WO2007102551A1 - スパイラル型膜エレメント及びその製造方法 - Google Patents

スパイラル型膜エレメント及びその製造方法 Download PDF

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Shinichi Chikura
Katsumi Ishii
Hideki Matsuda
Masashi Beppu
Hiroki Fujioka
Yasuhiro Uda
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Nitto Denko Corporation
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Definitions

  • a separation membrane, a supply-side channel material, and a permeate-side channel material are spirally wound around a perforated central tube in a laminated state, and various fluids (liquid or gas)
  • the present invention relates to a spiral membrane element capable of separating a specific component present therein and a method for producing the same.
  • a separation membrane 1 As a fluid separation element used for reverse osmosis filtration, microfiltration, etc., for example, as shown in FIG. 5, a separation membrane 1, a supply-side flow path material 2, and a permeation-side flow path material 3 are laminated. And a cylindrical wound body R wound in a spiral shape around the perforated center tube 5 and sealing portions 11 to 13 for preventing mixing of the supply side fluid and the permeate side fluid.
  • the spiral membrane element is known.
  • the supply-side fluid (raw water) is guided to the surface of the separation membrane 1 by the supply-side channel material 2 and is separated by passing through the separation membrane 1.
  • Such a spiral membrane element may be provided with a fiber reinforced resin (FRP) as an exterior material on the outer periphery for the purpose of imparting pressure resistance and shape retention during pressure operation (not shown). ).
  • FRP fiber reinforced resin
  • such a spiral membrane element generally has a supply-side flow path material 2 arranged between the separation membrane 1 folded in half.
  • Adhesives 4 and 6 are positioned on the periphery (3 sides) of the separation membrane to form a sealing part that stacks the permeate side flow path material 3 and prevents mixing of the supply side fluid and permeate side fluid.
  • the exterior material is usually formed by wrapping a membrane leaf around a central tube to cure the sealing resin, and then impregnating the outer peripheral surface of the cylindrical wound body with a glass roving ( Glass filler).
  • a glass roving Glass filler
  • a converging body composed of strands of a mentor is wound and cured to form FRP (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 2001-17840
  • Patent Document 2 JP 2000-354742 A
  • an object of the present invention is to provide a spiral membrane element capable of forming a uniform fiber reinforcement layer on the outer peripheral surface by a simple method without significant change of material, and a method for producing the same. .
  • a spiral membrane element of the present invention includes a cylindrical wound body in which a separation membrane, a supply-side channel material, and a permeate-side channel material are wound in a spiral shape around a perforated central tube in a stacked state.
  • a sealing portion is provided to prevent mixing of the supply side fluid and the permeate side fluid, and in the spiral type membrane element, at least one permeate side flow path material extends or is connected to the outer peripheral side.
  • the fiber cloth is wound around the outer periphery of the cylindrical wound body, and a fiber reinforcing layer impregnated and cured with a resin is formed.
  • the permeate-side channel material has a fiber cloth extended or connected to the outer peripheral side, and the fiber cloth is wound around the outer periphery of the cylindrical winding body.
  • the fiber reinforcing layer impregnated and cured with the resin is formed, a uniform fiber reinforcing layer can be formed on the outer peripheral surface by a simple method without any significant change of the material. Therefore, the manufacturing process is simplified, the manufacturing time can be shortened, and the manufacturing can be advantageously performed in terms of cost. Main departure In particular, the spiral membrane element can be manufactured by a simpler method without significant change of the material, particularly when the permeate-side channel material has a fiber cloth extended to the outer peripheral side.
  • the separation membrane, the supply-side channel material, and the permeation-side channel material are wound in a spiral shape around the perforated central tube in a laminated state.
  • a method of manufacturing a spiral element comprising a step of forming a cylindrical winding body and a step of forming a sealing portion for preventing mixing of a supply side fluid and a permeate side fluid.
  • At least one permeate-side channel material of the road material is one having a fiber cloth extended or connected to the rear end side of the winding and having the resin applied to the fiber cloth.
  • the permeate-side flow path material a material having a fiber cloth extended or connected to the rear end side of the winding and having the resin applied to the fiber cloth is used.
  • a uniform fiber reinforced layer can be formed without significant changes.
  • the fiber is reinforced by a simple method in order to cure the resin. Layers can be formed, manufacturing time can be shortened, and manufacturing can be disadvantageous in terms of cost.
  • the sealing portion when forming the sealing portion, using an adhesive having thixotropic properties, As the resin applied to the fiber cloth, it is preferable to use a resin having a viscosity lower than that of the adhesive. It is preferable to use a highly viscous resin that forms the sealing part. It does not flow during application and in a stationary state after winding, and maintains its shape. ! As a result, it has thixotropy that corresponds to the tightening stress and expands in the gap, so that a good sealing part can be formed without loss of grease.
  • the fiber reinforcement layer wound around the outer periphery has a lower viscosity than the resin used for the sealing part, the glass fiber and other reinforcing materials are better impregnated and the transparency is improved. In addition, the visibility of the product label is improved.
  • the viscosity of the adhesive is 5,000 to 100,000 mPa's under the condition of 20 rpm using a BH type viscosity type # 6 rotor, Viscosity force is preferred to be 100-10000mPa ⁇ s under the same conditions!
  • FIG. 1 is a process chart showing an example of a method for producing a spiral membrane element of the present invention.
  • FIG. 2 is a process diagram showing an example of a method for producing a spiral membrane element of the present invention.
  • FIG. 3 is a process diagram showing an example of a method for producing a spiral membrane element of the present invention.
  • FIG. 4 is a front view showing an example of a spiral membrane element of the present invention.
  • FIG. 5 is a process diagram showing an example of a conventional method for manufacturing a spiral membrane element.
  • FIG. 6 is a partially broken perspective view showing an example of a conventional spiral membrane element.
  • FIG. 1 to 3 are process diagrams showing an example of a method for producing a spiral membrane element of the present invention.
  • FIG. 4 is a front view showing an example of the spiral membrane element of the present invention.
  • the spiral-type membrane element of the present invention is different from the conventional one only in the method and structure of forming the exterior material, and the other configurations apply any of the above-described configurations of the conventional spiral-type membrane element. Can do.
  • the spiral membrane element of the present invention has a perforated central tube 5 in which the separation membrane 1, the supply-side channel material 2, and the permeation-side channel material 3 are laminated. And a cylindrical wound body R wound in a spiral shape, and a sealing portion for preventing mixing of the supply side fluid and the permeate side fluid.
  • the sealing portion includes, for example, a both-end sealing portion 11 and an outer peripheral side sealing portion 12, and also forms an inner peripheral side sealing portion 13 that seals around the central tube 5. .
  • the spiral membrane element of the present invention is a cylinder in which a separation membrane 1, a supply-side channel material 2, and a permeate-side channel material 3 are spirally wound around a perforated central tube 5 in a laminated state. It can be manufactured by a process of forming the wound body R and a process of forming the sealing portions 11 and 12 for preventing the supply side fluid and the permeation side fluid from mixing.
  • FIG. 1 is a front view showing a state before the separation membrane units are stacked and wound, and each separation membrane unit U is basically the same as that shown in FIG. 6 (a).
  • Fig. 6 (a) As shown in Fig. 6 (a), first, the supply-side flow path material 3 and the material on which the supply-side flow path material 3 is arranged while the separation membrane 1 is folded in two are stacked, Adhesives 4 and 6 to form a sealing part that prevents permeation of the permeate-side fluid are applied to both ends of the permeate-side flow path material 3 in the axial direction and wound. Prepare the unit coated on the end. At this time, a protective tape may be attached to the fold portion of the separation membrane 1.
