KR20080094836A - 스파이럴형 막 엘리먼트 - Google Patents

Abstract

섬유 권회물을 보강상으로 하는 섬유 보강 수지층의 배리어성을 향상시키고,또한 크랙의 발생을 효과적으로 방지할 수 있는 스파이럴형 막 엘리먼트를 제공한다. 분리막과 공급측 유로재와 투과측 유로재가 적층 상태로 유공의 중심관 (5) 주위에 스파이럴 형상으로 권회된 원통형 권회체 (R) 를 구비함과 함께, 공급측 유체와 투과측 유체의 혼합을 방지하기 위한 밀봉부가 형성되어 있는 스파이럴형 막 엘리먼트에 있어서, 상기 원통형 권회체 (R) 의 외주측에는 섬유 권회물을 보강상으로 하는 섬유 보강 수지층 (26) 이 형성되어 있음과 함께, 그 섬유 보강 수지층 (26) 의 내부 또는 내측에는 그 섬유 보강 수지층 (26) 의 대략 전체 길이 또한 대략 전체 둘레에 걸쳐서 플라스틱층 (24) 이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

Description

스파이럴형 막 엘리먼트 {SPIRAL-TYPE FILM ELEMENT}

본 발명은, 분리막과 공급측 유로재와 투과측 유로재가 적층 상태로 유공 (有孔) 의 중심관 주위에 스파이럴 형상으로 권회되어 있어 여러 가지 유체 (액체 또는 기체) 중에 존재하는 특정 성분을 분리할 수 있는 스파이럴형 막 엘리먼트에 관한 것이다.

종래, 역침투 여과, 정밀 여과 등에 사용되는 유체 분리 엘리먼트로서, 예를 들어 도 5 에 나타내는 바와 같이, 분리막 (1) 과 공급측 유로재 (2) 와 투과측 유로재 (3) 가 적층 상태로 유공의 중심관 (5) 주위에 스파이럴 형상으로 권회된 원통형 권회체 (R) 를 구비함과 함께, 공급측 유체와 투과측 유체의 혼합을 방지하기 위한 밀봉부 (11 ∼ 13) 가 형성되어 있는 스파이럴형 막 엘리먼트가 알려져 있다.

이 스파이럴형 막 엘리먼트에서는, 공급측 유체 (원수) 가 공급측 유로재 (2) 에 의해 분리막 (1) 표면으로 유도되고, 분리막 (1) 을 투과하여 분리된 후, 투과측 유체 (투과수) 가 투과측 유로재 (3) 를 따라 중심관 (5 ; 집수관) 까지 유도된다. 그리고, 이와 같은 스파이럴형 막 엘리먼트에는 가압 운전시의 내압성 및 형상 유지성을 부여할 목적으로, 외장재로서 섬유 강화 수지 (FRP) 를 외주에 형성하는 경우가 있다 (도시 생략).

이와 같은 스파이럴형 막 엘리먼트는 도 6(a) ∼ (b) 에 나타내는 바와 같이, 일반적으로 분리막 (1) 을 둘로 접은 사이에 공급측 유로재 (2) 를 배치한 것과, 투과측 유로재 (3) 를 중첩하여 공급측 유체와 투과측 유체의 혼합을 방지하는 밀봉부를 형성하기 위해서, 접착제 (4, 6) 를 분리막 주변부 (3 변) 에 위치하는 투과측 유로재 (3) 에 도포하여 분리막 유닛 (U) 을 제작하여, 이 유닛 (U) 의 단수 또는 복수를 중심관 (5) 주위에 스파이럴 형상으로 감고, 추가로 분리막 주변부를 밀봉함으로써 제조된다. 이 예는, 막 리프 (밀봉된 봉투형상 막) 가 복수인 경우이지만, 막 리프가 단수인 경우에도 존재한다.

또, 외장재의 형성은, 통상적으로 중심관에 막 리프를 권회한 후에, 원통형 권회체의 외주면에 수지를 함침시킨 글래스 로빙 (글래스 필라멘트의 스트랜드로 이루어지는 집속체) 을 감고, 이것을 경화시켜 섬유 보강 수지 (FRP) 로서 형성하는 방법이 알려져 있다 (예를 들어, 특허 문헌 1 ∼ 2 참조). 그리고, 막 엘리먼트의 경우, 일반적인 구조재와는 달리 단부를 크게 절제할 수 없기 때문에, 글래스 로빙의 감는 각도를 크게 할 수 없어, 당해 감는 각도는 겨우 5˚정도이었다.

또한, 스파이럴형 막 엘리먼트에 회사명이나 품번을 표시한 표시 라벨을 형성하는 방법으로서, 글래스 로빙을 감기 전에, 원통형 권회체에 표시 라벨을 접착시켜 두고, 이것에 글래스 로빙을 감은 후, 경화시키는 방법이 알려져 있다.

