JPS5959215A - 管状分離膜 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は機能性高分子膜よりなる管状分離膜の構造に関
する。

近年省資源、省エネルギー型で環境問題や医用分野に寸
で多くの効果の期待出来る高分子機能性分離膜が活発に
研究、開発、実用化されている。例えば高性能イオン交
換膜による海水淡水化や、非汚染性膜による省エネルギ
ー型都市排水二次処理システム、さらに医用分野では人
工腎臓や人工肺、化学工業では水素分離膜や酸素富化膜
、酸素利用化学反応膜など多方面ですでに実用化されつ
つある。

そして従来の機能性高分子膜は膜の形そのまま利用する
か、あるいけ中空繊維の形に紡糸されたものが利用され
た。しかし膜の形のｉｔで利用するのけ、分離効率の向
上をめざしていくと、どうしても膜の厚みを極限せで薄
くしていかねばならず、その場合の欠点として膜の耐圧
などの機械的強度が保持できず別に支持層として織布や
不織布、スポンジなど複合せねばならず、支持体構造が
複雛で、かつ高価になる。さらに膜の形のままオリ用す
る場合の欠点は分離を目的とする流体に対して膜充填密
度を犬きくとれない事であり、〃Ｊ率の良い分離を困難
にしている点にもある０膜法にも長所はあり、平面なの
で多孔膜の孔径や膜厚さらに膜の機能など種々の品質を
検査した膜が使用出来る点や、いろいろな機能を持った
膜の複合化を作りやすい点などである０次に中空繊維膜
は、膜厚が薄くても耐圧があり分離を目的とする流体に
対して膜充填密度を高く出来る長所がある。欠点として
複合膜にする事が回船であり、中空繊維膜の膜厚等の品
質管理も難かしく、さらに中空繊維１本１本に内部流体
を導入していくシール構造に、煩雑な作業が必要である
。

本発明人等は、膜の形のま１利用する場合の欠点を少な
くし、長所を活かし、中空繊維の形の長所をも併せ持つ
構造にする事を目的に鋭意研究の結果、次に述べるよう
な構造を持つ機能性高分子分離膜を発明する事に成功し
た０ 本発明は少なくとも２枚以上重ねた機能性高分子分離膜
が、その左右両耳端部でシールされており、このシール
は最初より管状膜での形で作られていても良く、捷だ２
枚以上の膜を左右両耳端部で、接るシールされたもので
も良いが、そのような左右両端部でシールされる２枚以
上の膜の両端部の内側に多数本の線状１点状又はループ
状の接着シール部を設ける事により、機能性膜を出発原
料として之を２枚以上重ね、その左右両端部でシールさ
れたものの端部の内側に多数の流体の通路を持った機能
性高分子膜に関するものである。

本発明の構造の例を図によって説明すると第１図は２枚
の高分子機能性分離膜１と２の左右両端部３．３′でシ
ールされて管状になっている。その内側部はさらに線状
の４．４’。

４″１．、、、で接着シールされて、多群の細管状部を
形成した構造になる。左右両端部のシール３．３や内側
部の接着シール部４，４，４゜の接着方法は高分子機能
性膜１と２がアセテートや多孔性ポリエチレン等のヒー
トシール可能な場合はヒートシールが簡便で都合が良い
が、また別な方法として重ねる前の膜の少なくとも片方
の内ＩＴＩＩＩ　Ｋ接着剤を線状Ｖこ塗布して後重ね合
せ、熱接着（ホントメルト接着剤の始）や、接着剤に含
まれている水や溶剤の除去（エマルジョン接着剤や溶剤
型接着剤）などでも接着出来るし、あるいけ、膜１．２
の間に接着剤の付いた糸やテープをサンドインチする事
によっても可能である。その結果、２枚の機能性高分子
膜の間に多数の細管状部が形成され、その細かい管状群
の１本１本が中空繊維の１本１本と同等の効果を生みだ
す。

第２図は、管内流体５の導入部および排出部では、所定
の距離を残して、その内側に接着シール［７た部分を設
ける事により、内部の多群管状体それぞれへの管内流体
５の導入又は排出の際の導入管又は排出管との接続を容
易にし、かかる部分に特別の７−ルを必要とせず、これ
は従来の中空繊維には持合せていない本発明の構造で始
めて可能になった事である。

第３図は、第２図の内側部の接着シール部４　、４　、
４　、、、、、、を膜のシール部をループ状として残し
てそのループ内に切れ目を持つ構造にした事で、この事
で膜の外部の流体が表裏に自由に通じうるようになり、
中空繊維と同等の役割をし、中空繊維のモジー−ルとし
て有名なデーボン社の”ｐｅｒｍａｓｅｐ”タイプに組
込めるようになった〇 第４図はそのｐｅｒｍａｓｅｐ”タイプのモジー−ルの
例で、５が導入流体、６が排出流体で、８がこの分離膜
によって透過した透過流体である。内部には本発明の第
３図の多群の管状部よりなる分離膜を詰めた例で、中空
繊維膜等に膜充填密度も上げられる。また導入流体や排
出流体のシールも第３図の構造の膜を使用すれば非常に
各易な事が判る。

