JPH0418923A - 波形膜の製造方法 - Google Patents

波形膜の製造方法

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JPH0418923A
JPH0418923A JP12166090A JP12166090A JPH0418923A JP H0418923 A JPH0418923 A JP H0418923A JP 12166090 A JP12166090 A JP 12166090A JP 12166090 A JP12166090 A JP 12166090A JP H0418923 A JPH0418923 A JP H0418923A
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JP
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corrugated
coating layer
cloth
dope
membrane
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JP12166090A
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Kiyoshi Ishii
清 石井
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Daicel Corp
Original Assignee
Daicel Chemical Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野] 本発明は膜分離装置に使用する上で有用な波形膜の製造
方法に関する。 [従来の技術と発明が解決しようとする課題]従来、平
膜を用いた膜分離装置には、スパイラルワラント型、積
層型、プリーツ型等の種々のモジュールか使用されてい
る。またこれらのモンユールでは、原液の流路を確保す
るため、通路、股間にスペーサを介在させている。しか
しながら、スペーサを介在させると、モジュール化つ・
煩雑であり、コスト高となる。そこで、2枚の波形膜、
または波形膜と平膜とを対にして用い、両膜間に形成さ
れる多数の並列流路を確保することにより、スペーサを
省略すると共に、膜面積を大きくし、原液の流れを均等
に配分する膜要素が提案されている。 一方、上記波形膜は、平坦な支持(Iiに膜形成用ドー
プ液を塗布した後、凝固液に浸漬し、乾燥することによ
り、平膜を作製し、該平膜を波形ロル等で挾み、連続的
にエンホス加工することにより製造できる。しかしなが
ら、この方法では、エンボス加工に伴い、膜の水道過流
速か低下すると共に、均一な膜を形成するのが困難でも
ある。さらには、平膜製造工程とエンボス加工工程とを
必要とするので工程数か多くなり、生産性が低下する。 またこのようにして?!?られた波形膜と平膜とをw+
 g Hると、波形膜の谷部と・[ろ膜の甲面部とて並
列流路か形成される。この並列流路は、隣り合う流路か
区画された状態で一方の方向に互いに独立に直線状に延
びている。このように並列流路では、原液は、区画され
た同一の流路を流れるので、原液の流れが並列流路の形
状やその精度により大きく左右される。また、−旦、流
路間に配分された流量は、各流路が独立であるため、流
路間で再分配の機会かなく、膜全体の全流路の分離性能
は、流量分配が均等に行なわれる場合よりも低下する。 」、記の点に鑑み、本発明者は、並列流路を横方向に連
通せしめる連通路を設けた成形膜要素について先に提案
した(特公昭63−11922号公報参照)。 この成形膜要素によると、連通路が形成されているため
、並列流路を流れる原液を連通路で横方向に案内しつつ
再分配でき、原液の流れを均等化できる。しかしながら
、上記成形膜要素は、波形膜を作製した後、ヒートブレ
スにより上記連通路を形成しているため、膜表面の緻密
なスキン層か損傷し晶いたけてなく、均一な分離膜をf
′F製するのが困難であり、膜の分離効率か低下する。 また並列流路を横方向に連通ずる連通路をヒートブレス
