２１，２２に開口していない。本実施形態では、図１に示すように、所定方向に列をなす所定数の集水セルＣｗが３列形成されている。３列の集水セルＣｗは、１２列の濾過セルＣｆを３列ごとに区切るように配置されている。第１及び第２目封止１２，１３は、本体部１１と同様の多孔質材料によって構成することができる。第１及び第２目封止１２，１３の気孔率は特に制限されないが、２５〜５０％であることが好ましい。第１及び第２目封止１２，１３の充填深さは特に制限されないが、１〜２０ｍｍ程度とすることができる。
【００２６】
ここで、集水セルＣｗの内表面１１Ｓは、本実施形態に係る「流出面」の一例である。濾過セルＣｆを流通する混合流体に含まれる透過成分（例えば、水蒸気）は、多孔質膜２０を透過した後、本体部１１の細孔を通過して、内表面１１Ｓから集水セルＣｗ内に流出する流れと、本体部１１の側面２３から直接外部に流出する流れとに分かれる。この際、内表面１１Ｓと側面２３には同じ負圧が生じているため、内表面１１Ｓと側面２３は同等の圧力場であると言える。
【００２７】
複数の排出流路２５それぞれは、側面２３の一方側から他方側まで本体部１１を貫通する。１列の集水セルＣｗには、２本の排出流路２５が形成される。２本の排出流路２５それぞれは、１列の集水セルＣｗすべてに連通する。２本の排出流路２５は、長手方向において離れている。集水セルＣｗ内に流出した透過成分は、排出流路２５を通って、側面２３に形成された開口から外部に流出する。
【００２８】
第１シール部２６は、第１端面２１の全面と側面２３の一部を覆う。第１シール部２６は、混合流体が第１端面２１に浸潤することを抑制する。第１シール部２６は、濾過セルＣｆの流入口を塞がないように形成される。第１シール部２６は、第１目封止１２を覆っている。第１シール部２６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、本体部１１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。
【００２９】
第２シール部２７は、第２端面２２の全面と側面２３の一部を覆う。第２シール部２７は、混合流体が第２端面２２に浸潤することを抑制する。第２シール部２７は、濾過セルＣｆの流出口を塞がないように形成される。第２シール部２７は、第２目封止１３を覆っている。第２シール部２７は、第１シール部２６と同様の材料によって構成することができる。
【００３０】
（多孔質膜２０の厚み）
次に、多孔質膜２０の厚みについて図面を参照しながら説明する。図４は、図２のＢ−Ｂ断面図である。
【００３１】
以下の説明では、２つの集水セルＣｗの間に配置された３つの濾過セルＣｆを順に“第１濾過セルＣｆ１”、“第２濾過セルＣｆ２”及び“第３濾過セルＣｆ３”と称する。また、２つの集水セルＣｗのうち第１濾過セルＣｆ１に隣接するものを“第１集水セルＣｗ１”と称し、第３濾過セルＣｆ３に隣接するものを“第２集水セルＣｗ２”と称する。
【００３２】
また、第１濾過セルＣｆ１が配置される貫通孔２４を“第１貫通孔２４１”と称し、第２濾過セルＣｆ２が配置される貫通孔２４を“第２貫通孔２４２”と称し、第３濾過セルＣｆ３が配置される貫通孔２４を“第３貫通孔２４３”と称する。第２貫通孔２４２は、第１貫通孔２４１と第３貫通孔２４３の間に位置する。
【００３３】
また、第１貫通孔２４１の内表面に形成され、第１濾過セルＣｆ１を形成する多孔質膜２０を“第１多孔質膜２０１”と称し、第２貫通孔２４２の内表面に形成され、第２濾過セルＣｆ２を形成する多孔質膜２０を“第２多孔質膜２０２”と称し、第３貫通孔２４３の内表面に形成され、第３濾過セルＣｆ３を形成する多孔質膜２０を“第３多孔質膜２０３”と称する。
【００３４】
以下の説明において、多孔質膜２０の“平均厚み”とは、本体部１１の長手方向（図１参照）において、多孔質膜２０の一端から２０ｍｍ内側で測定した厚みと、多孔質膜２０の他端から２０ｍｍ内側で測定した厚みと、多孔質膜２０の長手方向中央で測定した厚みとの算術平均値を意味する。
【００３５】
図４に示すように、第１多孔質膜２０１は、第１集水セルＣｗ１側において第１平均厚みｔ１を有し、第１集水セルＣｗ１と反対側において第２平均厚みｔ２を有する。第１多孔質膜２０１の第１平均厚みｔ１は、第１多孔質膜２０１のうち第１集水セルＣｗ１の内表面１１Ｓ（すなわち、流出面）に最も近い部分の厚みである。第１多孔質膜２０１の第２平均厚みｔ２は、第１多孔質膜２０１のうち第１集水セルＣｗ１から最も離れた部分の厚みである。
【００３６】