  • a reverse osmosis membrane an ultrafiltration membrane, a microfiltration membrane, a gas separation membrane, a degassing membrane, or the like can be used.
  • a net-like material, a mesh-like material, a grooved sheet, a corrugated sheet, or the like can be used.
  • fiber fabric such as nonwoven fabric, woven fabric, and knitted fabric, net-like material, mesh-like material, grooved sheet, corrugated sheet and the like can be used.
  • the perforated central tube 5 any conventional tube may be used as long as it has an opening around the tube.
  • the central tube 5 is made of a material such as ABS resin, polyphenylene ether (PPE), polysulfone (PSF), etc., and its diameter varies depending on the size of the membrane element. L OOmm.
  • any conventionally known adhesives such as urethane adhesives, epoxy adhesives, hot melt adhesives and the like can be used.
  • an adhesive containing a thermosetting resin such as a urethane-based adhesive or an epoxy-based adhesive is preferable in performing a curing reaction by heating.
  • an adhesive having thixotropy when the both-end sealing portion 11 and Z or the outer peripheral side sealing portion 12 are formed.
  • the resin (adhesive) that forms the sealing parts 11 and 12 retains its shape without flowing during application and in a stationary state after winding, where it is preferable to use a highly viscous resin. When wound, it has thixotropic properties that correspond to the tightening stress and expand in the gap, so that a good sealing portion can be formed without loss of grease.
  • Various thixotropic adhesives using urethane or epoxy resin are commercially available.
  • thixotropy is a phenomenon that occurs when the state of a dispersion solution or the like is switched between the sol and the gel with respect to stress, and is a phenomenon that is easily found in a dispersion solution. is there. In the state without stress, it is in a gel state and does not show fluidity, but when external force is applied, some of the intermolecular force of the gel structure is destroyed, so that it becomes a sol state and restores fluidity. To do. In addition, when the external force stops working, the gel structure is regenerated and the fluidity is lost again.
  • the viscosity of the adhesive is 5000 BH, using a # 6 rotor with a BH type viscosity, and at 20 rpm. Power preference of ⁇ 100,000mPa-s ⁇ , 20000 ⁇ 50000mPa-s power ⁇ Preferred more! / ⁇ . When thixotropy is exhibited, the ratio of the viscosity at different stresses is large, and for example, the one having a force of 3 to 7 times the viscosity at 2 rpm to the viscosity at 20 rpm is preferable.
  • a plurality of the separation membrane units U are stacked and wound around the perforated center tube 5 in a spiral shape.
  • the spiral membrane element of the present invention has a fiber cloth 23a in which at least one permeation-side flow path member 3 is extended or connected to the outer peripheral side,
  • the fiber cloth 23a is wound around the outer periphery of the cylindrical wound body R, and a fiber reinforcing layer 25 ′ in which resin is impregnated and cured is formed.
  • one permeate-side channel material 3 is composed of a fiber cloth 23 having a fiber cloth 23a extended to the outer peripheral side.
  • such a fiber reinforced layer 25 ' is used as at least one permeate-side channel member 3 of the permeate-side channel member 3 as the rear end side of the winding.
  • the outer circumference of the cylindrical winding body R is formed. It can be formed by curing the resin after winding.
  • FIG. 1 an example is shown in which the permeation-side flow path member 3 fixed to the central tube 5 is composed of a fiber cloth 23 and has an extended fiber cloth 23a.
  • the end of the fiber cloth 23, which is the long permeate-side channel material 3 is bonded or adhesively fixed to the central tube 1, and the permeate channel material is obtained.
  • the resin coating on the sealing part of the separation membrane unit U on the top it is wound around the central tube 5 to form a cylindrical wound body R.
  • PPS poly-phenylene sulfide
  • Examples of the fiber fabric 23 include non-woven fabric, woven fabric, and knitted fabric, and the thickness is preferably 0.2 to Lmm.
  • polyurethane resin or epoxy resin used in forming the cylindrical wound body R can be used as it is, but in the fiber reinforcing layer 25, which is an exterior material, It is also possible to change the type of resin for the resin used in the round body R.
  • the resin applied to the fiber cloth 23a it is preferable to use a resin having a lower viscosity than the adhesives 4 and 6 forming the sealing portions 11 and 12. This improves the impregnation of glass fiber and other reinforcing materials, improves transparency, and improves the visibility of product labels.
  • the viscosity of the resin to be applied to the fiber cloth 23a is BH type viscosity type # 6 rotor, and at 20 rpm, 100 to: LOOOOmPa, s is the force force 500 to 7000mPa, More preferably, s is 1000 to 3000 mPa's.
  • a resin include polyurethane resin and epoxy resin.
  • the resin used in the process of forming the sealing portions 11 and 12 and the resin of the fiber reinforcing layer 25 'for fixing the outer periphery of the wound body are different in function from each other. It is preferable to use fat
  • the combination of urethane resin and epoxy resin may be combined depending on the application.
  • the resin of sealing parts 11 and 12 and fiber reinforced layer 25 ' It is preferable to use an epoxy resin.
  • the number of the separation membrane unit U to be stacked is determined according to the required permeation flow rate and may be one or more layers, but the upper limit is about 100 layers in consideration of operability. .
  • FIG. 4 an example is shown in which a resin sheet 24 is wound inside or inside the fiber reinforcing layer 25 ′ while being bonded to the resin.
  • FIG. 2 when the fiber cloth 23a is wound, the fiber cloth 23a is wound together with the release sheet 26 having releasability from the resin, and the interface of the release sheet 26 is released after the resin is cured.
  • An example including the process of excising the peeled portion is shown.
  • the portion to which the resin 25 is applied is provided for 1 to 5 turns so that the strength of the fiber reinforcing layer 25 'can be sufficiently obtained.
  • the hot melt adhesive 27 is provided for hot melt bonding so that the final tightening force is not loosened, and it is applied in the width direction until the resin is cured. Fix it.
  • the release sheet 26 may be any sheet having a releasability from the resin, such as PE, PP, PET sheets, films, silicone resin, fluorine resin, various release agents. Examples include sheets, films, papers, etc. coated with the above.
  • the release sheet 26 is preferably wound with a length of one turn or more.
  • the resin sheet 24 may be adhered to the resin of the fiber reinforced layer 25 ′, or an adhesive layer may be provided on the resin sheet 24 for adhesion.
  • a followable sheet having good adhesion to the cylindrical wound body R is preferable.
  • PP polychlorinated butyl (PVC), polystyrene (PS), Examples include rubber sheets and films.
  • PVC polychlorinated butyl
  • PS polystyrene
  • Such a resin sheet 24 can also be used as a display label.
  • display prints are attached to the outer periphery of the label, and about one turn is involved.
  • the display label can be provided over substantially the entire width in the width direction.
  • the product label, company name, appropriate design, etc. can be displayed on the display label.
  • the resin sheet 24 when the resin sheet 24 is rolled up, it may be at any position near the surface of the wound body or the surface of the fiber reinforcing layer 25 '. Further, the fiber reinforcing layer 25 ′ can be formed into multiple layers depending on the winding length, and in that case, it can be installed in the middle of the fiber reinforcing layer 25 ′.
  • the cylindrical winding body R is wound around such an extended portion while applying tension to the rear end side of the winding, and hot melt bonding is performed as shown in FIG. Obtain a membrane element. This is cured by heating or the like in this state. The conditions at the time of curing are appropriately set according to the type of resin used.
