JP2015020147A - 酸性ガス分離用スパイラル型モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】促進輸送膜を有する酸性ガス分離層を含む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、促進輸送膜の欠陥が無い、高品質な酸性ガス分離用スパイラル型モジュールを提供する。【解決手段】原料ガスの流路となる供給ガス流路用部材と、供給ガス流路用部材を流れる原料ガスから酸性ガスを分離する、酸性ガスと反応するキャリアおよびキャリアを担持するための親水性化合物を含有する促進輸送膜を、供給ガス流路用部材側の面に有する酸性ガス分離層と、促進輸送膜を透過した酸性ガスが中心筒まで流れる流路となる透過ガス流路用部材と、供給ガス流路用部材の促進輸送膜側の表面に形成される、フッ素系皮膜およびケイ素系皮膜の少なくとも１つと、を有することにより、この課題を解決する。【選択図】図２

Description

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、酸性ガス分離膜を有する積層体を巻回してなる、酸性ガス分離用スパイラル型モジュールに関する。

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。

具体的には、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。

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。

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、壁面に貫通孔を有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、非常に有力である。

特開平４−２１５８２４号公報 特許第４６２１２９５号公報

スパイラル型の酸性ガスモジュールは、一例として、酸性ガス分離膜および中心筒に加え、酸性ガスを分離される原料ガスの流路となる供給ガス流路用部材、および、酸性ガス分離膜で分離された酸性ガスの流路となる透過ガス流路用部材を有して構成される。
このような部材からなるスパイラル型の酸性ガスモジュールは、酸性ガス分離膜、供給ガス流路用部材および透過ガス流路用部材を積層した積層体を、１つ、もしくは、複数積層して、中心筒に巻き付けた構成を有する。

例えば、前述の特許文献１には、酸性ガス分離膜を二つ折りにして供給ガス流路用部材（供給物スペーサ）を挟持し、二つ折りにした酸性ガス分離膜の一方に透過ガス流路用部材（透過物スペーサ）を積層した積層体を作成し、この積層体を、複数、積層した積層物を中心筒（透過物収集管）に巻き付けた、スパイラル型の酸性ガス分離モジュールが開示されている。

ところが、本発明者の検討によれば、促進輸送膜を利用する酸性ガス分離モジュールでは、このような構成のスパイラル型のモジュールを構成すると、往々にして、目的とする性能を有する酸性ガス分離モジュールが得られない場合が生じた。

すなわち、供給ガス流路用部材は、原料ガスの流路を構成すると共に、自身の中を流れる原料ガスを酸性ガス分離膜に接触させるために、網目構造を有するのが通常である。
他方、一般的に、促進輸送膜を有する酸性ガス分離膜は、促進輸送膜の吸湿性が高いほど、酸性ガスの分離速度（透過速度）が高くなる傾向にある。そのため、促進輸送膜は、超吸水性樹脂などの親水性化合物をバインダとして用い、このバインダにキャリアを分散してなる構成を有するものであり、柔らかい場合が多い。

ここで、スパイラル型の分離モジュールは、前述のような積層体を中心筒に巻き付けてなる構成を有するので、この巻き付けの際に、促進輸送膜と供給ガス流路用部材との位置ズレが生じる。
この位置ズレによって、促進輸送膜と供給ガス流路用部材とが摺接して、促進輸送膜が損傷し、甚だしい場合には、部分的にほぼ全てが除去されて欠陥となってしまう。その結果、促進輸送膜を用いるスパイラル型の酸性ガス分離モジュールでは、この促進輸送膜の損傷に起因して、目的とする性能を有する分離モジュールが得ない場合が生じる。

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、促進輸送膜を有する酸性ガス分離層（分離膜）を用いる、スパイラル状の酸性ガス分離モジュールであって、巻回時における促進輸送膜と供給ガス流路用部材との摺接に起因する促進輸送膜の損傷を防止して、目的とする性能を有するモジュールを安定して得ることができる酸性ガス分離用スパイラル型モジュールを提供することに有る。

この目的を達成するために、本発明は、管壁に貫通孔が形成された中心筒と、原料ガスの流路となる供給ガス流路用部材と、供給ガス流路用部材を流れる原料ガスから酸性ガスを分離する、酸性ガスと反応するキャリアおよびキャリアを担持するための親水性化合物を含有する促進輸送膜を、供給ガス流路用部材側の面に有する酸性ガス分離層と、促進輸送膜を透過した酸性ガスが中心筒まで流れる流路となる透過ガス流路用部材と、供給ガス流路用部材の促進輸送膜側の表面に形成される、フッ素系皮膜およびケイ素系皮膜の少なくとも１つと、を有し、供給ガス流路用部材、酸性ガス分離層および透過ガス流路用部材を有する積層体を、１以上、中心筒に巻回してなる酸性ガス分離用スパイラル型モジュールを提供する。

