DE4003812A1 - Dichtungsanordnung zur verwendung in einer elektro-dialyseeinrichtung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Dichtungsanordnung zur Verwendung in einer Elektro-Dialyseeinrichtung. Die Erfindung befaßt sich, im einzelnen, mit einer Dichtungs­ anordnung zur Verwendung in einer Elektro-Dialyseeinrich­ tung, wobei diese Anordnung einen Rahmen und eine Netz- Zwischenlage aufweist, die im Rahmen mit einem Spielraum rund um den gesamten Umfang der Netz-Zwischenlage zwischen dieser und dem Rahmen angeordnet ist, wobei der Spielraum gänzlich oder teilweise mit einer Verbindungseinrichtung aus thermoplastischem Elastomer gefüllt ist, welche den Umfang der Netz-Zwischenlage und den Innenumfang des Rahmens überbrückt, wodurch eine Verbindung zwischen dem Rahmen und der Netz-Zwischenlage vorgesehen wird. Dank der Verbindungseinrichtung aus thermoplastischem Elastomer sind nicht nur der Dichtungsrahmen und die Zwischenlage an ihren Überbrückungsabschnitten unverformt, sondern die Über­ brückungsabschnitte haben auch eine gleichförmige Dicke. Wenn die oben erwähnte Dichtungsanordnung in einer Elektro- Dialyseeinrichtung verwendet wird, um verdünnende und kon­ zentrierte Abteilungen in Zusammenwirkung mit Kationen- und Anionen-Austauschmembranen zu bilden, treten bei der Vor­ richtung keine Flüssigkeits-Leckageprobleme auf, und zwar selbst unter einem Befestigungsdruck, der verhältnismäßig niedrig ist, verglichen mit dem Befestigungsdruck, der üblicherweise für Elektro-Dialyseeinrichtungen verwendet wird, die herkömmliche Dichtungen enthalten. Zusätzlich tritt kein Bruch der Ionen-Austauschmembranen an den Über­ brückungsabschnitten zwischen dem Dichtungsrahmen der Zwischenlage auf, so daß die Einrichtung imstande ist, für einen langen Zeitraum eine hervorragende Elektro-Dialyse­ leistung zu liefern.

In herkömmlicher Weise wurde eine Filterandruck-Elektro- Dialyseeinrichtung, in welcher eine Anzahl von Kationen- Austauschmembranen und Anionen-Austauschmembranen alter­ nierend durch Dichtungen in einem befestigten Zustand zwischen einem Paar Elektroden angeordnet sind, in weitem Umfang zum Zwecke verwendet, Elektrolyte zu konzentrieren, zu entsalzen und dergleichen. Beim Betreiben der Elektro­ dialyse in dieser Art einer Elektro-Dialyseeinrichtung ist es angestrebt, daß eine durch die Elektrodialyse zu behan­ delnde Flüssigkeit gleichförmig in einem Abteil verteilt werden soll, das durch eine Kationen-Austauschmembrane, eine Anionen-Austauschmembrane und einen Dichtungsrahmen begrenzt ist, um die wirksame Elektrodialyse über einen langen Zeitraum hinweg sicherzustellen. Um die oben erwähnte gleichförmige Verteilung einer Flüssigkeit zu erreichen, die durch die Elektrodialyse behandelt werden soll, ist im allgemeinen eine Netz-Zwischenlage im Dichtungsrahmen angeordnet.

Verschiedenartige Vorschläge wurden gemacht, um eine Ver­ bindung zwischen der Netz-Zwischenlage und dem Dichtungs­ rahmen vorzusehen, um eine stabile Anordnung der Zwischen­ lage zu bewirken, um eine gleichförmige Strömung der durch die Elektrodialyse zu behandelnden Flüssigkeit aufrecht­ zuerhalten, um das Verrutschen der Kationen- oder Anionen- Austauschmembrane in irgendeinen Zwischenraum zwischen dem Dichtungsrahmen und der Zwischenlage zu vermeiden, welcher in jenem Fall gebildet wird, wenn die Zwischenlage einfach in den Dichtungsrahmen eingesetzt wird, und um wirksam die Demontage und den Wiederzusammenbau der Elektro-Dialyse­ vorrichtung zu bewirken. Hinsichtlich solcher Vorschläge wird Bezug genommen auf die japanischen, offengelegten Anmeldungen Nr. 52-38 483/1977, 57-1 71 404/1982, 58-1 12 006/1983 und 61-21 703/1986 sowie auf die offengelegte japanische Gebrauchsmusterbeschreibung Nr. 49-99 842/1974 und 57-1 65 206/1982.

In den letzten Jahren sind Energieeinsparungen ein Haupt­ ziel beim Elektrodialysebetrieb. Die Anstrengungen wurden der Erreichung von Energieeinsparungen durch Verringern der Dicke einer jeden Ionen-Austauschmembran (Kationen- und Anionen-Austauschmembran) und der Netz-Zwischenlage ge­ widmet, die in einer Elektro-Dialyseeinrichtung enthalten sind. Solche Anstrengungen haben jedoch die folgenden Probleme aufgeworfen.

Das heißt, wenn eine Verbindung bzw. Verklebung zwischen dem Dichtungsrahmen und der Zwischenlage mittels eines Klebers, etwa eines Epoxy-Klebers, eines Gummiklebers oder eines Heißschmelzklebers vorgesehen wird, wie im JP-GM 49-99 842/1974 und JP-GM 57-1 65 206/1982 sowie der JP-OS 61-21 703/1986 offenbart, dann bedarf es nicht nur nachteiligerweise einer langen Zeit, den Kleber auszuhärten oder zu verfestigen, sondern, da der ausgehärtete oder ver­ festigte Kleber normalerweise hart ist, trachten auch jene Abschnitte der dünnen Ionen-Austauschmembranen, welche in Berührung mit dem ausgehärteten oder verfestigten Kleber stehen, danach, zum Zeitpunkt der Befestigung der Elektro- Dialysevorrichtung zu Bruch zu gehen, so daß hierdurch eine Flüssigkeits-Leckage innerhalb der Vorrichtung und aus dieser heraus verursacht wird.

Wenn eine Verklebung zwischen dem Dichtungsrahmen und der Zwischenlage durch eine Schmelzverbindung bewirkt wird, wie in JP-GM 57-1 65 206/1982 und 49-99 842/1974 offenbart, treten ähnliche Probleme auf, d.h. der Bruch der Ionen-Austausch­ membrane und die Leckage der Flüssigkeit infolge der Härte und der Oberflächenunregelmäßigkeit der verfestigten schmelzverklebten Abschnitte treten auf.

Die JP-OS 52-38 483/1977 offenbart eine Dichtungsanordnung, die einen Dichtungsrahmen und eine Zwischenlage aufweist, die mit dem Rahmen durch eine Lage aus vulkanisiertem Gummi verbunden ist. Ferner offenbaren die JP-OS 57-1 71 404/1982 und 58-1 12 006/1983 eine Dichtungsanordnung mit einem Dichtungsrahmen, der aus einer vulkanisierten Gummibahn hergestellt ist, sowie einer Netz-Zwischenlage, die mitein­ ander durch eine Doppelschicht verbunden sind, die aus einer Schicht aus einem Gummikleber-Vulkanisierungsprodukt und einer Lage aus vulkanisiertem Gunmi zusammengesetzt ist. Bei der Herstellung dieser Dichtungsanordnung ist es erforderlich, zunächst einen unvulkanisierten Gummi auf­ zubringen und den unvulkanisierten Gummi zu erwärmen, um hierdurch die Vulkanisierung zu bewirken. Die Vulkanisie­ rungstemperatur ist im allgemeinen so hoch wie etwa 150°C. Eine so hohe Vulkanisierungstemperatur trachtet in nach­ teiliger Weise danach, die Verformung der Zwischenlage zu verursachen, da die Zwischenlage im allgemeinen aus einem Netz aus einem 0,2 bis 1,0 mm dicken Faden aus einem Poly­ olefin aufgebaut ist, das eine niedrige Wärme-Verzugtem­ peratur aufweist. Mit einer solchen, verformten Zwischen­ lage ist es nicht möglich, die gewünschte gleichförmige Verteilung einer Flüssigkeit zu erreichen, die durch Elektrodialyse in einer Abteilung behandelt werden soll, die durch eine Kationen-Austauschmembrane, eine Anionen- Austauschmembrane und den Dichtungsrahmen begrenzt ist.

Deswegen bestand eine große Nachfrage für eine Dichtungs­ anordnung, bei welcher eine Verklebung bzw. Verbindung zwischen der Netz-Zwischenlage und dem Dichtungsrahmen ohne jene Probleme vorgesehen ist, die im Stand der Technik auf­ getreten sind.

Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben ausführliche und eingehende Studien im Hinblick auf die Lösung der oben erwähnten Probleme aus dem Stand der Technik unternommen. Als Ergebnis hat sich unerwarteterweise herausgestellt, daß dann, wenn eine Dichtungsanordnung eine Netz-Zwischenlage aus einem Kunstharz aufweist, die mit einem Dichtungs­ rahmen aus natürlichem oder künstlichem Gummi oder einem Kunstharz mittels einer Verbindungseinrichtung aus thermo­ plastischem Elastomer verbunden ist, welche den Raum zwischen dem Umfang der Zwischenlage und dem Innenumfang des Rahmens überbrückt, nicht nur der Dichtungsrahmen und die Zwischenlage in vorteilhafter Weise an ihren Über­ brückungsabschnitten unverformt sind, sondern die Über­ brückungsabschnitte in vorteilhafter Weise auch eine gleichförmige Dicke aufweisen. Es hat sich nun herausge­ stellt, daß dann, wenn die oben erwähnte Dichtungsanordnung in einer Elektro-Dialyseeinrichtung verwendet wird, um verdünnende und konzentrierende Abteilungen in Zusammen­ wirkung mit Kationen- und Anionen-Austauschmembranen zu bilden, die Vorrichtung frei ist von Flüssigkeits-Leckage­ problemen, und zwar selbst bei einem Befestigungsdruck, der verhältnismäßig niedrig ist, verglichen mit jenem Befesti­ gungsdruck, der üblicherweise für Elektro-Dialyseeinrich­ tungen verwendet wird, die herkömmliche Dichtungen verwen­ den. Zusätzlich tritt kein Bruch der Ionen-Austauschmembra­ nen an den Überbrückungsabschnitten zwischen dem Dichtungs­ rahmen und der Zwischenlage auf, so daß die Vorrichtung imstande ist, eine hervorragende Elektrodialyseleistung während eines längeren Zeitraumes zu liefern. Auf der Grundlage dieser neuartigen Erkenntnisse wurde die vor­ liegende Erfindung fertiggestellt.

Es ist deshalb ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine neuartige Dichtungsanordnung zur Verwendung in einer Elektro-Dialysevorrichtung vorzusehen, wobei die Dich­ tungsanordnung einen Dichtungsrahmen und eine Netz-Zwi­ schenlage aufweist, die mit dem Rahmen mittels einer Ver­ bindungseinrichtung aus einem thermoplastischen Elasto­ mer verbunden ist, so daß nicht nur der Dichtungsrahmen und die Netz-Zwischenlage an deren Überbrückungsabschnitten unverformt sind, sondern die Überbrückungsabschnitte auch eine gleichförmige Dicke aufweisen.

Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, eine neuartige Dichtungsanordnung vorzusehen, die in vorteil­ hafter Weise zum Aufbau einer Elektro-Dialyseeinrichtung verwendet werden kann, die frei ist von Flüssigkeits- Leckageproblemen, und zwar selbst bei einem Befestigungs­ druck, der verhältnismäßig niedrig ist, verglichen mit jenem Druck, der üblicherweise zur Befestigung bei Elektro- Dialyseeinrichtungen verwendet wird, die herkömmliche Dichtungen aufweisen, und wobei der Bruch der Ionen-Aus­ tauschmembranen an den Überbrückungsabschnitten von Dich­ tungsrahmen und Zwischenlage nicht auftritt.

Es ist ein noch weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, eine neuartige Dichtungsanordnung vorzusehen, die in vor­ teilhafter Weise zweckmäßig ist zum Aufbau einer Elektro- Dialyseeinrichtung, die imstande ist, während eines langen Zeitraums eine hervorragende Elektro-Dialyseleistung zu erbringen.

Die obigen und andere Ziele, Merkmale und Vorzüge der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden, detallierten Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen ersichtlich, wenn diese in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen herangezogen werden.

In den Zeichnungen ist:

Fig. 1 eine teilweise abgeschnittene, schematische Seitenansicht einer Elektro-Dialyseeinrichtung, bei welcher eine erfindungsgemäße Dichtungsanordnung verwendet wird,

Fig. 2 eine schematische Ansicht, in welcher die Art der Anordnung der Anionen-Austauschmembranen, Kationen- Austauschmembranen und Dichtungsanordnungen gezeigt ist, die mit Zwischenlagen versehen sind, welche bei der Elektro-Dialyseeinrichtung der Fig. 1 eine Stapelanordnung bilden, und wo das Prinzip der Elektrodialyse und die Wirkungsweise der Dichtungsanordnung erläutert sind,

Fig. 3 eine Draufsicht auf ein Beispiel eines Dich­ tungsrahmens, der in einer Ausführungsform einer erfin­ dungsgemäßen Dichtungsanordnung verwendet werden soll,

Fig. 4 eine Draufsicht auf den Dichtungsrahmen der Fig. 3, wobei eine Anzahl seitlicher Leitungsöffnungen und seitlicher Aussparungen ausgebildet sind,

Fig. 5 eine Draufsicht auf eine Netz-Zwischenlage, welche in den Dichtungsrahmen der Fig. 4 einzusetzen ist, und in welcher die in die seitlichen Aussparungen des Dichtungsrahmens einzuführenden Abschnitte Öffnungen auf­ weisen,

Fig. 6 eine Draufsicht eines geformten thermoplasti­ schen Elastomers, das am Umfangsabschnitt der Zwischenlage der Fig. 5 angeordnet werden soll,

Fig. 7 eine Draufsicht auf eine Dichtungsanordnung, wie sie in Beispiel 1 hergestellt ist, welche aus dem Dichtungsrahmen der Fig. 4, der Zwischenlage der Fig. 5 und einer Verbindungseinrichtung aus thermoplastischem Elasto­ mer aufgebaut ist und dadurch gebildet ist, daß man ein bandförmiges, thermoplastisches Elastomer aufträgt und dieses unter Wärme verpreßt,

Fig. 8 eine Draufsicht eines Vergleichsbeispiels einer Dichtungsanordnung, wie sie im Vergleichsbeispiel 1 her­ gestellt ist, wobei der Spielraum längs des gesamten Um­ fangs der Netz-Zwischenlage zwischen der Netz-Zwischenlage und dem Rahmen mit vulkanisiertem Gummi ausgefüllt ist,

Fig. 9 eine Draufsicht auf ein anderes Vergleichs­ beispiel einer Dichtungsanordnung, wie sie im Vergleichs­ beispiel 2 hergestellt ist, wobei der Spielraum längs des gesamten Umfangs der Netz-Zwischenlage zwischen der Netz- Zwischenlage und dem Rahmen teilweise mit einem Epoxy-Kle­ ber ausgefüllt ist, und

Fig. 10 eine Draufsicht auf eine Dichtungsanordnung, wie sie in Beispiel 4 hergestellt ist, welche aus dem Dichtungsrahmen der Fig. 4 und der Zwischenlage der Fig. 5 aufgebaut ist, wobei der Spielraum längs des gesamten Um­ fangs der Netz-Zwischenlage zwischen dieser und dem Rahmen teilweise mit einem thermoplastischen Elastomer ausgefüllt ist.

In den Fig. 1 bis 10 sind gleiche Teile oder Abschnitte durch gleiche Bezugsziffern oder -buchstaben bezeichnet.

Es folgt nun die detaillierte Beschreibung der Erfindung.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Dichtungsanord­ nung zur Verwendung in einer Elektro-Dialyseeinrichtung vorgesehen, welche eine Anzahl alternierend angeordneter Kationen- und Anionen-Austauschmembranen aufweist, zwischen denen Dichtungsanordnungen eingesetzt sind.

Die Dichtungsanordnung weist einen Rahmen aus natürlichem oder synthetischem Gummi oder einem Kunstharz auf, mit einer Mittelöffnung und seitlichen Aussparungen, die in den Innenumfangsabschnitten des Rahmens ausgebildet sind, und weist seitliche Leitungsöffnungen auf (die dazu eingerich­ tet sind, die Verbindung zu benachbarten Aussparungen einer benachbarten Dichtungsanordnung herzustellen). Die seit­ lichen Aussparungen sind der Mittelöffnung zugewandt (diese Aussparungen sind dazu eingerichtet, mit benachbarten Lei­ tungsöffnungen der benachbarten Dichtungsanordnung in Ver­ bindung zu stehen). Die seitlichen Aussparungen dienen als eine Einrichtung zum Zuführen einer durch die Elektrodialy­ se zu behandelnden Flüssigkeit zur Mittelöffnung und zur Entnahme der durch Elektrodialyse behandelten Flüssigkeit von dieser. Die Dichtungsanordnung umfaßt auch eine Netz- Zwischenlage, die aus Kunstharz hergestellt ist und im Rahmen so angeordnet ist, daß die Netz-Zwischenlage in der Mittelöffnung oder sowohl in der Mittelöffnung als auch der seitlichen Aussparung angeordnet ist, wobei ein Spielraum rund um den gesamten Umfang der Netz-Zwischenlage zwischen dieser und dem Rahmen vorliegt. Die Dichtungsanordnung der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Spielraum gänzlich oder teilweise mit einer Verbindungs­ einrichtung aus einem thermoplastischen Elastomer ausge­ füllt ist, welche den Raum zwischen dem Umfang der Netz- Zwischenlage und dem Innenumfang des Rahmens überbrückt und eine Verbindung bzw. Verklebung zwischen der Netz-Zwischen­ lage und dem Rahmen herstellt.

Es wird nun Bezug auf Fig. 1 genommen; das Bezugszeichen 1 bezeichnet einen Anodenrahmen, in dem sich eine Anode (nicht gezeigt) und ein Zuführrahmen (nicht gezeigt) be­ finden, und das Bezugszeichen 5 bezeichnet einen Kathoden­ rahmen, in dem eine Kathode (nicht gezeigt) und ein Zu­ führrahmen (nicht gezeigt) angeordnet sind. Zwischen dem Anodenrahmen und dem Kathodenrahmen befindet sich eine Anzahl von Stapeln 4, 4, die jeweils durch ein Paar Be­ festigungsrahmen 3 befestigt sind. Die Stapel 4, 4, die zwischen dem Anodenrahmen 1 und dem Kathodenrahmen 5 durch jeweils Paare von Befestigungsrahmen 3 und einen Zuführ­ rahmen 2 angeordnet sind, sind mittels eines Andrucksteils (festliegend) 6 a und eines Andrucksteils (beweglich) 6 b zusammengespannt, die jeweils an den äußeren Enden des Anodenrahmens 1 bzw. des Kathodenrahmens 5 angeordnet sind. Üblicherweise wird ein verdünnender Strom (z.B. Meerwasser) durch einen unteren Abschnitt des Zuführrahmens (nicht gezeigt) des Anodenrahmens 1 in den Stapel 4 (auf der linken Seite) eingeleitet, im Stapel 4 der Elektrodialyse unterzogen und von einem oberen Abschnitt des Zuführ­ rahmens 2 abgegeben, und ein anderer verdünnender Strom (beispielsweise Meerwasser) wird durch einen unteren Ab­ schnitt des Zuführrahmens 2 in den Stapel 4 (auf der rechten Seite) eingeleitet, im Stapel 4 der Elektrodialyse unterzogen und von einem oberen Abschnitt des Zuführrahmens (nicht gezeigt) des Kathodenrahmens 5 abgegeben. Anderer­ seits wird ein konzentrierender Strom (beispielsweise Meer­ wasser) durch einen unteren Abschnitt des Zuführrahmens 2 in den Stapel 4 (auf der linken Seite) eingeleitet, im Stapel 4 der Elektrodialyse unterzogen und von einem oberen Abschnitt des Zuführrahmens (nicht gezeigt) des Anoden­ rahmens 1 abgegeben, und ein anderer konzentrierender Strom (z. B. Meerwasser) wird durch einen unteren Abschnitt des Zuführrahmens (nicht gezeigt) des Kathodenrahmens 5 einge­ leitet, im Stapel 4 (auf der rechten Seite) der Elektro­ dialyse unterzogen und von einem Abschnitt des Zuführrah­ mens 2 abgegeben. Der konzentrierende Strom wird in Umlauf gehalten.

Wie in Fig. 2 gezeigt, weist ein Stapel 4 eine Anzahl al­ ternierend angeordneter Anionen-Austauschmembranen 7, 7 und Kationen-Austauschmembranen 8 sowie Dichtungsanordnungen 9, 10 auf (mit jeweils Zwischenlagen 11 und 11′), die zwischen den Membranen angeordnet sind. Wie teilweise in Fig. 2 ge­ zeigt, umfaßt ein Stapel 4 eine Anzahl alternierender ver­ dünnender Abteilungen und konzentrierender Abteilungen, die durch Anionen-Austauschmembranen 7 und Kationen-Austausch­ membranen 8 unterteilt sind. Üblicherweise sind mehrere hundert Abteilungen in einem Stapel gebildet. Zwischen zwei wechselweise benachbarten Membranen (nämlich einer Anionen- Austauschmembrane und einer Kationen-Austauschmembrane) ist eine Dichtungsanordnung mit einer Zwischenlage angeordnet. Die in der Elektrodialyse zu unterziehende Flüssigkeit (konzentrierende und verdünnende Ströme) wird den Abtei­ lungen im Stapel durch Leitungen zugeführt, die mit Einlässen (nicht gezeigt) verbunden sind, die in Zuführrahmen 2 und in den (nicht gezeigten) Zuführrahmen innerhalb des Anodenrahmens 1 und des Kathodenrahmens 5 ausgebildet sind. Die der Elektrodialyse zu unterziehende Flüssigkeit wird durch die Leitungen abgegeben, die mit Auslässen in Verbindung stehen, die mit dem Zuführrahmen 2 und den (nicht gezeigten) Zuführrahmen innerhalb des Anodenrahmens 1 und des Kathodenrahmens 5 in Verbindung stehen. In Fig. 2 wird der verdünnende Strom veranlaßt, durch den Stapel 4 in Richtung des Pfeils D (ausgezogene Linie) zu strömen, während der konzentrierende Strom veranlaßt wird, durch den Stapel 4 in Richtung des Pfeils C (gestrichelte Linie) zu strömen.

