TWI287469B - Fold protection for spiral filtration modules utilizing UV cured adhesive and method of providing same - Google Patents

Description

1287469 玖、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關超過濾技術的領域，尤指過濾模組及其製造方法。 本案所稱「超過濾」除另有所指之外，包括微過濾(microflltration)， 極微過濾(nanofiltration)，超過濾，逆滲透與氣體分離等。 【先前技術】 典型的超過濾裝置包括若干可供待過濾流體通過的螺旋過濾模 、 組。該等螺旋過濾模組係由捲繞住一滲透物載體管件的若干膜片、滲 、 透物載體與進給隔離片所組成。膜片大致包括一種接合到背襯料並與馨 之結為一體的隔膜料。各膜片通常係沿著其幅寬對半折疊，以致呈現 出一片著膜葉封包之折疊線接合成一體的膜葉。各膜葉封包的膜葉 取向係被設成可讓膜片的隔膜料側彼此面對面。 *各_物载體係設於二片膜葉的中間，該等膜葉則由相鄰的二膜 葉封包各膜葉。渗祕顏無葉_向顧設絲臈葉之隔 ^料側背離滲透物韻。膜葉雜渗透物賴管件__緣及抽向 邊緣係繞著渗透物载體的周圍封合，據以提供—種渗透物載體封套。 =封套的構造僅可經由膜葉難向方向接近綺物細。達成這種 广 =常用的材料是種濕式黏合劑，即一般的一件㈣㈣或二件式 紐甲酸sl。渗祕細㈣财為本縣藝賴知的毛 氈或織物材料。 而盘ΐΐ部份的螺旋過顏組+，各滲透物载般_—進給隔離片 載體體沿著進給隔_著-個與滲透物 面，Η ίί 動。渗透物騎過滲透物領封套的表 套的體使其流向滲透物载體的孔洞。因為渗透物載體封 奮的側緣及延端軸向邊緣 所以〜過進給隔離片的流體除非經 勿戟體封套膜葉，否則無法接近渗透物載體。 1287469 某種外在的限制用具，例如硬殼、套環(卿)或純遽網，或兑 組合可用來促使螺旋捲繞組件緊緊圍繞住管件。螺旋過滤模組是被裝 入-機殼或壓力槽内，鱗裝置在準傷過據的流體流過其間時，即對 整個模組以略為猶的條件運作。於是，遭縮物係從模組的一端去 除，滲透物則從滲透物載體封套去除。 超過滤技術的許多制均跟必須始終簡衛生的食品加工有 關。此舉導致必須以相當強烈的化學物，例如含氯的化合物，其它的 乳化劑，s_ ’驗類和界面活性劑從事賴清潔。該等化學物易於減 rt膜料的^，尤其是在會遭受應力的區域，例如麟之間沿著折 豐線的區域心片職會合的這區域通常稱為折疊區。此折H在膜孀 片上產生機械應力，胁導致則韻柄騎。 一〜- 膜片的折s區通常會採用魏赖便減低機械應力和延 ，膜片驗用钱。有_爾採用強化膠帶，將它黏貼到折縫 处並仗折縫彺外延伸一小段距，，以便覆蓋住膜片的折叠區%二 為對折疊區輕賴。為該等目的_ _ 二、—彡的至溫固化聚氨基曱酸酉旨或環氧樹脂。另-種強化方 >疋以-種如疑製程而使膜片之折疊區的密度增加。雖然膠帶、黏合 凝強化法提供_呈度的強化效果，但膠帶易失去黏附性二 ' e劑及駿法騎加錄簡生產循環 採用自動化捲撓製程。 難以 【發明内容】 ^發日臟旨_雜、耐化學紐性及料·的料細化 5雜強化螺旋萄模組顧之隔膜的折疊區及/或接縫。——一— 【實施方式】 首先參晒1 ’其+則大體上係由參照號碼表示。膜片1〇較佳 1287469 包括觸側I2及背襯姐M。隔膜側u較佳包括一種隔膜料，反之背 襯則較佳包括一種背概料，二者係以本項技藝所熟知的技術予 2結合為-體，而形成_則1G。適用的隔膜料及背襯料亦為本項技 藝所熟知者。 現請參_ 2，賴上轉親碼16表示的政葉封包，其係由膜 片^〇形成。膜片10係被分割而呈現出第一及第二^^和财。、 〜著了錄貫則1G幅寬的線折疊，即可達成此舉。 〃臈片10較佳係沿著其幅寬,以折疊而形成尺寸實質相同的第一 及第二膜葉膜葉10-χ和财。/本文所稱「膜片(memb職 係 2膜葉封包之膜葉财和10_γ的組合。另外，使第一膜葉10·χ與 第一職1仰分_那條線町稱為「折疊線」，而第-及第二膜 10 X和10-Υ _择辦奪I的里域以下則稱為「折疊區」。 膜片10的膜葉财和10·γ彼此係設成讓膜葉ι〇_χ和财的 隔膜側12面對面。在所列舉的—實施财，有健給隔離片^ f葉封包W内的膜葉1〇_Χ和阶之間。大體上，%_ _