第５図は、内側部の接着シール部を千鳥状の直線にし、
そのシール部をループ状としてシールを保った才オの形
でそのループ内に切れ目を入れた場合である。第５１刈
のように多群管状部が千鳥状に配列されている場合は内
部流体が流れる際、転々流動して攪拌〃７果を生じやす
く、管状部が短かくても効率の良い分離膜にする事が出
来る。

第３図や第５図のような切れ目を入れる方法としで、カ
ミソリ刃などで切れ目を入れても良いが、ヒートシール
可能な膜ではいわゆる溶断によって、内部の接着シール
と切れ目を入れるのが同時ｒ可能であり、そのようなカ
ッターとして、膜の溶融開始温度以上に加熱された熱力
がロールに植えられた熱力ロータリーカッターと、液体
により冷却された弾性体ロールとの間に膜を連続的に通
して熱力に当った所を溶断していく方法である所の本願
発明者等の先願発明％列間５６−１４８９６７　ｒ熱可
塑性皮膜に切れ目を入れる方法」が最も適した方法の１
つである。

第１．２，３．５図の構造は接着シール部が直線の場合
のみを記したが、かならずしも直線でなくても良く種々
の曲線にする事により内部流体の加圧や減圧を繰返した
り、内部流体の攪拌をもたらす構造にする事も可能であ
る。寸た接着シール部を種々の点の配列とする事も出来
る。第６図は管状部の内側部の接着シール部が円状で、
ループ状となりその中心に穴がおいている場合で、この
ような構造も本発明の効果を満足出来る。

本発明の特長として、膜を出発原料としているので、穴
径、膜厚、膜の機能性（例えばイオン交換膜の吸着基の
分布など）を充分に品質管理した状態で使用出来るので
高品位の管状膜になる。さらに膜を多層複合化して高度
の機能を持たせた管にする事も出来る。寸だ、内部流体
の導入や排出の際の流体シールが従来の中空繊維に比較
にならない位容易で簡単に出来る点も本発明の大きな特
長である。

オた、中空繊維の場合は、多数本の繊維がそれぞれ独立
しているので、モジュールに組込む際、本数を数えたり
、長さを揃えたり、ねじれや曲りを直したりしなければ
ならず、その本数も数千本から数百本にも及ぶことがあ
り、その取扱いが非常に面倒であるが、本発明の構造の
場合は中空繊維の数百本が１つのユニットになっている
と同等の構造になっており、［１，がもそのユニットの
中では長さは一定であり、ねじれや曲りも問題にならず
、非常に取り扱いが簡単である。　　　　　　　４管状
体内部に出来る多数の内部流体通路も円形ばかりでなく
楕円やその他さ捷ざ寸な形状をとりつるので、中空繊維
の円に近い形のものよりは内部流体量に対して接触膜面
積を広くとる事も出来る。その上この管状体内部の内部
流体通路が千鳥状など種々の通路を形成出来るので、内
部流体を加圧、減圧を繰返したり攪拌（−たりして膜の
分離効果を向上させる事が可能である。また、本発明の
構造は膜を出発原料としているにもがかわらず、中空繊
維の場合のように内部流体の圧力を高める事も可能であ
り、かつ内部流体に対して膜充填密度を高くする事が出
来る。さらに、従来の機能性膜をそのままの形で使用出
来るので製造も簡単でコストの安１．／１製品にする事
が可能であり、また膜の種類や管の径、内部流体のさ才
ざまな形状の通路など適応範囲の広い機能性高分子分離
膜の管状体にする事が出来る。

【図面の簡単な説明】

第１．２，３，５．６図は本発明の構造の例を示す模式
図、第４図はそれを分離膜として装置に組込んだ場合の
、装置の１例を示す斜視図である。 出願人　　株式会社　高分子加工研究所第　１　百 づ 竿　２１ 竿　３　図 草／１−図 ≠５（２） 茅４　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）少なくとも２枚以上重ね、その左右両耳端部でシ
   ールされて管状部が形成されている機能性高分子分離膜
   において、その管状の内側部に多数本の線状、点状又は
   ループ状の接着／−シル部有する事を特徴とする管状分
   離膜 （２、特許請求の範囲（１）において、その管状部の流
   体入口部又は入口部および出口部に所定のｉｆｆ″Ｉ離
   をおいてその内側に接着シール部を設ける事により、膜
   内部流体の導入および排出を容易に１．た事を特徴とす
   る管状分離膜 （３）特許請求の範囲（１）において１．接着シール部
   の膜が、シール部がループ状となって、その中に切れ目
   又は穴を持っており外部の流体が表裏と自由に通じうる
   如くなした事を特徴とする管状分離膜