CN1676203A - 螺旋型膜元件及其制造方法 - Google Patents
螺旋型膜元件及其制造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1676203A CN1676203A CNA2004101032985A CN200410103298A CN1676203A CN 1676203 A CN1676203 A CN 1676203A CN A2004101032985 A CNA2004101032985 A CN A2004101032985A CN 200410103298 A CN200410103298 A CN 200410103298A CN 1676203 A CN1676203 A CN 1676203A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- hermetic unit
- diffusion barrier
- coiling body
- membrane element
- adhesive
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000012528 membrane Substances 0.000 title claims abstract description 56
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 12
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 53
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 48
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims abstract description 42
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims abstract description 42
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims abstract description 22
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims description 70
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims description 70
- 239000012466 permeate Substances 0.000 claims description 32
- 238000013138 pruning Methods 0.000 claims description 24
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 11
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 11
- 230000009974 thixotropic effect Effects 0.000 claims description 5
- 238000000926 separation method Methods 0.000 abstract description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 22
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 14
- 230000004323 axial length Effects 0.000 description 8
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 7
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 7
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 5
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 4
- 239000004831 Hot glue Substances 0.000 description 3
- 238000001764 infiltration Methods 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 3
- JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N Ethyl urethane Chemical compound CCOC(N)=O JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002390 adhesive tape Substances 0.000 description 2
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 230000008595 infiltration Effects 0.000 description 2
- 238000001471 micro-filtration Methods 0.000 description 2
- 230000003204 osmotic effect Effects 0.000 description 2
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 2
- -1 polypropylene Polymers 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 229920006305 unsaturated polyester Polymers 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- KXDHJXZQYSOELW-UHFFFAOYSA-M Carbamate Chemical compound NC([O-])=O KXDHJXZQYSOELW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000007872 degassing Methods 0.000 description 1
