JP2010234202A

JP2010234202A - Method of manufacturing pleat formed body and pleat formed body

Info

Publication number: JP2010234202A
Application number: JP2009083132A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Shimizu; 敦清水
Original assignee: Asahi Kasei Chemicals Corp
Current assignee: Asahi Kasei Chemicals Corp
Priority date: 2009-03-30
Filing date: 2009-03-30
Publication date: 2010-10-21
Anticipated expiration: 2029-03-30
Also published as: JP5356882B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of manufacturing a pleat formed body by which throughput is high when manufacturing the pleat formed body for fluid separation, and to provide the pleat formed body manufactured by the method. <P>SOLUTION: The method of manufacturing the pleat formed body 1 for the fluid separation includes: a process of pleating the planar material of a single layer or multiple layers; a process of forming a pleat laminate 2 having a plurality of pleat parts 2a by pleating and sealing a virtual pleat laminate end face 4 including the end edge of the plurality of pleat parts 2a to form a sealing part 4a; a process of supplying an adhesive to the inner side of the pleat laminate end face 4 while applying centrifugal force in the direction from the inner side to the outer side to the pleat laminate end face 4; and a process of removing the sealing part 4a formed on the pleat laminate end face 4. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、気体及び液体の少なくとも一方を含む流体の分離装置に用いられるプリーツ成形体の製造方法及びそのプリーツ成形体に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a pleated molded body used in a separation apparatus for a fluid containing at least one of gas and liquid, and the pleated molded body.

膜による分離操作は、蒸留や吸着などの分離操作に比べて設備が簡単で運転コストが低い点が長所であり、液体処理、気体処理、気液分離処理において広く用いられている。膜による気体処理はエアフィルターと気体分離膜に大別でき、異物の除去の目的で多用される前者が大きな市場を形成しているが、気体分離用途に関しても、今後市場の拡大が期待されている。気体分離用途としては、水素分離、水蒸気分離、アンモニア分離、炭酸ガス分離、揮発性有機化合物分離、酸素分離、窒素分離、などが例示され、具体的用としては、燃焼路の制御、化学プラント、燃料電池、医療、家電、エンジン燃焼の制御等が例示できる。 Membrane separation operations are advantageous in that they have simpler equipment and lower operating costs than separation operations such as distillation and adsorption, and are widely used in liquid treatment, gas treatment, and gas-liquid separation treatment. Gas treatment using membranes can be broadly divided into air filters and gas separation membranes, and the former, which is frequently used for the purpose of removing foreign substances, has formed a large market. Yes. Examples of gas separation applications include hydrogen separation, water vapor separation, ammonia separation, carbon dioxide gas separation, volatile organic compound separation, oxygen separation, nitrogen separation, etc., and specific uses include combustion path control, chemical plant, Examples include fuel cells, medical care, home appliances, engine combustion control, and the like.

気体及び液体の少なくとも一方を含む流体の分離用装置に求められる一般的条件として、１）膜面積、２）装置容量、３）通気・通液抵抗、４）耐久性、５）製造コストが挙げられる。１）、２）は、一定の装置容量の中で可能な限り多くの膜面積を保持する観点から設計される。３）の通気・通液抵抗には、三種類ある。 General conditions required for an apparatus for separating a fluid containing at least one of gas and liquid include 1) membrane area, 2) capacity of the apparatus, 3) resistance to ventilation / liquid passage, 4) durability, and 5) production cost. It is done. 1) and 2) are designed from the viewpoint of maintaining as much membrane area as possible within a certain device capacity. There are three types of ventilation and fluid flow resistance in 3).

第一は、分離膜や濾材を気体及び液体の少なくとも一方を含む流体が通過するときの抵抗である。第二は、流体を処理する時に、流体の一部を膜または濾材を透過させ、膜または濾材を透過させない部分を回収する使用方法の場合、流体が供給される入り口から、膜透過せずに残った流体を回収する出口との間の抵抗である。（以下、「一次側抵抗」と表現する。）
第三は、膜または濾材を透過した後の流体が出口まで流れるときの膜の直後から出口までの抵抗である（以下、「二次側抵抗」と表現する）。通気・通液抵抗は、気体及び液体の少なくとも一方を含む流体の供給圧に余裕のある大型装置では大きな問題とならないが、使用環境に制限の多い小型装置で高処理能力を目的とした装置では特に問題となりやすく、低い方が有利である。４）の耐久性は高いことが有利であり、５）の製造コストは低いことが有利である。 The first is resistance when a fluid containing at least one of gas and liquid passes through a separation membrane or a filter medium. Second, when processing the fluid, in the case of the usage method in which a part of the fluid permeates the membrane or the filter medium and the part that does not permeate the membrane or the filter medium is recovered, the fluid does not permeate from the inlet to which the fluid is supplied. It is the resistance between the outlet for collecting the remaining fluid. (Hereafter, expressed as “primary resistance”.)
The third is the resistance from immediately after the membrane to the outlet when the fluid after passing through the membrane or the filter medium flows to the outlet (hereinafter referred to as “secondary resistance”). Ventilation / fluid resistance is not a big problem in large-scale devices with sufficient supply pressure for fluids containing at least one of gas and liquid, but in small devices with many restrictions on the usage environment and high-capacity devices This is particularly problematic and the lower one is advantageous. It is advantageous that the durability of 4) is high and the production cost of 5) is low.

これらの膜分離装置（膜分離モジュール）は、中空糸装置（中空糸モジュール）と平膜装置（平膜モジュール）に大別できる。平膜モジュールは、スパイラルモジュール、プレートアンドフレームモジュール、プリーツモジュール等に分類できる。中空糸モジュールは広く用いられているが、これは、一般的には、高分子材料からなる中空糸膜束の両端を樹脂で接着固定して筒状のハウジングに収納したものである（特許文献１）。スパイラルモジュールは、高分子材料からなる平膜を２枚一組で封筒状に成型したあと封筒の開口端をセンターパイプにあてがって巻き、筒状のハウジングに収納したものである（特許文献２）。プレートアンドフレームモジュールは少数用いられている（非特許文献１）構造であるが、これは、高分子材料からなる平膜をフレームに固定し必要に応じて積層しハウジングに納めたものである。 These membrane separation devices (membrane separation modules) can be roughly classified into hollow fiber devices (hollow fiber modules) and flat membrane devices (flat membrane modules). Flat membrane modules can be classified into spiral modules, plate and frame modules, pleated modules and the like. Hollow fiber modules are widely used. In general, however, hollow fiber membrane bundles made of a polymer material are both bonded and fixed with a resin and stored in a cylindrical housing (Patent Document). 1). The spiral module is formed by forming a pair of flat membranes made of a polymer material into an envelope shape, and then winding the envelope with the open end of the envelope applied to a center pipe and storing it in a cylindrical housing (Patent Document 2). A few plate-and-frame modules are used (Non-Patent Document 1). This is a structure in which a flat membrane made of a polymer material is fixed to a frame, stacked as required, and housed in a housing.

プリーツモジュールとしては箱型プリーツモジュール（特許文献３）や円筒型プリーツモジュールが知られている（特許文献４）。前者は、高分子材料からなる平膜を特定のピッチで山折り谷折りを繰り返すことでカーテンやスカートに見られるようなプリーツ加工を施したあと、両端のプリーツ端面をシール（以下、「封止」あるいは「接着」とも言う）して箱型に成形したエレメントをハウジングに収めたものである。後者は、上記箱型と同様なプリーツ加工を施したあと、プリーツの両端面を合わせて円筒状に整え、最後に円筒の両端をシール（封止）して筒状に成形したエレメントをハウジングに納めたものである。ここで、「エレメント」とは、流体分離用部品を言い、「モジュール」とは、エレメントがハウジングに収められた状態の装置を言う。 As a pleat module, a box-type pleat module (Patent Document 3) and a cylindrical pleat module are known (Patent Document 4). In the former, a flat film made of a polymer material is subjected to pleat processing as seen in curtains and skirts by repeating mountain folds and valley folds at a specific pitch, and then the pleat end faces at both ends are sealed (hereinafter referred to as “sealing”). ”Or“ adhesion ”), and an element formed into a box shape is housed in a housing. In the latter case, after applying the pleating process similar to the above box shape, aligning both end faces of the pleats to prepare a cylinder, and finally sealing (sealing) both ends of the cylinder to form a cylindrical element in the housing It is what I paid. Here, “element” refers to a component for fluid separation, and “module” refers to a device in which the element is housed in a housing.

中空糸エレメントは、一般的には、円筒の長さ方向Ｌが円の直径Ｄよりも大きい構造であるため中空糸が長くなり、中空糸の内側にある流体の圧力損失が大きい。中空糸の内側に被処理流体を供給する場合は、中空糸の内側が一次側抵抗発生場所となり、中空糸の外側に被処理流体を供給する場合は、中空糸の外側が一時抵抗発生場所となる。低圧力損失とするために短い中空糸を束ねる方法も考えられるが、長い中空糸膜を小数束ねるのに対して短い中空糸膜を多数並べるのは困難なため、Ｌ／Ｄが小になればなるほど中空糸エレメントの組み立てが困難になる。また、中空糸の外側は、流体を均一に流すことが難しい。中空糸モジュールは中空糸の本数を増やすことで膜面積を増やすことが容易であるため、モジュールの設置スペースに制約が少なく、広い膜面積が必要な大型の装置に適していると言えるが、高処理量・高流量でしかも低圧損構造を実現することに難点がある。 Since the hollow fiber element generally has a structure in which the longitudinal direction L of the cylinder is larger than the diameter D of the circle, the hollow fiber becomes long and the pressure loss of the fluid inside the hollow fiber is large. When supplying the fluid to be treated to the inside of the hollow fiber, the inside of the hollow fiber is the primary resistance generating place, and when supplying the fluid to be processed to the outside of the hollow fiber, the outside of the hollow fiber is the temporary resistance generating place. Become. A method of bundling short hollow fibers to reduce the pressure loss is also conceivable, but it is difficult to arrange a large number of short hollow fiber membranes while a small number of long hollow fiber membranes are bundled. Indeed, the assembly of the hollow fiber element becomes difficult. Moreover, it is difficult to flow the fluid uniformly outside the hollow fiber. Since the hollow fiber module can easily increase the membrane area by increasing the number of hollow fibers, there are few restrictions on the installation space of the module, and it can be said that it is suitable for large devices that require a large membrane area. There is a difficulty in realizing a low pressure loss structure with high throughput and high flow rate.

スパイラルモジュールも通常はＬ／Ｄが大きい円筒型エレメントを使用するため、円筒の長軸方向に流れる流体の圧力損失（「一次側抵抗」あるいは「二次側抵抗」）が高くなる。また、センターパイプに接続されている封筒の中を流れる流体も封筒の先端からセンターパイプまでの距離が長いので圧力損失（「一次側抵抗」あるいは「二次側抵抗」）が大である。スパイラルモジュールは構造が単純なため、膜または濾材の大面積化が容易なことから、中空糸モジュールと同様に設置スペースに制約が少なく、広い膜面積が必要な大型の装置に適していると言えるが、高処理量・高流量でしかも低圧損構造を実現することに難点がある。プレートアンドフレームモジュールは、構造が一般的ではなく、エレメントの組み立て工程、モジュール構造が複雑になる。 Since the spiral module usually uses a cylindrical element having a large L / D, the pressure loss (“primary side resistance” or “secondary side resistance”) of the fluid flowing in the long axis direction of the cylinder increases. Also, the fluid flowing in the envelope connected to the center pipe has a large pressure loss ("primary side resistance" or "secondary side resistance") because the distance from the tip of the envelope to the center pipe is long. Since the spiral module has a simple structure, it is easy to increase the area of the membrane or filter medium, so that it can be said that it is suitable for large-scale devices that require a large membrane area with less restrictions on the installation space, like the hollow fiber module. However, there is a difficulty in realizing a low pressure loss structure with a high throughput and a high flow rate. The plate and frame module is not generally structured, and the element assembly process and the module structure are complicated.

プリーツモジュールは、他のモジュールが有する上記の欠点を解消できるが特に、プリーツの幅を狭くすることが容易である。このためこの幅方向を流れる流体の圧力損失を低くすることができるので、一次側抵抗も二次側抵抗も低い高性能モジュールを容易に作成できることが特徴である。 Although the pleat module can solve the above-mentioned drawbacks of other modules, it is particularly easy to narrow the width of the pleat. For this reason, since the pressure loss of the fluid flowing in the width direction can be reduced, a high-performance module having low primary resistance and secondary resistance can be easily produced.

膜分離モジュールに収められる膜分離エレメントでは、被処理流体の供給側と透過側を隔離するシール構造を形成する必要がある。従来、プリーツ積層体のプリーツ面に垂直な位置関係にあるプリーツ端面をシール（封止）する方法として、型枠とプリーツ端面を接着剤やホットメルト樹脂で接着してシールする方法が使用されている（特許文献３，５，６）。なお、平膜を折り曲げた合わせた面の両端を封止したいわゆる封筒構造を有するプリーツ成形体も知られている（特許文献７）。 In the membrane separation element housed in the membrane separation module, it is necessary to form a seal structure that separates the supply side and permeation side of the fluid to be processed. Conventionally, as a method for sealing (sealing) a pleat end surface in a positional relationship perpendicular to a pleat surface of a pleated laminate, a method in which a mold frame and a pleat end surface are adhered and sealed with an adhesive or a hot melt resin has been used. (Patent Documents 3, 5, and 6). In addition, a pleated molded body having a so-called envelope structure in which both ends of a combined surface obtained by bending a flat membrane are sealed is also known (Patent Document 7).