ここで、供給ガス流路用部材は、織物または不織布であって、繊維径が１００〜９００μｍであり、繊維密度が２〜３０ｍｇ／ｃｍ²であるのが好ましい。
また、促進輸送膜の厚さが５〜１５０μｍであるのが好ましい。
また、フッ素系皮膜およびケイ素系皮膜の少なくとも１つが形成された供給ガス流路用部材の引張弾性係数が、１〜５００ＭＰａであるのが好ましい。
また、供給ガス流路用部材が、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、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンサルファイド、ポリスルホン、ポリプロピレン、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から選ばれる１種以上の樹脂を含む糸で形成された網目構造を有するのが好ましい。
また、積層体は、促進輸送膜を内側にして二つ折りにした酸性ガス分離層で、供給ガス流路用部材を挟んでなる挟持体に、透過ガス流路用部材を積層してなる構成を有するのが好ましい。
さらに、酸性ガス分離層は、促進輸送膜を多孔質支持体で支持してなる構成を有するのが好ましい。

本発明によれば、促進輸送膜を用いるスパイラル型の酸性ガス分離モジュールにおいて、巻回時に生じる促進輸送膜と供給ガス流路用部材との摺接に起因する促進輸送膜の損傷を好適に防止できる。
そのため、本発明によれば、促進輸送膜の損傷に起因する性能低下を防止した、製品の安定性に優れ、かつ、目的とする性能を発現する酸性ガス分離モジュールを、安定して得ることができる。

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。 （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。 （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。

以下、本発明の酸性ガス分離用スパイラル型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。

図１に本発明の酸性ガス分離用スパイラル型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、酸性ガス分離用スパイラル型モジュール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、酸性ガス分離用スパイラル型モジュールを、単に、分離モジュールとも言う。
分離モジュール１０は、例えば、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。

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１４を、１層、もしくは、複数積層して、中心筒１２に巻回して、積層体１４の巻回物の両端面に、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１４の最外周面は、ガス非透過性の被覆層１８で覆われている。

なお、以下の説明では、中心筒１２に巻回された、複数の積層体１４を積層した物の巻回物（すなわち、積層されて巻回された積層体１４による略円筒状物）を、便宜的に、スパイラル積層体１４ａとも言う。

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）を通って、スパイラル積層体１４ａの端面に供給され、端面から積層体１４に流入して、積層体１４内を流れつつ、酸性ガスＧｃを分離される。
また、積層体１４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から排出される。他方、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、スパイラル積層体１４ａ（積層体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。

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。

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。

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。

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。

積層体１４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。また、供給ガス流路用部材２４の表面には、被膜２８が形成されている（図２等参照）。
なお、図１において、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１４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。

前述のように、図示例の分離モジュール１０は、この積層体１４を、複数、積層して、中心筒１２に巻回して（巻き付けて）、略円筒状のスパイラル積層体１４ａを形成してなる構成を有する。
以下、便宜的に、この積層体１４の巻回に対応する方向を周方向（矢印ｙ方向）、周方向と直交する方向を幅方向（矢印ｘ方向）とする。なお、積層体１４は、一般的に、矩形のシート状物であるが、周方向は、通常、積層体１４（酸性ガス分離層２０、供給ガス流路用部材２４および透過ガス流路用部材２６）の長手方向になる。

分離モジュール１０において、積層体１４は１層でもよい。しかしながら、図示例のように、複数の積層体１４を積層することにより、酸性ガス分離層２０の膜面積を大きくして、１つのモジュールで分離する酸性ガスＧｃの量を向上できる。なお、酸性ガス分離層２０の膜面積の向上は、積層体１４の幅方向の長さを長くすることでも図れる。
積層体１４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１４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１４の積層数を、この数とすることで、中心筒１２への積層体１４の巻回が容易になり、加工性を向上できる。

図２に、積層体１４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は周方向である。
図示例において、積層体１４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。

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）を通って、スパイラル積層体１４ａ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１４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１４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１４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を周方向（矢印ｙ方向）に流れて、中心筒１２に至り、中心筒１２の貫通孔１２ａから中心筒１２内に流入する。
この酸性ガスＧｃの流れは、接着剤層３０によって規制される。すなわち、分離モジュール１０においては、透過ガス流路用部材２６を挟む２つの酸性ガス分離層２０（促進輸送膜２０ａ）と、透過ガス流路用部材２６および酸性ガス分離層２０（多孔質支持体２０ｂ）に浸透した接着剤層３０とによって、面方向における接着剤層３０の内側に、透過ガス流路用部材２６を内包する、中心筒１２側が開放するエンベロープ状の流路（空間）が形成される（図４および図５参照）。分離モジュール１０は、これにより、酸性ガス分離層２０を透過した酸性ガスＧｃが外部に流出するのを防止している。
この接着剤層３０に関しては、後に詳述する。