- 239000008393 encapsulating agent Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 description 1
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 1
- 238000001223 reverse osmosis Methods 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 239000008400 supply water Substances 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- 238000000108 ultra-filtration Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D63/00—Apparatus in general for separation processes using semi-permeable membranes
- B01D63/10—Spiral-wound membrane modules
- B01D63/103—Details relating to membrane envelopes
- B01D63/1031—Glue line or sealing patterns
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D63/00—Apparatus in general for separation processes using semi-permeable membranes
- B01D63/10—Spiral-wound membrane modules
- B01D63/107—Specific properties of the central tube or the permeate channel
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D63/00—Apparatus in general for separation processes using semi-permeable membranes
- B01D63/10—Spiral-wound membrane modules
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D65/00—Accessories or auxiliary operations, in general, for separation processes or apparatus using semi-permeable membranes
- B01D65/003—Membrane bonding or sealing
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2313/00—Details relating to membrane modules or apparatus
- B01D2313/04—Specific sealing means
- B01D2313/042—Adhesives or glues
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2313/00—Details relating to membrane modules or apparatus
- B01D2313/08—Flow guidance means within the module or the apparatus
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2323/00—Details relating to membrane preparation
- B01D2323/12—Specific ratios of components used
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Abstract
本发明披露了一种螺旋型膜元件以及制造方法，该螺旋型膜元件具有增大的有效膜表面积而没有降低螺旋型膜元件的分离性能，同时还保持了圆筒状卷绕体的密封部分的密封性能。该螺旋型膜元件包括：圆筒状卷绕体和密封部分，所述圆筒状卷绕体包括：穿孔的中心管，以及以叠层状态围绕着穿孔的中心管螺旋卷绕的分离膜、供给侧通道材料和渗透侧通道材料；所述密封部分用于防止供给侧流体和渗透侧流体混合在一起；其中，在所述圆筒状卷绕体两端的每一端形成的密封部分是通过粘合剂以基本恒定的宽度螺旋而形成的，并且所述密封部分的修剪部分形成在其整个端表面上，并且圆筒状卷绕体的长度与中心管的长度之比为0.96至1.00，无效膜表面积与整个膜表面积之比为0.02至0.10。
Description
技术领域
本发明涉及一种螺旋型膜元件(spiral membrane element)，其包括圆筒状卷绕体和密封部分，所述圆筒状卷绕体包括：穿孔的中心管以及，以叠层状态围绕着穿孔的中心管螺旋卷绕的分离膜、供给侧通道材料和渗透侧通道材料；所述密封部分用于防止供给侧流体和渗透侧流体混合在一起。
背景技术
作为在反渗透、超滤、微滤、透气、排气等中所使用的流体分离元件，已知例如螺旋流体分离元件，其包括：中心管和螺旋卷绕该中心管的单元，该单元包括：供给侧通道材料和渗透侧通道材料，其中所述供给侧通道材料将供给侧流体导向分离膜的表面，所述分离膜分离供给侧流体；所述渗透侧通道材料将渗透侧流体导向所述中心管，所述渗透侧流体通过渗透穿过所述分离膜而与供给侧流体分离。
这种螺旋型膜元件通常如下制造，即：交替层压供给侧通道材料和渗透侧通道材料，所述供给侧通道材料固定在折叠的分离膜的两个对半之间；将粘合剂涂敷在分离膜的边缘(沿该分离膜的3条边)，以防止供给侧流体与渗透侧流体发生任何混合，从而制造出分离膜部件；围绕中心管螺旋卷绕一个或多个这样的部件，以形成圆筒状卷绕体；然后修剪所述卷绕体的两端(修饰那些端部)。如此制造出来的螺旋型膜元件具有这样的结构，即：分离膜、供给侧通道材料和渗透侧通道材料以叠层状态围绕着穿孔的中心管螺旋卷绕，并且提供了密封部分，该密封部分用于防止供给侧流体和渗透侧流体混合在一起。
