JP7389148B2 - セルフコイリング中空糸膜 - Google Patents
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Description
・膜を加熱し、熱が膜をより柔軟にし、膜に損傷を与えることなく新しい形をとることができるシリンダーの周りにそっと巻くこと。膜とシリンダーの両方を冷却させる。そして一旦冷却されると、膜はコイル状の波状の形態をとる。この方法により、均一なコイル直径およびピッチを有する規則的ならせん状の膜ができる(Yangら、2011)。
・膜が水浴を出た後、それは起伏を作り出す装置の間で押される。(米国特許第5470659号)
・ロープコイリング(Luelfら、2016)。
シリコーンゴムの押出しは非常に一般的であり、長年にわたって行われてきた。シリコーンの押出に関する情報をwww.wacker.com(固体および液体シリコーンゴム、材料およびプロセスガイドラインhttps://www.wacker.com/cms/media/publications/downloads/6709_EN.pdf)で見ることができる。本明細書に記載の、シリコーンまたはPDMSからなる中空繊維の典型的な製造方法は以下の通りである:
1.触媒と予備混合された液体シリコーンまたはシリコーン流体を押出機に供給する。この触媒は過酸化物系または白金系のいずれかであることができる。
2.シリコーンゴムが押出機ダイに到達する前に架橋(加硫)し始めないことを確実にするために押出機バレルを低温に保つ。
3.流体シリコーンゴムは、ダイのアニュラス/開口部を通って中央のニードルの周りを通過して中空繊維を形成する。ニードルの中心は、押し出された中空繊維の管腔内に空気を引き入れることができるように、空気源に接続しているか、または大気に接続していなければならない。さもなければ、新たに形成されるチューブは、中空繊維の中心に真空が作り出されることによって崩壊する危険性がある。
4.ダイは、最終中空糸膜の外径の1.01~2倍の非対称の開口部を有することができる。ダイを離れる流体アニュラスは、所望の最終中空糸膜よりも厚い壁のより大きな直径を有する。これらは、ダイを通る液体ポリマーの不均一な流れを作り出すのに役立つ。
5.シリコーン中空繊維は硬化オーブンを通過し、そこで最大150℃~300℃の温度に加熱される。温度の上昇は、PDMS分子間の架橋反応を加速し、そしてシリコーンゴムを硬化又は加硫して固体にする。
6.次に、中空繊維はコンベヤにのって進む。コンベヤは、材料が押出機のダイから離れるよりも速い速度で走行しているので、押出される中空繊維のサイズを引き下げる。コンベヤは通常、5~600メートル/秒の速度で走行している。
7.中空繊維が硬化オーブンを出る場合、それは高速で走行しているコンベヤによって張力を受けている固体弾性ゴムである。
8.コンベヤの後、材料を更に調整して、アレイへの配置およびモジュールへの製造に適するようすることができる。それは典型的にはスプール上またはハンク内に巻かれそして更なる組み立てのために貯蔵される。
液体ろ過
ろ過中、膜によって保持される微粒子、コロイド、高分子量化合物および微生物は、膜の外側表面の境界層に濃縮する傾向がある。市販の膜ろ過システムは、膜の周囲の水が十分に混合され、膜の表面を通過する良好な流体の流れを作り出す混合条件が膜の表面から保持された汚染物質の除去を促進するように設計されている。エアレーションはまた、膜の動きを促進し、局所的な乱流を作り出すためにも使用され、これは、境界層を乱し、濃度分極を最小化するのに役立つ。不十分な混合条件および低剪断条件が優勢である場合、汚染物質、粒子および微生物は膜表面に急速に付着し、これにより膜の外表面がろ過を妨げる化学的/生物学的層で被覆されるようになる。このプロセスは膜ファウリングと呼ばれる。ファウリングは膜のろ過性能を低下させるので、ファウリングはコストが掛かる問題である。膜を透過液で定期的に逆洗浄することによって、膜の表面から可逆的なファウリングを除去する。次いで、膜の表面上のこのファウリング層を除去する。不可逆的なファウリングも発生する可能性があり、膜の寿命を縮める原因となる。不可逆的なファウリング膜は使用を中止し、ファウリング層を除去するために化学的に洗浄しなければならない。良好な混合条件は、ファウリングを大幅に減らすことができる。
ガス拡散用の膜モジュールでは、境界液体層は、典型的には膜管腔とバルク液体との間の物質移動または流束の律速段階となる。境界層は、ガス分子が膜の内側の気相からバルク液体中の溶解相に浸透するために拡散しなければならない距離を実質的に増加させる。したがって、境界層は物質移動に対する抵抗を表し、境界層の厚さは全体の物質移動係数に影響を与える。境界層が厚いほど、物質移動が低下し、物質移動速度が遅くなる。これらの液体境界層を破壊する方法を開発するために、静的混合を促進するためのスペーサーを導入すること(Pentair X-Flow helix、Liqui-Cel(登録商標)は、膜モジュール内にバッフルを配置する)、流れの方向を変えることもしくは逆転させること、または膜の周りの液体に気泡もしくは他の乱流を導入することを含む、多くの試みがなされてきた。これらの開発の大部分は、境界層を破壊するための膜モジュールへの追加または動作条件の周期的な変更のいずれかに依存している。
X.Yang,R.Wang,A.G.Fane;Novel designs for improving the performance of hollow fibre membrane distillation modules(中空糸膜蒸留モジュールの性能を改善するための新しい設計)、J.Membr.Sci.248(2011)52-62.