’以便讓過渡的流體可從膜片10之膜葉财和财 ，隔膜侧12之間通過。雖然大部份的螺旋過舰組_到進給隔離 Π ’但月b而且在本項技藝中已知有人設計出不用進給隔離片的模 、，且。進給隔離片17的㈣及構造均為本項技藝職知者。 、 如圖1所示，在將膜片10折疊以供形成膜葉封包16之前，係先 ==的整個肅佈-道紫外線嶋合劑is。紫外線固化黏 佳朝則Π) 個幅寬塗佈在折疊區之折姐_ =不出膜片祕折疊_賴葉封包16之後的紫外義化黏合㈣ h形。應瞭解的疋’在圖i中’黏合劑18相對於膜片ι〇的厚度，以 =，8與背_4之_劃均有所誇大，以方便例舉說明。 不’可用-種厚度控制模具，或本項技藝已熟知的其它裳置或方 法，將紫外線固化黏合劑18噴塗到較佳為約咖至咖对的厚度， 7 1287469 黏合劑18= 产 ==.010吁，若為約〇.005对時最佳。紫外 超二==逆至 錄·渗透模組來說為約2叶時最佳。紫外 、' -σ背可用網版印刷裝置，刮刀，噴鎗，縫槿沴你5|，弋與^ 熟悉^項鄕崎_她罐撕^ 一奋紫外線·黏合劑18可被__ ω的任—側。在本發明的 ^例巾’係將料制絲合劑18塗制則㈣背概側Μ。 =1及圖2所示的實施例中，則是將紫外線固化黏合劑μ塗佈 士的^膜側12。折疊保護所用的習用黏合劑在被塗佈到膜片 二、則才胃於/σ著膜葉之間的折疊線填注到裂隙内，因而致使膜罐 葉彼此黏結。賴之下，料_蹄合劑18係塗佈在輯财和 10-Υ的隔膜側12，不會沿著折疊線填注到裂隙内，以致膜葉财和 10-^也不會彼此黏結。

\|本么月的i外線固化黏合劑為具有撓性，固化後具有符合蕭氏A A)範圍内的硬度，且對化學物，包減氯、酸性清潔溶液和 可性清潔溶液構成之群組中選用的化學物具有耐抗性。另外，這紫外 線固化^鑛則丨。擁絲教妙社興級固化時 間短。這斜線·黏合嫩麵對紫外鱗錢％秒町的方式 固化，但較佳者是對紫外線曝露約2至6秒鐘之間^紫外線可由任一 « 種標準的紫外燈提供。例如但並不以其為侷限，可用一種縣紫外 燈，或從32〇〜390mn輸出來量測時，具有2〇〇_5〇〇〇mW/cmcm之強 度的任-種紫外燈。在所列舉的—實施例中，紫外線固化黏合劑是種 壓克力式(acrylic-type)黏合劑。 在本發明的-實施例中，紫外線固化黏合劑18包括翠丁二稀， 數量為約5至90 wt%(重量百分比)之間，但較佳者為約1〇至〜8〇^， 若為約2〇至60 wt%時更佳，而最佳者是為約％她。應瞭解的是， 本文所稱聚T二稀除另有減規定外，谢旨聚丁二烯及/或其官能化的 1287469 衍生物。現已發現如增加聚丁二烯的用量，黏合劑的繞性亦隨之辦 加。聚丁二烯較佳係以一種丙婦酸醋或(甲基)丙稀酸端基聚丁二烯^ 聚物’或環氧化聚丁二稀的形式提供，但較佳者為(甲基)丙稀酸端基 聚丁二稀。軸本文職之本發_實酬包括聚丁二烯，但可產= 具有意欲性質之紫外線固化黏合劑的其它成分，只要合乎本發明即可 使用，例如從丙烯酸酯或(甲基)丙烯酸端基聚異戊二稀，氯丁乙烯， 聚醚，聚酯及其共聚物構成之群組中選用的化合物。 (甲基)丙稀酸端基聚丁二烯的分子量較佳為_至侧，玻璃化： 轉變溫度難佳在以下。最佳的(甲基)丙稀酸端絲丁二烯是聚.. 丁二烯二甲基丙_雜。例如但不以其為，可與本發明合鲁籲 用的聚丁二烯二甲基丙烯酸醋低聚物即為B f g⑻編公司以 HYCAR VTB產品名稱和Sartomer公司作為CN系列之聚丁二稀二甲 基丙烯酸酯低聚物所供售者。 在最佳的實施例中，是讓丙烯酸醋或(甲基)丙稀酸醋，乙婦單體， 引發劑/安賴，和糾發継(f細顧端絲了三卿性體結 合’以供形成一種均質的樹脂溶液。 在這實施射’丙烯_或(甲基)丙烯_旨較料—種從⑺

