(57)【要約】【課題】本発明は、高い処理能力をもって空気中の酸素を富化することができる新規な酸素富化用フィルタを提供することを目的とする。【解決手段】高いガス透過性をもつ磁化可能な多孔質構造体を着磁することによって、常磁性体である酸素と細孔壁の間に磁気的な作用を生じさせ、分離能を発現させる。磁化可能な多孔質構造体は、磁性微粒子の加圧成形によって形成することができ、多孔質セラミックス基体の片方の面に磁性微粒子とバインダーを含むスラリーを塗布・乾燥することによって形成することもできる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
多孔質基体を備える酸素富化用フィルタであって、該多孔質基体が磁性微粒子の加圧成形体であることを特徴とする、酸素富化用フィルタ。
【請求項２】
前記多孔質基体の平均細孔径が酸素ガスの平均自由行程と同程度であることを特徴とする、請求項１に記載の酸素富化用フィルタ。
【請求項３】
前記磁性微粒子は、アルニコ磁石、フェライト磁石、サマリウムコバルト磁石、ネオジム鉄ボロン磁石、サマリウム鉄窒素磁石からなる群から選択される物質である、請求項１または２に記載の酸素ガス分離用フィルタ。
【請求項４】
前記多孔質基体を構成する前記磁性微粒子が磁化されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の酸素富化用フィルタ。
【請求項５】
多孔質セラミックス基体と、該多孔質セラミックス基体の片方の面に重畳される多孔質膜とを備え、前記多孔質膜が磁性微粒子とバインダーを含むスラリーを前記片方の面に塗布・乾燥してなることを特徴とする、酸素富化用フィルタ。
【請求項６】
前記多孔質セラミックス基体の平均細孔径が酸素ガスの平均自由行程と同程度であることを特徴とする、請求項５に記載の酸素富化用フィルタ。
【請求項７】
前記磁性微粒子は、アルニコ磁石、フェライト磁石、サマリウムコバルト磁石、ネオジム鉄ボロン磁石、サマリウム鉄窒素磁石からなる群から選択される物質である、請求項５または６に記載の酸素富化用フィルタ。
【請求項８】
前記多孔質セラミックス基体は、アルミナセラミックスである、請求項５〜７のいずれか一項に記載の酸素富化用フィルタ。
【請求項９】
前記多孔質膜を構成する前記磁性微粒子が磁化されていることを特徴とする、請求項５〜８のいずれか一項に記載の酸素富化用フィルタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、酸素富化用フィルタに関し、より詳細には、酸素の磁気的性質を利用した酸素富化用フィルタに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、空気中の酸素を濃縮する酸素濃縮器が主に医療や健康増進の用に供されており、これらの酸素濃縮器の多くは、酸素ガスを選択的に溶解する高分子膜を用いた酸素富化膜法を採用している。酸素富化膜法の利点は高い濃縮性能にあり、現在、約３０〜４０％の酸素濃度を実現する酸素濃縮器が提供されている。
【０００３】
酸素富化膜法につき、特開２００７−２３７１３８号公報（特許文献１）は、酸素選択透過膜の膜内に磁性粒子を分散したことを特徴とする酸素富化膜を開示する。特許文献１の酸素富化膜は、膜内の磁性粒子に着磁して磁界を発生させることによって、常磁性体である酸素分子の膜への溶解を促す。
【０００４】
一方、省エネルギーおよび環境保全の観点から、火力発電、鉄工業の溶鉱炉、ゴミ焼却炉などに代表される高温燃焼プロセスに酸素富化燃焼を適用することが検討されている。酸素富化燃焼とは、酸素濃度を高めた空気を用いる燃焼プロセスであり、燃焼効率の向上およびＮＯｘの低減などが効果として期待できる。
【０００５】
しかしながら、現在、医療分野などで実用化されている酸素富化膜法は、その処理能力が低いため、大量の空気を要する工業的な燃焼プロセスに適用することができない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−２３７１３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記従来技術における課題に鑑みてなされたものであり、本発明は、高い処理能力をもって空気中の酸素を富化することができる新規な酸素富化用フィルタ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】