特開平２−２５２６０９号公報JP-A-2-252609 特公平５−５８７６９号公報Japanese Patent Publication No. 5-58769 特開２００６−１３０３６８号公報JP 2006-130368 A 特開２００２−２５２０１２号公報JP 2002-252012 A 特開２００６−１３０３６９号公報JP 2006-130369 A 特開２００３−１８１２２８号公報JP 2003-181228 A 特開２００７−２２２８４１号公報JP 2007-222841 A

Ｊ．ＭｅｍｂｒａｎｅＳｃｉ．：２９（１９８６）６９−７７J. et al. Membrane Sci. : 29 (1986) 69-77

しかしながら、従来の方法によってシール構造を形成する場合、接着剤の粘度が高いと、プリーツを構成するひだ部同士の間にシール用樹脂が入り込みにくくなり十分な接着強度が得られない欠点がある。ひだ部同士の間に十分シール用樹脂を行き渡らせるためには、未硬化状態のシール用樹脂の粘度が低いことが必要であるが、ひだ部同士の間の間隔が狭くなるとひだ部同士の間にシール用樹脂がその表面張力によりせり上がるという制御しにくい現象が生じ、このためプリーツの有効面積を減少させたり、接着強度が低下したりするなどの原因となる。その結果として、気体及び液体の少なくとも一方からなる流体を分離処理するプリーツ成形体において、処理能力の高いプリーツ成形体を効率良く製造することは難しかった。 However, when the sealing structure is formed by a conventional method, if the viscosity of the adhesive is high, there is a drawback that the sealing resin does not easily enter between the pleats constituting the pleats and sufficient adhesive strength cannot be obtained. In order to spread the sealing resin sufficiently between the pleats, it is necessary that the viscosity of the uncured sealing resin is low. This causes a phenomenon that is difficult to control such that the sealing resin rises due to its surface tension, which causes a decrease in the effective area of the pleats and a decrease in adhesive strength. As a result, it has been difficult to efficiently produce a pleated molded body having a high processing capability in a pleated molded body that separates a fluid composed of at least one of gas and liquid.

本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、流体分離用のプリーツ成形体を製造する上で、処理能力の高いプリーツ成形体を製造する方法および、その方法により製造されたプリーツ成形体を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such problems, and in manufacturing a pleated molded body for fluid separation, a method for manufacturing a pleated molded body having a high processing capability, and a pleated manufactured by the method. It aims at providing a molded object.

本発明者らは、プリーツ積層体の一方の端面のみをシールして封筒形のひだ部が並ぶプリーツ成形体を形成し、隣り合うひだ部同士の間に注入するシール用樹脂のせり上がりが少なく、且つ少量のシール用樹脂で十分なシール強度が得られる方法を検討した結果、ひだ部同士の僅かな隙間に確実且つ精度良くシール用樹脂を供給するには、遠心力を利用した方策が好適であることを見い出し、本発明をするに至った。 The present inventors sealed only one end surface of the pleated laminate to form a pleated molded body in which envelope-shaped pleats are arranged, and the rise of the sealing resin injected between adjacent pleats is small. In addition, as a result of studying a method for obtaining sufficient sealing strength with a small amount of sealing resin, it is preferable to use centrifugal force to supply the sealing resin reliably and accurately to the slight gap between the pleats. As a result, the present invention has been completed.

本発明は、流体分離用のプリーツ成型体の製造方法において、単層又は多層の平面状材料をプリーツ加工する工程と、プリーツ加工によって複数のひだ部を有するプリーツ積層体を形成し、複数のひだ部の端縁を含む仮想のプリーツ積層体端面を封止して封止部を形成する工程と、プリーツ積層体端面に対して、内側から外側に向けた方向に遠心力をかけながら、前記プリーツ積層体端面の内側に接着剤を供給する工程と、プリーツ積層体端面に形成された封止部を除去する工程と、を含むことを特徴とする。 The present invention relates to a method of manufacturing a pleated molded body for fluid separation, a step of pleating a single-layer or multilayer planar material, a pleated laminate having a plurality of pleats by pleating, and a plurality of pleats. A step of sealing a virtual pleated laminate end face including an edge of the portion to form a sealed portion, and applying a centrifugal force in a direction from the inside to the outside with respect to the pleated laminate end face, The method includes a step of supplying an adhesive to the inside of the end face of the laminate, and a step of removing the sealing portion formed on the end face of the pleated laminate.

本発明によれば、接着剤の使用量が少なく、且つ、ひだ部同士の間に供給される接着剤のせり上がりが少なくなって、分離処理に要するプリーツ面の有効面積を確実に確保でき、ひだ部同士の間隔を狭くすることでひだ部の枚数を増やす事が可能である。その結果として、流体分離用のプリーツ成形体を製造する上で、処理能力の高いプリーツ成形体を製造することができる。 According to the present invention, the amount of adhesive used is small, and the rise of the adhesive supplied between the pleats is reduced, so that the effective area of the pleated surface required for the separation process can be reliably ensured, It is possible to increase the number of pleats by narrowing the interval between pleats. As a result, when manufacturing a pleated molded body for fluid separation, a pleated molded body having a high processing capability can be manufactured.

さらに、上記の遠心力が１０Ｇ以上であると好適である。 Furthermore, it is preferable that said centrifugal force is 10 G or more.

また、本発明は、上記のプリーツ成型体の製造方法によって製造されたプリーツ成型体であって、多層の平面状材料をプリーツ加工することによって形成されたプリーツ積層体の隣り合う平面状材料同士の平均間隔が、０．０１ｍｍ以上５ｍｍ以下であり、且つプリーツ面の一方の面のみが接着固定されたことを特徴とする。 Further, the present invention is a pleated molded body manufactured by the above-described method for manufacturing a pleated molded body, wherein adjacent planar materials of a pleated laminate formed by pleating a multi-layered planar material. The average interval is 0.01 mm or more and 5 mm or less, and only one surface of the pleat surface is bonded and fixed.

さらに、平面状材料が、流体分離用の平膜と、流体が通過可能な補助部材とを含む多層構造からなると好適である。 Furthermore, it is preferable that the planar material has a multilayer structure including a flat membrane for fluid separation and an auxiliary member through which fluid can pass.

さらに、流体分離用の平膜が、微多孔膜上に気体分離性樹脂層を有する平膜であると好適である。 Furthermore, the flat membrane for fluid separation is preferably a flat membrane having a gas-separating resin layer on a microporous membrane.

本発明によれば、流体分離用のプリーツ成形体を製造する上で、処理能力の高いプリーツ成形体を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, when manufacturing the pleated molded object for fluid separation, a pleated molded object with a high processing capability can be provided.

本発明の実施形態に係るプリーツ成形体を表側から見た概略の斜視図である。It is the schematic perspective view which looked at the pleated molded object which concerns on embodiment of this invention from the front side. 本発明の実施形態に係るプリーツ成形体を裏側から見た概略の斜視図である。It is the schematic perspective view which looked at the pleated molded object which concerns on embodiment of this invention from the back side. 図１のＩＩＩ―ＩＩＩ線に沿った概略断面図である。It is a schematic sectional drawing in alignment with the III-III line of FIG. 遠心力を利用して接着剤を供給する方法を模式的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows typically the method of supplying an adhesive agent using a centrifugal force. プリーツ成形体によって分離処理される流体の流れを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the flow of the fluid isolate | separated by a pleated molded object. 円筒型プリーツ積層体を例示する斜視図であり、（ａ）は単純円筒型プリーツ成形体を示す斜視図であり、（ｂ）はスパイラル型プリーツ成形体を示す斜視図である。It is a perspective view which illustrates a cylindrical pleated layered product, (a) is a perspective view showing a simple cylindrical pleated compact, and (b) is a perspective view showing a spiral pleated compact. 実施例１における第３工程を模式的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the 3rd process in Example 1 typically. 実施例１における第４工程を模式的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows typically the 4th process in Example 1. FIG.

以下、本発明に係るプリーツ成形体の好適な実施形態について図面を参照しながら説明する。
［プリーツ成形体の構造］
（用語に付いて）
本実施形態において「プリーツ」とは、平面状材料を蛇腹状に連続して折りたたんだ構造体を意味し、平面状材料に対して特定のピッチで山折り谷折りを繰り返すプリーツ加工によって形成される。 Hereinafter, preferred embodiments of the pleated molded body according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[Structure of pleated compact]
(On terms)
In the present embodiment, the “pleat” means a structure obtained by continuously folding a planar material in a bellows shape, and is formed by pleating that repeatedly folds and folds the planar material at a specific pitch. .

プリーツ積層体とは、複数のプリーツを束ねた構造体を言う。プリーツ積層体は、例えば、山折りの部分が重なり合って形成された複数の「ひだ部」を有し、「ひだ部」は略直線状の折れ目を有する。なお、折れ目とは明確に折れ線が形成されたものに限定されるものではなく、湾曲して折り返されているような場合には、山折りの頂上付近のラインを意味している。また、プリーツを形成する前における平面状材料の両面は、プリーツ加工の後、それぞれプリーツ面の基礎面となり、複数のプリーツが積層されることによって基礎面が重なり、両方（表側と裏側）の表面それぞれがプリーツ面となる。 A pleated laminate refers to a structure in which a plurality of pleats are bundled. The pleated laminate has, for example, a plurality of “folded portions” formed by overlapping mountain fold portions, and the “folded portions” have substantially straight folds. Note that the crease is not limited to those in which a fold line is clearly formed, and in the case of being bent and folded, it means a line near the top of the mountain fold. In addition, both sides of the planar material before forming the pleats become the base surface of the pleat surface after pleating, respectively, and the base surface overlaps by laminating multiple pleats, both surfaces (front side and back side) Each becomes a pleated surface.

プリーツ積層体端面とは、プリーツ積層体のプリーツ面と垂直方向にある端部を含む仮想面、すなわち、複数のひだ部の端縁を含む仮想の平面を意味する。そして、プリーツ成型体とは、プリーツ積層体端面をシールして所定の形状に固定した成形体を言う。ここで、シールとは、封止の意味であり、具体的には、プリーツの間隙に接着剤を流し込み固化させて固定すること、溶融接着によりプリーツの間隙を埋めて固定することなどが例示される。プリーツ成形体の形状は箱型や円筒型等が例示できる。 The pleated laminate end surface means a virtual plane including an end portion perpendicular to the pleated surface of the pleated laminate, that is, a virtual plane including edges of a plurality of pleats. And a pleated molded object means the molded object which sealed the pleated laminated body end surface and was fixed to the predetermined shape. Here, the term “seal” means sealing, and specific examples thereof include pouring an adhesive into the gap between the pleats to solidify and fixing, filling the gap between the pleats by fusion bonding, and the like. The Examples of the shape of the pleated molded body include a box shape and a cylindrical shape.

図１は、本実施形態に係るプリーツ成形体を表側から見た概略の斜視図であり、図２は、裏側から見た概略の斜視図である。図１及び図２に示されるように、プリーツ成形体１は、複数のひだ部２ａを有するプリーツ積層体２を有し、プリーツ積層体端面４，５にはシール部１２が形成されている。なお、図１または図２において、プリーツ積層体端面４，５に沿った方向の寸法をプリーツ長さＬ３、プリーツ積層体端面４，５に直交する方向の寸法をプリーツ幅Ｌ１、ひだ部２ａの高さ方向の寸法をプリーツ高さＬ２と定義する。本実施形態に係るプリーツ成形体１では、図１に示すプリーツ面６（裏）側を被処理流体の二次側（二次側）２３とし、図２に示すプリーツ面７（表）側を被処理流体の供給側（一次側）２２としているが、逆であってもよい。なお、プリーツ面６及びプリーツ面７のうち、一方の面７のみが接着固定されており、プリーツ面６とプリーツ面７とは互いが独立するように区画されている。 FIG. 1 is a schematic perspective view of the pleated molded body according to the present embodiment as viewed from the front side, and FIG. 2 is a schematic perspective view as viewed from the back side. As shown in FIGS. 1 and 2, the pleated molded body 1 has a pleated laminate 2 having a plurality of pleats 2 a, and seal portions 12 are formed on the pleated laminate end faces 4 and 5. In FIG. 1 or FIG. 2, the dimension along the pleat laminate end faces 4 and 5 is the pleat length L3, the dimension perpendicular to the pleat laminate end faces 4 and 5 is the pleat width L1, and the pleat 2a. The dimension in the height direction is defined as the pleat height L2. In the pleated molded body 1 according to this embodiment, the pleated surface 6 (back) side shown in FIG. 1 is the secondary side (secondary side) 23 of the fluid to be processed, and the pleated surface 7 (front) side shown in FIG. Although the supply side (primary side) 22 of the fluid to be processed is used, the reverse may be possible. Of the pleated surface 6 and the pleated surface 7, only one surface 7 is bonded and fixed, and the pleated surface 6 and the pleated surface 7 are partitioned so as to be independent from each other.

プリーツ成形体の長さ方向の面、すなわちプリーツ積層体端面に直交する面８，９は、樹脂などでシール（以下「封止」とも言う）されることが好ましい。 It is preferable that the surfaces in the length direction of the pleated molded body, that is, the surfaces 8 and 9 orthogonal to the end surface of the pleated laminate are sealed (hereinafter also referred to as “sealing”) with a resin or the like.

プリーツ積層体（図３参照）２は、プリーツ状の平膜１０と、平膜の両面を補助するプリーツ状の補助部材１１とを有して構成される。平膜１０は、気体及び液体の少なくとも一方を含む流体の分離処理性能を有する膜である。また、補助部材１１は、平膜１０の機能を補助する材料からなる部材である。 The pleated laminate (see FIG. 3) 2 includes a pleated flat film 10 and pleated auxiliary members 11 that assist both surfaces of the flat film. The flat membrane 10 is a membrane having a separation performance of a fluid containing at least one of gas and liquid. The auxiliary member 11 is a member made of a material that assists the function of the flat membrane 10.

シール部１２は、プリーツ積層体端面４，５をシールする。このシールにより、プリーツ積層体２の各ひだ部２ａの端部が封止された状態になり、複数の封筒が並べられたような状態を形成する。なお、プリーツ面６，７のうち、一方の面７のみがシール部１２によってシールされており、プリーツ面６側の隣り合うひだ部２ａ，２ａ同士の間２８は、シールされていない。また、隣接するひだ部の山と山との頂点間の距離は、プリーツ積層体またはプリーツ成形体のピッチＰである。 The seal part 12 seals the end faces 4 and 5 of the pleated laminate. By this sealing, the end portions of the pleat portions 2a of the pleated laminate 2 are sealed, and a state in which a plurality of envelopes are arranged is formed. Of the pleat surfaces 6 and 7, only one surface 7 is sealed by the seal portion 12, and the space 28 between adjacent pleat portions 2a and 2a on the pleat surface 6 side is not sealed. Further, the distance between the peaks of the adjacent pleat portions is the pitch P of the pleated laminate or the pleated molded body.

