JP2000506439A - Supported membrane asymmetric for direct penetration enrichment - Google Patents

Supported membrane asymmetric for direct penetration enrichment

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JP2000506439A JP9532701A JP53270197A JP2000506439A JP 2000506439 A JP2000506439 A JP 2000506439A JP 9532701 A JP9532701 A JP 9532701A JP 53270197 A JP53270197 A JP 53270197A JP 2000506439 A JP2000506439 A JP 2000506439A
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ハーロン,ジョン,アール.
ビュウドリー,エドワード,ジー.
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オスモテック,インコーポレイティド
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D69/00Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D69/10Supported membranes; Membrane supports

Abstract

(57)【要約】 薄い表面層、および、多孔質支持層中に埋没された埋没メッシュを有する前記多孔質支持層を含む、非対称の親水性膜が開示され、この膜は、逆浸透(RO)においてではなく、直接浸透濃縮化(DOC)において用いられるのに適する。 (57) Abstract: thin surface layer, and comprises the porous support layer having a buried mesh is embedded in the porous support layer, the hydrophilic layer of the asymmetric is disclosed, the membrane, reverse osmosis (RO not in), suitable for use in the direct penetration concentrating (DOC).

Description

【発明の詳細な説明】 直接浸透濃縮化のための非対称の支持された膜発明の技術分野 本発明は、薄い表面層、および、多孔質支持層中に埋め込まれた埋め込みメッシュを有する前記多孔質支持層を有する、非対称の親水性膜であって、逆浸透( RO)でなく、直接浸透濃縮化(DOC)における使用に適切な膜を提供する。 BACKGROUND OF THE INVENTION Technical Field of the Invention The supported membranes invention asymmetric for direct penetration enrichment is thin surface layer, and said porous having an embedded mesh embedded in the porous support layer a support layer, a hydrophilic layer of the asymmetric, rather than reverse osmosis (RO), provides a suitable membrane for use in the direct penetration concentrating (DOC). 発明の背景 食品の濃縮化は、輸送コストを低減し、且つ、安定性を上げるために、できるかぎり多くの水または溶剤を除去しながら、食品の品質を保持することが重要である点で難しい仕事である。 Concentration of background food invention, the transportation cost is reduced, and, in order to increase the stability, while removing more water or solvent as possible, it is difficult in that it is important to retain the quality of the food it is the job. それ故、酸化を防止し、且つ、加熱を避けることが重要である。 Therefore, to prevent oxidation, and, it is important to avoid heating. 逆浸透(RO)および直接浸透濃縮化(DOC)の両方において、 膜は、より大きな分子の輸送をブロックしながら、小さい分子を選択的に横断させることができる。 In both reverse osmosis (RO) and direct penetration concentrating (DOC), membranes, while blocking the transport of larger molecules, it is possible to selectively cross the small molecule. このような選択性は膜中のポリマーの性質によるものである。 Such selectivity is due to the nature of the polymer in the membrane. 酢酸セルロースおよびポリアミドのようなポリマーでは、長い、相互に絡み合った分子は、膜全体にわたって小さいチャンネルのネットワークを提供し、このチャンネルは数オングストローム(Å)幅である。 In polymers such as cellulose acetate and polyamide, long molecules entangled with each other to provide a network of small channels throughout the film, this channel is several angstroms (Å) wide. これらのチャンネルは、水またはエタノールのような小さい分子が入るには十分に大きい。 These channels are large enough to enter a small molecule such as water or ethanol. しかし、糖類および着色剤のような、より大きな分子はブロックされる。 However, such as sugars and coloring agents, large molecules are blocked more. ROにおいて、水は高い圧力により膜を通過させられる。 In RO, the water is passed through the membrane by high pressure. DOCにおいて、水は拡散により、膜の片側から反対側に移動する。 In DOC, water by diffusion, moves from one side of the membrane. 両方のプロセスにおいて、経済性は、膜の単位面積当たりの水の輸送速度(フラックス)に大きく依存する。 In both processes, economics is largely dependent on the transport speed (flux) of water per unit area of ​​the membrane. ROおよびDOCはしばしば同一のポリマーを用いるが、2つのプロセスのための経済的な膜の製造および設計は異なる。 RO and DOC often use the same polymer, but economical film manufacturing and design for the two processes are different. 膜の設計の差異は水輸送を起こさせる物理的プロセスが異なることによって生じる。 Differences in the design of the membrane caused by different physical processes to cause water transport. 両方のプロセスにおいて、フラックスは圧力(RO)および浸透濃度勾配(DOC)によって制御される。 In both processes, the flux is controlled by the pressure (RO) and osmotic gradient (DOC). しかしながら、ROにおいては、圧力勾配は最も重要である。 However, in the RO, the pressure gradient is the most important. DOCにおいては、フラックスは殆ど完全に浸透によるものである。 