JP2015037761A - Gasket spacer used for electrodialyzer - Google Patents
Gasket spacer used for electrodialyzer Download PDFInfo
- Publication number
- JP2015037761A JP2015037761A JP2011255780A JP2011255780A JP2015037761A JP 2015037761 A JP2015037761 A JP 2015037761A JP 2011255780 A JP2011255780 A JP 2011255780A JP 2011255780 A JP2011255780 A JP 2011255780A JP 2015037761 A JP2015037761 A JP 2015037761A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gasket
- net
- frame
- spacer
- heat
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
- Woven Fabrics (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Abstract
Description
本発明は、電気透析装置の隣り合うイオン交換膜間に配置されるガスケットスペーサーに関するものであり、より詳細には、ネットがガスケット枠に一体化して固定された構造のガスケットスペーサーに関する。 The present invention relates to a gasket spacer disposed between adjacent ion exchange membranes of an electrodialysis apparatus, and more particularly to a gasket spacer having a structure in which a net is integrally fixed to a gasket frame.
電気透析による電解質溶液の脱塩技術は、かん水の脱塩を目的として1950年代に最初に開発された技術であり、その後、食塩の製造を目的とする海水濃縮、醤油やホエーの脱塩、各種化学製造プロセスの合理化、廃水処理、ワイン中の不純物の分離など、さまざまな電解質溶液からの脱塩に利用されている。 Electrodialysis desalination of electrolyte solution was first developed in the 1950s for the purpose of desalination of brine. After that, seawater concentration for the production of salt, soy sauce and whey desalination, It is used for desalination from various electrolyte solutions such as rationalization of chemical manufacturing processes, wastewater treatment, and separation of impurities in wine.
上記のような電気透析に用いる電気透析装置は、一対の電極の間に、多数のガスケットスペーサー(室枠とも呼ばれている)が重ねて配置されており、互いに隣り合う室枠の間には、アニオン交換膜或いはカチオン交換膜が挟持され、全体としてアニオン交換膜とカチオン交換膜とが交互に位置するように配置され、各ガスケットにアニオン交換膜とカチオン交換膜とによって区画されたイオン交換室(通電部)が形成されることとなる。このようなイオン交換室は、負極側にカチオン交換膜が位置し且つ正極側にアニオン交換膜が位置している室が脱塩室となり、負極側にアニオン交換膜が位置し且つ正極側にカチオン交換膜が位置している室が濃縮室となり、脱塩室と濃縮室とが交互に配置された構造となっている。即ち、脱塩室に処理液(電解質液)を循環供給しながら通電を行うと、脱塩室に供給された処理液中のカチオンはカチオン交換膜を通って隣の負極側の濃縮室に移行し、該処理液中のアニオンはアニオン交換膜を通って隣の正極側の濃縮室に移行することとなる。このようにして、脱塩室に処理液を循環供給すると同時に濃縮室に塩水溶液を循環すると、処理液の脱塩が行われると同時に、塩濃度が増大した濃縮液を得ることができるのである。 In the electrodialysis apparatus used for electrodialysis as described above, a large number of gasket spacers (also called chamber frames) are arranged between a pair of electrodes, and between adjacent chamber frames. The anion exchange membrane or the cation exchange membrane is sandwiched, and the anion exchange membrane and the cation exchange membrane are alternately arranged as a whole, and each gasket is partitioned by the anion exchange membrane and the cation exchange membrane. (Energization part) will be formed. In such an ion exchange chamber, the chamber in which the cation exchange membrane is located on the negative electrode side and the anion exchange membrane on the positive electrode side is a desalination chamber, the anion exchange membrane is located on the negative electrode side, and the cation is on the positive electrode side. The chamber where the exchange membrane is located is a concentrating chamber, and the desalting chamber and the concentrating chamber are alternately arranged. That is, when energization is performed while circulating the treatment solution (electrolyte solution) in the desalting chamber, the cations in the treatment solution supplied to the desalting chamber pass through the cation exchange membrane and move to the adjacent negative electrode concentration chamber. Then, the anion in the treatment liquid passes through the anion exchange membrane and moves to the adjacent positive electrode-side concentration chamber. In this way, when the treatment solution is circulated and supplied to the desalting chamber and at the same time the aqueous salt solution is circulated to the concentration chamber, the desalination of the treatment solution is performed and at the same time, a concentrated solution having an increased salt concentration can be obtained. .