【０００８】
本発明者は、高い処理能力をもって空気中の酸素を富化することができる新規な酸素富化用フィルタにつき鋭意検討した結果、酸素の磁気的性質に着目し、高いガス透過性をもつ磁化可能な多孔質構造体を着磁することによって、常磁性体である酸素と細孔壁の間に磁気的な作用を生じさせる構成に想到し、本発明に至ったのである。
【０００９】
すなわち、本発明によれば、多孔質基体を備える酸素富化用フィルタであって、該多孔質基体が磁性微粒子の加圧成形体であることを特徴とする、酸素富化用フィルタが提供される。
【００１０】
さらに、本発明によれば、多孔質セラミックス基体と、該多孔質セラミックス基体の片方の面に重畳される多孔質膜とを備え、前記多孔質膜が磁性微粒子とバインダーを含むスラリーを前記片方の面に塗布・乾燥してなることを特徴とする、酸素富化用フィルタが提供される。
【発明の効果】
【００１１】
上述したように、本発明によれば、高い処理能力をもって空気中の酸素を富化することができる新規な酸素富化用フィルタが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１実施形態の酸素富化装置を示す図。
【図２】第１実施形態の酸素富化用フィルタの製造工程を示すフローチャート。
【図３】第１実施形態の酸素富化用フィルタの機能を説明するための概念図。
【図４】第２実施形態の酸素富化装置を示す図。
【図５】第２実施形態の酸素富化用フィルタの製造工程を示すフローチャート。
【図６】第２実施形態の酸素富化用フィルタの機能を説明するための概念図。
【図７】第２実施形態の酸素富化用フィルタにおいて、フィルタを透過する際のガスの圧力とガス透過距離の関係を表す概念図。
【図８】実験に用いた測定装置を示す図。
【図９】ネオジム磁石多孔質基体における差圧と選択率の関係を示す図。
【図１０】ネオジム磁石被膜Al2O3多孔質基体の断面の顕微鏡写真。
【図１１】ネオジム磁石被膜Al2O3多孔質基体における差圧と選択率の関係を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を図面に示した実施の形態をもって説明するが、本発明は、図面に示した実施の形態に限定されるものではない。なお、以下に参照する各図においては、共通する要素について同じ符号を用い、適宜、その説明を省略するものとする。
【００１４】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態である酸素富化装置１００を示す。本実施形態の酸素富化装置１００は、密閉容器１０と開放容器２０を含んで構成されており、密閉容器１０は、開放容器２０の内部に配置されている。密閉容器１０は、円筒体、直方体などの適切な形状を有しており、密閉容器１０の壁面の少なくとも一部が気体透過性の酸素富化用フィルタ１２によって構成されている。
【００１５】
図１に示す例においては、密閉容器１０の両端に、送気管１３ａ,１３ｂおよび圧力調整弁１４ａ，１４ｂがそれぞれ接続されており、空気圧送機１６から圧送される空気は、圧力調整弁１４ａおよび送気管１３ａを介して密閉容器１０内に導入された後、送気管１３ｂおよび圧力調整弁１４ｂを介して酸素富化装置１００の外部に排気される。密閉容器１０内の気圧は、圧力調整弁１４ａ，１４ｂの働きによって正圧に維持され、密閉容器１０の内外で所定の差圧が生じるように構成されている。なお、密閉容器１０の内外で差圧を生じさせることができるのであれば、他の装置構成を採用してもよい。
【００１６】
本実施形態においては、密閉容器１０内外の差圧により、密閉容器１０内に導入された空気の一部が酸素富化用フィルタ１２を透過して開放容器２０内に拡散する。ここで、本実施形態の酸素富化用フィルタ１２は、酸素ガス（Ｏ２）の透過性が窒素ガス（Ｎ２）のそれよりも低いという特徴を有しているため、開放容器２０内においては窒素濃度が高まり、密閉容器１０内においては酸素濃度が高まる。その結果、開放容器２０に接続された排気管２２からは窒素富化空気が排気され、送気管１３ｂからは酸素富化空気が送出される。以上、第１実施形態の酸素富化装置１００の構成について概説してきたが、次に、本実施形態の酸素富化用フィルタ１２について、具体的に説明する、
【００１７】