在这种螺旋型膜元件中，供给侧通道材料具有两个主要功能：(1)固定供给侧通道；以及(2)搅拌供给侧流体以防止在分离膜附近出现浓度两极分化。当功能(2)被展现出来时，供给侧流体通道会发生压力损失。
为了减少在分离膜元件中供给侧通道发生任何压力损失，已知的一种方法是：改变供给侧通道材料中网孔的孔距或角度，或者增加供给侧通道材料的厚度(例如，参见日本专利JP 3230490和JP-A-11-235520)。
然而，前一种方法使得供给侧通道材料不能有效地搅拌供给侧流体，从而就不能有效地防止在分离膜附近发生浓度两极分化，并且会降低螺旋型膜元件的分离性能。后一种方法使得螺旋型膜元件仅由较少量的分离膜填充而成，且会降低其渗透性能。
另一方面，到目前为止，通常使圆筒状卷绕体的轴向长度相对于中心管的长度而言尽可能地长，这是因为当将螺旋型膜元件放置在膜模块容器(membrance module container)中时，螺旋型膜元件的圆筒状卷绕体(膜部分)较大的长度有利于增大膜的表面积。
然而，圆筒状卷绕体朝其两端沿着一定宽度螺旋密封(如粘合)，除非每个这样的密封部分具有至少一定的轴向宽度，否则便不可能形成任何可靠的密封，并且即使圆筒状卷绕体的轴向长度可能接近于中心管的长度，也不可能使任何无效膜表面积保持低于一定的值。
发明内容
因此，本发明的一个目的是提供一种螺旋型膜元件，其具有增大了的有效膜表面积而没有降低其分离性能，并同时保持了圆筒状卷绕体的任何密封部分的密封性能。
本发明的另一个目的是提供该螺旋型膜元件的制造方法。
为了实现上述目的，对元件的两个端部进行密封的方法和结构进行了广泛的研究，结果发现，不是起初就形成具有较小宽度的任何密封部分，而是在形成任何密封部分之后，通过切削和除去任何密封部分的一部分，可以形成具有小宽度的密封部分，同时也保持了两端的密封性能。
因此，本发明的螺旋型膜元件包括圆筒状卷绕体和密封部分，其中所述圆筒状卷绕体包括：穿孔的中心管以及，以叠层状态绕着穿孔的中心管螺旋卷绕的分离膜、供给侧通道材料和渗透侧通道材料；所述密封部分用于防止供给侧流体和渗透侧流体混合在一起；其中，在所述圆筒状卷绕体的两端的每一端形成的密封部分是通过粘合剂以基本恒定的宽度螺旋而形成的，并且所述密封部分的修剪部分形成在其整个端表面上，并且圆筒状卷绕体的长度与中心管的长度之比为0.96至1.00，无效膜表面积与整个膜表面积之比为0.02至0.10。
本发明的螺旋型膜元件具有宽度减小了的密封部分，但仍保持了其密封性能，因此，该元件具有降低比例的无效膜表面积，并同时使圆筒状卷绕体保持了至少一定的长度，这是因为在圆筒状卷绕体的两端形成的各个密封部分的外部部分被切除，并且使修剪过的截面暴露在其整个端表面上。这种螺旋型膜元件具有增大了的有效膜表面积，而且并未因厚度的增大而降低它的搅拌作用或降低它的分离性能，这是由于它的供给侧通道材料无需特别改变的缘故。有效膜表面积是除下列部分之外的整个膜表面积，上述部分是尽管有分离膜也不能表现出任何分离性能的一些和所有无效部分的总膜表面积，例如圆筒状卷绕体两端的密封部分、通过将粘合剂涂敷于分离膜的边缘而形成的任何粘合剂密封的部分以及具有与分离膜的折叠处粘接的保护带的任何部分。
由于并不增加所使用的材料，因此密封部分宽度的减小也使得可以减小螺旋型膜元件每单位有效表面积的压力损失，并且可以抑制生产成本的增加，同时也减少了任何浪费，这是因为通过修剪减小了所切除的部分。
粘合剂优选为触变流体。由于工作安排而导致经常不可避免的情况是：使涂敷于分离膜边缘的粘合剂静置一段时间，直到将膜等围绕着中心管卷绕，并且在这种情况下，任何普通粘合剂都会因其自身的重量而铺展开，从而形成具有大宽度的密封部分。另一方面，当施加外力时具有粘性降低性能的触变流体，如果涂敷后没有对其施加外力，容易保持其涂敷的状态，因此有利于形成具有控制宽度的密封部分。
优选地，其两端粘合在密封部分上的分离膜的多孔层的孔是封闭的。分离膜通常具有多孔结构，从而允许流体在垂直于和平行于膜的两个方向上流动。然而，只有当流体在垂直于分离膜的方向上流动时，所述膜才能展现出它的分离性能。因此，在螺旋型膜元件中，需要抑制任何平行于分离膜的流体流动。然而，有时，涂敷于分离膜边缘的粘合剂不可能完全地抑制平行的流体流动，有时需要扩大各个密封部分的宽度，从而增大任何平行流体流动通道的长度，并对任何平行的流体流动产生更大的阻力，从而抑制平行方向上的流动。在这些情况下，封闭上述分离膜的每一粘合剂涂敷部分的多孔层中的这些孔，就可以抑制流体平行于所述膜流动，从而可减小每个密封部分的宽度。
根据本发明，制造螺旋型膜元件的方法包括步骤：以叠层状态围绕着穿孔的中心管螺旋卷绕分离膜、供给侧通道材料和渗透侧通道材料，以形成圆筒状卷绕体；形成密封部分，该密封部分用于防止供给侧流体和渗透侧流体混合在一起，其中，所述密封部分是通过粘合剂在所述圆筒状卷绕体的各端附近以基本恒定的宽度形成的，并且所述密封部分的20-60％的宽度被切去。
本发明的制造方法可以获得这样一种螺旋型膜元件，即：这种螺旋型膜元件在沿着每个密封部分方向上的宽度小，并同时保持了其两端的密封性能，并且有效膜表面积大，而且并未降低其分离性能，这是由于这种方法并不是起初就形成小宽度的密封部分，而是在密封之后切去每个密封部分的一部分。
附图说明
图1A和图1B均为步骤图，其说明了本发明制造螺旋型膜元件的方法。
图2是另一步骤图，其说明了本发明制造螺旋型膜元件的方法。
图3是另一步骤图，其说明了本发明制造螺旋型膜元件的方法。
图4是本发明螺旋型膜元件的分解图。
101：分离膜
102：供给侧通道材料
103：渗透侧通道材料
105：中心管
300：圆筒状卷绕体(修剪以前)
302：密封部分(在两端)
303：密封部分(在外部边缘)
304：圆筒状卷绕体(修剪之后)
A：中心管的长度
B：圆筒状卷绕体的长度
U：分离膜单元
具体实施方式
下面参照附图详细地描述本发明。图1至图3是说明根据本发明制造螺旋型膜元件的方法的步骤图。
如图1至3所示，本发明螺旋型膜元件包含圆筒状卷绕体304和密封部分302和303，其中所述圆筒状卷绕体304包括：穿孔的中心管105；以叠层状态围绕着穿孔的中心管螺旋卷绕的分离膜101、供给侧通道材料102和渗透侧通道材料103；所述密封部分302和303用于防止供给侧流体和渗透侧流体混合在一起。
在圆筒状卷绕体304两端形成的密封部分302各自是通过粘合剂以基本恒定的宽度螺旋而形成的，并且具有暴露在圆筒状卷绕体304的整个端表面上的修剪过的截面。沿着圆筒状卷绕体304的最外缘形成的密封部分303也可以由粘合剂形成，或者通过使用热熔胶粘剂、可热熔胶带、可热焊薄片等形成，但为了简化制造过程，优选采用与密封部分302相同的粘合剂来形成密封部分303。
