(57)【要約】【課題】多孔質分離体と金属部材とを連結して分子篩膜構造体を製造する場合において、複雑な工程を経ることなく連結部分に十分なシール性を確保することが可能な方法を提供する。【解決手段】筒状の無機多孔質基体の内壁及び／又は外壁に分子篩膜を有してなる、筒状の多孔質分離体と、多孔質分離体の一端を収容可能な、筒状の金属部材とを連結して分子篩膜構造体を製造する方法であって、多孔質分離体の外壁と金属部材の内壁との間にシール部材を配置し、金属部材を多孔質分離体に向かって加締めることでシール部材を介して金属部材と多孔質分離体とを圧着させて連結することを特徴とする、分子篩膜構造体の製造方法とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状の無機多孔質基体の内壁及び／又は外壁に分子篩膜を有してなる、筒状の多孔質分離体と、
該多孔質分離体の一端を収容可能な、筒状の金属部材と、
を連結して分子篩膜構造体を製造する方法であって、
前記多孔質分離体の外壁と前記金属部材の内壁との間にシール部材を配置し、
前記金属部材を前記多孔質分離体に向かって加締めることで前記シール部材を介して前記金属部材と前記多孔質分離体とを圧着させて連結することを特徴とする、
分子篩膜構造体の製造方法。
【請求項２】
前記金属部材の一端に第１のシール部材と末端部材とを収容し、
前記金属部材の他端に第２のシール部材と前記多孔質分離体の一端とを収容し、
前記金属部材の一端を加締めることで、前記第１のシール部材を介して前記金属部材と前記末端部材とを圧着させ、
前記金属部材の他端を加締めることで、前記第２のシール部材を介して前記金属部材と前記多孔質分離体とを圧着させる、
請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
前記第１のシール部材と前記第２のシール部材とが別体である、請求項２に記載の製造方法。
【請求項４】
前記第１のシール部材と前記第２のシール部材とが一体である、請求項２に記載の製造方法。
【請求項５】
前記金属部材の一端を加締めた後で、前記金属部材の他端を加締める、請求項２〜４のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項６】
前記金属部材の一端と前記金属部材の他端とを同時に加締める、請求項２〜４のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項７】
前記金属部材として第１の金属部材と第２の金属部材とを用い、
前記シール部材の一端を第１の金属部材に収容し、さらに当該部分に末端部材を収容し、前記シール部材の他端を第２の金属部材に収容し、さらに当該部分に前記多孔質分離体の一端を収容し、
前記第１の金属部材を加締めることで、前記末端部材と前記シール部材の一端とを圧着して一体化し、
前記第２の金属部材を加締めることで、前記多孔質分離体の一端と前記シール部材の他端とを圧着して一体化する、
請求項１に記載の製造方法。
【請求項８】
前記末端部材が金属質である、請求項２〜７のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項９】
前記シール部材は、加締められる前において、弾性率が１００ＧＰa以下である、請求項１〜８のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項１０】
前記シール部材がゴム弾性を有する弾性体である、請求項１〜８のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項１１】
前記分子篩膜が、ゼオライト膜、シリカ膜、炭素膜、又は、これらの組合せである、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか一項に記載の製造方法により製造された分子篩膜構造体に、複数の成分からなる気体または液体の混合物を接触させて、該混合物のうち透過性の高い物質を透過させることにより、該混合物から該透過性の高い物質を分離する、または、該混合物から透過性の高い物質を透過させることにより、透過性の低い物質を濃縮することを特徴とする分離または濃縮方法。
【請求項１３】
請求項１〜１１のいずれか一項に記載の製造方法により製造された分子篩膜構造体を複数備える、分子篩膜モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分子篩膜を有する筒状の無機多孔質基体と筒状の金属部材とを連結して分子篩膜構造体を製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
分子篩膜を用いて、複数種の分子を含む気体や液体から特定の分子を選択的に分離する技術が知られている。例えば、筒状の無機多孔質基体の内壁及び／又は外壁に分子篩膜を設けた多孔質分離体を用い、当該多孔質分離体の外側に気体や液体を流通させることで、分子篩膜を介して一部の分子を選択的に当該多孔質分離体の内側へと分離することができる。この場合、分離された分子は多孔質分離体の端部から配管等の金属部材を介して回収される。このとき、多孔質分離体と金属部材とのシール性が十分でない場合、気体や液体の漏出が生じて分離効率が低下するため、十分なシール性を確保しつつ多孔質分離体と金属部材とが連結されている必要がある。しかしながら、多孔質分離体は靭性や延性が低い一方で金属部材は展延性に優れており、このように相反する特性を有する部材同士を、シール性を確保しつつ連結することは容易なことではない。この点、従来から種々の創意工夫がなされている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、多孔質分離体と金属部材との連結部分に耐溶剤性及び膨潤性を有する部材を配置し、当該部材をさらに熱収縮チューブで被覆してシールする技術が開示されている。特許文献２には、多孔質分離体と金属部材との連結部分にエラストマーを固着させてシールする技術が開示されている。特許文献３には、凹部を有する金属部材の当該凹部の内側に多孔質分離体の端部を収容するとともに多孔質分離体の端部外壁と金属部材の凹部内壁との間にシール部材を配置し、当該シール部材を軸方向に加圧して金属部材の凹部底壁に押し付けることで、多孔質分離体の端部外壁及び金属部材の凹部内壁に当該シール部材を圧着させてシールする技術が開示されている。或いは、特許文献４のように、螺合とシール部材との組み合わせによってシール性を確保する技術も知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４８５２９３０号公報
【特許文献２】特開２０１４−２０２２３７号公報
【特許文献３】特開２０１１−１８９３３５号公報
【特許文献４】特開２０００−０４２３７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示された技術にあっては、連結部分に熱収縮性チューブを用いていることから、被覆の際、連結部分を均一に加熱する必要があり、製造工程が複雑化する虞がある。また、加熱により構成材料が歪む虞もある。さらには、熱収縮性チューブによる被覆だけでは、高い圧力や長時間の加熱に対して十分なシール性を確保できない虞もある。一般に高分子には応力をかけ続けると永久ひずみが生じるというクリープ特性があり、熱収縮チューブではシール応力がかかりつづけているので、この永久ひずみはシール応力の減少に働く事になり、シール性能の低下につながる。
特許文献２に開示された技術にあっては、エラストマーを塗布して加熱する工程が必須であり、やはり製造工程の複雑化や構成材料の歪みが懸念される。
特許文献３に開示された技術にあっては、連結部分の構造が複雑であり、且つ、シール部材や締め付け部材に高い寸法精度も要求されることから、所望のシール性を確保することは容易でない。また、特別な形状の金属部材や締め付け部材を用いており、多孔質基体の外径に応じて部材を適宜変更することが困難である。
特許文献４に開示された技術にあっては、螺合により各部材を連結することができるが、靭性、延性の乏しい部材を螺合によって連結する場合には部材の割れが懸念され、さらには、靭性、延性に乏しい部材の連結部分を螺合により密着・シールする場合、ネジ溝に極めて高い寸法精度が要求される。すなわち、ネジ溝のわずかなズレによって、十分なシール性を確保できなくなる虞がある。また、本方法による接合は、分離膜モジュールとモジュール連結器の接合に関するものであり、分離膜モジュール自体における分離膜と支持体の固定は樹脂固定部で実現しており、液状あるいは熱溶融樹脂の注型によることから、シールの耐久性が不十分であったり、耐熱性が不十分である。
【０００６】