  • the resin sealing of the separation membrane unit U (cylindrical wound body R) and the hardening of the resin reinforcing fiber 25 ' may be performed separately, but in the present invention, the separation membrane unit is used. It is preferable to simultaneously perform resin sealing of U (cylindrical winding body R) and curing of the resin of the fiber reinforcing layer 25 ′. In that case, it is preferable to use the same type of rosin as the rosin for both. That is, when performing a curing reaction by heating, it is preferable to use a resin containing a thermosetting resin such as a urethane-based adhesive or an epoxy-based adhesive.
  • the spiral wound membrane element R may be trimmed at both ends in order to adjust the axial length of the cylindrical wound body R after resin sealing. Further, a perforated end member for preventing deformation (such as a telescope), a sealing material, a reinforcing material, etc. can be provided as necessary.
  • the force permeation-side flow path member has a fiber cloth connected to the outer peripheral side, showing an example in which one permeation-side flow path material has a fiber cloth extended to the outer peripheral side. It can be a thing.
  • the fiber reinforcing layer is formed by using a fiber cloth connected to the rear end side of the winding as a permeate-side flow path material and a resin applied to the fiber cloth.
  • the fiber cloth is connected to the permeate-side channel material, it is also possible to use glass fiber cloth such as glass cloth, metal fiber cloth such as metal mesh screen, etc. in addition to fiber cloth made of resin.
  • the thickness of the connected fiber cloth is preferably 0.1 to Lmm, more preferably 0.2 to 0.5 mm.
  • a fiber reinforcing layer may be formed by having a plurality of (for example, two to the total number of leaves) permeation-side flow path members having a fiber cloth extended or connected to the outer peripheral side. In that case, when applying the adhesives 4 and 6, it is only necessary to apply grease to the extended or connected fiber cloth and to wind it after lamination.
  • a fiber reinforcing layer may be formed by extending or connecting a fiber cloth to a non-permeate side flow path.
  • the separation membrane unit when the separation membrane unit is manufactured, the separation membrane is folded in half and the supply-side channel material is sandwiched.
  • the separation membrane unit is formed using a continuous separation membrane. It is also possible to alternately fold and sandwich the supply-side channel material and the permeation-side channel material. On the spot In this case, it is only necessary to provide a cut-out portion of the permeate-side channel material only for the both-end sealed portions.
  • the permeation side flow path material 3 is overlapped on the separation membrane 1 folded in half so as to sandwich the supply side flow path material 2.
  • the separation membrane 1 folded in half on the permeate-side flow path material 3 is stacked, and the adhesives 4 and 6 can be applied thereon. It is.
  • a spiral membrane element including a plurality of membrane leaves is manufactured using a plurality of separation membrane units U.
  • a spiral membrane element including one membrane leaf may be manufactured using one set of separation membrane units U.
  • one permeate-side channel material to be used has a fiber cloth extended or connected to the outer peripheral side.
  • a membrane lift unit consisting of a Nitto Denko RO membrane ES20 and a 0.7 mm thick PP supply-side channel material was prepared.
  • the membrane leaf unit loaded while applying tension by rotating the hollow central tube around the shaft was wound.
  • the resin sheet for display was continuously wound with a length corresponding to the circumference of the wound body.