In den Fig. 3 bis 7 ist ein Ausführungsbeispiel der vor­ liegenden Erfindung gezeigt.

Es wird nun Bezug auf Fig. 3 genommen; dort ist ein Aus­ gangs-Dichtungsrahmen gezeigt, der aus vier Streifen her­ gestellt ist, die aus einer Bahn aus vulkanisiertem Gummi ausgeschnitten sind, wobei zwei verhältnismäßig breite Streifen einander gegenüberliegen und die erste und zweite Seite bilden, zwei verhältnismäßig schmale Streifen ein­ ander gegenüberliegen und die dritte und vierte Seite bilden und die vier Streifen fest bzw. starr an den durch gestrichelte Linie bezeichneten Abschnitt mittels eines Klebers oder dergleichen verbunden sind.

Fig. 4 zeigt einen Dichtungsrahmen 12, der aus dem oben erwähnten Ausgangs-Dichtungsrahmen hergestellt ist, wobei ein Anzahl von seitlichen Leitungsöffnungen 13, die dazu eingerichtet sind, mit benachbarten Aussparungen einer benachbarten Dichtungsanordnung in Verbindung zu stehen, und eine Anzahl seitlicher Aussparungen 12 a, die der Mittelöffnung 12 b zugewandt sind und dazu eingerichtet sind, mit benachbarten Leitungsöffnungen der benachbarten Dichtungsanordnung in Verbindung zu stehen, in den einan­ der gegenüberliegenden ersten und zweiten Seiten des Rahmens ausgebildet, wobei die Seitenaussparungen als Ein­ richtung dienen, um eine der Elektrodialyse zu unter­ ziehende Flüssigkeit der Mittelöffnung zuzuführen und die der Elektrodialyse unterzogene Flüssigkeit aus der Mittel­ öffnung zu entnehmen. In der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, daß die Mittelöffnung 12 b eine Fläche von min­ destens 0,1 m² aufweist.

Fig. 5 ist eine Draufsicht einer Netz-Zwischenlage, die dazu eingerichtet ist, in den Rahmen eingesetzt zu werden, der in Fig. 4 gezeigt ist. Das Bezugszeichen 15 bezeichnet vorspringende Abschnitte einer Netz-Zwischenlage, die in die seitlichen Aussparungen 12 a einzuführen sind, die in Fig. 4 gezeigt sind. Der Mittelabschnitt 14 bildet einen Abschnitt der Netz-Zwischenlage, der in die Mittelöffnung 12 b des in Fig. 4 gezeigten Rahmens einzusetzen ist. Die Anzahl vorspringender Abschnitte 15, die oben definiert sind, weisen Öffnungen 16 auf, die in diesen ausgebildet sind und mit benachbarten Leitungsöffnungen 13 im benach­ barten Rahmen in Verbindung stehen. Jeder der vorspringen­ den Abschnitte 15 der Netz-Zwischenlage bildet einen Durch­ laß, der mit der Mittelöffnung 12 b in Verbindung steht.

Der Dichtungsrahmen 12 und die Netz-Zwischenlage, die aus dem Mittelabschnitt 14 und einer Anzahl vorspringender Ab­ schnitte 15 besteht, weisen eine solche Bemessungszuordnung auf, daß dann, wenn die Netz-Zwischenlage in das Innere des Rahmens eingesetzt ist, welche die Mittelöffnung 12 b und die Seitenaussparungen 12 a aufweist, ein Spielraum freige­ lassen ist, der längs des gesamten Umfangs der Netz-Zwi­ schenlage zwischen dieser und dem Rahmen ausgebildet ist. Der Zwischenraum liegt im allgemeinen in der Größenordnung von 0,5 bis 5 mm, bevorzugt 1 bis 2 mm.

Fig. 6 zeigt eine Ausführungsform eines geformten thermo­ plastischen Elastomers, das am Umfang der Netz-Zwischenlage der Fig. 5 so anzusetzen ist, daß der oben erwähnte Spiel­ raum ausgefüllt wird. Das thermoplastische Elastomer dient als eine Verbindungseinrichtung aus thermoplastischem Elastomer, welche den Umfang zwischen der Netz-Zwischenlage und dem Innenumfang des Rahmens überbrückt. Das geformte thermoplastische Elastomer wird aus einer Bahn aus thermo­ plastischem Elastomer so ausgestanzt, daß es eine solche Form aufweist, daß die Außenwand des geformten Elastomers mit dem Innenumfang des Dichtungsrahmens der Fig. 4 über­ einstimmt und die Innenkante hiervon die Umfangskante der Zwischenlage der Fig. 5 um mindestens eine Maschenlinie überlappt. Das thermoplastische Elastomer muß nicht in der geformten Gestalt vorliegen, die in Fig. 6 gezeigt ist. Das thermoplastische Elastomer kann ebenso auch streifen- oder bandförmig geformt sein. Das streifen- oder bandförmige thermoplastische Elastomer ist zu Streifen oder Bändern mit geeigneter Länge so zugeschnitten, daß die Streifen oder Bänder insgesamt den Spielraum längs des gesamten Umfangs der Netz-Zwischenlage zwischen dieser und dem Rahmen aus­ füllen können.

Fig. 7 stellt die Dichtungsanordnung dar, in welcher die Zwischenlage der Fig. 5 mit dem Dichtungsrahmen der Fig. 4 durch eine Verbindungseinrichtung 18 a aus thermoplastischem Elastomer verklebt bzw. verbunden ist, und welche dadurch erhalten werden kann, daß man das thermoplastische Elastomer der Fig. 6 in dem Spielraum längs des gesamten Umfangs der Netz-Zwischenlage der Fig. 5 zwischen dieser und dem Innenumfang des Rahmens der Fig. 4 vorsieht und das Elastomer warm verpreßt.

Eine detaillierte Erörterung der vorliegenden Erfindung wird nun vorgelegt. Die Art von Material für den Dichtungs­ rahmen, die bei der vorliegenden Erfindung zu verwenden ist, ist nicht kritisch und verschiedenartige Materialien, die in der Technik bekannt sind, können verwendet werden. Als ein solches Material kann beispielsweise ein vulkani­ sierter Gummi erwähnt werden, der aus natürlichem oder synthetischem Gummi hergestellt ist, und ein Kunstharz, wie etwa Polyethylen, Polypropylen, ein Ethylen-Ethyl-Acrylat- Copolymer und ein Ethylen-Vinyl-Acetat-Copolymer. Der Dich­ tungsrahmen weist insgesamt eine Dicke von 0,2 bis 2 mm auf. Es ist bevorzugt, daß der Dichtungsrahmen eine A-Härte von zwischen 30° bis 95° aufweist, bei 20°C gemessen, und zwar in Übereinstimmung mit dem Verfahren, das in der ja­ panischen Industrienorm K6301 vorgeschrieben ist.

Der bei der vorliegenden Erfindung zu verwendende Dich­ tungsrahmen weist bevorzugt einander gegenüberliegend eine erste und zweite Seite sowie einander gegenüberliegend eine dritte und vierte Seite auf, wobei die einander gegenüber­ liegenden ersten und zweiten Seiten und/oder die einander gegenüberliegenden dritten und vierten Seiten seitliche Aussparungen und seitliche Leitungsöffnungen aufweisen.

Der oben erwähnte Dichtungsrahmen, der einander gegenüber­ liegend eine erste und zweite Seite sowie einander gegen­ überliegend eine dritte und vierte Seite aufweist, kann dadurch hergestellt werden, daß man eine Bahn aus dem oben erwähnten Gummi oder Harz unmittelbar einem Stanzvorgang unterzieht. Der Rahmen kann aber auch dadurch hergestellt werden, daß man aus einer Bahn zuerst vier Streifen aus­ schneidet, von denen zwei Streifen verhältnismäßig breit sind, um die einander gegenüberliegenden ersten und zweiten Seiten zu bilden, und die anderen beiden Streifen verhält­ nismäßig schmal sind, um die einander gegenüberliegenden dritten und vierten Seiten des Rahmens zu bilden, und man dann nachfolgend die vier Streifen fest an jenen Abschnit­ ten verbindet, die in Fig. 3 durch gestrichelte Linien be­ zeichnet sind, und zwar mittels eines Klebers oder der­ gleichen. Als Kleber kann im allgemeinen ein Gummikleber verwendet werden.

Bei der vorliegenden Erfindung ist eine Netz-Zwischenlage im oben erwähnten Rahmen so angeordnet, daß die Netz- Zwischenlage in der Mittelöffnung des Rahmens oder sowohl der Mittelöffnung als auch den seitlichen Aussparungen des Rahmens angeordnet ist, mit einem Spielraum längs des ge­ samten Umfangs der Netz-Zwischenlage zwischen dieser und dem Rahmen. Jede Netz-Zwischenlage, die im allgemeinen bei der herkömmlichen Elektrodialyse verwendet wird, kann bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden, ohne daß irgendeine spezielle Beschränkung vorliegt. Beispielsweise können Netz-Zwischenlagen aus einem Netz mit Gittermuster, einem Netz mit Schräggittermuster, einem Netz mit Bienen­ wabenmuster und eine gewebte Gaze verwendet werden. Von diesen ist eine Netz-Zwischenlage mit Schräggittermuster am meisten bevorzugt. Als Material für die Netz-Zwischenlage kann ein Kunstharz erwähnt werden. Repräsentative Beispiele geeigneter Kunstharze umfassen Polyolefine, wie etwa Poly­ ethylen und Polypropylen, Polyvinylchlorid und Polyvinyli­ denchlorid. Von diesen sind Polyolefine bevorzugt. Was die Härte angeht, ist es bevorzugt, daß das Material eine Rockwell-Härte der Reihe R von 50° bis 100° aufweist, gemessen in Übereinstimmung mit ASTM D 785 bei 20°C. Wenn eine Netz-Zwischenlage aus einem Material mit einer Rockwell-Härte der Reihe R von weniger als 50° verwendet wird, dann findet wahrscheinlich eine Verformung der Netz-Zwischenlage statt, wobei die Verteilung einer Flüssigkeit, die der Elektrodialyse unterzogen werden soll, veranlaßt wird, in den verdünnenden und konzentrierenden Abteilungen ungleichmäßig zu werden. Wenn andererseits eine Netz-Zwischenlage aus einem Material mit einer Rockwell-Härte R von mehr als 100° verwendet wird, dann ist die Bildung von feinen Löchern in den Ionen-Austauschmembranen wahrscheinlich. Die Netz-Zwischenlage kann insgesamt eine Dicke von 0,2 bis 2 mm aufweisen.

Die Abschnitte (z.B. das Bezugszeichen 15 in Fig. 5) der Netz-Zwischenlage, welche in den seitlichen Aussparungen des Rahmens angeordnet sind, und der Mittelabschnitt (bei­ spielsweise das Bezugszeichen 14 der Fig. 5) der Netz- Zwischenlage, der in der Mittelöffnung des Rahmens ange­ ordnet ist, können einstückig miteinander oder voneinander getrennt ausgebildet sein. Angesichts der leichteren Ferti­ gung und des leichteren Betriebes jedoch sind beide Ab­ schnitte der Zwischenlage bevorzugt einstückig ausgebildet.

