NL1007356C2

NL1007356C2 - Werkwijze voor het vervaardigen van een buisvormig membraansamenstel.

Info

Publication number: NL1007356C2
Application number: NL1007356A
Authority: NL
Inventors: Reuven Katraro; Charles Linder; Mara Nemas
Original assignee: Weizmann Kiryat Membrane Prod
Priority date: 1996-10-25
Filing date: 1997-10-24
Publication date: 1999-11-02
Also published as: NL1007356A1; DE19747057A1; IL119490A0; CA2219438A1; US6077376A; IL119490A; GB9722215D0; JPH10128087A; GB2318531B; GB2318531A

Description

Werkwijze voor het vervaardigen van een buisvormig membraan-samenstel

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het vervaardigen van een buisvormig membraan-5 samenstel en met behulp daarvan vervaardigde buisvormige membraan-samenstellen.

In het bijzonder heeft de onderhavige uitvinding betrekking op een werkwijze voor het vervaardigen van buisvormige ondersteuningsorganen voor semi-doorlatende membranen.

10 Werkwijzen en inrichtingen voor het vervaardigen van een membraansamenstel zijn reeds bekend en beschreven in bijv. GB 1,325,673, dat een beschrijving geeft van het bewikkelen van meerlaags poreuze buizen, waarbij tenminste de overlappende gedeelten op één band worden afgedicht, en 15 GB 1,325,672 (16 juli 1969), dat een beschrijving geeft van het bewikkelen van meerlaags poreuze buizen, gevolgd door het continu gieten van een vloeibare lak om op de binnenkant van de gevormde buis een semi-doorlaatbaar membraan te vormen. Het afdichten van de overlappende gedeelten kan 20 worden gerealiseerd door smeltlassen en versmelting van de overlappende gedeelten of door kleefmiddelen. Wanneer meer dan één laag wordt gebruikt, worden de lagen aan elkaar gelijmd door middel van over een klein gebied van één van de niet-geweven delen verdeelde thermoplastische stippen, en 25 daarna verhit om de twee lagen aan elkaar te lijmen.

In de bovenstaande octrooischriften wordt verder vermeld dat de laag waarop het membraan wordt gegoten kan worden behandeld met modificeermiddelen om het oppervlak eigenschappen te verlenen die geschikt zijn voor het aan-30 brengen van een membraan. Zulke modificeermiddelen zullen zorgen voor een verandering van de ruwheid van het oppervlak en de verbindingsspanning wanneer de lak wordt opgebracht.

In de bovenstaande octrooischriften wordt verder beschreven dat een verwarmingsfase van het binnenoppervlak van 35 een niet-geweven band voorafgaand aan de bewikkeling moge- 1007356· 2 lijk is, maar in dit geval wordt deze gerealiseerd bij de vorming van een tweelaags buis, waarbij de buitenliggende band van niet-geweven materiaal voorafgaand aan het bewikke-len over een verwarmingsinrichting wordt gevoerd. De binnen-5 liggende band van niet-geweven materiaal wordt niet voorafgaand aan het bewikkelen over een verwarmingsinrichting gevoerd. Het doel van deze verwarmingsfase is het kleverig maken van een eerder aangebrachte heetsmelt-kleefstof die wordt gebruikt om de twee lagen met elkaar te verlijmen.

10 US-octrooischrift 4,214,612, getiteld "Tube of nonwoven material for reverse osmosis (RO)" en Israëlisch octrooi-schrift 43500, getiteld "Method of Manufacturing a Tube of nonwoven material for reverse osmosis" (beide overgedragen aan Wavin B.V.), maken ook deel uit van de stand der tech-15 niek. Het US-octrooischrift beschrijft een buis van niet-geweven materiaal waarbij op de binnenwand ervan een mem-j braan voor membraanfiltratie gefixeerd is, waarbij de buis bestaat uit een schroeflijnvormig gewikkelde niet-geweven band gemaakt van heatseal-synthetische vezels waarvan randen 20 in overlappend verband geplaatst zijn, en erin is voorzien dat overlappende gedeelten over hun gehele dikte en breedte gelijkmatig worden verwarmd door ultrasone afdichtingstril-lingen, teneinde de overlappende gedeelten en het gebied langs de randen daarvan volledig af te dichten, om de vor-25 ming van scherpe en vezelige gedeelten van uitstekende vezeleinden aan de binnenkant van de buis te voorkomen, zodat een gladde wand wordt verkregen, en teneinde een zeer gelijkmatige binnendiameter te verkrijgen, waarbij schade aan het membraan aan de binnenkant van de buis geminimali-30 seerd wordt.