そこで本発明は、多孔質分離体と金属部材とを連結して分子篩膜構造体を製造する際、複雑な工程を経ることなく連結部分に十分なシール性を確保することが可能な方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため本発明は以下の構成（１）〜（１３）を採る。
（１）筒状の無機多孔質基体の内壁及び／又は外壁に分子篩膜を有してなる、筒状の多孔質分離体と、該多孔質分離体の一端を収容可能な、筒状の金属部材と、を連結して分子篩膜構造体を製造する方法であって、前記多孔質分離体の外壁と前記金属部材の内壁との間にシール部材を配置し、前記金属部材を前記多孔質分離体に向かって加締めることで前記シール部材を介して前記金属部材と前記多孔質分離体とを圧着させて連結することを特徴とする、分子篩膜構造体の製造方法。
【０００８】
（２）前記金属部材の一端に第１のシール部材と末端部材とを収容し、前記金属部材の他端に第２のシール部材と前記多孔質分離体の一端とを収容し、前記金属部材の一端を加締めることで、前記第１のシール部材を介して前記金属部材と前記末端部材とを圧着させ、前記金属部材の他端を加締めることで、前記第２のシール部材を介して前記金属部材と前記多孔質分離体とを圧着させる、（１）に記載の製造方法。
（３）前記第１のシール部材と前記第２のシール部材とが別体である、（２）に記載の製造方法。
（４）前記第１のシール部材と前記第２のシール部材とが一体である、（２）に記載の製造方法。
（５）前記金属部材の一端を加締めた後で、前記金属部材の他端を加締める、（２）〜（４）のいずれかに記載の製造方法。
（６）前記金属部材の一端と前記金属部材の他端とを同時に加締める、（２）〜（４）のいずれかに記載の製造方法。
【０００９】
（７）前記金属部材として第１の金属部材と第２の金属部材とを用い、前記シール部材の一端を第１の金属部材に収容し、さらに当該部分に末端部材を収容し、前記シール部材の他端を第２の金属部材に収容し、さらに当該部分に前記多孔質分離体の一端を収容し、前記第１の金属部材を加締めることで、前記末端部材と前記シール部材の一端とを圧着して一体化し、前記第２の金属部材を加締めることで、前記多孔質分離体の一端と前記シール部材の他端とを圧着して一体化する、（１）に記載の製造方法。
【００１０】
（８）前記末端部材が金属質である、（２）〜（７）のいずれかに記載の製造方法。
【００１１】
（９）前記シール部材は、加締められる前において、弾性率が１００ＧＰa以下である、（１）〜（８）のいずれかに記載の製造方法。
（１０）前記シール部材がゴム弾性を有する弾性体である、（１）〜（８）のいずれかに記載の製造方法。
【００１２】
（１１）前記分子篩膜が、ゼオライト膜、シリカ膜、炭素膜、又は、これらの組合せである、（１）〜（１０）のいずれかに記載の製造方法。
【００１３】
（１２）（１）〜（１１）のいずれかに記載の製造方法により製造された分子篩膜構造体に、複数の成分からなる気体または液体の混合物を接触させて、該混合物のうち透過性の高い物質を透過させることにより、該混合物から該透過性の高い物質を分離する、または、該混合物から透過性の高い物質を透過させることにより、透過性の低い物質を濃縮することを特徴とする分離または濃縮方法。
【００１４】
（１３）（１）〜（１１）のいずれかに記載の製造方法により製造された分子篩膜構造体を複数備える、分子篩膜モジュール。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、多孔質分離体と金属部材とを連結して分子篩膜構造体を製造する際、複雑な工程を経ることなく連結部分に十分なシール性を確保することが可能である。
また、本発明の方法により得られる連結部分（シール）は従来使用されてきた熱収縮チューブに比べ、固定力が強く、耐薬品性、耐熱性などの耐久性に優れるため、様々な被分離物に使用することができる。
さらに、本発明の方法により得られる連結部分（シール）は、グリースなどを使用せずともシールすることが可能であり、グリースによる分子篩膜の汚染や劣化を防止することができるとともに、グリース自体の劣化や流動によるシール性の低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１実施形態に係る本発明の分子篩膜構造体１０の製造方法（Ｓ１０）を説明するための概略図である。
【図２】多孔質分離体１の一例を説明するための概略図である。
【図３】第２実施形態に係る本発明の分子篩膜構造体２０の製造方法（Ｓ２０）を説明するための概略図である。
【図４】分子篩膜構造体２０の変形例を説明するための概略図である。
【図５】製造方法Ｓ２０の変形例（逐次加締め）を説明するための概略図である。
【図６】製造方法Ｓ２０の変形例（逐次加締め）を説明するための概略図である。
【図７】製造方法Ｓ２０の変形例（同時加締め）を説明するための概略図である。
【図８】第３実施形態に係る本発明の分子篩膜構造体３０の製造方法（Ｓ３０）を説明するための概略図である。
【図９】第４実施形態に係る本発明の分子篩膜構造体４０の製造方法（Ｓ４０）を説明するための概略図である。
【図１０】実施例にて用いた装置を説明するための概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
１．第１実施形態
図１を参照しつつ、第１実施形態に係る本発明の分子篩膜構造体１０の製造方法（Ｓ１０）を説明する。図１では筒状の各部材について延在方向（軸方向）に沿った断面を概略的に示している。図１に示すように、製造方法Ｓ１０は、筒状の無機多孔質基体の内壁及び／又は外壁に分子篩膜を有してなる、筒状の多孔質分離体１と、多孔質分離体１の一端を収容可能な、筒状の金属部材２と、を連結して分子篩膜構造体１０を製造する方法であって、多孔質分離体１の一端を金属部材２に収容した姿勢において多孔質分離体１の外壁と金属部材２の内壁との間にシール部材３を配置し（図１（Ａ））、金属部材２を多孔質分離体１に向かって加締める（図１（Ｂ））ことで、シール部材３を介して金属部材２と多孔質分離体１とを圧着させて連結する（図１（Ｃ））ことを特徴とする。
【００１８】
１．１．多孔質分離体１
本発明に用いられる多孔質分離体１は、筒状の無機多孔質基体の内壁及び／又は外壁に分子篩膜を有してなり、全体として筒状とされている。ここで、「筒状」とは、円筒状に限られるものではなく、角筒状であってもよい。ただし、加締めによってシール部材３を多孔質分離体１の外周全体に均一に押し付けることができ、シール性が向上する観点からは、円筒状（管状）とすることが好ましい。
【００１９】
図２（Ａ）、（Ｂ）に、多孔質分離体１の一例を示す。図２（Ａ）が多孔質分離体１の外観を概略的に示す図であり、図２（Ｂ）が図２（Ａ）のIIＢ−IIＢ断面を概略的に示す図である。図２に示すように、多孔質分離体１は、円筒状の無機多孔質基体１ａと、当該無機多孔質基体１ａの外側（外壁表面）に形成された分子篩膜１ｂとを有している。
【００２０】
１．１．１．無機多孔質基体１ａ
無機多孔質基体１ａは、分子篩膜１ｂを支持する支持体として機能する。多孔質基体１１を構成する材料は特に限定されるものではなく、ガラス、セラミックス、金属、カーボン成型体、又は樹脂等の種々の材料を適用可能である。セラミックス支持体の場合は、その表面などにゼオライトを膜状に結晶化できるような化学的安定性がある多孔質の無機物質であればいかなるものであってもよい。具体的には、例えば、シリカ、α−アルミナ、γ−アルミナ、ムライト、ジルコニア、チタニア、イットリア、窒化珪素、炭化珪素などのセラミックス焼結体などが挙げられる。中でもα−アルミナ、γ−アルミナ等のアルミナやムライトが好ましく、アルミナが特に好ましい。
【００２１】
本発明において、無機多孔質基体１ａそれ自体は分子篩能を有する必要はない。無機多孔質基体１ａには、外壁側から内壁側に向かって連通する細かな気孔（空孔、空隙）が設けられている。気孔を有する無機多孔質基体１ａは公知のものを用いることができる。
【００２２】
無機多孔質基材１ａは、気孔率が、通常２０％以上、好ましくは２５％以上、より好ましくは３０％以上であり、通常８０％以下、好ましくは６０％以下、より好ましくは５０％以下で、その平均細孔径が通常０．０１μｍ以上、好ましくは０．０５μｍ以上より好ましくは０．１μｍ以上、上限は通常２０μｍ以下、好ましくは１０μｍ以下、より好ましくは５μｍ以下である。このような気孔を有する無機多孔質基体１ａであれば、十分な強度を有して分子篩膜１ｂを適切に支持することができ、また、分子篩膜１ｂを透過した分子を十分な速度で透過させることが可能、或いは、分子篩膜１ｂへと分子を十分な速度で到達させることが可能である。さらに、加締めによってシール部材から圧力が付与されても容易に割れることがない。尚、無機多孔質基体１ａの気孔率や細孔径は、水銀圧入法、断面をＳＥＭで観察することなどによって容易に特定可能である。平均細孔径についても同様であるが、真比重を用いて体積と質量から計算することもできる。