Der Begriff "thermoplastisches Elastomer", der hier ver­ wendet wird, bedeutet ein Polymer, das weiche Segmente und harte Segmente aufweist, und bei welchem die weichen Segmente bei Raumtemperatur in gummiartigem Zustand und die harten Segmente bei Raumtemperatur in einem glasartigen oder kristallinen Zustand vorliegen. Ein solches thermo­ plastisches Elastomer mit der oben erwähnten Struktur weist nicht nur eine gummiartige Elastizität ähnlicher jener eines herkömmlichen, vulkanisierten Gummis auf, und zwar infolge der Eigenschaften der weichen Segmente, sondern hat auch eine hervorragende Beständigkeit gegenüber plastischer Verformung infolge der Eigenschaften der harten Segmente. Ferner weist das thermoplastische Elastomer eine hervor­ ragende Fließfähigkeit und Elastizität ähnlich herkömm­ lichen Kunststoffen auf, und deshalb weist das thermo­ plastische Elastomer eine hervorragende Verarbeitbarkeit auf.

Da das thermoplastische Elastomer einen niedrigen Er­ weichungspunkt aufweist und eine äußerst hohe Fließfähig­ keit bei einer Temperatur aufweist, die herkömmlicherweise zum Heißpressen verwendet wird, ist die Spannung, die durch die Strömung des Elastomers während des Heißpressens er­ zeugt wird, wenn man die Dichtungsanordnung der vorliegen­ den Erfindung herstellt, äußerst klein. Ferner kann das thermoplastische Elastomer bei verhältnismäßig niederen Temperaturen und Drücken verarbeitet werden, verglichen mit jenen, die für die Verarbeitung herkömmlicher Gummis ange­ wandt werden. Dementsprechend kann durch die Verwendung des thermoplastischen Elastomers eine Verbindung bzw. Verkle­ bung zwischen dem Rahmen und der Zwischenlage vorgesehen werden, die in der Gleichförmigkeit hervorragend ist, ohne daß der Rahmen und die Zwischenlage rund um den Über­ brückungsabschnitt, an dem die Verbindung vorgesehen ist, verformt werden. Wegen der Gleichförmigkeit in der Dicke der Überbrückungsabschnitte und des Fehlens einer Verfor­ mung von Rahmen und Zwischenlage kann, wenn die Dichtungs­ anordnung der vorliegenden Erfindung in einer Elektro-Dia­ lyseinrichtung verwendet wird, eine Elektro-Dialyseeinrich­ tung vorgesehen werden, die frei ist von Leckage einer Flüssigkeit, die der Elektrodialyse unterzogen werden soll oder unterzogen wurde, selbst wenn der Befestigungsdruck verhältnismäßig niedrig ist, verglichen mit jenem Druck, der üblicherweise für die Montage einer herkömmlichen Elektro-Dialyseeinrichtung verwendet wird, und die eine hervorragende Wirkung der Elektrodialyse aufweist, die einen längeren Zeitraum hindurch stabil bleibt, ohne daß ein Bruch der Ionen-Austauschmembranen an Abschnitten stattfindet, wo die Membranen den Überbrückungsabschnitt zwischen dem Rahmen und der Zwischenlage berühren.

Außerdem kann durch Verwendung einer Verbindungseinrichtung aus thermoplastischem Elastomer, die eine Härte aufweist, die gleich oder kleiner ist als jene des Materials des Dichtungsrahmens, die Leckage von Flüssigkeit selbst dann wirksam verhindert werden, wenn der Befestigungsdruck der Vorrichtung weiter verringert wird. Der weiter verringerte Druck führt zu einer weiteren Abnahme in der Gefahr des Bruchs der Ionen-Austauschmembrane. Angesichts dieser Tat­ sache ist es bevorzugt, daß die Verbindungseinrichtung aus thermoplastischem Elastomer eine A-Härte von 30° bis 95° aufweist, gemessen bei 20°C, und zwar gemäß jener Methode, die durch die japanische Industrienorm K6301 vorgeschrie­ ben ist.

Die Art des thermoplastischen Elastomers, die zur Bildung der thermoplastischen Verbindungseinrichtung verwendet werden soll, ist nicht speziell beschränkt, und im Handel erhältliche, thermoplastische Elastomere können verwendet werden. Repräsentative Beispiele geeigneter thermoplasti­ scher Elastomere umfassen ein thermoplastisches Poly­ styrol-Elastomer, ein thermoplastisches Polyester-Elasto­ mer, ein thermoplastisches Polyolefin-Elastomer, ein thermoplastisches Polyurethan-Elastomer und ein thermo­ plastisches Elastomer aus 1,2-Polybutadien. Es ist bevor­ zugt, daß die Verbindungseinrichtung aus thermoplastischem Elastomer eine gute Verträglichkeit gegenüber dem Material des Dichtungsrahmens aufweist. Dementsprechend ist es be­ vorzugt, daß die Verbindungseinrichtung aus thermoplasti­ schem Elastomer in geeigneter Weise in Übereinstimmung mit der Art des Materials ausgewählt wird, das für den Rahmen verwendet wird. Wenn beispielsweise ein natürlicher Gummi oder synthetischer Gummi eines Styrol-Butadien-Copolymers als Material des Rahmens benutzt wird, dann ist bevorzugt eine Verbindungseinrichtung aus thermoplastischem Elastomer aus Polystyrol angesichts der Verbindungsfestigkeit zwischen der Elastomer-Verbindungseinrichtung und dem Rahmen benutzt. Noch weiter bevorzugt weist in diesem Fall die Verbindungseinrichtung aus thermoplastischem Elastomer Styrol-Butadien-Einheiten als weiche Segmente und Styrol- Einheiten als harte Segmente auf.

Das thermoplastische Elastomer weist vorzügliche Fließ­ fähigkeit auf, wenn es heißgepreßt wird, um den Dichtungs­ rahmen mit der Netz-Zwischenlage zu verbinden bzw. zu ver­ kleben, welche im allgemeinen aus einem Kunstharz mit einer schlechten Wärme-Verzerrungstemperatur gebildet ist, wie etwa Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorid, Polyethylen und Polypropylen. Die Fließfähigkeit des thermoplastischen Elastomers kann ausgewertet werden durch die Fließgeschwin­ digkeit, die beispielsweise mittels des Shimadzu-Strö­ mungsprüfgeräts Modell CFT-500 gemessen wird (hergestellt und vertrieben durch Shimadzu Corporation, Japan), mit einer Öffnung von 1 mm Durchmesser und 5 mm Länge und einer Last von 50 kg/cm² sowie bei einer Temperatur von 150°C. Es ist bevorzugt, daß die Fließgeschwindigkeit des thermoplastischen Elastomers, gemessen unter den oben genannten Bedingungen, etwa 1 × 10^-3 cm³/s oder mehr aufweist, und zwar im Hinblick auf die Verhinderung der Verzerrung der Zwischenlage rund um ihren Kantenabschnitt, wo die Zwischenlage mit dem Dichtungsrahmen mittels der Verbindungseinrichtung aus thermoplastischem Elastomer verbunden ist. Die obere Grenze der Fließgeschwindigkeit des thermoplastischen Elastomers ist nicht speziell begrenzt. Im allgemeinen jedoch beträgt die obere Grenze der Fließgeschwindigkeit etwa 100 × 10^-3 cm³/s.

Die Verbindung zwischen der Netz-Zwischenlage und der Ver­ bindungseinrichtung aus thermoplastischem Elastomer wird hauptsächlich dadurch erhalten, daß man einen Kantenab­ schnitt der Netz-Zwischenlage in die Verbindungseinrichtung aus thermoplastischem Elastomer einbettet.

Nachfolgend wird das Verfahren zur Herstellung der Dich­ tungsanordnung der vorliegenden Erfindung zur Verwendung in einer Elektro-Dialyseeinrichtung beschrieben.

Um eine Verklebung bzw. Verbindung zwischen dem Dichtungs­ rahmen und der Netz-Zwischenlage zu erhalten, weist die Netz-Zwischenlage bevorzugt eine solche Größe auf, daß dann, wenn sie in das Innere des Dichtungsrahmens eingeführt wird, ein Spielraum von etwa 0,5 bis 5 mm, noch mehr bevorzugt von 1 bis 2 mm, zwischen dem Umfang der Zwischenlage und dem Innenumfang des Rahmens vorgesehen wird, und zwar längs des gesamten Umfangs der Zwischenlage. Die Netz-Zwischenlage mit der oben erwähnten Größe wird in den Dichtungsrahmen eingeführt.

Das thermoplastische Elastomer wird zunächst zu einer Bahn geformt. Es ist bevorzugt, daß die Bahn eine Dicke von 90% bis 130%, mehr bevorzugt von 100% bis 115% der Dicke des Dichtungsrahmens aufweist. Nachfolgend wird die Bahn bevor­ zugt in Streifen mit einer geeigneten Größe zugeschnitten, beispielsweise mit einer Breite von 5 mm und einer Länge von 1000 mm.

Das streifenförmige, thermoplastische Elastomer kann so angeordnet werden, daß es den Spielraum zwischen dem Umfang der Netz-Zwischenlage und dem Innenumfang des Rahmens auf eine solche Weise abdeckt, daß der eine Längs-Seitenkanten­ abschnitt des Streifens des thermoplastischen Elastomers den entsprechenden Kantenabschnitt der Netz-Zwischenlage überlappt, während die andere Längs-Seitenkante des Strei­ fens des thermoplastischen Elastomers mindestens an einem Abschnitt hiervon gegen den entsprechenden Innenumfang des Dichtungsrahmens anschlägt. Die Überlappung des Streifens des thermoplastischen Elastomers auf der Netz-Zwischenlage ist bevorzugt bis zu einem solchen Ausmaß herbeigeführt, daß mindestens eine Maschenlinie des entsprechenden Umfangs der Netz-Zwischenlage in das thermoplastische Elastomer eingebettet wird, wenn das thermoplastische Elastomer zum Herstellen einer Verbindung heißgepreßt wird. Andererseits ist es im Hinblick auf die Anlage zwischen der Seitenkante des Streifens des thermoplastischen Elastomers und den ent­ sprechenden Innenumfang des Dichtungsrahmens und angesichts der Zunahme der Verbindungsfestigkeit hierzwischen bevor­ zugt, mindestens einen Abschnitt, bevorzugt mindestens 20%, des Seitenwand-Oberflächenbereiches des oben erwähn­ ten, anderen Längs-Seitenkantenabschnitts des Streifens gegen den Innenumfang des Dichtungsrahmens anzuschlagen. Eine solche Anlage kann dadurch bewirkt werden, daß man den Umfangsabschnitt des Streifens durch die Finger andrückt.

Statt des oben erwähnten thermoplastischen Elastomers in Streifenform kann auch ein geformtes thermoplastisches Elastomer, wie es in Fig. 6 gezeigt ist, verwendet werden. Das geformte thermoplastische Elastomer kann aus einer Bahn aus dem thermoplastischen Elastomer in einer solchen Form ausgestanzt werden, daß die Außenwand des geformten Elastomers mit dem Innenumfang des Dichtungsrahmens über­ einstimmt, und daß dessen Innenwand den Umfangsabschnitt der Zwischenlage um mindestens eine Maschenlinie über­ lappt.