Het israëlische octrooischrift is algemener en bevat twee onafhankelijke conclusies: 1 .) Een buis van niet-geweven materiaal voor het ondersteunen van een membraan gemaakt van een smeltlasbare 35 vezel van een niet-geweven materiaal, welke buis is vervaardigd door opeenvolgende overlapping of aan elkaar grenzende 1007356- 3 wikkelingen van de band, die onderling zijn verbonden door smeltlassen, waarbij tenminste de rand van een wikkeling die onder of doorlopend met een andere wikkeling gesitueerd is, met de andere wikkeling is verbonden door ultrasoon lassen.

5 2.) Een werkwijze voor het vervaardigen van een buis van niet-geweven materiaal voor het ondersteunen van een membraan dat is gevormd van een band gemaakt van smeltbare synthetische vezel van een niet-geweven materiaal, waarbij de buis is gemaakt van opeenvolgende overlapping of aan 10 elkaar grenzende wikkelingen van de band die met elkaar zijn verbonden door smeltlassen, waarbij tenminste de vrije randen uit een wikkeling zijn die onder of doorlopend met een andere wikkeling gesitueerd is, met de andere wikkeling verbonden is door ultrasoon lassen.

15 In de bovenstaande octrooischriften wordt melding gemaakt van de werkwijze van het versmelten van de elkaar overlappende gebieden door middel van ultrasoon lassen of verhitting, en deze werkwijze resulteert in een gladde binnenwand. In deze octrooischriften verwijst de term "een 20 gladde binnenwand" alleen naar het overlappende gedeelte, wat slechts een klein gebied van de membraan-ondersteunings-buis vormt.

De stand der techniek bevat tevens werkwijzen waarbij een band of banden van niet-geweven van een gegeven breedte 25 continu worden gewikkeld door middel van een flexibele riem, op een wikkelmachine met doorn. Zulke wikkelmachines zijn de deskundigen bekend. Als het membraan continu wordt gegoten wanneer de buis wordt gevormd, bevat het achtereinde van de doorn een verdeler en een onderdeel waardoor de polymeerop-30 lossing die het membraan vormt, op het binnenoppervlak van de bewikkelde buis wordt geëxtrudeerd in een breedte die wordt bepaald door de ruimte tussen het doorvoerdeel en het binnenoppervlak van de gevormde buis. De doorn (gemaakt van bijvoorbeeld roestvrij staal) kan een zodanige diameter 35 hebben, dat buizen met diameters van 5 mm tot 1250 mm kunnen worden gevormd, maar bij voorkeur tussen 6 tot 25 mm. De 1007356 4 snelheid van het gieten van het membraan en de toevoer van de gietoplossing moet gelijkmatig zijn, opdat er geen ophoping of uitputting van gietoplossing ontstaat.

Verder zijn een systeem voor het vormen van een buis en 5 systeem voor het gieten van een membraan beschreven in GB 1,325,672, zoals hierboven vermeld is. In het bijzonder het doorngedeelte bevat twee holle concentrische buizen. Het binnenlumen van de centrale buis wordt gebruikt om de gietoplossing naar het einde van de doorn te pompen, waar een 10 polymeeroplossing wordt geëxtrudeerd om het membraan te vormen. Het andere kanaal in de concentrische buizen-orde-ning wordt gebruikt voor het erdoor voeren van een koelmate-riaal (bijvoorbeeld gekoeld water) voor het regelen van de temperatuur van de gietoplossing en het verlagen van de 15 temperatuur die wordt veroorzaakt door wrijvingsweerstand van de buis langs het doorngedeelte. In de laatste fase die bestaat uit het proces van het vormen van de buis en het in die buis gieten van een membraan, wordt de buis doorgesneden en in (bij voorkeur koud) water gedompeld om de op het 20 binnengedeelte van het niet-geweven deel aangebrachte vloei- bare polymeer-film te geleren, waardoor een massief asymme trisch membraan wordt gevormd.

Verder kan het membraan ook symmetrisch zijn, maar bij voorkeur is het asymmetrisch. Het asymmetrische membraan kan 25 een microfilter (MF) of ultrafilter (UF) of een gecoate UF of MF zijn dat ofwel een dichter UF, of een nanofilter (NF) of een omgekeerde osmose (RO)-membraan is.

Teneinde buizen, in het bijzonder eenlaags buizen, mechanisch te versterken, kunnen deze buizen op het buiten-30 oppervlak worden bewikkeld met een of meer versterkingsfila-menten of tapes die met voordeel tenminste gedeeltelijk aan de niet-geweven buis zijn gelast. Deze filamenten of tapes zijn bij voorkeur gemaakt van thermoplastische materialen. Ook kunnen glazen filamenten worden gebruikt.