第１多孔質膜２０１の第１平均厚みｔ１及び第２平均厚みｔ２それぞれは、第１多孔質膜２０１の膜種によって適宜設定することができる（表１参照）。本実施形態において、第１平均厚みｔ１に対する第２平均厚みｔ２の比（ｔ２／ｔ１）は、０．６以上である。すなわち、第２平均厚みｔ２は、第１平均厚みｔ１の０．６倍以上である。これによって、第１濾過セルＣｆ１に混合流体を流通させたとき、第１多孔質膜２０１のうち第１集水セルＣｗ１から最も離れた部分に負荷が集中して損傷が生じることを抑制できる。第１平均厚みｔ１に対する第２平均厚みｔ２の比（ｔ２／ｔ１）は、０．７以上であることが好ましく、０．９以上であることが更に好ましい。さらに、第２平均厚みｔ２は、第１平均厚みｔ１と等しくてもよく、第１平均厚みｔ１より大きくてもよい。
【００３７】
図４に示すように、第２多孔質膜２０２は、第１集水セルＣｗ１側において第３平均厚みｔ３を有する。第２多孔質膜２０２の第３平均厚みｔ３は、第２多孔質膜２０２のうち第１集水セルＣｗ１の内表面１１Ｓに最も近い部分の厚みである。
【００３８】
第２多孔質膜２０２の第３平均厚みｔ３は、第２多孔質膜２０２の膜種によって適宜設定することができる（表１参照）。本実施形態において、第１多孔質膜２０１の第１平均厚みｔ１に対する第２多孔質膜２０２の第３平均厚みｔ３の比（ｔ３／ｔ１）は、０．６以上である。すなわち、第２多孔質膜２０２の第３平均厚みｔ３は、第１多孔質膜２０１の第１平均厚みｔ１の０．６倍以上である。これによって、第２濾過セルＣｆ２に混合流体を流通させたとき、第２多孔質膜２０２のうち第１集水セルＣｗ１に近い部分に負荷が集中して損傷が生じることを抑制できるため、第１多孔質膜２０１の耐久性と第２多孔質膜２０２の耐久性に差が生じることを抑制できる。第１多孔質膜２０１の第１平均厚みｔ１に対する第２多孔質膜２０２の第３平均厚みｔ３の比（ｔ３／ｔ１）は、０．７以上であることが好ましく、０．９以上であることが更に好ましい。さらに、第３平均厚みｔ３は、第１平均厚みｔ１と等しくてもよく、第１平均厚みｔ１より大きくてもよい。
【００３９】
また、第２多孔質膜２０２は、第１集水セルＣｗ１と反対側において第４平均厚みｔ４を有する。第２多孔質膜２０２の第４平均厚みｔ４は、第２多孔質膜２０２のうち第１集水セルＣｗ１の内表面１１Ｓから最も離れた部分の厚みである。
【００４０】
第２多孔質膜２０２の第４平均厚みｔ４は、第２多孔質膜２０２の膜種によって適宜設定することができる（表１参照）。本実施形態において、第１多孔質膜２０１の第１平均厚みｔ１に対する第２多孔質膜２０２の第４平均厚みｔ４の比（ｔ４／ｔ１）は、０．６以上である。すなわち、第２多孔質膜２０２の第４平均厚みｔ４は、第１多孔質膜２０１の第１平均厚みｔ１の０．６倍以上である。これによって、第２濾過セルＣｆ２に混合流体を流通させたとき、第２多孔質膜２０２のうち第１集水セルＣｗ１から離れた部分に負荷が集中して損傷が生じることを抑制できるため、第１多孔質膜２０１の耐久性と第２多孔質膜２０２の耐久性に差が生じることをより抑制できる。第１多孔質膜２０１の第１平均厚みｔ１に対する第２多孔質膜２０２の第４平均厚みｔ４の比（ｔ４／ｔ１）は、０．７以上であることが好ましく、０．９以上であることが更に好ましい。さらに、第４平均厚みｔ４は、第１平均厚みｔ１と等しくてもよく、第１平均厚みｔ１より大きくてもよい。なお、第３平均厚みｔ３に対する第４平均厚みｔ４の比（ｔ４／ｔ３）は、０．６以上であることが好ましく、０．７以上であることがより好ましく、０．９以上であることが特に好ましい。第４平均厚みｔ４は、第３平均厚みｔ３と等しくてもよく、第３平均厚みｔ３より大きくてもよい。
【００４１】
図４に示すように、第１多孔質膜２０１は、第１集水セルＣｗ１を基準とした場合の中央部において第５平均厚みｔ５を有する。第１多孔質膜２０１の第５平均厚みｔ５は、第１多孔質膜２０１のうち第１集水セルＣｗ１の内表面１１Ｓに近い部分と第１集水セルＣｗ１から離れた部分の間の厚みである。
【００４２】
第１多孔質膜２０１の第５平均厚みｔ５は、第１多孔質膜２０１の膜種によって適宜設定することができる（表１参照）。第１多孔質膜２０１の第１平均厚みｔ１に対する第５平均厚みｔ５の比（ｔ５／ｔ１）は、０．６以上であることが好ましく、０．７以上であることがより好ましく、０．９以上であることが特に好ましい。これによって、第１多孔質膜２０１の耐久性をより向上させることができる。
【００４３】
図４に示すように、第２多孔質膜２０２は、第１集水セルＣｗ１を基準とした場合の中央部において第６平均厚みｔ６を有する。第２多孔質膜２０２の第６平均厚みｔ６は、第２多孔質膜２０２のうち第１集水セルＣｗ１の内表面１１Ｓに近い部分と第１集水セルＣｗ１から離れた部分の間の厚みである。
【００４４】