In the DOC, the flux is due to the almost complete penetration. DOCにおけるフラックスは、F w=kw〔(P I −π I )−(P II −π II )〕(式中、Fwは水フラックスであり、kwは特定の膜を通るフラックスについての定数であり、Pは圧力であり、π iは浸透圧であり、そしてIおよびIIは膜の各々の側の溶液を指す)として定量化できる。 Flux in the DOC, F w = kw [(P I -π I) - ( P II -π II) ] (wherein, Fw is water flux, kw is a constant for the flux through a specific membrane , P is the pressure, [pi i is the osmotic pressure, and I and II refer to solutions of each side of the film) as quantifiable. 浸透圧は、水が、高い水の濃度の領域から、より低い水の濃度の領域へ向かって膜を通して拡散する傾向の測定値である。 Osmotic pressure, the water, from the region of higher concentration of water is a measure of the tendency to diffuse through the membrane towards the lower water concentration in the region. 一般に、良好な概算値はcRTであり、ここで、cは溶液中の水でない種のモル濃度であり、Rは気体定数であり、 そしてTは絶対温度である。 In general, good approximation is cRT, where, c is the molar concentration of species not water in the solution, R is the gas constant, and T is the absolute temperature. ROにおいて、kwの値はポリマーマトリックスを通して水が通過することに対する分子規模の流体力学的抵抗により決まる。 In RO, the value of kw is determined by the hydrodynamic resistance of the molecular scale for the water to pass through the polymer matrix. この抵抗を最小化するために、ROシステムは外部バッキング(バッキングは高い印加圧力に耐えるのに必要な構造強度を付与する)により支持された、極端に薄い膜(<0.01mm)を用いる。 To minimize this resistance, RO system was supported by an external backing (backing imparts structural strength necessary to withstand the high applied pressure), using an extremely thin film (<0.01 mm). 外部バッキング中の孔は膜のチャンネルよりもずっと大きく、それ故、外部バッキングは流れ抵抗に殆ど寄与せず、そしてフラックスを有意に阻害しない。 Holes in the outer backing is much larger than the channel layer, therefore, the external backing will not substantially contribute to the flow resistance, and does not significantly inhibit the flux. 対照的に、DOCのkw値は拡散速度によって主として制御される。 In contrast, kw value of DOC is mainly controlled by the diffusion rate. それ故、DOCにおいて、多孔質膜の外部バッキングは有意な抵抗となり、そしてフラックスに対する主要な障害物となる。 Therefore, in the DOC, external backing of the porous film becomes a significant resistance, and a major obstacle for the flux. このことが、RO法のために設計された膜は、遅いフラックス速度のために悪いDOC膜を提供する理由である。 This is a film designed for RO method is the reason for providing a bad DOC membrane for slow flux rates. ROフラックスは拒絶層(多孔質バッキングの上のポリマーの薄い層)の性質に主として依存し、RO膜の製造者は、密の疎水性布帛の上に膜をキャスティングすることが有利であることを発見している。 RO flux mainly depends on the nature of the rejection layer (thin layer of polymer on the porous backing), RO membrane manufacturer, that is casting the film on the hydrophobic fabric dense advantageous I have found. このような二次的な支持体は高い印加圧力に耐えるために必要な機械強度を膜に付与する。 Such secondary support to impart mechanical strength required to withstand high applied pressure to the membrane. ROにおけるこの設計の利点は、膜の全ての部分に横たわった二次的な支持体であり、これにより、R Oの特徴である高い印加圧力により生じる圧縮および引き裂きに対する耐性を最大限にする。 The advantage of this design in RO is a secondary support lying in all parts of the film, thereby maximizing the resistance to compression and tear caused by the high applied pressure, which is a feature of R O. このような膜は、しかしながら、DOCにおいては良好に機能しない。 Such membranes, however, do not work well in DOC. この主な理由は二次バッキングである。 The main reason for this is a secondary backing. この二次バッキングは膜を厚くし、 それにより、拡散に対する抵抗が大きくなり、そしてROに特徴的な高圧の非存在下ではフラックスを低減する。 The secondary backing is thicker film, whereby the resistance to diffusion becomes large, and to reduce the flux in the absence of a characteristic high pressure RO. 更に、バッキングの疎水性は湿潤化を抑制し、 結果として、ベーパーロックされた孔となり、そして、更にフラックスを低減する。 Furthermore, the hydrophobic backing inhibits wetting, as a result, become vapor locked pores and further reduce the flux. しかし、支持されていない膜は、より低い圧力環境下のDOCにおいても、長時間の運転のためには構造強度を欠く。 However, films that are not supported, even in DOC under lower pressure environment lacking the structural strength for prolonged operation. バッキングされていない膜の上の圧力または流体剪断により生じる側面力は薄い拒絶層に集中する傾向がある。 Side force resulting from the pressure or fluid shear on the film which is not backing tends to concentrate in a thin rejection layer. この層は脆いので、膜は非常に伸長されそして引き裂かれる傾向がある。 Since this layer is brittle, film tends to be very is extended and torn. DOCに要求されることは、1)経済的に実現可能なセル設計において膜の殆どは両側の流体接触を妨げないこと、2)フラッピングを防止するために、1つの流体はもう一方の流体よりも高い圧力である必要があること、3)ファウリングを防止するために、流体は0.1m/sを越える横断流速度を有する必要があること、である。 