35 De buizen worden doorlopend vervaardigd en daarna op maat gesneden. De gesneden buizen kunnen een lengte hebben 1007356" 5 die varieert tussen de 10 cm tot 10 meter. Geprefereerde lengtes liggen tussen 60 cm en 4 meter. Enkele geprefereerde lengten zijn 60 cm, 120 cm en 3,6 meter.

De buis kan een buitendiameter tussen 0,5 tot 10 cm 5 hebben. Een geprefereerde diameter ligt tussen 1,0 tot 2,0 cm.

De buizen kunnen zonder verdere ondersteuning in een module staan, of als hoge druk wordt gebruikt, kunnen zij worden ondersteund in een cilindrische poreuze ondersteuning 10 gemaakt van een materiaal zoals roestvrij staal of technische kunststoffen zoals polysulfon of koolstofcomposieten. De porositeit in deze ondersteuningsbuizen wordt gewoonlijk verkregen door over de lengte ervan kleine gaatjes te boren.

Enkele voorbeelden van apparatuur voor heatsealen en 15 warmteversmelting zijn elektrische verwarming, hoogfrequente golven en ultrasoongolven.

Voor pH- en temperatuurstabiele membranen kan de UF-ondersteuning waarop NF en RO bijvoorbeeld zijn gemaakt, zijn gebaseerd op aromatisch polysulfon, polyethersulfonen, 20 polyetherketon, polyaryl polysulfonen, polyether etherketo-nen en polyfluorpolymeren. De NF- of RO-membranen kunnen zijn gemaakt volgens de volgende octrooischriften die hierin door verwijzing zijn opgenomen. Dit zijn US 4,690,765, 4,788,596, 4,767,645, 4,833,014, 5,024,765 en 5,049,282.

25 Oplosmiddel-stabiele ondersteuningen die kunnen bestaan uit MF- of UF- en NF— of RO-membranen gemaakt op oplosmid— del-stabiele ondersteuningen, zijn ook in dit octrooischrift opgenomen door verwijzing naar de volgende octrooischriften: US 5,028,337 (oplosmiddel-stabiele ondersteuningen), 4,906, 30 379, 5,039,421, 5,205,934, 5,151,182. Een voorbeeld van een oplosmiddel-stabiel membraan is een asymmetrisch UF-membraan met brugvorming dat is gebaseerd op polyacrylonitril die van brugvorming is voorzien door basis- en warmtebehandeling.

NF- en RO-membranen zonder uitzonderlijke pH en chemi-35 sche stabiliteit zijn ook in dit octrooischrift opgenomen. Zulke membranen zijn hierin opgenomen onder verwijzing naar 10073 5 6 6 de volgende octrooischriften: US 4,767,645, 4,833,014, 4,259,183.

Het proces van het in de buis gieten van een membraan, wanneer de buis continu gevormd wordt, geschiedt via een 5 zuiger of cilindrisch doorvoerdeel, dat deel uitmaakt van de doorn waarop het buisvormige membraan wordt gevormd. Deze zuiger bevindt zich op een kleine afstand van de gevormde buis, is concentrisch aangebracht in de niet-geweven buis. Het einde van de zuiger bezit een opening waar doorheen de 10 membraan-gietoplossing tevoorschijn komt en de buis bekleedt. Wanneer de buis ten opzichte van de zuiger beweegt wordt het membraan ingesloten tussen de buitenkant van de zuiger en de binnenkant van de buis.

Alle bovenstaande octrooischriften van de stand der 15 techniek zijn in de onderhavige uitvinding opgenomen door verwijzing zowel vanuit het aspect van de resulterende buisvormige membranen als de apparatuur en werkwijze die worden gebruikt om deze buisvormige membranen te vervaardigen. In feite kunnen buisvormige organen worden vervaardigd 20 zoals is beschreven, op de apparatuur waarvoor in de genoemde octrooischriften rechten worden gevraagd, met de toevoeging van de onderhavige inventieve stapsgewijs aanleggen van warmte en druk om het binnenoppervlak van een band niet-geweven materiaal glad te maken nadat deze opgewikkeld is.

25 In JP 62129108 worden buisvormige ondersteuningen be schreven die bij de vervaardiging van membranen worden gebruikt en die worden gemaakt door thermisch kleefbare stof rond een kern te wikkelen, een tweede tape op te wikkelen die de randen van de eerste tape bedekt en de randen ten 30 opzichte van elkaar af te dichten door verwarming om een gedeelte van de tape te smelten, bijvoorbeeld een buis van polypropeen/polyetheenstof (breedte 2,8 cm, dikte 70 micron) werd rond een kern (diameter 12 mm) gewikkeld. Een soortgelijke tape (breedte (2,8 cm, dikte 150 micron) werd op 35 soortgelijke wijze over de eerste buis gewikkeld en verhit tot 160°C. De binnenkant van de geprepareerde buisvormige 1 0D7356 * 7 ondersteuning werd gecoat met een polymeeroplossing die in water gegeleerd werd en vormde een asymmetrisch membraan. Het buisvormige membraan weerstond het herhaaldelijk onder druk brengen zonder dat het laminaat losraakte.

