JP2001120959A - 浸漬型膜カートリッジの製造方法 - Google Patents

浸漬型膜カートリッジの製造方法

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Yutaka Yamada
山田  豊
Seiji Izumi
清司 和泉
Tatsuya Uejima
達也 上島
Masaaki Nagano
昌章 永野
Yasunobu Okajima
康信 岡島
Yukio Fujiwara
幸男 藤原
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  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 曝気に対する耐久性を高めた浸漬型膜カート
リッジの製造方法を提供する。 【解決手段】 樹脂製のろ板41にシール部42と補助
部43とを周縁部に沿った全周にわたって一体に成形
し、内側に位置するシール部42を周縁に位置する補助
部43よりも低く形成し、ろ板41の表面を覆ってろ過
膜44を配置し、ろ過膜の上からアップダウンホーン4
6をシール部42および補助部43に押圧して、ろ過膜
44をシール部42および補助部43において超音波溶
着し、シール部42に直線状の止水部Sを形成し、補助
部43に補助溶着部Bを形成してろ過膜44の周縁をろ
板41に断続的に固定し、かつ補助溶着部Bの軌跡をろ
過膜44の全周にわたって連続する形状に形成した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、浸漬型膜カートリ
ッジの製造方法に関し、し尿処理や合併処理浄化槽等に
おいて使用する固液分離装置に搭載する膜カートリッジ
の製造技術に係るものである。
【0002】
【従来の技術】従来の固液分離装置としては、例えば図
5〜図6に示すような浸漬型膜分離装置がある。図5〜
図6において、膜分離装置21は、複数枚の平板状膜カ
ートリッジ22と、その下方より膜面洗浄気体を噴出す
る散気装置23とをケース24の内部に配置したもので
ある。ケース24は膜ケース25と散気ケース26とに
分割形成し、散気装置23より噴出する膜面洗浄気体の
全量が膜ケース25内に入り込むように形成している。
【0003】膜カートリッジ22は、ABS樹脂製のろ
板22Aの両表面にろ過膜22Bを配置し、ろ過膜22
Bをその周縁部の止水部Sにおいてろ板22Aに超音波
溶着したものである。ろ板22Aとろ過膜22Bとの
間、およびろ板22Aの内部には透過液流路を形成し、
透過液流路に連通する透過液取出口22Cをろ板22A
の上端縁に形成している。
【0004】各膜カートリッジ22は、透過液取出口2
2Cに接続したチューブ27を介して集水管28に連通
しており、膜透過液を導出する透過液導出管29を集水
管28に接続している。膜分離装置21を活性汚泥処理
施設において使用する場合には、曝気槽内部の活性汚泥
混合液中に膜分離装置21を浸漬し、散気装置23より
曝気空気を噴出させる状態において、原水中の有機物や
窒素を活性汚泥により処理している。
【0005】活性汚泥混合液は、槽内での水頭を駆動圧
として膜カートリッジ22により重力ろ過し(透過液導
出管29に吸引ポンプを介装することで吸引ろ過も可能
である)、膜カートリッジ22の膜面を透過した透過液
を処理水として透過液導出管29を通じて槽外へ導出す
る。このとき、散気装置23より噴出する曝気空気の気
泡およびそれにより生起される上昇流が、相互に隣接す
る膜カートリッジ22の間の狭い流路(5〜10mmの
幅)を流れることによって、膜カートリッジ22の膜面
を洗浄し、分離機能の低下を抑制して膜分離装置21が
機能不全に至ることを防止している。
【0006】このように、膜分離装置21の使用時にお
いて、膜カートリッジ22は曝気空気による上昇流に曝
されるので、止水部Sに囲まれた領域およびろ過膜22
Bの周縁部が振動し、疲労によって止水部Sでろ過膜2
2Bが破断する恐れがある。このために、図7に示すよ
うに、ろ過膜22Bの周縁部に沿って断続的に形成する
補助溶着部Bにおいて、ろ過膜22Bをろ板22Aに補
助的に固定するものがある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】超音波溶着法の一例と
しては、ロータリ溶着法がある。これは図8に示すよう
に、ろ板22Aの表面を覆ってろ過膜22Bを配置し、
ロータリホーン31によってろ過膜22Bをろ板22A
に押圧しながらロータリホーン31を回転させ、ロータ
リホーン31から出力する超音波によってろ過膜22B
およびろ板22Aを溶着して止水部Sおよび補助溶着部
Bを形成するものである。
【0008】しかし、ロータリ溶着法では、図9に示す
ように、止水部Sにおいてろ板22Aが溶けて溝状に窪
み、ろ過膜22Bがろ板22Aに食い込む状態に溶着さ
れるために、溶着時にろ過膜22Bが痛み、疲労破壊が
起こり易くなる。超音波溶着法の他の例としてはアップ