一次側の圧力によるプリーツ積層体２の変形を防止するために、樹脂や金属で作製した補強フレーム１４（図２参照）を使用し、プリーツ成形体１に耐圧性を付与している。なお、補強フレーム１４は必要に応じて使用すれば足りるため、省略することも可能である。 In order to prevent deformation of the pleated laminate 2 due to the pressure on the primary side, a reinforced frame 14 (see FIG. 2) made of resin or metal is used to impart pressure resistance to the pleated molded body 1. The reinforcing frame 14 may be omitted because it is sufficient to use it as necessary.

プリーツ成形体１の大きさには特に制限はなく、モジュールの設計仕様により決定されるべきである。一般的には、プリーツ高さＬ２は、５ｍｍ以上２００ｍｍ以下である。プリーツ幅Ｌ１は一般的には、１ｍｍ以上１０００ｍｍ以下である。この幅Ｌ１は、中空糸モジュールの中空糸の長さに対応するが、平膜は、中空糸と比較して、この幅を短くすることが容易であるため、プリーツ面８，９に平行した方向の圧力損失を低く設計できることが特徴である。プリーツ積層体２を形成するひだ部２ａの枚数や長さには特に制限は無いが、プリーツ長さＬ３は、一般的には１０ｍｍ以上１０ｍ以下である。
［プリーツ成形体の製造方法］
（第１の工程）
本実施の形態では、第一の工程として、単層または多層の平面状材料用をプリーツ加工してプリーツ積層体２を得る。単層または多層の平面状材料は、平膜と、必要であれば補助部材を組み合わせることにより得られる。 There is no restriction | limiting in particular in the magnitude | size of the pleat molded object 1, It should be determined by the design specification of a module. Generally, the pleat height L2 is not less than 5 mm and not more than 200 mm. The pleat width L1 is generally 1 mm or more and 1000 mm or less. This width L1 corresponds to the length of the hollow fiber of the hollow fiber module, but the flat membrane is easier to shorten this width than the hollow fiber, so it is parallel to the pleated surfaces 8 and 9. It is a feature that the pressure loss in the direction can be designed low. The number and length of the pleats 2a forming the pleated laminate 2 are not particularly limited, but the pleat length L3 is generally 10 mm or more and 10 m or less.
[Production method of pleated molded body]
(First step)
In the present embodiment, as a first step, a pleated laminate 2 is obtained by pleating a single-layer or multilayer planar material. A single-layer or multilayer planar material can be obtained by combining a flat membrane and, if necessary, an auxiliary member.

平膜としては、（１）微細な孔のふるい効果により物質を分離するもの、（２）イオン的効果により物質を分離するもの、（３）非多孔膜を使用しその物理的・化学的性質により物質を分離するものが例示できる。（１）の具体例としては、流体から粒子を除去するための紙や不織布、水処理用のＭＦ（精密ろ過）膜・ＵＦ（限外ろ過）膜・ＲＯ（逆浸透）膜、分子ふるい膜、炭素系材料などが上げられる。（２）の具体例としては、イオン交換膜が挙げられる。（３）の具体例としては、高分子中への気体の溶解度および拡散速度の違いを利用した気体選択透過膜、金属薄膜を利用した気体選択透過膜などが挙げられる。分離の対象になる気体に特に制限は無いが、酸素、窒素、アンモニア、炭酸ガス、水素、ヘリウム、アルゴン、水蒸気、炭化水素、塩化水素、ＳＯｘ、ＮＯｘ、Ｃｌ２、Ｈ２Ｓなどが例示される。気体選択透過膜として用いる膜材料しては様々なものを用いることができる。高分子材料としては、例えば、ポリジメチルシロキサン、ポリジフェニルシロキサン、ポリメチルフェニルシロキサン、ポリジメチルシロキサンの共重合体、ポリ−４−メチルペンテン−１、ポリテトラフルオロエチレン、ポリテトラフルオロエチレンの共重合体、パーフルオロ−２，２−ジメチル−１，３−ジオキソールの共重合体、ポリ−ｐ−フェニレンオキシド、ポリビニルトリメチルシラン、フッ素化ポリマー／シロキサンコポリマー、ポリ〔１−（トリメチルシリル）−１−プロピン〕、酢酸セルロース、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリブタジエン、ポリ酢酸ビニル、ポリスチレン、ポリイミド、ＰＩＭＳ（Ｐｏｌｙｍｅｒｓｏｆｉｎｔｒｉｎｓｉｃｍｉｃｒｏｐｏｒｏｓｉｔｙ）およびこれらの共重合体などが挙げられる。この中でもオルガノポリシロキサン−ポリ尿素−ポリウレタンブロック共重合体やパーフルオロ−２，２−ジメチル−１，３−ジオキソールとテトラフルオロエチレンの共重合体は気体透過速度が高い点で好ましい。また無機材料としては、Ａ型ゼオライトなどが例示できる。 As flat membranes, (1) materials separated by the fine pore sieving effect, (2) materials separated by the ionic effect, (3) physical and chemical properties using non-porous membranes For example, a substance that separates substances can be exemplified. Specific examples of (1) include paper and nonwoven fabric for removing particles from fluids, MF (microfiltration) membranes, UF (ultrafiltration) membranes, RO (reverse osmosis) membranes, and molecular sieve membranes for water treatment. And carbon-based materials. A specific example of (2) is an ion exchange membrane. Specific examples of (3) include a gas selective permeable membrane using a difference in gas solubility and diffusion rate in a polymer, and a gas selective permeable membrane using a metal thin film. There are no particular limitations on the gas to be separated, but examples include oxygen, nitrogen, ammonia, carbon dioxide, hydrogen, helium, argon, water vapor, hydrocarbon, hydrogen chloride, SOx, NOx, Cl2, and H2S. Various membrane materials can be used as the gas selective permeable membrane. Examples of the polymer material include polydimethylsiloxane, polydiphenylsiloxane, polymethylphenylsiloxane, polydimethylsiloxane copolymer, poly-4-methylpentene-1, polytetrafluoroethylene, and polytetrafluoroethylene copolymer. Polymer, copolymer of perfluoro-2,2-dimethyl-1,3-dioxole, poly-p-phenylene oxide, polyvinyltrimethylsilane, fluorinated polymer / siloxane copolymer, poly [1- (trimethylsilyl) -1-propyne ], Cellulose acetate, polypropylene, polyethylene, polybutadiene, polyvinyl acetate, polystyrene, polyimide, PIMS (Polymers of intrinsic microporosity) and copolymers thereof. That. Among these, an organopolysiloxane-polyurea-polyurethane block copolymer and a copolymer of perfluoro-2,2-dimethyl-1,3-dioxole and tetrafluoroethylene are preferable in terms of high gas permeation rate. Examples of the inorganic material include A-type zeolite.

平膜の構造は単層構造や複合構造からなる。気体及び液体の少なくとも一方を含む流体の分離性樹脂層自身が自立膜としての強度を有する場合は単層構造が可能である。自立膜同士を積層させ複合構造とする場合もある。また、気体及び液体の少なくとも一方を含む流体の分離性樹脂の薄膜を微多孔膜支持体の上に形成させた複合構造からなる平膜も用いられる。複合構造を持つ平膜を複合膜と呼び、支持層の上に形成した流体分離層のことを分離層、スキン層、活性層、と呼ぶ。この場合機械的強度は微多孔膜が受け持ち、流体分離性能は、分離層が受け持つために、高い流体処理性能と高い機械的強度を兼ね備えた平膜を得ることができる。 The structure of the flat membrane is a single layer structure or a composite structure. When the separable resin layer of fluid containing at least one of gas and liquid has strength as a self-supporting membrane, a single layer structure is possible. In some cases, self-supporting films are laminated to form a composite structure. Further, a flat membrane having a composite structure in which a thin film of a fluid separating resin containing at least one of gas and liquid is formed on a microporous membrane support is also used. A flat membrane having a composite structure is called a composite membrane, and a fluid separation layer formed on a support layer is called a separation layer, a skin layer, or an active layer. In this case, since the mechanical strength is handled by the microporous membrane and the fluid separation performance is handled by the separation layer, a flat membrane having both high fluid processing performance and high mechanical strength can be obtained.

複合膜の作製方法としては、流体分離性樹脂の希薄溶液を微多孔膜に塗工、含浸、積層する方法や、層分離法により非対称微多孔膜を作製する過程で表面に気体及び液体の少なくとも一方を含む流体の分離性能を有するスキン層を形成させる方法がある。微多孔膜上に流体分離性樹脂を塗工する方法としては、種々の方式が採用可能であるが、例えば、グラビア塗工、マイクログラビア塗工、ダイ塗工、バー塗工、スプレー塗工、ディップ塗工、などの方法が挙げられる。スキン層を有する非対称微多孔膜は、ポリイミド系のスキン層を有する非対称微多孔膜などが例示される。 The composite membrane can be prepared by coating, impregnating or laminating a dilute solution of fluid-separating resin on the microporous membrane, or by producing at least gas and liquid on the surface in the process of producing the asymmetric microporous membrane by the layer separation method. There is a method of forming a skin layer having a fluid separation performance including one. Various methods can be adopted as a method for coating the fluid-separable resin on the microporous membrane. For example, gravure coating, microgravure coating, die coating, bar coating, spray coating, Examples of the method include dip coating. Examples of the asymmetric microporous membrane having a skin layer include an asymmetric microporous membrane having a polyimide skin layer.

平膜が気体分離膜の場合、その気体透過性は、透過速度Ｒで表現される。透過速度Ｒは単位時間、単位面積、単位分圧差における気体透過量で表され、単位としてＧＰＵ（Ｇａｓｐｅｒｍｅａｔｉｏｎｕｎｉｔ）＝１０^−６ｃｍ^３（ＳＴＰ）／ｃｍ^２・ｓｅｃ・ｃｍＨｇが広く使用されている。気体分離性樹脂の単位膜厚あたりの透過速度は透過係数Ｐと表現され、単位としてバーラー（ｂａｒｒｅｒ）＝１０^−１０ｃｍ^３（ＳＴＰ）ｃｍ／ｃｍ^２・ｓｅｃ・ｃｍＨｇが広く使用されている。透過速度Ｒが実際の膜自体の物性であるのに対して透過係数Ｐは材料固有の物理定数である。透過係数が高い材料であっても、必要十分な薄膜が得られない場合は透過速度Ｒが低くなり気体分離に適さない。分離係数αは任意の二種類の透過係数の比である。気体分離性樹脂層を微多孔膜上に塗工などの方法で形成した場合に、実際にはピンホール、塗工欠陥、気体分離性樹脂層のはがれなどの欠陥が存在する場合がある。この欠陥があると気体分離性能が低下する。ある気体分離膜について任意の二種類の気体透過速度の比は見かけの気体分離係数α’と定義できるが、気体分離性樹脂層に上記欠陥がある場合は、α’＜αとなる。 When the flat membrane is a gas separation membrane, the gas permeability is expressed by a permeation rate R. The permeation rate R is expressed by the gas permeation amount in unit time, unit area, and unit partial pressure difference, and GPU (Gas permeation unit) = 10 ⁻⁶ cm ³ (STP) / cm ² · sec · cmHg is widely used. Yes. The permeation rate per unit film thickness of the gas separating resin is expressed as a permeation coefficient P, and barrer = 10 ⁻¹⁰ cm ³ (STP) cm / cm ² · sec · cmHg is widely used as a unit. Whereas the permeation rate R is a physical property of the actual membrane itself, the permeation coefficient P is a physical constant specific to the material. Even if the material has a high permeation coefficient, if a necessary and sufficient thin film cannot be obtained, the permeation rate R becomes low and it is not suitable for gas separation. The separation coefficient α is the ratio of any two types of transmission coefficients. When the gas-separating resin layer is formed on the microporous film by a method such as coating, there may actually be defects such as pinholes, coating defects, and gas-separating resin layer peeling. If there is this defect, gas separation performance is lowered. The ratio of any two kinds of gas permeation rates with respect to a certain gas separation membrane can be defined as an apparent gas separation coefficient α ′. However, when the gas separation resin layer has the above-described defect, α ′ <α.

気体分離性樹脂の種類は目的とする用途に応じて選択される。気体分離膜の透過速度と見かけの分離係数は、主に気体分離性樹脂の種類とその薄膜形成のさせ方により決定される。燃焼制御用途で大量の酸素富化空気か窒素富化空気が欲しい場合は、酸素の透過速度Ｒは、１００ＧＰＵ以上１，０００，０００ＧＰＵ以下が好ましく、２００ＧＰＵ以上がより好ましく、５００ＧＰＵ以上が更に好ましく、１，０００ＧＰＵ以上がより更に好ましく、１，５００ＧＰＵ以上が特に好ましく、２，０００ＧＰＵ以上が極めて好ましく、２，５００ＧＰＵ以上が最も好ましい。酸素と窒素の分離係数α（＝ＲＯ_２／ＲＮ_２）は、１．１以上１，０００，０００以下が好ましく、１．５以上がより好ましく、１．８以上が更に好ましく、２．０以上がより更に好ましく、２．２以上が特に好ましく、２．４以上が極めて好ましく、２．６以上が最も好ましい。αが１．１より小さい場合は、酸素に随伴して多量の窒素が一次側から二次側(透過側)へ移動するため好ましくない。αが高いほど酸素に随伴する窒素の量を抑えることが出来るため好ましいが、一般的に分離係数と透過係数はトレードオフの関係にある。 The kind of gas separation resin is selected according to the intended use. The permeation rate and the apparent separation factor of the gas separation membrane are mainly determined by the type of the gas separation resin and how to form the thin film. When a large amount of oxygen-enriched air or nitrogen-enriched air is desired for combustion control applications, the oxygen permeation rate R is preferably 100 GPU or more and 1,000,000 GPU or less, more preferably 200 GPU or more, further preferably 500 GPU or more, 1,000 GPU or more is still more preferable, 1,500 GPU or more is particularly preferable, 2,000 GPU or more is very preferable, and 2500 GPU or more is most preferable. The separation factor α (= RO ₂ / RN ₂ ) between oxygen and nitrogen is preferably 1.1 or more and 1,000,000 or less, more preferably 1.5 or more, still more preferably 1.8 or more, and 2.0 or more. Is more preferable, 2.2 or higher is particularly preferable, 2.4 or higher is extremely preferable, and 2.6 or higher is most preferable. When α is smaller than 1.1, a large amount of nitrogen moves from the primary side to the secondary side (permeation side) accompanying oxygen, which is not preferable. Higher α is preferable because the amount of nitrogen accompanying oxygen can be suppressed, but generally, the separation coefficient and the permeation coefficient are in a trade-off relationship.