第２多孔質膜２０２の第６平均厚みｔ６は、第２多孔質膜２０２の膜種によって適宜設定することができる（表１参照）。第１多孔質膜２０１の第１平均厚みｔ１に対する第６平均厚みｔ６の比（ｔ６／ｔ１）は、０．６以上であることが好ましく、０．７以上であることがより好ましく、０．９以上であることが特に好ましい。これによって、第２多孔質膜２０１の耐久性をより向上させることができる。また、第２多孔質膜２０２の第５平均厚みｔ５に対する第６平均厚みｔ６の比（ｔ６／ｔ５）は、０．６以上であることが好ましく、０．７以上であることがより好ましく、０．９以上であることが特に好ましい。
【００４５】
なお、図４に示すように、第１貫通孔２４１と集水セルＣｗの内表面１１Ｓとの間隔Ｌ１は、５μｍ〜１５００μｍとすることができる。間隔Ｌ１は、５０μｍ以上が好ましく、２５０μｍ以上がより好ましい。これによって、濾過成膜法で第１多孔質膜２０１を形成する際に、第１貫通孔２４１と集水セルＣｗの間に多孔質材料が詰まることを抑制できるため、第１多孔質膜２０１の膜厚の均一性を高めることができる。間隔Ｌ１は、本体部１１のうち第１集水セルＣｗ１と第１濾過セルＣｆ１に挟まれた部分の厚みである。
【００４６】
また、第１貫通孔２４１と第２貫通孔２４２の間隔Ｌ２は、５μｍ〜１５００μｍとすることができる。間隔Ｌ２は、５０μｍ以上が好ましく、２５０μｍ以上がより好ましい。これによって、濾過成膜法で第２多孔質膜２０２を形成する際に、第１貫通孔２４１と第２貫通孔２４２の間に多孔質材料が詰まることを抑制できるため、第２多孔質膜２０２の膜厚の均一性を高めることができる。間隔Ｌ２は、本体部１１のうち第１濾過セルＣｆ１と第２濾過セルＣｆ２に挟まれた部分の厚みである。
【００４７】
（モノリス型分離膜構造体１００の製造方法）
次に、モノリス型分離膜構造体１００の製造方法について説明する。以下においては、多孔質膜２０としてＭＦ膜又はＵＦ膜を形成する場合を例に挙げて説明する。
【００４８】
まず、多孔質材料を調製して、複数の貫通孔２４を有する本体部１１の成形体を形成する。成形体の形成方法としては、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を用いることができる。
【００４９】
次に、鋭利な治具を用いて排出流路２５を本体部１１の成形体に形成する。
【００５０】
次に、多孔質材料に有機バインダ、焼結助剤、ｐＨ調整剤、界面活性剤などを添加して目封止用スラリーを作製する。
【００５１】
次に、本体部１１の成形体の両端面にポリエステル等のフィルムを貼付し、複数の貫通孔２４のうち集水セルＣｗを形成する貫通孔２４に対応する部分に孔を穿設する。
【００５２】
次に、本体部１１の成形体の両端部を目封止用スラリーに押し付けることによって、第１及び第２目封止１２，１３の成形体を形成する。
【００５３】
次に、本体部１１の成形体と第１及び第２目封止１２，１３の成形体を焼成（例えば、５００℃〜１５００℃、０．５時間〜８０時間）して、モノリス型基材１０を形成する。第１及び第２目封止１２，１３の間には、集水セルＣｗが形成される。本体部１１の平均細孔径は、０．１μｍ〜５０μｍとすることができ、１μｍ以上が好ましい。貫通孔２４どうしの間隔Ｌ１，Ｌ２（図４参照）は、５μｍ〜１５００μｍとすることができ、５０μｍ以上が好ましく、２５０μｍ以上がより好ましい。
【００５４】
次に、本体部１１の平均細孔径の１／３以下の粒径を有する粒子（以下、「小粒子」という。）を４０％以上６０％以下の頻度で含む第１多孔質材料と、本体部１１の平均細孔径以上の粒径を有する粒子（以下、「大粒子」という。）を４０％以上７０％以下の頻度で含む第２多孔質材料とを準備する。
【００５５】
次に、第１多孔質材料にろ過抵抗剤と水を添加して第１多孔質膜用スラリーを作製するとともに、第２多孔質材料にろ過抵抗剤と水を添加して第２多孔質膜用スラリーを作製する。そして、第１多孔質膜用スラリーと第２多孔質膜用スラリーを混合することによって、多孔質膜用スラリーを調製する。この際、多孔質膜用スラリーにおいて、大粒子の頻度を小粒子の頻度の２倍以上８倍以下の範囲に調整することが好ましい。
【００５６】
次に、多孔質膜用スラリーを用いた濾過成膜法によって、第１及び第２目封止１２，１３によって封止されていない貫通孔２４の内表面上に多孔質膜２０の成形体を形成する。具体的には、貫通孔２４に多孔質膜用スラリーを流通させながら本体部１１の外周を真空引きすることによって、貫通孔２４の内表面上に多孔質材料を堆積させる。上述の通り、多孔質膜用スラリーには小粒子と大粒子がバランス良く混合されているため、貫通孔２４の内表面に不均一な負圧が発生することが抑えられる。これによって、図４で説明したように、第１多孔質膜２０１の第１平均厚みｔ１に対する第２平均厚みｔ２の比（ｔ２／ｔ１）を０．６以上にすることができる。
【００５７】