  • the permeate-side flow path material behind the resin sheet was coated so that the polyurethane resin was impregnated over the entire surface with a length corresponding to the circumferential length of the wound body, and continuously wound.
  • the release sheet was placed on the permeate-side channel material so that the release sheet completely covered the outside of the fiber reinforced resin.
  • Hot melt resin was applied in the width direction on the part immediately after the release sheet was wound, and temporarily fixed so that the wound wound body was loosened.
  • the outer layer of the release sheet was cut open, and the release sheet was peeled off to produce a spiral membrane element.
  • the outer surface of the membrane element became smooth, and the display of the resin sheet for display inside the fiber reinforcement layer was fully visible. Also, as a fiber reinforced layer, It was strong enough to withstand driving during the operation.
  • Example 1 a thixotropic adhesive (polyurethane resin, a two-component adhesive that mixes polyurethane and polyisocyanate) is used as the adhesive for the sealing part, and is applied to the permeate side channel material.
  • low viscosity epoxy resin two-component curable resin mixed with bisphenol A type epoxy resin and polyamidoamine
  • a mold membrane element was manufactured.
  • the viscosity of the adhesive and that of the above-mentioned resin were 2800 OmPa ⁇ s and 2000 mPa ⁇ s, respectively, under the condition of 20 rpm using a # 6 rotor in the BH type viscosity type.

Abstract

　簡易な方法で材料の大幅な変更なしに、均一な繊維補強層を外周面に形成できるスパイラル型膜エレメント、及びその製造方法を提供する。分離膜と供給側流路材と透過側流路材３とが積層状態で有孔の中心管５の周囲にスパイラル状に巻回された円筒状巻回体Ｒを備えると共に、供給側流体と透過側流体の混合を防ぐための封止部が設けられているスパイラル型膜エレメントにおいて、少なくとも１枚の透過側流路材３が外周側に延長又は連結された繊維布２３ａを有し、その繊維布２３ａが円筒状巻回体Ｒの外周に巻回され、かつ樹脂が含浸硬化された繊維補強層が形成されている。

Description

明 細 書
スパイラル型膜エレメント及びその製造方法
技術分野
[0001] 本発明は、分離膜と供給側流路材と透過側流路材とが積層状態で有孔の中心管 の周囲にスパイラル状に卷回されており種々の流体 (液体あるいは気体）中に存在す る特定成分を分離することができるスパイラル型膜エレメント、及びその製造方法に 関する。
背景技術
[0002] 従来、逆浸透ろ過、精密ろ過などに用いられる流体分離エレメントとして、例えば、 図 5に示すように、分離膜 1と供給側流路材 2と透過側流路材 3とが積層状態で有孔 の中心管 5の周囲にスパイラル状に卷回された円筒状卷回体 Rを備えると共に、供 給側流体と透過側流体の混合を防ぐための封止部 11〜13が設けられて 、るスパイ ラル型膜エレメントが知られて 、る。
[0003] このスパイラル型膜エレメントでは、供給側流体 (原水）が供給側流路材 2によって 分離膜 1表面へ導かれ、分離膜 1を透過して分離された後、透過側流体 (透過水)が 透過側流路材 3に沿って中心管 5 (集水管)まで導かれる。そして、このようなスパイラ ル型膜エレメントには、加圧運転時の耐圧性および形状保持性を付与する目的で、 外装材として繊維強化榭脂 (FRP)を外周に施す場合がある（図示省略)。
[0004] このようなスパイラル型膜エレメントは、図 6 (a)〜 (b)に示すように、一般的に分離 膜 1を二つ折りにした間に供給側流路材 2を配置したものと、透過側流路材 3とを積 み重ね、供給側流体と透過側流体の混合を防ぐ封止部を形成するために接着剤 4, 6を、分離膜周辺部（3辺）に位置する透過側流路材 3に塗布して分離膜ユニット Uを 作製し、このユニット Uの単数または複数を中心管 5の周隨こスパイラル状に巻きつ けて、更に分離膜周辺部を封止することによって製造される。この例は、膜リーフ (封 止された封筒状膜)が複数の場合であるが、膜リーフが単数の場合も存在する。
[0005] また、外装材の形成は、通常、中心管に膜リーフを巻き付けて封止榭脂を硬化させ た後に、円筒状卷回体の外周面に、榭脂を含浸させたガラスロービング (ガラスフイラ メントのストランドからなる収束体)を巻き付け、これを硬化させて FRPとして形成する 方法が知られている（例えば、特許文献 1〜2参照)。
[0006] し力しながら、上記の方法では、膜リーフの卷回及び封止後に外装材を施すため、 封止のための硬化待ち時間に加えて、別途、外装材の巻き付け工程及び硬化工程 が必要となる。特に、榭脂を含浸させたガラスロービングを巻き付ける際に、均一な補 強効果が得られるように巻き付けを行うのは、煩雑かつ時間の力かる工程であった。 このため、上記の方法では、製造工程が複雑となり長時間を要し、材料面も含めてコ スト的に不利であった。
[0007] 特許文献 1 :特開 2001— 17840号公報
特許文献 2：特開 2000 - 354742号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0008] そこで、本発明の目的は、簡易な方法で材料の大幅な変更なしに、均一な繊維補 強層を外周面に形成できるスパイラル型膜エレメント、及びその製造方法を提供する ことにある。
課題を解決するための手段
[0009] 上記目的は、下記の如き本発明により達成できる。
本発明のスパイラル型膜エレメントは、分離膜と供給側流路材と透過側流路材とが 積層状態で有孔の中心管の周囲にスパイラル状に卷回された円筒状卷回体を備え ると共に、供給側流体と透過側流体の混合を防ぐための封止部が設けられて 、るス ノ ィラル型膜エレメントにおいて、少なくとも 1枚の透過側流路材が外周側に延長又 は連結された繊維布を有し、その繊維布が前記円筒状卷回体の外周に卷回され、 かつ樹脂が含浸硬化された繊維補強層が形成されていることを特徴とする。
[0010] 本発明のスパイラル型膜エレメントによると、透過側流路材が外周側に延長又は連 結された繊維布を有し、その繊維布が前記円筒状卷回体の外周に卷回され、かつ 榭脂が含浸硬化された繊維補強層が形成されているため、簡易な方法で材料の大 幅な変更なしに、均一な繊維補強層を外周面に形成できる。このため、製造工程が 簡易化し、製造時間の短縮が図れ、コスト的にも有利に製造することができる。本発 明では、特に、透過側流路材が外周側に延長された繊維布を有する場合に、より簡 易な方法で材料の大幅な変更なしに、スパイラル型膜エレメントを製造することがで きる。