【００２３】
分子篩膜１ｂとしてシリカ膜を製膜する際の無機多孔質基材１ａは、一面から他面に亘る貫通細孔の開口の最大径が通常１０ｎｍ以下であり、好ましくは１〜１０ｎｍ、より好ましくは１〜８ｎｍであり、一面から他面に亘る貫通部が全て同一の細孔径を有していてもよく、例えば、特開２００５−２７０８８７号公報に記載のように、部分的又は段階的に異なる細孔径を有するものを用いてもよい。
【００２４】
無機多孔質基体１ａの厚みは加締めによる圧力に耐え得る限り特に限定されるものではない。材質や気孔率等によっても異なるが、例えば、厚みを０．５ｍｍ以上とすることが好ましい。より好ましくは０．８ｍｍ以上である。さらに好ましくは１．３ｍｍ以上である。
無機多孔質基体１ａの内径も加締めによる圧力に耐え得る限り特に限定されるものではない。材質や気孔率等によっても異なるが、例えば、上記した無機多孔質基体１ａの厚みに対する内径の比（内径（ｍｍ）／厚み（ｍｍ））を２０以下とすることが好ましい。より好ましくは１７以下であり、さらに好ましくは１３以下であり、特に好ましくは９以下である。
無機多孔質基体１ａの長さ（軸方向長さ）は特に限定されるものではない。
【００２５】
１．１．２．分子篩膜１ｂ
分子篩膜１ｂは、無機多孔質基体１ａの外側（外表面）に形成される薄い層である。分子篩膜１ｂは、適切に分子篩能を発揮できれば、その形態は特に限定されるものではない。
【００２６】
分子篩膜１ｂは、ゼオライト膜、シリカ膜、及び炭素膜のいずれか、又はその組み合わせであることが好ましく、中でもゼオライト膜またはシリカ膜が好ましく、特にゼオライト膜が好ましい。
ここで、分子篩膜１ｂとしてゼオライト膜を用いる場合、ゼオライトはアルミノケイ酸塩であることが好ましいが、膜の性能を大きく損なわない限りＡｌの代わりにＧａ、Ｆｅ、Ｂ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｓｎ、Ｚｎ等の金属元素を用いてもよく、Ａｌと共にＧａ、Ｆｅ、Ｂ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｐ等の元素を含んでいてもよい。
また、ゼオライト膜の細孔を形成する結晶ゼオライトの骨格が酸素８員環以下の環であることが好ましく、酸素６〜８員環であることがより好ましい。
ゼオライトの構造としては、例えばＡＥＩ、ＡＦＧ、ＡＮＡ、ＣＨＡ、ＤＤＲ、ＥＡＢ、ＥＲＩ、ＥＳＶ、ＦＡＲ、ＦＲＡ、ＧＩＳ、ＩＴＥ、ＫＦＩ、ＬＥＶ、ＬＩＯ、ＬＯＳ、ＬＴＡ、ＬＴＮ、ＭＡＲ、ＰＡＵ、ＲＨＯ、ＲＴＨ、ＳＯＤ、ＳＴＩ、ＴＯＬ、ＵＦＩなどが挙げられる。これらのうち、ＡＥＩ、ＣＨＡ、ＤＤＲ、ＥＲＩ、ＫＦＩ、ＬＥＶ、ＰＡＵ、ＲＨＯ、ＲＴＨ、ＳＯＤ、ＬＴＡ、ＵＦＩ型ゼオライトにより構成される膜を用いることが好ましく、ＣＨＡ、ＤＤＲ、ＲＨＯ、ＳＯＤ型ゼオライトにより構成される膜を用いることがより好ましい。なお、酸素ｎ員環を有するゼオライトのｎの値は、ゼオライト骨格とＴ元素（骨格を構成する酸素以外の元素）で構成される細孔の中で最も酸素元素の数が大きいものをさす。
【００２７】
分子篩膜１ｂは、開口径をより効果的に制御するための処理がされていてもよく、疎水性を向上するための処理がされていてもよい。このようなゼオライト膜を用いた場合、水素をより効率的に分離することができる。また、ＣＨＡ型ゼオライトは、高シリカゼオライトの膜を合成可能であるため、ゼオライトの中で相対的に疎水性であり、例えば、ゼオライトが水と接触するような場合に好適である。すなわち、分子篩膜１ｂが疎水性である場合、水と接触しても効率的に気体を透過させることが可能であり、かつ水中で劣化し難く、長期に亘って分子篩能を維持することができる。この観点からゼオライト膜がＣＨＡ型ゼオライトを含むことが好ましい。
【００２８】
分子篩膜１ｂとしてゼオライト膜を合成する場合、必要に応じて有機テンプレート（構造規定剤）を用いることができるが、通常は目的とするゼオライト構造を作成可能なテンプレートであれば特に制限はなく、テンプレートなしで合成可能であれば用いなくてもよい。
【００２９】
分子篩膜１ｂとしてシリカ膜を用いる場合、シリカ膜中のシリカ含有量は、本発明の効果を著しく損なわない限り、特に制限はないが、例えば、酸化ケイ素組成において、ケイ素を含む、すべての陽性元素に対するケイ素の割合が、通常５０ｍｏｌ％以上である。
【００３０】
シリカ膜は、ゾルゲル法やＣＶＤ法、ポリマープレカーサー法等により無機多孔質基材１ａ上に製膜される。ゾルゲル法では、無機多孔質基材１ａ上で、金属アルコキシドと水を反応させて加水分解と脱水縮合からゲルを形成し、シリカ膜を製膜することができる。また、対向拡散ＣＶＤ法では、例えば、多孔質の筒状基材の場合、内側に酸素を、外側にシリカ源を流通させて、基材細孔内に非晶質シリカ層を蒸着させてシリカ膜を製膜することができる。またポリマープリカーサー法では、アルコキシシランやポリシラザンなどのシリカ前駆体を無機多孔質基材１ａに塗膜した後、熱処理を行ってシリカ膜を製膜することができる。
【００３１】
分子篩膜１ｂとして炭素膜を用いる場合、炭素膜前駆体溶液を無機多孔質基材１ａ上にディップコート（浸漬塗布）し、６００〜８００℃程度で熱処理し、乾燥して炭素膜とする。炭素膜前駆体としては、例えば、芳香族ポリイミド、ポリピロロン、ポリフルフリルアルコール、ポリ塩化ビニリデン、フェノール樹脂、リグニン誘導体、木タール、竹タール等が挙げられる。また溶媒としては、テトラヒドロフラン、アセトン、メタノール、エタノール、Ｎ−メチルピロリドンなどの有機溶剤を好適に使用することができる。
【００３２】
分子篩膜１ｂの厚みは、特に限定されないが、ゼオライト膜では通常、０．０１μｍ〜３０μｍ、好ましくは０．０１μｍ〜１０μｍ、シリカ膜では、単層からなる膜でも、２層以上からなる膜でもよく、その厚みは、１ｎｍ〜１０μｍ、好ましくは１ｎｍ〜１μｍ、炭素膜では、０．０５μｍ〜５ｍｍ、好ましくは０．１μｍ〜５００μｍであるが、膜性能を大きく損なわない限り膜厚は薄いことが好ましい。
【００３３】
無機多孔質基体１ａの表面に分子篩膜１ｂを形成する方法としては上述した方法に限定されるものではない。例えば、（１）無機多孔質基体１ａの表面に、分子篩膜１ｂを構成し得る物質をバインダー等で固着させる方法、（２）分子篩膜１ｂを構成し得る物質を分散させたスラリー又は溶液に無機多孔質基体１ａを含浸させて、無機多孔質基体１ａ表面に当該物質を固着させる方法、（３）無機多孔質基体１ａの表面において、分子篩膜１ｂを構成し得る物質（特に、ゼオライト）を膜状に結晶化させる方法等が挙げられる（例えば、国際公開第２０１３／１２５６６０号パンフレット等を参照）。
【００３４】
図２では、無機多孔質基体１ａの外壁に分子篩膜１ｂが形成されている形態について説明したが、本発明は当該形態に限定されるものではない。無機多孔質基体１ａの内壁に分子篩膜１ｂが形成されている形態、無機多孔質基体１ａの外壁と内壁との双方に分子篩膜１ｂが形成されている形態のいずれであってもよい。
【００３５】
１．２．金属部材２
金属部材２は、多孔質分離体１の一端を収容可能な筒状の部材である。ここで、金属部材２は、後述するシール部材３を介在させつつ多孔質分離体１の一端を収容する。そのため、例えば、多孔質分離体１が円筒状である場合、金属部材２の内径は、多孔質分離体１の外周を覆うこととなるシール部材３の外径とほぼ同等かより大きいことが好ましい。金属部材２の内径が、シール部材の外径よりも小さい場合であっても、押し込むことで挿入できる程度であれば、特に制限はない。
【００３６】
金属部材２は、加締めによって変形可能なものであればよく、部材を構成する金属の種類は特に限定されるものではない。上述の多孔質分離体１によって分離処理される気体／液体の種類に応じて、適宜選択すればよい。金属の種類としては、例えば、ニッケル、クロム、モリブデン、コバルト、タングステン、銅、チタン、ジルコニウム、すず、カドミウム、ニオブ、タンタルなどが挙げられ、これらを含む合金であってもよい。また、トリバロイＴ 、コバルトニクロムタングステン、高クロム鉄、クロムアルミ鉄、エムクラリ、モリブデン鉄、ステンレス鋼なども挙げられる。
前記ニッケルまたはニッケル合金としては、純ニッケル、モネル、インコネル、インコロイ、ナイモニック、イリウム、ハステロイ、Ｍ Ｃ アロイ、ニッケルアルミナイド、Ｎｉ−Ｃｒ合金、インバー合金、Ｎｉ−Ａｌ合金、Ｎｉ−Ｃｏ合金 、Ｎｉ−Ｍｎ合金、Ｎｉ−Ｃｕ−Ａｌ合金、Ｎｉ−Ｃ ｕ−Ｓｉ合金等が挙げられる。