Is the thing required for the DOC, 1) it does not interfere with the sides of the fluid contact Most film in economically feasible cell design, 2) in order to prevent flapping, one fluid and the other fluid it must be a higher pressure than, 3) in order to prevent fouling, the fluid that is required to have a transverse flow velocity in excess of 0.1 m / s, it is. 要求#1により、膜が支持体の間に吊るされたセル設計となる。 The request # 1, film is suspended cell design between the support. 吊るされた領域において、膜の引張強度は剪断力および圧力に耐えなければならない。 In hanging area, the tensile strength of the film must withstand shear and pressure. この領域において、圧力と生じる張力の関係は、支持体の間の距離および運転圧力は膜の破損を制御するのに最も重要であることを示す。 In this region, the relationship between the tension generated with pressure shows that the distance and the operating pressure between the support is most important to control the damage to the film. 更に、破損は剪断力により生じうる。 Further, damage can occur by shear force. 剪断力は流体の粘度により生じ、そして、それはセルのインレットからアウトレットに膜を引っ張る傾向がある。 Shear forces caused by the viscosity of the fluid, and it tends to pull the film from the cell inlet to the outlet. 剪断により生じる張力に寄与する重要なパラメータは、(1)流体の粘度、(2)流体の速度、および(3)セルの寸法である。 Important parameters contributing to the tension generated by shear is the dimension of (1) the viscosity of the fluid, (2) the speed of the fluid, and (3) cell. セルの寸法は、膜の支持体の間の距離よりも重要なパラメータである。 Cell size is an important parameter than the distance between the support membrane. というのは、膜は滑らかな支持体上を自由にスライドすることができるからである。 Since the film is because it is possible to freely slide on smooth support. セルのアウトレットに向かって膜が移行することを妨げる唯一のものは、膜の機械強度である。 The only thing that prevents the film moves toward the cell outlet is the mechanical strength of the film. それ故、高いフラックス速度、低いファウリングおよび、非常に粘性であり且つ多量の懸濁固形分を有する溶液に対する有用性、を組み合わせた、例えば、食品加工活動のために有用なD OC膜が当業界において必要である。 Therefore, high flux rates, low fouling and, in combination very useful for solution is a viscous and has a large amount of suspended solids, for example, useful D OC film for food processing activities those there is a need in the industry. 本発明は主としてDOC用途のために設計された、非対称の膜を提供する。 The present invention is primarily designed for DOC applications, provides an asymmetric membrane. 発明の要旨 本発明は、非対称的な支持された直接浸透濃縮(DOC)膜を提供し、この膜は、ポリマー材料の薄い表面層およびポリマー材料の多孔質支持層を含み、ここで、多孔質支持体層は、繊維の中心同士の距離が約0.5mm〜約10mmである複数の開放孔を有する開放構造を有する織物もしくは不織布繊維であり、且つ、少なくとも50%の空隙領域を有する、可撓性メッシュ材料を更に含む。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides asymmetric supported directly penetrate concentrated (DOC) film, the film comprises a porous support layer of the thin surface layer and the polymeric material of the polymeric material, wherein the porous the support layer is a woven or non-woven fibers having an open structure having a plurality of open pores distance between the centers of the fibers is about 0.5mm~ about 10 mm, and has at least 50% void area, variable further comprising wrinkles mesh material. 好ましくは、本発明はRO膜をより低い圧力のDOC膜に変更するために、RO膜に一般的な緻密織セールクロスバッキング(tight weave sail-cloth backing)の代わりに開放織布(open weave cloth)を用いる。 Preferably, for the present invention is to change the DOC film lower pressure RO membrane, open woven (open weave cloth instead of the generic dense woven sail cloth backing RO membrane (tight weave sail-cloth backing) ) is used. 正味の結果は、DOC環境により適した、より低い引張強度の、より速いフラックスの膜となることである。 The net result is better suited to DOC environment, lower tensile strength, is that the faster the flux of the membrane. 好ましくは、ポリマー材料はセルロース材料である。 Preferably, the polymeric material is a cellulosic material. 好ましくは、薄い表面層の厚さは約5μm〜約20μmである。 Preferably, the thickness of the thin surface layer is about 5μm~ about 20 [mu] m. 好ましくは、ポリマー多孔質支持層は、約35〜約300μmの厚さを有するように可撓性メッシュの上にキャスティングされる。 Preferably, the polymer porous support layer is cast on a flexible mesh so as to have a thickness of about 35 to about 300 [mu] m. 可撓性メッシュ材料は、一般に、約0.15〜約1mmの厚さである。 The flexible mesh material, generally a thickness of from about 0.15 to about 1 mm. 