ところで、ガスケットスペーサーは、矩形状のガスケット枠とガスケット枠で囲まれた空間部に配置されるネット(即ち、線条体が網目状に交差したもの)とから構成されている。即ち、ガスケット枠で囲まれた空間が脱塩室や濃縮室などのイオン交換室となり、ガスケットスペーサーの両隣に位置するイオン交換膜同士の接触を防止するために、ネットが設けられるわけである。
従来、上記のようなガスケットスペーサーでは、樹脂かゴム製のガスケット枠と、ガスケットスペーサーを個々に配置して一体化されていないもの、又は、特許文献1に示されているようなガスケット枠とスペーサーを個々に配置した後、ガスケット枠の内周縁とスペーサーを部分的に接着させた構造のものが殆どであった。しかし、それらは、完全に一体化したものではなく、取り扱いに不便な上、部分的に接着させる作業は煩雑であった。また、最近では、特許文献2などに示されるネットをガスケット枠に熱溶接した構造のものも提案されている。
By the way, the gasket spacer is composed of a rectangular gasket frame and a net (that is, one in which filaments intersect in a mesh pattern) arranged in a space surrounded by the gasket frame. That is, the space surrounded by the gasket frame becomes an ion exchange chamber such as a desalination chamber or a concentration chamber, and a net is provided to prevent contact between the ion exchange membranes located on both sides of the gasket spacer.
Conventionally, in the gasket spacer as described above, a resin or rubber gasket frame and the gasket spacer are individually arranged and not integrated, or a gasket frame and spacer as shown in Patent Document 1 Most of them had a structure in which the inner peripheral edge of the gasket frame and the spacer were partially bonded after each was placed individually. However, they are not completely integrated, which is inconvenient to handle and the work of partially bonding them is complicated. Recently, a structure in which a net shown in Patent Document 2 is heat-welded to a gasket frame has been proposed.
しかしながら、上記のようにネットをガスケット枠に熱溶接した場合には、ガスケットスペーサーに要求される特性、例えばシール性が損なわれるという問題があった。即ち、熱溶接によりネットを形成している線条体とガスケット枠とが溶融一体化せしめると、ガスケット枠の表面平滑性が損なわれてしまい、この結果、イオン交換膜を挟んでいる隣り合うガスケットスペーサーのガスケット枠との間に隙間が生じ、この部分から液洩れを生じ易くなるなどの不都合を生じているのが現状である。 However, when the net is heat-welded to the gasket frame as described above, there is a problem that characteristics required for the gasket spacer, for example, sealing properties are impaired. That is, when the linear body forming the net by heat welding and the gasket frame are fused and integrated, the surface smoothness of the gasket frame is impaired, and as a result, adjacent gaskets sandwiching the ion exchange membrane. At present, there is a problem that a gap is formed between the spacer and the gasket frame, and liquid leakage easily occurs from this portion.
従って、本発明の目的は、電気透析装置の隣り合うイオン交換膜間に配置されるガスケットスペーサーであって、ネット(スペーサー)とガスケット枠とが熱接合により一体化された構造を有していながら、シール性の低下あるいは表面平滑性の低下などが有効に抑制されているガスケットスペーサーを提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is a gasket spacer disposed between adjacent ion exchange membranes of an electrodialysis apparatus, having a structure in which a net (spacer) and a gasket frame are integrated by thermal bonding. Another object of the present invention is to provide a gasket spacer in which a decrease in sealing performance or a decrease in surface smoothness is effectively suppressed.
本発明によれば、電気透析装置の隣り合うイオン交換膜間に配置されるガスケットスペーサーにおいて、
前記ガスケットスペーサーは、熱可塑性プラスチックのネットと熱可塑性プラスチックのガスケット枠とからなり、該ネットの周囲が該ガスケット枠に熱融着により固定されていると共に、
前記ネットの線条体の熱融着されている部分は、前記ガスケット枠の内部に位置し且つ偏平化されて楕円形状の横断面を有していることを特徴とするガスケットスペーサーが提供される。
According to the present invention, in the gasket spacer disposed between the adjacent ion exchange membranes of the electrodialysis apparatus,
The gasket spacer is composed of a thermoplastic net and a thermoplastic gasket frame, and the periphery of the net is fixed to the gasket frame by thermal fusion,
A heat-sealed portion of the wire rod of the net is located inside the gasket frame and is flattened to have an elliptical cross section. .