前記クロムまたはクロム合金としては、クロム − ニッケル 合金 、インコネル 等が挙げられる。
前記銅または銅合金としては、純銅、黄銅、丹銅、青銅、ベリリウム銅、チタン銅、洋白、白銅（ キュプロニッケル） 、銅ニッケル、アルミブロンズ等が挙げられる。
前記チタンおよびチタン合金としては、純チタン、Ｔｉ−０．２Ｐｄ、Ｔｉ−０．８Ｎｉ−０．３Ｍｏ、Ｔｉ−０．５Ｔａ、Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖ、Ｔｉ−３Ａｌ−２．５Ｖ等が挙げられる。
前記ジルコニウムおよびジルコニウム合金としては、Ｚｒ、Ｚｒ−１．５Ｓｎ−０．０５Ｎｉ、Ｚｒ−１．５Ｓｎ等が挙げられる。
前記ステンレス鋼としては、オーステナイト系、フェライト系、２相（オーステナイト−フェライト）系、マルテンサイト系、析出硬化系を挙げることができる。
中でも、ステンレス鋼、チタン合金、ニッケル合金から選ばれるいずれかからなることが好ましい。
【００３７】
金属部材２の厚みは、適切な加締めが可能である限り特に限定されるものではないが、ある程度の厚みを持たせたほうが良い。例えば、金属部材２の形状と加締め手段の形状とが対応していない場合（金属部材２が円筒状で、加締め手段が八方加締め（略八角形状）である場合等）、金属部材２の厚みが薄過ぎると、加締めの際に、加締め手段への金属部材２の挟み込みや、金属部材２の意図しない湾曲が生じる虞があり、金属部材２を均一に加締めることができなくなる虞がある。この観点から、金属部材２は０．３ｍｍ以上の厚みを有していることが好ましい。より好ましくは０．６ｍｍ以上、さらに好ましい厚みは、０．９ｍｍ以上である。
【００３８】
１．３．シール部材３
シール部材３は、加締めによって金属部材２の内壁と多孔質分離体１の外壁との間で圧縮されることにより、金属部材２の内壁と多孔質分離体１の外壁との間をシールする部材である。シール部材３は、多孔質分離体１の周方向全体を連続的に覆うものである。例えば、チューブ状やリング状のシール部材を採用可能である。
【００３９】
シール部材３の材質は、加締めに際して割れることなく変形可能なものであればよい。  シール部材３は、加締められる前において、弾性率が１００ＧＰa以下であることが好ましい。この程度の弾性率を有するものであれば、加締めに際し、金属部材２の変形に適切に追従し、加締め後において適切な圧力を保持して、金属部材２の内壁と多孔質分離体１の外壁との間をより適切にシールすることができる。弾性率は、引張弾性率であっても圧縮弾性率であってもよいが、例えば、引張弾性率はＪＩＳ  Ｋ７１６２等で定められた方法によって測定することができる。弾性率の上限は、１００ＧＰa以下であることが好ましく、より好ましくは１０ＧＰa以下、さらに好ましくは１ＧＰａ以下であり、特に好ましくは、０．５ＧＰa以下である。弾性率の下限に制限は無いが、例えば０．００１ＭＰa以上であることが好ましく、より好ましくは０．０１ＭＰa以上、さらに好ましくは０．０５ＭＰａ以上である。
弾性率が高すぎる場合には、加締め加工時の弾性率が上記範囲内となるように加熱してもよい。加熱温度に制限は無いが、材料の分解温度以下、溶融温度以下である事が必要であり、２５０℃未満であることが好ましい。より好ましくは２００℃以下、さらに好ましくは１５０℃以下、特に好ましくは１００℃以下である。加工温度の下限温度に制限は無いが、例えば５℃以上である。加工温度が高すぎる場合や加工温度が低すぎる場合には、多孔質分離体に歪みが生じて欠陥が発生する虞があるためである。
シール部材の材質としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン、ナイロン、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、フッ素樹脂、シリコン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、アクリル樹脂、ＡＢＳ樹脂、変性ＰＰＯ樹脂、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリスルフォン、ポリウレタン、ＴＰＸ、セルロース系、ポリビニルアルコール系、ポリイミド系等が挙げられる。
フッ素樹脂としては、例えばポリフッ化ビニリデン樹脂（ＰＶＤＦ）、ポリ四フッ化エチレン（ＰＴＦＥ）、四フッ化エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、四フッ化エチレン  六フッ化プロピレン共重合体（ＦＥＰ）、四フッ化エチレン/パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）等が挙げられる。
【００４０】
或いは、シール部材３は、ゴム弾性を有する弾性体であることが好ましい。この場合、一般的にゴム弾性を有するものであればよいが、例えば、小歪みにおける弾性率が０．４ＧＰａ以下であるものが好ましく、０．２ＧＰａ以下がより好ましく、０．１ＧＰａ以下がさらに好ましい。
ゴム弾性を有するシール部材３であれば、加締めの際、金属部材２の変形に対して柔軟に追従でき、金属部材２が大きく変形した場合であっても、多孔質分離体１へと印加される圧力を緩和することができ、多孔質分離体１の割れを防止できる。言い換えれば、加締めによって金属部材２を目標とする径へと縮径させる際、縮径後の金属部材２の径が加締め手段の誤差によって目標値よりも若干小さくなっていたとしても、ゴム弾性体による圧力の緩和によって多孔質分離体１の割れを防止できる。すなわち、加締め精度に関し、ある程度の誤差を許容できることとなる。
ゴム弾性を有する弾性体の材質としては、例えば、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、スチレンブラジエンゴム（ＳＢＲ）、シリコンゴム、フッ素ゴム、クロロプレンゴム、エチレンプロピレンゴム、ブチルゴムなどが挙げられる。
フッ素ゴムとしては、主鎖炭素―水素結合が存在する通常のフッ化ビニリデン系のフッ素ゴム(ＦＫＭ)や、主鎖炭素−炭素結合を構成している炭素原子に直接結合する水素原子が全てフッ素原子などで置換されており、主鎖炭素 -水素結合を持たないパーフロロエラストマー（ＦＦＫＭ）等が挙げられる。耐薬品性や耐熱性が要求される用途には、ＦＦＫＭを用いることが好ましい。
上記ＦＫＭ としては、商品名「バイトン」（ ＤｕＰｏｎｔ社製）などの商品名で上市されているものを使用可能である。ＦＦＫＭとしては、商品名「Ｋａｌｒｅｚ」（ＤｕＰｏｎｔ社製）、商品名「ＡＦＬＡＳ  Ｐｒｅｍｉｕｍ」（旭硝子社製）、商品名「ダイエルパーフロ」（ダイキン工業社製）、商品名「ＤＵＰＲＡ」（ダイキン工業社製）、商品名「テクノフロン」（ＳＯＬＶＡＹ社製）などの商品名で上市されているものや、これらの原料を用いて成形加工されているものを使用可能である。
シール部材の材質は、分子篩膜構造体の用途に応じて選定することができる。耐薬品が求められる用途においては、例えば、対象溶媒への浸漬試験時の体積膨張率が５０％以下であることが好ましい。より好ましくは２０％以下である。さらに好ましくは１０％以下である。
【００４１】
特に、シール部材３は、ポリオレフィン、フッ素樹脂、フッ素ゴム、シリコン樹脂、シリコンゴムから選ばれることが好ましい。
シール部材３は、シールすべき長さ（幅）やシールすべき対象の材質等に応じて、その材質を適宜選択するとよい。シール部材３の使い分けに関しては後述する。
【００４２】
シール部材３の厚みは、材質に応じて適宜調整できる。
例えば、シール部材３としてゴム弾性を有さない材質のものを選択した場合、加締めの際、金属部材２の変形に対して柔軟に追従することが難しくなる場合がある。すなわち、加締め精度の誤差によって多孔質分離体１に印加される圧力が大きく変わる虞がある。
このような場合は、圧力を分散させるために、シール部材３の厚みを大きくするとよい。例えば、その厚みは３ｍｍ以上であることが好ましい。より好ましくは５ｍｍ以上、さらに好ましくは７ｍｍ以上である。この場合の厚みの上限は特に限定されないが、例えば、２０ｍｍ以下である。
一方で、シール部材３としてゴム弾性を有するものを選択した場合、上述したように加締めの際、金属部材２の変形に対して柔軟に追従できることから、その厚みを薄くすることができる。例えば、その厚みを３ｍｍ以下とすることができる。この場合の厚みの下限は特に限定されないが、例えば、０．５ｍｍ以上である。
【００４３】
シール部材３の長さ（各筒状部材の軸方向に沿った長さ、図１（Ｃ）の長さＸ）も、材質に応じて適宜変更可能である。例えば、シール部材３の長さが、金属部材２よりも長くてもよい。