により形成しているため、上程の増加によりコストか増
加し、また連通路の大きさやその部荀を精度よく形成す
るのか困難である。 従って、本発明の目的は、膜のJM mかなく、均で分
離能に優れた波形膜を連続的に製造できる波形膜の製造
方法を提供するこ占にある。 また本発明の他の目的は、平膜と組合せて、並列流路を
流れる原液を再分配して流れを均等化できると共に、均
一で分離能に優れた波形膜を、流延成膜の一工程て連続
的に製造できる波形膜のシ1造方法を提供することにあ
る。 [課題を解決するための手段および作用〕一般に、波形
支持布のように平坦でない表面に追随17てトープを均
一な厚みに塗布しても、ドブ自身の表面張力によりドー
プ表面を平坦にしようとする力と、重力によって流下し
ようとする力とによって、塗布されたトープ層の厚みは
、時間の紅過とJ(に、塗布時の厚みの均一性を失う。 そこで、支F1j 4rの波形に追随して均一な厚みに
ドアfを塗r(r L、、た後、この1・−膜表面に凝
固液を接触させ、1・−膜表面を固化させることにより
、ドブの流動を1u口lし、波形支持布に略均−な厚み
の膜を連続的に製造できることを見いたし、本発明を完
成した。すなわち、本発明は、断面波形に成形した支持
布に膜形成用トープを塗布する塗布り程と、支持布の波
形に沿って塗布層の厚みを均一化する塗布層厚調整上程
と、凝固液で塗布層を凝固させる凝固上程とを含む波形
膜の製造方法により、」−記課題を解決するものである
。 また本発明は、塗布層厚調整工程で、支持布の波形に沿
って形成した塗布層のうち少なくとも頂部に、波形列を
横断する方向に凹部を形成する波形膜の製造方法により
、上記課題を解決するものである。 上記構成の波形膜の製造方法によれば、塗布工程で波形
に成形された支持布にドープを塗布した後、塗布層厚調
整工fYで、j、fi ni層の厚みを支1916の波
形に沿って均一に調整し、凝固1程で、凝固i1Mによ
り塗41層を凝固させるので、try宋のよ−);・1
′膜を製造した後、波形ロール等でエンポス力1するこ
となく、均一な股を連続的に製造できる。 また上記塗布層厚調整り程で、支持11iの波形(沿っ
て形成した塗布層のうち:J>fA(とも頂部に、波形
列を横断する方向に凹部を11三成する方法は、波形膜
を作製した後、ヒートブレスにより連通部を形成する方
法と異なり、凹部を形成した後、−7布層を凝固させて
、波形膜を作製するので、膜の損傷かなく、均一な膜か
形成される。このようにして得られた波形膜と平膜とを
111合せて分離膜を構成すると、直線状に延びる並列
流路を流れるII:1、液は、波形頂部に形成された凹
部を通して、相隣り合う並列流路を流れる原液と合流し
、原液か山分間され、かつ原液の流れが均等化される。 [実施例コ 以下に、添付図面に基づいて本発明をより詳細に説明す
る。なお、理解を容易にするため、同一の要素には同一
のn号を付して説明する。 第1図は本発明の一実施例を示す概略縦断面図であり、
この例では、支持布の1桟給方向と直交する方向に波形
列か延びた状態で、支持布を供給している。 塗(11L程ては、r・め波形に成旧し、た支持布(1
)を、該支持ni (11の波形列に適合した波形表面
をaするトラノ・(2)で搬送し2つつ、波形列と直交
する方向に供給すると共に、ドープ液(3)をドープ液
供給スリット(4)から供給し1、支持布(1)にドー
プ液(3)を流延塗布している。 −1−記支持布(1)としては、天然又は合成繊維製布
、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレンなとのポリオ
レフィン繊維、ポリエチレンテレフタレート等のポリニ
スデル、ナイロン謀維等の織布や不織41等が例示され
る。 上記ドープ液(3)は、分離膜をI[し成(、うる種々
のポリマーの溶液であり、通常、ポリマーを10〜30
重量%程度含有し2ている。ポリマーとしては、膜形成
材料であれば特に制限されず、例えば、ポリアクリル酸
エステル、ポIlメタクリル酸エステル等のアクリル系
ポリマー、ポリヒニルアル=フル、ポリヒニルホルマー