本発明のガスケットスペーサーにおいては、
(1)前記ネットの線条体の熱融着されている部分の前記横断面の高さ(楕円の短軸長さ)は、熱融着されていない部分の線条体の高さ(直径に相当)の10乃至60%の範囲にあること、
(2)前記ネットがオレフィン樹脂製であり、前記ガスケット枠が熱可塑性エラストマー製であること、
(3)前記熱融着は、高周波誘電加熱により行われていること、
が好ましい。
In the gasket spacer of the present invention,
(1) The height (diameter of the minor axis of the ellipse) of the cross section of the heat-sealed portion of the filament of the net is the height (diameter) of the portion of the wire that is not heat-sealed. In the range of 10 to 60% of
(2) The net is made of an olefin resin, and the gasket frame is made of a thermoplastic elastomer.
(3) The thermal fusion is performed by high frequency dielectric heating,
Is preferred.
本発明のガスケットスペーサーは、ネットの周囲がガスケット枠に熱融着して固定された一体化構造を有しているが、この熱融着している部分は、前記ガスケット枠の内部に位置している。即ち、熱融着部がガスケット枠の内部に位置しているということは、このガスケット枠は、2枚の枠状のシートを貼り合せて熱融着させて接合することにより形成されるものであり、この熱融着が、ネットの周囲を2枚の枠状シートで挟持した状態でなされることを意味している。 The gasket spacer of the present invention has an integrated structure in which the periphery of the net is fixed to the gasket frame by heat sealing, and this heat-bonded portion is located inside the gasket frame. ing. That is, the fact that the heat fusion part is located inside the gasket frame means that the gasket frame is formed by bonding two frame-like sheets together and thermally fusing them together. This means that this heat fusion is performed in a state where the periphery of the net is sandwiched between two frame sheets.
本発明では、このようにしてガスケット枠に固定されているネットの線条体の熱融着部が、熱融着によって偏平化されて楕円形状の横断面を有している点に特徴を有する。即ち、ネットは、多数の線条体を網目状に交差せしめ且つ交差部を融着することにより形成されるものであり、このようなネットを形成する線条体の断面(横断面)は、円形或いは円形に近い形状を有しているが、本発明においては、このような円形或いは円形に近い断面が、一対のガスケット枠に挟持されての熱融着により楕円形状に偏平化されるわけである。例えば、このような偏平化によって形成される楕円の短軸長さ(熱融着部の横断面の高さ)は、熱融着されていない部分の横断面の高さ(直径に相当)の10乃至60%の範囲となる。 The present invention is characterized in that the heat-sealed portion of the wire rod of the net fixed to the gasket frame in this way is flattened by heat-sealing and has an elliptical cross section. . That is, the net is formed by crossing a large number of striated bodies in a mesh shape and fusing the intersecting portions, and the cross section (transverse section) of the striated body forming such a net is: Although it has a circular shape or a shape close to a circular shape, in the present invention, such a circular shape or a cross-section similar to a circular shape is flattened into an elliptical shape by heat fusion sandwiched between a pair of gasket frames. It is. For example, the minor axis length of the ellipse formed by such flattening (the height of the transverse section of the heat-sealed portion) is the height of the transverse section (corresponding to the diameter) of the portion that is not thermally fused. It is in the range of 10 to 60%.
本発明においては、上記のような熱融着によって一対のガスケット枠用のシートとネットの線条体との熱融着が行われるため、ガスケット枠及びネットの何れも熱可塑性プラスチックにより形成される。即ち、本発明によれば、このような熱可塑性プラスチックを用い、線条体の断面形状をある程度維持せしめる熱融着によって、熱融着によるスペーサーの特性低下が有効に防止されている。例えば、線条体の偏平化が著しく、楕円形状が損なわれる程度まで温度及び圧を加えて熱融着が行われると、ガスケット枠の寸法安定性が損なわれ、ガスケット枠の形状が歪んだり、或いは表面にシワが発生するなどして表面平滑性が損なわれてしまい、この結果、ガスケットスペーサーに要求されるシール性が大きく低下してしまう。また、線条体の断面形状がほとんど偏平しない程度の融着では、その接合強度が不十分となり、ネットのガスケット枠からの脱離等が生じ易くなってしまう。本発明においては、ネットの線条体とガスケット枠とが適度に偏平して融着しているため、上記のような不都合が有効に解消されている。 In the present invention, since the heat sealing between the pair of gasket frame sheets and the net filaments is performed by the above-described heat sealing, both the gasket frame and the net are formed of thermoplastic plastic. . That is, according to the present invention, by using such a thermoplastic plastic and maintaining the cross-sectional shape of the linear body to some extent, the deterioration of the spacer characteristics due to the thermal fusion is effectively prevented. For example, the flattening of the filaments is remarkable, and when heat fusion is performed by applying temperature and pressure to the extent that the elliptical shape is impaired, the dimensional stability of the gasket frame is impaired, and the shape of the gasket frame is distorted, Alternatively, wrinkles are generated on the surface and the surface smoothness is impaired, and as a result, the sealing performance required for the gasket spacer is greatly reduced. In addition, the fusion strength such that the cross-sectional shape of the striated body is hardly flattened results in insufficient bonding strength, and the net is likely to be detached from the gasket frame. In the present invention, the above-mentioned inconveniences are effectively eliminated because the wire rod and the gasket frame of the net are flattened and fused appropriately.