ただし、加締め時に誤差が生じたとしても多孔質分離体１の割れを抑制できる観点から、当該長さが短いほうが好ましい。加締めによってシール部材３が多孔質分離体１の外壁に押さえつけられた場合、シール部材３は加締め方向へと圧縮される一方で、長さ方向端部のシール部材３は、軸方向（シール部材の長さ方向）へと膨張する。
すなわち、加締め時にシール部材３の圧縮力の一部が軸方向へ逃されることとなる。このような場合、シール部材３の長さが長い場合、シール部材３の長さ方向中心部分から端部までの距離が長くなる結果、当該中心部分に発生した圧縮力を当該端部から逃すことはできない。逆にいえば、シール部材３の長さが短いほど、シール部材３に発生した圧縮力を端部から逃がし易くなる。
すなわち、加締め精度の誤差によってシール部材３が過剰に加締められた場合であっても、シール部材３に発生した圧縮力を端部から逃すことができ、結果として多孔質分離体１に付与される圧力が抑えられ、多孔質分離体１の割れを防止することができる。このような観点から、シール部材３の長さは５０ｍｍ以下とすることが好ましい。より好ましくは２０ｍｍ以下、さらに好ましくは１０ｍｍ以下である。特に好ましくは、５ｍｍ以下である。最も好ましくは３ｍｍ以下である。或いは、シール部材３としてＯリングを用いてもよい。
【００４４】
製造方法Ｓ１０において、金属部材２の加締めは、従来公知の加締め手段を用いて行うことができる。加締めに用いる装置に制限は無いが、ホースの継手金具や口金具をホースの端部に固定する際に用いられる加締め装置を用いることができる。これらホース金具は、加締め装置により加締められて、外径が小さくなる。その際に、ホースは金具により締め付けられる形態となり、金具がホース端部に固定される。加締め装置は、実開平5-84430号公報、特開2013-43203号公報などに開示されているものを使用してもよい。加締め装置に具備される加締め治具（ダイス、加締め駒等と呼ばれることがある）は、加締め対象物が加締められればその形状に制限は無いが、例えば、八方向から加締める加締め装置を用いることができる。
【００４５】
以上の通り、製造方法Ｓ１０では、加締めによって金属部材２を多孔質分離体１に向かって変形させることで、シール部材３を多孔質分離体１に向かって押さえつける。すなわち、加締めによる金属部材２の変形方向（縮径方向）と、金属部材２からシール部材３へと印加される圧力の方向と、シール部材３から多孔質分離体１へと印加される圧力の方向とが一致する。このような形態とすることで、複雑な構造・部材を用いることなく、且つ、複雑な工程を経ることなく、多孔質分離体１と金属部材２との連結部分に十分なシール性を確保することが可能である。
【００４６】
２．第２実施形態
第１実施形態では、金属部材２の一端のみに多孔質分離体１が連結され、他端には何も連結されていない形態について説明したが、本発明はこの形態に限定されるものではない。図３を参照しつつ、第２実施形態に係る本発明の分子篩膜構造体２０の製造方法（Ｓ２０）を説明する。図３では筒状の各部材について延在方向（軸方向）に沿った断面を概略的に示している。図３において、図１と同様の部材については同一符号を付し、説明を適宜省略する。
【００４７】
図３に示すように、製造方法Ｓ２０は、金属部材２の一端に第１のシール部材１３ａと末端部材４とを収容し（図３（Ａ））、金属部材２の他端に第２のシール部材１３ｂと多孔質分離体１の一端とを収容し（図３（Ｂ））、金属部材２の一端を加締める（図３（Ｃ））ことで、第１のシール部材１３ａを介して金属部材２と末端部材４とを圧着させ（図３（Ｄ））、金属部材２の他端を加締める（図３（Ｅ））ことで、第２のシール部材１３ｂを介して金属部材２と多孔質分離体１とを圧着させる（図３（Ｆ））ことを特徴とする。これにより、金属部材２の一端に末端部材４が、他端に多孔質分離体１がそれぞれ連結された分子篩膜構造体２０（２０ａ）を製造することができる（図３（Ｇ））。
【００４８】
２．１．末端部材４
製造方法２０では、例えば、多孔質分離体１に直接連結することが困難な末端部材４を、金属部材２を介して多孔質分離体１に間接的に連結することができる。末端部材は、金属部材の内側に収納される形状であればよい。例えば、筒状であってもよく、片端が閉栓された筒状もしくは円柱状（ロッド状）であってもよい。図３において、末端部材４の少なくとも金属部材２の内側に収容されている部分は筒状とされている。すなわち、分子篩膜構造体２０において、多孔質分離体１と金属部材２と末端部材４とが流体連通可能とされる。末端部材４の形状は、金属部材２の一端にシール部材１３ａを介在させつつ収容可能な形状であればよい。例えば、金属部材２が円筒状である場合、末端部材３は、当該金属部材２の内径よりも小さな外径を有する円筒状の部材とすることができる。末端部材３の片端が閉栓された筒状もしくは円柱状（ロッド状）である場合、分子篩膜構造体において多孔質分離体は閉栓可能とされる。
【００４９】
末端部材４の材質は特に限定されるものではなく、有機物でもよく、無機物でもよく、用途に対して好適な材質を適宜選択することができる。例えば、金属質であることが好ましい。この場合は、金属部材２と同様の材質とすることができる。或いは、末端部材４が多孔質分離体１と同様の部材であってもよい。すなわち、金属部材２を介して多孔質分離体１、１同士を連結するような形態であってもよい。
有機物としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン、ナイロン、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、四フッ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）等のフッ素樹脂、シリコン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、アクリル樹脂、ＡＢＳ樹脂、変性ＰＰＯ樹脂、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリスルフォン、ポリウレタン、ＴＰＸ、セルロース系、ポリビニルアルコール系、ポリイミド系等が挙げられる。
無機物としては、例えば、金属、アルミナ等のセラミックが挙げられる。金属の種類としては上記金属部材２の金属の種類として説明したものが挙げられる。
例えば、テトラヒドロフラン等のエーテル類やイソプロピルアルコール等のアルコール類や酢酸等のいずれかを含有するような液体もしくは気体から水を除去するような用途に対しては、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６やＳＵＳ３１６Ｌ等のステンレス鋼、ハステロイ、チタン、アルミナを用いることが好ましい。
【００５０】
また、末端部材４は、図４（Ａ）に示す分離膜構造体２０ｂのように、金属部材２に収容された状態において、先端４ａが多孔質分離体１の内側へと入り込むように構成されていてもよい。
【００５１】
さらに、末端部材４は、金属部材２に収容されていない部分（例えば、金属部材２とは反対側となる端部）の形状に特に制限はない。例えば、外壁にネジ溝が刻まれていてもよい。また、分岐管のように流通路が分岐した形状であってもよい。好ましくは、末端部材４全体が筒状もしくは円柱状である。
【００５２】
２．２．シール部材１３ａ、１３ｂ
図３において、第１のシール部材１３ａと第２のシール部材１３ｂとが別体である。この場合、シール部材１３ａ、１３ｂとしては上述したシール部材３と同様のものを用いることができるが、多孔質分離体１の形態及び末端部材４の形態に応じて、シール部材１３ａ、１３ｂを使い分けるとよい。すなわち、第１のシール部材１３ａと第２のシール部材１３ｂとで、それぞれ異なる材質のものを用いることが好ましい。例えば、末端部材４が金属質である場合、加締め精度の誤差によって過剰に加締められ、大きな圧力が印加された場合であっても、割れは生じ難い。すなわち、末端部材４の外壁をシールする第１のシール部材１３ａとしては、ゴム状弾性体のような柔軟性を有するシール部材を必ずしも用いる必要はなく、より低コストである各種樹脂を用いても何ら支障がない。一方で、多孔質分離体１は上述した通り無機多孔質基体と分子篩膜とを有してなり、加締め精度の誤差によって過剰に加締められ、大きな圧力が印加された場合に割れが生じる虞がある。そのため、多孔質分離体１の外壁をシールする第２のシール部材１３ｂとしては、ゴム状弾性体のような柔軟性を有するシール部材を用いることが好ましい。
【００５３】
以上のことから、例えば、第１のシール部材１３ａとしてフッ素樹脂からなるものを、第２のシール部材がフッ素ゴム、シリコンゴムから選ばれるいずれかからなるものを用いることが好ましい。
【００５４】