平膜の厚さは、１μｍ以上１，０００μｍ以下が好ましい。膜厚の下限は５μｍ以上がより好ましく、８μｍ以上が更に好ましく、１０μｍ以上が最も好ましい。膜厚の上限は５００μｍ以下がより好ましく、２００μｍ以下が更に好ましく、１００μｍ以下がより更に好ましく、５０μｍ以下が特に好ましく、３０μｍ以下が最も好ましい。膜厚が１μｍ未満になると、機械強度が不足する場合があり、膜厚が１，０００μｍを越えると透過速度が不足したり、一定の体積中に収められる膜の総面積が低下したりする場合がある。 The thickness of the flat membrane is preferably 1 μm or more and 1,000 μm or less. The lower limit of the film thickness is more preferably 5 μm or more, further preferably 8 μm or more, and most preferably 10 μm or more. The upper limit of the film thickness is more preferably 500 μm or less, further preferably 200 μm or less, still more preferably 100 μm or less, particularly preferably 50 μm or less, and most preferably 30 μm or less. When the film thickness is less than 1 μm, the mechanical strength may be insufficient. When the film thickness exceeds 1,000 μm, the transmission speed is insufficient, or the total area of the film contained in a certain volume is reduced. There is.

複合膜の場合、平膜の支持層は、気体及び液体の少なくとも一方を含む流体の透過性と機械強度に優れ、プリーツ加工可能な平膜であれば様々なものを用いることが出来るが、織布、不織布、微多孔膜等が例示できる。微多孔膜としては、ポリイミド微多孔膜、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）微多孔膜、ポリオレフィン微多孔膜、ＰＡＮ（ポリアクリロニトリル）微多孔膜、ＰＳ（ポリスルホン）微多孔膜、ＰＥＳ（ポリエーテルスルホン）微多孔膜など様々な微多孔膜を用いることが出来る。このうちポリオレフィン微多孔膜やポリスルホン微多孔膜、ポリエーテルスルホン微多孔膜が好ましい。ポリオレフィン微多孔膜としては、ポリエチレン微多孔膜、ポリプロピレン微多孔膜、ポリエチレンとポリプロピレンがブレンドされた微多孔膜、ポリエチレンおよびまたはポリプロピレンに耐熱性樹脂などの第三成分がブレンドされた微多孔膜が例示できる。 In the case of a composite membrane, a flat membrane support layer can be used as long as it is a flat membrane that is excellent in permeability and mechanical strength of a fluid containing at least one of gas and liquid and can be pleated. Examples thereof include cloth, nonwoven fabric, and microporous membrane. Microporous membranes include polyimide microporous membrane, PVDF (polyvinylidene fluoride) microporous membrane, polyolefin microporous membrane, PAN (polyacrylonitrile) microporous membrane, PS (polysulfone) microporous membrane, PES (polyethersulfone) microporous membrane Various microporous films such as a porous film can be used. Of these, polyolefin microporous membranes, polysulfone microporous membranes, and polyethersulfone microporous membranes are preferred. Examples of polyolefin microporous membrane include polyethylene microporous membrane, polypropylene microporous membrane, microporous membrane blended with polyethylene and polypropylene, and microporous membrane blended with polyethylene and / or polypropylene with a third component such as heat resistant resin. it can.

平膜の支持層の気孔率は、５％以上９５％以下が好ましい。気孔率の下限は１０％以上がより好ましく、２０％以上が更に好ましく、３０％以上がより更に好ましく、４０％以上が最も好ましい。気孔率が５％未満では、気体透過性が不足する場合がある。気孔率が９５％を越えると、機械強度が不足する場合がある。支持層の平均孔径は、０．１ｎｍ以上１０μｍ以下が好ましい。平均孔径の下限は８０ｎｍ以上がより好ましく、５０ｎｍ以上が更に好ましく、２０ｎｍ以上がより更に好ましく、１０ｎｍ以上が特に好ましく、０．１ｎｍ以上が最も好ましい。平均孔径の上限は１μｍ以下がより好ましく、５００ｎｍ以下が更に好ましく、２００ｎｍ以下がより更に好ましく、１５０ｎｍ以下が特に好ましい。平均孔径が０．１ｎｍ未満の場合は気孔率や表面開口率が低い場合が多いため好ましくない。平均孔径が１０μｍを超える場合は分離層の厚さに対して大きくなりすぎるため好ましくない。 The porosity of the flat membrane support layer is preferably 5% or more and 95% or less. The lower limit of the porosity is more preferably 10% or more, further preferably 20% or more, still more preferably 30% or more, and most preferably 40% or more. If the porosity is less than 5%, gas permeability may be insufficient. If the porosity exceeds 95%, the mechanical strength may be insufficient. The average pore diameter of the support layer is preferably from 0.1 nm to 10 μm. The lower limit of the average pore diameter is more preferably 80 nm or more, further preferably 50 nm or more, still more preferably 20 nm or more, particularly preferably 10 nm or more, and most preferably 0.1 nm or more. The upper limit of the average pore diameter is more preferably 1 μm or less, further preferably 500 nm or less, still more preferably 200 nm or less, and particularly preferably 150 nm or less. When the average pore diameter is less than 0.1 nm, the porosity and the surface aperture ratio are often low, which is not preferable. An average pore diameter exceeding 10 μm is not preferable because it becomes too large with respect to the thickness of the separation layer.

気体分離膜の分離層の膜厚は、１ｎｍ以上１０μｍ以下が好ましい。分離層の膜厚は薄いほど気体透過速度Ｐが大になるので好ましい。また膜に欠陥が少ないことが好ましく、欠陥が無いことが最も好ましい。膜厚の上限は１μｍ以下がより好ましく、５００ｎｍ以下が更に好ましく、３００ｎｍ以下がより更に好ましく、２００ｎｍが特に好ましく、１００ｎｍ以下が極めて好ましく、５０ｎｍ以下が最も好ましい。透過係数が十分に高い場合は膜厚が厚くても用いることが可能である。 The thickness of the separation layer of the gas separation membrane is preferably 1 nm or more and 10 μm or less. A thinner separation layer is preferable because the gas permeation rate P increases. The film preferably has few defects, and most preferably has no defects. The upper limit of the film thickness is more preferably 1 μm or less, further preferably 500 nm or less, still more preferably 300 nm or less, particularly preferably 200 nm, extremely preferably 100 nm or less, and most preferably 50 nm or less. If the transmission coefficient is sufficiently high, it can be used even if the film thickness is large.

本実施の形態における補助部材（以下「スペーサー」とも言う。）とは、物質の分離機能を有する平膜をプリーツ加工する際に平膜の面同士の接触を防止することで膜の利用効率を高く維持し、平膜を物理的力から保護し、平膜の面間に流体の流路を確保し、プリーツ積層体を構成する各ひだ部に自立性を付与するための材料である。補助部材としては、一枚ないし複数枚の通気・通液性補強材や振動・圧力などの物理的力から平膜を保護する緩衝材料などが例示できる。各ひだ部間の流体の流路を確実に確保するために一枚ないし複数枚の補助部材を使用することが好ましく、平膜を通気・通液性補強材で挟んだ構造とすることがさらに好ましい。補助部材は、平膜の両面もしくは片面に設けるが、平膜の表裏間での圧力差が顕著な場合は少なくとも低圧側（二次側）に設けることが好ましい。被処理流体（気体及び液体の少なくとも一方を含む流体）は、高圧側（一次側）から膜を通って低圧側（二次側）にその一部または全部が移動する。一次側の被処理流体が膜面に平行に流れる構造の場合は、圧力損失が低くなるように一次側の補助部材を設計することが好ましい。この圧力損失は、補助部材の空隙率や構造に依存する。二次側は、膜を介して高圧である一次側から圧縮の応力を受ける。このため、二次側の補助部材は、この応力に耐えて二次側の被処理流体の流路が確保できる強度が必要である。また、二次側被処理流体の圧力損失が低いことも必要である。高圧縮強度、高空隙、の観点から補助部材の設計をすることが必要である。 The auxiliary member (hereinafter also referred to as “spacer”) in the present embodiment means that the use efficiency of the membrane is reduced by preventing contact between the surfaces of the flat membrane when the flat membrane having a function of separating substances is pleated. It is a material for maintaining high, protecting the flat membrane from physical force, securing a fluid flow path between the flat membrane surfaces, and providing self-supporting property to each pleat portion constituting the pleated laminate. Examples of the auxiliary member include one or a plurality of ventilation / liquid-permeable reinforcing materials and a buffer material that protects the flat membrane from physical forces such as vibration and pressure. It is preferable to use one or a plurality of auxiliary members in order to ensure a fluid flow path between the pleats, and a structure in which a flat membrane is sandwiched between ventilation / liquid-permeable reinforcing materials is further used. preferable. The auxiliary member is provided on both sides or one side of the flat membrane, but is preferably provided at least on the low pressure side (secondary side) when the pressure difference between the front and back sides of the flat membrane is significant. Part or all of the fluid to be treated (fluid containing at least one of gas and liquid) moves from the high pressure side (primary side) through the membrane to the low pressure side (secondary side). In the case of a structure in which the fluid to be treated on the primary side flows parallel to the membrane surface, it is preferable to design the auxiliary member on the primary side so that the pressure loss is low. This pressure loss depends on the porosity and structure of the auxiliary member. The secondary side receives compressive stress from the primary side that is at high pressure through the membrane. For this reason, the auxiliary member on the secondary side needs to be strong enough to withstand this stress and secure a flow path for the fluid to be treated on the secondary side. Moreover, it is also necessary that the pressure loss of the secondary side treated fluid is low. It is necessary to design the auxiliary member from the viewpoint of high compressive strength and high voids.

補助部材としては、高分子材料や金属材料が使用可能であるが、高分子材料の方が平膜に対する損傷が少ないので好ましい。高分子材料としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ナイロン等が例示される。補助部材の形態としては、規則的繰り返し構造を有する網状材料や、不規則な空隙構造を有する不織布などが使用できる。前者の具体例としては、織物が挙げられるが、織り方としては例えば平織り、綾織、朱子織り、その他の複合的な織り方が特に制限無く使用できる。横糸同士の間隔(オープニングや縦糸同士の間隔(オープニング)に特に制限はないが、１００μｍから１０ｍｍの間が通常の間隔である。平膜同士が密着しない程度のオープニングで、流体が平膜間を流れる場合の圧力損失が許容できる程度のオープニングであることが必要である。オープニングが大きい補助部材の場合は、縦糸と横糸の交点がずれないように、交点を融着などの方法で止めたものが好ましい。不織布の具体例としては、短繊維よりなる不織布や長繊維よりなる不織布が上げられる。不織布の空隙率に対する考え方も、織物のオープニングと同じであり、平膜同士が密着しない程度の空隙率で、流体が平膜間を流れる場合の圧力損失が許容できる程度の空隙率であることが必要である。 As the auxiliary member, a polymer material or a metal material can be used, but the polymer material is preferable because the damage to the flat membrane is less. Examples of the polymer material include polyethylene, polypropylene, polyester, nylon, and the like. As the form of the auxiliary member, a net-like material having a regular repeating structure, a nonwoven fabric having an irregular void structure, or the like can be used. Specific examples of the former include woven fabrics. As the weaving method, for example, plain weaving, twill weaving, satin weaving, and other complex weaving methods can be used without particular limitation. The spacing between the weft yarns (opening and the spacing between the warp yarns (opening) is not particularly limited, but the normal spacing is between 100 μm and 10 mm. The opening is such that the flat membranes do not adhere to each other, and the fluid passes between the flat membranes. The opening must be such that the pressure loss when flowing is acceptable, and in the case of an auxiliary member with a large opening, the intersection is stopped by a method such as fusion so that the intersection of the warp and weft does not deviate. Specific examples of non-woven fabrics include non-woven fabrics made of short fibers and non-woven fabrics made of long fibers.The concept of the non-woven fabric porosity is the same as that of the opening of the woven fabric, and the voids are such that the flat membranes do not adhere to each other. It is necessary that the porosity be such that the pressure loss is acceptable when the fluid flows between the flat membranes.

補助部材の厚さは、０．０１ｍｍ以上５ｍｍ以下が好ましい。厚さが０．０１ｍｍ未満では、機械強度が不足する場合がありまたシール用接着剤がひだ部間に入りにくくなる。厚さが５ｍｍを越えると、気体分離性能が低下する場合がある。より好ましくは、補助部材（スペーサー）の厚さは、０．０２ｍｍ以上5ｍｍ以下であり、さらに好ましくは、０．０５ｍｍ以上2ｍｍ以下であり、０．１ｍｍ以上２ｍｍ以下が最も好ましい。補助部材の気孔率は、３０％以上９５％以下が好ましい。気孔率が３０％未満では、気体及び液体の少なくとも一方を含む流体の分離性が不足する場合があり、気孔率が９５％を超えると、機械強度が不足する場合がある。補助部材の厚さと気孔率は、気体または液体が流れるときの圧力損失を決定する因子の一つであり、箱型プリーツの圧力損失仕様により設計される。補助部材にネットを使用する際の糸の直径は、０．０１ｍｍ以上２ｍｍ以下が好ましい。線径が０．０１ｍｍより小さい場合は、圧力を受けた膜がネットの網目から押し出され、隣接する膜と膜が接触することによって２次側流路の一部もしくは全部を閉鎖する可能性があるため好ましくない場合がある。線径が２ｍｍより大きい場合は膜の使用効率が低下するため好ましくない場合がある。またメッシュ数は、２以上１，０００以下が好ましい。糸の直径とメッシュ数も、気体または液体が流れるときの圧力損失を決定する因子の一つであり、糸の直径が大になると流体の圧力損失が大になり、メッシュ数が大になると同様に流体の圧力損失が大になる。 The thickness of the auxiliary member is preferably 0.01 mm or more and 5 mm or less. If the thickness is less than 0.01 mm, the mechanical strength may be insufficient, and the sealing adhesive will not easily enter between the pleats. If the thickness exceeds 5 mm, gas separation performance may be deteriorated. More preferably, the auxiliary member (spacer) has a thickness of 0.02 mm to 5 mm, more preferably 0.05 mm to 2 mm, and most preferably 0.1 mm to 2 mm. The porosity of the auxiliary member is preferably 30% or more and 95% or less. If the porosity is less than 30%, the separability of a fluid containing at least one of gas and liquid may be insufficient, and if the porosity exceeds 95%, the mechanical strength may be insufficient. The thickness and porosity of the auxiliary member are one of the factors that determine the pressure loss when a gas or liquid flows, and are designed according to the pressure loss specification of the box-type pleats. The diameter of the yarn when using a net for the auxiliary member is preferably 0.01 mm or more and 2 mm or less. When the wire diameter is smaller than 0.01 mm, the membrane under pressure is pushed out from the net of the net, and there is a possibility of closing a part or all of the secondary side flow path by contacting the membrane with the adjacent membrane. There are cases where it is not preferable. When the wire diameter is larger than 2 mm, the use efficiency of the membrane is lowered, which may not be preferable. The number of meshes is preferably 2 or more and 1,000 or less. The thread diameter and the number of meshes are also one of the factors that determine the pressure loss when a gas or liquid flows. The larger the thread diameter, the larger the fluid pressure loss, and the larger the mesh number. In addition, the pressure loss of the fluid becomes large.

