JPH09155167A - プリーツ型膜エレメント - Google Patents

プリーツ型膜エレメント

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JPH09155167A
JPH09155167A JP31928095A JP31928095A JPH09155167A JP H09155167 A JPH09155167 A JP H09155167A JP 31928095 A JP31928095 A JP 31928095A JP 31928095 A JP31928095 A JP 31928095A JP H09155167 A JPH09155167 A JP H09155167A
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JP
Japan
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cylindrical member
membrane
membrane element
approximately
less
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JP31928095A
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English (en)
Inventor
Hideki Hayama
英樹 葉山
Tomio Sakka
富夫 属
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Nitto Denko Corp
Original Assignee
Nitto Denko Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 分離膜が円筒部材の孔に落ち込むことにより
破損することが防止されたプリーツ型膜エレメントを提
供することである。 【解決手段】 複数の孔8が形成された内側円筒部材3
の外周面上に、例えばテトラフルオロエチレン−パーフ
ルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)等の
フッ素樹脂からなるネット9を装着し、内側円筒部材3
と外側円筒部材4との間に順次山折りおよび谷折りされ
た分離膜1および膜サポート部材2a,2bからなるエ
レメント部分Aを挿入し、両端部に円形の固定部材5
a,5bを装着して樹脂等で封止する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は液体の成分を分離す
るためのプリーツ型膜エレメントに関する。
【0002】
【従来の技術】電子工業分野や薬品分野での精密濾過で
は、プリーツ型膜エレメントを用いたカートリッジフィ
ルタが多用されている。特に、半導体関係の分野では、
高温の強酸等が用いられることから膜エレメントの材料
として金属の使用は不可能であり、耐熱性および耐薬品
性を有するフッ素樹脂等の合成樹脂製のプリーツ型膜エ
レメントが多く使用されている。
【0003】図2は精密濾過に用いられる従来のプリー
ツ型膜エレメントの一例を示す一部分解斜視図である。
図2に示すように、合成樹脂製の精密濾過膜からなる分
離膜1の原液側および透過液側の面に合成樹脂製のネッ
ト(網)からなる原液側膜サポート部材2aおよび透過
液側膜サポート部材2bがそれぞれ重ね合わされ、順次
山折りおよび谷折りすることによりエレメント部分Aが
円筒状に形成される。
【0004】このエレメント部分Aが液体透過用の複数
の孔8を有する内側円筒部材3(インナーコア)と複数
の液体透過用の孔10を有する外側円筒部材4(アウタ
ーチューブ)4との間に挿入され、両端部に円形の固定
部材5a,5bが装着されて樹脂等により封止されてい
る。
【0005】固定部材5a,5bの中央部にはフィルタ
のハウジング(図示せず)との接続のための接合部6が
設けられている。このようにして形成されたプリーツ型
膜エレメントは、固定部材5a,5bの端面にOリング
またはパッキン7を介した状態でフィルタのハウジング
に装着される。
【0006】液体は、外側円筒部材4の外周面の孔10
から分離膜1および内側円筒部材3の孔8を通過して内
側円筒部材3の内部に流入し、固定部材5a,5bの接
合部6からハウジングを経由してフィルタの外部に流出
する。この際に、孔8による圧力損失が所定の値以下に
なるように、孔8の開口率は一定値以上であることが要
求される。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ここで、例えば半導体
製造プロセスにおける硫酸、過酸化水素水混合液、燐酸
等の高温薬品の精密濾過の際には、上記のプリーツ型膜
エレメントは、温度が120〜180℃、圧力が最大2
〜3Kgf/cm2 の条件で使用される。このような高
温条件では、合成樹脂の強度が低下するため、圧力によ
り分離膜1およびび膜サポート部材2a,2bが内側円
筒部材3の孔8に落ち込み、貫通破損する場合があっ
た。