また、第２多孔質膜２０２の第３平均厚みｔ３を独立して調整したい場合には、以下の手法を用いることができる。まず、第１濾過セルＣｆ１と第３濾過セルＣｆ３の両端開口をテープなどで塞ぐとともに、第２集水セルＣｗ２を貫通する排出流路２５の両端開口をテープなどで塞ぐ。次に、第２濾過セルＣｆ２に多孔質膜用スラリーを流通させながら本体部１１の外周を真空引きする。これによって、第２貫通孔２４２のうち第１集水セルＣｗ１側だけに多孔質材料が堆積するため、第２多孔質膜２０２の第３平均厚みｔ３を厚くすることができる。
【００５８】
同様に、第２多孔質膜２０２の第４平均厚みｔ４を独立して調整したい場合には、以下の手法を用いることができる。まず、第１濾過セルＣｆ１と第３濾過セルＣｆ３の両端開口をテープなどで塞ぐとともに、第１集水セルＣｗ１を貫通する排出流路２５の両端開口をテープなどで塞ぐ。次に、第２濾過セルＣｆ２に多孔質膜用スラリーを流通させながら本体部１１の外周を真空引きする。これによって、第２貫通孔２４２のうち第２集水セルＣｗ２側だけに多孔質材料が堆積するため、第２多孔質膜２０２の第４平均厚みｔ４を厚くすることができる。
【００５９】
次に、多孔質膜２０の成形体を焼成（例えば、５００℃〜１４５０℃、０．５時間〜８０時間）することによって、多孔質膜２０を形成する。
【００６０】
次に、ガラスフリットに水と有機バインダを混合してガラスシール用スラリーを調製する。
【００６１】
次に、本体部１１の第１端面２１と第２端面２２にガラスシール用スラリーを塗布して第１及び第２シール部２６，２７の成形体を形成する。続いて、第１及び第２シール部２６，２７の成形体を焼成（８００〜１０００℃、１時間〜１００時間）して第１及び第２シール部２６，２７を形成する。
【００６２】
２．第２実施形態
（分離膜構造体１０１の構成）
図５は、分離膜構造体１０１の斜視図である。図６は、図５のＦ−Ｆ断面図である。
【００６３】
分離膜構造体１０１は、モノリス型基材３０、複数の多孔質膜４０、第１シール部３２及び第２シール部３３を備える。
【００６４】
モノリス型基材３０は、中心軸ＡＸを中心として長手方向に延びる棒状部材である。
【００６５】
モノリス型基材３０は、多孔質材料によって構成される。モノリス型基材３０の多孔質材料としては、上記第１実施形態に係る本体部１１と同様の材料を用いることができる。モノリス型基材３０は、第１端面４１と、第２端面４２と、側面４３と、複数の貫通孔４４とを有する。側面４３は、本実施形態に係る「流出面」の一例である。後述する濾過セルＣｆを流通する混合流体に含まれる透過成分（例えば、水蒸気）は、多孔質膜４０を透過した後、モノリス型基材３０の細孔を通過して側面２３から直接外部に流出する。
【００６６】
第１シール部３２及び第２シール部３３の構成は、上記第１実施形態に係る第１シール部２６及び第２シール部２７と同様である。
【００６７】
図６に示すように、複数の多孔質膜４０は、すべての貫通孔４４の内側に形成される。多孔質膜４０は、筒状に形成される。多孔質膜４０は、濾過法による成膜工程を経て形成される膜であればよい。多孔質膜４０の具体例としては、上記第１実施形態に係る多孔質膜２０と同様の膜を用いることができる。多孔質膜４０の内側の空間は、分離対象である混合流体が流通する濾過セルＣｆとなっている。濾過セルＣｆの両端は、第１及び第２端面４１，４２に開口する。
【００６８】
濾過法によって成膜される多孔質膜４０は、貫通孔４４の内面に沿って形成される。多孔質膜４０の表面における表面粗さＲａは特に制限されないが、０．１μｍ以上とすることができ、３．０μｍ以下であることが好ましい。表面粗さＲａは、ＳＥＭによって取得される２５μｍ長の断面曲線からＪＩＳ  Ｂ  ０６０１−２００１に準拠した手法で測定することができる。
【００６９】
（多孔質膜４０の厚み）
次に、多孔質膜４０の厚みについて図面を参照しながら説明する。図７は、図６の部分拡大図である。
【００７０】
以下の説明では、側面４３側から順に配置された２つの濾過セルＣｆを“第１濾過セルＣｆ１”及び“第２濾過セルＣｆ２”と称する。また、第１濾過セルＣｆ１が配置される貫通孔４４を“第１貫通孔４４１”と称し、第２濾過セルＣｆ２が配置される貫通孔４４を“第２貫通孔４４２”と称する。
【００７１】
また、第１貫通孔４４１の内表面に形成され、第１濾過セルＣｆ１を形成する多孔質膜４０を“第１多孔質膜４０１”と称し、第２貫通孔４４２の内表面に形成され第２濾過セルＣｆ２を形成する多孔質膜４０を“第２多孔質膜４０２”と称する。
【００７２】
以下の説明において、多孔質膜４０の“平均厚み”とは、モノリス型基材３０の長手方向（図５参照）において、多孔質膜４０の一端から２０ｍｍ内側で測定した厚みと、多孔質膜４０の他端から２０ｍｍ内側で測定した厚みと、多孔質膜４０の長手方向中央で測定した厚みとの算術平均値を意味する。
【００７３】