上に記載したようにプリーツ積層体中の平膜は補助部材によりその間隔が維持される。プリーツ積層体中の隣り合う平膜同士の平均間隔は、０．０１ｍｍ以上５ｍｍ以下であることが好ましい。０．０１ｍｍ未満では、ひだ部間に接着剤がその表面張力によりせり上がりやすくなるか、接着剤の粘度が高すぎる場合はひだ部間に接着剤が入らないと言った現象が生じる。５ｍｍ以上では、一定のエレメント体積中に収められる平膜の総面積が低下する。隣り合う平膜同士の平均間隔は、より好ましくは、０．０５ｍｍ以上３ｍｍ以下であり、さらに好ましくは、０．１０ｍｍ以上、２ｍｍ以下であり、最も好ましくは０．１０ｍｍ以上、１ｍｍ以下である。 As described above, the distance between the flat films in the pleated laminate is maintained by the auxiliary member. The average distance between adjacent flat films in the pleated laminate is preferably 0.01 mm or more and 5 mm or less. If the thickness is less than 0.01 mm, the adhesive tends to rise between the pleats due to the surface tension, or if the viscosity of the adhesive is too high, a phenomenon occurs in which the adhesive does not enter between the pleats. If it is 5 mm or more, the total area of the flat membrane contained in a certain element volume decreases. The average interval between adjacent flat membranes is more preferably 0.05 mm or more and 3 mm or less, further preferably 0.10 mm or more and 2 mm or less, and most preferably 0.10 mm or more and 1 mm or less.

本実施の形態のプリーツ加工とは、平面状材料に対して山折り谷折りを繰り返すことで蛇腹上に連続して折りたたむ加工方法であり、レシプロ（アコーディオン）プリーツマシンやロータリープリーツマシン等のプリーツマシンを用いて作製することが可能である。プリーツ加工をした平面状材料は、このような加工を行わない平面状材料に比べ、同じ投影面積、同じ容積の中により大きな面積を収納することができる。通常は平膜と補助部材を積層したのちプリーツ加工を施すが、平膜単独でプリーツ加工を施したあとひだ部間に補助部材を挿入することも可能である。プリーツ積層体とは、上記プリーツ加工により作製される構造体であり、複数枚のプリーツを束ねた構造を有する。積層数には特に制限は無く、目的とする装置の仕様により決定される。 The pleating process according to the present embodiment is a processing method for continuously folding a flat material on a bellows by repeating mountain folds and valley folds, and a pleating machine such as a reciprocating (accordion) pleating machine or a rotary pleating machine. It is possible to produce using. The planar material subjected to the pleating process can accommodate a larger area in the same projected area and the same volume as compared with the planar material not subjected to such a process. Usually, the pleating process is performed after laminating the flat film and the auxiliary member, but it is also possible to insert the auxiliary member between the pleats after performing the pleating process with the flat film alone. The pleated laminate is a structure produced by the pleating process, and has a structure in which a plurality of pleats are bundled. There is no restriction | limiting in particular in the number of lamination | stacking, and it determines with the specification of the target apparatus.

プリーツマシンにより得られるプリーツ積層体の長さと幅を所定の大きさに切断すると箱型プリーツ積層体が得られる。またこの箱型プリーツ積層体の両端のプリーツ面を合わせるようにして筒状に成型すると円筒型プリーツ積層体となる。以下の工程では、これら箱型プリーツ積層体でも円筒型プリーツ積層体でも適用可能である。
（第二工程）
本実施の形態における第二の工程では、プリーツ積層体端面４、５を封止して封止部４ａ，５ａ（図４参照）を形成する。封止方法としては、溶剤型接着剤、熱硬化型接着剤や光硬化型接着剤等の反応性接着剤を用いる方法、溶融樹脂を充填する方法、プリーツ積層体端面そのものを溶融して封止する方法、粘着性樹脂を充填する方法、粘着テープを貼り付ける方法、粉体を充填する方法等が例示できる。この工程の封止は、次工程の封止剤が一方のプリーツ面から他方のプリーツ面に移行することを阻止する役目を持つ。この工程の封止剤(以下、「シール剤」または「接着剤」とも言う)は粘度が低いとひだ部間に表面張力でせり上がりプリーツ面を汚損するので、隣り合うひだ部同士の間隔に応じて、せり上がりがないように粘度を調整すべきである。この工程でのシールは、プリーツ積層体端面にシール剤を配したのち静止状態でシール剤が固化するまで放置するいわゆる静置法や、遠心力でプリーツ積層体端面にシール剤を充填する遠心シール法を使用することができる。
（第三工程）
本実施の形態の第三工程では、プリーツ積層体端面に対して、内側から外側に向けてほぼ垂直方向に遠心力が働くようにプリーツ積層体を遠心機に設置し、プリーツ積層体を回転させ、遠心力を利用して、プリーツ面の一方の側縁部のみに接着剤を供給してプリーツ積層体端面の内側周辺を接着固定する。 When the length and width of the pleated laminate obtained by the pleat machine are cut into a predetermined size, a box-shaped pleated laminate is obtained. Further, when this box-shaped pleated laminate is molded into a cylindrical shape so that the pleat surfaces at both ends are matched, a cylindrical pleated laminate is obtained. In the following steps, these box-type pleated laminates and cylindrical pleated laminates can be applied.
(Second step)
In the second step in the present embodiment, the pleated laminate end faces 4 and 5 are sealed to form the sealing portions 4a and 5a (see FIG. 4). As a sealing method, a solvent-type adhesive, a method using a reactive adhesive such as a thermosetting adhesive or a photo-curable adhesive, a method of filling a molten resin, and melting and sealing the end face of the pleated laminate itself Examples thereof include a method for filling, a method for filling an adhesive resin, a method for attaching an adhesive tape, a method for filling powder, and the like. The sealing in this step serves to prevent the sealing agent in the next step from shifting from one pleated surface to the other pleated surface. The sealant in this process (hereinafter also referred to as “sealant” or “adhesive”) rises due to surface tension between the pleats when the viscosity is low, so that the pleated surface is soiled. Accordingly, the viscosity should be adjusted so as not to rise. Sealing in this process can be performed by placing the sealant on the end face of the pleated laminate and leaving it standing until the sealant solidifies in a stationary state, or by using a centrifugal seal that fills the end face of the pleated laminate with centrifugal force. The method can be used.
(Third process)
In the third step of the present embodiment, the pleated laminate is installed in the centrifuge so that centrifugal force acts in a substantially vertical direction from the inside to the outside with respect to the end surface of the pleated laminate, and the pleated laminate is rotated. Then, using the centrifugal force, an adhesive is supplied only to one side edge portion of the pleated surface to adhere and fix the inner periphery of the end surface of the pleated laminate.

遠心力を利用して接着剤を供給する方法について、図４を参照して説明する。図４は、遠心力を利用して接着剤を供給する第１の方法を模式的に示す説明図である。 A method of supplying an adhesive using centrifugal force will be described with reference to FIG. FIG. 4 is an explanatory view schematically showing a first method of supplying an adhesive using centrifugal force.

図４に示されるように、プリーツ積層体端面４，５は、第二の工程で封止されており、本方法では、封止されたプリーツ積層体端面４，５に蓋１５を被せて固定している。プリーツ積層体端面４の内側Ｓ１に接着剤を供給する場合を説明すると、プリーツ積層体端面４に取付けられた蓋１５には、プリーツ積層体端面４の内側Ｓ１に連通する連通孔が設けられており、この連通孔にチューブ１７が通されて固定されている。チューブ１７は、硬化前の液状接着剤を貯留する容器１６に連結されている。 As shown in FIG. 4, the pleated laminate end faces 4 and 5 are sealed in the second step. In this method, the sealed pleated laminate end faces 4 and 5 are covered with a lid 15 and fixed. is doing. The case where the adhesive is supplied to the inner side S1 of the pleated laminate end face 4 will be described. The lid 15 attached to the pleated laminate end face 4 is provided with a communication hole communicating with the inner side S1 of the pleated laminate end face 4. The tube 17 is passed through the communication hole and fixed. The tube 17 is connected to a container 16 that stores a liquid adhesive before curing.

次に、プリーツ積層体端面４の内側Ｓ１から外側Ｓ２に向けて遠心力がかかるように遠心機に設置する。より詳細には、軸１８を中心に回転するベース部３０にプリーツ積層体２及び容器１６を固定し、チューブ１７をプリーツ積層体端面４側の蓋１５に固定する。ここで、プリーツ積層体２は、プリーツ積層体端面５を軸１８側に向け、プリーツ積層体端面４を逆側に向けて設置する。設置が完了した後、プリーツ積層体２及び容器１６を回転させると、プリーツ積層体２には、ひだ部２ａの折り目Ｒｃに沿った方向に遠心力が働き、容器１６内の接着剤は遠心力により容器１６からチューブ１７を通り、プリーツ積層体端面４の内側の一方のプリーツ面の側に移行し、所定の時間経過後に硬化する。その結果、プリーツ積層体２には、一方のプリーツ面のみ接着剤が供給された状態になる。蓋１５は、接着剤が固化した後に取り外す場合と、取り外さずに硬化した接着剤と一体化させる場合があるが、一体化させる場合には、封止部４ａを除去する際に切断等する必要があるため、蓋１５の材質は、使用方法により適宜選択されるべきである。この方法により、流体を分離処理するための一次側のプリーツ面と二次側のプリーツ面とは隔離され、プリーツ面の一方の面のみが接着固定された状態となる。 Next, it installs in a centrifuge so that a centrifugal force may be applied toward the outer side S2 from the inner side S1 of the pleated laminate end face 4. More specifically, the pleated laminate 2 and the container 16 are fixed to the base portion 30 that rotates about the shaft 18, and the tube 17 is fixed to the lid 15 on the pleated laminate end face 4 side. Here, the pleated laminate 2 is installed with the pleated laminate end face 5 facing the shaft 18 and the pleated laminate end face 4 facing the opposite side. When the pleated laminate 2 and the container 16 are rotated after the installation is completed, a centrifugal force acts on the pleated laminate 2 in the direction along the crease Rc of the pleated portion 2a, and the adhesive in the container 16 becomes a centrifugal force. By passing through the tube 17 from the container 16 to the one pleated surface side inside the pleated laminate end surface 4, it is cured after a predetermined time. As a result, the adhesive is supplied to the pleated laminate 2 only on one of the pleat surfaces. The lid 15 may be removed after the adhesive is solidified, or may be integrated with the cured adhesive without being removed. However, in the case of integration, the lid 15 needs to be cut when removing the sealing portion 4a. Therefore, the material of the lid 15 should be appropriately selected depending on the usage method. By this method, the primary side pleat surface and the secondary side pleat surface for separating the fluid are separated, and only one surface of the pleat surface is bonded and fixed.

遠心機の軸１８は、重力に平行な場合と、重力に垂直な場合のどちらでも良い。前者の場合は、接着剤に作用する力の向きは、遠心力のベクトルと重力のベクトルを合成したベクトルＶの方向になるので、この合力の方向とシールされる面が垂直となるようにボックスプリーツを遠心機に固定することが好ましい。 The centrifuge shaft 18 may be either parallel to gravity or perpendicular to gravity. In the former case, the direction of the force acting on the adhesive is in the direction of the vector V, which is a combination of the centrifugal force vector and the gravity vector, so the direction of the resultant force and the sealed surface are perpendicular to each other. It is preferable to fix the pleats to the centrifuge.

プリーツ積層体端面５の内側の一方のプリーツ面の側にも同様に接着材が供給されてシールされるが、プリーツ積層体端面４，５のシールは片面ずつ順番に行っても良く、またプリーツ積層体端面４、５の中心を遠心軸として両端面を一度にシールしても良い。遠心力ＦはＦ＝ｍｒω^２であるから、シール面と遠心軸の距離が短い場合は、所定の遠心力を得るために遠心機の回転数を高くする必要がある。この場合はシール面の遠心機の軸からの距離を大きくとり、片面ずつシールする方が遠心機の回転数を抑えることができる。遠心力は１０Ｇ以上であることが好ましい。これ以下の場合、接着剤が表面張力で被着体のひだ部２ａ間を重力と反対方向にせり上がる傾向が大になる。遠心力の上限はプリーツ構造の強度に依存する。ボックスプリーツ構造やその構成部材が遠心力で破壊されない範囲で遠心力を大にすることが好ましい。 Similarly, the adhesive material is supplied to the inner side of the pleated laminate end face 5 so as to be sealed, but the pleated laminate end faces 4 and 5 may be sealed one by one in order. You may seal both end surfaces at once by making the center of the laminated body end surfaces 4 and 5 into a centrifugal axis. Since the centrifugal force F is F = mrω ^2, when the distance of the sealing surface and the centrifugal axis is short, it is necessary to increase the rotational speed of the centrifuge in order to obtain a predetermined centrifugal force. In this case, the rotational speed of the centrifuge can be suppressed by increasing the distance of the sealing surface from the centrifuge shaft and sealing one surface at a time. The centrifugal force is preferably 10G or more. In the case of less than this, the tendency of the adhesive to rise between the folds 2a of the adherend in the direction opposite to the gravity due to the surface tension becomes large. The upper limit of the centrifugal force depends on the strength of the pleated structure. It is preferable to increase the centrifugal force within a range in which the box pleat structure and its constituent members are not broken by the centrifugal force.