[0011] 上記において、前記繊維補強層の内部又は内側には、榭脂シートを卷回すること も可能である。従来、繊維補強樹脂の外部は凹凸があるために表示ラベルが貼りに くぐまた、原水に接液するために使用中に剥がれてしまう可能性があった力 本発 明のように、榭脂シート (表示ラベル等を含む)を繊維補強層の内部又は内側に卷回 すること〖こよって、このような問題が生じなくなる。
[0012] 一方、本発明のスパイラル型膜エレメントの製造方法は、分離膜と供給側流路材と 透過側流路材とを積層状態で有孔の中心管の周囲にスパイラル状に卷回して、円筒 状卷回体を形成する工程と、供給側流体と透過側流体の混合を防ぐための封止部 を形成する工程とを備えるスパイラル型エレメントの製造方法にぉ ヽて、前記透過側 流路材のうち少なくとも 1枚の透過側流路材として、卷回の後端側に延長又は連結さ れた繊維布を有しその繊維布に樹脂が塗布されたものを用い、前記円筒状卷回体 を形成する際に、前記繊維布を前記円筒状卷回体の外周に卷回した後、前記榭脂 を硬化させることを特徴とする。
[0013] 本発明の製造方法によると、透過側流路材として、卷回の後端側に延長又は連結 された繊維布を有しその繊維布に樹脂が塗布されたものを用いるため、材料の大幅 な変更なしに、均一な繊維補強層を形成することができる。また、円筒状卷回体を形 成する際に、前記繊維布の延長部分を前記円筒状卷回体の外周に卷回した後、前 記榭脂を硬化させるため、簡易な方法で繊維補強層を形成でき、製造時間の短縮が 図れ、コスト的にも不利に製造することができる。
[0014] 上記において、前記繊維布の延長部分を卷回する際に、前記樹脂との剥離性を有 する剥離シートと共に卷回しておき、前記樹脂の硬化後に前記剥離シートを剥離除 去して、余分な延長部分を切除することが好ましい。このような剥離シートを用いて、 硬化後に剥離除去することによって、繊維補強層の外表面に異物が付着したり、外 表面に凹凸が生じ易くなるのを防止することができる。
[0015] また、前記封止部を形成する際にチキソトロピー性を有する接着剤を使用し、前記 繊維布に塗布する榭脂として前記接着剤より低粘度の榭脂を使用することが好まし い。封止部を形成する榭脂 (接着剤）は、粘性が高い榭脂を使用することが好ましぐ 塗布時及び卷回後の静止状態では流動せずに形を保持し、卷回時にお!ヽては締め 付け応力に対応し空隙内で拡がるチキソトロピー性を有することにより、榭脂の欠落 が無く良好な封止部を形成することができる。また、外周に卷回される繊維補強層の 榭脂が、封止部に使用する榭脂に比べて、粘度が低いと、ガラス繊維などの補強材 への含浸性が良好で透明性が向上し、製品ラベルの視認性が良好となる。
[0016] このような観点から、前記接着剤の粘度が、 BH型粘度形で # 6ローターを使用し、 20rpmの条件で、 5000〜100000mPa' sであり、前記繊維布に塗布する榭脂の粘 度力 同じ条件で 100〜10000mPa · sであることが好まし!/、。
図面の簡単な説明
[0017] [図 1]本発明のスパイラル型膜エレメントの製造方法の一例を示す工程図
[図 2]本発明のスパイラル型膜エレメントの製造方法の一例を示す工程図
[図 3]本発明のスパイラル型膜エレメントの製造方法の一例を示す工程図
[図 4]本発明のスパイラル型膜エレメントの一例を示す正面図
[図 5]従来のスパイラル型膜エレメントの製造方法の一例を示す工程図
[図 6]従来のスパイラル型膜エレメントの一例を示す部分破断した斜視図
符号の説明
1 分離膜
2 供給側流路材
3 透過側流路材
4 接着剤
5 中心管
6 接着剤
23 繊維布
23a 繊維布 (延長された部分)
24 榭脂シート 25' 繊維補強榭脂
26 剥離シート
27 ホットメルト接着剤
R 円筒状卷回体
U 分離膜ユニット
発明を実施するための最良の形態
[0019] 以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図 1〜図 3は 、本発明のスパイラル型膜エレメントの製造方法の一例を示す工程図である。図 4は 、本発明のスパイラル型膜エレメントの一例を示す正面図である。
[0020] 本発明のスパイラル型膜エレメントは、外装材の形成方法および構造のみが従来 のものと異なっており、他の構造は、上述の従来のスパイラル型膜エレメントの構成を いずれも適用することができる。
[0021] 従って、本発明のスパイラル型膜エレメントは、図 5に示すように、分離膜 1、供給側 流路材 2、および透過側流路材 3が積層状態で、有孔の中心管 5の周隨こスパイラ ル状に卷回された円筒状卷回体 Rを備えると共に、供給側流体と透過側流体の混合 を防ぐための封止部が設けられている。封止部には、例えば、両端封止部 11と外周 側封止部 12が含まれ、また、中心管 5の周囲の封止を行うベぐ内周側封止部 13を 形成してちょい。
[0022] 本発明のスパイラル型膜エレメントは、分離膜 1と供給側流路材 2と透過側流路材 3 とを積層状態で有孔の中心管 5の周囲にスパイラル状に卷回して円筒状卷回体 Rを 形成する工程と、供給側流体と透過側流体の混合を防ぐための封止部 11, 12を形 成する工程とによって製造することができる。
[0023] 具体的には、まず、図 1に示す工程を実施することにより製造することができる。図 1 は、分離膜ユニットを積層して卷回する前の状態を示す正面図であり、各々の分離 膜ユニット Uは、基本的に図 6 (a)に示すものと同じである。
[0024] 図 6 (a)に示すように、まず、分離膜 1を二つ折りにした間に供給側流路材 2を配置 したものと透過側流路材 3とを積み重ね、供給側流体と透過側流体の混合を防ぐ封 止部を形成するための接着剤 4, 6を、透過側流路材 3の軸方向両端部および卷回 終端部に塗布したユニットを準備する。このとき、分離膜 1の折目部分に保護テープ を貼り付けても良い。
[0025] 分離膜 1には、逆浸透膜、限外ろ過膜、精密ろ過膜、ガス分離膜、脱ガス膜などが 使用できる。供給側流路材 2には、ネット状材料、メッシュ状材料、溝付シート、波形 シート等が使用できる。透過側流路材 3には、不織布、織布、編布などの繊維布、ネ ット状材料、メッシュ状材料、溝付シート、波形シート等が使用できる。
[0026] 有孔の中心管 5は、管の周囲に開孔を有するものであれば良ぐ従来のものが何れ も使用できる。一般的には、中心管 5は ABS榭脂、ポリフエ-レンエーテル (PPE)、 ポリサルフォン (PSF)等の材質で形成され、その直径は膜エレメントの大きさに応じ て異なるが、例えば 20〜： L OOmmである。
[0027] 接着剤 4, 6としては、ウレタン系接着剤、エポキシ系接着剤、ホットメルト接着剤等、 従来公知の何れの接着剤も使用することができる。但し、加熱による硬化反応を行う 上で、ウレタン系接着剤、エポキシ系接着剤などの熱硬化性榭脂を含有する接着剤 が好ましい。
[0028] 特に、本発明では、両端封止部 11及び Z又は外周側封止部 12を形成する際に、 チキソトロピー性を有する接着剤を使用することが好ましい。封止部 11, 12を形成す る榭脂 (接着剤）は、粘性が高い榭脂を使用することが好ましぐ塗布時及び卷回後 の静止状態では流動せずに形を保持し、卷回時にお!、ては締め付け応力に対応し 空隙内で拡がるチキソトロピー性を有することにより、榭脂の欠落が無く良好な封止 部を形成することができる。チキソトロピー性を有する接着剤は、ウレタンやエポキシ 榭脂等を使用したものが、各種市販されている。
[0029] なお、チキソトロピー (thixotropy)とは、分散系溶液等の状態が応力に対してゾルと ゲルとの間で入れ替わることで表れる現象で、ゲル化しやす ヽ分散系溶液に見られ る現象である。応力の無い状態においてはゲルの状態にあり流動性を示さないが、 外力が加わるとゲル構造の分子間力の一部ある 、は全部が破壊される為、ゾル状態 となるため流動性を復元する。また、外力が作用しなくなると再びゲル構造が再生さ れる為に再び流動性を失う。
[0030] 接着剤の粘度は、 BH型粘度形で # 6ローターを使用し、 20rpmの条件で、 5000 〜100000mPa- sであるの力好まし <、 20000〜50000mPa- s力 ^より好まし!/ヽ。チキ ソトロピー性を示す場合、異なる応力での粘度の比が大きいものとなり、例えば 20rp mでの粘度に対する 2rpmでの粘度が 2倍以上となる力 3〜7倍のものが好ましい。