本発明のガスケットスペーサーによれば、ガスケット枠とネットとが一体化されているため、その取り扱いが至って容易であり、イオン交換膜等と組み合わせて液洩れ等のない電気透析装置を容易に組み立てることができる。 According to the gasket spacer of the present invention, since the gasket frame and the net are integrated, it is easy to handle, and an electrodialysis apparatus free of liquid leakage is easily assembled in combination with an ion exchange membrane or the like. Can do.
<ガスケットスペーサーの構造>
図1の平面図を参照して、全体として10で示す本発明のガスケットスペーサーは、直径が0.4乃至1.4mm程度の多数の線条体1aを交差させ、交差部で互いに接合することにより形成されているネット1と、これを取り囲んでいるガスケット枠3とから形成されている。このようなネット1及びガスケット枠3は何れも熱可塑性プラスチック製であり、ネット1の周囲は、ガスケット枠1の内部で熱融着されて固定されている。
<Gasket spacer structure>
Referring to the plan view of FIG. 1, the gasket spacer of the present invention indicated by 10 as a whole crosses a large number of
即ち、電気透析装置は、大まかに言って、上記のようなガスケットスペーサー10とイオン交換膜(アニオン交換膜及びカチオン交換膜)とを交互に配設し、ガスケットスペーサー10によって間のイオン交換膜を挟持することにより構成される。即ち、ガスケットスペーサー10のガスケット枠3で囲まれる空間がイオン交換室となり、ネット1により、隣り合うイオン交換膜の接触を確実に防止することができるわけである。
That is, the electrodialysis apparatus roughly includes the
熱融着部での線条体1aの横断面を示す図2を併せて参照し、上記のような構造のガスケットスペーサー10は、それぞれ、厚みが0.1乃至1.0mm程度の2枚の枠シート3a,3bを貼り合せた状態での熱融着によりガスケット枠3を形成するに際し、その間にネット1の周囲を挟んだ状態で熱融着を行うことにより製造される。
Referring also to FIG. 2 showing the cross section of the
本発明においては、このような熱融着により、ネット1を形成している線条体1aの横断面は偏平化して楕円形状となる。この熱融着部での偏平化した線条体1aの横断面形状は、図2において1a’で示されている。
In the present invention, the cross section of the
即ち、このような偏平化が生じるような熱融着によって、線条体1aとガスケット枠3(枠シート3a,3b)とが枠シート3a、3b同士の熱融着を妨げることなく、適度に融着して固定される。例えば、このような熱融着は、熱融着条件(熱融着手段、温度、圧力など)を調整して、偏平化によって形成される楕円の短軸長さ(熱融着部1a’の横断面の高さ)dが、熱融着されていない部分の横断面(1a)の高さD(直径に相当)の10乃至60%、特に20乃至40%の範囲となる程度に行われることが好適である。
上記の融着部1a’での長さdが短くなりすぎると、熱融着が過度に行われたこととなり、ガスケット枠3の寸法安定性が損なわれ、ガスケット枠3の形状が歪んだり、或いは表面にシワが発生するなどして表面平滑性が損なわれてしまう。このような変形や表面平滑性の低下は、ガスケットスペーサーに要求されるシール性の大きな低下を招いてしまう。また、融着部1a’での長さdがさほど短くなっていない場合には、偏平化が不十分であり、そのような融着では、ネット1(線条体1a)とガスケット枠3との接合強度が不十分となり、ネット1のガスケット枠3からの脱離等が生じ易くなってしまう。
That is, by the thermal fusion that causes such flattening, the
If the length d at the fused
本発明においては、上記のような程度で熱融着を行うため、当然、ネット1(線条体1a)及びガスケット枠3(枠シート3a,3b)としては何れも熱可塑性プラスチック製のものが使用される。
In the present invention, since heat fusion is performed in the above-described degree, naturally, the net 1 (
ネット1(線条体1a)の形成素材である熱可塑性プラスチックとしては、電気絶縁性であり、所定の強度が確保される限り、特に制限されず、種々の熱可塑性樹脂、例えば、以下のものを1種単独、或いは2種以上を混合したブレンド物の形で使用することができる。
オレフィン系樹脂;
低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ1−ブテン、
ポリ4−メチル−1−ペンテンあるいはエチレン、プロピレン、1−ブテン、
4−メチル−1−ペンテン等のα−オレフィン同士のランダムあるいはブロック
共重合体や、環状オレフィン共重合体など。
エチレン・ビニル系共重合体樹脂;
エチレン・酢酸ビニル共重合体、エチレン・ビニルアルコール共重合体、
エチレン・塩化ビニル共重合体等。
スチレン系樹脂;
ポリスチレン、アクリロニトリル・スチレン共重合体、ABS、
α−メチルスチレン・スチレン共重合体等。
ビニル系樹脂;
ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、塩化ビニル・塩化ビニリデン共重合体、
ポリアクリル酸メチル、ポリメタクリル酸メチル等。
本発明においては、これらの熱可塑性樹脂の中でもオレフィン系樹脂などが好適である。
The thermoplastic plastic that is the material for forming the net 1 (
Olefin resins;
Low density polyethylene, high density polyethylene, polypropylene, poly 1-butene,
Poly-4-methyl-1-pentene or ethylene, propylene, 1-butene,
Random or block copolymers of α-olefins such as 4-methyl-1-pentene and cyclic olefin copolymers.