5 Bij de bovenstaande werkwijze werd niets vermeld met betrekking tot het glad maken van het binnenoppervlak van de buisvormige ondersteuning waarop het membraan wordt gegoten, door een proces van warmte en druk op de ondersteuningstape of band in de er omheen gekrulde of gewikkelde toestand.

10 In octrooischrift JP 6201412 is een warmtebehandeling beschreven die op de platte ondersteuning wordt uitgevoerd door het oppervlak waarop het membraan zal worden gegoten, bloot te stellen aan een warmtebron, zoals een hete plaat van 120°C tot 500°C. Deze werkwijze elimineert speldegaatjes 15 in het uiteindelijke membraan. Een voorbeeld: onder 5 mm tot het oppervlak van een hete plaat op 160°C werd een polyester niet-geweven stof doorgevoerd bij 3,5 m/min en daarna gecoat met een lak die een polymeer bevatte. Met een kleurstof geteste speldegaatjes in het membraan werden door de warmte-20 behandeling volledig geëlimineerd.

Volgens de onderhavige uitvinding kan deze werkwijze niet worden gebruikt voor het vervaardigen van buisvormige membranen omdat deze werkwijze niet wordt uitgevoerd in de gekrulde of gewikkelde toestand. In het proces van het 25 krullen zouden de platgemaakte vezels wederom gaan uitsteken, zelfs na de bovengenoemde behandeling.

De onderhavige uitvinding is gericht op het oplossen van het probleem van speldegaatjes die ontstaan door uitstekende vezels. In feite is de band materiaal die gewikkeld en 30 tot een buisvormige configuratie afgedicht is, opgebouwd uit vezels die een ruw oppervlak opleveren of op een zodanige wijze uit het oppervlak steken dat zij speldegaatjes veroorzaken in het uiteindelijke MF- of NF- of RO-membraan dat op de ondersteuning gemaakt is, en op deze wijze de selectivi-35 teit van het membraan reduceren.

Voor het verhelpen van de speldegaatjes realiseert de 1007356, 8 stand der techniek dat voorafgaand aan de wikkeling een stap van warmte of druk, of een stap van warmte en druk kan worden uitgevoerd. In alle gevallen van de stand der techniek wordt dit echter gedaan voor het vervaardigen van 5 platte membranen, of op platte banden ondersteuningsmateri-aal voordat zij gekruld of schroeflijnvormig gewikkeld worden. Dit is in vele gevallen echter niet voldoende om de vorming van speldegaatjes door uitstekende vezels te voorkomen wanneer het niet-geweven deel is gemaakt van polyolefi-10 nen zoals PP of PE of PP/PE. Het probleem doet zich voor bij het proces van het krullen waarbij de krullende vezels uit het oppervlak gebogen worden, zelfs bij eerder gekalanderde of platte banden materiaal.

Het probleem van uitstekende vezels en speldegaatjes is 15 in het bijzonder moeilijk te beheersen wanneer enkellaags buizen met een goede chemische stabiliteit en warmtestabili-teit gewenst zijn om chemisch en warmte-stabiele UF-, NF- en RO-membranen te maken. Om een enkele laag te verkrijgen moet het niet-geweven deel relatief dik zijn om de gewenste 20 stijfheid te bezitten. Als relatief dikke niet-geweven delen worden gebruikt, moet de porositeit groot zijn, wat inhoudt dat de dichtheid van de vezels laag gehouden moet worden om een grote waterstroming te verkrijgen. In zulke gevallen van dikke open ondersteuningen zijn er vele uitstekende vezels, 25 en de werkwijzen van de huidige stand der techniek zijn niet in staat gebleken om met zulke materialen membranen zonder speldegaatjes te realiseren, zelfs met het vooraf kalanderen van de platte oppervlakken van de bandmaterialen voorafgaand aan het wikkelen.

30 Het doel van de onderhavige uitvinding is het verhelpen van de bovengenoemde problemen. De onderhavige uitvinders hebben ontdekt dat het aanleggen van druk en warmte op de schroeflijnvormig gewikkelde band nadat deze gewikkeld is, resulteert in het platmaken of gladmaken van de uitstekende 35 vezels zodat de vezels niet langer in voldoende concentratie of richtingen uitsteken en zo het probleem van speldegaatjes 1007356 1 9 wezenlijk minimaliseren.