그러나, 상기 방법에서는, 표시 라벨을 대형화하고자 하면, 원통형 권회체의 피착면의 요철이나 외경의 변화 (막 엘리먼트의 단부 부근의 외경이 보다 커진다) 의 영향이 커진다. 이 때문에, 표시 라벨의 밀착성이 저하되고, 들뜸나 변형 등에 의해 글래스 로빙을 감을 때에, 대형화된 표시 라벨이 구겨지거나 변형되는 문제가 있었다. 따라서, 현재까지 대형화된 표시 라벨이나 시트를 형성한 스파이럴형 막 엘리먼트는 알려지지 않았다.

한편, 글래스 로빙을 사용하는 경우와 같이, 섬유 권회물을 보강상으로 하는 섬유 보강 수지를 외장재로서 형성한 경우, 막 엘리먼트의 내압에 의한 변형에 대해서는 충분한 강도를 갖지만, 그 밖의 힘에 대해서는 약한 면이 있고, 사용 환경에 따라서는 섬유 방향을 따른 크랙이 발생하는 경우가 있었다. 또, 섬유 권회물을 보강상으로 하는 섬유 보강 수지에서는, 섬유 사이에 침입한 공기층이 연통로를 형성함으로써, 외장재의 배리어성이 저하되기 쉽고, 약품의 침입에 의해 침식 열화된다는 문제가 있었다.

특허 문헌 1 : 일본 공개특허공보 2001-17840호

특허 문헌 2 : 일본 공개특허공보 2000-354742호

발명의 개시

발명이 해결하고자 하는 과제

그래서, 본 발명의 목적은 섬유 권회물을 보강상 (相) 으로 하는 섬유 보강 수지층의 배리어성을 향상시키고, 또한 크랙의 발생을 효과적으로 방지할 수 있는 스파이럴형 막 엘리먼트를 제공하는 것에 있다.

과제를 해결하기 위한 수단

상기 목적은 하기와 같은 본 발명에 의해 달성할 수 있다.

본 발명의 스파이럴형 막 엘리먼트는, 분리막과 공급측 유로재와 투과측 유로재가 적층 상태로 유공의 중심관 주위에 스파이럴 형상으로 권회된 원통형 권회체를 구비함과 함께, 공급측 유체와 투과측 유체의 혼합을 방지하기 위한 밀봉부가 형성되어 있는 스파이럴형 막 엘리먼트에 있어서, 상기 원통형 권회체의 외주측에는 섬유 권회물을 보강상으로 하는 섬유 보강 수지층이 형성되어 있음과 함께, 그 섬유 보강 수지층의 내부 또는 내측에는 그 섬유 보강 수지층의 대략 전체 길이 또한 대략 전체 둘레에 걸쳐서 플라스틱층이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 스파이럴형 막 엘리먼트에 의하면, 섬유 권회물을 보강상으로 하는 섬유 보강 수지층의 대략 전체 길이 또한 대략 전체 둘레에 걸쳐서 플라스틱층이 형성되어 있기 때문에 배리어성을 향상시킬 수 있고, 또한 크랙의 발생을 효과적으로 방지할 수 있다. 또, 플라스틱층이 표면에 노출되어 있지 않기 때문에, 흠집 등의 손상이 생기기 어려워, 보강 효과를 길게 유지할 수 있다.

상기에 있어서, 상기 플라스틱층이 통 형상의 열수축 필름인 것이 바람직하다. 통 형상의 열수축 필름을 사용함으로써, 외표면이 요철을 가지고, 외경이 일정하지 않은 원통형 권회체에 대해서도 양호하게 추종하여 밀착시킬 수 있고, 상층에 보강 섬유를 권회할 때에도 플라스틱층에 구겨짐이나 변형이 생기기 어려워진다.

또, 상기 섬유 보강 수지층과 플라스틱층 사이에는 섬유포를 보강상으로 하는 섬유포 보강 수지층이 개재되어 있는 것이 바람직하다. 섬유포 보강 수지층을 형성함으로써, 복수의 방향에 대해 보강 효과가 얻어지게 되어, 크랙의 발생을 보다 효과적으로 방지할 수 있다. 또, 실시예의 결과가 나타내는 바와 같이, 동일한 두께의 경우를 비교하면, 섬유포 보강 수지층을 포함하는 것이 외장재 전체의 투명성이 높아지고, 플라스틱층에 표시 등을 형성한 경우의 시인성이 향상된다. 상세한 이유는 분명하지 않지만, 섬유 권회물에서는 평행하고 균일하게 섬유의 필라멘트가 배열되기 때문에, 산란광의 간섭이 생기기 쉬워지는 반면, 필라멘트의 배열이나 밀도에 편차가 있는 섬유포인 것이 산란광이 억제되기 때문이라고 생각된다.