Ethylene-vinyl copolymer resin;
Ethylene / vinyl acetate copolymer, ethylene / vinyl alcohol copolymer,
Ethylene / vinyl chloride copolymer, etc.
Styrenic resin;
Polystyrene, acrylonitrile / styrene copolymer, ABS,
α-methylstyrene / styrene copolymer, etc.
Vinyl resin;
Polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, vinyl chloride / vinylidene chloride copolymer,
Polymethyl acrylate, polymethyl methacrylate, etc.
In the present invention, among these thermoplastic resins, an olefin resin is preferable.
上記のような熱可塑性樹脂の線条体1aによるネット1の形成は、種々の方法で行うことができ、例えば熱可塑性樹脂の糸(ヤーン)の織成方法(平織、綾織、朱子織など)を、特に限定されないが、生産性等の観点から、熱可塑性樹脂の一体押出成形により作製することが好ましい。このような一体押出成形は、例えば特公昭34−4185号公報や特開昭53−49170号公報などに記載された公知の方法で行うことができる。
Formation of the net 1 by the
また、ガスケット枠3用の熱可塑性プラスチックも電気絶縁性を有するものであるという点においてはネット1用の熱可塑性プラスチックと同様であるが、シール性の観点からゴム弾性を有するもの或いは比較的柔軟なもの、具体的には熱可塑性エラストマー、ポリ塩化ビニルが好適である。このような熱可塑性エラストマーとしては、エチレン−プロピレン共重合体ゴム、エチレン−プロピレン−ブテン共重合体ゴム、スチレン−ブタジエン共重合体ゴム、スチレン−ブタジエン−スチレン共重合体ゴム、スチレン−イソプレン共重合体ゴム、スチレン−イソプレン−スチレン共重合体ゴム、スチレン−エチレン−ブタジエン−スチレン共重合体ゴム等の各種のゴム成分を、スチレン系樹脂、塩化ビニル樹脂、オレフィン系樹脂などの熱可塑性樹脂に微分散させたものを例示することができ、前述したネット用の熱可塑性樹脂の種類に応じて、適宜のものが使用される。例えば、ネット用の熱可塑性樹脂と融点が近い熱可塑性エラストマーが好適に使用される。
本発明においては、硬度(JIS A)が60乃至90度程度のポリ塩化ビニルシートや熱可塑性エラストマーシートが好適である。
Also, the thermoplastic for the
In the present invention, a polyvinyl chloride sheet or a thermoplastic elastomer sheet having a hardness (JIS A) of about 60 to 90 degrees is preferable.