或いは、図４（Ｂ）に示す分離膜構造体２０ｃのように、シール部材１３ａ、１３ｂが一体であってもよい。すなわち、一つのシール部材３を用いて、多孔質分離体１の連結部のシールと、末端部材４の連結部のシールとの双方を行ってもよい。
【００５５】
第２実施形態のように金属部材２の両端を加締める場合、一端及び両端を順番に加締めてもよいし、同時に加締めてもよい。多孔質分離体１の形態及び末端部材４の形態に応じて適宜選択できる。
【００５６】
例えば、多孔質分離体１よりも末端部材４のほうが大きい場合（加締め前において、多孔質分離体１の外壁と金属部材２の内壁との距離よりも末端部材４の外壁と金属部材２の内壁との距離のほうが小さい場合、円筒状である場合は多孔質分離体１の外径よりも末端部材４の外径のほうが大きい場合）、図５に示す製造方法Ｓ２０ａのように、末端部材４側（金属部材の一端側）を加締めた後（図５（Ａ）、（Ｂ））、多孔質分離体１側（金属部材２の他端側）を加締めて（図５（Ｃ）、（Ｄ））もよいし、図６に示す製造方法Ｓ２０ｂのように、末端部材４側（金属部材の一端側）が過剰に加締められないように注意しつつ多孔質分離体１側（金属部材の他端側）を加締めた後（図６（Ａ）、（Ｂ））、末端部材４側（金属部材２の一端側）を加締めてもよい（図６（Ｃ）、（Ｄ））。
複雑な工程が必要ないことから、金属部材２の一端側及び他端側のうち、大きな部材を収容する側（上記距離の小さい側）を先に加締めるほうが好ましい（図５）。
【００５７】
一方で、例えば末端部材４として金属質のものを用いた場合、当該末端部材４と金属部材２との連結については、延展性に富む金属部材同士の連結となることから、割れ難く、取り扱い易い。一方で、多孔質分離体１と金属部材２との連結については、多孔質分離体１が割れ易く、連結後も取り扱いに注意を要する。このことを考慮すると、金属部材２の末端部材４側（一端）を加締めた後で、取り扱いが繊細な多孔質分離体１側（他端）を加締めたほうが、作業性に優れる（図５）。
【００５８】
或いは、図７（Ａ）に示す製造方法Ｓ２０ｃのように、多孔質分離体１と末端部材４とが同等の大きさ（円筒状である場合は同等の外径）である場合、厚みが同等のシール部材１３ａ、１３ｂを用いて、金属部材２の両端を同時に加締めることができる。一方で、図７（Ｂ）に示す製造方法Ｓ２０ｄのように、多孔質分離体１と末端部材４との大きさが異なる場合（円筒状である場合は異なる外径の場合）であっても、厚みが異なるシール部材１３ａ、１３ｂを用いることで、金属部材２の両端を同時に加締めることができる。この場合、シール部材１３ａ、１３ｂとしてそれぞれ異なる材質のものを用いることで、多孔質分離体１の連結部分と末端部材４の連結部分とで耐圧性をそれぞれ調整することができる。
ただし、多孔質分離体１と末端部材４とを目的の位置に保持しながら金属部材２の一端及び他端の双方を同時に加締める場合よりも、図５、６に示すように多孔質分離体１側の加締めと末端部材４側の加締めとを別々に行う場合のほうが、作業性に優れる。
【００５９】
以上の通り、製造方法Ｓ２０では、加締めによって金属部材２を多孔質分離体１及び末端部材４に向かって変形させることで、シール部材１３ａ、１３ｂを多孔質分離体１及び末端部材４に向かって押さえつける。すなわち、加締めによる金属部材２の変形方向（縮径方向）と、金属部材２からシール部材１３ａ、１３ｂへと印加される圧力の方向と、シール部材１３ａ、１３ｂから多孔質分離体１及び末端部材４へと印加される圧力の方向とが一致する。このような形態とすることで、複雑な構造・部材を用いることなく、且つ、複雑な工程を経ることなく、多孔質分離体１と金属部材２との連結部分及び末端部材４と金属部材２との連結部分に十分なシール性を確保することが可能である。
【００６０】
３．第３実施形態
第１実施形態及び第２実施形態では、金属部材２の内側にシール部材３、１３が収容される形態について説明したが、本発明はこの形態に限定されるものではない。図８を参照しつつ、第３実施形態に係る本発明の分子篩膜構造体３０の製造方法（Ｓ３０）を説明する。図８では筒状の各部材について延在方向（軸方向）に沿った断面を概略的に示している。図８において、図１〜７と同様の部材については同一符号を付し、説明を適宜省略する。
【００６１】
図８に示すように、製造方法Ｓ３０は、多孔質分離体１の一端を金属部材２に収容した姿勢において多孔質分離体１の外壁と金属部材２の内壁との間に、該金属部材２よりも長いシール部材２３を配置し（図８（Ａ））、金属部材２を多孔質分離体１に向かって加締める（図８（Ｂ））ことでシール部材３を介して金属部材２と多孔質分離体１とを圧着させて、多孔質分離体１とシール部材２３と連結することを特徴とする。これにより、金属部材２の一端から多孔質分離体１が、他端からシール部材２３が、それぞれ突出して延在する分子篩膜構造体３０を製造することができる（図８（Ｃ））。
【００６２】
この場合、シール部材２３としては、上述のシール部材３を構成する材料と同様の材料からなる管を用いることができる。例えば、シール部材２３としてゴム弾性を有する弾性チューブを用いた場合、製造方法Ｓ３０によって、当該弾性チューブの先端に多孔質分離体１を密に連結することができる。
【００６３】
以上の通り、製造方法Ｓ３０では、加締めによって金属部材２を多孔質分離体１に向かって変形させることで、長尺のシール部材２３の先端を多孔質分離体１に向かって押さえつける。すなわち、加締めによる金属部材２の変形方向（縮径方向）と、金属部材２からシール部材２３へと印加される圧力の方向と、シール部材２３から多孔質分離体１へと印加される圧力の方向とが一致する。このような形態とすることで、複雑な構造・部材を用いることなく、且つ、複雑な工程を経ることなく、多孔質分離体１と長尺のシール部材２３との連結部分に十分なシール性を確保することが可能である。
【００６４】
４．第４実施形態
第１実施形態〜第３実施形態では、一つの金属部材２を用いて多孔質分離体１、末端部材４或いは長尺のシール部材２３を連結する形態について説明したが、本発明はこの形態に限定されるものではない。図９を参照しつつ、第４実施形態に係る本発明の分子篩膜構造体４０の製造方法（Ｓ４０）を説明する。図９では筒状の各部材について延在方向（軸方向）に沿った断面を概略的に示している。図９において、図１〜８と同様の部材については同一符号を付し、説明を適宜省略する。
【００６５】
図９に示すように、製造方法Ｓ４０においては、金属部材として第１の金属部材３２ａと第２の金属部材３２ｂとを用い、シール部材２３の一端を第１の金属部材３２ａに収容し、さらに当該部分に末端部材４を収容し（図９（Ａ））、シール部材２３の他端を第２の金属部材３２ｂに収容し、さらに当該部分に多孔質分離体１の一端を収容し（図９（Ｂ））、第１の金属部材３２ａを加締める（図９（Ｃ））ことで、末端部材４とシール部材２３の一端とを圧着して一体化し（図９（Ｄ））、第２の金属部材３２ｂを加締める（図９（Ｅ））ことで、多孔質分離体１の一端とシール部材２３の他端とを圧着して一体化する（図９（Ｆ））ことを特徴とする。これにより、シール部材２３の一端に末端部材４が、他端に多孔質分離体１がそれぞれ連結された分子篩膜構造体４０を製造することができる（図９（Ｇ））。
【００６６】
金属部材３２ａ、３２ｂとしては、上記の金属部材２と同様のものを用いることができる。分子篩膜構造体４０において、金属部材３２ａ、３２ｂの軸方向長さは、特に限定されるものではないが１ｍｍ程度であっても十分なシール性を確保することができる。
【００６７】
製造方法Ｓ４０により製造される分子篩膜構造体４０は、シール部材２３の軸方向中央部分に金属部材３２ａ、３２ｂ、多孔質分離体１及び末端部材４が存在しない。このような場合において、例えば、シール部材２３としてゴム弾性を有する弾性チューブを採用した場合、シール部材２３の軸方向中央部分等において、分子篩膜構造体４０を自由に折り曲げることができる。すなわち、構造体４０内の流体流通路の方向を自在に変更することができ、多孔質分離体１や末端部材４の開口の向きを自由に変更することもできる。分子篩膜構造体４０を取り扱う際に、末端部材に対して応力が加わった際にシール部材部分で応力を緩和し、多孔質分離体１の破損を防ぐこともできる。また、運転時の装置振動、あるいは多孔質分離体の振動を吸収して、接合部における多孔質分離体の折損を防ぐこともできる。
【００６８】
以上の通り、製造方法Ｓ４０では、加締めによって金属部材３２ｂを末端部材４に向かって変形させることで、長尺のシール部材２３の一端を末端部材４に向かって押さえつける一方で、加締めによって金属部材３２ａを多孔質分離体１に向かって変形させることで、長尺のシール部材２３の他端を多孔質分離体１に向かって押さえつける。すなわち、加締めによる金属部材３２ａ、３２ｂの変形方向（縮径方向）と、金属部材３２ａ、３２ｂからシール部材２３へと印加される圧力の方向と、シール部材２３から末端部材４及び多孔質分離体１へと印加される圧力の方向とが一致する。このような形態とすることで、複雑な構造・部材を用いることなく、且つ、複雑な工程を経ることなく、末端部材４と長尺のシール部材２３との連結部分、及び、多孔質分離体１と長尺のシール部材２３との連結部分の双方に十分なシール性を確保することが可能である。