또한, 상기 섬유포 보강 수지층을 구성하는 섬유포는 개구도가 10％ 이상의 섬유포인 것이 바람직하다. 이로써, 섬유포의 뒷측에 수지가 진입하기 쉬워져, 플라스틱층과 섬유포 보강 수지층의 밀착성이 향상됨으로써, 플라스틱층에 표시 등을 형성한 경우의 시인성이 보다 향상된다.

또, 상기 플라스틱층의 외주면에는 상기 섬유포 보강 수지층을 구성하는 수지와의 밀착성을 향상시키는 표면 처리가 실시되어 있는 것이 바람직하다. 이로써, 섬유포 보강 수지층과 플라스틱층의 밀착성이 향상됨으로써, 플라스틱층에 표시 등을 형성한 경우의 시인성이 보다 향상된다.

도 1 은, 본 발명의 스파이럴형 막 엘리먼트의 일례를 나타내는 단면도이다.

도 2 는, 본 발명의 스파이럴형 막 엘리먼트의 다른 예를 나타내는 단면도이다.

도 3 은, 본 발명의 스파이럴형 막 엘리먼트의 다른 예를 나타내는 사시도이 다.

도 4 는, 본 발명의 스파이럴형 막 엘리먼트의 다른 예를 나타내는 주요부 단면도이다.

도 5 는, 종래 (본 발명) 의 스파이럴형 막 엘리먼트의 일례를 나타내는 부분 파단된 사시도이다.

도 6 은, 종래 (본 발명) 의 스파이럴형 막 엘리먼트의 제조 방법의 일례를 나타내는 공정도이다.

도 7 은, 에폭시 수지와 디자인 라벨의 접착성을 평가한 결과를 나타내는 그래프이다.

※부호의 설명※

1 분리막

2 공급측 유로재

3 투과측 유로재

4 접착제

5 중심관

6 접착제

24 플라스틱층

25 섬유포 보강 수지층

26 섬유 보강 수지층

27 표시 라벨

R 원통형 권회체

U 분리막 유닛

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

이하, 본 발명의 실시형태에 대해, 도면을 참조하면서 설명한다. 도 1 은, 본 발명의 스파이럴형 막 엘리먼트의 일례를 나타내는 단면도이다.

본 발명의 스파이럴형 막 엘리먼트는 외장재의 형성 방법 및 구조만이 종래의 것과 상이하고, 다른 구조는 상기 서술한 종래의 스파이럴형 막 엘리먼트의 구성을 모두 적용할 수 있다.

따라서, 본 발명의 스파이럴형 막 엘리먼트는 도 5 에 나타내는 바와 같이, 분리막 (1), 공급측 유로재 (2) 및 투과측 유로재 (3) 가 적층 상태로 유공의 중심관 (5) 주위에 스파이럴 형상으로 권회된 원통형 권회체 (R) 를 구비함과 함께, 공급측 유체와 투과측 유체의 혼합을 방지하기 위한 밀봉부가 형성되어 있다. 밀봉부에는, 예를 들어 양단 밀봉부 (11) 와 외주측 밀봉부 (12) 가 포함되고, 또한 중심관 (5) 주위의 밀봉을 실시하는 높게 밀봉부 (13) 을 형성해도 된다.

본 발명의 스파이럴형 막 엘리먼트는 분리막 (1) 과 공급측 유로재 (2) 와 투과측 유로재 (3) 를 적층 상태로 유공의 중심관 (5) 주위에 스파이럴 형상으로 권회하여 원통형 권회체 (R) 를 형성하는 공정과, 공급측 유체와 투과측 유체의 혼합을 방지하기 위한 밀봉부 (11, 12) 를 형성하는 공정을 포함하는 방법으로 제조 할 수 있다. 구체적으로는, 예를 들어 도 6(a) ∼ (b) 에 나타내는 공정을 실시함으로써 제조할 수 있다.

도 6(a) 에 나타내는 바와 같이, 먼저 분리막 (1) 을 둘로 접은 사이에 공급측 유로재 (2) 를 배치한 것과 투과측 유로재 (3) 를 중첩하고, 공급측 유체와 투과측 유체의 혼합을 방지하는 밀봉부를 형성하기 위한 접착제 (4, 6) 를, 투과측 유로재 (3) 의 축 방향 양단부 및 권회 종단부에 도포한 유닛을 준비한다. 이 때, 분리막 (1) 의 접힌 부분에 보호 테이프를 붙여도 된다.