丙烯酸-2·乙基代己酯，（甲基)丙稀_乙8旨，（甲基)丙職環己歡 诸如二經甲基秘三丙_自旨之_多功辆烯_旨，或本項技蓺 熟知具有高功能性之其它丙烯酸輯成之群財選㈣高沸點印 酸酯或(甲細稀酸酯。餅細t黏合触佳包括約$至〇 _ 丙烯酸s旨辦細細旨铺佳者為ω至魏，若為μ至奶 時更佳，而最佳者約為30 wt%。 乙稀早體較佳為從苯乙稀，二乙稀基苯，正甲基苯乙烯 (請鄉咖峋’氯苯乙烯，醋酸乙烯酿，丙稀和乙刺構成之群 組中所_者。料細_舰佳包麵5至⑼德的乙稀單 體’但較佳者為約10至60 wt%，若為約2〇至4〇痛時更佳，而最 9 1287469 佳者為約30 Wt%。 光引發劑較佳為從1-羥基環己基苯基酮(例如Ciba Geigy公司以 HCPK，Irgacure 184產品名稱所供售者)和2_羥基_2_f基小苯基丙烧_ 酮(例如Ciba-Geigy公司以HMPP，Dar〇cur 1Π3產品名稱所供售者） 構成之群組帽_者。料_筛合驗佳包括約α2至9奶％ 的光引發劑，但較佳者為0.5至7 wt%，若為1至5 wt%時更佳，而 最佳者為約3 wt%。 抑制劑/安定劑較佳為從氫甲基氫〇口膽構成之群組中所， 選用的自由絲合抑制劑。紫外線固化黏合劑較佳包括約Q i至Μ ： wt%的抑制劑/安定劑，但較佳_ 〇·2至〇·5感，而最佳者為約請 wt%。 紫外線固化黏合劑較佳另包括丙烯酸或甲基丙烯酸。在此情況 下，紫外線固化黏合劑較佳包括約01至10 wt%的丙烯酸 酸，但較佳者為0.5至7 wt%，若為i至5 wt%時更佳，而最ς者為 約 3 wt%。 現請參閱圖3,所示的一支滲透物載體管件:麻著其周邊間隔設 置若干膜葉封包1¾)各膜葉封包16的折疊線則位在管件，泌的鄰接 處。各渗缘後魏麗忍係設於第一膜片的膜葉10-χ與鄰接膜片的膜葉 體係破封合於相鄰的職之間，據以形成—個滲透物她封套。 · 如圖4所示，整個螺旋模組之滲透物載體封套的形成方式是先將 一個渗透物載體22A置於膜葉封包16A的第-膜葉1〇私的鄰接· 處:接著沿著第一膜葉1〇_ΧΑ及/或滲透物22A的侧緣28及/或棒貫 其遠端的軸向邊緣30塗佈許多黏合劑％。 ”貝 然後，使鄰接膜葉封包16B的第二膜葉10-YB與黏合劑26接觸， 以致形成-個完全的和將滲透物載體DA封合於二片膜葉他从和 10-YB之間的滲透物載體封套。在一較佳實施例中，各渗透物载體封 10 1287469 套疋以-進給隔離n而與鄰接的滲透物載體封套分開。圖$所示者 即為滲透物體封套位於進給隔離片1?之間的構造。等所有的膜葉均 已被組震到滲透物載體封套内後，滲透物載體封套與進給隔離片17 即纏繞住管件20。 在此實施例中，黏合劑26是一種參照紫外線固化黏合劑18所討 論的紫外制絲合劑。黏合劑26可歧跟餅義錄合劑18相 =或不_料線固錄合劑。如同參照料顧錄合劑18所討 淪者’作為黏合劑％ #紫外線固化黏合劑在被塗佈後，可讓其對紫. 外線曝露而固化。紫外線固化黏合劑的塗佈厚度較佳在約〇.祕至Μ . 寸之間’但更佳者為〇 〇1至〇 〇8时，若為議呀時為最佳，至於寬 度f交佳約為0.5至3·5时，但更佳者為1至2.5时，若為約L5时時 為农佳。 是以’本發明包括一御成螺旋過據模組所用臈葉封包的製備方 其中職封包晴#_財外義絲合舰化。該方法包括 提供-膜片，和橫貫該膜片的幅寬而將紫外線固化黏合劑塗佈到膜片 的表面。接著«外線黏合劑曝露於紫外線的 線 ，黏合劑固化。膜片做一條折叠線橫貫其整個幅寬予以分^