【００６９】
５．分子篩膜構造体の用途
本発明に係る製造方法により製造された分子篩膜構造体は、多孔質分離体と金属部材とがシール部材を介して連結されており、当該連結部分に所定の耐圧性が確保されている。また、シール部材として、例えば、上記したようなフッ素樹脂、フッ素ゴム、シリコンゴムを用いた場合、当該連結部分に耐薬品性を確保することもできる。
このような分子篩膜構造体は、複数の成分からなる気体または液体の混合物を接触させて、該混合物のうち透過性の高い物質を透過させることにより、該混合物から該透過性の高い物質を分離する、または、該混合物から透過性の高い物質を透過させることにより、透過性の低い物質を濃縮する用途に好適に利用することができる。
液体又は気体の成分に制限は無いが、例えば、水；有機物；二酸化炭素；酸素；水素；窒素；ヘリウム；無機物などが挙げられる。
前記有機物としては、エタノール、メタノール、イソプロピルアルコール等のアルコール類；ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン等のエーテル類；フェノール、クレゾール、キシレノール等のフェノール類；ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド等のアルデヒド類；ギ酸、酢酸等の有機酸類；メタン、エタン、プロパン等の飽和炭化水素類、アセチレン、エチレン等の不飽和炭化水素類、等の炭化水素類；糖、オリゴ糖、セルロール、カラギーナン等の多糖、シアル化糖鎖等の糖鎖；酵素、抗体、レクチン、レセプター等のタンパク質、ペプチド、アミノ酸、サイトカイン、ホルモン、ヌクレオチド、オリゴヌクレオチド、核酸（ＤＮＡ，ＲＮＡ，ＰＮＡ） 、脂質、大腸菌等の細菌類、ウイルス、細胞を構成する分子などの生体分子などが挙げられる。
前記無機物としては、ヒ素、鉛、水銀、銅、マンガン、スズ、アンチモン、カドミウム等の重金属類などが挙げられる。
混合気体としては、空気、天然ガス、燃焼気体やコークスオーブンガス、ごみ埋め立て場から発生するランドファィルガスなどのバイオガス、石油化学工業で生成、排出されるメタンの水蒸気改質ガスなどが挙げられる。
ゼオライト膜を用いた分離もしくは濃縮には、パーベーパレーション法（浸透気化法）、ベーパーパーミエーション法（蒸気透過法）と呼ばれる方法を用いることができる。複数種の分子を含む気体又は液体のうち、パーミエンス（透過度）の高い成分は分離膜を透過し、パーミエンスの低い成分は分離膜を透過しにくい性質を利用して、特定の分子を分離もしくは濃縮することが可能となる。
【００７０】
６．分子篩膜モジュール
本発明に係る製造方法により製造された分子篩膜構造体を複数組み合わせることで、分子篩膜モジュールを構成することができる。分子篩膜モジュールの基本構成自体は公知であり、ここでは説明を省略する。本発明により製造される分子篩膜構造体は、多孔質分離体の一端が金属部材や末端部材と連結されているため、当該金属部材や末端部材を介して多孔質分離体を各種部材に容易に取り付けることが可能である。
【実施例】
【００７１】
（実施例１）シール部材の長さの検討
分子篩膜モジュールに使用されるアルミナ多孔質管（φ１２ｍｍ、厚み１．５ｍｍ）の一端に所定の長さ（図１の長さＸ）のチューブ状又はリング状のシール部材を被せ、これをステンレス製の金属部材（以下、ＳＵＳスリーブ）内に収容したうえで、八方加締め装置（プロフレックス社製、Ｓ２ＡＣ（１００Ｖ）ホース専用加締機Ｓ２−ＡＣ]を用いることでＳＵＳスリーブを加締めることによってアルミナ多孔質管とＳＵＳスリーブをシールしつつ連結した。
「シール部材の長さ」と「加締め後にアルミナ多孔質管の割れが確認されないＳＵＳスリーブの変形率」との関係を評価した。結果を表１に示す。
【００７２】
尚、各シール部材は以下のものを使用した。ただし、ＳＵＳスリーブに対してアルミナ多孔質管が斜めに挿入されることを防止するため、ＦＦＫＭ  Ｏリング２を使用する場合は２個を使用した。
ＦＦＫＭ  Ｏリング１：ＭＰ３００Ｂ、森清化工社製
ＦＦＫＭ  Ｏリング２：ダイエルパーフロ  ＧＡ５５、東邦化成社製
ＦＫＭ  チューブ：内径：１２ｍｍ、外径：１６ｍｍ、華陽物産社
シリコンゴムチューブ：内径：１２ｍｍ、外径：１８ｍｍ、華陽物産社
【００７３】
表１中のＪＩＳ Ｐ１２とはＪＩＳ規格で定められたＯリングのサイズで、内径が１１．８ｍｍ、線形（リング断面の直径）が２．４ｍｍである。
【００７４】
表１中の「アルミナ多孔質管の割れが確認されなかったＳＵＳスリーブの最大変形率[％]（Ｙ）は、加締め後にアルミナ多孔質管の割れが確認されなかったＳＵＳスリーブの外径値を用いて以下の式から算出し、算出値のうち最大値を表１に記載した。
Ｙ＝１００×（１−[加締め後のＳＵＳスリーブ外径]  /  [加締め前のＳＵＳスリーブの外径]  ）
【００７５】
尚、シール部材としてシリコンゴムを使用する場合には、金属部材としてＳＵＳスリーブ（材質ＳＵＳ３１６、φ２０ｍｍ、厚み１ｍｍ）を用いた。シール部材としてフッ素ゴム（ＦＫＭ）もしくはパーフロロエラストマー（ＦＦＫＭ）を使用する場合には、金属部材としてＳＵＳスリーブ（材質ＳＵＳ３１６、φ１９ｍｍ、厚み１．２ｍｍ）を用いた。
【００７６】
【表１】
2016193426.tif 000003
【００７７】
表１に示す結果から明らかなように、シール部材の長さが短いほど、加締め径を小さくすることができた。すなわち、シール部材の長さが短いほど、シール部材が径方向に大きく圧縮されたとしても、アルミナ多孔質管の割れを防止できることがわかった。加締め精度にある程度の誤差が生じることを考慮すると、シール部材の長さをできるだけ短くして変形許容量を大きくすることで、加締めの際、多孔質管の割れを適切に防止できることが分かった。
【００７８】
（実施例２）シール性評価１
シール部材と末端部材のシール性を評価するため、ステンレス管（φ１２ｍｍ）の一端にシリコンゴムチューブ（φ１８ｍｍ、長さ１０ｍｍ、肉厚３ｍｍ）を被せ、これをＳＵＳスリーブ（φ２０ｍｍ、厚み１ｍｍ、材質：ＳＵＳ３１６）の一端に収容して、加締め後のＳＵＳスリーブの外径の変形率が９８％となる加締め径となるまでＳＵＳスリーブの一端を八方加締め装置で加締めることにより、ＳＵＳ管とＳＵＳスリーブとを連結した。ＳＵＳスリーブの他端を封止するとともに、コンプレッサとＳＵＳ管の他端とを接続した。ＳＵＳ管及びＳＵＳスリーブ内の圧力が０．７５ＭＰａとなるまでコンプレッサからＳＵＳ管内部へと空気を送り込みつつ、連結部を水に浸漬することで、ＳＵＳ管及びＳＵＳスリーブ内部から外部へと空気が漏れているか否かを確認した。その結果、連結部分からの空気漏れはなく、連結部分が適切にシールできていることが分かった。
【００７９】
（実施例３）シール性評価２
シール部材と末端部材のシール性を評価するため、ステンレス管（φ１２ｍｍ）の一端にＦＦＫＭ  Ｏリング（東邦化成社製、品種ＧＡ５５、サイズＪＩＳ  Ｐ１２）を被せ、これをＳＵＳスリーブ（φ１９ｍｍ、厚み１．２ｍｍ、材質ＳＵＳ３１６）の一端に収容して、加締め後のＳＵＳスリーブの外径の変形率が９１％となる加締め径までＳＵＳスリーブの一端を八方加締め装置で加締めることにより、ＳＵＳ管とＳＵＳスリーブとを連結した。ＳＵＳスリーブの他端を封止するとともに、コンプレッサとステンレスの他端とを接続した。ステンレス管及びＳＵＳスリーブ内の圧力が０．５７ＭＰａとなるまでコンプレッサからステンレス管内部へと空気を送り込みつつ、連結部を水に浸漬することで、ステンレス管及びＳＵＳスリーブ内部から外部へと空気が漏れているか否かを確認した。その結果、連結部分からの空気漏れはなく、連結部分が適切にシールできていることが分かった。
【００８０】
（実施例４）
＜ＣＨＡ型ゼオライト膜複合体の作製＞
以下のように、無機多孔質支持体−ＣＨＡ型ゼオライト膜複合体（以下、ＣＨＡ型ゼオライト膜複合体）を作製した。
【００８１】
ＣＨＡ型ゼオライト膜複合体はＣＨＡ型ゼオライトを無機多孔質支持体上に直接水熱合成することで作製した。
【００８２】