Bijgevolg is volgens de onderhavige uitvinding voorzien in een werkwijze voor het vervaardigen van een buisvormig membraan-samenstel dat bestaat uit het schroeflijnvormig op 5 een doorn wikkelen van één strook vezelmateriaal om tenminste een enkellaags buisvormig ondersteuningsorgaan voor een semi-doorlatend membraan te produceren, gekenmerkt door het transporteren van de strook door een verwarmd gedeelte van de doorn tijdens de schroeflijnvormige wikkeling ervan voor 10 het platmaken en glad maken van de vezels die langs de door-snede-breedte van de strook uitsteken, waardoor een buis met een gladde binnenboring langs zijn gehele lengte wordt gevormd.

De onderhavige uitvinding voorziet verder in een werk-15 wijze waarbij de buis wordt gevormd door de strook niet-geweven materiaal zodanig schroeflijnvormig te wikkelen dat hij randen bezit die tenminste aan elkaar grenzen, en die aan elkaar grenzende randen met elkaar te verbinden en te smeltlassen met behulp van een werkwijze die is gekozen uit 20 de groep bestaande uit ultrasoon lassen, verwarmen en versmelten, teneinde de buisvormige ondersteuning te vormen.

De onderhavige uitvinding voorziet tevens in een werkwijze voor het produceren van een meerlaags buisvormig ondersteuningsorgaan, die bestaat uit het vormen van een 25 eerste binnenliggende buis uit een strook niet-geweven materiaal met niet-overlappende randen, en het daarna zodanig schroeflijnvormig wikkelen van een andere strook niet-geweven vezelmateriaal dat hij tenminste aan elkaar grenzende randen bezit, en het verbinden en heetsmelten van de 30 tenminste aan elkaar grenzende randen van de verdere strook om een tweede buitenliggend buisvormig ondersteuningsorgaan te vormen, en de eerste binnenliggende buis te verbinden met de tweede buitenliggende buis.

Bij een voorkeuruitvoeringsvorm van de onderhavige 35 uitvinding wordt de bovengenoemde warmte aangelegd door een hetelucht-pistool.

ii0i>73 5 6 .

10

Bij een andere voorkeuruitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding wordt de bovengenoemde warmte aangelegd door ultrasone middelen, zoals IR-straling of andere middelen van energietransport.

5 Bij een andere voorkeuruitvoeringsvorm van de onderha vige uitvinding wordt de bovengenoemde warmte aangelegd door elektrische middelen.

In het geprefereerde geval wordt een enkellaags buis gemaakt met een enkele band van poreus niet-geweven materi-10 aal dat bij voorkeur bestaat uit een polyolefine, polyprop-een, of een mengsel ervan. Om voldoende mechanische stijfheid te hebben zodat de buis kan worden ingebracht in, en teruggehaald uit, cilindrische ondersteuningsbuizen, moet het niet-geweven materiaal een dikte hebben van tenminste 15 0,3 tot 0,8 mm. Als de dikte 0,5 mm bedraagt, moet de door- latendheid, zoals wordt gekenmerkt door luchtdoorlatendheid, 87 dm3/s.m2 bij 2 mbar bedragen. Een voorbeeld van deze ondersteuning wordt geproduceerd door Carl Freudenberg Co. Duitsland, onder de naam Viledon-Nonwovens, voor omgekeerde 20 osmose en ultrafiltratie. Een te prefereren kwaliteitsgraad is FO 2435/V28210.

Men kan ook dunner niet-geweven materiaal gebruiken, maar dit moet worden versterkt, ofwel door een tweede laag die met de eerste laag moet worden verbonden door kleefpun-25 ten, wat de doorlatendheid reduceert, of door versterkings-tapes of versterkingsfilamenten. Wanneer meer dan een laag wordt toegepast leidt dit in elk geval tot een verhoging van de complexiteit en productiekosten en een reductie van de stroming van het uiteindelijke membraanstelsel.

30 Als men dikkere niet-geweven materialen gebruikt, moet de doorlatendheid worden verhoogd aangezien de dikte de weerstand tegen de stroming van water of oplosmiddel verhoogt. Terwijl de uiteindelijke buis voor het hanteren mechanische sterkte en een bepaalde mate van stijfheid moet 35 hebben, moet zijn enige buigzaamheid bezitten om te kunnen worden gewikkeld. Terwijl de dikte van de niet-geweven ^0073 5 6* 11 materialen niet de groot kan zijn, kan hij dus ook niet te klein zijn. Het optimum is hierboven gegeven voor het geprefereerde geval, maar de onderhavige uitvinding is niet beperkt tot het thans geprefereerde geval.

5 Voorbeelden van andere in de handel verkrijgbare niet- geweven materialen zijn:

Hollytex (Ahlstrom Filtration Inc.), op basis van polyester.

Tyvek-Spun gebonden polyolefinen van DuPont Co.