本発明はDOC膜をキャスティングするための方法をも提供し、この方法は、 (a)水中に部分的に浸漬した回転ドラムの表面にキャスティングされた、繊維の中心同士の間の距離が約0.5mm〜約10mmである複数の開放孔を有する開放構造を有する織物もしくは不織布繊維からなり、且つ、少なくとも50% の空隙領域を有する、可撓性メッシュバッキングを提供すること、 (b)水のタンク中に部分的に沈められた回転ドラムの表面上の前記可撓性メッシュバッキング上に液体ポリマー材料の薄い膜をキャスティングすること、ここで、キャスティングは水のラインより上で行われ、回転ドラムの表面上にDO C膜を形成し、且つ、ドラムは約15〜約150線メートル/時のキャスト速度で回転しており、および、 (c)仕 The present invention also provides a method for casting the DOC film, the method, (a) is cast on partially immersed surface of the rotary drum into the water, the distance between the centers of the fibers from about 0 It consists woven or nonwoven fibers having an open structure having a plurality of open pores is .5mm~ about 10 mm, and has at least 50% of the void areas, to provide a flexible mesh backing, the (b) water casting the thin film of liquid polymeric material on said flexible mesh backing on the surface of the rotary drum submerged partially into the tank, where the casting is carried out above the water line, rotary drum of DO C film was formed on the surface, and the drum is rotated at a casting rate of about 15 to about 150 lines meters /, and specifications (c) がったDOC膜を乾燥し、そして前記回転ドラムの表面から剥がすこと、 を含む。 Dried Therefore DOC film, and includes, peeled from the surface of the rotary drum. 好ましくは、ポリマー材料はセルロース材料である。 Preferably, the polymeric material is a cellulosic material. 好ましくは、セルロース材料は酢酸セルロース、二酢酸セルロース、三酢酸セルロース、再生セルロース、酪酸セルロース、プロピオン酸セルロースおよびそれらの組み合わせからなる群より選ばれる。 Preferably, the cellulosic material is cellulose acetate, cellulose diacetate, cellulose triacetate, regenerated cellulose, cellulose butyrate, selected from the group consisting of cellulose propionate, and combinations thereof. 最も好ましくは、可撓性メッシュバッキングは、最初に、液体ポリマー材料が可溶性である溶剤で含浸される。 Most preferably, the flexible mesh backing, first, the liquid polymeric material is impregnated with a solvent that is soluble. 好ましくは、溶剤はエタノール、メタノール、アセトン、 イソプロピルアルコール、4個以下の炭素原子を有する他のアルコール、およびそれらの組み合わせからなる群より選ばれる。 Preferably, the solvent is ethanol, methanol, acetone, isopropyl alcohol, selected from the group consisting of other alcohols, and combinations thereof having up to 4 carbon atoms. 図面の簡単な説明 図1は、浸漬沈殿法による膜キャスティング法を例示し、それは、回転キャスティングドラム(D)上にキャスティングされ、そして、一連のローラー(F) 上で水中でアニールされた後に完成した製品膜(G)を示す。 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Figure 1 illustrates a film casting method by immersion precipitation method, it is cast on a rotating casting drum (D), and finished after being annealed in water over a series of rollers (F) It shows the product film (G) was. 膜は布帛支持ロール(A)上の布帛バッキングとともに始まり、それは溶剤(B)中で湿潤化され、そして最終的に回転キャスティングドラムに適用される。 Film begins with fabric backing on the fabric support roll (A), which is wetted in a solvent (B), and applied to the final rotational casting drum. 膜樹脂(C)は均一な層として布帛支持体に適用される。 Film resin (C) is applied to the fabric substrate as a uniform layer. 図2は本発明のDOC膜の模式断面図を例示する。 Figure 2 illustrates a schematic cross-sectional view of the DOC film of the present invention. 非対称膜は、薄い表面層、 および、埋め込まれた布帛支持体を有する多孔質支持層を有する。 Asymmetric membranes, thin surface layer, and a porous support layer with embedded fabric support. 発明の詳細な説明 本発明は、非対称な、支持された直接浸透濃縮化(DOC)膜を提供し、この膜は、ポリマー材料の薄い層およびポリマー材料の多孔質支持層を含み、この多孔質支持層は、繊維の中心同士の距離が約0.5mm〜約10mmである複数の開放孔を有する開放構造を有する織物もしくは不織布繊維であり、且つ、少なくとも50%の空隙領域を有する、可撓性メッシュ材料をさらに含む。 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention, asymmetric, provide supported directly penetrate concentrating (DOC) film, the film comprises a porous support layer of a thin layer and the polymeric material of the polymeric material, the porous the support layer is a woven or non-woven fibers having an open structure having a plurality of open pores distance between the centers of the fibers is about 0.5mm~ about 10 mm, and has at least 50% void area, flexible further comprising a sexual mesh material. 好ましくは、本発明は、RO膜を、より低い圧力のDOC膜に変えるために、RO膜に一般的である緻密織セールクロスバッキングの代わりに開放織クロスバッキングを用いる。 Preferably, the present invention provides an RO membrane, to alter the DOC film lower pressures, using an open weave cloth backing instead of dense woven sail cloth backing which is generally RO membrane. 正味の結果は、DOC環境のためにより良好に適した、より低い引張強度を有する、より速いフラックスの膜となることである。 The net results were better suited for DOC environment, with lower tensile strength, is that the faster the flux of the membrane. 好ましくは、ポリマー材料はセルロース材料である。 Preferably, the polymeric material is a cellulosic material. 好ましくは、薄い表面層の厚さは約5μm〜約20μmである。 Preferably, the thickness of the thin surface layer is about 5μm~ about 20 [mu] m. 