シール用の接着剤は、その未硬化前の粘度が５０，０００ｍＰａ・ｓ以下のものを使用することが好ましい。粘度が高すぎる場合は被着体の間隙に接着剤が流れ込みにくくなる。接着剤の種類には特に制限はないが、被着体の材質により選択することが好ましい。シール用接着剤としては特に制限はなく、使用する被着体の材質により適宜選択されるべきである。 It is preferable to use an adhesive for sealing having an uncured viscosity of 50,000 mPa · s or less. When the viscosity is too high, it becomes difficult for the adhesive to flow into the gap between the adherends. Although there is no restriction | limiting in particular in the kind of adhesive agent, It is preferable to select with the material of a to-be-adhered body. There is no restriction | limiting in particular as an adhesive agent for sealing, It should select suitably by the material of the to-be-adhered body to be used.

具体的には反応系接着剤、溶液系接着剤、水分散系接着剤が例示できる。より具体的には、天然系接着剤としてアスファルト、アラビアガム、アルブミン、漆（マスチック、Mastic）、カゼイン接着剤、天然ゴム系接着剤、デンプン系接着剤、膠系接着剤、フィブリン接着剤、松やに、などが例示できる。合成系接着剤としては、アクリル系接着剤、アクリル系嫌気性接着剤、アクリル系エマルジョン接着剤、α-オレフィン系接着剤、ウレタン系接着剤、ウレタン樹脂溶剤系接着剤、ウレタンエマルジョン接着剤、エーテル系セルロ−ス、エチレン-酢酸ビニルエマルジョン接着剤、エチレン-酢酸ビニル系ホットメルト接着剤、エポキシ系接着剤、エポキシエマルジョン接着剤、塩化ビニル樹脂溶剤系接着剤、クロロプレンゴム系接着剤、酢酸ビニルエマルジョン接着剤、シアノアクリレート系接着剤、シリコーン系接着剤、水性高分子-イソシアネート系接着剤、スチレン-ブタジエンゴム溶液系接着剤、スチレン-ブタジエンゴム系ラテックス接着剤、ニトリルゴム系接着剤、ニトロセルロース接着剤、ホットメルト接着剤、反応性ホットメルト接着剤、フェノール樹脂系接着剤、変成シリコーン系接着剤、ポリイミド系接着剤、ポリ酢酸ビニル樹脂溶液系接着剤、ポリスチレン樹脂溶剤系接着剤、ポリビニルアルコール系接着剤、ポリビニルピロリドン系接着剤、ポリビニルブチラール系接着剤、ポリベンズイミダソール接着剤、ポリメタクリレート溶液系接着剤、メラミン系接着剤、ユリア系接着剤、レゾルシノール系接着剤などが例示できる。これらの接着剤の中では、合成系接着剤が好ましく、ウレタン系、エポキシ系などの反応性接着剤がさらに好ましい。
（第四工程）
本実施の形態の第四工程では、第二工程で形成した封止部４ａ，５ａを除去する。通常これは、第二工程の封止部４ａ，５ａをプリーツ積層体１から切り離すことで行われる。このようにして、プリーツ積層体端面４，５周辺のプリーツ面６，７の一方の面のみが封止されたいわゆる封筒型構造を有するプリーツ成形体１が作製できる。 Specific examples include a reactive adhesive, a solution adhesive, and a water dispersion adhesive. More specifically, natural adhesives include asphalt, gum arabic, albumin, lacquer (mastic), casein adhesive, natural rubber adhesive, starch adhesive, glue adhesive, fibrin adhesive, pine tree Can be exemplified. Synthetic adhesives include acrylic adhesives, acrylic anaerobic adhesives, acrylic emulsion adhesives, α-olefin adhesives, urethane adhesives, urethane resin solvent adhesives, urethane emulsion adhesives, ethers Cellulose, ethylene-vinyl acetate emulsion adhesive, ethylene-vinyl acetate hot melt adhesive, epoxy adhesive, epoxy emulsion adhesive, vinyl chloride resin solvent adhesive, chloroprene rubber adhesive, vinyl acetate emulsion Adhesive, cyanoacrylate adhesive, silicone adhesive, aqueous polymer-isocyanate adhesive, styrene-butadiene rubber solution adhesive, styrene-butadiene rubber latex adhesive, nitrile rubber adhesive, nitrocellulose adhesive Agent, hot melt adhesive, reactive hot melt Adhesives, phenol resin adhesives, modified silicone adhesives, polyimide adhesives, polyvinyl acetate resin solution adhesives, polystyrene resin solvent adhesives, polyvinyl alcohol adhesives, polyvinyl pyrrolidone adhesives, polyvinyl butyral Examples of such adhesives include polybenzide adhesives, polybenzimidazole adhesives, polymethacrylate solution adhesives, melamine adhesives, urea adhesives, and resorcinol adhesives. Among these adhesives, synthetic adhesives are preferable, and reactive adhesives such as urethane and epoxy are more preferable.
(Fourth process)
In the fourth step of the present embodiment, the sealing portions 4a and 5a formed in the second step are removed. Usually, this is performed by separating the sealing portions 4a and 5a in the second step from the pleated laminate 1. In this way, the pleated molded body 1 having a so-called envelope-type structure in which only one surface of the pleated surfaces 6 and 7 around the pleated laminate end surfaces 4 and 5 is sealed can be manufactured.

第一工程で箱型プリーツ積層体を作成した場合は、最終的に箱型プリーツ成形体１が得られ、円筒型プリーツ積層体を選択した場合は、最終的に円筒型プリーツ成形体１Ａ，１Ｂ（図６参照）が得られる。 When a box-type pleated laminate is prepared in the first step, a box-type pleated molded body 1 is finally obtained. When a cylindrical pleated laminate is selected, the cylindrical pleated molded bodies 1A and 1B are finally obtained. (See FIG. 6).

図６に示されるように、円筒型プリーツ積層体としては、単に円筒の周囲にプリーツを巻きつけた形状(「単純円筒型プリーツ成形体」と言う)１Ａと（図６（ａ）参照）、円筒形の周囲にプリーツをまきつけた後にプリーツをスパイラル状に重ねてさらに巻きつける形状（「スパイラル型プリーツ成形体」と言う）１Ｂがある（図６（ｂ）参照）。スパイラル型プリーツ積層体１Ｂは、ひだ部の間隔が一定になるため、プリーツエレメント内の流体の流れが均一になやすく、封止剤（接着剤）の使用量も少なく、単純円筒型プリーツ積層体１Ａよりもエレメントの小型化が図れるなどの点で好ましい。
（プリーツ成形体の使用方法）
本実施の形態におけるプリーツ成形体１，１Ａ，１Ｂは、これをエレメントとして直接ハウジングに収めるか、プリーツ成形体１，１Ａ，１Ｂの周囲を樹脂や金属製の補強フレーム１４で補強してエレメントとしてハウジングに収めることで使用される。プリーツ成形体１，１Ａ，１Ｂへの被処理流体の典型的な流し方について、図５を参照して説明する。図５は、プリーツ成形体によって分離処理される流体の流れを示す説明図である。 As shown in FIG. 6, as the cylindrical pleated laminate, a shape in which pleats are simply wrapped around a cylinder (referred to as “simple cylindrical pleated molded body”) 1A (see FIG. 6A), There is a shape 1B (referred to as a “spiral type pleated molded body”) in which pleats are wound around a cylindrical shape and then wound in a spiral shape (referred to as “spiral type pleated molded body”) (see FIG. 6B). Spiral pleated laminate 1B has a uniform pleat spacing, which facilitates uniform flow of fluid in the pleat element, requires less sealant (adhesive), and is a simple cylindrical pleated laminate. It is preferable from the viewpoint that the element can be made smaller than 1A.
(Usage of pleated compact)
The pleated molded bodies 1, 1A, 1B in the present embodiment are stored directly in the housing as an element, or the periphery of the pleated molded bodies 1, 1A, 1B is reinforced with a resin or metal reinforcing frame 14 as an element. Used by housing in a housing. A typical flow of the fluid to be processed to the pleated molded bodies 1, 1A, 1B will be described with reference to FIG. FIG. 5 is an explanatory diagram showing the flow of fluid separated by the pleated molded body.

流体（例えば、気体）Ｆ１の供給側を一次側２２、流体の透過側を二次側２３とする。一次側２２に隔壁２７を設けて供給流体の入り口２４と出口２５を作成する。この構造により、流体Ｆ１は、入口２４から入った後、プリーツ長さＬ１方向に折れ曲がり、さらにプリーツ長さＬ１に対して直交する方向（直角方向）に折れ曲がった後に出口２５から排出される。膜透過した流体Ｆ２は、二次側２３の膜全面から排出される。このとき、二次側に強制排出用の流体を流し込み、膜透過流体Ｆ２を排出させることも可能である。上記の流体の流れとは逆に、流体Ｆ１の供給側（一次側）を符号２３で示す側、流体Ｆ２の透過側（二次側）を符号２３で示す側とすることも可能である。どちらの場合も、プリーツ積層体端面４の方向から流入する流体の流れは直線的になるので、本実施の形態のプリーツ積層体２では圧力損失が低いことが特徴である。 The supply side of the fluid (for example, gas) F <b> 1 is the primary side 22, and the fluid permeation side is the secondary side 23. A partition wall 27 is provided on the primary side 22 to create an inlet 24 and an outlet 25 for the supply fluid. With this structure, the fluid F1 enters the inlet 24, then bends in the direction of the pleat length L1, and further bends in a direction perpendicular to the pleat length L1 (perpendicular direction), and then is discharged from the outlet 25. The fluid F2 that has permeated the membrane is discharged from the entire membrane on the secondary side 23. At this time, it is also possible to flow a forced discharge fluid into the secondary side to discharge the membrane permeating fluid F2. Contrary to the fluid flow described above, the supply side (primary side) of the fluid F1 can be the side indicated by reference numeral 23, and the permeation side (secondary side) of the fluid F2 can be the side indicated by reference numeral 23. In either case, since the flow of fluid flowing in from the direction of the pleated laminate end face 4 is linear, the pleated laminate 2 of the present embodiment is characterized by low pressure loss.

空気を被処理流体の例として説明すると、膜の酸素透過速度が窒素透過速度よりも速い分離膜を使用した場合、一次側の出口より窒素富化空気が得られ、二次側からは酸素富化空気が得られる。二次側のプリーツ面上に一次側より低い酸素分圧の気体（空気等）を外部より流すことにより、透過した酸素富化空気をプリーツ面上から除去することが好ましい。このような操作を掃気という。二次側に排出される酸素濃度の高い空気を、通常の空気、または酸素濃度が低い空気、または窒素などの酸素を含まない気体で強制排気をすると膜モジュールの分離能力が向上するので好ましい。 When air is used as an example of the fluid to be treated, when a separation membrane having a membrane oxygen permeation rate higher than the nitrogen permeation rate is used, nitrogen-enriched air is obtained from the outlet on the primary side, and oxygen enrichment is obtained from the secondary side. Converted air is obtained. It is preferable to remove the permeated oxygen-enriched air from the pleated surface by flowing a gas (air or the like) having an oxygen partial pressure lower than that of the primary side over the secondary pleated surface. Such an operation is called scavenging. Forcibly exhausting air having a high oxygen concentration discharged to the secondary side with normal air, air having a low oxygen concentration, or a gas not containing oxygen such as nitrogen is preferable because the separation ability of the membrane module is improved.

上述の製造方法で得られたプリーツ成形体１は気体及び液体の少なくとも一方を含む流体の分離用の用途で使用が可能である。本実施の形態のプリーツモジュールは、前述した他のモジュールが有する欠点を解消できるが特に、プリーツ幅Ｌ３を狭くすることが容易であるため、一次側抵抗も二次側抵抗も低いモジュールを作成できる。一次側または二次側の流体を直線的に流すことができるのでさらに圧力損失が低いモジュールを作製できる。また、ひだ部２ａの間隔を密にした構造が得られるので、決められたエレメント体積中に高密度にひだ部２ａを重ね合わせた構造が可能である。このため、特に処理量が高いことが要求される気体分離用エレメントとして好適に使用できる。特に、化学プラントで使用される各種気体分離やパーベーパレーション、燃料電池用加湿装置、火力発電所の炭酸ガス分離、医療用酸素富化装置、スポーツ用酸素富化装置、酸素富化エアーコンディショナー、燃焼炉の燃焼制御装置、内燃機関の燃焼制御装置に好適である。 The pleated molded body 1 obtained by the above-described manufacturing method can be used in applications for separating a fluid containing at least one of gas and liquid. Although the pleat module according to the present embodiment can eliminate the drawbacks of the other modules described above, it is particularly easy to narrow the pleat width L3, so that a module having a low primary resistance and a secondary resistance can be created. . Since the fluid on the primary side or the secondary side can flow linearly, a module with a lower pressure loss can be manufactured. In addition, since a structure in which the intervals of the pleat portions 2a are close is obtained, a structure in which the pleat portions 2a are superposed at a high density in a predetermined element volume is possible. For this reason, it can be suitably used as a gas separation element that requires a particularly high throughput. In particular, various gas separation and pervaporation used in chemical plants, fuel cell humidifiers, carbon dioxide separation in thermal power plants, medical oxygen enrichers, sports oxygen enrichers, oxygen enriched air conditioners, It is suitable for a combustion control device for a combustion furnace and a combustion control device for an internal combustion engine.