図２は、第１実施形態の酸素富化用フィルタ１２の製造工程を示すフローチャートである。本実施形態においては、まず、適切な磁性物質を用意する。ここでいう磁性物質とは、磁化可能な物質全般を意味し、発生する磁力が強いほど望ましい。
【００１８】
本実施形態における磁性物質としては、アルニコ磁石、サマリウムコバルト磁石、ネオジム鉄ボロン磁石、サマリウム鉄窒素磁石、フェライト磁石（ハードフェライト）に代表される硬質磁性体を挙げることができ、ハードフェライトとしては、バリウムフェライトやストロンチウムフェライトなどの六方晶フェライトを挙げることができる。さらに、スピネルフェライト（ソフトフェライト）、鉄、ケイ素鋼、パーマロイ、センダスト、パーメンジュール、アモルファス磁性合金、ナノクリスタル磁性合金に代表される軟質磁性体を挙げることができ、その他、ガーネットフェライトを挙げることができる。これらの磁性物質のうち、保持力の弱い物質は外部磁場を与えることで、磁化を向上させることも可能である。
【００１９】
次に、用意した磁性物質を粉砕機で粉砕するなどして微粒子化し、得られた磁性微粒子を一軸加圧成形などの適切な方法で加圧成形することによって、本実施形態の酸素富化用フィルタ１２を得る。
【００２０】
本実施形態の酸素富化用フィルタ１２は、磁性微粒子の加圧成形体として得られる気体透過性の多孔質基体である。本実施形態においては、酸素富化用フィルタ１２の平均細孔径を酸素ガスの平均自由行程と同程度の大きさに制御することが好ましい（理由については後述する）。ここで、加圧成形によって得られる多孔質基体の平均細孔径は、原料となる磁性微粒子の一次粒子径と正の相関があるので、磁性微粒子の一次粒子の平均粒子径を適切な値に設計することによって酸素富化用フィルタ１２の平均細孔径を制御することができる。なお、ここでいう平均自由行程とは、酸素富化用フィルタの使用環境条件下（気圧、温度）における酸素ガスの平均自由行程を意味する（以下、第２実施形態においても同様）。
【００２１】
次に、図３に基づいて、第１実施形態の酸素富化用フィルタ１２の機能について説明する。本実施形態においては、まず、酸素富化用フィルタ１２に対して任意の方法で磁場をかける。その結果、多孔質基体を構成する磁性微粒子が磁化される。以下、これを着磁多孔質基体という。
【００２２】
続いて、密閉容器１０に空気を圧送すると、密閉容器１０内外の差圧により、図３（ａ）に示すように、密閉容器１０内の空気の一部が着磁多孔質基体の細孔内を拡散しながら酸素富化用フィルタ１２の厚み方向に透過して、密閉容器１０の外（大気圧）に放出される。このとき、常磁性体である酸素分子は、磁化された細孔壁面からの磁気的な作用を受けるため、その拡散が制限される。一方で、反磁性体の窒素分子は細孔壁面からの磁気的な作用を受けないため、両分子の間で拡散速度に有意な差が生じる。その結果、酸素富化用フィルタ１２において、酸素分子の透過率が窒素分子のそれよりも小さくなり、密閉容器１０内の酸素濃度が高まる。
【００２３】
次に、酸素富化用フィルタ１２の細孔サイズについて説明する。20℃大気圧下の空気における窒素ガスおよび酸素ガスの平均自由行程は、それぞれ、63.8 nmおよび67.5 nmであることが知られている。酸素富化用フィルタ１２の平均細孔径が酸素ガスの平均自由行程に比べて十分に大きい場合、細孔内の拡散モードは粘性流拡散が支配的になる。この場合、分子の多くは細孔壁面に接触することなく酸素富化用フィルタ１２を透過してしまうため、酸素分子が細孔壁面からの磁気的な作用を受けにくくなり、分離能が発現しない。
【００２４】
一方、酸素富化用フィルタ１２の平均細孔径が酸素ガスの平均自由行程に比べて十分に小さい場合、細孔内の拡散モードは表面拡散が支配的になる。この場合、酸素分子は細孔壁面からの磁気的な作用を強く受けるため分離能は向上するが、一方で、分子と細孔壁の衝突抵抗が過大になるため、ガス透過性（すなわち、処理能力）が低下する。
【００２５】
この点につき、図３（ｂ）に示すように、酸素富化用フィルタ１２の平均細孔径を酸素ガスの平均自由行程と同程度のサイズに制御すれば、分子と細孔壁の衝突抵抗を緩和しつつ、酸素分子と細孔壁面の衝突機会を担保することができる。この場合、酸素分子は細孔壁面からの磁気的な作用を受けるので分離能が発現し、ガス透過性も向上する。
【００２６】