好ましくは、ポリマー多孔質支持層は約35〜約300μmの厚さで可撓性メッシュの上にキャスティングされる。 Preferably, the polymer porous support layer is cast on a flexible mesh at a thickness of about 35 to about 300 [mu] m. 可撓性メッシュ材料は約0.15〜約1mmの厚さを一般に有する。 The flexible mesh material has a thickness of from about 0.15 to about 1mm in general. 本発明は、可撓性メッシュバッキングを有し、且つ、セルロースポリマー材料からなるDOC膜を提供する。 The present invention has a flexible mesh backing, and provides a DOC film of cellulose polymeric materials. 膜は、強く可撓性のメッシュ中に埋没される。 Film is buried in strongly in a flexible mesh. 結果として、根本的に異なる2種の膜領域がある。 As a result, there are two types of membrane area fundamentally different. メッシュ繊維間の膜の部分は支持されていない膜と同一のフラックスを有し、一方、繊維と接触している部分はセールクロスバッキングされた膜と同様のフラックスを有する。 Film portion between the mesh fibers have the same flux and membrane unsupported, whereas the portion in contact with the fibers have the same flux and films sail cloth backing. ポリエチレンメッシュ(50%の空隙領域を有する)上にキャスティングされた7.0ミルの厚さの本発明のDOC膜で行った試験はセールクロスバッキングされたRO膜とバッキングされていない膜との間のフラックスを示す。 Between the polyethylene mesh (50% with a void area) test conducted by DOC film of the present invention the thickness of the cast has been 7.0 mils are not RO membrane and backing were sail cloth backing on film It shows the flux. 20℃での水対70ブリックス(brix)コーンシロップでは、フラックスは8LMH(即ち、1時間当たりに1平方メートルの膜を通して取り出される水のリットル数)であると測定された。 The water to 70 Brix (brix) corn syrup at 20 ° C., flux 8LMH (i.e., the number of liters of water taken through one square meter of membrane per hour) was determined to be. 本発明は、DOC膜をキャスティングするための方法をも提供し、この方法は、 (a)水中に部分的に浸漬した回転ドラムの表面上にキャスティングされた、 繊維の中心同士の間の距離が約0.5mm〜約10mmの複数の開放孔を有する開放構造を有する織物もしくは不織布繊維からなり、且つ、少なくとも50%の空隙領域を有する、可撓性メッシュバッキングを提供すること、 (b)水のタンクに部分的に沈められた回転ドラムの表面上の前記可撓性メッシュバッキング上に、液体ポリマー材料の薄い膜をキャスティングすること、ここで、キャスティングは水のラインより上で行われ、回転ドラムの表面上にDO C膜を形成し、そして、ドラムは約15〜約150線メートル/時のキャスト速度で回転しており、および、 (c) The present invention also provides a method for casting the DOC film, the method, (a) is cast on the surface of the rotating drum which is partially immersed in water, the distance between the centers of the fibers consists woven or nonwoven fibers having an open structure having a plurality of open pores of about 0.5mm~ about 10 mm, and has at least 50% of the void areas, to provide a flexible mesh backing, (b) water said flexible mesh on the backing of the tank on the surface of the partially submerged rotating drum, casting the thin film of liquid polymeric material, wherein the casting is carried out above the water line, the rotation the DO C film was formed on the surface of the drum, and the drum is rotated at about 15 to about 150 lines meters / hr of casting speed, and, (c) 上がったDOC膜を乾燥し、そして回転ドラムの表面から剥がすこと、 を含む。 Peeling the rose DOC film dried and the surface of the rotating drum, including. 好ましくは、ポリマー材料はセルロース材料である。 Preferably, the polymeric material is a cellulosic material. 好ましくは、セルロースポリマー材料は酢酸セルロース、二酢酸セルロース、三酢酸セルロース、再生セルロース、酪酸セルロース、プロピオン酸セルロースおよびそれらの組み合わせからなる群より選ばれる。 Preferably, the cellulose polymer material cellulose acetate, cellulose diacetate, cellulose triacetate, regenerated cellulose, cellulose butyrate, selected from the group consisting of cellulose propionate, and combinations thereof. 最も好ましくは、可撓性メッシュバッキングは、最初に、液体ポリマー材料が可溶性である溶剤で含浸される。 Most preferably, the flexible mesh backing, first, the liquid polymeric material is impregnated with a solvent that is soluble. 好ましくは、溶剤はエタノール、メタノール、アセトン、イソプロピルアルコール、4個以下の炭素原子を有する他のアルコールおよびそれらの組み合わせからなる群より選ばれる。 Preferably, the solvent is ethanol, methanol, acetone, isopropyl alcohol, selected from the group consisting of other alcohols, and combinations thereof having up to 4 carbon atoms. メッシュ材料はどんな繊維をベースとする材料であってもよい。 Mesh material may be a material based on what kind of fiber. メッシュ材料の例は、ナイロン、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、綿、絹並びにそれらの組み合わせおよびブレンドを含む。 Examples of mesh materials include nylon, polyester, polyethylene, polypropylene, cotton, silk and combinations thereof and blends. メッシュは膜を支持するように、 相互に絡み合って織られていなければならない。 Mesh to support the membrane must be woven entangled. 好ましくは、メッシュは約10 〜約20N/mmの引張強度を有する。 Preferably, the mesh has a tensile strength of about 10 to about 20 N / mm. 