本発明において、上記のような熱融着は、高周波誘電加熱により実施される。即ち、加熱されたプレートを用いて熱圧着するホットプレスなどの方法では、熱融着を行ったとき、ガスケット枠シート3a,3bの外面が内面よりも高温に加熱されてしまい、この結果、ガスケット枠シート3a,3bの形状を維持しつつ、間に挟まれている線条体1aの偏平化を行うことができない。前述した偏平化が行われるようにすると、ガスケット枠シート3a,3bが溶融して変形してしまうからである。これに対して、高周波誘電加熱は、樹脂の内部摩擦により加熱が行われるため、ガスケット枠シート3a,3bの内面や線条体1aを選択的に加熱することができ、ガスケット枠シート3a,3bの変形などを有効に回避することができる。
In the present invention, the above heat fusion is performed by high frequency dielectric heating. That is, in a method such as hot pressing in which a heated plate is used for thermocompression bonding, the outer surface of the
本発明において、高周波誘電加熱は、一対の電極(電極金型)の間に前述したネット1を挟み込んでいるガスケット枠シート3a,3bを配置し、この電極でプレスしながら高周波電流を印加することにより行われる。加熱条件は、ガスケット枠シート3a,3bやネット1(線条体1a)の材質や厚み等によって異なり、一概に規定することはできないが、一般的には、周波数が1乃至300MHz、より好ましくは、5乃至50MHz、電流値が1乃至3A程度、より好ましくは、1.5乃至2.5A、プレス圧が0.1乃至20kg/cm2程度、より好ましくは、2乃至10kg/cm2、加熱時間は30乃至180秒程度、より好ましくは、30乃至100秒である。また、電極の間にPETシートやポリイミドシートなどの離型性シートを配置して高周波誘電加熱を行うこともできる。
In the present invention, the high-frequency dielectric heating is performed by arranging the
上記のような高周波誘電加熱により熱融着処理を行うことにより、前述した構造の本発明のガスケットスペーサーを得ることができる。
かかるガスケットスペーサーは、ガスケット枠3の所定位置に処理液を流す孔や流路を穿孔し、イオン交換膜と共に、電気透析装置の形成に使用される。
The gasket spacer of the present invention having the above-described structure can be obtained by performing the heat fusion treatment by high frequency dielectric heating as described above.
Such a gasket spacer is used for forming an electrodialyzer together with an ion exchange membrane by punching a hole or a flow path for flowing a processing solution at a predetermined position of the
<電気透析装置>
上述した本発明のガスケットスペーサーを用いて形成される電気透析装置の原理を説明するための図3を参照して、電気透析装置では、負極20と正極30との間にカチオン交換膜Cとアニオン交換膜Aとが交互に配置されており、これらのイオン交換膜の間にイオン交換室が形成されている。即ち、このイオン交換室は、脱塩室25及び濃縮室27であり、図4から理解されるように、脱塩室25は、カチオン交換膜Cと、このカチオン交換膜Cに対して正極30側に位置しているアニオン交換膜Aとからなっており、濃縮室27は、アニオン交換膜Aと、このアニオン交換膜Aに対して正極30側に位置しているカチオン交換膜Cとからなっている。従って、多数の脱塩室25と濃縮室27とが交互に配列された構造となっている。
<Electrodialysis machine>
Referring to FIG. 3 for explaining the principle of the electrodialysis apparatus formed using the gasket spacer of the present invention described above, in the electrodialysis apparatus, a cation exchange membrane C and an anion are provided between the
このような構造の電気透析装置において、例えば正極30と負極20との間に電圧を印加し、脱塩室25にNaCl等の塩を含む処理液を循環して供給し且つ濃縮室27には希薄な電解液を循環しながら通電せしめると、処理液中の陽イオン(Na+イオン)は、カチオン交換膜Cを通って負極20側に隣接している濃縮室27に移行する。一方、処理液中の陰イオン(Cl−)は、アニオン交換膜Aを通って正極30側に隣接している濃縮室27に移行する。この場合、アニオン交換膜の特性によっても異なるが、通常、巨大アニオンの透過は阻止されるようになっている。このようにして、脱塩室25に循環して供給されている処理液中からの脱塩が行われ、濃縮室27に循環して供給されている希薄な電解液中の塩濃度は次第に上昇していき、最終的には高濃度の塩水溶液として回収されることとなる。
In the electrodialysis apparatus having such a structure, for example, a voltage is applied between the
尚、上記のカチオン交換膜Cとして、一価選択性の高い交換膜を使用すると、例えば処理液中に含まれるCa2+等の多価陽イオンの濃縮室27側への移行は阻止され、Na+イオン等の一価陽イオンのみを選択的に濃縮室27側へ移行させることができ、これにより高純度の一価の塩を回収することができる。
When an exchange membrane having high monovalent selectivity is used as the cation exchange membrane C, for example, migration of polyvalent cations such as Ca 2+ contained in the treatment liquid to the
このようにして行われる電気透析では、当然のことながら、脱塩室25に循環して供給される処理液或いは濃縮室27に循環して供給されている希薄な電解液がイオン交換膜を通らずに隣接するイオン交換室に漏洩することを防止することが必要である。