분리막 (1) 에는 역침투막, 한외 여과막, 정밀 여과막, 가스 분리막, 탈가스막 등을 사용할 수 있다. 공급측 유로재 (2) 에는 네트상 재료, 메시상 재료, 홈이 형성된 시트, 파형 (波形) 시트 등을 사용할 수 있다. 투과측 유로재 (3) 에는 부직포, 직포, 편포 등의 섬유포, 네트상 재료, 메시상 재료, 홈이 형성된 시트, 파형 시트 등을 사용할 수 있다.

유공의 중심관 (5) 은 관 주위에 개공을 갖는 것이면 되고, 종래의 것은 어느 것이나 사용할 수 있다. 일반적으로는, 중심관 (5) 은 ABS 수지, 폴리페닐렌에테르 (PPE), 폴리술폰 (PSF) 등의 재질로 형성되고, 그 직경은 막 엘리먼트의 크기에 따라 상이한데, 예를 들어 20 ∼ 100㎜ 이다.

접착제 (4, 6) 로는 우레탄계 접착제, 에폭시계 접착제, 핫 멜트 접착제 등, 종래 공지된 어느 접착제라도 사용할 수 있다. 단, 가열에 의한 경화 반응을 실시하는데 있어서, 우레탄계 접착제, 에폭시계 접착제 등의 열 경화성 수지를 함유하는 접착제가 바람직하다.

다음으로, 도 6(b) 에 나타내는 바와 같이, 이 분리막 유닛 (U) 의 복수를 적층하고, 유공의 중심관 (5) 주위에 스파이럴 형상으로 권회한 후, 접착제를 경화 시키는 등 하여, 밀봉부 (11, 12, 13) 를 형성한다. 그 때, 점착 테이프를 코일 형상으로 감아, 원통형 권회체 (R) 의 형상을 유지해도 된다.

분리막 유닛 (U) 을 적층할 때의 수량은 필요로 하는 투과 유량에 따라 정해지는 것으로, 1 층 이상이면 되지만, 조작성을 고려하면 100 층 정도가 상한이다. 또한, 분리막 유닛 (U) 의 길이가 길수록 적층 수량은 적어진다.

본 발명의 스파이럴형 막 엘리먼트는 도 1 에 나타내는 바와 같이, 원통형 권회체 (R) 의 외주측에는 섬유 권회물을 보강상으로 하는 섬유 보강 수지층 (26) 이 형성되어 있음과 함께, 그 섬유 보강 수지층 (26) 의 내부 또는 내측에는 그 섬유 보강 수지층 (26) 의 대략 전체 길이 또한 대략 전체 둘레에 걸쳐서 플라스틱층 (24) 이 형성되어 있다. 본 실시형태에서는, 플라스틱층 (24) 이 통 형상의 열수축 필름으로, 섬유 보강 수지층 (26) 과 플라스틱층 (24) 사이에는 섬유포를 보강상으로 하는 섬유포 보강 수지층 (25) 이 개재되어 있는 예를 나타낸다.

따라서, 본 실시형태의 스파이럴형 막 엘리먼트는 원통형 권회체 (R) 의 외주면에 통 형상의 열수축 필름에 밀착시켜 플라스틱층 (24) 을 형성한 후, 섬유포 보강 수지층 (25) 및 섬유 보강 수지층 (26) 을 형성함으로써 제조할 수 있다.

열수축 필름은 연신 필름의 분자 배향에 기초하는 내부 응력 등을 이용하여, 가열에 의해 수축이 발생하는 필름이다. 따라서, 통 형상의 열수축 필름을 원통형 권회체 (R) 에 씌우고, 적당한 가열 수단으로 가열을 실시함으로써, 섬유포 보강 수지층 (25) 를 형성할 수 있다.

열수축 필름으로는 가교 폴리에틸렌 수축 필름, 폴리스티렌계 수축 필름, PET 수축 필름, 염화비닐 수축 필름, PP 수축 필름, 올레핀계 다층 수축 필름 등을 들 수 있다. 통 형상의 열수축 필름은 이음매가 있는 타입, 이음매가 없는 타입 중 어느 것이라도 사용할 수 있다.

열수축 필름은 원통형 권회체 (R) 의 외주면에 대해 접착하지 않고 밀착되어만 있어도 되지만, 접착제나 점착제를 사용하여 열수축 필름을 접착해도 된다.

한편, 섬유포 보강 수지층 (25) 의 형성은, 예를 들어, 수지를 함침 또는 도포한 섬유포를 감은 후에 경화시킴으로써 실시할 수 있다. 섬유포를 감은 후에 수지를 도포 등 할 수도 있다. 섬유포의 감는 횟수는 1 ∼ 5 회가 바람직하다.