図７に示すように、第１多孔質膜４０１は、側面４３側において第１平均厚みｓ１を有し、側面４３と反対側において第２平均厚みｓ２を有する。第１多孔質膜４０１の第１平均厚みｓ１は、第１多孔質膜４０１のうち側面４３（すなわち、流出面）に最も近い部分の厚みである。第１多孔質膜４０１の第２平均厚みｓ２は、第１多孔質膜４０１のうち側面４３から最も離れた部分の厚みである。
【００７４】
第１多孔質膜４０１の第１平均厚みｓ１及び第２平均厚みｓ２それぞれは、第１多孔質膜４０１の膜種によって適宜設定することができる（表１参照）。本実施形態において、第１平均厚みｓ１に対する第２平均厚みｓ２の比（ｓ２／ｓ１）は、０．６以上である。すなわち、第２平均厚みｓ２は、第１平均厚みｓ１の０．６倍以上である。これによって、第１濾過セルＣｆ１に混合流体を流通させたとき、第１多孔質膜４０１のうち側面４３から最も離れた部分に負荷が集中して損傷が生じることを抑制できる。第１平均厚みｓ１に対する第２平均厚みｓ２の比（ｓ２／ｓ１）は、０．７以上であることが好ましく、０．９以上であることが更に好ましい。さらに、第２平均厚みｓ２は、第１平均厚みｓ１と等しくてもよく、第１平均厚みｓ１より大きくてもよい。
【００７５】
図７に示すように、第２多孔質膜４０２は、側面４３側において第３平均厚みｓ３を有する。第２多孔質膜４０２の第３平均厚みｓ３は、第２多孔質膜４０２のうち側面４３に最も近い部分の厚みである。
【００７６】
第２多孔質膜４０２の第３平均厚みｓ３は、第２多孔質膜４０２の膜種によって適宜設定することができる（表１参照）。本実施形態において、第１多孔質膜４０１の第１平均厚みｓ１に対する第２多孔質膜４０２の第３平均厚みｓ３の比（ｓ３／ｓ１）は、０．６以上である。すなわち、第２多孔質膜４０２の第３平均厚みｓ３は、第１多孔質膜４０１の第１平均厚みｓ１の０．６倍以上である。これによって、第２濾過セルＣｆ２に混合流体を流通させたとき、第２多孔質膜４０２のうち側面４３に近い部分に負荷が集中して損傷が生じることを抑制できるため、第１多孔質膜４０１の耐久性と第２多孔質膜４０２の耐久性に差が生じることを抑制できる。第１多孔質膜４０１の第１平均厚みｓ１に対する第２多孔質膜４０２の第３平均厚みｓ３の比（ｓ３／ｓ１）は、０．７以上であることが好ましく、０．９以上であることが更に好ましい。さらに、第３平均厚みｓ３は、第１平均厚みｓ１と等しくてもよく、第１平均厚みｓ１より大きくてもよい。
【００７７】
また、第２多孔質膜４０２は、側面４３と反対側において第４平均厚みｓ４を有する。第２多孔質膜４０２の第４平均厚みｓ４は、第２多孔質膜４０２のうち側面４３から最も離れた部分の厚みである。
【００７８】
第２多孔質膜４０２の第４平均厚みｓ４は、第２多孔質膜４０２の膜種によって適宜設定することができる（表１参照）。本実施形態において、第１多孔質膜４０１の第１平均厚みｓ１に対する第２多孔質膜４０２の第４平均厚みｓ４の比（ｓ４／ｓ１）は、０．６以上である。すなわち、第２多孔質膜４０２の第４平均厚みｓ４は、第１多孔質膜４０１の第１平均厚みｓ１の０．６倍以上である。これによって、第２濾過セルＣｆ２に混合流体を流通させたとき、第２多孔質膜４０２のうち側面４３から離れた部分に負荷が集中して損傷が生じることを抑制できるため、第１多孔質膜４０１の耐久性と第２多孔質膜４０２の耐久性に差が生じることをより抑制できる。第１多孔質膜４０１の第１平均厚みｓ１に対する第２多孔質膜４０２の第４平均厚みｓ４の比（ｓ４／ｓ１）は、０．７以上であることが好ましく、０．９以上であることが更に好ましい。さらに、第４平均厚みｓ４は、第１平均厚みｓ１と等しくてもよく、第１平均厚みｓ１より大きくてもよい。なお、第３平均厚みｓ３に対する第４平均厚みｓ４の比（ｓ４／ｓ３）は、０．６以上であることが好ましく、０．７以上であることがより好ましく、０．９以上であることが特に好ましい。第４平均厚みｓ４は、第３平均厚みｓ３と等しくてもよく、第３平均厚みｓ３より大きくてもよい。
【００７９】
図７に示すように、第１多孔質膜４０１は、側面４３を基準とした場合の中央部において第５平均厚みｓ５を有する。第１多孔質膜４０１の第５平均厚みｓ５は、第１多孔質膜４０１のうち側面４３に近い部分と側面４３から離れた部分の間の厚みである。
【００８０】
第１多孔質膜４０１の第５平均厚みｓ５は、第１多孔質膜４０１の膜種によって適宜設定することができる（表１参照）。第１多孔質膜４０１の第１平均厚みｓ１に対する第５平均厚みｓ５の比（ｓ５／ｓ１）は、０．６以上であることが好ましく、０．７以上であることがより好ましく、０．９以上であることが特に好ましい。これによって、第１多孔質膜４０１の耐久性をより向上させることができる。
【００８１】
図７に示すように、第２多孔質膜４０２は、側面４３を基準とした場合の中央部において第６平均厚みｓ６を有する。第２多孔質膜４０２の第６平均厚みｓ６は、第２多孔質膜４０２のうち側面４３に近い部分と側面４３から離れた部分の間の厚みである。