本发明的螺旋型膜元件的无效的膜表面积与其整个膜表面积之比为0.02至0.10。在本发明的上下文中，有效的膜表面积是指螺旋型膜元件中表现出其分离性能的那部分分离膜的表面积，无效的膜表面积是指不能表现出任何分离性能的那部分分离膜的表面积，整个膜表面积是指通过计算有效的和无效的膜表面积之和所得到的分离膜的表面积。
如果无效的膜表面积与整个膜表面积之比小于0.02，则通过将粘合剂涂敷于分离膜的边缘而形成的密封部分的宽度就会太窄，以致于不能令人满意地执行其防止供给侧流体和渗透侧流体混合在一起的功能。另一方面，如果无效的膜表面积与整个膜表面积之比超过0.10，则无效的部分将在供给侧通道中产生较大的压力损失，从而增大了螺旋型膜元件的每单位有效膜表面积的压力损失。
根据本发明，圆筒状卷绕体304的长度与中心管105的长度之比为0.96至1.00。如果该比率小于0.96，则通过切削大量的分离膜101的除去引起了有效膜表面积的减小，从而导致每单位有效膜表面积的压力损失增大，并且还导致被当作废料切去和除掉的材料的量增大。这样对环境产生了不利的影响。另一方面，如果该比率超过1.00，则中心管105的端部就会被嵌入到螺旋型膜元件的端表面中，从而使其难以处理。
圆筒状卷绕体304可适当的方法来制造，例如，如图1和图2所示的制造方法。图1A是分离膜单元U的顶视图，图1B是所述分离膜单元U的前视图。
如图1和图2中所示，根据本发明，制造螺旋型膜元件的方法包括这些步骤：以叠层状态围绕着穿孔的中心管105螺旋卷绕分离膜101、供给侧通道材料102和渗透侧通道材料103，以形成圆筒状卷绕体300；以及形成用于防止供给侧流体和渗透侧流体混合在一起的密封部分302和303。
首先制造分离膜单元U，其可如下制造：即通过将折叠成对半的分离膜101和渗透侧通道材料103互相层压在一起，其中供给侧通道材料102夹在折叠成对半的分离膜101之间；然后将粘合剂层104和106涂敷于所述渗透侧通道材料103的相反纵向边缘上以及卷绕结束处的边缘上，以形成用于防止供给侧流体和渗透侧流体混合在一起的密封部分302和303，如图1中所示。
图1A说明了粘接至所述分离膜101的折叠部分上的保护带107，但是可以不使用保护带107。由粘合剂层104和106密封的部分和由保护带107防止展现出分离膜101功能的部分构成了所述无效膜表面积。
尽管已将本发明的实施方式描述成：在折叠成两个对半的分离膜101上层压渗透侧通道材料103，其中供给侧通道材料102夹在折叠成对半的分离膜101之间，然后将粘合剂层104和106涂敷至其上；也可以将折叠成对半的分离膜101层压在渗透侧通道材料103上，然后将粘合剂层104和106涂敷至其上。还可以利用以交替方向折叠的连续膜来代替折叠成对半的分离膜101，或者对分离膜101进行定位以使其卷绕可以在其折叠处终止。
反渗透膜、超滤膜、微滤膜、气体分离膜、脱气膜等均可用作分离膜101。网状物等材料可用作供给侧通道材料102。网状物、编织物等材料可用作渗透侧通道材料103。
任何已知的粘合剂，如氨基甲酸酯(urethane)、环氧树脂(epoxy)或者热熔胶粘剂，可用作粘合剂层104和106。根据本发明，为了容易控制由粘合剂形成的密封部分302和303的宽度，使用触变流体形式的粘合剂是有效的。这种类型的常用粘合剂是通过将触变物质添加至液态粘合剂成分中而制成的，这种粘合剂的实例为向其中加入了二氧化硅微细颗粒的不饱和聚酯和氨基甲酸酯粘合剂。
根据本发明，分离膜101的粘合剂涂敷部分中多孔层的孔是封闭的，使得可以抑制任何平行于该部分的流体流动，从而缩小了各密封部分302或303的宽度。多孔层的孔能够被封闭，例如通过由粘合剂填充多孔层、在压力下压碎多孔层、或者通过加热来熔化。
将一层或多层分离膜单元U层压并围绕着穿孔的中心管105螺旋卷绕，以及通过加热等固化粘合剂层104和106，以获得至少在渗透侧通道的相反端邻近处密封的圆筒状卷绕体300。该实施方式还在卷绕末端处密封渗透侧通道的边缘以及密封中心管105的外围。
层压的分离膜单元U内的层数取决于渗透的流体所需的量，尽管至少一层就已经足够了，但是为了处理方便，设定的上限为约50层。层压的分离膜单元U的层数越多，每个分离膜单元U卷绕的圈数就会越小。
根据本发明，具有基本恒定的宽度的密封部分302是通过粘合剂在圆筒状卷绕体300的两端附近形成的，并且通过切削修剪或除去各个密封部分302的一部分，该部分在宽度上相当于每个密封部分的20％到60％，优选为30％到50％，如图3中所示。因此，形成了圆筒状卷绕体304，该圆筒状卷绕体304在两端处都具有密封部分302以及具有暴露在其整个端表面上的修剪过的截面，各个密封部分302是通过粘合剂以基本恒定的宽度螺旋而形成的。该实施方式表示这样的实施例，在该实施例中，各个具有固定不变宽度的修剪部分301是从轴向长度基本与中心管105的轴向长度相同的圆筒状卷绕体300上切除的。在图3中，A是中心管的长度，B是圆筒状卷绕体304修剪之后的长度。
修剪可通过切削并去除各个修剪部分301，并同时使中心管105保持完整无缺的方法来完成，例如利用带有旋转式刀片的切削器具等，当圆筒状卷绕体300相对于切削器具进行转动时，可沿着圆筒状卷绕体300的整个圆周来切割所述圆筒状卷绕体300的方法；或者利用固定刀片，当转动圆筒状卷绕体时，切割圆筒状卷绕体300的方法。
图4显示分解形式的修剪之后的圆筒状卷绕体。有效分离膜部分401的表面积为所述的有效膜表面积，树脂密封部分402和胶带粘接的部分403的总表面积为所述的无效膜表面积，有效分离膜部分401、树脂密封部分402和胶带粘接的部分403的总表面积为所述的整个膜表面积。
如果需要，本发明的螺旋型膜元件可进一步包括位于圆筒状卷绕体304表面上的外部装饰材料。所述外部装饰材料可由卷绕在圆筒状卷绕体304表面上的一片或多片来形成。聚酯、聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙稀、玻璃纤维布等都可用作所述外部装饰材料。
根据需要，本发明的螺旋型膜元件可进一步包括：防止其变形(例如，缩短)的穿孔的边缘组件；密封材料；加强材料等。
以下将描述本发明的其它实施方式。
(1)尽管上述实施方式描述了修剪圆筒状卷绕体两端的实例，但是本发明并不排除仅一端被修剪的圆筒状卷绕体。另外，在附图中显示的实施方式为两端宽度相等的修剪部分，但是也可以使左端和右端修剪的部分的宽度不同。
(2)尽管将上述实施方式描述成从轴向长度与中心管轴向长度基本相等的圆筒状卷绕体上除去一定宽度的修剪部分，但是也可以在形成轴向长度大于或小于中心管轴向长度的圆筒状卷绕体之后，切除恒定宽度的修剪部分，包括密封部分。