섬유포 보강 수지층 (25) 의 보강상 (지지체) 인 섬유포는, 예를 들어 PET, PP, PE, PSF, 폴리페닐렌술파이드 (PPS) 등의 수지로 이루어지는 섬유포 이외에, 유리 크로스 등의 유리 섬유포, 금속 메시 스크린 등의 금속 섬유포 등을 사용할 수도 있다. 표시 라벨을 내측에 형성하는 경우, 그 시인성을 높이는 관점에서 유리 크로스 등의 유리 섬유포나 투명 수지로 이루어지는 섬유포를 사용하는 것이 바람직하다.

섬유포의 종류로는 부직포, 직포, 편포 등을 들 수 있고, 보강 효과와 시인성의 관점에서, 평직물, 능직물, 주자직물, 모사직물, 낙직물 등의 직포가 바람직하다. 또 1 장의 섬유포의 두께는 0.03 ∼ 0.6㎜ 가 바람직하고, 0.1 ∼ 0.4㎜ 가 보다 바람직하다.

예를 들어 디자인 라벨과 같이, 플라스틱층 (24) 에 표시 등을 형성하는 경우, 그 외주면에 섬유포 보강 수지층 (25) 이 형성되면, 섬유포의 개구도가 작으면 섬유포 뒷측의 디자인 라벨 계면까지 수지가 도달하지 않고, 공기층이 생겨 밀착성이 낮아지기 때문에, 디자인 라벨의 시인성이 저하된다. 이와 같은 경우, 시인성을 만족시키기 위해서는 디자인 라벨 상 (섬유포 아래) 에 있어서 수지층을 형성함으로써 밀착성을 높일 수 있다. 또, 개구도가 큰 유리 크로스 등을 사용함으로써, 수지가 섬유포 뒷측의 디자인 라벨 계면까지 침입하여, 밀착성을 높일 수 있게 된다. 또, 섬유포의 개구도가 큰 경우, 수지의 함침성이 양호해지기 때문에, 섬유포에 수지를 도포하지 않아도, 섬유 보강 수지층 (26) 을 구성하는 수지를 이행시켜 섬유포에 수지를 함침시킬 수도 있게 된다.

따라서, 유리 크로스 등의 섬유포의 개구도는 10％ 이상인 것이 바람직하지만, 개구도가 지나치게 커지면 엘리먼트의 압축 강도가 저하되기 때문에, 바람직하게는 20 ∼ 40％ 이다. 여기서, 섬유포의 개구도는 섬유포를 정치 (靜置) 한 상태에서, 현미경 관찰했을 때의 섬유 다발끼리의 사이에 생기는 개구 면적의 백분율을 나타낸다. 예를 들어, 개구 상부의 섬유와, 개구 우측의 섬유와, 그것들 양 섬유의 중첩되는 부분과, 개구와의 면적을 합계한, 반복 단위의 합계 면적에 대해 그 개구의 면적의 백분율을 계산함으로써 개구도를 구할 수 있다.

섬유포에 도포 등 하는 수지는 원통형 권회체 (R) 의 형성시에 사용하는 폴리우레탄 수지 또는 에폭시 수지를 그대로 사용할 수 있지만, 원통형 권회체 (R) 에 사용한 수지에 대해 수지의 종류를 변경할 수도 있다. 유리 섬유 등과의 조합으로, 특히 시인성을 향상시키는 수지로는 에폭시 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리우레탄 수지를 들 수 있다.

또, 섬유 권회물을 보강상으로 하는 섬유 보강 수지층 (26) 의 형성은, 예를 들어 수지를 함침 또는 도포한 섬유를, 섬유포 보강 수지층 (25) 의 외주면에 나사형상으로 감은 후에 경화시킴으로써 실시할 수 있다. 섬유 보강 수지층 (26) 의 두께는 예를 들어 0.5 ∼ 4㎜ 인데, 시인성을 높이는데 있어서는 0.5 ∼ 2㎜ 가 바람직하다.

섬유 권회물을 형성하는 섬유로는, 멀티 필라멘트나 모노 필라멘트에, 필요에 따라 꼬임을 형성한 것이나 그 집속체를 사용할 수 있는데, 섬유 보강 수지용의 각종 로빙을 바람직하게 사용할 수 있다. 또, 섬유의 종류로는, 예를 들어 PET, PP, PE, PSF, 폴리페닐렌술파이드 (PPS), 아라미드 등의 수지 섬유 이외에, 유리 등의 무기계 섬유, 스틸 와이어 등의 금속 섬유 등을 사용할 수도 있다. 단, 표시 라벨을 내측에 형성하는 경우, 그 시인성을 높이는 관점에서 유리 섬유나 투명 수지로 이루어지는 섬유를 사용하는 것이 바람직하다.