ル、エチレン−ヒニルアルコール」(重合体な、とのビ
ニル系ポリマー スチレン−アクリロニトリル共重合体
、スチレ7−ブタシエン共重合体等のスチレン系ポリマ
ー ポリアクリロニトリル古その共重合体、ポリエーテ
ル、ポリエーテル−1−、ポリエステル、ボリアEl・
、ポリイミド、ポリサルホン、ポリエーテルサルホンポ
リマー酢酸セルロース、酢酸醋酸セルロース等のセルロ
ース系高分子等が例示される。これちのポリマーは単独
で又は二種以上混合して使用できる。 溶媒としては、ポリマーの良溶媒か使用できるが、これ
に膨潤剤なとを添加してもよい。溶媒としては、例えば
、水、メタノール、エタノール、プロパツール、ブタノ
ール、シクロヘキサノール等のアルコール類、エチレン
クリコール、エチレングリコールモノアルキルエーテル
等のクリコル類とその誘導体、アセ)二、メチルエチル
)r’ l。 ;、:タロヘキサノ:...Wのケトン類、酢酸メチル
、酢酸エチル、耐酸プロピル方のエステル類、2オキづ
二、テトラヒドロ−7ラン クロロメタ〕、トリクロロメタン、ン・クロロエタシ、
四F.= 化炭素、l・リクロ口プロバ二等のハロ/7
’ン化炭化水素、7メチルホル1.アミ1−、ツメチル
アセトアミド、N−メチルピロリドン、ジメヂルスルホ
キシト等やこれらの混合溶媒が使用できる。 トープ液(3)は、溶媒たけてなく、塩化リチウム、塩
化力ルシウ1、、過塩素酸マクネシウz.Wの混合1可
能な塩類等またはその水溶液を含有していてもよい。な
お、トープ液(3)は適宜の粘度を有していればよいか
、通常、数千〜数万センチボイズのものか好適に使用さ
れる。 トープ液(3)の流延塗布量は、膜の形成が司能である
限り特に制限されないが、通常、膜WO.O5〜0.5
mm程度である。 上記塗布工程で支持布(1)にドープ液(3)を流延塗
布した後、塗布層厚調整」−、程では、ドープ液供給ス
リノti41の直下に配設され、かつ支C7 缶(1)
の111給h−向と直交する方向に支持1i (1!の
波形列に追従して71.復動する塗作層厚1に1整1に
. (、’)lて1・−ブl伎の塗nili&卸′を規
制している。より詳細には、第″.2図1示されるよう
に、塗rlr層厚調整t’,: (blの端部両側には
前記支?lj n−i (1)の両側部表面と当接する
追(・′f凹凸部5a)かIlユ成されている。ilX
−、て、塗(11層1¥’ 、11.−1整ト,コ(5
1の追従凸部(5a)を支持(li (1)の両側部に
当接させた状態で、支持布(1)をトうj、(2)で搬
送りつー)供i,′lすると、塗布層厚調整板(b)は
、支持布(1)の波形1゛追従して、支持布(1)のり
[行方向と直交するJJ向1往復動する。その際、支持
布(1)に流延塗布されたトープ液(3)の塗布層の厚
みを上記塗で11層厚1周整板(5)で規制し,ている
ので、トープ(3)液を、支持+b (1)の波形に沿
って、追従凸部(5a)の高さHlに応(た厚みて均一
に塗41てきる。 そして、凝固工程では、上記塗/Ii層厚調整板(5]
の下流側に形成された凝固液供給スリット(7)から凝
固液(6)を供給して塗布層を凝固させるとJ4に、塗
布トープ層の完全凝固を、槽り11)に貯溜された凝固
lf&(12)に浸漬して行なう。その際、支持布(1
)の波形に沿−〕で均一な厚みて形成された塗布層に凝
固液((つ)を供給すると、塗布層表面か直ちに凝固し
2、¥布層のだれを抑制しつつV固層を形成できる。ま
た、該凝固鳴と、凝固液供給スリン)−(71のド流に
位置するカーテン状のカイト壁(8)との間に凝固l(
ν(6)か介在1.た法帖て、支持布(1)が走行し、
−・定距離離れた凝固槽(11)内に到達し、凝固液(
12)により膜全体の凝固か完工する。なお、図中、符
号(13)は搬送ローラである。 なお、凝固液を、所定厚みに塗布されたドープ表面との
接触を保ちなから等速で流トさせるため、カイト壁(8
)は、網目状、又は鉛直方向に多数の細条体か並設し、
かつ重工したクリル状に形成されているのか好ましい。 なお、ガイド壁(8)は、面一なシー トや平板なとて
構成してもよい。このガイド壁(8)は、トープ表面か