【００８２】
第２多孔質膜４０２の第６平均厚みｓ６は、第２多孔質膜４０２の膜種によって適宜設定することができる（表１参照）。第１多孔質膜４０１の第１平均厚みｓ１に対する第６平均厚みｓ６の比（ｓ６／ｓ１）は、０．６以上であることが好ましく、０．７以上であることがより好ましく、０．９以上であることが特に好ましい。これによって、第２多孔質膜４０１の耐久性をより向上させることができる。また、第２多孔質膜４０２の第５平均厚みｓ５に対する第６平均厚みｓ６の比（ｓ６／ｓ５）は、０．６以上であることが好ましく、０．７以上であることがより好ましく、０．９以上であることが特に好ましい。
【００８３】
なお、図７に示すように、第１貫通孔４４１と側面４３との間隔Ｍ１は、５μｍ〜１５００μｍとすることができる。間隔Ｌ１は、５０μｍ以上が好ましく、２５０μｍ以上がより好ましい。間隔Ｌ１は、モノリス型基材３０のうち第１濾過セルＣｆ１の外側の部分の厚みである。
【００８４】
また、第１貫通孔４４１と第２貫通孔４４２の間隔Ｍ２は、５μｍ〜１５００μｍとすることができる。間隔Ｍ２は、５０μｍ以上が好ましく、２５０μｍ以上がより好ましい。間隔Ｍ２は、モノリス型基材３０のうち第１濾過セルＣｆ１と第２濾過セルＣｆ２に挟まれた部分の厚みである。
【００８５】
（分離膜構造体１０１の製造方法）
分離膜構造体１０１の製造方法は、集水セルを形成することなく全ての貫通孔４４の内側に多孔質膜４０を形成すること以外は、上記第１実施形態に係る分離膜構造体１００の製造方法と同様である。
【００８６】
なお、第２多孔質膜４０２の第３平均厚みｓ３は、第１濾過セルＣｆ１の両端開口を塞いだ状態で濾過成膜法を実施することによって独立して制御可能である。
【００８７】
また、第２多孔質膜４０２の第４平均厚みｓ４は、第２濾過セルＣｆ２が第１濾過セルＣｆ１の鉛直下方に位置するようにモノリス型基材３０を横置きした状態で、第２濾過セルＣｆ２の半分程度の高さまで多孔質膜用スラリーを供給しながら濾過成膜法を実施することによって独立して制御可能である。
【００８８】
（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。
【００８９】
上記実施形態において、複数の貫通孔２４それぞれの内径は全て等しいこととしたが、これに限られるものではない。例えば、濾過セルＣｆが形成される貫通孔２４と集水セルＣｗが形成される貫通孔２４とで内径は異なっていてもよい。
【００９０】
上記第１実施形態において、モノリス型分離膜構造体１００は、１２列の濾過セルＣｆと３列の集水セルＣｗを備え、２列の集水セルＣｗの間に３列の濾過セルＣｆが配列されることとしたが、これに限られるものではない。２列の集水セルＣｗの間に配列される濾過セルＣｆの列数は特に制限されるものではなく１列以上であればよいが、多孔質膜２０を濾過成膜する際の貫通孔２４内及び貫通孔２４間での負圧差を抑制するには、１０列以下であることが好ましく、６列以下であることがより好ましい。濾過セルＣｆ及び集水セルＣｗそれぞれの配列及び本数は適宜変更可能である。例えば、モノリス型分離膜構造体１００は、２８列の濾過セルＣｆと５列の集水セルＣｗを備え、２列の集水セルＣｗ間に４列の濾過セルＣｆが配列されていることが好ましい。１列に並ぶ濾過セルＣｆの本数は１〜３１本が好ましく、１列に並ぶ集水セルＣｗの本数は２〜１６本が好ましい。
【００９１】
上記第１実施形態において、１つの集水セルＣｗに２本の排出流路２５が設けられることとしたが、排出流路２５の本数及び位置は適宜変更可能である。
【００９２】
上記第１実施形態において、第１及び第２シール部２６，２７それぞれは、側面２３の一部を覆っていることとしたが、側面２３を覆っていなくてもよい。
【００９３】
上記第１実施形態では、図４〜図７を参照しながら、集水セルＣｗの位置を基準とした多孔質膜２０の厚みの関係について説明したが、この厚みの関係は全ての多孔質膜２０のうち６０％以上の多孔質膜２０において成立していることが好ましく、８０％以上の多孔質膜２０において成立していることがより好ましい。
【００９４】
上記第１実施形態において、多孔質膜２０は、貫通孔２４の内表面に直接形成されることとしたが、これに限られるものではない。第１実施形態に係るモノリス型基材１０は、本体部１１と多孔質膜２０の間に配置される中間層を有していてもよい。このような中間層は、本体部１１と同様の多孔質材料によって構成することができる。中間層の平均細孔径は、本体部１１の平均細孔径よりも小さくてもよいが、２．５μｍ以上であることが好ましい。また、中間層を濾過法によって成膜する場合には、上記第１実施形態に係る多孔質膜２０と同様の厚み比の関係が成立していることが好ましい。同様に、第２実施形態において、モノリス型基材３０と多孔質膜４０の間には中間層が配置されていてもよい。