本発明はRO膜に一般的な緻密織材料を開放織繊維バッキング材料で置き換えることにより、RO膜に対する改良変更を提供する。 The present invention is by replacing the fiber backing material woven open common dense woven material in RO membrane, to provide an improved changes to RO membrane. これにより、DOC用途のために必要な、より非常に速いフラックス速度を用いるが、RO法のより高い圧力に耐えることができない本発明のDO C膜となる。 Thus, necessary for DOC applications, more very using fast flux rate, but the DO C film of the present invention can not withstand higher pressure of the RO process. それ故、本発明のDOC膜はRO用途または690kPaを越える圧力では有用でなく、好ましくは170kPaを越えない。 Therefore, DOC film of the present invention is not useful in a pressure exceeding RO applications or 690 kPa, preferably not exceeding 170 kPa. 本発明のために有用なDOC膜は、図1に示した浸潰沈殿法により製造される。 Useful DOC film for the present invention are produced by immersion 潰沈 buttocks method shown in FIG. この方法において、膜は表面上に膜キャスティング樹脂の薄い層(35〜30 0ミクロン)を広げることにより形成される。 In this method, the film is formed by spreading a thin layer (35-30 0 microns) of the membrane casting resin on the surface. 好ましくは、この表面は可撓性メッシュ材料である。 Preferably, this surface is a flexible mesh material. この樹脂は1種の溶剤もしくは溶剤混合物中に溶解した、所望の膜ポリマーもしくはポリマー混合物からなる。 This resin was dissolved in one solvent or solvent mixture, consisting of the desired membrane polymer or polymer mixture. 例えば、1つの樹脂として三酢酸セルロースを下記の例1において示す。 For example, indicating the cellulose triacetate in Example 1 below as a resin. 薄い樹脂層は水浴中に浸漬される。 Thin resin layer is immersed in a water bath. 水との接触により溶剤中の樹脂の沈殿が生じ、非常に短時間(ミリ秒)の間に水−樹脂界面において固体ポリマーの非常に薄い層(約7ミクロン)を形成する。 Precipitation of the resin in the solvent is produced by contact with water, a very short time the water during milliseconds - to form a very thin layer of solid polymer in the resin surface (about 7 microns). この薄い層の形成は樹脂の残部中への水の浸入を妨げ、それにより、残りのポリマーの沈殿は次の60秒以上にわたって起こる。 This thin layer formed of preventing the ingress of water into the resin balance, whereby the precipitation of the remaining polymer occurs over the next 60 seconds. この沈殿速度は十分に遅く、その為、膜ポリマーは沈殿の前に凝集する傾向があり、連続の表面層の下に泡状の多孔質構造を形成する。 The rate of precipitation is sufficiently slow, Therefore, film polymer tend to agglomerate before the precipitation, to form a porous structure of foam under continuous surface layer. 好ましくは、ドラムは約15〜約150線メートル/時のキャスティング速度で回転する。 Preferably, the drum is rotated at about 15 to about 150 lines meters / hr of the casting speed. 膜は薄い表面層の性質により選択的である(図2)。 Membrane is selective depending on the nature of a thin surface layer (Figure 2). DOC膜のためにセルロースポリマーを使用すると、非常に高い疎水性の膜を提供し、その膜は水を「プラスティック状」マトリックス中に吸収することができる。 The use of cellulosic polymers for DOC film, provides a very high hydrophobic membrane, the membrane can absorb water to "plastic-like" matrix. DOC法において、 例えば、塩ブラインは膜の裏から泡状多孔質領域を通って拡散しうる。 In DOC methods, for example, salt brine can diffuse through the foam porous region from the back of the membrane. もしブラインの浸透強さが十分に高いならば、ブラインは表面層中のポリマーを脱水することができる。 If if is sufficiently high osmotic strength of the brine, the brine can be dehydrated polymer in the surface layer. 膜の表面層は、その後、外側スキン表面層と接触している製品から水を得ることにより自発的に再水和し、それにより、製品を脱水する。 Surface layer of the film is then hydrated spontaneously rehydration by obtaining water from the product in contact with the outer skin surface layer, thereby dehydrating the product. 芳香剤または糖類のような、より大きい分子はこの薄い表面層のプラスティック状マトリックスを通過することができない。 Such as fragrance or sugars, larger molecules can not pass through the plastic matrix of the thin surface layer. 膜において、多孔質の泡状の層は非常に薄い表面層を支持するための機械強度を付与する。 In film, foam layers of porous imparts mechanical strength to support a very thin surface layer. 更に、引張強度および機械支持は布帛支持体を多孔質層の樹脂内に埋没させることにより提供されるが、多孔質層は樹脂を水中に浸漬させることにより得られる。 Furthermore, the tensile strength and mechanical support is provided by burying the fabric support in the resin of the porous layer, the porous layer is obtained by immersing the resin in water. 本発明のDOC膜は水中に部分的に浸漬された回転ドラム上に樹脂をキャスティングすることにより連続法においてキャスティングされる。 DOC film of the present invention is cast in a continuous process by casting the resin onto a rotating drum which is partially immersed in water. この方法を図1に示す。 This method is illustrated in Figure 1. 例1 本例は、DOCタイプのセルロース膜の調製を例示する。 