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、スパイラル積層体１４ａ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。

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。
ここで、本発明の分離モジュール１０においては、供給ガス流路用部材２４の表面に、被膜２８が形成される（図１では省略）。この被膜２８は、フッ素系材料（フッ素系被膜）および／または珪素系材料（珪素系被膜）からなるものである。供給ガス流路用部材２４は、酸性ガス分離層２０の促進輸送膜２０ａに対面して配置される。従って、この被膜２８は、促進輸送膜２０ａに接触して設けられる。この被膜２８に関しては、後に詳述する。

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、網目構造（ネット状／メッシュ状）を有する部材が好ましい。中でも、後述する樹脂材料の１以上を含有する糸で形成された網目構造が好ましい。

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。
中でも、樹脂材料もしくは樹脂材料を含有する材料）は好適に例示される。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（ＰＥＴ）、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。このような樹脂材料は、複数を併用してもよい。

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。

また、供給ガス流路用部材２４が、樹脂製の糸等で形成される網目構造を有する織物や不織布の場合には、その繊維径は、１００〜９００μｍであるのが好ましい。また、繊維密度は、２〜３０ｍｇ／ｃｍ²であるのが好ましい。
後に詳述するが、スパイラル型の分離モジュールにおいて、性能低下の一因として、積層体１４（積層体１４を積層した積層物）を中心筒１２に巻回する際における、促進輸送膜２０ａと供給ガス流路用部材２４との摺接に起因する促進輸送膜２０ａの損傷が例示される。
これに対して、本発明の分離モジュール１０は、供給ガス流路用部材２４の表面に被膜２８を有することで、積層体１４を中心筒１２に巻回する際における、促進輸送膜２０ａと供給ガス流路用部材２４との摺接に起因する促進輸送膜２０ａの損傷を防止する。

しかしながら、供給ガス流路用部材２４を構成する糸（繊維）の繊維径が１００μｍ未満の場合には、供給ガス流路用部材２４の空隙率が低くなり、また、圧力損失が大きくなることから、処理効率が低下するおそれがある。従って、繊維径は１００μｍ以上とするのが好ましい。
また、繊維径が９００μｍ超の場合には、膜表面への繊維の押し込み量が大きくなるため、表面に皮膜２８を形成しても、両者の摺接に起因する促進輸送膜２０ａの損傷を防止できないおそれがある。従って、繊維径は、９００μｍ以下とするのが好ましい。

同様に、供給ガス流路用部材２４を構成する糸（繊維）の繊維密度が２ｍｇ／ｃｍ²未満の場合には、供給ガス流路用部材２４（皮膜２８）と促進輸送膜２０ａとの接触面積が十分大きくならず、モジュールを巻く際に、膜表面への繊維の押し込み量が大きくなるため両者の摺接に起因する促進輸送膜２０ａの損傷を防止できないおそれがある。従って、繊維径は、２ｍｇ／ｃｍ²以上とするのが好ましい。
また、繊維密度が３０ｍｇ／ｃｍ²超の場合には、供給ガス流路用部材２４の空隙率が低くなり、流れる原料ガスＧに対しての抵抗が大きくなり、処理効率が低下するおそれがある。従って、繊維密度は、３０ｍｇ／ｃｍ²以下とするのが好ましい。

また、供給ガス流路用部材２４の引張弾性係数は、１〜５００ＭＰａとするのが好ましい。
引張弾性係数が５００ＭＰａ超の場合には、すなわち、供給ガス流路用部材２４が硬いと、モジュールを巻く際に、膜表面への繊維の押し込み量が大きくなり、促進輸送膜２０ａを傷つけるおそれがある。従って、引張弾性係数は、５００ＭＰａ以下とするのが好ましい。
また、引張弾性係数が１ＭＰａ未満の場合には、供給ガス流路用部材２４が柔らかいため、酸性ガス分離膜２０間でスペーサとして機能しないおそれがある、すなわち、原料ガスの流路を確保できないおそれがある。従って、引張弾性係数は、１ＭＰａ以上とするのが好ましい。
このように、供給ガス流路用部材２４の繊維径、繊維密度、引張弾性係数を制御することで、製造安定性と処理性能を向上することができる。

なお、供給ガス流路用部材２４の引張弾性係数は、網目構造等の構造体としての引張応力とひずみ量との関係から求められるものである。また、引張弾性係数は、供給ガス流路用部材２４の表面に皮膜２８が形成された状態のものであってもよい。

本発明の分離モジュール１０は、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。

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。

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。

促進輸送膜２０ａの周方向の長さ（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の周方向の長さを、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１４を巻回する際の巻きずれの発生が抑制され、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。