（実施例１）
（１）微多孔膜の作製
高密度ポリエチレン（粘度平均分子量２８万）２０質量部、超高分子量ポリエチレン（粘度平均分子量２００万）１０質量部及び酸化防止剤（アデカスタブ（登録商標）ＡＯ−３０）０．３質量部を混合した。この混合物を二軸押出機にフィーダーを介して投入した。さらに流動パラフィン（３７．７８℃における動粘度７５．９ｃＳｔ）１００質量部を、サイドフィードで二軸押出機に注入して２４０℃で溶融混練した。得られた高分子ゲルを、二軸押出機先端に設置したＴダイから押出した後、ただちに２５℃に冷却したキャストロールで冷却固化させ、厚さ１．０ｍｍのシートを成膜した。このシートを１２５℃で、同時二軸延伸機によって７×７倍に延伸した後、この延伸フィルムをメチルエチルケトンに浸漬し、流動パラフィンを抽出することにより除去後、乾燥させて多孔性支持体を得た。得られた多孔性支持体は目付け１０ｇ／ｍ^２、厚さ１６μｍ、気孔率３９％、透気度４００秒、１００℃における突き刺し強度４．０Ｎ、１００℃における熱収縮率が縦５．０％・横５．０％、水銀ポロシメーターによるモード径は８９．８ｎｍであった。これを微多孔膜とした。 Example 1
(1) Production of microporous membrane 20 parts by mass of high density polyethylene (viscosity average molecular weight 280,000), 10 parts by mass of ultrahigh molecular weight polyethylene (viscosity average molecular weight 2 million) and antioxidant (ADK STAB (registered trademark) AO-30) 0.3 part by mass was mixed. This mixture was charged into a twin screw extruder through a feeder. Further, 100 parts by mass of liquid paraffin (kinematic viscosity at 37.78 ° C .: 75.9 cSt) was injected into the twin screw extruder by side feed and melt kneaded at 240 ° C. The obtained polymer gel was extruded from a T-die installed at the tip of the twin screw extruder, and immediately cooled and solidified with a cast roll cooled to 25 ° C. to form a 1.0 mm thick sheet. The sheet was stretched 7 × 7 times at 125 ° C. with a simultaneous biaxial stretching machine, and then the stretched film was immersed in methyl ethyl ketone, extracted by extracting liquid paraffin, and then dried to obtain a porous support. It was. The resulting porous support has a basis weight of 10 g / m ² , a thickness of 16 μm, a porosity of 39%, an air permeability of 400 seconds, a puncture strength at 100 ° C. of 4.0 N, and a heat shrinkage rate at 100 ° C. of 5.0% in length. -The width was 5.0%, and the mode diameter measured by a mercury porosimeter was 89.8 nm. This was used as a microporous membrane.

微多孔膜を幅３００ｍｍに裁断した後、微多孔膜の片表面のみに、下記（Ｈ）に記載の方法で調整した溶液を、下記（Ｉ）に記載のマイクログラビア塗工法により塗工速度４．０ｍ／ｍｉｎで塗工し、７０℃で乾燥させることにより気体分離膜を得た。得られた気体分離膜は、１００℃における熱収縮率が縦５．０％・横５．０％、１００℃における突き刺し強度が４．０Ｎ、酸素透過速度が１８００ＧＰＵ、酸素窒素選択率α‘（酸素透過速度と窒素透過速度の比）が２．３であった。
（２）スペーサー
直径約１２６μｍの複数の糸からなる撚糸で作成した平織物であって、糸の交点が熱融着により固定された、厚さ：１８３μｍ、オープニング（糸間距離）：１ｍｍ、幅３００ｍｍのスペーサーを使用した。
（３）プリーツ積層体の作製
上記スペーサーを二枚用意しその間に上記気体分離膜を挟み、プリーツ機を用いてプリーツ高さ４０ｍｍの条件でプリーツ加工を行った後、幅１２０ｍｍに裁断してひだ部の枚数１２０枚（長さ約１００ｍｍ）のプリーツ積層体を得た。
（４）シール（封止）
図７に示されるように、プリーツ積層体端面４に接着剤を塗布した後、プリーツ積層体端面４に深さ１５ｍｍの樹脂性の蓋１５を配し、重力の方向に沿った回転軸１８を有する回転半径約２ｍの遠心機に設置した。このとき、プリーツ積層体端面４は遠心力と重力の合力の方向に垂直となるように設置した。先の接着剤(第一段目シール)が硬化して封止部４ａを形成した後、内径４ｍｍのチューブ１７で接着剤容器１６と連結し、接着剤容器１６に、粘度約１０，０００ｍＰａ・ｓのエポキシ系接着剤の主剤と、粘度約３，０００ｍＰａ・ｓのエポキシ系接着剤の硬化剤を１００対４５で混合したものを約５０ｇ入れ、温度３５℃の条件下、プリーツ積層体端面４の封止部４ａに３０Ｇの遠心力がかかるように遠心機を回転させ、接着剤を、プリーツ積層体２の側面方向から、プリーツ積層体端面４の内側近傍に供給し、ひだ部２ａ間に充填させた。樹脂性の蓋１５に入りきらない接着剤はオーバーフローさせた。そのまま回転を続け、４時間後にプリーツ積層体端面４周辺の複数のひだ部２ａの一方の側面が約５ｍｍ高さでシール（第二段目シール）されたプリーツ積層体２を得た。もう片方のプリーツ積層体端面５も同様な操作で第一段目シールと第二段目シールを行った。 After the microporous membrane is cut to a width of 300 mm, a solution prepared by the method described in (H) below is applied to only one surface of the microporous membrane by a microgravure coating method described in (I) below. A gas separation membrane was obtained by coating at 0.0 m / min and drying at 70 ° C. The obtained gas separation membrane has a thermal shrinkage rate of 5.0% length and 5.0% width at 100 ° C., a puncture strength at 100 ° C. of 4.0 N, an oxygen permeation rate of 1800 GPU, an oxygen-nitrogen selectivity α ′ ( The ratio of the oxygen transmission rate to the nitrogen transmission rate) was 2.3.
(2) Spacer A plain woven fabric made of twisted yarns consisting of a plurality of yarns having a diameter of about 126 μm, where the intersections of the yarns are fixed by thermal fusion, thickness: 183 μm, opening (inter-yarn distance): 1 mm, width A 300 mm spacer was used.
(3) Preparation of pleated laminate After preparing the above two spacers and sandwiching the gas separation membrane between them, pleating was performed using a pleating machine under the condition of a pleating height of 40 mm, then pleated by cutting to a width of 120 mm A pleated laminate having 120 sheets (about 100 mm in length) was obtained.
(4) Seal (sealing)
As shown in FIG. 7, after applying an adhesive to the pleated laminate end face 4, a resin lid 15 having a depth of 15 mm is disposed on the pleated laminate end face 4, and a rotating shaft 18 along the direction of gravity is provided. It was installed in a centrifuge having a rotation radius of about 2 m. At this time, the pleated laminate end face 4 was installed so as to be perpendicular to the direction of the resultant force of centrifugal force and gravity. After the previous adhesive (first stage seal) is cured to form the sealing portion 4a, it is connected to the adhesive container 16 with a tube 17 having an inner diameter of 4 mm, and the viscosity of the adhesive container 16 is about 10,000 mPa · About 50 g of a mixture of a main component of epoxy adhesive of s and a curing agent of epoxy adhesive having a viscosity of about 3,000 mPa · s at a ratio of 100 to 45 is placed, and the end face 4 of the pleated laminate is placed at a temperature of 35 ° C. The centrifuge is rotated so that a centrifugal force of 30 G is applied to the sealing portion 4a of the pleated material, and the adhesive is supplied from the side surface direction of the pleated laminate 2 to the vicinity of the inside of the pleated laminate end surface 4, and between the pleat portions 2a. Filled. The adhesive that could not fit in the resin lid 15 was overflowed. Rotation was continued as it was, and after 4 hours, a pleated laminate 2 in which one side surface of the plurality of pleat portions 2a around the pleated laminate end face 4 was sealed at a height of about 5 mm (second stage seal) was obtained. The other pleated laminate end face 5 was also subjected to the first-stage seal and the second-stage seal by the same operation.

次に、シールされたプリーツ積層体２を５０℃のオーブンで４８時間加熱キュアを行った後、図８に示されるように、両面の第一段目シールをカッターＣで切り離し、プリーツ積層体１の片側の表面（プリーツ面）がシールされることにより各ひだ部２ａが封筒型になった箱形プリーツ成形体１を得た。 Next, the sealed pleated laminate 2 was heated and cured in an oven at 50 ° C. for 48 hours, and then, as shown in FIG. 8, the first-stage seals on both sides were separated with a cutter C, and the pleated laminate 1 By sealing the surface (pleat surface) on one side, a box-shaped pleated molded body 1 in which each pleat portion 2a was an envelope shape was obtained.

以下に実施例中の各条件を示した。
（Ａ）粘度平均分子量
デカヒドロナフタリンに多孔性支持体の成分である樹脂を溶解させて試料溶液を作製した。これを１３５℃に調整された動粘度測定用恒温槽（トーマス科学機器（株）製）内でキャノンフェンスケ粘度計（ＳＯ１００）を用いて極限粘度［η］を測定した。得られた［η］を用いて次のＣｈｉａｎｇの式により粘度平均分子量Ｍｖを算出した。
［η］＝６．７７×１０−４Ｍｖ０．６７
（Ｂ）多孔性支持体の厚さ及び気体分離膜の平均膜厚
ダイヤルゲージ（尾崎製作所：「ＰＥＡＣＯＣＫＮｏ．２５」（登録商標））にて測定した。
（Ｃ）多孔性支持体の気孔率
多孔性支持体から１０ｃｍ角のサンプルをとり、その体積と質量から次式を用いて計算した。なお、樹脂密度（ｇ／ｃｍ^３）はＡＳＴＭ−Ｄ１５０５に準拠し、密度勾配法により測定した。
気孔率（％）＝［体積（ｃｍ^３）−質量（ｇ）／樹脂密度］／体積（ｃｍ^３）×１００
ここで、樹脂密度とは、多孔性支持体の成分である樹脂の密度を意味する。
（Ｄ）多孔性支持体の透気度
ＪＩＳ：Ｐ−８１１７準拠のガーレー式透気度計にて測定した。
（Ｅ）多孔性支持体及び気体分離膜の突き刺し強度（１００℃）
多孔性支持体又は気体分離膜を、内径１３ｍｍ、外径２５ｍｍのステンレス製ワッシャ２枚で挟み込み、周囲４点をクリップで止めた後、１００℃のシリコンオイル（信越化学工業：ＫＦ−９６−１０ＣＳ）に浸漬し、１分後にカトーテック株式会社製「ＫＥＳ−Ｇ５ハンディー圧縮試験器」（登録商標）を用いて、針先端の曲率半径０．５ｍｍ、突き刺し速度２ｍｍ／ｓｅｃの条件で突き刺し試験を行い、１００℃における突き刺し強度を測定した。
（Ｆ）多孔性支持体及び気体分離膜の熱収縮率（％）
多孔性支持体又は気体分離膜から縦（機械方向）及び横（幅方向）ともに１０ｃｍ角で試料を切り取り、該試料の四方を拘束しない状態で所定の温度（１００℃、１２０℃、１３５℃）に加熱された熱風循環式オーブンに入れ、２時間加熱後取り出し３０分間静置した。その後試料の縦（機械方向）および横（幅方向）の寸法を計測し算出した。
（Ｇ）水銀ポロシメーターによるモード径及び孔径分布指数（水銀圧入法）
測定装置として島津オートポア９２２０(島津製作所)を用い、多孔性支持体約０．１５ｇを約２５ｍｍ幅に裁断し、これを折りたたんで標準セルに採り、初期圧２０ｋＰａ(約３ｐｓｉａ、細孔直径６０μｍ相当)の条件で測定した。測定ポイントを１３０ポイントとし、ｌｏｇ等間隔に設定した。データは、横軸を細孔直径の対数とし、縦軸をｌｏｇ微分細孔容積で整理した。計算式は以下のとおりである。
Ｖ（ｎ）［ｍＬ／ｇ］：積分細孔容積
Ｄ（ｎ）［μｍ］：細孔直径
ΔＶ［ｍＬ／ｇ］＝Ｖ（ｎ）−Ｖ（ｎ＋１）：差分容積
ｄＶ／ｄｌｏｇＤ［ｍＬ／ｇ］＝ΔＶ／［ｌｏｇＤ（ｎ）−ｌｏｇＤ（ｎ＋１）］：
ｌｏｇ微分細孔容積
Ｄｍ［μｍ］：モード径（ｌｏｇ微分細孔容積曲線の最大値に対応する細孔直径）
ＤＩＨｇ：細孔径分布指数（モード径に対応するｌｏｇ微分細孔容積値の半分の値を与える細孔径Ｄａ、Ｄｂ(Ｄｂ＞Ｄａ)をモード径ピークから読み取りＤＩＨｇ＝Ｄｂ／Ｄａとする。）
（Ｈ）気体分離性樹脂溶液の調整
沸点９３℃のフッ素系溶媒（３Ｍ社製、ＮＯＶＥＣ７３００）に１．２５質量％の濃度で、パーフルオロアモルファスポリマー（デュポン社製、テフロン（登録商標）ＡＦ１６００、密度１．７８ｇ／ｃｍ^３）を溶解した。
(Ｉ)気体分離膜の作製
マイクログラビア塗工機(康井精機製)を用い、幅５０ｃｍの多孔性支持体上に、前記(Ｈ)で調整した気体分離性樹脂溶液を塗工した。塗工条件は以下の通りである。 The conditions in the examples are shown below.
(A) Viscosity average molecular weight A sample solution was prepared by dissolving a resin as a component of a porous support in decahydronaphthalene. Intrinsic viscosity [η] was measured using a Cannon-Fenske viscometer (SO100) in a thermodynamic viscosity thermostat (manufactured by Thomas Scientific Instruments Co., Ltd.) adjusted to 135 ° C. Using the obtained [η], the viscosity average molecular weight Mv was calculated by the following Chiang formula.
[Η] = 6.77 × 10 −4 Mv 0.67
(B) Thickness of porous support and average thickness of gas separation membrane Measured with a dial gauge (Ozaki Seisakusho: "PEACOCK No. 25" (registered trademark)).
(C) Porosity of porous support A 10 cm square sample was taken from the porous support, and the volume and mass were calculated from the following equation. The resin density (g / cm ³ ) was measured by a density gradient method in accordance with ASTM-D1505.
Porosity (%) = [volume (cm ³ ) −mass (g) / resin density] / volume (cm ³ ) × 100
Here, the resin density means the density of the resin that is a component of the porous support.
(D) Air Permeability of Porous Support Measured with a Gurley type air permeability meter in accordance with JIS: P-8117.
(E) Puncture strength of porous support and gas separation membrane (100 ° C.)
A porous support or gas separation membrane is sandwiched between two stainless steel washers with an inner diameter of 13 mm and an outer diameter of 25 mm, and the surrounding four points are clamped, and then 100 ° C. silicon oil (Shin-Etsu Chemical: KF-96-10CS) 1 minute later, and using a “KES-G5 Handy Compression Tester” (registered trademark) manufactured by Kato Tech Co., Ltd., a piercing test was conducted under the conditions of a radius of curvature of the needle tip of 0.5 mm and a piercing speed of 2 mm / sec. And the puncture strength at 100 ° C. was measured.
(F) Thermal contraction rate (%) of porous support and gas separation membrane
A sample is cut from a porous support or gas separation membrane at 10 cm square both vertically (machine direction) and horizontally (width direction), and at a predetermined temperature (100 ° C., 120 ° C., 135 ° C.) without restraining the four sides of the sample. It was placed in a hot air circulating oven heated to 2 hours, heated for 2 hours, taken out and allowed to stand for 30 minutes. Thereafter, the vertical (machine direction) and horizontal (width direction) dimensions of the sample were measured and calculated.
(G) Mode diameter and pore size distribution index by mercury porosimeter (mercury intrusion method)
Shimadzu Autopore 9220 (Shimadzu Corporation) was used as a measuring device, and about 0.15 g of a porous support was cut to a width of about 25 mm, folded and taken in a standard cell, and an initial pressure of 20 kPa (about 3 psia, pore diameter 60 μm equivalent) ). The measurement points were set to 130 points, and log intervals were set. The data was organized by logarithm of pore diameter on the horizontal axis and log differential pore volume on the vertical axis. The calculation formula is as follows.
V (n) [mL / g]: Integrated pore volume D (n) [μm]: Pore diameter ΔV [mL / g] = V (n) −V (n + 1): Differential volume dV / dlogD [mL / g] = ΔV / [logD (n) −logD (n + 1)]:
log differential pore volume Dm [μm]: mode diameter (pore diameter corresponding to maximum value of log differential pore volume curve)
DIHg: Pore diameter distribution index (pore diameters Da and Db (Db> Da) that give a value half the log differential pore volume value corresponding to the mode diameter are read from the mode diameter peak and set to DIHg = Db / Da)
(H) Preparation of gas separating resin solution Perfluoroamorphous polymer (manufactured by DuPont, Teflon (registered trademark) AF1600) at a concentration of 1.25% by mass in a fluorine-based solvent having a boiling point of 93 ° C. (manufactured by 3M, NOVEC7300) The density 1.78 g / cm ³ ) was dissolved.
(I) Production of Gas Separation Membrane Using a micro gravure coating machine (manufactured by Yasui Seiki Co., Ltd.), the gas separating resin solution prepared in (H) was applied onto a porous support having a width of 50 cm. The coating conditions are as follows.