10 Awa PP/PE niet-geweven materialen

Carl Freudenberg niet-geweven materialen op basis van polyester, PP of PP/PE

De vezels van de overlappingsgebieden van elke band worden bij voorkeur met elkaar versmolten. Ook kan gedeelte-15 lijke versmelting van de vezels die dichter bij het verbin-dingsvlak van beide banden liggen worden gerealiseerd, maar dit heeft minder de voorkeur aangezien de versmeltingsver— binding dan zwakker is.

De breedte van de overlappende banden en de breedte van 20 de gelaste gedeelten van de overlappende band kunnen variëren om de las van het gehele overlappingsgebied voor slechts een gedeelte te voltooien. Bijgevolg kan het versmolten gebied tussen de 100% en 5% bedragen. De breedte van de overlappende randen en de versmolten breedte van de overlap-25 pende gebieden kan variëren tussen de 0,1 en 5 mm, maar moet bij voorkeur tussen de 0,4 tot 2,0 mm liggen.

In US-octrooischrift 3,746,591 is een werkwijze voor het vervaardigen van een semi-doorlatende membraanbuis beschreven. Dit octrooischrift heeft betrekking op het 30 spiraalvormig tot een buis wikkelen van een poreuze vezel-tape om een laag te vormen waarin de overlappende gedeelten van de tape aan zichzelf worden gelast door smeltlassen of oplosmiddel-lassen. Ook (kolom 2, regels 29-34) kan het oppervlak van de tape ervoor of erna worden behandeld door 35 bewikkeling met een modificeermiddel om het oppervlak voor het membraan beter acceptabel te maken door de oppervlakruw- "00 73 56"« 12 heid en de verbindingsspanning tussen het oppervlak en het membraan te veranderen.

Bij de onderhavige uitvinding wordt een warmte-voorbe-handeling, en niet een modificeermiddel, toegepast voor het 5 platmaken van uitstekende vezels, en wordt in het bijzonder uitgevoerd in de gekrulde toestand vlak voor de voltooiing van het wikkelen en lassen. Als dit in de platte configuratie voorafgaand aan het krullen zou worden gedaan, zouden de vezels na het krullen omhoog komen. Het platmaken nadat de 10 buis is gevormd, voorafgaand aan het continu in de buis gieten, is moeilijk te realiseren.

In US-octrooischrift 3,769,128 is een werkwijze voor het vervaardigen van een semi-doorlatend membraan-elementen beschreven. Dit octrooischrift heeft betrekking op het j 15 produceren van buisvormige membranen wat wordt bereikt door het schroeflijnvormig rond een doorlatende kern wikkelen van een semi-doorlatende strook, terwijl de membraanstrook nat is, en het lassen van opeenvolgende randen van de gewikkelde membraanstrook met een in water oplosbare samenstelling, of 20 door een drukgevoelige kleefstof onder spanning om de randen te wikkelen. In dit octrooischrift wordt de onderhavige uitvinding inter alia niet beschreven of voorgesteld, omdat de onderhavige uitvinding betrekking heeft op het wikkelen van poreuze niet-geweven buizen waarin naderhand een mem-25 braan wordt gegoten.

In US-octrooischrift 5,256,230 is het wikkelen van met hars geïmpregneerde vezels onder gebruikmaking van een verwarmde geleider beschreven. Dit octrooischrift heeft betrekking op een werkwijze en inrichting om met hars geïmpreg-30 neerde vezels op een doorn te wikkelen, waarbij een verwarmde geleider wordt gebruikt om bij te dragen aan de wikkelbe-werking. Dit octrooischrift verschilt van de onderhavige uitvinding en bevat geen vermelding of voorstel ervan. In dit octrooischrift is het wikkelen van met hars geïmpreg-35 neerde vezels beschreven en wordt niets vermeld over poreuze ondersteuningen voor membranen. De onderhavige uitvinding 1007356* 13 bevat echter een beschrijving van het wikkelen van stroken niet-geweven materiaal om poreuze ondersteuningen voor membranen te maken. Verder maakt de onderhavige uitvinding gebruik van een verwarmingsfase in de gekrulde toestand om 5 de uitstekende vezels plat te maken. Het verwarmen in de platte toestand voorafgaand aan het krullen kan niet voorkomen dat de vezels "opspringen1' wanneer zij gekruld zijn.

Geen van genoemde publicaties van de stand der techniek vermeldt of suggereert dus de nieuwe werkwijze volgens de 10 onderhavige uitvinding.

De uitvinding zal nu worden beschreven in verband met bepaalde voorkeuruitvoeringsvormen onder verwijzing naar de volgende voorbeelden en de bijgevoegde illustratieve figuur, zodat hij beter duidelijk wordt.