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。

ここで、後に詳述するが、スパイラル型の分離モジュールにおいて、性能低下の一因として、積層体１４（積層体１４を積層した積層物）を中心筒１２に巻回する際における、促進輸送膜２０ａと供給ガス流路用部材２４との摺接に起因する促進輸送膜２０ａの損傷が例示される。
促進輸送膜２０ａの損傷に起因する性能低下は、促進輸送膜２０ａを厚くすることで、抑制できる。しかしながら、促進輸送膜２０ａが厚くなると、透過性能が低下するため、その分だけ、酸性ガスＧｃの分離性能が低下する。
これに対して、本発明の分離モジュール１０は、供給ガス流路用部材２４の表面に被膜２８を有するので、積層体１４を中心筒１２に巻回する際における、促進輸送膜２０ａと供給ガス流路用部材２４との摺接に起因する促進輸送膜２０ａの損傷を防止できる。すなわち、透過性能を向上するために、促進輸送膜２０ａを薄くしても、促進輸送膜２０ａの損傷に起因する性能低下を防止できる。

以上の点を考慮すると、促進輸送膜２０ａの厚さは、５〜１５０μｍが好ましく、１０〜１２０μｍ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、高いガス透過性と分離選択性とを実現できる。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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、好適に抑制できる。
また、ブロッキングの抑制効果を、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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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、ポリスルフォン、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。

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。

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。

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。

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（以下、ＲｔｏＲとも言う）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。

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。

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。
この塗布組成物の調製では、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。

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ＲｔｏＲ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。

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。

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。

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。

前述のように、本発明の分離モジュール１０においては、このような酸性ガス分離層２０の促進輸送膜２０ａの表面と接する供給ガス流路用部材２４の表面に、被膜２８が形成される。
被膜２８は、フッ素系被膜、もしくは、珪素系被膜、もしくは、フッ素系被膜と珪素系被膜の両方からなる被膜である。
本発明の分離モジュール１０は、この被膜２８を有することにより、促進輸送膜２０ａの損傷を防止し、製造安定性に優れ、かつ、目的とする性能を安定して発現する。

前述のように、スパイラル型の分離モジュールは、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との積層体、もしくは、この積層体を積層してなる積層物を、中心筒１２に巻回する（巻き付ける）ことで形成される。
図示例の分離モジュール１０は、促進分離膜２０ａを内側にして酸性ガス分離層２０を二つ折りにして、酸性ガス分離層２０で供給ガス流路用部材２４を挟持してなる挟持体３６を形成し（図４参照）、この挟持体３６に透過ガス流路用部材２６を積層した積層体１４を積層して、この積層体１４の積層物を、中心筒１２に巻回する。

ここで、酸性ガス分離層２０と透過ガス流路用部材２６とは、接着剤層３０によって固定されている。これに対し、酸性ガス分離層２０と供給ガス流路用部材２４とは、単に、酸性ガス分離層２０で供給ガス流路用部材２４を挟み込んであるだけである。
そのため、中心筒１２に巻回する際に、酸性ガス分離層２０と供給ガス流路用部材２４との位置が周方向に相対的に移動してしまう。
前述のように、供給ガス流路用部材２４は樹脂製の糸等で形成される網目構造を有するのが好ましい。他方、促進輸送膜２０ａは、超吸水性樹脂などの親水性化合物をバインダとして用い、このバインダにキャリアを分散してなる構成を有するものであり、柔らかい場合が多い。
そのため、巻回の際の酸性ガス分離層２０と供給ガス流路用部材２４との相対的な移動によって、両者が摺接し、この摺接によって、促進輸送膜２０ａが損傷してしまう場合が有る。また、甚だしい場合には、部分的に、ほぼ完全に促進輸送膜２０ａが除去されて、欠陥部になってしまい、ここから、原料ガスＧが漏れて分離性能が低下したり、原料ガスＧを処理するために掛ける圧力が抜けてしまう場合もある（機密性の低下）。

これに対し、本発明の分離モジュール１０では、供給ガス流路用部材２４の表面に、フッ素系被膜および／または珪素系被膜からなる被膜２８を有する。
この被膜２８を有することにより、促進輸送膜２０ａと供給ガス流路用部材２４との滑り性を良好にできる。その結果、前述のように積層体１４の積層物（積層体１４）を、中心筒１２に巻回する際に、促進輸送膜２０ａと供給ガス流路用部材２４とが相対的に移動して、両者が摺接しても、促進輸送膜２０ａが損傷することを防止できる。
そのため、本発明によれば、高い製造安定性で、機密性が高く、促進輸送膜２０ａの損傷に起因する性能低下、原料ガスＧの漏れ、圧力の抜け等が無い、目的とする性能を有する分離モジュール１０を得ることができる。