X.Yang,E.O.Fridjonsson,M.L.Johns,R.Wang,A.G.Fane,A non-invasive study of flow dynamics in membrane distillation hollow fiber modules using low-field nuclear magnetic resonance imaging(MRI)(低磁場核磁気共鳴イメージング(MRI)を用いた膜蒸留中空繊維モジュールにおける流体動力学の非侵襲的研究)、J.Membr.Sci.451(2014)46-54.
Luelf,Tobias&Bremer,Christian&Wessling,Matthias.(2016).Rope coiling spinning of curled and meandering hollow-fiber membranes(カールし蛇行する中空糸膜のロープコイリング紡糸)。Journal of Membrane Science.506.10.1016/j.memsci.2016.01.037.
P.Moulin,J.Rouch,C.Serra,M.Clifton,P.Aptel;Mass transfer improvement by secondary flows:Dean vortices in coiled tubular membranes(二次流れによる物質移動の改善:らせん状の管状膜のディーン渦)。J.Membr.Sci.114(1996),pp.235-244
Claims (9)
- コイル状、半らせん状、または波状の形態を有する中空糸膜を製造する方法であって、前記方法は、ダイの開口部を通してニードルの周囲に液体ポリマーを通す工程を含み、当該ダイ開口部および前記ニードルは非対称に整列し、前記ダイ開口部は、前記液体ポリマーがダイまたはノズルを出るときにその非対称の流れを作り、コイル状、半らせん状(hemihelix)、または波状の膜を形成するものであり、当該膜は、中空糸膜が塑性変形することなく非線形形態から直線形態へと変化するように、伸張することができ、また前記中空糸膜は、円形の内側および非円形の外側断面を有するものであり、前記液体ポリマーがポリジメチルシロキサンである、方法。
- 前記中空糸膜は、押出し、紡糸、キャスティング、熱誘起相分離(TIPS)、または溶媒誘起相分離(SIPS)のプロセスによって製造される、請求項1に記載の方法。
- 前記プロセスが押出しである場合、前記中空糸膜を前記ダイまたは前記ノズルを出る流体ポリマー膜よりも速い速度で走行するコンベヤ上に押出しすることによって付加応力が与えられる、請求項2に記載の方法。
- 前記プロセスが紡糸、TIPS、またはSIPSの場合、前記ダイまたは前記ノズルの角度は前記中空糸膜の垂直軸Yから少なくとも2°~30°傾いている、請求項2に記載の方法。
- 前記中空糸膜はマニホールドの両端部に取り付けられ、前記中空糸膜の内腔は前記マニホールドの内部空間と連通しており、前記マニホールドを用いて前記中空糸膜の前記内腔にまたは前記内腔から液体またはガスを供給または除去することができるものである、垂直方向に整列した中空糸膜のアレイを製造するための、請求項1に記載の中空糸膜を製造する方法。
- 各膜がコイル状形態を有する場合、前記アレイの前記中空糸膜は異なるピッチ、コイル直径、およびコイル方向を有する、請求項5に記載の方法。
- 前記中空糸膜に加えられる張力は、前記アレイの反対側の端部に対して可逆的に垂直方向に移動するように構成される少なくとも1つのマニホールドによって制御される、請求項5または6に記載の方法。
- 前記少なくとも1つのマニホールドが前記アレイの前記反対側の端部に対して可逆的に垂直方向に移動する場合、前記中空糸膜の直線方向の張力が生じ、前記中空糸膜の長さを変化させ、コイル状形態から直線形態へ変化させる、請求項7に記載の方法。
- 前記少なくとも1つのマニホールドが前記アレイの前記反対側の端部に向かって垂直方向に移動する場合、前記中空糸膜にかかる前記張力が減少し、前記中空糸膜をそれらのコイル状状態に戻す、請求項5~8のいずれか一項に記載の方法。
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CN111744366A (zh) * | 2020-07-15 | 2020-10-09 | 光大水务(深圳)有限公司 | 一种测试mabr膜传氧性能的装置及方法 |
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Citations (2)
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JP2015029927A (ja) | 2013-07-31 | 2015-02-16 | 三菱レイヨン株式会社 | 中空糸膜及びその製造方法、並びに、中空糸膜モジュール |
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---|---|---|---|---|
US2999296A (en) * | 1957-03-25 | 1961-09-12 | Du Pont | Novel filaments and fabrics |
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DE3301268A1 (de) * | 1983-01-17 | 1984-07-26 | Akzo Gmbh, 5600 Wuppertal | Verfahren und vorrichtung zum herstellen von hohlfadenbuendeln |
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US5626758A (en) * | 1995-08-08 | 1997-05-06 | Rensselaer Polytechnic Institute | Coiled membrane filtration system |
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US6395226B1 (en) * | 1999-04-06 | 2002-05-28 | Medtronic, Inc. | Alkoxysilane/alkysilane copolymer coating of medical devices |
JP2005246192A (ja) * | 2004-03-03 | 2005-09-15 | Toray Ind Inc | 中空糸膜、中空糸膜モジュールおよびそれらの製造方法 |
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