【0008】この問題を解決するためには次の2つの方
法が考えられる。第1に、分離膜1および膜サポート部
材2a,2bの厚みを厚くして強度を高める方法であ
る。しかしながら、プリーツ型膜エレメントのエレメン
ト部分Aは、上記のように、原液側膜サポート部材2
a、分離膜1および透過液側膜サポート部材2bの3層
構造となっており、かつ折り畳まれた部分は見かけ上6
層構造になるため、分離膜1および膜サポート部材2
a,2bの厚みを厚くすると折り数が少なくなり、膜面
積が減少することになる。その結果、プリーツ型膜エレ
メントの透過流量が低下する。
【0009】第2に、内側円筒部材3の孔8の大きさを
小さくして数を増加させる方法が考えられる。しかしな
がら、内側円筒部材3は合成樹脂の成形品であるため、
微小な孔を多く形成することは成形上困難である。
【0010】本発明の目的は、分離膜が円筒部材の孔に
落ち込むことにより破損することが防止されたプリーツ
型膜エレメントを提供することである。
【0011】
【課題を解決するための手段および発明の効果】本発明
に係るプリーツ型膜エレメントは、複数の孔を有する円
筒部材の外周面に順次山折りおよび谷折りされた分離膜
を巻き付けてなるプリーツ型膜エレメントにおいて、円
筒部材の外周面上に透液性シートを装着したものであ
る。
【0012】本発明に係るプリーツ型膜エレメントにお
いては、円筒部材の外周面上に装着された透液性シート
により分離膜が保持されているので、高温下で分離膜の
強度が低下した場合でも、圧力により分離膜が円筒部材
の孔に落ち込むことが阻止される。したがって、透過流
量を低下させることなく分離膜の破損が防止される。
【0013】特に、透液性シートは、合成樹脂製の網、
不織布または多孔質体からなることが好ましい。網は、
ほぼ5メッシュ以上ほぼ100メッシュ以下の網目を有
し、ほぼ100μm以上ほぼ3000μm以下の線径を
有することが好ましい。また、不織布は、ほぼ100μ
m以上ほぼ3000μm以下の厚みを有し、ほぼ10%
以上ほぼ90%以下の気孔率を有することが好ましい。
また、多孔質体は、ほぼ100μm以上ほぼ3000μ
m以下の厚みを有し、ほぼ10%以上ほぼ90%以下の
気孔率を有することが好ましい。それにより、透過流量
の低下を抑制しつつ分離膜の破損を十分に防止すること
ができる。
【0014】
【発明の実施の形態】図1は本発明に係るプリーツ型膜
エレメントの一例を示す一部分解斜視図である。
【0015】図1に示すように、内側円筒部材(インナ
ーコア)3の外周面上には、透液性シートとしてネット
(網)9が装着されている。ネット9は、例えばテトラ
フルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテ
ル共重合体(PFA)、エチレン−テトラフルオロエチ
レン共重合体(PETFE)等の成形性の良いフッ素樹
脂により形成される。この内側円筒部材3には、液体透
過用の複数の孔8が形成されている。
【0016】精密濾過膜からなる分離膜1の原液側およ
び透過液側の面にネット(網)または不織布からなる原
液側膜サポート部材2aおよび透過液側膜サポート部材
2bがそれぞれ重ね合わされ、順次山折りおよび谷折り
することによりエレメント部分Aが円筒状に形成され
る。
【0017】分離膜1、原液側膜サポート部材2aおよ
び透過液側膜サポート部材2bは、ポリテトラフルオロ
エチレン(PTFE)、テトラフルオロエチレン−ヘキ
サフルオロプロピレン共重合体(FEP)、テトラフル
オロエチレン−エチレン共重合体(ETFE)、テトラ
フルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテ
ル共重合体(PFA)、エチレン−クロロトリフルオロ
エチレン共重合体(ECTFE)等のフッ素樹脂により
形成される。
【0018】この状態でエレメント部分Aが内側円筒部
材3と外側円筒部材(アウターチューブ)4との間に挿
入され、両端部に円形の固定部材5a,5bが装着され
て樹脂等で封止される。外側円筒部材4には、液体透過
用の複数の孔10が形成されている。
【0019】内側円筒部材3、外側円筒部材4および固
定部材5a,5bはフッ素樹脂等の耐熱性および耐薬品
性を有する合成樹脂により形成される。固定部材5a,
5bには、フィルタのハウジング(図示せず)との接続
のための接合部6が設けられている。このようにして形
成されたプリーツ型膜エレメントは、固定部材5a,5
bの端面にOリングまたはパッキン7を介した状態でフ
ィルタのハウジングに装着される。
【0020】このプリーツ型膜エレメントにおいては、
分離膜1、原液側膜サポート部材2aおよび透過液側膜
サポート部材2bから構成されたエレメント部分Aと内
側円筒部材3との間にネット9が装着されているので、
このエレメント部分Aは直接内側円筒部材3に接触せ
ず、ネット9により保持される。
【0021】したがって、高温条件下でエレメント部分
Aの合成樹脂の強度が低下しても、圧力によりエレメン
ト部分Aが内側円筒部材3の孔8に落ち込むことが阻止
される。その結果、分離膜1および膜サポート部材2
a,2bの貫通破損が防止される。