[0031] 次に、図 1に示すように、この分離膜ユニット Uの複数を積層し、有孔の中心管 5の 周囲にスパイラル状に卷回する。
[0032] 本発明のスパイラル型膜エレメントは、図 1〜図 4に示すように、少なくとも 1枚の透 過側流路材 3が外周側に延長又は連結された繊維布 23aを有し、その繊維布 23aが 円筒状卷回体 Rの外周に卷回され、かつ樹脂が含浸硬化された繊維補強層 25'が 形成されていることを特徴とする。本実施形態では、 1枚の透過側流路材 3が外周側 に延長された繊維布 23aを有する繊維布 23で構成されている例を示す。
[0033] このような繊維補強層 25'は、図 1〜図 4に示すように、透過側流路材 3のうち少なく とも 1枚の透過側流路材 3として、卷回の後端側に延長又は連結された繊維布 23aを 有しその繊維布 23aに樹脂が塗布されたものを用い、円筒状卷回体 Rを形成する際 に、繊維布 23aを円筒状卷回体 Rの外周に卷回した後、榭脂を硬化させることにより 形成することができる。本実施形態では、図 1に示すように、中心管 5に固着された透 過側流路材 3が、繊維布 23で構成され、延長された繊維布 23aを有する例を示す。
[0034] 従って、図 1〜図 2に示す工程では、長尺の透過側流路材 3である繊維布 23の先 端を中心管 1に接着または粘着固定しておき、その透過水流路材 3上にて分離膜ュ ニット Uの封止部に榭脂塗布しながら積載した後、中心管 5に卷回して円筒状卷回 体 Rを形成する。
[0035] 繊維補強層 25'の補強相（支持体)である繊維布 23は、透過側流路材 3として使用 する場合、 PET、 PP、 PE、 PSF、ポリフエ-レンスルフイド（PPS)等の材質のものが 使用できる。繊維布 23の種類としては、不織布、織布、編布などが挙げられ、厚みは 0. 2〜： Lmmが好ましい。
[0036] 繊維布 23aに塗布する榭脂は、円筒状卷回体 Rの形成時に使用するポリウレタン 榭脂またはエポキシ榭脂をそのまま使用できるが、外装材にあたる繊維補強層 25， では、円筒状卷回体 Rに使用した榭脂に対して、榭脂の種類を変更することも可能 である。 [0037] 繊維布 23aに塗布する榭脂としては、封止部 11, 12を形成する接着剤 4, 6より低 粘度の榭脂を使用することが好まし、。これによりガラス繊維などの補強材への含浸 性が良好で透明性が向上し、製品ラベルの視認性が良好となる。
[0038] 繊維布 23aに塗布する榭脂の粘度は、 BH型粘度形で # 6ローターを使用し、 20r pmの条件で、 100〜： LOOOOmPa，sであるの力 子ましぐ 500〜7000mPa，sである のがより好ましぐ 1000〜3000mPa ' sであるのがさらに好ましい。このような榭脂とし ては、ポリウレタン榭脂またはエポキシ榭脂等が挙げられる。
[0039] 上記のように、封止部 11, 12を形成する工程に使用する榭脂と卷回体の外周を固 める繊維補強層 25 'の榭脂は、各々機能的に異なった榭脂を使用するのが好ましい
[0040] ウレタン榭脂とエポキシ榭脂の組み合わせは、用途に応じて組み合わせる力 例え ば耐熱性が要求される場合では、封止部 11, 12、および繊維補強層 25 'の榭脂は 、共にエポキシ榭脂を使用することが好ましい。
[0041] 分離膜ユニット Uを積層する際の数量は、必要とされる透過流量に応じて決まるも のであり、 1層以上であれば良いが、操作性を考慮すると 100層程度が上限である。 なお、分離膜ユニット Uの長さが長いほど、積層数量は少なくなる。
[0042] 本実施形態では、図 4に示すように、繊維補強層 25 'の内部又は内側には、榭脂と 接着した状態で榭脂シート 24が卷回されている例を示す。また、図 2に示すように、 繊維布 23aを卷回する際に、榭脂との剥離性を有する剥離シート 26と共に卷回して おき、榭脂の硬化後に剥離シート 26の界面を剥離して、剥離した部分を切除するェ 程を含む例を示す。
[0043] この実施形態では、図 2に示すように、延長された繊維布 23aの上に、卷回の先端 側から順に、榭脂シート 24を載置した部分、榭脂 25を塗布した部分、剥離シート 26 を載置した部分、ホットメルト接着剤 27を塗布した部分、繊維布のみの部分を設けて おく。
[0044] 榭脂 25を塗布した部分は、繊維補強層 25 'の強度が十分得られるように、 1〜5周 分設けることが好ましい。なお、ホットメルト接着剤 27は、最後に巻き締める力が緩ま な 、ようにホットメルト接着するために設けており、幅方向に塗布し榭脂硬化までの仮 固定を施す。
[0045] 剥離シート 26としては、榭脂との剥離性を有するものであれば何れでもよぐ PE、 P P、 PET等のシート、フィルムの他、シリコーン榭脂、フッ素榭脂、各種離型剤などを 塗布等したシート、フィルム、紙類などが挙げられる。剥離シート 26は 1周分以上の 長さで巻き込まれるのが好ましい。榭脂シート 24は、繊維補強層 25'の榭脂と接着さ せてもよぐまた、榭脂シート 24に粘着剤層を設けて、粘着させてもよい。
[0046] 榭脂シート 24としては、円筒状卷回体 Rとの密着性が良ぐ追随性のあるものが好 ましぐ例えば、 PP、 PE、ポリ塩化ビュル（PVC)、ポリスチレン（PS)、ゴムなどのシ ート、フィルムなどが挙げられる。このような榭脂シート 24は、表示ラベルとしても使用 することができる。表示ラベルとして使用する場合、その外周側に表示用の印刷など が付され、約 1周分が巻き込まれる。また、表示ラベルは、幅方向に略全幅にわたつ て設けることが可能である。表示ラベルには、製品名、会社名、適当なデザイン等を 表示することができる。
[0047] 尚、榭脂シート 24を巻き込む場合は、卷回体表面、或いは繊維補強層 25'の表面 付近の何れの位置でも良い。また、繊維補強層 25'は巻き付ける長さにより多重層に することができ、その場合は繊維補強層 25'の途中に設置することも可能である。
[0048] このような延長部分に対して、卷回の後端側にテンションをかけながら、円筒状卷 回体 Rを巻き込んで、図 3に示すように、ホットメルト接着して、硬化前の膜エレメント を得る。これをこの状態で、加熱等により硬化させる。硬化の際の条件は、使用する 榭脂ゃ接着剤の種類等に応じて適宜設定される。
[0049] 分離膜ユニット U (円筒状卷回体 R)の榭脂封止と、繊維補強層 25'の榭脂の硬化 とは、別々に行ってもよいが、本発明では、分離膜ユニット U (円筒状卷回体 R)の榭 脂封止と、繊維補強層 25'の榭脂の硬化とを同時に行うのが好ましい。その場合、両 者の榭脂として同種の榭脂を使用するのが好ましい。つまり、加熱による硬化反応を 行う上で、ウレタン系接着剤、エポキシ系接着剤などの熱硬化性榭脂を含有する榭 脂を使用することが好ましい。
[0050] 榭脂の硬化後に剥離シート 26の界面を剥離して、剥離した部分を切除することに よって、図 4に示すように、より平坦な外表面を有する繊維補強層 25'が形成されたス パイラル型膜エレメントが得られる。
[0051] スパイラル型膜エレメントは、榭脂封止後の円筒状卷回体 Rを、軸方向の長さを調 整するために、両端部のトリミング等を行ってもよい。更に変形 (テレスコープ等)を防 止するための有孔の端部材や、シール材、補強材などを必要に応じて設けることが できる。
[0052] [他の実施形態]
(1)前述の実施形態では、 1枚の透過側流路材が外周側に延長された繊維布を有 する例を示した力 透過側流路材が外周側に連結された繊維布を有するものでもよ い。その場合、透過側流路材として、卷回の後端側に連結された繊維布を有しその 繊維布に樹脂が塗布されたものを用いて、繊維補強層が形成される。
[0053] 繊維布を透過側流路材に連結する場合、榭脂からなる繊維布の他、ガラスクロスな どのガラス繊維布、金属メッシュスクリーンなどの金属繊維布等を使用することも可能 である。またその場合、連結された繊維布の厚みは、 0. 1〜： Lmmが好ましぐ 0. 2〜 0. 5mmがより好ましい。
[0054] なお、複数枚 (例えば 2枚〜リーフ全数)の透過側流路材が外周側に延長又は連 結された繊維布を有して、繊維補強層を形成していてもよい。その場合、接着剤 4、 6 を塗布する際に、延長又は連結された繊維布に榭脂を塗布し、積層後に卷回を行え ばよい。
[0055] (2)前述の実施形態では、中心管に固着された透過側流路材が、繊維布で構成さ れ、延長された繊維布を有する例を示したが、中心管に固着されていない透過側流 路に対して、繊維布を延長又は連結して、繊維補強層を形成していてもよい。
