JPH11226365A

JPH11226365A - 流体分離素子およびその製造方法

Info

Publication number: JPH11226365A
Application number: JP10033065A
Authority: JP
Inventors: Sadajiro Hatano; 貞次郎秦野; Koji Fujiwara; 浩二藤原
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1998-02-16
Filing date: 1998-02-16
Publication date: 1999-08-24

Abstract

(57)【要約】【課題】比較的均等な形態を有し、かつ、使用時にその
形態がくずれにくい流体分離素子を提供する。【解決手段】集水管の周りに形成された、分離膜と、分
離液流路材と、原液流路材とを含む膜ユニットの外周
に、接着剤浸透防止フィルムを介して強化材のヘリカル
巻層を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液状混合物の選択
分離、特に、かん水や海水の脱塩、有価物の回収、廃水
の再利用、食品の濃縮、超純水の製造など、さらには気
体の選択分離に用いるのに好適な流体分離素子に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】液体や気体の混合物の選択分離などには
逆浸透膜など分離膜を有する流体分離素子が頻繁に用い
られる。その流体分離素子は、分離膜と原液流路材と分
離液流路材とを含む膜ユニットを集水管の周りに巻きつ
けてなるが、形態を保持し、水圧で容易に膨らんだり破
れたりすることがないように、膜ユニットの外周に接着
剤浸透防止フィルムを巻きつけ、その上から接着剤を含
浸し硬化した強化材を集水管の軸に対してほぼ直角にな
るようフ−プ巻きしている。

【０００３】しかし、強化材をずらしながら巻きつける
だけであるので、強化材が弛みやすく、また、強化材の
巻き始めと巻き終りの部分の膨らみや、接着剤が不均一
に積層した強化材などによって、不均一な外形状を有す
る流体分離素子となる。その結果、圧力容器への収納が
困難となる。また、そのような流体分離素子を圧力容器
に無理に収納しようとすると、接着剤が剥離し、流体分
離素子の形態を損なってしまう。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、比較的均等
な形態を有し、かつ、使用時にその形態が崩れにくい流
体分離素子を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明は、集水管の周りに形成された、分離膜と、分
離液流路材と、原液流路材とを含む膜ユニットの外周
に、接着剤浸透防止フィルムを介して強化材のヘリカル
巻層が形成されている流体分離素子を特徴とするもので
ある。

【０００６】ここで、集水管軸に対する強化材の巻角度
が±５〜８５°の範囲にあること、ヘリカル巻層がテー
プ状の強化材で形成されていることが好ましい。また、
強化材が重ね巻されていること、または、強化材が間隔
を有するように巻かれていることも好ましく。さらに
は、強化材が、合成繊維、金属繊維、炭素繊維およびガ
ラス繊維から選ばれた少なくとも１種の強化繊維を含む
ものであることも好ましい。

【０００７】そして、上記の流体分離素子を圧力容器に
収納してなる分離膜モジュールも好ましい。

【０００８】上記課題を解決するための本発明は、集水
管の周りに、分離膜と、分離液流路材と、原液流路材と
を含む膜ユニットを形成するとともに、その膜ユニット
に接着材浸透防止フィルムを巻き付け、さらにその接着
材浸透防止フィルムの上に接着材を含浸した強化材をヘ
リカル巻する流体分離素子の製造方法も特徴とする。

【０００９】このとき、集水管軸に対する強化材の巻角
度が±５〜８５°の範囲になるようにヘリカル巻するこ
と、テープ状の強化材を用いてヘリカル巻すること、そ
して、強化材を重ね巻すること、または、間隔を有する
ようにヘリカル巻することが好ましい。また、合成繊
維、金属繊維、炭素繊維およびガラス繊維から選ばれた
少なくとも１種の強化繊維を含む強化材を用いることも
好ましい。

【００１０】そして、上記の方法で製造した流体分離素
子を圧力容器に収納する分離膜モジュールの製造方法も
好ましい。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の流体分離素子は、図１に
示すような、孔を有する集水管１の周りに、分離膜とし
て逆浸透膜２と、原液流路材３と、分離液流路材４とを
含む膜ユニットが巻きつけられており、その膜ユニット
の上に接着剤浸透防止フィルム５が巻きつけられてな
る。さらにその上に、ポリエステル繊維などの合成繊維
やガラス繊維、金属繊維、炭素繊維に、エポキシ樹脂や
ウレタン樹脂などの接着剤を含浸して硬化させた強化材
６を、図２に示すようにヘリカル巻して、強化材の層を
形成している。