Dann werden die Netz-Zwischenlage und das thermoplastische Elastomer, die auf die oben beschriebene Weise angeordnet wurden, mittels einer Heißpresse heiß verpreßt, welche einen Heißpreßbereich aufweist, der größer ist als jener Be­ reich, der durch die Streifenform oder das geformte thermo­ plastische Elastomer begrenzt ist, um hierbei ein Ausfüh­ rungsbeispiel der Dichtungsanordnung der vorliegenden Er­ findung zu erhalten. Im Hinblick auf die Temperatur zum Heißpressen ist es bevorzugt, daß die Temperatur höher ist als der Erweichungspunkt des thermoplastischen Elastomers, das verwendet wird, jedoch nicht höher als die Temperatur, bei welcher die Zwischenlage unter Wärmeverzug leidet. Die Heißpreßtemperatur liegt im allgemeinen im Bereich zwischen 70 bis 170°C, bevorzugt zwischen 100 und 150°C.

Der Druck für das Heißpressen wird in Abhängigkeit von der Strömungsgeschwindigkeit des thermoplastischen Elastomers sowie dem Material und der Form der Zwischenlage geändert. Im allgemeinen liegt der Druck an den Abschnitten, wo der Rahmen und die Zwischenlage miteinander verbunden werden sollen, im Bereich von 0,5 bis 10 kg/cm², bevorzugt 2 bis 5 kg/cm². Ein solcher Druck wird verwendet, um eine Gleich­ förmigkeit in der Dicke an den Überbrückungsabschnitten zwischen dem Rahmen und der Zwischenlage zu erhalten und den Verzug der Zwischenlage rund um ihren Umfang zu verhin­ dern, wo die Zwischenlage mit dem Rahmen verbunden ist.

Die Zeitdauer des Heißpreßvorgangs beeinflußt die Menge an thermoplastischem Elastomer, die erweicht wird und veran­ laßt wird, durch den Wärmepreßvorgang sowohl in den Zwischenraum längs des gesamten Umfangs der Netz-Zwischen­ lage zwischen dieser und dem Rahmen als auch in die Maschen der Zwischenlage zu strömen. Da Menge und Gleichförmigkeit des thermoplastischen Elastomers, das veranlaßt wird, in den Zwischenraum längs des gesamten Umfangs der Netz-Zwi­ schenlage zwischen dieser und dem Rahmen hineinzuströmen, sich merklich auf die Verbindungsfestigkeit zwischen dem Rahmen und die Zwischenlage auswirkt, ist die Heißpreßzeit streng kontrolliert. Die Zeitdauer des Heißpreßvorganges liegt im allgemeinen im Bereich von mehreren Sekunden bis zu mehreren Minuten. Wenn die Zeit zu lang ist, d.h. länger als mehrere Minuten, dann leidet die Zwischenlage wahr­ scheinlich unter Wärmeverzug.

Falls gewünscht, kann zum Erhöhen der Verbindungsfestigkeit bzw. Klebefestigkeit zwischen dem Innenumfang des Rahmens und der Verbindungseinrichtung aus thermoplastischem Elastomer eine geeignete Primer-Beschichtung auf den Innen­ umfang des Rahmens aufgebracht werden, bevor das thermo­ plastische Elastomer auf den Zwischenraum längs des gesam­ ten Umfangs der Netz-Zwischenlage zwischen dieser und dem Rahmen aufgebracht wird. Als Material zum Bilden der Primer-Beschichtung können im Handel verfügbare Primers, wie etwa der Primer UR (hergestellt und verkauft durch No Tape Industrial Co., Ltd., Japan),verwendet werden.

Die Verbindung bzw. Verklebung, die mittels der Verbin­ dungseinrichtung aus thermoplastischem Elastomer bereit­ gestellt wird, kann auf eine solche Weise geformt sein, daß der Zwischenraum längs des Umfangs der Netz-Zwischenlage zwischen dieser und dem Rahmen gänzlich oder teilweise mit der Elastomer-Verbindungseinrichtung ausgefüllt ist. Ange­ sichts der Beständigkeit gegenüber einer äußeren Kraft, die beim Zerlegen und Wiederzusammenbauen und Waschen der Dich­ tungen ausgeübt wird, ist es bevorzugt, daß mindestens 20% der Gesamtlänge des Spielraums mit der Elastomer-Verbin­ dungseinrichtung ausgefüllt werden, so daß die Elastomer- Verbindungseinrichtung den Umfang der Netz-Zwischenlage und den Innenumfang des Rahmens an mehreren Abschnitten über­ brückt, die unter geeigneten Abständen angeordnet sind. Es ist besonders bevorzugt, daß im wesentlichen der gesamte Zwischenraum mit der Elastomer-Verbindungseinrichtung aus­ gefüllt ist.

Die Dicke der Überbrückungsabschnitte zwischen dem Rahmen und der Zwischenlage, die durch die Verbindungseinrichtung aus dem thermoplastischen Elastomer gebildet sind, liegt bevorzugt im Bereich von 90% bis 110%, mehr bevorzugt von 95% bis 105% der Dicke des Rahmens.

Wie aus dem vorangehenden ersichtlich ist, weist die Dich­ tungsanordnung der vorliegenden Erfindung einen Rahmen und eine Netz-Zwischenlage auf, die im Rahmen angeordnet ist, mit einem Spielraum längs des gesamten Umfangs der Netz- Zwischenlage zwischen dieser und dem Rahmen, und sie ist dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenraum gänzlich oder teilweise mit einer Verbindungseinrichtung aus thermo­ plastischem Elastomer ausgefüllt ist, welche den Umfang der Netz-Zwischenlage und den Innenumfang des Rahmens über­ brückt, wodurch eine Verbindung bzw. Verklebung zwischen dem Rahmen und der Netz-Zwischenlage hergestellt wird. Dank der Verbindungseinrichtung aus thermoplastischem Elastomer sind nicht nur der Dichtungsrahmen und die Zwischenlage an ihrem Überbrückungsabschnitt unverformt, sondern die Über­ brückungsabschnitte haben auch eine gleichförmige Dicke. Wenn die oben erwähnte Dichtungsanordnung in einer Elektro- Dialyseeinrichtung verwendet wird, um verdünnende und kon­ zentrierende Abteilungen in Zusammenwirkung mit Kationen- und Anionen-Austauschmembranen zu bilden, dann ist die Ein­ richtung frei von Problemen der Flüssigkeitsleckage, und zwar selbst bei einem Befestigungsdruck, der verhältnis­ mäßig niedrig ist, verglichen mit jenen Befestigungs­ drücken, die üblicherweise für Elektro-Dialyseeinrichtungen verwendet werden, welche herkömmliche Dichtungen enthalten, und der Bruch der Ionen-Austauschmembranen findet nicht an den Überbrückungsabschnitten zwischen dem Dichtungsrahmen und der Zwischenlage statt, so daß die Einrichtung imstande ist, eine hervorragende Leistung bei der Elektrodialyse für eine lange Zeitdauer hinweg aufzuweisen.

Es erfolgt nun die detaillierte Beschreibung der bevorzug­ ten Ausführungsbeispiele.

Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die nachfolgen­ den Beispiele und Vergleichsbeispiele beschrieben, welche nicht als Beschränkung des Umfangs der vorliegenden Erfin­ dung angesehen werden sollen. Obwohl üblicherweise mehrere Stapel in einer Elektro-Dialyseeinrichtung enthalten sind, wird eine Elektro-Dialyseeinrichtung mit nur einem einzigen Stapel bei jedem der nachfolgenden Beispiele der vorliegen­ den Erfindung verwendet, und zwar im Hinblick auf die mühe­ lose Erläuterung.

Beispiel 1

Eine vulkanisierte Bahn aus synthetischem Styrol-Butadien- Gummi Solprene® 1204 (hergestellt durch Nippon Elastomer K.K., Japan, und verkauft durch Asahi Kasei Kogyo K.K., Japan) mit der japanischen Industrienorm-Härte A von 80° (gemessen in Übereinstimmung mit der japanischen Industrie­ norm K6301) und einer Dicke von 0,5 mm, wurde zugeschnit­ ten, um gleiche Anzahlen von Streifen mit zwei unterschied­ lichen Größen zu erhalten, und zwar Streifen mit 30 mm Breite und 698 mm Länge, sowie Streifen mit 67 mm Breite und 356 mm Länge. Die Streifen wurden so angeordnet, wie dies in Fig. 3 gezeigt ist, und dann mittels eines Klebers auf Gummibasis befestigt (Three Bond 152, hergestellt und verkauft durch Three Bond Co., Ltd.), und zwar in jenen Ab­ schnitten, die in Fig. 5 durch gestrichelte Linien bezeich­ net sind, um hierdurch einen Dichtungsrahmen ähnlich einem Bilderrahmen zu bilden, mit einer ersten Seite (untere Seite) sowie einer dieser gegenüberliegenden zweiten Seite, die jeweils aus dem 67 mm breiten, 356 mm langen Streifen hergestellt sind, und mit einer dritten Seite (linke Seite) sowie einer dieser gegenüberliegenden vierten Seite (rechte Seite), welche jeweils aus den 30 mm breiten und 698 mm langen Streifen hergestellt sind. Der Dichtungsrahmen wies eine Mittelöffnung mit einer Fläche von 20,6 dm² auf.

Dann wurden, wie in Fig. 4 gezeigt, vier Öffnungen 13 mit 22 mm Durchmesser und drei quadratische Löcher 12 a mit einer Größe von 39 mm × 39 mm in der ersten Seite (untere Seite) des Dichtungsrahmens ausgebildet, wobei diese erste Seite eine Breite aufwies, die größer war als die Breite sowohl der dritten als auch vierten Seite. Ferner wurden drei Öffnungen 13 mit 22 mm Durchmesser und vier quadra­ tische Löcher 12 a mit einer Größe von 39 mm × 39 mm in der zweiten Seite (oberen Seite) des Dichtungsrahmens ausgebil­ det, wobei diese zweite Seite eine Breite aufwies, die größer war als die Breite sowohl der dritten als auch vier­ ten Seite. Diese Öffnungen 13 und die quadratischen Löcher 12 a wurden so ausgebildet, daß sie in jeder Seite unter gleichen Abständen angeordnet waren, gemessen zwischen den wechselweise nebeneinanderliegenden Öffnungen und quadra­ tischen Löchern, welche miteinander alternieren, und so, daß die Öffnungen der ersten Seite des Rahmens den quadra­ tischen Löchern der zweiten Seite des Rahmens gegenüber­ liegen.

Die dazwischenliegenden Abschnitte der ersten und zweiten Seiten des Rahmens zwischen den quadratischen Löchern und der Mittelöffnung des Rahmens wurden auf dieselbe Breite ausgeschnitten wie jene der quadratischen Löcher, um seit­ liche Aussparungen zu bilden. Somit wurde ein Dichtungs­ rahmen 1 gebildet, wie er in Fig. 4 gezeigt ist, der einen Dichtungsrahmenkörper 12, seitliche Leitungsöffnungen 13, seitliche Aussparungen 12 a und eine Mittelöffnung 12 b auf­ weist.