섬유에 도포 등 하는 수지는 원통형 권회체 (R) 의 형성시에 사용하는 폴리우레탄 수지 또는 에폭시 수지를 그대로 사용할 수 있지만, 원통형 권회체 (R) 에 사용한 수지에 대해 수지의 종류를 변경할 수도 있다. 유리 섬유와의 조합에서, 특히 시인성을 향상시키는 수지로는 에폭시 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리우레탄 수지를 들 수 있다. 단, 섬유포 보강 수지층 (25) 과 섬유 보강 수지층 (26) 은 동시에 경화시키는 것이 효율적이고, 접착성의 관점에서도 양자의 수지로서 동종의 수지를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 경화시의 조건은 사용하는 수지나 접착제의 종류 등에 따라 적절히 설정된다.

분리막 유닛 (U ; 원통형 권회체 (R)) 의 수지 밀봉과 섬유 보강 수지층 (26) 등의 수지의 경화는 따로 따로 실시하여도 되지만, 본 발명에서는 분리막 유닛 (U ; 원통형 권회체 (R)) 의 수지 밀봉과, 섬유 보강 수지층 (26) 등의 수지 경화를 동시에 실시해도 된다. 그 경우, 양자의 수지로서 동종의 수지를 사용하는 것이 바람직하다. 즉, 가열에 의한 경화 반응을 실시하는데 있어서, 우레탄계 접착제, 에폭시계 접착제 등의 열경화성 수지를 함유하는 수지를 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명에서는, 섬유 보강 수지층 (26) 의 내부 또는 내측에 플라스틱층 (24) 이 형성되어 있기 때문에, 섬유 권회물의 감는 각도를 둘레 방향에 대해 작게 하여도 충분한 강도가 얻어지기 때문에, 당해 감는 각도가 1 ∼ 10˚인 경우에서도 충분한 강도, 내구성이 얻어진다.

스파이럴형 막 엘리먼트는 수지 밀봉 후의 원통형 권회체 (R) 를, 축 방향의 길이를 조정하기 위해서 양단부의 트리밍 등을 실시해도 된다. 또한, 변형 (텔레스코프 등) 을 방지하기 위한 유공의 단부재나, 시일재, 보강재 등을 필요에 따라 형성할 수 있다.

[기타 실시형태]

(1) 전술한 실시형태에서는 플라스틱층에 표시 라벨을 형성하지 않는 예를 나타냈는데, 본 발명에서는 도 3 ∼ 4 에 나타내는 바와 같이, 플라스틱층 (24) 에 대해 표시 라벨 (27) 을 별도 형성하거나, 플라스틱층 (24) 자체를 표시 라벨로 하여 구성해도 된다.

또한, 도시한 예에서는 원통형 권회체 (R) 에 점착 테이프를 코일 형상으로 감아 형상 유지층 (23) 을 형성한 후, 플라스틱층 (24) 을 형성하고 있다. 또, 막 엘리먼트의 본체부 (21) 의 양측에는 단부재 (22a, 22b) 가 형성되어 있다.

표시 라벨 (27) 을 별도 형성하는 경우, 플라스틱층 (24) 을 형성한 후에 표시 라벨 (27) 을 접착하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 열수축 필름을 사용하여 플라스틱층 (24) 을 형성하는 경우, 플라스틱층 (24) 에 표시 라벨을 형성하여 두면, 표시에 변형 등이 발생하는 경우가 있는데, 나중에 표시 라벨 (27) 을 접착하면, 변형의 영향을 받지 않고 깔끔하게 표시 라벨 (27) 을 형성할 수 있다.

플라스틱층 (24) 자체를 표시 라벨로서 구성하는 경우, 이것에 직접 인쇄할 수도 있다. 인쇄는 외면 및/또는 내면에 실시된다. 또, 플라스틱층 (24) 으로서 다층 타입인 것을 사용하여 중간층에 인쇄해도 된다. 또한, 안료나 염료를 포함하는 플라스틱층 (24) 을 사용할 수도 있다. 인쇄함으로써 표시를 크게 하여, 시야성, 표현력을 넓힐 수도 있다.

본 발명에서는 모양, 색채 등의 디자인은 다소 변형이 허용되기 때문에, 열수축 필름 등에 형성하여 두고, 변형이 바람직하지 않는 표시 등은 다른 표시 라벨 (27) 로서 나중에 접착하는 것이 가장 바람직하다. 표시 라벨 (27) 에는, 예를 들어 제품 회사명, 품번 및 장착 방향 등을 표시할 수 있다.