In the electrodialysis performed in this way, it goes without saying that the treatment solution circulated and supplied to the
従って、上記のような電気透析を効果的に行うための電気透析装置では、図4及び図5に示されているように、前述した本発明のガスケットスペーサー10が多数重ねて配置されており、これらのガスケットスペーサー10の間にはカチオン交換膜C或いはアニオンイオン交換膜Aが、図3に示されている構造となるように交互に挟持される。尚、図4において、ガスケットスペーサーのネット1は省略している。
このような配置の電気透析装置において、各ガスケットスペーサー10内の空間(ガスケット枠3で囲まれた空間)が前述したイオン交換室(脱塩室25或いは濃縮室27)となっている。
Therefore, in the electrodialysis apparatus for effectively performing electrodialysis as described above, as shown in FIGS. 4 and 5, a large number of the above-described
In the electrodialysis apparatus having such an arrangement, the space in each gasket spacer 10 (the space surrounded by the gasket frame 3) is the above-described ion exchange chamber (desalting
また、各ガスケットスペーサー10のガスケット枠3には、脱塩室25に供給する処理液及び脱塩室25から排出される処理液を流すための開口41’,41’と、濃縮室27に供給する希薄な電解液(或いは濃縮されて塩濃度が高められている電解液)及び濃縮室25から排出される電解液を流すための開口43’,43’が形成されている。
Further, the
さらに、脱塩室25となる空間を有するガスケットスペーサー10のガスケット枠3には、上記の連通孔41と脱塩室25となる空間を繋ぐ配流部45が形成されている。同様に、濃縮室27となる空間を有するガスケットスペーサー10のガスケット枠3には、上記の連通孔43と濃縮室25となる空間を繋ぐ配流部47が形成されている。即ち、これらの連通孔41,43から配流部45,47を介して脱塩室25或いは濃縮室27に液が供給され、さらに脱塩室25或いは濃縮室27に供給された液が、配流部45或いは47を介して連通孔41或いは43に排出して戻されるような構造となっている。
Further, a
上述した構造の電気透析装置において、ガスケットスペーサー10の間にイオン交換膜(カチオン交換膜C或いはアニオン交換膜A)が挟持されるため、このガスケットスペーサー10によって、隣り合うイオン交換膜同士の接触が有効に防止されている。また、上記の連通孔41,43に液を流すために、ガスケットスペーサー10の間に挟持されるイオン交換膜には、これらに対応して開口41’及び43’が形成されている(図4参照)。
In the electrodialysis apparatus having the structure described above, since the ion exchange membrane (cation exchange membrane C or anion exchange membrane A) is sandwiched between the
即ち、連通孔41,43に処理液及び希薄な電解液を循環して流しながら通電を行うことにより、脱塩室25で脱塩が行われ、濃縮室27を流れる液の塩濃度が次第に上昇していくこととなる。
In other words, by energizing the processing holes 41 and 43 through the processing solution and the dilute electrolyte, the salt is removed in the
尚、配流部45を介して生じる漏洩電流の低減、配流部45におけるネットへの膜の落ち込みにより生じるスタック内の内部漏洩の防止を目的に、上述したガスケットスペーサー10ガスケット枠3に形成されている配流部45,47内には、例えば特開2011−93240号等に開示されている通液シートやスペーサーネットと種類の異なるネット部材などを取り付けることもできる。即ち、連通孔41或いは連通孔43を流れる液が、このような通液部材により形成されている流路を通って脱塩室25或いは濃縮室27内に供給され、また、脱塩室25或いは濃縮室27に供給された液が、このような通液部材を通って連通孔41或いは連通孔43に戻されるわけである。
The
尚、本発明におけるガスケットスペーサーは、電気透析用のみならず、イオン交換膜を利用した拡散透析用にも適用することが可能である。 In addition, the gasket spacer in this invention can be applied not only for electrodialysis but also for diffusion dialysis using an ion exchange membrane.
本発明のガスケットスペーサーの優れた効果を、次の実験例により説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。 The excellent effects of the gasket spacer of the present invention will be described by the following experimental examples, but the present invention is not limited to these examples.
<実施例1〜6>
実施例1〜6の実験結果を下記表1に示した。
この実施例に示すガスケット枠は、高周波誘電加熱により、2枚の枠状のシートを貼り合せて熱融着させて接合することにより形成され、この熱融着が、ネットの周囲を2枚の枠状シートで挟持した状態となっている。
<Examples 1-6>
The experimental results of Examples 1 to 6 are shown in Table 1 below.
The gasket frame shown in this embodiment is formed by bonding two frame-like sheets by high-frequency dielectric heating and bonding them by heat fusion. It is in a state of being sandwiched between frame-shaped sheets.