Aus einem aus Polypropylen hergestellten Netz mit Schräg­ gittermuster und einer Dicke von 0,52 mm, einer Maschen­ teilung von 5 mm in einer Richtung sowie 3 mm in der Rich­ tung quer hierzu und einer Rockwell-Härte der Reihe R, ge­ messen in Übereinstimmung mit ASTM D785, von 90° wurde eine Netz-Zwischenlage hergestellt, die in Fig. 5 gezeigt ist. Die Netz-Zwischenlage hatte eine solche Größe, daß dann, wenn sie ins Innere des Dichtungsrahmens eingesetzt wurde, ein Spiel von 1 mm zwischen dem Umfang der Zwischenlage und dem Innenumfang des Rahmens freigelassen wurde, und zwar längs des gesamten Umfangs der Zwischenlage. Öffnungen 5 mit einem Durchmesser von 22 mm wurden in jeder der sieben vorstehenden Abschnitte 15 der Netz-Zwischenlage ausge­ bildet, wie in Fig. 5 gezeigt, und zwar in einer solchen Lagezuordnung, daß dann, wenn die Netz-Zwischenlage in den Dichtungsrahmen eingeführt wurde, während der Spielraum von 1 mm längs des gesamten Innenumfangs des Dichtungsrahmens freigelassen wurde, die Öffnungen 16, die in den vorsprin­ genden Abschnitten 15 der Netz-Zwischenlage ausgebildet sind, auf die seitlichen Leitungsöffnungen 13 des Dichtungsrahmens ausgerichtet waren. Die Netz-Zwischenla­ ge, die auf diese Weise vorbereitet war, wurde in das Innere des Dichtungsrahmens eingeführt, während ein Spiel von 1 mm längs des gesamten Innenumfangs des Dichtungs­ rahmens frei gelassen.

Pellets aus einem thermoplastischen 1,2-Polybutadien- Elastomer (JSR RB 830, hergestellt und verkauft durch Japan Synthetic Rubber Co., Ltd.) wurden mittels einer Heiz­ walze kalandert, wobei eine Bahn erhalten wurde, die eine Dicke von 0,55 mm aufwies. Die Bahn wurde zu einem Band zurechtgeschnitten. Das Band hatte eine Breite von 5 mm und eine A-Härte von 70° (gemessen in Übereinstimmung mit der japanischen Industrienorm K6301) . Die Strömungsgeschwin­ digkeit als Anzeige für die Strömungseigenschaft der Schmelze des thermoplastischen Elastomers betrug 55,1 × 10^-3 cm³/s, gemessen bei 150°C unter einer Last von 50 kg/cm² mittels einer Strömungs-Prüfeinrichtung Modell CFT-500 (hergestellt und verkauft durch Shimadzu Corporation, Japan) mit einer Öffnung von 1 mm Durchmesser und 5 mm Länge.

Das 5 mm breite thermoplastische Elastomerband wurde so angeordnet, daß es vollständig den Spielraum zwischen dem gesamten Umfang der Netz-Zwischenlage zwischen dieser und dem Rahmen solchermaßen abgedeckt hat, daß der eine Längs- Seitenkantenabschnitt des Bandes des thermoplastischen Elastomers den entsprechenden Kantenabschnitt der Netz- Zwischenlage überlappt hat (die Breite des überlappten Seitenkantenabschnitts des Bandes betrug 4 mm), während die andere Längs-Seitenkante des Bandes des thermoplastischen Elastomers gegen den entsprechenden Innenumfang des Dichtungsrahmens anlag, und zwar über dessen gesamte Länge. Dann wurde das thermoplastische Elastomer unter einem Druck von 3 kg/cm² bei 110°C 2 Minuten lang warmgepreßt, so daß das thermoplastische Elastomer gänzlich den Spielraum ausgefüllt hat und der Umfangsabschnitt der Netz-Zwischenlage in das Band aus thermoplastischem Elastomer eingebettet war. Als Ergebnis wurde eine Verklebung bzw. Verbindung zwischen der Netz-Zwischenlage und dem Rahmen hergestellt. Im wesentlichen dieselbe Vorgehensweise, wie sie oben beschrieben ist, wurde wiederholt, um 300 Dichtungsanordnungen zur Verwendung in einer Elektro-Dialyseeinrichtung herzustellen, die jeweils mit sieben seitlichen Aussparungen (Breite des Flüssig­ keitskanalabschnitts : 26 mm) versehen waren und eine Dicke von 0,5 mm sowie eine wirksame Stromflußfläche von 19,6 dm² aufwiesen. Die somit erhaltenen Dichtungsanordnungen hatten eine mittlere Dichte von 0,512 mm an den Überbrückungs­ abschnitten zwischen dem Rahmen und der Zwischenlage, an welcher das thermoplastische Elastomerband aufgebracht wurde, um hierzwischen eine Verklebung bzw. Verbindung vorzusehen. Eine Draufsicht auf die Dichtungsanordnung ist in Fig. 7 gezeigt. In Fig. 7 bezeichnet das Bezugszeichen 12 einen aus vulkanisiertem Gummi hergestellten Dich­ tungsrahmen, die Bezugszeichen 14 und 15 bezeichnen einen Mittelabschnitt bzw. vorspringenden Abschnitt der Netz-Zwischenlage, die mit dem Dichtungsrahmen längs des gesamten Umfangs der Zwischenlage verklebt ist. Das Bezugszeichen 13 stellt seitliche Leitungsöffnungen dar, die dazu eingerichtet sind, mit den Aussparungen der benachbarten Dichtungsanordnung in Verbindung zu stehen. Das Bezugszeichen 16 stellt Öffnungen der Aussparungen dar, welche dazu eingerichtet sind, mit den Leitungsöffnungen der benachbarten Dichtungsanordnung in Verbindung zu stehen. Das Bezugszeichen 18 a stellt einen Überbrückungs­ abschnitt dar, an welchem die Verbindungseinrichtung aus thermoplastischem Elastomer den Umfang der Netz-Zwischen­ lage und den Innenumfang des Rahmens überbrückt.

Die 300 Dichtungsanordnungen wurden in einer Elektro- Dialyseeinrichtung verwendet, die verdünnende Abteilungen und konzentrierende Abteilungen aufwies, die mittels Kationen-Austauschmembranen, Anionen-Austauschmembranen und den zwischen diesen angeordneten Dichtungsanordnungen aus­ gebildet und alternierend angeordnet waren. Von den 300 Dichtungsanordnungen, die auf diese Weise hergestellt waren, wurden 150 Dichtungsanordnungen als Dichtungsanord­ nungen für verdünnende Abteile verwendet, wobei die Dich­ tungsanordnungen drei Kanäle zum Zuführen der der Elektro­ dialyse zu unterziehenden Flüssigkeit zu dem wirksamen Stromflußbereich und vier Kanäle zum Abführen der der Elektrodialyse unterzogenen Flüssigkeit aufwiesen. Die ver­ bleibenden 150 Dichtungsanordnungen wurden als Dichtungs­ anordnungen für die konzentrierenden Abteile verwendet, wobei die Dichtungsanordnungen vier Kanäle zum Zuführen der Flüssigkeit zu dem wirksamen Stromflußbereich und drei Kanäle zum Abführen der Flüssigkeit aufwiesen. Als Ionen- Austauschmembranen wurden 150 Bogen aus ACIPLEX® K-182 (Handelsname einer Kationen-Austauschmembrane, hergestellt und verkauft durch Asahi Kasei Kogyo Kabushiki Kaisha, Japan) benutzt, und 150 Bogen aus ACIPLEX® A-182 (Handelsname einer Anionen-Austauschmembrane, hergestellt und verkauft durch Asahi Kasei Kogyo Kabushiki Kaisha, Japan) wurden für die Elektro-Dialyseexperimente benutzt, die unten beschrieben sind. Die Anionen-Austauschmembranen, Kationen-Austausch­ membranen und Dichtungsanordnungen wurden alternierend an­ geordnet, um verdünnende und konzentrierende Abteile zu bilden, und wurden zu einem Stapel zusammengebaut, wie in Fig. 2 gezeigt, und der Stapel wurde mittels eines Paares von Befestigungsrahmen vorgefestigt. Die Zeit, die zum Zusammenbau des Stapels erforderlich war, betrug mit zwei Arbeitern 8 Stunden. Der vorläufig befestigt Stapel wurde zwischen einem Paar Elektroden einer Filterpressen-Elektro- Dialyseeinrichtung angeordnet und mittels einer hydrau­ lischen Presse befestigt.

Natürliches Meerwasser (das etwa 2,5 Gew.-% Natriumchlorid enthielt) wurde mit linearen Geschwindigkeiten von 0,5 cm/s bzw. 5 cm/s den konzentrierenden und verdünnenden Abteilen zugeführt. Da eine Leckage des Meerwassers aus den Abteilen der Vorrichtung zu deren Ausseite hin (nachfolgend oft einfach "äußere Leckage" genannt) beobachtet wurde, wurde der Stapel mittels der hydraulischen Presse erneut befestigt, bis keine äußere Leckage mehr beobachtet wurde. Der Befestigungsdruck pro cm² des wirksamen Stromfluß­ bereiches, der erforderlich war, um keine äußere Leckage zu erreichen (nachfolgend oft einfach "Befestigungsdruck" genannt), war kalibriert auf 1,0 kg/cm².

Nachfolgend wurde die Menge der Leckage des Meerwassers aus den verdünnenden Abteilen zu den konzentrierenden Abteilen (nachfolgend häufig einfach "innere Leckage" genannt) ge­ messen, wie folgt. Das heißt, die lineare Geschwindigkeit des Meerwassers (verdünnender Strom), das in die verdünnen­ den Abteile eingeleitet wurde, wurde von 5 cm/sec auf 0,2 cm/sec verringert und die Zufuhr des Meerwassers (kon­ zentrierender Strom) in die konzentrierenden Abteile wurde angehalten. Das Meerwasser im Inneren der konzentrierenden Abteile wurde abgelassen, um die Zufuhr des Meerwassers in die verdünnenden Abteile bei 0,2 cm/sec wurde eine Stunde lang fortgesetzt. Das Volumen des Meerwassers, das aus den verdünnenden Abteilen in die konzentrierenden Abteile innerhalb einer Stunde ausleckte, wurde unter Verwendung eines herkömmlichen Volumen-Meßgeräts gemessen. Es hat sich herausgestellt, daß die oben definierte innere Leckage 1,0 ml/min pro Abteil betrug.

Danach wurde die lineare Geschwindigkeit des Meerwassers, das in die Verdünnungsabteile eingeleitet wurde, von 0,2 cm/sec auf 5 cm/sec zurückgeführt, und die Zuführung des Meerwassers in die konzentrierenden Abteile wurde mit einer linearen Geschwindigkeit von 0,5 cm/sec wieder be­ gonnen. Die Elektrodialyse des Meerwassers wurde 10 Tage bei einem Strom von 79 Ampere unter Aufbringung einer Gleichspannung fortgesetzt. Nach dem 10-tägigen Betrieb hat sich herausgestellt, daß die mittlere Konzentration des Natriumchlorids (nachfolgend einfach als "Natriumchlorid­ konzentration" bezeichnet) 203 g/l in bezug auf das Meer­ wasser in den konzentrierenden Abteilen betrug.

Wenn die Elektro-Dialyseeinrichtung zerlegt wurde, wurde kein Auftreten eines Bruchs an den Überbrückungsabschnitten zwischen dem Dichtungsrahmen und der Netz-Zwischenlage (nachfolgend oft einfach als "Rahmen-Zwischenlage-Über­ brückungsabschnitt" bezeichnet) beobachtet, und keine Ver­ formung der Ionen-Austauschmembran.