前述のように、供給ガス流路用部材２４の表面を覆う被膜２８は、フッ素系被膜および／または珪素系被膜である。
フッ素系被膜とは、フッ素を含有する化合物からなる被膜、もしくは、フッ素を含有する化合物を主成分（含有量が最も多い）とする被膜である。
具体的には、特に限定しないが、ポリテトラフルオロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、テトラフルオロエチレン−パーフルオロプロピレン共重合体、クロロトリフルオロエチレン−フッ化ビニリデン共重合体などを用いることができる。
また、珪素系被膜とは、有機珪素化合物からなる被膜、もしくは、有機珪素化合物を主成分とする被膜である。
具体的には、特に限定しないが、低分子ジメチルシリコーンオイル、有機変性ジメチルシリコーンオイル、アルコキシシラン、有機変性アルコキシシラン、および、これら混合物を用いることができる。
なお、被膜２８は、フッ素系被膜と珪素系被膜とが混在するものであってもよい。

ここで、図２に示す例では、供給ガス流路用部材２４の表面全面を覆って被膜２８を形成しているが、この被膜２８は、供給ガス流路用部材２４の表面の全面を覆って形成される構成に限定はされず、供給ガス流路用部材２４の表面の一部を被覆するものであってもよい。例えば、供給ガス流路用部材２４の表面の１０％以上の被覆率（面積率）で被覆するものであってもよい。
被膜２８による供給ガス流路用部材２４の表面被覆率が１０％未満では、被膜２８を有する効果を十分に得ることができず、積層体１４の巻回の際に生じる促進輸送膜２０ａの損傷を、十分に防止することができない。

ここで、被膜２８による供給ガス流路用部材２４の被覆は、供給ガス流路用部材２４の表面の全面に渡って均一でも良いが、前述の接着剤層３０に対応する領域（厚さ方向（積層方向）に見た際に、面方向の位置が接着材層３０と重なる領域）は、それ以外の領域よりも、被膜２８による被覆率を高くするのが好ましい。

後に詳述するが、分離モジュール１０では、透過ガス流路用部材２６と、酸性ガス分離層２０の多孔質支持体２０ｂ（挟持体３６）とを接着し、かつ、積層体１４同士を接着するために、接着剤層３０が形成される。また、この接着剤層３０（接着剤層３０となる接着剤２８）は、接着のみならず、多孔質支持体２０および透過ガス流路用部材２６内に浸透して、透過ガス流路用部材２６内における酸性ガスＧｃの流路を形成する。
接着剤層３０は、多孔質支持体２０ｂや透過ガス流路用部材２６よりも硬い。そのため、接着材層３０に対応する領域の促進分離膜２０ａは、供給ガス流路用部材２４との摺接による損傷が、他の領域よりも大きくなる。

そのため、接着剤層３０に対応する領域では、被膜２８による供給ガス流路用部材２４の被覆率を高くして、促進輸送膜２０ａとの摺接による損傷を、より確実に防止するのが好ましい。
具体的には、接着剤層３０に対応する領域は、その領域内における被膜２８による促進分離膜２０ａの被覆率を５０〜１００％とするのが好ましく、８０〜１００％とするのが、より好ましい。
これにより、より確実に促進分離膜２０ａの損傷を防止することができる。

なお、本発明の分離モジュール１０においては、接着剤層３０に対応する領域であっても、それ以外の領域であっても、供給ガス流路用部材２４の表面において、被膜２８の形成部と非形成部とが、均一に分散されるように、膜２８を形成するのが好ましい。

被膜２８の形成部において、被膜２８の厚さは、被膜２８の形成材料、被膜２８による供給ガス流路用部材２４の表面被覆率、供給ガス流路用部材２４の種類（形成材料や網目の粗さなど）、促進分離膜２０ａの種類（含有成分や各含有成分の量比など）等に応じて、十分な滑り性を確保できる被膜２８の厚さを、適宜、設定すればよい。
具体的には、被膜２８の厚さは、０．００１〜１μｍが好ましく、０．０１〜０．５μｍがより好ましい。
被膜２８の厚さを、上記範囲とすることにより、供給ガス流路用部材２４による促進分離膜２０ａの損傷を、より好適に防止できる点で好ましい。

被膜２８の形成方法は、被膜の形成材料等に応じて、公知の被膜形成方法が利用可能である。
具体的には、被膜２８となる材料を含有する塗料を調製して、スプレー塗布、刷毛、へら等による塗布、および、処理液への浸漬等によって、供給ガス流路用部材２４の表面に目的とする被覆率となるように塗料を塗布し、乾燥することにより、被膜２８を形成する方法が例示される。

積層体１４には、さらに、透過ガス流路用部材２６が積層される。
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１４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１４が構成される。
透過ガス流路用部材２６は、積層体１４間でスペーサとして機能して、積層体１４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、網目構造（ネット状／メッシュ状）の部材が好ましい。