【0022】上記の例では、透液性シートとしてネット
9を用いているが、透液性シートとしてフッ素樹脂等の
合成樹脂からなる不織布または多孔質体を用いてもよ
い。透液性シートとして用いるネットは、5〜100メ
ッシュ程度の網目を有し、100〜3000μm程度の
線径を有することが好ましい。また、透液性シートとし
て用いる不織布は、100〜3000μm程度の厚みを
有し、10〜90%程度の気孔率を有することが好まし
い。また、透液性シートとして用いる多孔質体は、10
0〜3000μm程度の厚みを有し、10〜90%程度
の気孔率を有することが好ましい。それにより、透過流
量の低下を抑制しつつエレメント部分Aの貫通破損を十
分に防止することができる。
【0023】
【実施例】ここで、以下の条件で実施例および比較例の
プリーツ型膜エレメントを作製し、フィルタのハウジン
グに装着して150℃の濃燐酸の精密濾過を行った。
【0024】実施例および比較例のプリーツ型膜エレメ
ントにおいて、原液側および透過液側の膜サポート部材
2a,2bとして厚み200μmのPTFE製の不織布
を用い、分離膜1として厚み100μmおよび膜孔径
0.2μmのPTFE製の膜を用い、内側円筒部材3の
孔8の径を3mmとした。特に、本実施例のプリーツ型
膜エレメントでは、内側円筒部材3の外周面上に線径4
00μmおよび30メッシュのPFA製のネット9を装
着した。
【0025】ベローズポンプ運転圧2kgf/cm2
てフィルタを1か月間運転したところ、比較例のプリー
ツ型膜エレメントでは、内側円筒部材3の孔8に分離膜
1および膜サポート部材2a,2bが落ち込んで破損し
た。これに対して、本実施例のプリーツ型膜エレメント
では、分離膜1および膜サポート部材2a,2bの破損
が起こらず、フィルタの正常運転が可能であった。な
お、実施例および比較例のプリーツ型膜エレメントの流
量は14リットル/分で同等であった。
【0026】このように、実施例のプリーツ型膜エレメ
ントにおいては、高温使用時に、透過流量が低下するこ
となく、内側円筒部材3の孔8への分離膜1および膜サ
ポート部材2a,2bの落ち込みが防止される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るプリーツ型膜エレメントの一例を
示す一部分解斜視図である。
【図2】従来のプリーツ型膜エレメントの一例を示す一
部分解斜視図である。
【符号の説明】 1 分離膜 2a 原液側膜サポート部材 2b 透過液側膜サポート部材 3 内側円筒部材 4 外側円筒部材 8,10 孔 9 ネット

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の孔を有する円筒部材の外周面に順
    次山折りおよび谷折りされた分離膜を巻き付けてなるプ
    リーツ型膜エレメントにおいて、前記円筒部材の外周面
    上に透液性シートを装着したことを特徴とするプリーツ
    型膜エレメント。
  2. 【請求項2】 前記透液性シートは合成樹脂製の網、不
    織布または多孔質体からなることを特徴とする請求項1
    記載のプリーツ型膜エレメント。
  3. 【請求項3】 前記網は、ほぼ5メッシュ以上ほぼ10
    0メッシュ以下の網目を有し、ほぼ100μm以上ほぼ
    3000μm以下の線径を有することを特徴とする請求
    項2記載のプリーツ型膜エレメント。
  4. 【請求項4】 前記不織布は、ほぼ100μm以上ほぼ
    3000μm以下の厚みを有し、ほぼ10%以上ほぼ9
    0%以下の気孔率を有することを特徴とする請求項2記
    載のプリーツ型膜エレメント。
  5. 【請求項5】 前記多孔質体は、ほぼ100μm以上ほ
    ぼ3000μm以下の厚みを有し、ほぼ10%以上ほぼ
    90%以下の気孔率を有することを特徴とする請求項2
    記載のプリーツ型膜エレメント。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004305823A (ja) * 2003-04-03 2004-11-04 Nitto Denko Corp スパイラル型分離膜エレメント
CN109152965A (zh) * 2016-03-02 2019-01-04 唐纳森公司 具有内部支撑的过滤器元件、以及方法
JP2021513910A (ja) * 2018-02-15 2021-06-03 ドナルドソン カンパニー,インコーポレイティド フィルター要素構造
US11806650B2 (en) 2016-08-16 2023-11-07 Donaldson Company, Inc. Hydrocarbon fluid-water separation

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CN109152965B (zh) * 2016-03-02 2021-04-13 唐纳森公司 具有内部支撑的过滤器元件、以及方法
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