표시 라벨 (27) 이나 그 기능을 갖는 플라스틱층 (24) 이 섬유포 보강 수지층 (25) 또는 섬유 보강 수지층 (26 ; 양자를 포함하여 FRP 라고 한다) 을 구성하는 수지 (예를 들어, 에폭시 수지) 와 박리하면, 공기층이 발생하여 디자인 라벨의 시인성이 저하된다. 그 개선책으로서 상기와 같은 섬유포의 개구도를 높이는 방법 이외에, 에폭시 수지 등의 수지와 접착성이 양호한 디자인 라벨을 사용하는 방법을 들 수 있다.

디자인 라벨에 사용되는 잉크는 비용, 색조, 인쇄의 용이함 등을 감안하여 선택되는데, 잉크의 성상 또는 배합에 관해서 에폭시 수지 등과 접착성이 높은 것을 선택함으로써, 라벨과 FRP 가 박리되는 것을 방지하고, 그 결과, 디자인 라벨의 시인성 저하를 방지할 수 있다. 예를 들어, 에폭시 수지와 접착성이 높은 잉크로서 염소화 폴리프로필렌 (PP) 계 잉크, 우레탄계 잉크, 또는 왁스가 배합되어 있지 않은 아크릴 (PA) 계 잉크 등을 사용할 수 있다.

또, 동일하게 디자인 라벨과 FRP 가 박리되는 것을 방지하기 위해, 표시 라벨 (27) 이나 그 기능을 갖는 플라스틱층 (24) 에 표면 처리를 실시하는 것도 유효한 수단이다. 표면 처리로는, 표면에 UV 처리, 코로나 처리 또는 플라스마 처리를 실시함으로써, 에폭시 수지와의 접착성을 향상시킬 수 있다. 에폭시 수지와 디자인 라벨의 접착성을 평가한 결과를 도 7 에 나타낸다.

디자인 라벨의 잉크를 변경한 조건, UV 처리를 한 조건에서는 각각 현행품 (폴리아미드계 잉크, 표면 처리 없음) 보다 높은 접착 강도를 가지고 있어, 라벨과 FRP 의 박리로부터 발생되는 시인성의 저하를 방지할 수 있다. 또한, 접착력은 FRP 와 디자인 라벨의 계면 박리 강도를 시마즈 제작소 제작 정밀 만능 시험기 「오토 그래프 AG5000B」에 의해 측정하고, 현행품을 1 로 하여 상대적으로 평가하였다.

(2) 전술한 실시형태에서는 플라스틱층이 통 형상의 열수축 필름인 예를 나타내는데, 본 발명에서는 통 형상의 열수축 필름 이외에 플라스틱층을 형성해도 되고, 수지 시트나 필름을 바람직하게 사용할 수 있다. 플라스틱층의 두께는 20 ∼ 500㎛ 가 바람직하다.

수지 시트 등으로는 원통형 권회체 (R) 와의 밀착성이 양호하고, 추종성이 있는 것이 바람직하고, 예를 들어 PP, PE, 폴리염화비닐 (PVC), 폴리스티렌 (PS), 고무 등의 시트, 필름 등을 들 수 있다. 이와 같은 수지 시트는 약 1 바퀴 분이 감기는데, 점착제층을 갖는 것이 바람직하다.

본 발명에서는, 플라스틱층으로서 광 합성을 위한 광을 차폐하는 착색, 재료를 사용함으로써, 막 엘리먼트 내부에 조류 (藻) 등의 식물이 발생하는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.

(3) 전술한 실시형태에서는 섬유 보강 수지층과 플라스틱층 사이에 섬유포 보강 수지층이 개재되는 예를 나타냈는데, 본 발명에서는 섬유 보강 수지층의 내부 또는 내측에 그 대략 전체 길이 또한 대략 전체 둘레에 걸쳐서 플라스틱층이 형성되어 있으면 되고, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 섬유 권회물을 보강상으로 하는 섬유 보강 수지층 (26) 이 플라스틱층 (24) 의 표면에 형성되어 있어도 된다.

또, 플라스틱층 (24) 의 내측에 섬유포 보강 수지층이나 섬유 보강 수지층이 형성되어 있어도 된다.

이하, 본 발명의 구성과 효과를 구체적으로 나타내는 실시예 등에 대해 설명 한다.

실시예 1

먼저, 닛토 덴토 제조 RO 막 ES20 과 두께 0.7㎜ 의 PP 제 공급측 유로재로 이루어지는 막 리프 유닛을 준비하였다. 이어서, 직경 32㎜ 의 PPE 제 중공 형상 중심관에 두께 0.3㎜ 의 PET 제 투과측 유로재의 선단을 고정시키고, 투과측 유로재 상에 막리프 유닛을 밀봉부에 맞닿는 부분에서 폴리우레탄 수지를 도포하면서 적재하였다. 이어서, 중공 형상 중심관을 축으로 회전시켜 텐션을 가하면서 적재한 막 리프 유닛를 감았다.