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。

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。

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。

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。

以下、積層体１４の積層方法、および、積層した積層体１４の巻回方法すなわちスパイラル積層体１４ａ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。

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、瞬間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。

一方で、供給ガス流路用部材２４の表面に、前述のようにしてフッ素系被膜および／または珪素系被膜からなる被膜２８を形成する。

次に、図４に概念的に示すように、前述のように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、その間に、皮膜２８を形成した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。

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、周方向（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。

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。

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、周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。

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１４が形成される。

次いで、先と同様、図４に示すように、促進輸送膜２０ａの表面に被膜２８を形成した酸性ガス分離層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１４を積層する。

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１４を積層する。
なお、この際においては、図７に示すように、積層体１４は、上方に行くにしたがって、次第に、周方向に中心筒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１４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。

所定数の積層体１４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１２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ｙｘで示すように、積層した積層体１４を巻き込むようにして、積層体１４を中心筒１２に巻回する（巻き付ける）。
ここで、本発明の分離モジュール１０では、促進輸送膜２０ａの表面に１０〜９０％の被覆率でフッ素系被膜および／または珪素系被膜である被膜２８が形成されている。そのため、この中心筒１２への巻回時に、促進輸送膜２０ａと供給ガス流路用部材２４との位置が相対的に移動して、両者が摺接しても、促進輸送膜２０が損傷することを、好適に防止できる。

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１４を中心筒に巻回してなるスパイラル積層体１４ａを完成する。

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。

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、網目構造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、周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。また、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。

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。

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。
これにより、多孔質支持体２０ｂおよび透過ガス流路用部材２６に、好適に接着剤層３０（接着剤３０ａ）を浸透させることができる。

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スパイラル積層体１４ａ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、スパイラル積層体１４ａ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。

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。前述のように、積層体１４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。

また、テレスコープ防止板１６は、スパイラル積層体１４ａの端面に接触して配置しても良い。しかしながら、一般的には、スパイラル積層体１４ａの端面全域を原料ガスの供給や残著ガスＧｒの排出に使用するために、テレスコープ防止板１６とスパイラル積層体１４ａの端面とは、若干の間隙を有して配置される。

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。

被覆層１８は、スパイラル積層体１４ａの周面を覆って、この周面すなわちスパイラル積層体１４ａ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。

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、スパイラル積層体１４ａ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とスパイラル積層体１４ａとの間に、スパイラル積層体１４ａ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。

以上、本発明の分離用モジュール（酸性ガス分離用スパイラル型モジュール）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。

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。

［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２．４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０．０１質量％、含む水溶液を調製した。この水溶液に、１Ｍ塩酸をｐＨ１．５になるまで添加して、架橋させた。
架橋後、キャリアとしての、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５．０重量％になるように添加して、塗布組成物を調製した。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。

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。
促進輸送膜２０ａの厚さは、３０μｍとした。

＜分離モジュールの作製＞
まず、図３に示すように、中心筒１２に、接着剤を用いて透過ガス流路用部材２６（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。

一方、供給ガス流路用部材２４は、厚さ０．５ｍｍのポリプロピレン製ネットとした。繊維径は１５０μｍ、繊維密度は３ｍｇ／ｃｍ²、引張弾性係数は２．１ＭＰａであった。
引張弾性係数は、ＪＩＳ Ｋ ７１２７に準拠し、供給ガス流路用部材２４を長さ５０ｍｍ、幅１０ｍｍの短冊状に切り出したものを試験片として、引張試験機（オリエンテック社製 テンシロンＲＴＣ−１１５０Ａ）で、引張速度１０ｍｍ／ｍｉｎにて引張試験を行い測定した。
供給ガス流路用部材２４の両面の全面に、被膜２８としてフッ素系被膜（Ｆ系）を形成した。なお、被膜２８は、住鉱社製のスミモールドＦ１を用いて、スプレー塗布によって形成した。

さらに、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、皮膜２８を形成した供給ガス流路用部材２４を挟み込んで、挟持体３６を作製した。

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、周方向（矢印ｙ方向）の全域に延在し、かつ、周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、周方向の全域に延在し、かつ、周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１４を形成した。

先と同様にして、図４に示す、表面に皮膜２８を形成した供給ガス流路用部材２４を酸性ガス分離層２０で挾持してなる挟持体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１４（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１４（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１４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１４の上に、３層目の積層体１４を形成した。

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１４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１４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ｙｘ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１４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１４を牽引する方向に張力を掛けてスパイラル積層体１４ａとした。