【実施例】
【００９５】
以下において本発明に係るモノリス型基材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。
【００９６】
（サンプルＮｏ．１〜Ｎｏ．１５の作製）
以下のようにして、サンプルＮｏ．１〜Ｎｏ．１５に係るモノリス型分離膜構造体を作製した。
【００９７】
まず、アルミナ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。
【００９８】
次に、調整した多孔質材料を押出成形することによって、複数の貫通孔を有する本体部の成形体を形成した。押出成型機の口金を換えて複数の貫通孔の距離（Ｌ１、Ｌ２）を表２に示すように変更した。
【００９９】
次に、鋭利な治具を用いて排出流路を支持体の成形体に形成した。
【０１００】
次に、目封止用の多孔質材料に有機バインダ、焼結助剤、ｐＨ調整剤、界面活性剤などを添加して目封止用スラリーを作製した。
【０１０１】
次に、本体部の成形体の両端面にポリエステルフィルムを貼付し、複数の貫通孔のうち集水セルを形成する貫通孔に対応する部分に孔を穿設した。
【０１０２】
次に、本体部の成形体の両端部を目封止用スラリーに押し付けることによって、一対の目封止の成形体を形成した。
【０１０３】
次に、本体部の成形体と目封止の成形体を焼成（１２５０℃、１時間）して、モノリス型基材を作製した。モノリス型基材の基本構成は、図１〜図４で説明したとおりであった。集水セルと当該集水セルに隣接する濾過セルとの間隔は、表２に示すとおりであった。表２に示された「集水セルと濾過セルとの間隔」は、図４に示した「第１貫通孔２４１と集水セルＣｗの内表面１１Ｓ（すなわち、流出面）の間隔Ｌ１」と同じである。水銀圧入法によって測定した本体部の平均細孔径は表２に示す通りであった。
【０１０４】
次に、本体部の平均細孔径の１／３以下の粒径を有する小粒子を５０％の頻度で含む第１多孔質材料と、本体部の平均細孔径以上の粒径を有する大粒子を６０％の頻度で含む第２多孔質材料とを準備した。第１多孔質材料のＤ１０は０．５μｍであり、Ｄ５０は１．１μｍであり、Ｄ９０は２．１μｍであった。第２多孔質材料のＤ１０は１．２μｍであり、Ｄ５０は４．１μｍであり、Ｄ９０は１１．８μｍであった。
【０１０５】
次に、小粒子を５０％の頻度で含む第１多孔質材料、ろ過抵抗剤（有機高分子）及び水を混合することによって第１多孔質膜用スラリーを作製した。同様に、大粒子を６０％の頻度で含む第２多孔質材料、ろ過抵抗剤（有機高分子）及び水を混合することによって第２多孔質膜用スラリーを作製した。
【０１０６】
次に、第１多孔質膜用スラリーと第２多孔質膜用スラリーを混合することによって、多孔質膜用スラリーを調製した。この際、第１多孔質膜用スラリーと第２多孔質膜用スラリーの重量比をサンプル毎に変更することによって、多孔質膜用スラリーにおける小粒子と大粒子の頻度を表１に示すとおりに調整した。サンプルＮｏ．１では、小粒子を５０％の頻度で含む第１多孔質膜用スラリーと大粒子を６０％の頻度で含む第２多孔質膜用スラリーを１：７の重量比で混合した。そのため、多孔質膜用スラリーにおける小粒子の頻度は、５０％×（１／（１＋７））＝６．３％であり、多孔質膜用スラリーにおける大粒子の頻度は、６０％×（７／（１＋７））＝５２．５％であった。従って、サンプルＮｏ．１に用いた多孔質膜用スラリーにおいて、小粒子の頻度に対する大粒子の頻度は、８．３倍であった。サンプルＮｏ．２に用いた多孔質膜用スラリーにおいて、小粒子の頻度に対する大粒子の頻度は、１．２倍であった。サンプルＮｏ．３〜８，１０〜１５に用いた多孔質膜用スラリーにおいて、小粒子の頻度に対する大粒子の頻度は、３．６倍であった。サンプルＮｏ．９に用いた多孔質膜用スラリーにおいて、小粒子の頻度に対する大粒子の頻度は、０．４倍であった。
【０１０７】
次に、多孔質膜用スラリーを用いた濾過成膜法によって、第１及び第２目封止によって封止されていない貫通孔の内表面上に多孔質膜の成形体を形成した。具体的には、貫通孔に多孔質膜用スラリーを流通させながら本体部の外周を真空引きすることによって、貫通孔の内表面上に多孔質材料を堆積させた。この際、図４に示したように、集水セルに隣接する第１濾過セルＣｆ１に形成される第１多孔質膜２０１において、第１平均厚みｔ１に対する第２平均厚みｔ２の比（ｔ２／ｔ１）を多孔質膜用スラリーに含まれる小粒子と大粒子の頻度に応じて調整した。
【０１０８】
