JPH0628703B2 - スパイラル型液体分離素子 - Google Patents

スパイラル型液体分離素子

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JPH0628703B2
JPH0628703B2 JP11413890A JP11413890A JPH0628703B2 JP H0628703 B2 JPH0628703 B2 JP H0628703B2 JP 11413890 A JP11413890 A JP 11413890A JP 11413890 A JP11413890 A JP 11413890A JP H0628703 B2 JPH0628703 B2 JP H0628703B2
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liquid separation
separation element
liquid
film
spiral type
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英男 村岸
茂好 長岡
一夫 菊池
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Toray Industries Inc
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は液体分離膜を用いたスパイラル型液体分離素子
に関する。さらに詳しくは、一般に該液体分離素子は純
水製造、海水淡水化、有価物回収および濃縮という様に
様々な液体分離に用いられているものであるが、該液体
分離素子の外周形態の改良に関するものである。
[従来の技術] 液体分離膜を用いたスパイラル型液体分離素子は、供給
液の流し方によって大きく2種類に大別できる。その1
つは特公昭52−5431にある液体分離素子で該液体
分離素子の外周面より液を供給し、中心管付近で該中心
管と平行方向に排出する事を特徴としている。
もう1つは、特公昭44−14216にある液体分離素
子で、該液体分離素子の端面より液を供給し、他端面よ
り排出する事を特徴としている。
本発明は、後者の液体分離素子に関する外周形態の改良
に関するものである。
該液体分離素子の構成を図を用いて説明する。まず、全
体図を第3図に示す。つまり、第1の液体分離膜2と第
2の液体分離膜3との間に分離液流路材5をはさみ込ん
だ構成をなし、孔1aを有する中心管1の方向のみ開口
する様に、第1の液体分離膜と第2液体分離膜の残りの
3方向を接着剤等で封筒状に封止したものと供給液流路
剤6とを1つのユニットとして、その単数又は複数ユニ
ットを中心管のまわりに巻き付けて液体分離素子13を
構成する。該液体分離素子の端面から供給液9を供給
し、他端面より濃縮液11として排出させる様にするた
め、シール材8とそれを取り付ける端板7aと液体分離
素子のテレスコープ的にずれる現象を防止するための端
板7bとを、取り付けた状態で、外周をフィラメントワ
インディング(以降FWと称する)12し、外周面を全
面封止する形態を得る。
次に、液体分離膜を透過した分離液10は分離液流路材
5を介して中心管孔1aを通して中心管1に集められ、
系外へ取り出す構成を成す。第4図にその断面図を示
す。
すなわち、該液体分離素子の外周形態に要求される機能
は、円筒状の形態を保持する事。供給液が全量均一に膜
面上を流れるためには外周を全面封止し、使用時に内圧
が作用する構造となるため容易にふくらんだり、やぶれ
たりしない事である。以上の様な要求機能に対し、従来
最も一般に用いられている方式が、ガラスファイバーや
ポリエステルフィラメントにエポキシ等の樹脂を含浸さ
せたものを巻き付けた後に樹脂を硬化させるFW方式で
ある。
[発明が解決しようとする課題] 確かにFW方式は、強度が強く、少々の外力に対し充分
耐え得る構造であるが、強度的にはかなりの安全をみた
ものであり、作業性の点で次の様な問題点がある。
つまり、樹脂を含浸させたFW糸を均一に液体分離素子
に巻き付けるのに時間を要し、さらに、樹脂を硬化させ
るのに相当な時間を必要とする。また、樹脂は、2液性
の反応型樹脂を用いている事が多く、定期的に含浸浴槽