Ferner wurde eine Folge von der Montage der Elektro-Dialy­ seeinrichtung, Durchführung eines 10-tägigen Elektro-Dia­ lysebetriebs und einem Zerlegen der Einrichtung viermal wiederholt. Die erzielten Ergebnisse sind in der Tabelle 1 gezeigt.

Tabelle 1

Wenn die Elektro-Dialyseeinrichtung nach einer gesamten Betriebsdauer von 50 Tagen zerlegt wurde, wurde kein Auf­ treten eines Bruchs an den Rahmen-Zwischenlage-Über­ brückungsabschnitten und keine Verformung der Zwischenlage beobachtet. Außerdem traten keine Falten, kein Bruch und keine feinen Löcher in der Ionen-Austauschmembran auf.

Beispiel 2

Im wesentlichen dasselbe Vorgehen wie im Ausführungsbei­ spiel 1 wurde wiederholt, um eine Dichtungsanordnung vor­ zubereiten, mit Ausnahme des Umstands, daß eine 0,5 mm dicke Bahn aus Ethylen-Ethylen-Acrylat-(EEA) -Copolymerharz (WN-930, hergestellt und verkauft durch Nippon Unicar Company Limited, Japan) verwendet wurde, um einen Dich­ tungsrahmen mit einer Dicke von 0,5 mm herzustellen. Die resultierende Dichtungsanordnung wurde mit sieben seit­ lichen Aussparungen versehen (Weite des Flüssigkeitskanal­ abschnitts : 26 mm), einer mittleren Dicke von 0,525 mm an den Rahmen-Zwischenlage-Überbrückungsabschnitten und einer wirksamen Stromflußfläche von 19,6 dm². Die so erhaltene Dichtungsanordnung zur Verwendung in einer Elektro-Dialyse­ einrichtung ist in Fig. 7 gezeigt.

Im wesentlichen derselbe Vorgang wie oben erwähnt wurde wurde wiederholt, um 300 Dichtungsanordnungen für eine Elektro-Dialyseeinrichtung herzustellen.

Eine Elektro-Dialyseeinrichtung wurde auf im wesentlichen dieselbe Weise wie in Beispiel 1 zusammengebaut, wobei die oben hergestellten Dichtungsanordnungen und dieselbe Art und Anzahl von Ionen-Austauschmembranen wie jene, die in Beispiel 1 verwendet sind, benutzt wurden. Die Zeit zum Montieren der Elektro-Dialyseeinrichtung mit zwei Arbeitern betrug 8 Stunden.

Im wesentlichen dasselbe Vorgehen wie in Beispiel 1 wurde wiederholt, um den Befestigungsdruck und die innere Leckage zu messen. Als Ergebnis hat sich herausgestellt, daß der Befestigungsdruck und die innere Leckage in der Größenord­ nung von 1,4 kg/cm² bzw. 1,4 ml/min pro Abteil betrugen. Die Elektrodialyse des Meerwassers wurde 10 Tage unter den­ selben Bedingungen wie in Beispiel 1 durchgeführt. Als Ergebnis hat sich herausgestellt, daß die mittlere Natrium­ chlorid-Konzentration 198 g/l betrug.

Wenn die Elektro-Dialyseeinrichtung zerlegt wurde, wurde kein Auftreten eines Bruchs an den Rahmen-Zwischenlage- Überbrückungsabschnitten und keine Verformung der Ionen- Austauschmembranen und der Zwischenlagen beobachtet.

Beispiel 3

Im wesentlichen dieselbe Vorgehensweise wie in Beispiel 1 wurde wiederholt, um eine Dichtungsanordnung herzustellen, mit Ausnahme der Tatsache, daß ein thermoplastisches Poly­ styrol-Elastomer mit Butadien-Einheiten aus weichen Segmen­ ten und Styrol-Einheiten aus harten Segmenten (Tufprene® 315, hergestellt und verkauft durch Asahi Kasei Kogyo K.K., Japan) anstelle des thermoplastischen 1,2-Polybutadien- Elastomers herangezogen wurde, um eine Verbindung bzw. Ver­ klebung zwischen dem Dichtungsrahmen und der Netz-Zwischen­ lage zu erzielen. Das thermoplastische Elastomer hatte die Härte A, gemessen nach der Methode, die nach der japani­ schen Industrienorm K6301 vorgeschrieben ist, von 60° und eine Fließfähigkeit der Schmelze, gemessen auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1, von 5,2 × 10^-3 cm³/s. Die mittlere Dicke der Rahmen-Zwischenlage-Überbrückungsab­ schnitte betrug 0,52 mm.

Im wesentlichen dasselbe Vorgehen wie oben erwähnt wurde wiederholt, um 300 Dichtungen zur Verwendung in einer Elektro-Dialyseeinrichtung herzustellen.

Eine Elektro-Dialyseeinrichtung wurde auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 unter Verwendung der oben hergestellten Dichtungsanordnungen und derselben Art und Anzahl von Ionen-Austauschmembranen wie jede, die in Beispiel 1 ver­ wendet wurden, zusammengebaut. Die zur Montage der Elektro- Dialyseeinrichtung erforderliche Zeit für zwei Arbeiter betrug 8 Stunden.

Im wesentlichen derselbe Vorgang wie beim Beispiel 1 wurde wiederholt, um den Befestigungsdruck und die innere Leckage zu messen. Als Ergebnis hat sich herausgestellt, daß der Befestigungsdruck und die innere Leckage ein Normalmaß von 1,3 kg/cm² bzw. 1,2 ml/min pro Abteil betrugen. Die Elektrodialyse von Meerwasser wurde 10 Tage lang unter denselben Bedingungen wie in Beispiel 1 durchgeführt. Als Ergebnis hat sich herausgestellt, daß die mittlere Natrium­ chlorid-Konzentration 202 g/l betrug.

Wenn die Elektro-Dialyseeinrichtung zerlegt wurde, wurde kein Auftreten eines Bruchs der Rahmen-Zwischenlage-Über­ brückungabschnitte sowie keine Verformung der Ionen-Aus­ tauschmembranen und Zwischenlagen beobachtet.

Vergleichsbeispiel 1

Im wesentlichen dasselbe Vorgehen wie in Beispiel 1 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, daß das Material zum Her­ stellen einer Verbindung bzw. Verklebung zwischen dem Dichtungsrahmen und der Netz-Zwischenlage abgeändert wurde auf einen unvulkanisierten, synthetischen Styrol-Butadien- Gummi (Solprene®, hergestellt von Nippon Elastomer K.K., Japan und verkauft von Asahi Kasei Kogyo K.K., Japan), wobei 300 Dichtungen erhalten wurden.

Das Verfahren zur Herstellung einer Verbindung zwischen der Dichtung und der Netz-Zwischenlage war folgendes.

Ein Thiuram-Vulkanisierbeschleuniger (Soxinol®, hergestellt und verkauft durch Sumitomo Chemical Co., Ltd., Japan) wurde dem unvulkanisierten Gummi in einer Menge von 1 Gew.-% auf der Grundlage des Gewichts des unvulkanisier­ ten Gummis zugesetzt. Der resultierende, den Vulkanisier­ beschleuniger enthaltende, unvulkanisierte Gummi wurde bei 60°C gewalzt, um eine Bahn mit einer Dicke von 0,5 mm her­ zustellen. Die Bahn wurde in ein Band mit einer Breite von 5 mm zerschnitten.

Nachfolgend wurde ein Kleber auf der Grundlage unvulkani­ sierten Gummis, der durch Auflösen eines Teils des oben gewonnenen unvulkanisierten Gummis in Methylethylketon her­ gestellt war, auf den gesamten Innenumfang des Dichtungs­ rahmens aufgebracht. Dann wurde das oben hergestellte, un­ vulkanisierte Gummiband mit einer Breite von 5 mm so an­ geordnet, daß es vollständig den Spielraum längs des ge­ samten Umfangs der Netz-Zwischenlage zwischen dieser und dem Rahmen auf eine solche Weise abgedeckt hat, daß ein Längs-Seitenkantenabschnitt des Gummibandes den ent­ sprechenden Kantenabschnitt der Netz-Zwischenlage abge­ deckt hat, während die andere Längs-Seitenkante des Gummibandes gegen den entsprechenden Innenumfang des Dich­ tungsrahmens über dessen gesamte Länge angeschlagen hat. Dann wurden der unvulkanisierte Gummibandabschnitt und der Kleber bei 150°C 5 Minuten lang unter einem Druck von 5 kg/cm² so heißgepreßt, daß der unvulkanisierte Gummi vul­ kanisiert wurde, wobei der Umfangsabschnitt der Netz- Zwischenlage in das vulkanisierte Gummiband eingebettet wurde, um hierdurch eine Verbindung bzw. Verklebung zwischen dem Dichtungsrahmen und der Netz-Zwischenlage her­ zustellen.

Im wesentlichen dasselbe Vorgehen wie oben erwähnt wurde wiederholt, um 300 Dichtungen zur Verwendung in einer Elektro-Dialyseeinrichtung herzustellen, die mit sieben seitlichen Aussparungen versehen waren (Breite des Flüssig­ keits-Kanalabschnitts : 26 mm) und eine wirksame Strom­ flußfläche von 19,6 dm² aufwiesen. Die mittlere Dicke des Überbrückungsabschnitts, der mittels des vulkanisierten Gummis hinsichtlich der 300 Dichtungsanordnungen erzeugt wurde, betrug 0,55 mm. Hinsichtlich von 8 Dichtungsanord­ nungen aus den 300 Dichtungsanordnungen wurden 10 Verfor­ mungen beobachtet, d.h. das Vorstehen von Fäden der Zwischenlagen und Graten aus vulkanisiertem Gummi, aus den von der Oberfläche der Zwischenlage und des Dichtungs­ rahmens. Die somit gebildete Dichtungsanordnung ist in Fig. 8 gezeigt.

In Fig. 8 stellt das Bezugszeichen 12 einen Dichtungsrahmen dar, der aus einer Bahn vulkanisierten Gunmis hergestellt ist, das Bezugszeichen 14 stellt einen Mittelabschnitt einer Zwischenlage dar, die in der Mittelöffnung des Dichtungsrahmens angeordnet ist und das Bezugszeichen 15 stellt Abschnitte einer Netz-Zwischenlage dar, die in seit­ lichen Aussparungen angeordnet sind. Das Bezugszeichen 13 stellt seitliche Leitungsöffnungen dar und das Bezugs­ zeichen 16 stellt Öffnungen der Netz-Zwischenlage an ihren Abschnitten dar, welche in den seitlichen Aussparungen angeordnet sind. Das Bezugszeichen 18 b stellt eine Ver­ bindungseinrichtung aus vulkanisiertem Gummi dar.

Eine Elektro-Dialyseeinrichtung wurde auf im wesentlichen dieselbe Weise wie im Beispiel 1 montiert, wobei die oben vorbereiteten Dichtungsanordnungen und dieselbe Art und Anzahl von Ionenmembranen wie jene verwendet wurden, die in Beispiel 1 verwendet sind. Nachfolgend wurden der Befesti­ gungsdruck und die innere Leckage aus im wesentlichen die­ selbe Weise wie in Beispiel 1 gemessen, und es hat sich herausgestellt, daß sie einen Nennwert von 1,8 kg/cm² bzw. 2 ml/min pro Abteil hatten.