15 Onder specifieke verwijzing naar de figuur in details wordt benadrukt dat de getoonde bijzonderheden uitsluitend bij wijze van voorbeeld gegeven zijn en voor de illustratieve bespreking van de voorkeuruitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding dienen en worden gepresenteerd ter ver-20 schaffing van wat wordt verondersteld de meest bruikbare en gemakkelijk te begrijpen beschrijving van de principes en conceptuele aspecten van de uitvinding te zijn. In dit opzicht wordt geen poging gedaan om constructieve details van de uitvinding in meer bijzonderheden te tonen dan nodig 25 is voor een fundamenteel begrip van de uitvinding, waarbij de beschrijving samen met de tekening de deskundigen duidelijk maakt hoe de verscheidene vormen van de uitvinding in de praktijk kunnen worden gerealiseerd.

Voorbeeld 1 30 Zoals in figuur 1 is weergegeven, zijn buisvormige membranen bestaande uit een thermoplastisch niet-geweven materiaal tot een buis gewikkeld door een band niet-geweven materiaal 2 op een doorn 4 te wikkelen onder gebruikmaking van een buigzame riem-stelsel 6, dat de band in voorwaartse 35 richting wikkelt en voortbeweegt, waarbij warmte wordt aangelegd door een hetelucht-pistool 8, en druk door de 1007356 14 spanning bij het wikkelen wordt aangelegd op de band in gekrulde toestand om uitstekende vezels langs het binnenop-pervlak van het niet-geweven materiaal plat te maken en glad te maken teneinde een gladde binnenboring over de gehele 5 buis te vormen, daarna de overlappende randen van de band 10 met elkaar te versmelten met behulp van een warmteversmel-ting- of smeltwerkwijze zoals ultrasoon lassen 12, die tot een buis gewikkeld is, om een permanente sterke buisvormige structuur te realiseren; het continu gieten van een MF- of 10 UF-membraan op de binnenliggende buisvormige structuur ; wanneer de buis wordt gevormd met behulp van een extrusie- opening 14, en doorvoerdeel 16, concentrisch geplaatst in de zojuist gewikkelde buis 18, of in een afzonderlijke werkwijze van het serieproductie-type nadat de buis gevormd en op 15 maat gesneden is.

Zoals in figuur 1 weergegeven en getoond is, beschrijft de onderhavige uitvinding het aanleggen van warmte en druk voor het platmaken en gladmaken van het binnenoppervlak van het niet-geweven materiaal terwijl dit in de gekrulde toe-20 stand verkeert, vlak voor of tijdens het versmelten of smeltlassen van de elkaar overlappende randen.

Voorbeeld 2

Een 27 mm brede, 0,5 mm dikke band van het gemengde polyolefine niet-geweven materiaal, Viledon FO 2435, werd 25 gewikkeld op een doorn met een diameter van 12,8 mm. Het niet-geweven materiaal wordt op de doorn gewikkeld met een overlapping van de randen van 2 mm bij een snelheid van 25 mm/sec. Op het moment van contact met de doorn, wordt het niet-geweven materiaal verwarmd tot 120°C met een hetelucht-30 pistool. Het verwarmingsgebied strekt zich uit over een breedte van 29 mm van de gewikkelde band. Op dit punt van de verwarming wordt druk op het niet-geweven materiaal gegenereerd door de spanning die op de niet-geweven band wordt aangelegd door de wikkelriem. Deze druk wordt geschat op 35 ongeveer 10 bar. Op het eerste overlappingspunt verder naar beneden op de doorn worden de elkaar overlappende gebieden 1007356* 15 gesmeltlast met behulp van een ultrasoon-lasinrichting.

Een membraan-gietlak van 25% Udel 1700 polysulfon en 5% zinkchloride in 70% NMP wordt door de binnenliggende buis van de doorn (diameter 7 mm) gepompt met 5 bar. Door het 5 buitenliggende tweede kanaal dat is gevormd tussen de binnenliggende en buitenliggende buizen van de doorn stroomt water met een temperatuur 20°C om de gietoplossing te koelen. Deze gietoplossing wordt geëxtrudeerd door de gaten in het giet-doorvoerdeel, dat is bevestigd aan het einde van de 10 doorn, en vormt een coating op het binnenoppervlak van de buis. Wanneer de buis de ruimte tussen het doorvoerdeel en de buis passeert wordt een natte film-dikte van 0,3 mm gevormd. De resulterende buis die aan de binnenkant gecoat is, wordt in een bad met koud water gedompeld dat het mem-15 braan geleert. Voordat de buis het bad ingaat wordt hij door een diamantzaag op een voorgeschreven lengte van 3,6 meter gezaagd. Na 24 uur in het bad te hebben gelegen wordt het buisvormige membraan verwijderd en voor 48 uur in een waterbad geplaatst om de achtergebleven oplosmiddelen eruit te 20 spoelen.