이어서, 점착 테이프 (폭 7㎜) 를 코일 형상으로 빈틈없이 감아 형상 유지를 실시하고, 통 형상의 열수축 필름 (PP 수지제, 두께 50㎛, 코로나 처리에 의한 표면 처리품) 을 씌워 120℃ 에서 가열하여 밀착시키고, 다시 그 표면에 제품명을 인쇄한 표시 라벨을 접착시켰다.

이어서, 두께 0.3㎜ 의 유리 크로스 (닛토 방적 제조, 평직물, 개구도 2％) 에 에폭시 수지를 일면에 함침시켜 확산되도록 도포하고, 이것을 약 1 바퀴 분을 감아, 양면 테이프로 단부를 고정시켰다.

이것에, 에폭시 수지를 함침시킨 글래스 로빙 (아사히 파이버 그라스 제조) 을 두께 1㎜ 로 감고, 수지를 25℃ 에서 경화시켜 섬유포 보강 수지층과 섬유 보강 수지층을 형성하여, 스파이럴형 막 엘리먼트를 제작하였다.

얻어진 스파이럴형 막 엘리먼트는 표시 라벨의 제품명을 분명히 인식할 수 있고, 표시 라벨의 상층 부분은 투명 수지에 가까운 외관이었다. 또, 섬유 보 강층은 실제의 운전에 있어서 충분히 견딜 수 있을 만큼의 강도를 나타내고 있었다.

실시예 2

실시예 1 에 있어서, 유리 크로스를 보강상으로 하는 섬유포 보강층을 형성하지 않고, 두께 2㎜ 의 섬유 보강층을 형성한 것 이외에는, 실시예 1 과 완전히 동일한 조건에서 스파이럴형 막 엘리먼트를 제작하였다. 그 결과, 열수축 필름을 형성하지 않는 종래품에 비해 크랙은 발생되기 어려워졌으나, 실시예 1 에 비해 시인성이 저하되였다.

실시예 3

실시예 1 과 동일하게 하여 표시 라벨의 접착까지를 실시한 후, 두께 0.15㎜ 의 유리 크로스 (닛토 방적 제조, 평직물, 개구도 30％) 를 그대로 약 1 바퀴 분을 감아, 양면 테이프로 단부를 고정시켰다. 이것에, 에폭시 수지를 함침시킨 글래스 로빙 (아사히 파이버 그라스 제조) 을 두께 1.5㎜ 로 감고, 수지를 25℃ 에서 경화시켜 섬유포 보강 수지층과 섬유 보강 수지층을 형성하여, 스파이럴형 막 엘리먼트를 제작하였다.

그 결과, 에폭시 수지가 유리 크로스의 개구부보다 표시 라벨 표면에 침입함으로써 더욱 시인성이 향상되고, 강도적으로도 문제가 없는 레벨이었다. 또, 유리 크로스에 에폭시 수지를 도포하지 않아도 글래스 로빙에 함침된 수지가 개구부로부터 침입하여, 이 수지에 의해 유리 크로스가 충분히 함침되었다.

Claims (5)

1. 분리막과 공급측 유로재와 투과측 유로재가 적층 상태로 유공의 중심관 주위에 스파이럴 형상으로 권회된 원통형 권회체를 구비함과 함께, 공급측 유체와 투과측 유체의 혼합을 방지하기 위한 밀봉부가 형성되어 있는 스파이럴형 막 엘리먼트에 있어서,

   상기 원통형 권회체의 외주측에는 섬유 권회물을 보강상으로 하는 섬유 보강 수지층이 형성되어 있음과 함께, 그 섬유 보강 수지층의 내부 또는 내측에는 그 섬유 보강 수지층의 대략 전체 길이 또한 대략 전체 둘레에 걸쳐서 플라스틱층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 스파이럴형 막 엘리먼트.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 플라스틱층이 통 형상의 열수축 필름인 스파이럴형 막 엘리먼트.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 섬유 보강 수지층과 상기 플라스틱층 사이에는 섬유포를 보강상으로 하는 섬유포 보강 수지층이 개재되어 있는 스파이럴형 막 엘리먼트.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 섬유포 보강 수지층을 구성하는 섬유포는 개구도가 10％ 이상의 섬유포 인 스파이럴형 막 엘리먼트.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 플라스틱층의 외주면에는 상기 섬유포 보강 수지층을 구성하는 수지와의 밀착성을 향상시키는 표면 처리가 실시되어 있는 스파이럴형 막 엘리먼트

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