(3)尽管将上述实施方式描述成切除一定宽度的修剪部分，同时使中心管保持原状不变，但是也可以切除修剪部分和中心管，然后连接其它组件以延长中心管。
下面将参照实施例来更详细地描述本发明，但是，应理解本发明不应解释为局限于此。
实施例1
根据本发明的制造方法，制造螺旋型膜元件，所使用的中心管的长度为1016毫米；修剪之后的圆筒状卷绕体的长度为975毫米；粘合剂密封部分的宽度(邻近每个修剪部分)为15毫米；粘合剂密封部分的宽度(邻近分离膜的终端)为25毫米；保护带的宽度为25毫米；分离膜为NTR-759HR(NittoDenko Corporation的产品)；分离膜的长度为1460毫米；分离膜的宽度为1016毫米；分离膜单元的数目为26；供给侧通道材料的厚度为0.72毫米；供给侧通道材料的网状物的交角为90°。使用的粘合剂是一种触变粘合剂(UR-3501，H.B.Fuller Co.的产品)。通过加热熔化使待涂敷粘合剂的分离膜的部分中的多孔膜的孔封闭。
将如此获得的螺旋型膜元件放置在内直径为202毫米和长度为1280毫米的圆筒形不锈钢容器中，并且在20℃的温度、以每分钟100升的流量来供应水，检测所述水的压力损失。结果是，每单位有效膜面积的压力损失为0.49kPa/m2。
比较例1
以与实施例1中相同的方法来制造螺旋型膜元件，并且所使用的中心管的长度为1016毫米；修剪之后的圆筒状卷绕体的长度为938毫米；粘合剂密封部分的宽度(邻近每个修剪部分)为34毫米；粘合剂密封部分的宽度(邻近分离膜的终端)为50毫米；保护带的宽度为50毫米；分离膜为：NTR-759HR(Nitto Denko Corporation的产品)；分离膜的长度为1460毫米；分离膜的宽度为1016毫米；分离膜单元的数目为26；供给侧通道材料的厚度为0.72毫米；且供给侧通道材料的网状物的交角为90°。
利用如此制造出来的元件，在与实施例1相同的测量条件下测量流体分离膜的压力损失。结果是，每单位有效膜面积的压力损失为0.54kPa/m2。
表
| 实施例1 | 比较例1 | |
| 无效膜表面积/整个膜表面积 | 0.08 | 0.17 |
| 修剪之后圆筒状卷绕体的长度/中心管的长度 | 0.96 | 0.92 |
| 每单位有效膜面积的压力损失(kPa/m2) | 0.49 | 0.54 |
| 通过修剪除去的分离膜的宽度(mm) | 41 | 78 |
从表中所示结果来看，很明显，实施例1中的元件每单位有效膜面积的压力损失要小于比较例1中的元件每单位有效膜面积的压力损失约10％。在实施例1和比较例1中所使用的分离膜单元的数目是相同的，并且所使用的原材料的总量没有变。通过修剪除去的分离膜的宽度为41mm，这几乎是比较例1的结果78mm的一半。
比较例2
以与实施例1中相同的方法来制造螺旋型膜元件，不同之处在于粘合剂涂敷的分离膜部分没有将孔封闭。所得的结果与表中所示的实施例1中得到的结果相同，但渗透侧压力保持试验的结果表明在两端处密封部分的密封性能低于实施例1中的密封性能。
比较例3
以与实施例1相同的方法来制造螺旋型膜元件，不同之处在于将粘合剂以15mm宽度涂敷于每个端部的密封部分。所得的结果与表中所示的实施例1中得到的结果相同，但渗透侧压力保持试验的结果表明在两端处密封部分的密封性能低于实施例1中的密封性能。
对于本领域普通技术人员进一步显而易见的是，可以对以上所描述和显示的发明的形式和细节作出各种变化。这些变化旨在包括在权利要求书的精神和范围内。
本申请基于2003年10月2日提交的日本专利申请2003-344303，在此引用其全部公开内容作为参考。
Claims (4)
1.一种螺旋型膜元件，其包括：
圆筒状卷绕体和密封部分，
所述圆筒状卷绕体包括：穿孔的中心管，以及以叠层状态围绕着穿孔的中心管螺旋卷绕的分离膜、供给侧通道材料和渗透侧通道材料；所述密封部分用于防止供给侧流体和渗透侧流体混合在一起；
其中，在所述圆筒状卷绕体两端的每一端形成的密封部分是通过粘合剂以基本恒定的宽度螺旋而形成的，并且所述密封部分的修剪部分形成在其整个端表面上，并且圆筒状卷绕体的长度与中心管的长度之比为0.96至1.00，无效膜表面积与整个膜表面积之比为0.02至0.10。
2.权利要求1所述的螺旋型膜元件，其中所述粘合剂包含触变流体。
3.权利要求1所述的螺旋型膜元件，其中通过粘合剂两端粘接于密封部分上的分离膜的多孔层中的孔是封闭的。
4.一种制造螺旋型膜元件的方法，其包括下述步骤：
以叠层状态围绕着穿孔的中心管螺旋卷绕分离膜、供给侧通道材料和渗透侧通道材料，以形成圆筒状卷绕体；
形成密封部分，该密封部分用于防止供给侧流体和渗透侧流体混合在一起，
其中所述密封部分是通过粘合剂在所述圆筒状卷绕体的两端附近以基本恒定的宽度而形成的，并且所述密封部分的20-60％的宽度被切去。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003344303A JP2005103516A (ja) | 2003-10-02 | 2003-10-02 | スパイラル型膜エレメント及びその製造方法 |
| JP344303/2003 | 2003-10-02 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1676203A true CN1676203A (zh) | 2005-10-05 |
Family
ID=34419379
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CNA2004101032985A Pending CN1676203A (zh) | 2003-10-02 | 2004-09-30 | 螺旋型膜元件及其制造方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20050077229A1 (zh) |
| JP (1) | JP2005103516A (zh) |
| KR (1) | KR100809177B1 (zh) |
| CN (1) | CN1676203A (zh) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100515549C (zh) * | 2005-10-31 | 2009-07-22 | 日东电工株式会社 | 螺旋型分离膜元件 |
| CN101983756A (zh) * | 2010-04-09 | 2011-03-09 | 中国科学技术大学 | 一种螺旋卷式扩散渗析膜组件及其制备方法 |