線位於膜片上塗佈紫外線固化黏合劑的區域内。在所列舉的 方^，膜片是在塗佈紫外線固化黏合劑和使其固化後始予折疊。， 核明亦包括一種使用紫外線固化黏合劑將渗透物載體 側邊及/或軸向接縫予以封合之螺施奮 提#至少-M u H 的製備綠。該方法包括 =、至^_片膜片，该相片是由一條折叠線橫貫其整個幅寬予以分 開，以致呈現㈣H職。接著將渗透 之間’與渗透物載體鄰接的膜葉則用—種紫外線固化黏=== =及遇端_向邊軒以接合。接合_的方式是沿著第—膜片^ -膜葉及/或树物倾賴歧/或輕麵 ' 合劑。然後，使鄰接膜葉的第二膜葉與黏合劑接觸，將渗透物 11 Ϊ287469 合於相鄰膜片的膜葉之間，以致形成一個滲透物載體封套。相鄰的滲 透物載體封套之間可設一進給隔離片。包括膜片及滲透物載體的滲透 物載體封套以及進給隔離片均纏繞住一滲透物載體管件。此外，黏合 劑係被曝露於紫外線的照射，致使該黏合劑固化。 本文所述的紫外線固化黏合劑可在30秒鐘以内固化，遠比螺旋

過渡模組構造中所用之一般強化與黏合材料所需的固化或溶凝時間 :口此可採用自動化捲繞製程而以這種紫外線固化黏合劑來強化 膜葉封包崎觀/或接縫。另外，本發明的料線固錄合劑在固化 ，具撓性且耐用，可供強倾片和防止漏_及因而導致的器材故 障本毛明所提供的固化時間，撓性，硬度，以及耐化學腐雜的綜丨 合效果丄是制標準強化及黏合材料未曾_的境界。 …從前勒容可知，本發明適於達成前述的所有目的及目標，以及 其它顯而易見與本發明固有的優點。 =所?實補僅賴綱本發，_錄制本發明之範 3利=不林發明精神所從事的麵修改或變化，俱屬本發明申請 【圖式簡單說明】

圖^所示者係已塗佈斜義化黏合劑之膜片的片斷透視圖。 圖2係另-片斷透視圖’齡出依本發明備的—膜葉 體管件的片斷透視圖 圖3戶若干膜料包及_峨體之渗魏載 圖 4係繞著其厢設有若干膜葉封包及渗透喊體 視圖，其中顯示_渗物 件 ㈣纖㈣岭__的分解片 【圖式元件標號說明】 12

Claims (1)