De resulterende membranen werden met een kleurstof met hoog molgewicht getest om het aantal speldegaatjes vast te stellen. Over een gebied van 1 m2 werden niet meer dan 5 speldegaatjes waargenomen.

25 Voorbeeld 3

Voorbeeld 2 wordt herhaald waarbij het verschil ligt in het feit dat de stap van het verwarmen van het niet-geweven materiaal voorafgaand aan het ultrasoon lassen niet uitgevoerd wordt. Het resulterende buisvormige membraan bezat 540 30 speldegaatjes over een gebied van 1 m2. Dit geeft het belang van de stap van verwarming aan.

Voorbeeld 4

Voorbeeld 2 wordt weer herhaald waarbij het verschil ligt in het feit dat de stap van verwarming wordt aangelegd 35 op het platte, niet-geweven materiaal voordat het gewikkeld wordt. Het resulterende membraan bezat 210 speldegaatjes 1007356 ' 16 over 1 m2 membraangebied. Dit duidt op het belang van het verwarmen van het niet-geweven materiaal in gewikkelde of gekrulde toestand.

Het zal de deskundigen duidelijk zijn dat de uitvinding 5 niet tot de details van de bovenstaande illustratieve voorbeelden en de bijgevoegde figuur beperkt is, en dat de onderhavige uitvinding ook in andere specifieke vormen kan worden uitgevoerd zonder dat van de essentiële kenmerken ervan wordt afgeweken, en daarom is het wenselijk dat de 10 onderhavige uitvoeringsvormen in alle opzichten moeten worden beschouwd als illustratief en niet-beperkend, waarbij eerder wordt verwezen naar de bijgevoegde conclusies, dan naar de bovenstaande beschrijving, en het is de bedoeling dat alle veranderingen binnen de betekenis en het bereik van 15 gelijkwaardigheid van de conclusies daarom daarin zijn opgenomen.

- conclusies - 1007356

Claims

1. Werkwijze voor het vervaardigen van een buisvormig membraan-samenstel dat bestaat uit het schroeflijnvormig op een doorn wikkelen van tenminste een strook vezelmateriaal 5 om tenminste een enkellaags buisvormig ondersteuningsorgaan voor een semi-doorlatend membraan te vormen, gekenmerkt door het transporteren van de strook door een verwarmd gedeelte van de doorn tijdens de schroeflijnvormige wikkeling ervan voor het platmaken en glad maken van de vezels die langs de 10 doorsnede-breedte van de strook uitsteken, waardoor een buis met een gladde binnenboring langs zijn gehele lengte wordt gevormd.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de buis wordt gevormd door de strook niet-geweven materiaal 15 zodanig schroeflijnvormig te wikkelen dat hij randen bezit die tenminste aan elkaar grenzen, en die aan elkaar grenzende randen met elkaar te verbinden en te smeltlassen met behulp van een werkwijze die is gekozen uit de groep bestaande uit ultrasoon lassen, verwarmen of lijmen, teneinde 20 de buisvormige ondersteuning te vormen.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 voor het vervaardigen van een meerlaags buisvormig ondersteuningsorgaan, die bestaat uit het vormen van een eerste binnenliggende buis uit een strook niet-geweven materiaal met tenminste aan 25 elkaar grenzende randen, en het daarna zodanig schroeflijnvormig wikkelen van een verdere strook niet-geweven vezelmateriaal dat hij tenminste aan elkaar grenzende randen bezit, en het verbinden en heetsmelten van de tenminste aan elkaar grenzende randen van de verdere strook om een tweede buiten-30 liggend buisvormig ondersteuningsorgaan te vormen, en de eerste binnenliggende buis te verbinden met de tweede bui-tenliggende buis.

4. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de warmte wordt aangelegd door een hetelucht-pistool.

5. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat 1007356 ' het verwarmen van het gedeelte wordt verricht door ultrasone middelen.

6. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het gedeelte wordt verwarmd door elektrische middelen.

7. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het gedeelte wordt verwarmd door infrarood-, microgolf— of soortgelijke stralingsbronnen.

8. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het gebied wordt verwarmd terwijl het tegen de doorn wordt 10 gespannen om de buisvormige ondersteuning te vormen.

9. Werkwijze volgens conclusie 2 en 3, met het kenmerk, dat het verbinden en smeltlassen bestaat uit het toevoegen van tenminste één heetsmelt-kleefstof.

10. Werkwijze volgens conclusie 2 en 3, met het ken— 15 merk, dat het heetsmelten wordt verricht door een ultrasoon- lasinrichting.

11. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het vezelmateriaal poreus en niet-geweven is.

12. Buisvormig membraan-samenstel vervaardigd overeen-20 komstig de werkwijze volgens conclusie 1. ϊυυ7356*