| CN102131565A (zh) * | 2008-09-09 | 2011-07-20 | 日东电工株式会社 | 供给侧流路材料和螺旋型分离膜元件 |
| CN102325582A (zh) * | 2009-02-23 | 2012-01-18 | 日东电工株式会社 | 膜元件用端部部件和具备该膜元件用端部部件的膜元件 |
| CN104619402A (zh) * | 2012-09-28 | 2015-05-13 | 富士胶片株式会社 | 二氧化碳分离用复合体、二氧化碳分离用组件以及二氧化碳分离用复合体的制造方法 |
| US9376595B2 (en) | 2013-06-21 | 2016-06-28 | General Electric Company | Method and apparatus for fabricating separator assembly |
| TWI547304B (zh) * | 2010-12-30 | 2016-09-01 | 奇異電器公司 | 用於製造分離器總成之方法及裝置 |
| CN106474928A (zh) * | 2016-10-17 | 2017-03-08 | 珠海格力电器股份有限公司 | 净水装置、反渗透膜片组及其制作方法 |
| CN109715274A (zh) * | 2016-09-16 | 2019-05-03 | 日东电工株式会社 | 螺旋型膜组件 |
| CN113260448A (zh) * | 2018-12-14 | 2021-08-13 | Emd密理博公司 | 螺旋卷绕的过滤装置及其制造方法 |
| CN113631243A (zh) * | 2019-01-27 | 2021-11-09 | 阿夸曼布拉尼斯公司 | 复合膜 |
| CN114555215A (zh) * | 2019-10-29 | 2022-05-27 | 韩国商东丽先端素材股份有限公司 | 螺旋缠绕式分离膜组件及其制备方法 |
Families Citing this family (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ATE469692T1 (de) | 2003-03-18 | 2010-06-15 | Donaldson Co Inc | Verbessertes verfahren zum wickeln von z- filtermedien |
| WO2005092483A1 (ja) * | 2004-03-26 | 2005-10-06 | Nitto Denko Corporation | スパイラル型分離膜エレメント |
| US7510654B2 (en) | 2005-12-29 | 2009-03-31 | Spf Innovations, Llc | Method and apparatus for the filtration of biological samples |
| WO2007102551A1 (ja) * | 2006-03-09 | 2007-09-13 | Nitto Denko Corporation | スパイラル型膜エレメント及びその製造方法 |
| JP5090017B2 (ja) * | 2006-03-09 | 2012-12-05 | 日東電工株式会社 | スパイラル型膜エレメント及びその製造方法 |
| US20090065426A1 (en) * | 2006-03-13 | 2009-03-12 | Nitto Denko Corporation | Spiral membrane element |
| JP4936435B2 (ja) * | 2006-08-10 | 2012-05-23 | 日東電工株式会社 | スパイラル型膜エレメント及びその製造方法 |
| JP5204994B2 (ja) | 2007-06-11 | 2013-06-05 | 日東電工株式会社 | スパイラル型膜エレメントおよびその製造方法 |
| US20090094953A1 (en) * | 2007-10-10 | 2009-04-16 | Mann+Hummel Gmbh | Compact filter element and method for sealing an end thereof |
| PL2304326T3 (pl) | 2008-01-14 | 2019-05-31 | Core Energy Recovery Solutions Inc | Membranowe wkłady harmonijkowe-krzyżowe i sposób wytwarzania membranowych wkładów harmonijkowych-krzyżowych |
| US7875177B2 (en) * | 2008-12-09 | 2011-01-25 | Dow Global Technologies Inc. | Membrane leaf packet with reinforced fold |
| CN102821837B (zh) * | 2010-03-24 | 2015-07-15 | 陶氏环球技术有限责任公司 | 螺旋卷过滤组件 |
| JP5490281B2 (ja) * | 2012-06-20 | 2014-05-14 | 富士フイルム株式会社 | 酸性ガス分離モジュール、及び酸性ガス分離システム |
| JP5990556B2 (ja) * | 2013-07-30 | 2016-09-14 | 富士フイルム株式会社 | 酸性ガス分離用積層体および該積層体を備えた酸性ガス分離用モジュール |
| JP5990225B2 (ja) * | 2013-07-30 | 2016-09-07 | 富士フイルム株式会社 | 酸性ガス分離用積層体および該積層体を備えた酸性ガス分離用モジュール |
| TW201627169A (zh) * | 2014-10-01 | 2016-08-01 | Ｈ Ｂ 富勒公司 | 以可固化黏著劑組成物製作螺旋纏繞式過濾模組之方法及藉由該方法製作之模組 |
| KR102467960B1 (ko) * | 2016-03-31 | 2022-11-16 | 도레이첨단소재 주식회사 | 다공성 유출관 제조용 부착체 |
| KR102462036B1 (ko) * | 2016-03-31 | 2022-11-01 | 도레이첨단소재 주식회사 | 다공성 유출관 |