[0056] (3)前述の実施形態では、図 2に示すように、榭脂シート 24を載置した部分、榭脂 2 5を塗布した部分、剥離シート 26を載置した部分、ホットメルト接着剤 27を塗布した 部分、繊維布のみの部分を設けておく例を示したが、本発明では、榭脂 25を塗布し た部分以外は、その全て又は一部を省略することが可能である。
[0057] (4)前述の実施形態では、分離膜ユニットを作製する際、分離膜を 2つ折りにして 供給側流路材を挟み込む例を示したが、連続する分離膜を用いて、これを交互に折 り返して、供給側流路材および透過側流路材を挟み込むことも可能である。その場 合、両端封止部に対してのみ、透過側流路材の切除部を設ければよい。
[0058] (5)前述の実施形態では、図 1に示すように、供給側流路材 2を挟みこむように二 つ折りにした分離膜 1の上に、透過側流路材 3を重ねて、接着剤 4, 6を塗布する例 で説明したが、本発明では、透過側流路材 3の上に二つ折りにした分離膜 1を重ね その上に接着剤 4, 6を塗布することも可能である。
[0059] (6)前述の実施形態では、図 1に示すように、複数の分離膜ユニット Uを使用して、 複数の膜リーフを備えるスパイラル膜エレメントを製造する例を示したが、本発明では 、 1組の分離膜ユニット Uを使用して、 1枚の膜リーフを備えるスパイラル膜エレメント を製造してもよい。その場合、使用する 1枚の透過側流路材が外周側に延長又は連 結された繊維布を有するものになる。
実施例
[0060] 以下、本発明の構成と効果を具体的に示す実施例等について説明する。
[0061] 実施例 1
まず、日東電工製 RO膜 ES20と厚み 0. 7mmの PP製供給側流路材カゝらなる膜リ 一フユニットを用意した。次いで、直径 32mmの PPE製中空状中心管に厚み 0. 3m mの PET製透過側流路材の先端を固定し、透過側流路材上に膜リーフユニットを封 止部に当たる部分でポリウレタン榭脂を塗布しながら積載した。
[0062] 次いで、中空状中心管を軸に回転させテンションを掛けながら積載した膜リーフユ ニットを巻き込んだ。膜リーフユニットを巻き込んだ後、続けて表示用榭脂シートを卷 回体円周長に当たる長さで巻き込んだ。次いで、榭脂シート後方の透過側流路材に 卷回体円周長に当たる長さでポリウレタン榭脂を一面に含浸し拡がるように塗布して 引き続き巻き込んだ。
[0063] 続けて繊維補強樹脂の外側を剥離シートが完全に覆うように剥離シートを透過側 流路材に置き巻き込んだ。剥離シートが巻き込まれた直後の部分に、ホットメルト榭 脂を幅方向に塗布し、巻き締めた卷回体が緩まな 、ように仮固定した。
[0064] 榭脂硬化後、剥離シートの外層を切開し剥離シートを剥がして取り除き、スパイラル 型膜エレメントを製作した。膜エレメントの外表面は平滑となり、繊維補強層の内部の 表示用榭脂シートの表示を十分視認することができた。また、繊維補強層として、実 際の運転にぉ 、て充分耐え得るだけの強度を示して 、た。
[0065] 実施例 2
実施例 1において、封止部の接着剤としてチキソトロピー性を有する接着剤 (ポリウ レタン樹脂、ポリウレタンとポリイソシァネートを混合する 2液性接着剤）を使用し、透 過側流路材に塗布する榭脂として、低粘度のエポキシ榭脂（ビスフエノール A型ェポ キシ榭脂とポリアミドアミンを混合する 2液硬化性榭脂)を使用すること以外は、実施 例 1と同様にして、スパイラル型膜エレメントを製作した。なお、接着剤の粘度と上記 榭脂の粘度は、 BH型粘度形で # 6ローターを使用し、 20rpmの条件で、各々 2800 OmPa · sと 2000mPa · sであるものを使用した。
[0066] 接着剤の塗布時及び卷回後の静止状態では、接着剤が流動せずに形が保持され ており、卷回時においてはチキソトロピー性により樹脂の欠落が無い封止部を形成す ることができた。また、得られた膜エレメントの外表面は平滑となり、榭脂の含浸性が 良好で透明性が向上し、繊維補強層の内部の表示用榭脂シートの表示をより鮮明に 視認することができた。また、繊維補強層として、実際の運転において充分耐え得る だけの強度を示していた。

Claims

請求の範囲
[1] 分離膜と供給側流路材と透過側流路材とが積層状態で有孔の中心管の周囲にス ノ ィラル状に卷回された円筒状卷回体を備えると共に、供給側流体と透過側流体の 混合を防ぐための封止部が設けられて 、るスパイラル型膜エレメントにお！/、て、 少なくとも 1枚の透過側流路材が外周側に延長又は連結された繊維布を有し、その 繊維布が前記円筒状卷回体の外周に卷回され、かつ樹脂が含浸硬化された繊維補 強層が形成されていることを特徴とするスパイラル型膜エレメント。
[2] 前記繊維補強層の内部又は内側には、榭脂シートが卷回されている請求項 1記載 のスパイラル型膜エレメント。
[3] 分離膜と供給側流路材と透過側流路材とを積層状態で有孔の中心管の周囲にス パイラル状に卷回して円筒状卷回体を形成する工程と、供給側流体と透過側流体の 混合を防ぐための封止部を形成する工程とを備えるスパイラル型エレメントの製造方 法において、
前記透過側流路材のうち少なくとも 1枚の透過側流路材として、卷回の後端側に延 長又は連結された繊維布を有しその繊維布に樹脂が塗布されたものを用い、前記円 筒状卷回体を形成する際に、前記繊維布を前記円筒状卷回体の外周に卷回した後 、前記榭脂を硬化させることを特徴とするスパイラル型膜エレメントの製造方法。
[4] 前記繊維布を卷回する際に、前記樹脂との剥離性を有する剥離シートと共に卷回 しておき、前記樹脂の硬化後に前記剥離シートの界面を剥離して、剥離した部分を 切除する工程を含む請求項 3記載のスパイラル型膜エレメントの製造方法。
[5] 前記封止部を形成する際にチキソトロピー性を有する接着剤を使用し、前記繊維 布に塗布する榭脂として前記接着剤より低粘度の榭脂を使用する請求項 3又は 4記 載のスパイラル型膜エレメントの製造方法。
[6] 前記接着剤の粘度が、 BH型粘度形で # 6ローターを使用し、 20rpmの条件で、 5 000〜100000mPa' sであり、前記繊維布に塗布する榭脂の粘度が、同じ条件で 1 00〜： LOOOOmPa' sである請求項 5記載のスパイラル型膜エレメントの製造方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015025811A1 (ja) * 2013-08-19 2015-02-26 富士フイルム株式会社 酸性ガス分離モジュール

Families Citing this family (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005092483A1 (ja) * 2004-03-26 2005-10-06 Nitto Denko Corporation スパイラル型分離膜エレメント
WO2013123500A1 (en) 2012-02-17 2013-08-22 Research Triangle Institute Improved fiber sampler for recovery of bioaerosols and particles
JP4587937B2 (ja) 2005-10-31 2010-11-24 日東電工株式会社 スパイラル型分離膜エレメント
CN101384344A (zh) * 2006-03-13 2009-03-11 日东电工株式会社 螺旋型膜元件
JP5204994B2 (ja) * 2007-06-11 2013-06-05 日東電工株式会社 スパイラル型膜エレメントおよびその製造方法
CN102574063B (zh) * 2009-10-27 2014-10-01 陶氏环球技术有限责任公司 用于向螺旋卷组件的外围施加胶带层的方法
CN106000108B (zh) 2010-12-30 2019-12-24 Bl技术股份有限公司 分离器组件的制造方法和设备
US9522363B2 (en) * 2011-10-19 2016-12-20 General Electric Company Material efficiency and fabrication of membrane elements
FR2982778A1 (fr) * 2011-11-21 2013-05-24 Centre Nat Rech Scient Procede de separation membranaire en regime discontinu.