ダウン法がある。これは図10〜図11に示すように、
予めろ板22Aの表面に、止水部Sを形成するためのシ
ール部32および補助部33を表面から突出して形成し
ておき、シール部32および補助部33を覆ってろ過膜
22Bを配置し、アップダウンホーン34をろ過膜22
Bの上からシール部32および補助部33に押圧するも
のであり、アップダウンホーン33から出力する超音波
により、ろ過膜22Bをシール部32および補助部33
においてろ板22Aに溶着して止水部Sおよび補助溶着
部Bを形成するものである。
【0009】溶着前の原寸法において、シール部32は
高さが0.5mmであり、補助部33は高さが0.15
mmである。ここで、シール部32を補助部33より高
く形成しているのは、シール部32において強く溶着し
て止水部Sにおける止水性を高めるためである。しか
し、反面において、ろ過膜22Bの強度が止水部Sで低
下し、補助溶着部Bより早くろ過膜22Bが疲労して破
損し易くなる。
【0010】本発明は上記した課題を解決するものであ
り、曝気に対する耐久性を高めることができる浸漬型膜
カートリッジの製造方法を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の浸漬型膜カートリッジの製造方法は、樹脂
製のろ板に、線状のシール部と帯状の補助部とをろ板の
表面から突出して、かつろ板の周縁部に沿った全周にわ
たって一体に成形し、内側に位置するシール部を周縁に
位置する補助部より低く形成し、ろ板の表面にシール部
および補助部を覆ってろ過膜を配置し、ろ過膜の上から
アップダウンホーンをシール部および補助部に押圧し、
アップダウンホーンから超音波を出力してろ過膜をシー
ル部および補助部において溶着し、シール部に直線状の
止水部を形成してろ過膜を緊張状態に保持し、補助部に
補助溶着部を形成してろ過膜の周縁をろ板に断続的に固
定するとともに、補助溶着部の軌跡をろ過膜の全周にわ
たって連続する形状に形成したものである。
【0012】上記した構成により、補助部がシール部よ
りも高く突出しているので、溶着初期時において、ろ過
膜はアップダウンホーンと補助部とに挟持されてシール
部と接触せず、シール部に先立って補助部においてろ過
膜とろ板の溶着が始まり、続いてシール部においてろ過
膜とろ板の溶着が行なわれる。このため、補助部に形成
する補助溶着部での溶着強度よりもシール部に形成する
止水部での溶着強度が弱くなるので、膜カートリッジの
使用時における振動疲労に対して、ろ過膜は止水部にお
いて破断する前にシール部から剥離することで、膜とし
ての機能を保全する。このとき、補助溶着部はその軌跡
がろ過膜の全周にわたって連続する形状を有することで
止水能を発揮するので、膜カートリッジはそのろ過機能
を維持することができ、点検時等に剥離した止水部を補
修することで、膜カートリッジの延命化が図れる。
【0013】しかも、補助部における溶着が先行するこ
とで、ろ過膜が展張した状態でシール部に当接し、溶着
後に止水部に囲まれたろ過膜の有効ろ過領域が緊張状態
に保持される。また、補助溶着部によってろ過膜の周縁
をろ板に断続的に固定することにより、溶着に際して発
生するろ過膜の歪みを吸収してろ過膜の有効ろ過領域に
皺が発生することを防止できる。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。本実施の形態における浸漬型膜カ
ートリッジは浸漬型膜分離装置に使用するものであり、
浸漬型膜分離装置の基本的な構造は、先に図5において
説明したものと同様であるので、同様の部材には同一番
号を付して説明を省略する。
【0015】以下に、本実施の形態における膜カートリ
ッジ22の製造方法を図1〜図4を参照して説明する。
ろ板41はABS樹脂からなり、例えば横490mm×
縦1000mm×厚さ6mmの形状を有しており、表裏
面に線状のシール部42と帯状の補助部43とをろ板4
1の表面から突出して、かつろ板41の周縁部に沿った
全周にわたって一体に成形している。補助部43はろ過
膜44の周縁に対応する位置にあり、補助部43より内
側に位置するシール部42は補助部43よりも低い形状
を有している。
【0016】このろ板41を治具45の上に配置し、ろ
板41の表面にシール部42および補助部43を覆って
ろ過膜44を配置する。この状態で、ろ過膜44の上か
らアップダウンホーン46をシール部42および補助部
43に押圧する。アップダウンホーン46は超音波を出
力するもので、ろ過膜44に相対する下面上に、シール
部42に対応する直線部46aと、補助部43に対応す
る模様部46bとを有し、模様部46bは長手方向にお
いて連続する形状を有している。
【0017】アップダウンホーン46から超音波を出力
してろ過膜44をシール部42および補助部43におい
て溶着する。このとき、補助部43がシール部42より
も高く突出しているので、溶着初期時において、ろ過膜
44はアップダウンホーン46と補助部43とに挟持さ
れてシール部42と接触しない。このため、シール部4