| WO2020120216A1 (en) * | 2018-12-14 | 2020-06-18 | Unilever N.V. | Membrane element and process for making the same |
| JP7302973B2 (ja) * | 2019-01-18 | 2023-07-04 | 日東電工株式会社 | スパイラル型膜エレメント及びその製造方法 |
| KR102211689B1 (ko) * | 2019-04-11 | 2021-02-02 | 도레이첨단소재 주식회사 | 나권형 필터모듈 및 나권형 필터모듈 제조방법 |
| CN113491952A (zh) * | 2021-09-06 | 2021-10-12 | 山东九章膜技术有限公司 | 一种用于多层复合气体分离膜组件的卷制工艺及装置 |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4033878A (en) | 1975-05-12 | 1977-07-05 | Universal Oil Products Company | Spiral wound membrane module for direct osmosis separations |
| US4021351A (en) | 1975-10-30 | 1977-05-03 | Desalination Systems, Inc. | Membrane cartridge with improved central collection tube |
| JPS56136606A (en) | 1980-03-28 | 1981-10-26 | Nitto Electric Ind Co Ltd | Winding method for spiral type membrane element |
| DE3220613A1 (de) | 1982-06-01 | 1983-12-01 | GFT Ingenieurbüro für Industrieanlagenbau, 6650 Homburg | Membranmodul und seine verwendung zur trennung von fluessigkeiten nach dem pervaportionsverfahren |
| US4834881A (en) | 1987-08-19 | 1989-05-30 | Kurita Water Industries Ltd. | Spiral wound type membrane module |
| US4802982A (en) | 1987-10-01 | 1989-02-07 | Desalination Systems, Inc. | Spiral-wound membrane with improved permeate carrier |
| US4902417A (en) * | 1988-06-14 | 1990-02-20 | Desalination Systems, Inc. | Spiral-wound membrane cartridge with ribbed and spaced carrier layer |
| US4842736A (en) * | 1988-09-06 | 1989-06-27 | Desalination Systems, Inc. | Spiral wound membrane |
| US5266195A (en) * | 1992-08-10 | 1993-11-30 | Desalination Systems, Inc. | Spiral wound separation device and method of making same |
| JPH0771623A (ja) * | 1993-08-17 | 1995-03-17 | Nissan Motor Co Ltd | コンソールフィニッシャ用ブーツの固定構造 |
| JP3608353B2 (ja) | 1997-09-30 | 2005-01-12 | 日立プラント建設株式会社 | 膜モジュール及びこれを用いた水処理装置 |
| US6068771A (en) * | 1999-02-11 | 2000-05-30 | Koch Membrane Systems, Inc. | Method for sealing spiral wound filtration modules |
| US7048855B2 (en) * | 2000-12-22 | 2006-05-23 | Ge Osmonics, Inc. | Cross flow filtration materials and cartridges |
-
2003
- 2003-10-02 JP JP2003344303A patent/JP2005103516A/ja active Pending
-
2004
- 2004-09-30 CN CNA2004101032985A patent/CN1676203A/zh active Pending
- 2004-09-30 KR KR1020040077755A patent/KR100809177B1/ko not_active IP Right Cessation
- 2004-10-01 US US10/954,211 patent/US20050077229A1/en not_active Abandoned
Cited By (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100515549C (zh) * | 2005-10-31 | 2009-07-22 | 日东电工株式会社 | 螺旋型分离膜元件 |
| CN102131565A (zh) * | 2008-09-09 | 2011-07-20 | 日东电工株式会社 | 供给侧流路材料和螺旋型分离膜元件 |
| CN102325582A (zh) * | 2009-02-23 | 2012-01-18 | 日东电工株式会社 | 膜元件用端部部件和具备该膜元件用端部部件的膜元件 |
| US8758611B2 (en) | 2009-02-23 | 2014-06-24 | Nitto Denko Corporation | Edge member for membrane element and membrane element equipped with same |