なお、本実施形態において「酸素ガスの平均自由行程と同程度のサイズ」は、酸素ガスの平均自由行程と同等か、あるいは、酸素ガスの平均自由行程の数倍程度の大きさとして定義される（以下、第２実施形態においても同様）。なぜなら、多孔質基体の細孔は、実際には複雑に入り組んだ構造をしているため、平均細孔径が酸素ガスの平均自由行程（理論値）より数倍程度大きい場合でも、分離能を発現しうる程度に酸素分子と細孔壁面の衝突機会が担保されるからである。以上、本発明を第１実施形態に基づいて説明してきたが、続いて、本発明の第２実施形態について説明する。
【００２７】
（第２実施形態）
図４は、本発明の第２実施形態である酸素富化装置２００を示す。本実施形態の酸素富化装置２００は、密閉容器１０の壁面の少なくとも一部が酸素富化用フィルタ３０で構成されている点において第１実施形態と異なる。本実施形態の酸素富化用フィルタ３０は、多孔質セラミックス基体３２の片方の面に着磁多孔質膜３４が重畳してなる気体透過性のフィルタであり、酸素富化用フィルタ３０は、着磁多孔質膜３４が密閉容器１０の内部に臨むように配置される。酸素富化用フィルタ３０は、第１実施形態の酸素富化用フィルタ１２と同じく、酸素ガス（Ｏ２）の透過性が窒素ガス（Ｎ２）のそれよりも低いという特徴を有しており、酸素富化装置２００は、第１実施形態について上述したのと同じ機構によって、送気管１３ｂから酸素富化空気を送出する。以下、本実施形態の酸素富化用フィルタ３０について、具体的に説明する
【００２８】
図５は、第２実施形態の酸素富化用フィルタ３０の製造工程を示すフローチャートである。本実施形態においては、まず、多孔質セラミックス基体を作製する。最初に、セラミックスの原料となる金属酸化物の粉末と蒸留水を適切な分散剤（ポリアクリル酸アンモニウムなど）とともに混合・攪拌して金属酸化物のスラリーを調製する。ここで、金属酸化物の量は、蒸留水に対して30体積％程度とすることが好ましい。次に、調製した金属酸化物のスラリーを鋳込成形して成形体を形成し、これを室温で十分に乾燥させた後、適切な温度・時間条件で焼成することによって、気体透過性の多孔質セラミックス基体３２を得る。
【００２９】
続いて、第１実施形態について上述したのと同じ磁性物質を用意し、これを微粒子化してなる磁性微粒子を有機高分子の水溶液と混合・攪拌して磁性微粒子のスラリーを調整する。有機高分子はバインダーとして機能しうる適切な高分子材料を用いればよく、メチルセルロースを例示することができる。
【００３０】
最後に、作製した多孔質セラミックス基体３２の片方の面に対して調整した磁性微粒子のスラリーを均一に塗布し、十分に乾燥させる。乾燥の過程で、磁性微粒子同士がバインダーを介して固着して細孔が形成される。その結果、多孔質セラミックス基体３２の表面が気体透過性の多孔質膜３４で被覆された酸素富化用フィルタ３０が得られる。
【００３１】
次に、図６に基づいて、第１実施形態の酸素富化用フィルタ３０の機能について説明する。使用に際しては、第１実施形態と同様に、酸素富化用フィルタ３０に対して磁場をかける。その結果、多孔質セラミックス基体３２の表面を被覆する多孔質膜３４を構成する磁性微粒子が磁化される。以下、これを着磁多孔質膜という。
【００３２】
続いて、密閉容器１０に空気を圧送すると、密閉容器１０内外の差圧により、図６（ａ）に示すように、密閉容器１０内の空気の一部が酸素富化用フィルタ３０の厚み方向に透過して、密閉容器１０の外（大気圧）に放出される。このとき、常磁性体である酸素分子は、着磁多孔質膜３４の細孔壁面からの磁気的な作用を受けるため、その拡散が制限される。一方で、反磁性体の窒素分子は細孔壁面からの磁気的な作用を受けないため、両分子の間で拡散速度に有意な差が生じる。その結果、酸素富化用フィルタ３０において、酸素分子の透過率が窒素分子のそれよりも小さくなり、密閉容器１０内の酸素濃度が高まる。
【００３３】
ここで、酸素富化用フィルタ３０を構成する多孔質セラミックス基体３２および着磁多孔質膜３４のそれぞれの細孔サイズについて説明する。本実施形態の酸素富化用フィルタ３０の原理は、第１実施形態のそれと同様であり、酸素の磁気的性質を利用して酸素と窒素の透過率を異ならしめ、分離能を発現させるものである。したがって、本実施形態においては、酸素分子と着磁多孔質膜３４の細孔壁面の間の磁気的な作用が担保されるように、多孔質セラミックス基体３２および着磁多孔質膜３４の細孔径を適切に設計する必要がある。
【００３４】