尚、上記表中の略号は、以下のものを示す。比較例の表においても同じである。
PVC:ポリ塩化ビニル
EVA:酢酸ビニル共重合体
SBR:スチレンブタジエンゴム
PE:ポリエチレン
PP:ポリプロピレン
PA:ポリアミド
In addition, the symbol in the said table | surface shows the following. The same applies to the comparative table.
PVC: Polyvinyl chloride EVA: Vinyl acetate copolymer SBR: Styrene butadiene rubber PE: Polyethylene PP: Polypropylene PA: Polyamide
上記実施例のガスケット枠は、漏れ試験評価においても良好な結果を得ており、実用化に耐えるシール性を有していることを確認した。 It was confirmed that the gasket frame of the above example had a good result even in the leakage test evaluation and had a sealing property to withstand practical use.
<比較例1〜6>
比較例1〜6の実験結果を下記表2に示した。
これらのガスケット枠はシール性に難があることが判る。
<Comparative Examples 1-6>
The experimental results of Comparative Examples 1 to 6 are shown in Table 2 below.
It can be seen that these gasket frames are difficult to seal.
1:ネット
1a:線条体
3:ガスケット枠
3a,3b:ガスケット枠シート
10:ガスケットスペーサー
C:イオン交換膜
A:アニオン交換膜
25:脱塩室
27:濃縮室
41,43:連通孔
45,47:配流部
1: Net 1a: Striated body 3:
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011255780A JP2015037761A (en) | 2011-11-24 | 2011-11-24 | Gasket spacer used for electrodialyzer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011255780A JP2015037761A (en) | 2011-11-24 | 2011-11-24 | Gasket spacer used for electrodialyzer |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2015037761A true JP2015037761A (en) | 2015-02-26 |
Family
ID=52631235
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011255780A Pending JP2015037761A (en) | 2011-11-24 | 2011-11-24 | Gasket spacer used for electrodialyzer |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2015037761A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105169950A (en) * | 2015-08-14 | 2015-12-23 | 厦门市科宁沃特水处理科技股份有限公司 | Electrodialysis separation plate for homogeneous membrane and preparation method thereof |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06262044A (en) * | 1990-05-15 | 1994-09-20 | Eurodia Sa | Production of isolating frame for incorporation into commutator |
-
2011
- 2011-11-24 JP JP2011255780A patent/JP2015037761A/en active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06262044A (en) * | 1990-05-15 | 1994-09-20 | Eurodia Sa | Production of isolating frame for incorporation into commutator |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105169950A (en) * | 2015-08-14 | 2015-12-23 | 厦门市科宁沃特水处理科技股份有限公司 | Electrodialysis separation plate for homogeneous membrane and preparation method thereof |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101877067B1 (en) | Membrane stack for a membrane based process and method for producing a mem brane therefor | |
JP2014014776A (en) | Electric dialysis device | |
JP4913212B2 (en) | Method and apparatus for shifting current distribution in an electrodeionization system | |
JP6514676B2 (en) | Electrical purification device and method of manufacturing electrical purification device | |
US11638886B2 (en) | Spacers for ion-exchange device | |
WO1998055538A1 (en) | Bipolar membranes with fluid distribution passages | |
JPWO2002083770A1 (en) | Composite porous ion exchanger, method for producing the same, deionization module using the same, and electric deionized water producing apparatus | |
KR20160130319A (en) | Cross-flow electrochemical separation devices and methods of assembling same | |
JP2015037761A (en) | Gasket spacer used for electrodialyzer | |
JP3729386B2 (en) | Electric deionized water production equipment | |
JP2017098022A (en) | Separator welding device | |
JP6514851B2 (en) | Deionized water production equipment | |
JP6709621B2 (en) | Electrodialysis machine | |
JP2012236172A (en) | Regenerative water softening device | |
JP2007111572A (en) | Functionalized membrane, and filtration material and filter element using the same | |
JP2006218382A (en) | Electric apparatus for producing deionized water | |
JP5015989B2 (en) | Method for producing electric deionized water production apparatus | |
JP2001276579A (en) | Method for manufacturing chamber frame for dialytic cell | |
JP6986414B2 (en) | Electric deionized water production equipment and film members used for it | |
JP2024070112A (en) | Ion exchange membrane cell and gasket | |
JP2002001070A (en) | Apparatus for electrodialysis | |
JP2002316167A (en) | Electrodialyzer and deionized water making apparatus | |
JP2011093240A (en) | Streaming laminate sheet | |
JP2016137473A (en) | Spiral type separation membrane element and manufacturing method thereof | |
JP2020518450A (en) | Electrodialysis stack |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20130402 |