| CN102325582B (zh) * | 2009-02-23 | 2015-06-24 | 日东电工株式会社 | 膜元件用端部部件和具备该膜元件用端部部件的膜元件 |
| CN101983756A (zh) * | 2010-04-09 | 2011-03-09 | 中国科学技术大学 | 一种螺旋卷式扩散渗析膜组件及其制备方法 |
| CN101983756B (zh) * | 2010-04-09 | 2012-08-29 | 中国科学技术大学 | 一种螺旋卷式扩散渗析膜组件及其制备方法 |
| TWI547304B (zh) * | 2010-12-30 | 2016-09-01 | 奇異電器公司 | 用於製造分離器總成之方法及裝置 |
| CN104619402A (zh) * | 2012-09-28 | 2015-05-13 | 富士胶片株式会社 | 二氧化碳分离用复合体、二氧化碳分离用组件以及二氧化碳分离用复合体的制造方法 |
| CN104619402B (zh) * | 2012-09-28 | 2016-08-17 | 富士胶片株式会社 | 二氧化碳分离用复合体、二氧化碳分离用组件以及二氧化碳分离用复合体的制造方法 |
| US9376595B2 (en) | 2013-06-21 | 2016-06-28 | General Electric Company | Method and apparatus for fabricating separator assembly |
| CN109715274A (zh) * | 2016-09-16 | 2019-05-03 | 日东电工株式会社 | 螺旋型膜组件 |
| US11433356B2 (en) | 2016-09-16 | 2022-09-06 | Nitto Denko Corporation | Spiral membrane element |
| CN106474928A (zh) * | 2016-10-17 | 2017-03-08 | 珠海格力电器股份有限公司 | 净水装置、反渗透膜片组及其制作方法 |
| CN113260448A (zh) * | 2018-12-14 | 2021-08-13 | Emd密理博公司 | 螺旋卷绕的过滤装置及其制造方法 |
| CN113631243A (zh) * | 2019-01-27 | 2021-11-09 | 阿夸曼布拉尼斯公司 | 复合膜 |
| CN113631243B (zh) * | 2019-01-27 | 2024-03-29 | 阿夸曼布拉尼斯公司 | 复合膜 |
| CN114555215A (zh) * | 2019-10-29 | 2022-05-27 | 韩国商东丽先端素材股份有限公司 | 螺旋缠绕式分离膜组件及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2005103516A (ja) | 2005-04-21 |
| KR20050033012A (ko) | 2005-04-08 |
| KR100809177B1 (ko) | 2008-02-29 |
| US20050077229A1 (en) | 2005-04-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN1676203A (zh) | 螺旋型膜元件及其制造方法 | |
| EP1944076B1 (en) | Spiral separation membrane element | |
| JP5792627B2 (ja) | 強化折りたたみ部を有する膜葉束 | |
| JP5873823B2 (ja) | 酸性ガス分離用複合体、酸性ガス分離用モジュールおよび酸性ガス分離用モジュールの製造方法 | |
| JP5204994B2 (ja) | スパイラル型膜エレメントおよびその製造方法 | |
| KR101792063B1 (ko) | 페인트 롤러 및 그 구성 부품의 제조방법 | |
| WO2015064752A1 (ja) | 分離膜エレメント | |
| WO2013047746A1 (ja) | 分離膜、分離膜エレメントおよび分離膜の製造方法 | |
| JP2011510814A (ja) | 多重ろ過カートリッジろ過装置 | |
| US9376595B2 (en) | Method and apparatus for fabricating separator assembly | |
| WO2020123243A1 (en) | Spiral wound filtration device and methods of manufacture | |
| CN1304093C (zh) | 生产螺旋形膜片件的方法 | |
| AU2011352968B2 (en) | Method and apparatus for fabricating separator assembly | |
| JP2006218345A (ja) | スパイラル型膜エレメント及びその製造方法 | |
| JP4465213B2 (ja) | スパイラル型膜エレメント及びその製造方法 | |
| CN214513821U (zh) | 一种交叉螺旋复合有机管式膜 | |
| JP5990476B2 (ja) | 酸性ガス分離用モジュール | |
| JPH08131797A (ja) | チューブ状複合物及びチューブ状多孔質膜モジュール | |
| CN107684830B (zh) | 膜、膜元件及其制备方法 | |
| KR102211689B1 (ko) | 나권형 필터모듈 및 나권형 필터모듈 제조방법 | |
| JP2010522070A (ja) | ポスト及び／又はバンドが流体処理エレメントの間に置かれる流体処理エレメント及び流体処理装置、並びに流体エレメント及び流体処理装置を製造するための方法 | |
| JP2006116419A (ja) | スパイラル型膜エレメントの製造方法及びそれに用いる製造装置 | |
| CN114177776A (zh) | 一种多页反渗透膜元件的制作方法和多页反渗透膜元件 | |
| JP2022544364A (ja) | 膜性能のための光硬化 | |
| JP2012101179A (ja) | 中空糸膜シートの製造方法、中空糸膜モジュールの製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20051005 |