内の樹脂を交換したり、樹脂が接触する含浸浴槽、ガイ
ド類等の製品を交換し、溶剤等で洗浄しなければならな
い。当然、作業終了時には同様の事を必ず行なう必要が
ある。この様に実際にFWにかかる時間以外にも相当な
時間と、労働力が費やされているのが現状である。
従来、かかる欠点を解決する目的で、液体分離素子の外
径が2インチ程度の小型液体分離素子に限り、40〜7
0mm幅の粘着剤付きテープで、テープ幅の1/2〜1/
5程度重ねる様に液体分離素子の端部から他端部に渡り
順にテープラッピングする方式が用いられていた。その
概略図を第2図に示す。つまり、中心管1を中心に液体
分離素子13を回転させ、テープ15を順番に巻き付け
る方式である。
該、方式の様にテープを順番にずらせて、かつ、しわな
く巻き付けるためには、テープ基材は伸び易い基材が一
般的に用いられている。従って、大きな外力および内圧
が作用する液体分離素子には適さず、液体分離素子径が
4インチ、8インチの大きな物では一般的に本方式は用
いられていないのが現状である。
この様に本方式においても、上記した様に強度がない事
と、樹脂を硬化させる時間は相当短縮できたものの、ま
だテープラッピングに要する時間がかなり必要である問
題は残されたままである。
本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解消せんとす
るものであり、液体分離素子の外周形態を短時間かつ簡
便に成し得る方式を提供するものである。
[課題を解決するための手段] 前記した本発明の目的は、 「表面に孔を有する中空状の中心管の周囲に第1の液体
分離膜と分離液流路材、第2の液体分離膜と供給液流路
材を一組とするユニットの単組または複組を巻き付けて
なるスパイラル型液体分離素子において、前記液体分離
素子の外周面にヤング率100kg/cm2以上、厚さ10
0μm以上のフィルムに粘着剤を塗布してなるフィルム
を巻き付けた事を特徴とするスパイラル型液体分離素
子」によって達成できる。
以下本発明を詳細に説明する。
本発明は、従来技術のFWの代わりに、液体分離膜と略
同一幅で1枚の粘着剤付きフィルムを巻き付ける事を特
徴とするが、液体分離素子に液を供給する際に生ずる圧
力損失に相当する差圧が該フィルムを巻き付けてなる円
筒状フィルム内面に作用しても充分耐え得るだけの強度
が該円筒状フィルムに要求される。
従って、フィルム基材としては、強度が強く、伸度の少
いフィルムが要求され、粘着剤はせん断はくり力の高い
ものが要求される。
上記要求を満足し、液体分離膜と略同一幅で1枚の粘着
剤付きフィルムを液体分離素子の外周にしわなく均一に
巻き付けるための検討を鋭意実施し、適正なフィルム基
材の選択および厚さの適正化さらに適正な粘着剤を見い
出し、本発明に至った。
図面を用いて本発明を詳細に説明する。第1図は本発明
のスパイラル型液体分離素子のフィルムを巻き付ける前
の状態を示す概略図である。つまり、中心管1を中心に
回転する液体分離素子13に、粘着剤付きフィルム14
を均一に伸ばした状態で供給する事で、該液体分離素子
に巻き付けるのが良く、案内板で平面状に平らな板上に
乗せてフィルムを供給する方法または、均一に張力をか
けて貼り付ける方法などが良い。
まず、フィルムは、液体分離素子の周方向に継ぎ目な
く、1枚のものを巻き付けるものが良く、2枚、3枚で
も良いが、巻き付け時間が2倍、3倍となり、かつ、継
ぎ目が増す事で外観も良くなく、洩れ個所が増えること
になるので、1枚のものに比べると良くない。
次に、フィルムとしては、内圧が作用したときに伸びな
い程度の強度が必要であり、ヤング率で100kg/mm2
〜600kg/mm2のものであれば良いが、200kg/mm2
〜500kg/mm2のものが好ましい。また、一般的にヤ
ング率600kg/mm2以上のフィルムは数少く高価とな
る。厚さについては100μm〜250μmのものが好
ましく、100μmより薄くなると巻き付けるときしわ
が入り易くなり適さない。逆に250μmより厚くなる
と巻き付けたときの反発力が大きく、該反発力に粘着剤
の接着力が負け、巻き付け端からはくりを起こす。
巻き付け回数は、1回〜5回巻きが良いが、好ましくは
2〜3回が良い。なぜなら、外周形態を維持するために