次に、サンプルＮｏ．２，５，７，８において、図４に示したように、第１及び第２集水セルＣｗ１，Ｃｗ２の中央に位置する第２濾過セルＣｆ２に形成された第２多孔質膜２０２の第３平均厚みｔ３を独立して調整した。具体的には、第１濾過セルＣｆ１と第３濾過セルＣｆ３の両端開口をテープで塞ぐとともに、第２集水セルＣｗ２を貫通する排出流路２５の両端開口をテープで塞いだ状態で、第２濾過セルＣｆ２に多孔質膜用スラリーを流通させながら本体部１１の外周を真空引きした。これにより、第２貫通孔２４２のうち第１集水セルＣｗ１側だけに多孔質材料を堆積させることによって、２多孔質膜２０２の第３平均厚みｔ３を厚くした。
【０１０９】
次に、サンプルＮｏ．２，６〜８において、図４に示したように、第２多孔質膜２０２の第４平均厚みｔ４を独立して調整した。具体的には、第１濾過セルＣｆ１と第３濾過セルＣｆ３の両端開口をテープなどで塞ぐとともに、第１集水セルＣｗ１を貫通する排出流路２５の両端開口をテープで塞いだ状態で、第２濾過セルＣｆ２に多孔質膜用スラリーを流通させながら本体部１１の外周を真空引きした。これにより、第２貫通孔２４２のうち第２集水セルＣｗ２側だけに多孔質材料を堆積させることによって、第２多孔質膜２０２の第４平均厚みｔ４を厚くした。
【０１１０】
次に、多孔質膜の成形体を焼成（９５０℃、３時間）して多孔質膜を形成した。
【０１１１】
（多孔質膜の厚み測定）
サンプルＮｏ．１〜Ｎｏ．１５について、モノリス型分離膜構造体の長手方向における両端から２０ｍｍ内側の２箇所と中央１箇所の計３箇所の横断面において、多孔質膜の第１乃至第６厚みｔ１〜ｔ４（図４参照）を測定した。測定結果を表２に纏めて示す。
【０１１２】
（内圧破壊強度の測定）
モノリス型分離膜構造体を、流体入口及び流体出口を有する筒状のハウジング内に収納し、流体入口から流入させる水で加圧することによってモノリス型分離膜構造体が破壊される内圧破壊強度を調べた。水が透過して圧力が上がらない場合は、濾過セルの内面に天然ラテックスゴムをコーティング及び乾燥することで、水の透過を防止した。測定結果を、表２に示す。
【０１１３】
【表２】
0006421139.tif 000003
【０１１４】
表２に示すように、集水セルに隣接する第１濾過セルを形成する多孔質膜における第１平均厚みｔ１に対する第２平均厚みｔ２の比（ｔ２／ｔ１）を０．６以上としたサンプルでは、１０ＭＰａ以上の内圧破壊強度を得ることができた。これは、濾過成膜法を用いた場合に最も薄くなりやすい第２平均厚みｔ２を厚くすることによって、多孔質膜の一部に負荷が集中することを抑制できたためである。
【０１１５】
また、サンプルＮｏ．３，４を比較すると分かるように、集水セルに隣接する第１濾過セルを形成する多孔質膜において、第１平均厚みｔ１に対する第２平均厚みｔ２の比（ｔ２／ｔ１）を０．７以上としたサンプルでは、内圧破壊強度を向上させることができた。
【０１１６】
また、サンプルＮｏ．３，５を比較すると分かるように、第１濾過セルに隣接する第２濾過セルを形成する多孔質膜において、第１平均厚みｔ１に対する第３平均厚みｔ３の比（ｔ３／ｔ１）を０．６以上としたサンプルでは内圧破壊強度を向上させることができた。
【０１１７】
また、サンプルＮｏ．３，６を比較すると分かるように、第１濾過セルに隣接する第２濾過セルを形成する多孔質膜において、第１平均厚みｔ１に対する第４平均厚みｔ４の比（ｔ４／ｔ１）を０．６以上としたサンプルでは内圧破壊強度を向上させることができた。
【０１１８】
また、ｔ２／ｔ１、ｔ３／ｔ１、及びｔ４／ｔ１のそれぞれを０．６以上とすることによって内圧破壊強度をより向上させられることが確認された。さらに、ｔ２／ｔ１、ｔ３／ｔ１、及びｔ４／ｔ１のそれぞれを０．７以上とすることによって内圧破壊強度を特に向上させられることが確認された。
【０１１９】
また、サンプルＮｏ．１０〜１２を比較すると分かるように、濾過セルと集水セルとの間隔を２５０μｍ以上とすることによって、内圧破壊強度をより向上させられることが分かった。
【０１２０】
また、サンプルＮｏ．１３〜１５を比較すると分かるように、基材の平均細孔径を２．５μｍ以上とすることによって、内圧破壊強度をより向上させられることが分かった。
【符号の説明】
【０１２１】
１００，１０１    モノリス型分離膜構造体
１０，３０      モノリス型基材
１１      本体部
１２      第１目封止
１３      第２目封止
１５，３３      第２シール部
２０，４０      多孔質膜
２１，４１      第１端面
２２，４２      第２端面
２３，４３      側面
２４．４４      貫通孔
２５      排出流路
Ｃｆ      濾過セル
Ｃｗ      集水セル
【図１】
0006421139.tif 000004
【図２】
0006421139.tif 000005
【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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