ら1 mm以上隔てて鉛直に垂ドして凝固l0(11)
に至らせるのが好ましい。 凝固液供給スリット(7)からの凝固液(6)と凝固槽
(11)の凝固液(12)とは、同一であってもよく異
なっていてもよく、トープ液(3)の組成に応した11
で來慣用の凝固液、例えは水、水と
【イ機溶剤との混合
溶媒や、膨潤剤を含(了する水溶液、無機塩水溶液等か
、所望する膜の性質に応して適宜使用できる。 なお、凝固槽(11)の凝固液(12)は、主に粁済的
理由から、水を使用する場合か多し)。凝固上程の後、
通常乾燥工程に供され、波形膜か得られる。従って、従
来のように、平膜を製造した後、波形ロール等でエンボ
ス加圧することなく、塗(Ii T−程と、塗布層厚調
整工程と、凝固工程とに支持布(1)を連続的に供給す
ることにより、均一な膜を連続的に製造できる。得られ
た波形膜(11)は、第3図(こ示されるように、波形
の支持布(1)と、該支持布(1)に均一に形成され、
かつ損傷のない膜(9)とて構成されており、分離能に
優れている。 第4図は本発明の他の実施例を示す概略斜視図であり、
この例では、前記実施例とは異なり、波形に成形された
支持布(1)の波形列か、支持布(1)の供給方向と同
し方向に延びた状態で支持布(1)を供給している。ま
た塗布工程でドープ液(3)をドープ液供給スリ、ノド
(4)を通し7て支t′Tni (11に流延yi布し
た後、塗布層厚4周整[f〜“では、波形の端部を白゛
する塗(]11層厚調整板15)で、支持ni (11
の波形に沿って、均一な塗缶厚に調整している。すなわ
ち、塗布層厚調整板り15)の端部は、支持1’li 
(11の波形列に々l応して波11:lこ形成されてい
ると1(に、両側部に、前記と同様に支持布1(1)と
当接する凸部(15a)か形成されている。従って、塗
布層厚調整板(15)を支持布(1)の1杖給方向と直
交する方向に固定して配設すると、塗41層厚、凋整板
(15)かドクターブレードと同様に機能するので、支
持布(1)の波形に沿って、【−かり、 塗?fi層厚
調整板(15)の凸部(15a)の高さに応【5た均一
な塗布層を形成できる。 また凝固■、程では、前記と同様に、凝固液(6)で塗
41層を凝固させている。 このような製造り法でも、塗布層厚1週整板(15)の
前記支持布(1)側の端部の形状を、支持布(1)の波
形に対応する■ニ状とするたけて、前記第3図に示す構
造の波11三咬を容易かつ連続的に製造できる。 415図は、本発明のさらに他の実施例において使用さ
れる塗布層厚1周整板を小ず斜視図である。 この例では、前記第2図に示される塗(’l、層厚1周
整仮に代えて、第5図に;j:、ず塗rl’i層厚17
.1整仮(25)!eII+い、支持布(1)の波Ii
ニに沿って形成したpHni層に、波形タリを横断する
方向に凹溝を形成し、でいる。Aなわち、前記第1図に
示す実施例と同様に、?r (+層厚1γj整板(25
)の端部両側には前記支持?’li (11の両側部表
面と当接する追従凸部(25a)か形成されていると共
に、端部の所定部には、追iit凸部(25a)より(
、高さか小さな凹部I’lニ成II凸部(25b )か
形h’;;されている。従っ−C,f81図に示す実雁
例と同(,1にして、塗布層厚調整板(25)の追従2
11部(25a)を支持4i (11の両側部に当接さ
ぜた状態て、支持ni (1)をトう1.、 (2)で
搬送しつつ()1、給すると、塗布層厚調整板(25)
は、支持布(1)の波形に灯心[、で、支持的(1)の
供給方向光直交する方向に往復動する。その際、支持布
(1)に流延塗布された塗布層の厚みを2fi布層厚調
整板(25)で規制すると、追従凸部(25a)の高さ
Hlと凹部形成用凸部(25b)の高さH2とが、Hl
 >H2の関係にあるので、4−記追従凸部(25a)
の高さHlに応した塗布厚てドープ液(3)を塗布でき
ると共に、Hl−H2に応した深さの凹溝か、支持布(
1)の供給方向、すなわち支持布(1)の波形列と直交
する方向に形成される。 また凝固工程で、前記と同様に、凝固液(6)を供給し
て塗布層を凝固させ、乾燥させると、第6図に示される