は最低で1回必要となるが、粘着強度との関係もある
が、少くともフィルムどうしの接着部を1まわり以上有
する方が接着強度が大きくなる。従って、2巻き以上の
巻き付け回数が好ましくなる。また、巻き付け回数は多
い方が強度的に良いのであるが、フィルム強度、接着強
度、作業時間等総合的にみて、5回巻き付け以下が好ま
しい。
粘着剤の接着力については、JIS接着力として700
g/25mm以上が良く、特に1000g/25mm以上の
ものが好ましい。
また粘着剤塗布は、部分的塗布でも良いが、有効に接着
強度を得るためにはフィルム全面に塗布したものが好ま
しい。
上記した要件を満足しないと、液体分離素子の径がふく
らんだり、フィルム破れが生じ、供給液が均一に膜面に
供給できず、偏流リークによって正規の分離性能を発揮
できなくなる。
また、本発明を適用するに好ましい分離素子は、径で2
インチ以上、長さ400mm以上である。
[実施例] 以下本発明を実施例によりさらに詳細に説明する。
孔を有する中心管のまわりに第1の液体分離膜と分離液
流路材、第2の液体分離膜と供給液流路材の5組ないし
20組を巻き付けた後、1枚の粘着剤全面塗布のフィル
ムを巻き付けてなる液体分離素子を作り、評価を行った
結果を表1に示す。評価の尺度として、内圧2kg/cm2
を2時間作用させた後の液体分離素子外径の変化とフィ
ルムを巻き付けたときのシワ発生有無および液体分離素
子の塩分離性能で採用可否を判定する。すなわち、比較
例2、3に示す様に、ヤング率100kg/cm2以下の塩
ビやポリプロピレン材質では内圧を作用させた時にふく
らみややぶれが生じ、比較例1の様にヤング率100kg
/cm2以上で厚さが100μm以下になるとフィルムに
シワが入る事を確認した。その他本特許の要件を満すも
のについては、充分液体分離素子の形態を維持し、充分
な塩分離性能を得る事を確認した。
塩分離性能評価条件は、供給水NaCl1500PPM 、
圧力15kg/cm2、濃縮水量80/分(8インチ径の
とき)で行った。
[発明の効果] 本発明の液体分離膜と同一幅で、1枚の粘着剤付きフィ
ルムでスパイラル型液体分離素子の外周をラッピングす
ることで次の効果を奏する。
(1) 従来のFW工程が省略でき、1日の工程短縮が可
能になった。
(2) 外表面がFWに比べ滑らかで、外観が良くなっ
た。
(3) FWの樹脂から出る不純物がなくなり、純水系、
超純水系の液体分離に適する様になた。
(4) 作業環境が良くなった。
(5) 外周部のふくらみ、洩れもなく、良好な形態を長
期に渡り維持できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明のスパイラル型液体分離素子の一例で
あって、フィルムを巻き付ける前の状態示したを示す概
略外観図を示す。第2図は、従来のスパイラル型液体分
離素子の一例であって、フィルムを巻き付ける途中の状
態示したを示す概略外観図を示す。第3図は、従来の別
のスパイラル型液体分離素子の一例であって、その一部
を切開し巻きほぐした状態を模式的に示した一部断面外
観図を示し、第4図はその従来のスパイラル型液体分離
素子の断面図を示す。 図中、 1:孔を有する中心管 2:第1の液体分離膜 3:第2の液体分離膜 5:分離液流路材 6:供給液流路材 7a:端板 7b:端板 8:シール材 9:供給液 10:分離液 11:濃縮液 12:フィラメントワインディング 13:液体分離素子 14:粘着剤付きフィルム 15:粘着剤付きフィルム をそれぞれ示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】表面に孔を有する中空状の中心管の周囲に
    第1の液体分離膜と分離液流路部材、第2の液体分離膜
    と供給液流路材を一組とするユニットの単組または複組
    を巻き付けてなるスパイラル型液体分離素子において、
    前記液体分離素子の外周面にヤング率100kg/cm2
    上、厚さ100μm以上のフィルムに粘着剤を塗布して
    なるフィルムを巻き付けた事を特徴とするスパイラル型
    液体分離素子。
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