さらに、スパイラル積層体１４ａの両端部に、内環部１６ｂに中心筒１２を挿通して、図１に示される形状の、厚さ２ｃｍｃｍのＳＵＳ製のテレスコープ防止板１６を取り付けた。
さらに、テレスコープ防止板１６の周面およびスパイラル積層体１４ａの周面に、ＦＰＲ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、直径４ｃｍ、幅３０ｃｍの図１に示されるような分離モジュール１０を作成した。なお、被覆層１８の厚さは、５ｍｍとした。

［実施例２］
促進輸送膜２０ａの厚さを７０μｍとした以外は、実施例１と同様にして、分離モジュール１０を作成した。

［実施例３］
促進輸送膜２０ａの厚さを１２０μｍとした以外は、実施例１と同様にして、分離モジュール１０を作成した。

［実施例４〜６］
供給ガス流路用部材２４を、繊維径２５０μｍ、繊維密度５．５ｍｇ／ｃｍ²、引張弾性係数６．０ＭＰａのポリプロピレン製ネットとした以外は、実施例１〜３と同様に分離モジュール１０を作製した。

［実施例７〜９］
供給ガス流路用部材２４を、繊維径５００μｍ、繊維密度１８ｍｇ／ｃｍ²、引張弾性係数３２０ＭＰａのポリプロピレン製ネットとした以外は、実施例１〜３と同様に分離モジュール１０を作製した。

［実施例１０］
供給ガス流路用部材２４を、繊維径１２０μｍ、繊維密度２．１ｍｇ／ｃｍ²、引張弾性係数０．９ＭＰａのポリプロピレン製ネットとした以外は、実施例２と同様に分離モジュール１０を作製した。

［実施例１１］
促進輸送膜２０ａの厚さを４μｍとした以外は、実施例１０と同様にして、分離モジュール１０を作成した。

［実施例１２］
促進輸送膜２０ａの厚さを１６０μｍとした以外は、実施例１０と同様にして、分離モジュール１０を作成した。

［実施例１３〜１５］
供給ガス流路用部材２４を、繊維径８５０μｍ、繊維密度２９ｍｇ／ｃｍ²、引張弾性係数５１０ＭＰａのポリプロピレン製ネットとした以外は、実施例１０〜１２と同様に分離モジュール１０を作製した。

［実施例１６］
供給ガス流路用部材２４を、繊維径１０００μｍ、繊維密度４０ｍｇ／ｃｍ²、引張弾性係数８００ＭＰａのポリプロピレン製ネットとし、促進輸送膜２０ａの厚さを１６０μｍとした以外は、実施例１と同様に分離モジュール１０を作製した。

［実施例１７］
皮膜２８を、珪素系皮膜（Ｓｉ系）とした以外は、実施例１と同様に分離モジュール１０を作製した。なお、被膜２８は、信越化学工業社製のＫＦ４１２ＳＰを用い、スプレー塗布によって形成した。
［比較例１］
被膜２８無しとした以外は、実施例１６と同様に分離モジュールを作成した。

［比較例２］
皮膜２８無しとした以外は、実施例７と同様に分離モジュールを作成した。

これらの実施例および比較例毎に、５本の分離モジュール１０を作製した。

［性能評価］
＜気密性（製造安定性）＞
作製した分離モジュール１０の排出側を閉塞して、供給側から、圧力が０．３４ＭＰａとなるまでＨｅガスを充填して、密閉し、分離モジュール１０の内部の圧力が０．３ＭＰａに減少するまでの時間を測定した。
圧力が０．３ＭＰａになるまでに１００００秒以上かかった分離モジュール１０を適正と判断して、適正な分離モジュール１０が５本中、何本、有るかで評価した。評価は、以下のとおりである。
Ａ： ５本中、適正なモジュール１０が４本以上
Ｂ： ５本中、適正なモジュール１０が３〜１本
Ｃ： ５本中、適正なモジュール１０が０本

＜分離性能＞
作製した分離モジュール１０に、テスト用の原料ガスＧとして、Ｈ₂：ＣＯ₂：Ｈ₂Ｏ＝４５：５：５０（分圧比）の混合ガスを、流量２．２Ｌ／ｍｉｎ、温度１３０℃、全圧３０１．３ｋＰａの条件で供給した。また、中心筒１２の原料ガス供給側の端部に、スイープガス供給用の貫通孔を形成して、ここから、スイープガスとして、流量０．６Ｌ／ｍｉｎのＡｒガスを供給した。
分離モジュール１０を透過してきたガス（酸性ガスＧｃおよび残余ガスＧｒ）をガスクロマトグラフで分析し、ＣＯ₂透過速度（Ｐ（ＣＯ₂））を算出した。なお、透過速度の単位ＧＰＣは、『１ＧＰＵ＝［１×１０^-6ｃｍ³（ＳＴＰ）］／［ｓ・ｃｍ²・ｃｍＨｇ］』である。
各例毎に、５本の分離モジュール１０のＣＯ₂透過速度の平均値を算出して、分離性能を評価した。評価は以下のとおりである。
Ａ： ＣＯ₂透過速度の平均値が３０ＧＰＵ以上
Ｂ： ＣＯ₂透過速度の平均値が２０ＧＰＵ以上３０ＧＰＵ未満
Ｃ： ＣＯ₂透過速度の平均値が２０ＧＰＵ未満