ように、波形の支持布(1)に形成された膜(19)の
うち波形列(20a) (20b)と直交する方向に、
凹溝(21)が形成された波形膜(22)が得られる。 この凹溝(21)は、塗布層厚調整工程で凹溝を形成し
、その後、凝固液(6)で凝固させることにより形成す
るので、膜の損傷がなく均一で、しかも凹溝(21)部
も分離膜として機能させることができる。従って、この
ようにして製造された波形膜(22)と平膜(23)と
を組合せると、波形膜(22)は、その波形頂部で平膜
(23)と接触するので、互いに区画された並列流路(
24a) (24b)が形成される。そして、1つの並
列流路(24a)に流入した原液は、該並列流路(24
a)と直交する方向に形成された凹溝(21)を通じて
隣り合う並列流路(24b)に流入する。すなわち、凹
溝(21)は並列流路を連通させる交流路部を構成する
。従って、上記凹溝(21)により原液を再分配できる
と共に、原液の流れを均等化でき、濃度分極が生しるの
を防止できる。 第5図に示す例では、塗布層厚調整板により波形列と直
交する方向に凹溝を形成しているが、凹溝は、所定形状
のロールを用いて形成してもよい。 第7図は本発明の他の実施例を示す概略縦断面図、第8
図はロールの概略斜視図である。この例では、第1図に
示す方法と同様にして、塗布工程で波形に成形された支
持布(1)にドープ液(3)を塗布し、塗布層厚調整工
程で、第2図に示されるのと同様の塗布層厚調整板(5
)を用いて、ドープ液(3)の塗布厚を、支持布(1)
の波形に沿って均一にする。そして、塗布層、すなわち
塗布ドープ表面が、未だ十分に凝固していない段階で、
回転可能な円筒状ロール(31)により、塗布層に凹溝
を形成している。すなわち、上記ロール(3])は、支
持布(1)の波形に対応して軸方向に延びる湾曲す部(
31a)及び湾曲凸部(31b)で構成される波形表面
を有していると共に、外周面の円周方向には、所定間隔
毎に突条(31c)が形成されている。従って、第2図
に示す塗布層厚調整板(5)により、塗布層を支持布(
1)の波形に沿って均一にした後、回転可能なロール(
31)を塗布層に接触させると、ロール(31)の突条
(31c)により、塗布層のうち波形列と直交する方向
に前記と同様の凹?1l(21)を形成できる。そして
、凝固工程に供することにより、前記第6図に示される
のと同様の波形膜(22)が得られる。 なお、上記ロール(31)の突条(31c)は、外周面
の円周方向にリング状に形成する必要はなく、適宜の配
列形態に形成できる。例えば、突条を波形表面を有する
ロールの外周面に格子状に形成すると、波形膜の膜に上
記格子状の突条に対応した格子状凹溝を形成できる。こ
のような波形膜ては、平膜(23)と組合せることによ
り形成された並列流路(24a) (24b)に流入し
た原液が、互いに連通ずる格子状凹溝を通して合流する
ので、前記と同様に、原液を再分配させることができる
と共に、原液の流れを均等化することができる。 第9図は本発明に適用できる他のロールを示す概略斜視
図であり、並列流路(24a> (24b)を流れる原
液か波形頂部の連通部を通して合流することに着1」シ
たものである。すなわち、円筒状のロール(32)の波
形表面のうち湾曲凹部(32a)にのみ凸部(32c)
か所定間隔毎に形成されている。このようなロール(3
2)を、第2図に示す塗布層厚調整工程により、支持布
(1)の波形に沿って形成した均一ブよ厚みの塗布層に
接触させ、前記と同様に凝固工程に供すると、第10図
に示されるように、波形の支持布(1)に形成された膜
(39)のうち、ロール(32)の湾曲凹部(32a)
に対応する箇所、すなわち波形膜(42)の湾曲頂部と
その近傍には、ロール(32)の凸部(32c)により
、波形列(40a) (40b)と直交する方向に凹部
(41)か形成される。このようにして波形膜(42)
のうち波形頂部とその近傍に凹部(41)を形成すると
、並列流路を流れる原液を波形頂部の凹部(41)を通
じて合流させることができると共に、波形膜(42)の
うち湾曲凹部に凹溝を形成する必要がないので、波形膜