Example 1 This example illustrates the preparation of DOC types of cellulose membranes. アセトン(23.7 kg)およびp−ジオキサン(44.6kg)を30ガロンの産業用ミキサー中に入れた。 Acetone (23.7 kg) and p- dioxane (44.6 kg) was placed in a 30 gallon industrial mixer. ブレードを開始し、そしてゆっくりと回転するように設定した。 Start the blade, and was set to rotate slowly. 三酢酸セルロース(タイプ435−755、13.0kg)樹脂をミキサーのトップにあるポートを通してゆっくりと加えた。 Cellulose triacetate (type 435-755,13.0Kg) resin was slowly added through a port on the top of the mixer. 成分を2.5時間混合させ、ポリマーを完全に溶解させた。 By mixing ingredients 2.5 hours to completely dissolve the polymer. メタノール(7.0kg)を含む溶剤溶液を形成させ、マレイン酸(3.4kg)および乳酸(3.4kg)を加え、そしてゆっくりとミキサーに加えた。 To form a solvent solution containing methanol (7.0 kg), maleic acid (3.4 kg) and lactic acid (3.4 kg) was added, and slowly added to the mixer. 混合を更に30分間続けた。 Mixing was continued for another 30 minutes. この溶液を5ミクロンのポリプロピレン製のキャニスタータイプのフィルターを通してろ過し、そしてろ過した溶液を一晩放置しそして脱気する保持バット中に入れた。 The solution was filtered through a 5 micron polypropylene canister type filter of, and filtered solution was allowed to stand overnight and placed in the holding vat degassing. 樹脂溶液を再び5ミクロンフィルターを通してろ過し、その後、カレンダー加工された150μmのポリエステルネットからなる支持クロス上に、1 0ミルの開口部を有するキャスティングナイフおよび3フィート/分(0.9m/分)のキャステキング速度を用いてキャスティングした。 The resin solution was again filtered through a 5 micron filter, then on a support cloth made of polyester net calendered 150 [mu] m, casting knife and 3 feet / minute with an opening of 1 0 mil (0.9 m / min) It was cast using the Kyasutekingu speed. この溶液クロス複合体を蒸発チャンバー中に入れ、溶液の表面を通して乾燥空気を20秒間通過させた。 The solution was cross complexes during the evaporation chamber, dry air through the surface of the solution was passed through for 20 seconds. 膜を水からなる凝集浴に18℃で7分間入れた。 The film was placed in 7 min at 18 ° C. flocculation bath comprising water. その後、この膜を熱水浴に通過させ、そこで、40.5℃で12分間アニールした。 Thereafter, the film was passed through a hot water bath, where, and annealed for 12 minutes at 40.5 ° C.. 本発明に係るDOC膜が形成された。 DOC film according to the present invention is formed. 例2 本例は、例において形成したDOC膜の性質を例示する。 Example 2 This example illustrates the properties of the DOC film formed in the example. 三酢酸セルロース( CTA)を用いて試験を行い、DOC上のフラックス速度に対する二次バッキングの効果を決定した。 It was tested using a cellulose triacetate (CTA), to determine the effect of the secondary backing against the flux rate of the DOC. 非対称の3.5ミルの膜であって、緻密なセールバッキングを含むものと含まないものをDOCセルにおいて試験した。 A 3.5 mil film of asymmetric those with and without the inclusion of dense sail backing was tested in DOC cell. 両方の実験において、水を膜の片側に導入し、70ブリックスの高フルクトースコーンシロップを反対側に導入した。 In both experiments, water was introduced into one side of the membrane, was introduced on the opposite side of high fructose corn syrup 70 Brix. 21℃において、支持されていない膜のフラックスは14リットル/時−m 2 (LMH)であったが、支持された膜のフラックスは4LMH であった。 In 21 ° C., the flux of the membrane which is not supported but was 14 l / h -m 2 (LMH), the flux of the supported film was 4LMH.

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1. [Claims] 1. ポリマー材料からなる薄い表面層およびポリマー材料からなる多孔質支持層を含み、前記多孔質支持層は、繊維の中心同士の間の距離が約0.5mm〜約10mmである複数の開放孔を有する開放構造を有する織物もしくは不織布繊維からなり、且つ、少なくとも50%の空隙領域を有する可撓性メッシュ材料をさらに含む、非対称の支持された直接浸透濃縮化(DOC)膜。 Comprises a porous support layer comprising a thin surface layer and a polymeric material comprising a polymer material, the porous support layer has a plurality of open pores distance between the centers of the fibers is about 0.5mm~ about 10mm consists woven or nonwoven fibers having an open structure, and further comprises a flexible mesh material having at least 50% of the void region, supported directly penetrate concentrating asymmetrical (DOC) film. 2. 2. 膜材料がポリマーである、請求項1記載のDOC膜。 Film material is a polymer of claim 1, wherein the DOC film. 3. 3. ポリマー材料がセルロース材料である、請求項2記載のDOC膜。 Polymeric material is a cellulosic material, according to claim 2 DOC membrane according. 4. 4. セルロースポリマー材料は、酢酸セルロース、二酢酸セルロース、三酢酸セルロース、再生セルロース、酪酸セルロース、プロピオン酸セルロースおよびそれらの組み合わせからなる群より選ばれたものである、請求項3記載のDOC 膜。 Cellulosic polymeric materials are cellulose acetate, cellulose diacetate, cellulose triacetate, regenerated cellulose, cellulose butyrate, those selected from the group consisting of cellulose propionate, and combinations thereof, according to claim 3 DOC film according. 5. 5. 