この点につき、本実施形態においては、少なくとも多孔質セラミックス基体３２の平均細孔径を酸素ガスの平均自由行程よりと同程度のサイズに制御することが好ましい。すなわち、本実施形態においては、図６（ｂ）に示すように、着磁多孔質膜３４の平均細孔径が酸素ガスの平均自由行程と同程度でない場合であっても分離能が発現する。その理由について、図７に基づいて説明する。
【００３５】
図７は、図６（ｂ）に示した構成の酸素富化用フィルタ３０において、フィルタを透過する際のガスの圧力とガス透過距離の関係を表す概念図である。図７に示すように、この場合の酸素富化用フィルタ３０においては、着磁多孔質膜３４よりも多孔質セラミックス基体３２の方が圧力降下に大きく寄与するので、着磁多孔質膜３４の膜厚方向の圧力勾配は小さくなる。このことは、着磁多孔質膜３４の細孔内を拡散するガスの拡散速度が小さくなること、すなわち、着磁多孔質膜３４内に酸素分子が滞留する時間が長くなることを意味する。着磁多孔質膜３４内の滞留時間が長くなった分、酸素分子は、細孔壁面から磁気的な作用を受けやすくなり、その結果、分離能が発現する。
【００３６】
以上、説明したように、第２実施形態によれば、簡易な塗布プロセスによって多孔質膜３４を形成することができるので、フィルタの大面積化が可能になる。さらに、分離能の決定要因となる細孔径制御に関しては、比較的制御しやすいセラミックスのそれに転嫁できるので、フィルタの作製が容易になる。
【００３７】
なお、多孔質セラミックス基体３２の平均細孔径は、原料となる金属酸化物粉末の一次粒子の平均粒子径や焼成条件によって制御することができ、着磁多孔質膜３４の平均細孔径は、原料となる磁性微粒子の一次粒子の平均粒子径によって制御することができる。
【００３８】
以上、説明したように、本発明の酸素富化用フィルタによれば、高い処理能力をもって空気中の酸素を富化することができる。さらに、本実施形態の酸素富化用フィルタを多段化すれば、所望の分離能を実現することができる。
【００３９】
以上、本発明について実施形態をもって説明してきたが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、当業者が推考しうる実施態様の範囲内において、本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。
【実施例】
【００４０】
以下、本発明の酸素富化用フィルタについて、実施例を用いてより具体的に説明を行なうが、本発明は、後述する実施例に限定されるものではない。
【００４１】
＜実施例１＞
（ネオジム磁石多孔質基体の作製）
ネオジム磁石粉末（粒径：約100mm）とエタノールを質量比1：1で混合したものを遊星ボールミルに投入し、自転速度300rpm、公転速度300rpmで24時間粉砕した。顕微鏡法により、粉砕後のネオジム磁石粉末の粒径を測定したところ、平均粒子径は約0.7μmであった。
【００４２】
粉砕したネオジム磁石粉末を250 MPaで一軸加圧成形することにより、円盤状の加圧成形体（直径20mm／厚さ3mm）を得た。作製した加圧成形体（以下、ネオジム磁石多孔質基体という）について、アルキメデス法による気孔率測定を行った結果、気孔率は37.7％であった。また、水銀ポロシメーターを用いて細孔径分布を測定した結果、細孔径分布は200〜300nmの範囲でピークを示した。
【００４３】
（N2/CO2選択率の検証）
ネオジム磁石多孔質基体を、着時装置を使用して、約752,000A/mで着磁した。テスラメーターで測定したところ、着磁後の磁束密度は最大10mT程度であった。着磁したネオジム磁石多孔質基体（サンプル）を図８に示す測定装置１０００にセットし、N2ガスおよびCO2ガスにつき、それぞれのガス透過率μを測定した。具体的には、ネオジム磁石多孔質基体（直径20mm）をセットした測定装置１０００に対して、単体ガス（N2またはCO2）を導入し、圧力ゲージ１００２によって差圧ΔPを測定しつつ、流量計１００４によって流量 Q を測定した。測定した差圧ΔPおよび流量 Qに基づき下記式（１）によってガス透過率μを求め、分離能と正の相関を有する選択率（単体ガスの透過率の比：μN2/μCO2 ）を算出した。なお、着磁前のネオジム磁石多孔質基体についても同様の手順で選択率を求めた。
【００４４】
【数１】
2013255869.tif 000003
（上記式において、Lは試料の厚さを示し、Aはガス透過面積を示す）
【００４５】