【００１２】本発明の流体分離素子は、強化材のヘリカ
ル巻層を形成することで、強化材が水圧などでゆるむこ
とを防ぎ、かつ、巻き始めと巻き終わりの膨らみを抑え
ることができる。そして、従来のフープ巻きでは、集水
管と膜ユニットと両端に取り付けるテレスコープ防止板
とを、強化材によって強く固定するために、中央部より
両端が厚くなるように強化材を巻きつけていたが、本発
明の流体分離素子では強化材をヘリカル巻きにするので
その必要性がなく、比較的均一な美しい巻き姿とするこ
とができる。その結果、同じ圧力容器に収納する場合
に、容器内の空間を無駄にすることなく、膜面積を増加
して処理能力を高めることができる。

【００１３】また、本発明の流体分離素子は、接着剤浸
透防止フィルムを介して強化材を設けるので、流体分離
素子を補強しつつ封止することができ、強化材の接着剤
が膜ユニットに付着することを防ぐことができる。

【００１４】接着剤浸透防止フィルムとしては、たとえ
ば、ポリエステルフィルムやポリプロピレンフィルムが
用いられるが、高強度・低伸度とするためにはポリエス
テルフィルムが好ましい。

【００１５】本発明において、強化材の巻角度とは、強
化材と集水管の軸とで形成される鋭角のことをいう。

【００１６】強化材は、より強固に巻きつけるためには
集水管軸に対して±５〜８５度の範囲になるように巻
きつけられていることが好ましく、より好ましくは±４
５〜７５度の範囲である。

【００１７】そして、強化材は、隣り合う強化材が多少
重なるように少しずつずらしながら巻きつけたり、ま
た、多少間隔があくように離して巻きつけてもよい。そ
して、均一な巻姿とするために、重ね巻きする場合は、
強化材の幅に応じてその重なりが５ｍｍ以下になるよう
に巻き、また、離して巻く場合は、その間隔が１０ｍｍ
以下であることが好ましい。

【００１８】また、強化材のヘリカル層は、形態をより
確実に保持するために、円周方向に２〜４ｍｍの厚みを
有することが好ましい。

【００１９】本発明において、強化材の太さは、巻きつ
けるときの蛇行を防ぐために０．１ｍｍ以上で、厚みに
よって接着剤が均一に含浸せず剥離することを防ぐため
に０．３ｍｍ以下であることが好ましい。また、強化材
が、この厚みを有し、１〜４０ｍｍの幅を有するテープ
状に成形されていると、接着剤の含浸性がよく、巻き付
けたときに厚みが均一になりやすいので好ましい。

【００２０】強化材は、内外部の応力による塑性変形も
受けにくく、損傷しにくいものとするために、合成繊
維、金属繊維、炭素繊維およびガラス繊維などの中から
選んだ少なくとも一種類の強化繊維、もしくはそれらを
混合したものを用いると耐圧性にすぐれているのでよ
い。そして、たとえばガラス繊維を用いた場合、その強
度が２５ｇｆ／ｔｘ以上であることが好ましい。

【００２１】次に、本発明の流体分離素子の製造方法に
ついて述べる。

【００２２】まず、分離膜を折って、その間に分離液流
路材および原液流路材を挟み込み膜ユニットを形成す
る。その膜ユニットを、単数または複数ユニット集水管
の周りに巻きつける。そして、端面にシール部材を設け
た端板を取り付ける。端板を取り付けた状態で、流体分
離素子に接着剤防止フィルムを巻きつける。こうするこ
とで、使用時に液体分離素子がテレスコープ状に変形す
ることを防止することができる。その後、フィルムの上
から、強化繊維にエポキシ樹脂やウレタン樹脂などの接
着材を含浸して硬化させた強化材を、上述したように、
集水軸管に対する巻角度が±５〜８５度になるようにヘ
リカル巻きする。その結果、強化材がゆるみにくく、損
傷しにくい、美しい巻き姿の流体分離素子とすることが
できる。

【００２３】流体分離素子を用いて液体などの選択分離
を行う際は、複数個の流体分離素子を圧力容器に収納し
て分離膜モジュールとして用いる。一方の端板を通って
流入した原液は、原液流路材から分離膜、分離液流路材
を通って選択分離される。そして、その分離液は、孔か
ら集水管内に入り、集水管を通って下流側へと流れる。
透過しなかった原液は、他端の端板を通って、次の流体
分離素子へと流れ、同様の過程をたどる。