2に先立って補助部43においてろ過膜44とろ板41
の溶着が始まり、続いてシール部42においてろ過膜4
4とろ板41の溶着が行なわれる。
【0018】このように溶着操作において、補助部43
における溶着が先行することで、ろ過膜44が展張した
状態でシール部42に当接して直線状の止水部Sが形成
されるとともに、溶着後に止水部Sに囲まれたろ過膜4
4の有効ろ過領域が緊張状態に保持される。補助部43
に形成する補助溶着部Bは、ろ過膜44の周縁をろ板4
1に断続的に固定することで、溶着に際して発生するろ
過膜44の歪みを吸収してろ過膜44の有効ろ過領域に
皺が発生することを防止し、その軌跡がろ過膜44の全
周にわたって連続する形状となる。
【0019】また、シール部42が補助部43よりも低
い形状を有することで、補助部43に形成する補助溶着
部Bでの溶着強度よりもシール部42に形成する止水部
Sでの溶着強度が弱くなる。このため、膜カートリッジ
22を浸漬型膜分離装置において使用する際に発生する
曝気に起因する振動疲労に対して、ろ過膜44は止水部
Sにおいて破断する前にシール部42から剥離して膜と
しての機能を保全する。このとき、補助溶着部Bはその
軌跡がろ過膜44の全周にわたって連続する形状を有す
ることで止水能を発揮し、ろ過膜44がシール部42か
ら剥離しても、膜カートリッジ22はそのろ過機能を維
持することができ、点検時等に剥離した止水部Sを補修
することで、膜カートリッジ22の延命化が図れる。
【0020】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、シール部
を補助部よりも低い形状に形成し、アップダウンホーン
でろ過膜を溶着することにより、補助部に形成する補助
溶着部での溶着強度よりもシール部に形成する止水部で
の溶着強度を弱くすることができ、振動疲労に対してろ
過膜は破断する前にシール部から剥離し、膜としての機
能を保全することができ、補助溶着部が止水能を発揮す
ることで膜カートリッジはそのろ過機能を維持すること
ができ、膜カートリッジの延命化を図れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態における膜カートリッジの
製造方法を示す模式図である。
【図2】同実施の形態における膜カートリッジを示す模
式図である。
【図3】本実施の形態におけるアップダウンホーンを示
す模式図である。
【図4】同実施の形態において製造した膜カートリッジ
を示す模式図である。
【図5】浸漬型膜分離装置を示す模式図である。
【図6】従来の膜カートリッジを示す正面図である。
【図7】従来の膜カートリッジを示す正面図である。
【図8】従来の膜カートリッジの製造方法を示す模式図
である。
【図9】同方法において製造した膜カートリッジを示す
模式図である。
【図10】従来の膜カートリッジの製造方法を示す模式
図である。
【図11】同方法において製造した膜カートリッジを示
す模式図である。
【符号の説明】
21 膜分離装置 22 膜カートリッジ 23 散気装置 41 ろ板 42 シール部 43 補助部 44 ろ過膜 46 アップダウンホーン S 止水部 B 補助溶着部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上島 達也 大阪府大阪市浪速区敷津東一丁目2番47号 株式会社クボタ内 (72)発明者 永野 昌章 大阪府大阪市浪速区敷津東一丁目2番47号 株式会社クボタ内 (72)発明者 岡島 康信 大阪府大阪市浪速区敷津東一丁目2番47号 株式会社クボタ内 (72)発明者 藤原 幸男 大阪府大阪市浪速区敷津東一丁目2番47号 株式会社クボタ内 Fターム(参考) 4D006 GA02 HA41 HA91 HA93 JA08A JA22A JB07 KA13 KA31 KA44 KB22 MA03 PA01 PB08 PC61 PC62 4D028 BC17 BD17

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 樹脂製のろ板に、線状のシール部と帯状
    の補助部とをろ板の表面から突出して、かつろ板の周縁
    部に沿った全周にわたって一体に成形し、内側に位置す
    るシール部を周縁に位置する補助部より低く形成し、ろ
    板の表面にシール部および補助部を覆ってろ過膜を配置
    し、ろ過膜の上からアップダウンホーンをシール部およ
    び補助部に押圧し、アップダウンホーンから超音波を出
    力してろ過膜をシール部および補助部において溶着し、
    シール部に直線状の止水部を形成してろ過膜を緊張状態
    に保持し、補助部に補助溶着部を形成してろ過膜の周縁
    をろ板に断続的に固定するとともに、補助溶着部の軌跡
    をろ過膜の全周にわたって連続する形状に形成したこと
    を特徴とする浸漬型膜カートリッジの製造方法。
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