図９は、ネオジム磁石多孔質基体における差圧[MPa]と選択率（μN2/μCO2 ）の関係を示す。図９に示すように、着磁前の選択率は、1.02前後であったところ、着磁後の選択率は、1.10前後となり、着磁により選択率が向上することが確認された。
【００４６】
＜実施例２＞
（ネオジム磁石被膜Al2O3多孔質基体の作製）
[1,2] α - Al2O3粉（TM-DAR; 大明化学製）と蒸留水の混合液（体積比３：７）に対して、分散剤として0.62質量％のポリアクリル酸アンモニウム（セルナD-305; 中京油脂製)を添加・混合してアルミナ懸濁水溶液を得た。得られた懸濁液をメッシュ付き容器に入れ、自転・公転ミキサー（ARE-250,シンキー製）で撹拌した後（2000 rpm, 2分間）、真空デシケーターで2分間真空に引いてスラリーを得た。得られたスラリーを鋳型に注ぎ、5分間着肉した後、排泥して2日間室温で乾燥させ、Al2O3素地を得た。最後に、Al2O3素地を1100℃で2時間焼成して円盤状のAl2O3多孔質基体（直径20mm／厚さ3mm）を得た。
【００４７】
得られたAl2O3基体についてアルキメデス法による気孔率測定を行った結果、気孔率は33.5％であった。また、水銀ポロシメーターを用いて細孔径分布を測定した結果、平均細孔径は66nmであった。
【００４８】
バインダーとしてのヒドロキシプロピルメチルセルロース粉末（メトローズ65SH - 400; 信越化学工業製）と蒸留水を自転・公転ミキサー（ARE-250,シンキー製）で撹拌した後（自転速度800rpm、公転速度2000 rpm、5分間）、4℃で2日間静置してヒドロキシプロピルメチルセルロース3％水溶液を調製した。調整したヒドロキシプロピルメチルセルロース3％水溶液3.3 gに対して、実施例１で使用した粉砕後のネオジム磁石粉末（平均粒径は約0.7μm）を、成膜時のネオジム磁石含有量が86質量％になるように添加した後、自転・公転ミキサー（ARE-250,シンキー製）で撹拌し（自転速度800rpm、公転速度2000 rpm、2分間）、スラリーを得た。
【００４９】
得られたスラリーを先に作製した円盤状のAl2O3多孔質基体の片方の面にドロップキャストした後、40℃で12時間乾燥させて、ネオジム磁石被膜Al2O3基体を得た。図１０は、得られたネオジム磁石被膜Al2O3多孔質基体を樹脂埋めし、ダイヤモンドでカットした断面の顕微鏡写真を示す。図１０に示されるように、Al2O3多孔質基体の表面に形成されたネオジム磁石膜の厚さは約200μmであった。また、写真から膜内においてネオジム磁石の粒子が緻密にパッキングされ、ピンホールがないことが確認された。
【００５０】
（N2/CO2選択率の検証）
ネオジム磁石(210−270 mT)を使用してネオジム磁石被膜Al2O3基体を着磁した。テスラメーターで測定したところ、着磁後の磁束密度は最大10mT程度であった。着磁したネオジム磁石被膜Al2O3多孔質基体を図８に示す測定装置１０００にセットし、実施例１と同様の手順で選択率を求めた。
【００５１】
図１１は、ネオジム磁石被膜Al2O3基体における差圧[MPa]と選択率（μN2/μCO2 ）の関係を示す。図１１に示すように、着磁前の選択率は、1.07前後であったところ、着磁後においては、0.02 MPaにおける選択率が1.22となり、着磁により低圧側において選択率が向上することが確認された。
【符号の説明】
【００５２】
１０…密閉容器
１２…酸素富化用フィルタ
１３…送気管
１４  圧力調整弁
１６…空気圧送機
２０…開放容器
２２…排気管
３０…酸素富化用フィルタ
３２…多孔質セラミックス基体
３４…着磁多孔質膜
１００，２００…酸素富化装置
１０００…測定装置
１００２…圧力ゲージ
１００４…流量計
【図１】
2013255869.tif 000004
【図２】
2013255869.tif 000005
【図３】
2013255869.tif 000006
【図４】
2013255869.tif 000007
【図５】
2013255869.tif 000008
【図６】
2013255869.tif 000009
【図７】
2013255869.tif 000010
【図８】
2013255869.tif 000011
【図９】
2013255869.tif 000012
【図１０】
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【図１１】
2013255869.tif 000014