塗工速度４ｍ／ｍｉｎ
マイクログラビアロール：＃１８０ (直径３０ｍｍ溝本数１８０本／ｉｎｃｈ)
マイクログラビアロール回転数：４０ｒｐｍ(基材進行方向に対して逆回転)
乾燥温度：２４℃
コーターヘッドと巻き取りロール間の距離：約１０ｍ
（Ｊ）気体分離膜の気体透過性
気体分離膜を直径４７ｍｍの円形に切り取り、ステンレス製ホルダー（アドバンテック社製、ＫＳ−４７Ｆホルダー）に固定した。ホルダーの一次側から９９．９％以上の酸素、もしくは９９．９％以上の窒素を所定の圧力で加圧した。２次側の雰囲気が酸素９９％以上、もしくは窒素９９％以上に置換されていることを酸素濃度計で確認した後、透過した気体の量を石鹸膜流量計で測定した。透過した気体量、気温、大気圧から標準状態における気体透過速度（ＧＰＵ：Ｇａｓｐｅｒｍｅａｔｉｏｎｕｎｉｔ＝１０^−６ｃｍ^３（ＳＴＰ）／ｃｍ^２・ｓｅｃ・ｃｍＨｇ）を計算し、酸素と窒素の気体透過速度の比から分離係数αを計算した。
（実施例２）
実施例２では、実施例１と同様に上記（１）及び（２）の工程を行った。これらに引き続く工程を以下の通り行った。
（３）プリーツ積層体の作製
上記スペーサーを二枚用意しその間に上記気体分離膜を挟み、プリーツ機を用いてプリーツ高さ４０ｍｍの条件でプリーツ加工を行った後、幅１２０ｍｍに裁断してプリーツ枚数１２０枚（長さ約１００ｍｍ）のプリーツ積層体を得た。このプリーツの両端のプリーツ面を接着剤で張り合わせ、単純円筒形プリーツ積層体を作成した。この円筒型プリーツの内側には、多数の孔を開けた円筒を差し込んだ。
（４）シール（封止）
プリーツ積層体端面に接着剤を塗布した後、実施例１と同様に、当該プリーツ積層体端面に深さ１５ｍｍの樹脂性の蓋を配し、重力の方向に回転軸を有する回転半径約２ｍの遠心機に設置した。このとき、プリーツ積層体端面は遠心力と重力の合力の方向に垂直となるように設置した。先の接着剤(第一段目シール)が硬化して封止部が形成された後、内径４ｍｍのチューブで接着剤容器と連結し、接着剤容器に、粘度約１０，０００ｍＰａ・ｓのエポキシ系接着剤の主剤と、粘度約３，０００ｍＰａ・ｓのエポキシ系接着剤の硬化剤を１００対４５で混合したものを約５０ｇ入れ、温度３５℃の条件下、プリーツ積層体端面（封止部）に３０Ｇの遠心力がかかるように遠心機を回転させ、接着剤をプリーツ積層体端面付近のプリーツ積層体の側面方向(円筒型プリーツの内筒の内側方向)からプリーツ間に充填させた。樹脂性の蓋に入りきらない接着剤はオーバーフローさせた。そのまま回転を続け、４時間後にプリーツ積層体端面の複数のひだ部の一方の側面が約５ｍｍ高さでシール（第二段目シール）されたプリーツ積層体を得た。もう片方のプリーツ積層体端面も同様な操作で第一段目シールと第二段目シールを行った。シールされたプリーツ積層体を５０℃のオーブンで４８時間加熱キュアを行った後、両面（円筒の両端）の第一段目シールを切り離し、プリーツ積層体の片側の表面（プリーツ面）がシールされることにより各ひだ部２ａが封筒型になった円筒型プリーツ成形体を得た。
（実施例３）
実施例３では、実施例１と同様に上記（１）及び（２）の工程を行った。これらに引き続く工程を以下の通り行った。
（３）プリーツ積層体の作製
上記スペーサーを二枚用意しその間に上記気体分離膜を挟み、プリーツ機を用いてプリーツ高さ４０ｍｍの条件でプリーツ加工を行った後、幅１２０ｍｍに裁断してプリーツ枚数１２０枚（長さ約１００ｍｍ）のプリーツ積層体を得た。このプリーツの両端のプリーツ面を接着剤で張り合わせ、円筒形に成型した。円筒型プリーツの内側には、多数の孔を開けた円筒を差し込んだ。さらに、プリーツを円筒に巻きつけるようにして外筒に差し込みスパイラル型プリーツ積層体を得た。
（４）シール（封止）
実施例２と同様な手順でシールを行い、各プリーツが封筒型になったスパイラル型プリーツ成形体を得た。 Coating speed 4m / min
Micro gravure roll: # 180 (diameter 30mm, number of grooves 180 / inch)
Micro gravure roll rotation speed: 40 rpm (reverse rotation with respect to the substrate traveling direction)
Drying temperature: 24 ° C
Distance between coater head and take-up roll: about 10m
(J) Gas permeability of gas separation membrane The gas separation membrane was cut into a circle having a diameter of 47 mm and fixed to a stainless steel holder (Advantech Co., Ltd., KS-47F holder). From the primary side of the holder, 99.9% or more of oxygen or 99.9% or more of nitrogen was pressurized at a predetermined pressure. After confirming that the atmosphere on the secondary side had been replaced with 99% or more of oxygen or 99% or more of nitrogen, the amount of permeated gas was measured with a soap film flow meter. Calculate the gas permeation rate (GPU: Gas permeation unit = 10 ⁻⁶ cm ³ (STP) / cm ² · sec · cmHg) from the amount of permeated gas, temperature, and atmospheric pressure, and the gas permeation rate of oxygen and nitrogen The separation factor α was calculated from the ratio of
(Example 2)
In Example 2, the steps (1) and (2) were performed in the same manner as in Example 1. Subsequent steps were performed as follows.
(3) Preparation of pleated laminate A two-spacer is prepared, the gas separation membrane is sandwiched between them, and pleating is performed using a pleating machine at a pleating height of 40 mm. A pleated laminate having 120 sheets (about 100 mm in length) was obtained. The pleated surfaces at both ends of the pleat were bonded together with an adhesive to prepare a simple cylindrical pleated laminate. Inside this cylindrical pleat, a cylinder with many holes was inserted.
(4) Seal (sealing)
After the adhesive is applied to the end face of the pleated laminate, as in Example 1, a resin lid having a depth of 15 mm is arranged on the end face of the pleated laminate, and the rotation radius is about 2 m having a rotation axis in the direction of gravity. Installed in a centrifuge. At this time, the end face of the pleated laminate was installed so as to be perpendicular to the direction of the resultant force of centrifugal force and gravity. After the previous adhesive (first-stage seal) is cured and a sealing portion is formed, it is connected to an adhesive container with a tube having an inner diameter of 4 mm, and an epoxy having a viscosity of about 10,000 mPa · s is connected to the adhesive container. About 50 g of a 100-45 mixture of an epoxy-based adhesive curing agent and an epoxy-based adhesive curing agent having a viscosity of about 3,000 mPa · s is placed under the condition of a temperature of 35 ° C. ) Was rotated so that a centrifugal force of 30 G was applied, and the adhesive was filled between the pleats from the side surface direction of the pleated laminate near the end face of the pleated laminate (the inner direction of the inner cylinder of the cylindrical pleat). The adhesive that could not fit in the resin lid was overflowed. The rotation was continued as it was, and after 4 hours, a pleated laminate was obtained in which one side surface of the plurality of pleats on the end face of the pleated laminate was sealed at a height of about 5 mm (second stage seal). The other end face of the pleated laminate was also subjected to the first stage seal and the second stage seal in the same manner. After the cured pleated laminate is heated in an oven at 50 ° C. for 48 hours, the first-stage seal on both sides (both ends of the cylinder) is cut off, and the surface on one side (pleated surface) of the pleated laminate is sealed Thus, a cylindrical pleated molded body in which each pleat portion 2a was an envelope shape was obtained.
Example 3
In Example 3, the steps (1) and (2) were performed in the same manner as in Example 1. Subsequent steps were performed as follows.
(3) Preparation of pleated laminate A two-spacer is prepared, the gas separation membrane is sandwiched between them, and pleating is performed using a pleating machine at a pleating height of 40 mm. A pleated laminate having 120 sheets (about 100 mm in length) was obtained. The pleat surfaces at both ends of the pleat were bonded together with an adhesive and molded into a cylindrical shape. Inside the cylindrical pleat, a cylinder with many holes was inserted. Further, the spiral pleated laminate was obtained by inserting the pleat around the cylinder and inserting the pleat into the outer cylinder.
(4) Seal (sealing)
Sealing was performed in the same procedure as in Example 2 to obtain a spiral pleated molded body in which each pleat was an envelope type.

１…プリーツ成形体、２…プリーツ積層体、ａ…ひだ部、４…プリーツ積層体端面、４ａ…封止部、６，７…プリーツ面、１０…平膜、１１…補助部材。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Pleated molded object, 2 ... Pleated laminated body, a ... Folded part, 4 ... End face of pleated laminated body, 4a ... Sealing part, 6, 7 ... Pleated surface, 10 ... Flat film, 11 ... Auxiliary member.

Claims

流体分離用のプリーツ成型体の製造方法において、
単層又は多層の平面状材料をプリーツ加工する工程と、
前記プリーツ加工によって複数のひだ部を有するプリーツ積層体を形成し、複数の前記ひだ部の端縁を含む仮想のプリーツ積層体端面を封止して封止部を形成する工程と、
前記プリーツ積層体端面に対して、内側から外側に向けた方向に遠心力をかけながら、前記プリーツ積層体端面の内側に接着剤を供給する工程と、
前記プリーツ積層体端面に形成された前記封止部を除去する工程と、を含むことを特徴とするプリーツ成型体の製造方法。 In the method for producing a pleated molded body for fluid separation,
Pleating a single or multi-layer planar material;
Forming a pleated laminate having a plurality of pleats by the pleating process, sealing a virtual pleated laminate end face including edges of the plurality of pleats, and forming a sealed portion;
Supplying an adhesive to the inside of the pleated laminate end face while applying a centrifugal force in a direction from the inside to the outside with respect to the pleated laminate end face;
And a step of removing the sealing portion formed on the end face of the pleated laminate.

前記遠心力が１０Ｇ以上であることを特徴とする請求項１記載のプリーツ成形体の製造方法。 The method for producing a pleated molded body according to claim 1, wherein the centrifugal force is 10 G or more.

請求項１または２記載のプリーツ成型体の製造方法によって製造されたプリーツ成型体であって、
多層の平面状材料をプリーツ加工することによって形成されたプリーツ積層体の隣り合う前記平面状材料同士の平均間隔が、０．０１ｍｍ以上５ｍｍ以下であり、且つプリーツ面の一方の面のみが接着固定されたことを特徴とするプリーツ成形体。 A pleated molded body produced by the method for producing a pleated molded body according to claim 1 or 2,
An average interval between adjacent planar materials of a pleated laminate formed by pleating a multilayer planar material is 0.01 mm or more and 5 mm or less, and only one surface of the pleat surface is adhesively fixed. A pleated molded body characterized by being made.

前記平面状材料が、流体分離用の平膜と、流体が通過可能な補助部材とを含む多層構造からなることを特徴とする請求項３記載のプリーツ成形体。 The pleated molded body according to claim 3, wherein the planar material has a multilayer structure including a flat membrane for fluid separation and an auxiliary member through which fluid can pass.

流体分離用の前記平膜が、微多孔膜上に気体分離性樹脂層を有する平膜であることを特徴とする請求項４記載のプリーツ成形体。 The pleated molded body according to claim 4, wherein the flat membrane for fluid separation is a flat membrane having a gas-separating resin layer on a microporous membrane.