(42)の湾曲凹部を精度よく形成でき、分離能を高め
ることかできる。 なお、塗布層Iv調整り程では、塗布層のうち少なく、
!:ち「j部に、波形列を横断する方向に、交流流路と
して機能する凹部を形成すればよく、並列流路を横断す
る波形膜の凹溝や凹部の方向は特に制限されない。また
前記各ロールに代えて、回転+iJ能な軸と、該軸の軸
方向に所定間隔毎に取付けられ、かつ塗布層のうち少な
くとも波形頂部と接触して凹部を形成する円盤とで構成
された凹部形成用回転部材を用いてもよい。また上記各
実施例のロール(31)(32)を用いる場合、第2図
に示す塗布層厚調整板(5)は必すしも必要ではない。 波形膜の波形列のピッチや高さ、前記凹溝や凹部の幅等
は適宜設定できるが、通常、波形列のピッチ1.−15
 mm、高さ0.05−3mm、凹溝や凹部の幅1〜3
 mm、凹溝や凹部の深さ0.02〜02 mm程度で
ある。また前記波形列を横断する凹溝や凹部の数は、並
列流路の連通性を確保できればよく特に制限されない。 また支持布は予め波形に成形されていてもよく、塗¥1
11−程の直前に波形に成形加−Lしてもよい。耐圧性
を付与するためには、予め波形に成形【2、樹脂加工す
ることにより、支持布を補強しておくのか好ましい。 また前記第4図に示す実施例において、凝固液供給スリ
ットの下流側に位置するカイト壁を、支持布の波形形状
に応じて波形に形成してもよい。 上記のようにして製造された波形膜は平膜と組合せてモ
ジュール化され、スパイラル状に巻回し又は積層して使
用できる。 [発明の効果] 以上のように、本発明の波形膜の製造方法によれば、塗
布工程で断面波形に成形した支持布に膜形成用ドープを
塗布した後、塗布層厚調整上程で支持布の波形に沿って
塗布層の厚みを均一化し、凝固工程で塗布層を凝固させ
るので、従来のようにエンボス加工する必要かなく、膜
の損傷かなく、均一で分離能に優れた波形膜を連続的に
製造できる。 また塗布層厚調整工程で、支持布の波形に沿って形成し
た塗4】層のうち少なくとも頂部に、波11ニ列を横断
するノJ向に凹部を形成するすると、・Iシ膜上Ill
 、’7せて、並列流路を流れる原液を上記凹部でtT
j分配して流れを均等化できると共に、ヒートブレスす
る必要かないので、均一で分離能に優れた波形膜を連続
的に製造できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す概略縦断面図、第2図
は塗61層厚調整板を示す概略斜視図、第3図は波形膜
の一例を示す概略斜視図、第4図は本発明の他の実施例
を示す概略斜視図、第5図は、本発明のさらに他の実施
例において使用される塗布層厚調整板を示す斜視図、第
6図は波形膜と平膜とを組合せた分離膜を示す概略斜視
図、 第7図は本発明の他の実施例を示す概略縦断面図、 第8図はロールの概略斜視図、 第9図は本発明に適用できる他のロールを示す概略斜視
図、 第10図は波形膜の他の例を示す概略斜視図である。 (1)・支持布、(3)・ トープ液、1s)(+5>
(25)  塗布層厚調整板、(ら) 凝固液、(9)
(+9)(39)  膜、 (20a) (20b)(40a)(40b)−波形列
、(i +)(22) (42)  波形膜、(21)
凹溝、(31)(32)  ロール、(41)凹部特許
出願人  ダイセル化を王業株式会′f−1代  理 
 人    弁理上  鍬  [Tl   充  11
第 図 第4図 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、断面波形に成形した支持布に膜形成用ドープを塗布
    する塗布工程と、支持布の波形に沿って塗布層の厚みを
    均一化する塗布層厚調整工程と、凝固液で塗布層を凝固
    させる凝固工程とを含むことを特徴とする波形膜の製造
    方法。 2、塗布層厚調整工程で、支持布の波形に沿って形成し
    た塗布層のうち少なくとも頂部に、波形列を横断する方
    向に凹部を形成する請求項1記載の波形膜の製造方法。
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