薄い表面層の厚さが約5μm〜20μmである、請求項1記載のDOC膜。 It is about 5μm~20μm thickness of the thin surface layer, according to claim 1 DOC membrane according. 6. 6. ポリマーの多孔質支持層は可撓性メッシュの上に約35〜約300μmの厚さを有するようにキャスティングされたものである、請求項1記載のDOC膜。 The porous support layer of a polymer is one that is cast to have a thickness of about 35 to about 300μm on a flexible mesh claim 1 DOC membrane according. 7. 7. 可撓性メッシュ材料は、一般に、約0.15〜約1mmの厚さを有する、 請求項1記載のDOC膜。 The flexible mesh material generally has a thickness of from about 0.15 to about 1 mm, according to claim 1 DOC membrane according. 8. 8. (a)水中に部分的に浸漬した回転ドラムの表面上にキャスティングされた、繊維の中心同士の距離が約0.5mm〜約1.0mmである複数の開放孔を有する開放構造を有する織物もしくは不織布からなり、且つ、少なくとも50% の空隙領域を有する可撓性メッシュバッキングを提供すること、 (b)水のタンク中に部分的に沈められた回転ドラムの表面上の前記可撓性メッシュバッキング上に、液体ポリマー材料の薄い膜をキャスティングすること、 ここで、キャスティングは水のラインよりも上で行われ、回転ドラムの表面上にDOC膜を形成し、そして、ドラムは約15〜約150線センチメートル/時のキャスティング速度で回転しており、および、 (c)仕上がったDOC膜を乾燥し、そして回転ドラムの表面から剥がすこ (A) is cast on the surface of the rotating drum which is partially immersed in water, the fabric or an open structure having a plurality of open pores distance between the centers is about 0.5mm~ about 1.0mm fibers made of nonwoven fabric, and, to provide a flexible mesh backing having at least 50% of the void areas, (b) said flexible mesh backing on the surface of a rotating drum which is partially submerged in a tank of water above, casting the thin film of liquid polymeric material, wherein the casting is carried out at above the water line, DOC film is formed on the surface of the rotary drum, and the drum is about 15 to about 150 being rotated at a linear centimeters / casting rate of time, and, drying the DOC film finished (c), and Hegasuko from the surface of the rotating drum と、 を含む、DOC膜をキャスティングするための方法。 When, including a method for casting the DOC film. 9. 9. ポリマー材料がセルロース材料である、請求項8記載の方法。 Polymeric material is a cellulosic material, The method of claim 8. 10. 10. セルロースポリマー材料が酢酸セルロース、二酢酸セルロース、三酢酸セルロース、再生セルロース、酪酸セルロース、プロピオン酸セルロースおよびそれらの組み合わせからなる群より選ばれる、請求項9記載の方法。 Cellulosic polymeric material cellulose acetate, cellulose diacetate, cellulose triacetate, regenerated cellulose, cellulose butyrate, selected from the group consisting of cellulose propionate, and combinations thereof The method of claim 9, wherein. 11. 11. 可撓性メッシュバッキングは、最初に、液体ポリマー材料が可溶性である有機溶剤で含浸される、請求項8記載の方法。 The flexible mesh backing, first, the liquid polymeric material is impregnated with an organic solvent that is soluble The method of claim 8. 12. 12. 溶剤がエタノール、メタノール、アセトン、イソプロピルアルコール、 4個以下の炭素原子を有する他のアルコールおよびそれらの組み合わせからなる群より選ばれる、請求項11記載の方法。 Solvents ethanol, methanol, acetone, isopropyl alcohol, selected from the group consisting of other alcohols, and combinations thereof having up to 4 carbon atoms, The method of claim 11.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003507157A (en) * 1999-08-17 2003-02-25 シー・エム・エス・テクノロジー・ホールディングス・インコーポレイテッド Oxygen-enriched air supplying device
JP2013502323A (en) * 2009-08-24 2013-01-24 オアシス ウォーター,インコーポレーテッド Forward osmosis membrane

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130101533A (en) 2010-10-04 2013-09-13 오아시스 워터, 인크. Thin film composite heat exchangers

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3876738A (en) * 1973-07-18 1975-04-08 Amf Inc Process for producing microporous films and products
US4707265A (en) * 1981-12-18 1987-11-17 Cuno Incorporated Reinforced microporous membrane
JP2860833B2 (en) * 1990-11-28 1999-02-24 日東電工株式会社 Separation membrane
US5275725A (en) * 1990-11-30 1994-01-04 Daicel Chemical Industries, Ltd. Flat separation membrane leaf and rotary separation apparatus containing flat membranes
JPH06346A (en) * 1992-06-17 1994-01-11 Nitto Denko Corp Composite semipermeable membrane and spiral-type separation membrane device
US5522991A (en) * 1994-07-20 1996-06-04 Millipore Investment Holdings Limited Cellulosic ultrafiltration membrane

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003507157A (en) * 1999-08-17 2003-02-25 シー・エム・エス・テクノロジー・ホールディングス・インコーポレイテッド Oxygen-enriched air supplying device
JP2013502323A (en) * 2009-08-24 2013-01-24 オアシス ウォーター,インコーポレーテッド Forward osmosis membrane

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