水熱合成のための反応混合物として、以下のものを調製した。１ｍｏｌ／Ｌ−ＮａＯＨ水溶液５．５６ｇと１ｍｏｌ／Ｌ−ＫＯＨ水溶液１１．１８ｇと水１００．５２ｇを混合したものに水酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３ ５３．５重量％含有、アルドリッチ社製）０．８５５ｇを加えて撹拌し溶解させ、透明溶液とした。これに有機テンプレートとして、Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチル−１−アダマンタンアンモニウムヒドロキシド（ＴＭＡＤＯＨ）水溶液（ＴＭＡＤＡＯＨ ２５重量％含有、セイケム社製）０．８５５ｇを加え、さらにコロイダルシリカ（スノーテック−Ｓ、日産化学社製）１４．２４５ｇを加えて２．５時間撹拌し反応混合物を調製した。
【００８３】
無機多孔質支持体としては多孔質アルミナチューブ（ＢＮ−１、ノリタケカンパニーリミテド社製、外径１２ｍｍ、内径９ｍｍ）を純水で洗浄した後に乾燥したものを用いた。
【００８４】
種結晶として、ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３／ＮａＯＨ／ＫＯＨ／Ｈ２Ｏ／ＴＭＡＤＡＯＨ＝１／０．０３３／０．１／０．０６／２０／０．０７の組成（モル比）のゲルに種結晶としてＣＨＡ型ゼオライトを２重量％添加したゲルを２日間水熱合成して生成した沈澱物を、ろ過、水洗、乾燥して得られたＣＨＡ型ゼオライトを用いた。
【００８５】
この種結晶を約０．５重量％水中に分散させたものに支持体を所定時間浸した後、１００℃で５時間以上乾燥させて種結晶を付着させた。付着した種結晶の重量は約２ｇ／ｍ２であった。
【００８６】
この種結晶を付着させた支持体を上記反応混合物の入ったテフロン（登録商標）製内筒に垂直方向に浸漬してオートクレーブを密閉し１８０℃で２４時間、自生圧力下で加熱した。所定時間経過後、放冷した後に支持体−ゼオライト膜複合体を反応混合物から取り出し洗浄後１２０℃で２時間以上乾燥させた。
【００８７】
乾燥後、テンプレート焼成前のゼオライト（以下ａｓ−ｍａｄｅということがある）の状態で円筒管状のゼオライト膜複合体の一端を封止し、他の一端を真空ラインに接続することで管内を減圧とし、真空ライン設置した流量計で空気の透過量を測定したところ透過量は０ｍｌ／（ｍ２・分）であった。
【００８８】
テンプレート焼成前のゼオライト（ａｓ−ｍａｄｅ）の膜複合体を電気炉で５００℃、５時間焼成した。このときの昇温速度は平均０．４℃／分、降温速度は平均０．３℃／分とした。焼成後の膜複合体の重量と支持体の重量の差から支持体上に結晶化したＣＨＡ型ゼオライトの重量は約１２０ｇ／ｍ２であった。
【００８９】
＜一端を加締めによってシールし、他端を熱収縮チューブでシールしたＣＨＡ型ゼオライト膜複合体の分離性能評価＞
上述の通り作製した円筒管状のＣＨＡ型ゼオライト膜複合体の一端にＯリング（東邦化成社製ＦＦＫＭ  ＪＩＳ規格Ｐ１２）を被せたものをステンレス製の金属部材であるＳＵＳスリーブ（φ１９ｍｍ、厚み１．２ｍｍ、材質ＳＵＳ３１６）の一端内に収容し、φ１２ｍｍの円柱状のＳＵＳ製エンドピンに前述と同様のＯリングをかぶせたものをＳＵＳスリーブの他端内に収容した。八方加締め装置（プロフレックス社製、Ｓ２ＡＣ（１００Ｖ）ホース専用加締機Ｓ２−ＡＣ］を用いて、加締め後のＳＵＳスリーブの外径の変形率が９１％となる加締め径まで、ＳＵＳスリーブを加締めることによってＣＨＡ型ゼオライト膜複合体とＳＵＳスリーブおよび、円柱状のＳＵＳ製エンドピン（ＳＵＳ３０４）とＳＵＳスリーブをシールしつつ連結した。
【００９０】
ＣＨＡ型ゼオライト膜複合体の他端は以下の方法でＳＵＳ製金属管（ＳＵＳ３０４、外径φ１２ｍｍ、内径φ９ｍｍ）と接合した。ＣＨＡ型ゼオライト膜複合体の端部の外周面にシリコーングリース（高真空シール用オイルコンパウンドＨＩＶＡＣ−Ｇ、信越シリコーン社製）を塗布し、同様にＳＵＳ製金属管の一方端部の外周面にシリコーングリースを塗布した。
【００９１】
シリコーンゴム熱収縮チューブ（熱収縮ゴムチューブ／ＳＴ−６５ＤＧ、信越シリコーン社製）の一方端にＣＨＡ型ゼオライト膜複合体の一方の端部を挿入し、シリコーンゴム熱収縮チューブの他方端にＳＵＳ製金属管のグリースを塗られた一方の端部を挿入した。
【００９２】
次いで、シリコーンゴム熱収縮チューブを加熱することにより、シリコーンゴム熱収縮チューブを熱収縮させた。テフロン（登録商標）製熱収縮チューブ（潤工社製、ジュンフロン熱収縮チューブ／ＮＦ１２０）をＣＨＡ型ゼオライト膜複合体及びＳＵＳ製金属管に挿入し、シリコーンゴム熱収縮チューブを被覆するとともに前記接続した部分より両側に被覆するように、テフロン（登録商標）製の熱収縮チューブを配置した。加熱することによりテフロン（登録商標）製の熱収縮チューブを熱収縮させた。
【００９３】
これにより、ＳＵＳ製金属管とＣＨＡ型ゼオライト膜複合体を、シリコーンゴムゴム熱収縮チューブを介してテフロン（登録商標）製の熱収縮チューブによって固定することができるとともに、ＣＨＡ型ゼオライト膜複合体の一方の端部をＳＵＳ製金属管によりシールしつつ連結した。
【００９４】
以上のようにして、ＳＵＳスリーブを加締めることによって一端をＳＵＳ製エンドピンとシールしつつ連結され、他方の一端をシリコーングリース及びシリコーンゴム熱収縮チューブとテフロン（登録商標）製熱収縮チューブによってＳＵＳ製金属管の一端と連結された円筒管状ＣＨＡ型ゼオライト膜複合体を得た。
【００９５】
このＣＨＡ型ゼオライト膜複合体について、ＳＵＳ製金属管の他方の端を真空ラインに接続することで管内を減圧とし、図１０に示すような装置を用いてパーベーパレーション法により７０℃の水／２−プロパノール溶液（１０／９０重量％）から水を選択的に透過させる分離を３時間行った。分離性能の評価には、一般的に用いられる分離係数を指標とした。分離係数は以下で表される。
【００９６】
分離係数＝（Ｐα／Ｐβ）／（Ｆα／Ｆβ）
［ここでＰαは透過液中の主成分（ここでは水）の重量パーセント濃度、Ｐβは透過液中の副成分（ここでは２−プロパノール）の重量パーセント濃度、Ｆαは透過液において主成分となる成分の被分離混合物中の重量パーセント濃度、Ｆβは透過液において副成分となる成分の被分離混合物中の重量パーセント濃度］
【００９７】
３時間後の透過流束は５．０７ｋｇ／ｍ２ｈ、分離係数は１８２９０、透過液中の水濃度は９９．９５ｗｔ％であった。
【００９８】
（比較例１）
＜両端を熱収縮チューブでシールしたＣＨＡ型ゼオライト膜複合体の分離性能評価＞
実施例４と同様にしてＣＨＡ型ゼオライト膜複合体を作製した。
このＣＨＡ型ゼオライト膜複合体の端部は実施例４の他端部と同様にして熱収縮チューブを用いてシールした。一端はＳＵＳ製エンドピンとＣＨＡ型ゼオライト膜複合体、他端はＳＵＳ製金属管とＣＨＡ型ゼオライト膜複合体とを、熱収縮チューブを用いてシールした。この円筒管状ＣＨＡ型ゼオライト膜複合体について、実施例４と同様にして水／２−プロパノール溶液（１０／９０重量％）から水を選択的に透過させる分離を行った。
【００９９】
３時間後の透過流束は５．２７ｋｇ／ｍ２ｈ、分離係数は６０９０、透過液中の水濃度は９９．８４重量％であった。
【０１００】
比較例１は、実施例４と比較して、透過流速と透過液中の水濃度は同程度であったが、分離係数は低かった。実施例４のように、ＳＵＳスリーブを加締めることによってＣＨＡ型ゼオライト膜複合体と金属部材を連結すると、シール性が良く、良好な分離性能を得られることがわかった。
【産業上の利用可能性】
【０１０１】
本発明によれば、多孔質分離体と金属部材とを連結して分子篩膜構造体を製造する際、複雑な工程を経ることなく連結部分に十分なシール性を確保することができる。本発明により製造される分子篩膜構造体は、複数種の分子を含む気体又は液体から特定の分子を分離する用途に好適に利用することができる。
【符号の説明】
【０１０２】
１  多孔質分離体
２、３２ａ、３２ｂ  金属部材
３、１３ａ、１３ｂ、２３  シール部材
４  末端部材
１０、２０、３０、４０  分子篩膜構造体
１０１  スターラー
１０２  湯浴
１０３  撹拌子
１０４  被分離液
１０５  ＣＨＡ型ゼオライト膜複合体
１０６  ピラニゲージ
１０７  透過液捕集用トラップ
１０８  コールドトラップ
１０９  真空ポンプ
【図１】
2016193426.tif 000004
【図３】
2016193426.tif 000005
【図４】
2016193426.tif 000006
【図５】
2016193426.tif 000007
【図６】
2016193426.tif 000008
【図７】
2016193426.tif 000009
【図８】
2016193426.tif 000010
【図９】
2016193426.tif 000011
【図１０】
2016193426.tif 000012
【図２】
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