＜総合評価＞
以下の評価規準で、分離モジュール１０の性能を評価した。
Ａ： 気密性および分離性能の評価が、共にＡ
Ｂ： 気密性および分離性能の評価が、一方がＡで他方がＢ
Ｃ： 気密性および分離性能の評価が、共にＢ
Ｄ： 気密性および分離性能の評価に、１つでもＣが有る
各分離モジュール１０の諸元、および、上記評価の結果を、下記の表に示す。なお、性能評価の結果の欄における『−』は、分離モジュールの製造段階に欠陥が発生したため、評価が不可であることを示す。

上記表に示されるように、供給ガス流路用部材２４の表面に被膜２８を有する本発明の実施例１〜１７の分離モジュール１０は、いずれも、気密性および分離性能、共に、良好である。
中でも、供給ガス流路用部材２４の繊維径、繊維密度が好適な範囲に入っている実施例１〜１５の分離モジュール１０は、気密性および分離性能の少なくとも一方が『Ａ』評価であり、より優れた性能を発揮している。
中でも特に、供給ガス流路用部材２４の繊維径、繊維密度および引張弾性係数が好適な範囲に入り、かつ、促進分離膜２０ａの膜厚が好適な範囲に入る実施例１〜９は、気密性および分離性能が共に『Ａ』評価であり、特に優れた性能を発揮している。

これに対して、供給ガス流路用部材２４の表面に皮膜２８を有さない比較例１および２は、積層体１４を中心筒１２に巻回する際に、供給ガス流路部材２４によって促進輸送膜２０ａが大きく損傷してしまったと考えられ、機密性が不十分で、かつ、分離性能の評価はできなかった。
以上の結果より、本発明の効果は明らかである。

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。

１０ （酸性ガス）分離モジュール
１２ 中心筒
１４ 積層体
１４ａ スパイラル積層体
１６ テレスコープ防止板
１６ａ 外環部
１６ｂ 内環部
１６ｃ リブ
１６ｄ 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 被膜
３０ 接着剤層
３０ａ 接着剤
３４ 固定手段
３６ 挟持体

Claims (7)

1. 管壁に貫通孔が形成された中心筒と、
   原料ガスの流路となる供給ガス流路用部材と、
   前記供給ガス流路用部材を流れる原料ガスから酸性ガスを分離する、酸性ガスと反応するキャリアおよび前記キャリアを担持するための親水性化合物を含有する促進輸送膜を、前記供給ガス流路用部材側の面に有する酸性ガス分離層と、
   前記促進輸送膜を透過した酸性ガスが前記中心筒まで流れる流路となる透過ガス流路用部材と、
   前記供給ガス流路用部材の前記促進輸送膜側の表面に形成される、フッ素系皮膜およびケイ素系皮膜の少なくとも１つと、を有し、
   前記供給ガス流路用部材、酸性ガス分離層および透過ガス流路用部材を有する積層体を、１以上、前記中心筒に巻回してなる酸性ガス分離用スパイラル型モジュール。
2. 前記供給ガス流路用部材は、織物または不織布であって、繊維径が１００〜９００μｍであり、繊維密度が２〜３０ｍｇ／ｃｍ²である請求項１に記載の酸性ガス分離用スパイラル型モジュール。
3. 前記促進輸送膜の厚さが５〜１５０μｍである請求項１または２に記載の酸性ガス分離用スパイラル型モジュール。
4. 前記フッ素系皮膜およびケイ素系皮膜の少なくとも１つが形成された前記供給ガス流路用部材の引張弾性係数が、１〜５００ＭＰａである請求項１〜３のいずれか１項に記載の酸性ガス分離用スパイラル型モジュール。
5. 前記供給ガス流路用部材が、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、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンサルファイド、ポリスルホン、ポリプロピレン、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から選ばれる１種以上の樹脂を含む糸で形成された網目構造を有する請求項１〜４のいずれか１項に記載の酸性ガス分離用スパイラル型モジュール。
6. 前記積層体は、前記促進輸送膜を内側にして二つ折りにした酸性ガス分離層で、前記供給ガス流路用部材を挟んでなる挟持体に、前記透過ガス流路用部材を積層してなる構成を有する請求項１〜５のいずれか１項に記載の酸性ガス分離用スパイラル型モジュール。
7. 前記酸性ガス分離層は、前記促進輸送膜を多孔質支持体で支持してなる構成を有する請求項１〜６のいずれか１項に記載の酸性ガス分離用スパイラル型モジュール。