【００２４】上述の流体分離素子を用いると、比較的均
一な円柱状の流体分離素子であるので、圧力容器に強化
材を傷つけないよう容易に収納することができ、また、
従来と同じ圧力容器に収納する場合には、膜面積の大き
くすることができ、その結果、処理能力の高いものとな
る。そして、水圧で容易に膨らんだり破れたりすること
を防ぐことができるので、最初の形態を長期間維持する
ことができる。

【００２５】

【発明の効果】本発明の流体分離素子は、強化材のヘリ
カル層を設けることで、水圧などで強化材がゆるんだ
り、強化材の巻き始めと巻き終わりの膨らみを抑えるこ
とができる。また、巻きつけの厚みをフープ巻きに比べ
均一にすることができるので、美しい巻き姿に加え、膜
面積の大きな流体分離素子とすることができる。そし
て、接着剤浸透防止フィルムの外周に強化材を巻きつけ
ているので、強化材を構成する成分の膜ユニットへの付
着を防ぐこともできる。

【００２６】ここで、集水管軸に対する強化材の巻角度
が±５〜８５度の範囲にある場合は形態保持に特に優
れ、幅１〜４０ｍｍの範囲のテープ状の強化材を用いる
と、接着剤の含浸性が高く巻き付け時の厚みを均一にし
やすい。そして、合成繊維、金属繊維、炭素繊維および
ガラス繊維から選ばれた少なくとも１種の強化繊維を含
む強化材を用いる場合は、耐圧性に優れた流体分離素子
とすることができる。

【００２７】そして、上記の流体分離素子を圧力容器に
収納して分離膜モジュールとすると、圧力容器に強化材
を傷つけないよう容易に収納することができ、また、圧
力容器の空間を有効に使うことができ、膜面積の大きな
ものとすることができる。その結果、処理能力の高いも
のとなる。また、水圧で容易に膨らんだり破れたりする
ことを防ぐことができるので、使用中に形態が崩れにく
いものとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施態様に係る流体分離素子の概略
斜視図である。

【図２】図１におけるヘリカル巻層を示す流体分離素子
の概略図である。

【符号の説明】

１：集水管２：逆浸透膜３：原液流路材４：分離液流路材５：接着剤浸透防止フィルム６：強化材７：端板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】集水管の周りに形成された、分離膜と、分
離液流路材と、原液流路材とを含む膜ユニットの外周
に、接着剤浸透防止フィルムを介して強化材のヘリカル
巻層が形成されていることを特徴とする流体分離素子。
【請求項２】集水管軸に対する強化材の巻角度が±５〜
８５°の範囲にある、請求項１に記載の流体分離素子。
【請求項３】ヘリカル巻層がテープ状の強化材で形成さ
れている、請求項１または２に記載の流体分離素子。
【請求項４】強化材が重ね巻されている、請求項１〜３
のいずれかに記載の流体分離素子。
【請求項５】強化材が間隔を有するように巻かれてい
る、請求項１〜３のいずれかに記載の流体分離素子。
【請求項６】強化材が、合成繊維、金属繊維、炭素繊維
およびガラス繊維から選ばれた少なくとも１種の強化繊
維を含むものである、請求項１〜５のいずれかに記載の
流体分離素子。
【請求項７】請求項１〜６のいずれかに記載の流体分離
素子を圧力容器に収納してなることを特徴とする分離膜
モジュール。
【請求項８】集水管の周りに、分離膜と、分離液流路材
と、原液流路材とを含む膜ユニットを形成するととも
に、その膜ユニットに接着材浸透防止フィルムを巻き付
け、さらにその接着材浸透防止フィルムの上に接着材を
含浸した強化材をヘリカル巻することを特徴とする流体
分離素子の製造方法。
【請求項９】集水管軸に対する強化材の巻角度が±５〜
８５°の範囲になるようにヘリカル巻する、請求項８に
記載の流体分離素子の製造方法。
【請求項１０】テープ状の強化材を用いてヘリカル巻す
る、請求項８または９に記載の流体分離素子の製造方
法。
【請求項１１】強化材を重ね巻する、請求項８〜１０の
いずれかに記載の流体分離素子の製造方法。
【請求項１２】強化材を間隔を有するようにヘリカル巻
する、請求項８〜１０のいずれかに記載の流体分離素子
の製造方法。
【請求項１３】合成繊維、金属繊維、炭素繊維およびガ
ラス繊維から選ばれた少なくとも１種の強化繊維を含む
強化材を用いる、請求項８〜１２のいずれかに記載の流
体分離素子の製造方法。
【請求項１４】請求項８〜１３のいずれかに記載の方法
で製造した流体分離素子を圧力容器に収納することを特
徴とする分離膜モジュールの製造方法。