Meerwasser wurde eingeleitet, und ein Gleichstrom war auf im wesentlichen dieselbe Weise unter im wesentlichen den­ selben Bedingungen wie im Beispiel 1 angelegt, um einen 10-tägigen Dauerbetrieb durchzuführen. Die mittlere Natriumchlorid-Konzentration betrug 191 g/l.

Nachfolgend wurde die Elektro-Dialyseeinrichtung zerlegt. Einige Risse wurden an den Abschnitten der Ionen-Austausch­ membranen beobachtet, wo die Membranen mit vorstehenden Fäden der Zwischenlagen in Berührung traten und die vor­ springenden Grate des vulkanisierten Gummis berührten, wobei die vorspringenden Fäden und Grate schon nach der Herstellung der Dichtungsanordnungen beobachtet waren. Ferner wurde um die gesprungenen Abschnitte eine Verdickung bzw. Ausbuchtung der Membranen beobachtet.

Eine Folge von Montieren der Elektro-Dialyseeinrichtung, Durchführen eines 10 Tage-Betriebs und Zerlegen der Ein­ richtung wurde viermal wiederholt, um den Befestigungs­ druck, die innere Leckage und die Natriumchlorid-Konzentra­ tion zu überprüfen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 ge­ zeigt.

Tabelle 2

Nach Fertigstellung des fünften 10 Tage-Betriebs wurde die Elektro-Dialyseeinrichtung zerlegt. Als Ergebnis wurden viele Risse an den Abschnitten der Ionen-Austauschmembranen beobachtet, wo die Membranen die vorspringenden Fäden der Zwischenlagen und die vorspringenden Grate der Zwischen­ lagen berührt haben, wobei die vorspringenden Fäden und Grate bereits nach der Fertigstellung der Dichtungsanord­ nungen beobachtet wurden. Ferner wurden im Hinblick auf vier Ionen-Austauschmembranen feine Löcher beobachtet. Außerdem waren rund um die oben erwähnten Abschnitte die Ionen-Austauschmembranen leicht verdickt bzw. ausgebuchtet. Die Höhe des ausgebuchteten bzw. verdickten Abschnitts einer jeden Membrane betrug etwa 0,1 mm bis etwa 0,2 mm, gemessen in bezug auf jede der Membranen, die auf einer horizontalen Ebene aufgesetzt war.

Vergleichsbeispiel 2

Dieselbe Netz-Zwischenlage, die in Beispiel 1 verwendet wurde, wurde in denselben Dichtungsrahmen eingesetzt, wie er in Beispiel 1 verwendet ist, während man einen Spielraum von 1 mm zwischen der Zwischenlage und dem Innenumfang des Dichtungsrahmens längs des gesamten Umfangs der Zwischen­ lage freiließ, wie in Fig. 9 gezeigt.

Dann wurden neun Klebverbindungen (siehe Bezugszeichen 18 c in Fig. 9) zwischen dem Dichtungsrahmen und der Zwischen­ lage gebildet, wobei man einen Epoxykleber (ARALDITE STANDARD®, hergestellt und verkauft durch Ciba Geigy Co., Schweiz) verwendet hat, um die Zwischenlage mit dem Dich­ tungsrahmen zu verkleben. Der Durchmesser einer jeden Klebverbindung 18 c betrug etwa 15 mm.

Im wesentlichen dasselbe Vorgehen, wie es oben erwähnt ist, wurde wiederholt, um 300 Dichtungsanordnungen zur Verwen­ dung in einer Elektro-Dialyseeinrichtung herzustellen.

Die mittlere Dicke der Klebverbindungen 18 c einer jeden hergestellten Dichtung betrug 0,6 mm. Die Dicke der Kleb­ verbindungen 18 c einer jeden Dichtung hatte eine breite Verteilung, der Bereich reichte von einer Mindestdicke von 0,51 mm bis zu einer Höchstdicke von 0,72 mm.

Eine Elektrodialyse-Einrichtung wurde auf im wesentlichen dieselbe Weise wie in Beispiel 1 zusammengebaut, wobei man die oben hergestellten Dichtungsanordnungen und dieselbe Art und Anzahl von Ionen-Austauschmembranen wie jene ver­ wendete, die in Beispiel 1 verwendet sind. Im wesentlichen dasselbe Vorgehen wie in Beispiel 1 wurde wiederholt, um den Befestigungsdruck und die innere bzw. anfängliche Leckage zu messen. Als Ergebnis hat sich herausgestellt, daß der Befestigungsdruck und die innere bzw. anfängliche Leckage eine Nenngröße von 2 kg/cm² bzw. 5 ml/min pro Ab­ teil betrugen. Da die Menge der inneren Leckage groß war, wie oben erwähnt, wurde die Einrichtung zerlegt, um den Grund des großen Maßes der inneren Leckage herauszufinden. Als Ergebnis wurden viele Risse und Löcher an den Abschnit­ ten der Ionen-Austauschmembranen dort beobachtet, wo die Membranen die Klebverbindungen berührten, die aus Epoxidharz hergestellt wurden.

Beispiel 4

Im wesentlichen dasselbe Vorgehen wie in Beispiel 1 be­ schrieben wurde wiederholt, um 300 Dichtungsanordnungen herzustellen, mit der Ausnahme, daß die Verbindungseinrich­ tung aus thermoplastischem Elastomer nur längs des Umfangs jener Abschnitte der Netz-Zwischenlage an ihren Abschnitten ausgebildet war, welche in den seitlichen Aussparungen an­ geordnet waren, wie in Fig. 10 gezeigt. Die Überbrückungs­ abschnitte von Rahmen und Zwischenlage hatten eine mittlere Dicke von 0,510 mm.

In Fig. 10 stellt das Bezugszeichen 12 den aus vulkanisier­ tem Gummi hergestellten Dichtungsrahmen dar, das Bezugs­ zeichen 13 die seitlichen Leitungsöffnungen, das Bezugs­ zeichen 16 die Öffnungen, das Bezugszeichen 15 jene Ab­ schnitte der Netz-Zwischenlage, welche in den seitlichen Aussparungen angeordnet sind, das Bezugszeichen 14 einen Mittelabschnitt der Netz-Zwischenlage, der in der Mittel­ öffnung angeordnet ist, und das Bezugszeichen 18 a die Ver­ bindungseinrichtung aus thermoplastischem Elastomer.

Eine Elektro-Dialyseeinrichtung wurde auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 zusammengebaut, wobei die oben herge­ stellten Dichtungsanordnungen und dieselbe Art und Anzahl von Ionen-Austauschmembranen wie jene verwendet wurden, die in Beispiel 1 herangezogen sind. Die Zeit zur Montage der Elektro-Dialyseeinrichtung betrug für zwei Arbeiter 8 Stun­ den.

Im wesentlichen dasselbe Vorgehen wie in Beispiel 1 wurde wiederholt, um den Befestigungsdruck und die innere Leckage zu messen. Als Ergebnis hat sich herausgestellt, daß der Befestigungsdruck und die innere Leckage einen Nennwert von 1,3 kg/cm² bzw. 1,5 ml/min pro Abteil hatten. Die Elektro­ dialyse von Meereswasser wurde 10 Tage unter denselben Be­ dingungen wie in Beispiel 1 durchgeführt. Als Ergebnis hat sich herausgestellt, daß die mittlere Natriumchlorid-Kon­ zentration 197 g/l betrug.

Als die Elektro-Dialyseeinrichtung zerlegt wurde, wurde kein Auftreten eines Bruchs der Rahmen-Zwischenlage-Über­ brückungsabschnitte und keine Verformung der Ionen-Aus­ tauschmembranen und der Zwischenlage beobachtet.

Claims (8)

1. Dichtungsanordnung zur Verwendung in einer Elektro- Dialyseeinrichtung, die mehrere alternierend angeordnete Kationen- und Anionen-Austauschmembranen sowie Dichtungs­ anordnungen aufweist, die zwischen diesen eingesetzt sind, mit den folgenden Merkmalen:

• - ein Rahmen, der aus natürlichem oder synthetischem Gummi oder einem Kunstharz hergestellt ist, mit einer Mittelöffnung und seitlichen Aussparungen, die in den inneren Umfangsabschnitten des Rahmens ausgebildet ist, und mit seitlichen Leitungsöffnungen, wobei die seitlichen Aus­ sparungen der Mittelöffnung zugewandt sind und die seit­ lichen Aussparungen als eine Einrichtung zum Zuführen einer durch Elektrodialyse zu behandelnden Flüssigkeit zur Mit­ telöffnung und zum Abführen der durch Elektrodialyse be­ handelten Flüssigkeit von der Mittelöffnung dienen, und
• - eine Netz-Zwischenlage, die aus Kunstharz herge­ stellt ist, im Rahmen angebracht ist und in der Mittel­ öffnung oder sowohl in der Mittelöffnung als auch in den seitlichen Aussparungen so angeordnet ist, daß sie ein Spiel längs des gesamten Umfangs der Netz-Zwischenlage zwischen dieser und dem Rahmen vorsieht,

dadurch gekennzeichnet, daß das Spiel ganz oder teilweise mit einer Verbindungseinrichtung (18 a) aus thermoplastischem Elastomer ausgefüllt ist, welche den Um­ fang der Netz-Zwischenlage (14) und den Innenumfang des Rahmens (12) überbrückt und hierbei eine Klebverbindung zwischen der Netz-Zwischenlage und dem Rahmen herstellt.

2. Dichtungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungseinrich­ tung (18 a) aus thermoplastischem Kunstharz eine A-Härte von 30° bis 95° aufweist, gemessen bei 20°C nach der Methode, die in der japanischen Industrienorm K 6301 beschrieben ist.

3. Dichtungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunstharz, das die Zwischenlage (14) bildet, ein Polyolefin ist.

4. Dichtungsanordnung nach jedem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen (12) aus einander gegenüberliegenden ersten und zweiten Seiten sowie einander gegenüberliegenden dritten und vierten Seiten gebildet ist, und daß die gegenüberliegenden ersten und zweiten Seiten und/oder die gegenüberliegenden dritten und vierten Seiten die Seitenaussparungen (12 a) und die seitlichen Leitungsöffnungen (13) aufweisen.

5. Dichtungsanordnung nach jedem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Netz-Zwi­ schenlage (14) sowohl in der Mittelöffnung (12 b) als auch in den seitlichen Aussparungen (12 a) angeordnet ist, und daß jeder Abschnitt (15) der Netz-Zwischenlage (14), der in den seitlichen Aussparungen (12 a) angeordnet ist, eine Öffnung (16) aufweist.

6. Dichtungsanordnung nach jedem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungs­ einrichtung (18 a) aus thermoplastischem Elastomer aus mindestens einem Teil gebildet ist, das aus der Gruppe aus­ gewählt ist, welche aus einem thermoplastischen Poylstyrol- Elastomer, einem thermoplastischen Polyester-Elastomer, einem thermoplastischen Polyolefin-Elastomer, einem thermo­ plastischen Polyurethan-Elastomer und einem thermoplasti­ schen 1,2-Polybutadien-Elastomer besteht.

7. Dichtungsanordnung nach jedem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kantenab­ schnitt der Netz-Zwischenlage (14) in die Verbindungsein­ richtung (18 a) aus thermoplastischem Elastomer eingebettet ist.