1. I28746g則·號專利申請案 =¾無劃線補充修訂本 膜片 10 隔膜側12 進給隔離片17 載體 22 第二膜葉10-YB 載體 22A 軸向邊緣30 第一膜葉10-X第二膜葉办γ 背襯側14 膜葉封包16 黏合劑18 載體管件20 孔口 24 第—膜葉10-XA 膜葉封包16A膜葉封包16B 黏合劑26 側緣 28 i 拾、申請專利範圍·· 列各步 1驟二麵旋過賴崎賊葉封包的製備方法，财法包括下 提供一膜片； ， ^貫膜片的幅寬而將紫外線固化黏合劑塗佈 it :1?氏A級颂⑽A)範圍的硬度，並對由氯、酸3 貝肤片的幅寬將該膜片分割，據以提供第一及第 ^，、葉、、中鋪線是在前述塗佈步驟中對膜片塗佈黏合劑的區域 i 其中固化的黏合劑可在該條線的區域強化膜片。一 外線固步驟包括讓紫 線。3·如申請專利範圍帛！項所述之方法，其中該條線係一折叠 二*膜括對联一㈤ 5· —種用於形成螺旋過濾模組的膜葉封包，其包括： 13 12874级21麵號專利申請案 申請專利範圍無劃線補充修訂本 95年6月修訂 條橫兩出寬⑽f割葉t膜片，其中第-及第咖^ 主品厂道义卜i气固1匕?合劑，其係縣著到各膜葉與該條線鄰接的 $面士二已曝露於紫外線的照射下而使黏合劑固 劑則在該條線的區域内強化該膜片，其中紫外線 S :符合簫氏A級帥⑽A)範圍的硬度，並對由 ί耐彳糸，合液和可性清潔溶液構成之群組令所選定的化學物具 人添項所述之膜葉封包，其中紫外線固化黏 白片丨已在务、外線〃?、射下曝露3〇秒以内的時間。 ’膜側項所述之膜葉封包，其中膜片包括-ρ高 而I，沿著該線折疊成讓第-及第二膜葉的 i二?濾、模組的製備方法，其包括下列各步驟： 於Sii呈現出第-及第二膜葉； 接-細㈣—細麟接合到鄰 5Ϊ22渗2物載體捲繞住—渗透物載體管件；和 性，符=外線的照射下，使該黏合劑固化，其具有撓 ► ί苛的硬度，並對由氣、酸姉絮溶液 夜構成之鮮組中所選定的化學物具有耐抗性， /、中固化的黏合劑會在側緣區域封合住該等膜片。 9. 一種螺旋過濾模組，其包括： 一滲透物載體管件； 條線等，各呈現出以一 甘ίί等膜片之間螺旋捲繞住管件的滲透物載體， 鄰接膜片第°該以的f緣係以一紫外線ΐ化黏合劑接合到 並對由i L生二Λ Α級(sh0re Α)範圍的硬度， 學物液和可性清潔溶液構成之群組中所選定的化 1287469 第092131588號專利申請案 申請專利範圍無劃線補充修訂本 , 95年6月修訂 其中固化的黏合劑會在側緣區域封合住該等膜片。 10·如申請專利範圍第9項所述之模組，其中紫外線固化黏合 '劑另橫貫膜葉遠離管件的軸向邊緣而各該膜片的第一膜葉接合到& 接膜葉的第二膜葉上。 、” 〇 11·如申請專利範圍第9項所述之模組，其中紫外線固化點人 劑已在紫外線照射下曝露30秒以内的時間。 ’'

   、12·如申睛專利範圍第9項所述之模組，另包括在該條線的區 域内黏著到該膜片而使其強化的第二紫外線固化黏合劑，盆中該勸 合劑已曝露於紫外線的照射下而使黏合劑固化。 八 13· —種螺旋過濾模組，其包括： 一滲透物載體管件； 至少二片螺旋捲繞住載體管件的膜片，該等膜片各呈現出以一 條線橫貫該膜片幅寬而予分割的第一及第二膜葉、和 一在该等膜片之間螺旋捲繞住管件的滲透物載體， ^中各該膜片第一膜葉的侧緣係以一紫外線固化黏合劑接合到 郇接膜片第二膜葉的側緣，且該黏合劑已曝露於紫外線的昭 ,Ϊΐΐ1固化，其具有撓性，符合箫氏Α級(Shore Α)範圍的硬度， 由虱、ί性清潔溶液和苛性清潔溶液構成之群組中所選定的化 予物具有耐抗性，和

   其中固化的黏合劑會在軸向側緣區域封合住該等膜片。 南丨p 請專利範圍第13項所述之模組，其中紫外線固化黏合 剤已在紫外線照射下曝露30秒以内的時間。 15