US10335739B2 (en) * 2012-04-18 2019-07-02 Bl Technologies, Inc. Spiral wound membrane element and method for cleaning spiral wound membrane sheet
CN102908901B (zh) * 2012-07-20 2014-11-26 艾欧史密斯（上海）水处理产品有限公司 制作螺旋卷式反渗透膜元件的方法
CN102976447B (zh) * 2012-10-31 2014-03-12 艾欧史密斯（上海）水处理产品有限公司 一种侧流式反渗透膜元件
GB201317528D0 (en) * 2013-10-03 2013-11-20 Fujifilm Mfg Europe Bv Spiral wound gas filtration moduals and components thereof
KR20170063759A (ko) * 2014-09-26 2017-06-08 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 분리 모듈, 시스템 및 방법
KR101687533B1 (ko) * 2014-12-15 2016-12-19 (주)백년기술 세포 파괴 모듈 및 그 제조 방법, 주사기, 랩온어칩 제조 장치
EP3305395B1 (en) * 2015-05-29 2020-01-08 Sumitomo Chemical Company, Limited Spiral-wound acid gas separation membrane element, acid gas separation membrane module, and acid gas separation apparatus
WO2016194832A1 (ja) * 2015-05-29 2016-12-08 住友化学株式会社 スパイラル型酸性ガス分離膜エレメント、酸性ガス分離膜モジュール、および酸性ガス分離装置
KR20180023972A (ko) 2015-07-01 2018-03-07 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 Pvp-함유 및/또는 pvl-함유 복합막 및 사용 방법
EP3316998A1 (en) 2015-07-01 2018-05-09 3M Innovative Properties Company Composite membranes with improved performance and/or durability and methods of use
KR20180023971A (ko) 2015-07-01 2018-03-07 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 중합체성 이오노머 분리막 및 사용 방법
JP7037306B2 (ja) 2016-09-16 2022-03-16 日東電工株式会社 スパイラル型膜エレメント
WO2020069475A1 (en) * 2018-09-28 2020-04-02 Henkel IP & Holding GmbH Polypropylene glycol-based pre-polymers for the isocyanate component of a two-component polyurethane adhesive for bonding membranes
CA3112062A1 (en) * 2018-09-28 2020-04-02 Henkel IP & Holding GmbH Hydrogenated natural oils to thicken the polyol component of a two-component polyurethane adhesive for bonding membranes
JPWO2021193785A1 (ja) * 2020-03-27 2021-09-30
CN111530294B (zh) * 2020-05-12 2022-04-05 杭州海纳环保技术有限公司 一种膜元件卷制方法
CN115461135A (zh) * 2020-11-25 2022-12-09 日东电工株式会社 螺旋型膜元件和螺旋型膜模块
CN113334628B (zh) * 2021-06-28 2023-08-01 四川省新万兴碳纤维复合材料有限公司 气浮型辊压连续纤维预浸料生产装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS53124179A (en) * 1977-04-06 1978-10-30 Toray Ind Inc Separating element of spiral shape for liquid
JPS57140803U (ja) * 1981-02-23 1982-09-03
JPH05123545A (ja) * 1991-04-12 1993-05-21 W R Grace & Co フイルターエレメント及びこれを備えた渦巻き形膜カートリツジ
JPH067649A (ja) * 1990-09-21 1994-01-18 Koch Membrane Syst Inc うず巻ろ過モジユールにおける給液スペーサの押出し及び円周方向の膨張を抑制したモジユールとその構成方法
JP2005103516A (ja) * 2003-10-02 2005-04-21 Nitto Denko Corp スパイラル型膜エレメント及びその製造方法

Family Cites Families (39)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL278551A (ja) 1961-06-02
US4022692A (en) 1975-08-01 1977-05-10 Erika, Inc. Non-woven support screen for mass transfer devices
SE430852B (sv) 1977-11-18 1983-12-19 Gambro Lundia Ab Anordning for separation medelst semipermeabla membran
GB2164871A (en) 1984-09-27 1986-04-03 Gong Jong Wang Donald Membrane cartridge/element
JPH0693299B2 (ja) 1985-07-30 1994-11-16 三菱化成株式会社 光学装置用透明成形体
US4902417A (en) 1988-06-14 1990-02-20 Desalination Systems, Inc. Spiral-wound membrane cartridge with ribbed and spaced carrier layer
JPH0714467B2 (ja) 1990-05-15 1995-02-22 東レ株式会社 液体分離素子
US5128037A (en) * 1990-12-27 1992-07-07 Millipore Corporation Spiral wound filtration membrane cartridge
JP3035373B2 (ja) 1991-04-25 2000-04-24 日東電工株式会社 スパイラル型分離膜エレメント及びその製造方法
JP3098600B2 (ja) 1991-12-18 2000-10-16 日東電工株式会社 スパイラル型分離膜モジュール
DE4328407C1 (de) * 1993-08-24 1994-09-01 Sartorius Gmbh Durch Einwirkung von Hitze sterilisierbarer Wickelmodul
GB9401902D0 (en) * 1994-02-01 1994-03-30 Scape Group Plc Industrial fabric
JPH10137558A (ja) 1996-11-11 1998-05-26 Nitto Denko Corp スパイラル型分離膜エレメントおよびその製造方法
JPH10309445A (ja) 1997-05-12 1998-11-24 Nitto Denko Corp スパイラル型膜モジュール
JPH11235520A (ja) 1998-02-23 1999-08-31 Toray Ind Inc 流体分離素子
JP3230490B2 (ja) 1998-06-18 2001-11-19 東レ株式会社 スパイラル型逆浸透膜エレメントおよびそれを用いた分離装置
US6106715A (en) 1998-07-21 2000-08-22 Infinitex Corporation Membrane filtration assembly
JP2000153270A (ja) 1998-11-19 2000-06-06 Nitto Denko Corp スパイラル型分離膜エレメントおよびその運転方法
JP2000354742A (ja) 1999-04-13 2000-12-26 Nitto Denko Corp スパイラル型分離膜エレメント
JP2001017840A (ja) 1999-07-08 2001-01-23 Nitto Denko Corp スパイラル型分離膜エレメント
JP2000042378A (ja) 1999-08-20 2000-02-15 Toray Ind Inc 流体分離素子
JP2001300271A (ja) 2000-04-25 2001-10-30 Toray Ind Inc 流体分離素子
JP4018921B2 (ja) 2002-03-27 2007-12-05 京セラ株式会社 燃料電池
US6881336B2 (en) 2002-05-02 2005-04-19 Filmtec Corporation Spiral wound element with improved feed space
JP2004050005A (ja) 2002-07-18 2004-02-19 Japan Organo Co Ltd スパイラル型膜エレメント、逆浸透膜モジュール及び逆浸透膜装置
JP2004283708A (ja) 2003-03-20 2004-10-14 Nitto Denko Corp スパイラル型分離膜エレメント
JP4650921B2 (ja) 2003-04-03 2011-03-16 日東電工株式会社 スパイラル型分離膜エレメント
JP4326926B2 (ja) 2003-12-04 2009-09-09 株式会社カナイ 梁受け金物
JP2005178010A (ja) 2003-12-16 2005-07-07 Toppan Printing Co Ltd ガスバリア透明積層体
EP1723275A4 (en) 2004-02-16 2010-03-03 Leucadia Inc BIODEGRADABLE NETWORK
US7481917B2 (en) * 2004-03-05 2009-01-27 Hydranautics Filtration devices with embedded radio frequency identification (RFID) tags
WO2005092483A1 (ja) 2004-03-26 2005-10-06 Nitto Denko Corporation スパイラル型分離膜エレメント
JP4465213B2 (ja) 2004-03-29 2010-05-19 日東電工株式会社 スパイラル型膜エレメント及びその製造方法
DE102004017796A1 (de) 2004-04-05 2005-10-20 Pall Corp Abstandhalter zur Verwendung in Filtermodulen
EP1732756B1 (en) 2004-04-05 2010-11-17 Leucadia Inc Degradable netting
JP4587937B2 (ja) 2005-10-31 2010-11-24 日東電工株式会社 スパイラル型分離膜エレメント
US7708503B2 (en) 2006-02-20 2010-05-04 Conwed Plastics Llc Extruded plastic netting for use in erosion control, mulch stabilization, and turf reinforcement
US20070199654A1 (en) 2006-02-27 2007-08-30 Conwed Plastics Llc Layered plastic netting
CN101384344A (zh) 2006-03-13 2009-03-11 日东电工株式会社 螺旋型膜元件

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS53124179A (en) * 1977-04-06 1978-10-30 Toray Ind Inc Separating element of spiral shape for liquid
JPS57140803U (ja) * 1981-02-23 1982-09-03
JPH067649A (ja) * 1990-09-21 1994-01-18 Koch Membrane Syst Inc うず巻ろ過モジユールにおける給液スペーサの押出し及び円周方向の膨張を抑制したモジユールとその構成方法
JPH05123545A (ja) * 1991-04-12 1993-05-21 W R Grace & Co フイルターエレメント及びこれを備えた渦巻き形膜カートリツジ
JP2005103516A (ja) * 2003-10-02 2005-04-21 Nitto Denko Corp スパイラル型膜エレメント及びその製造方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015025811A1 (ja) * 2013-08-19 2015-02-26 富士フイルム株式会社 酸性ガス分離モジュール
JP2016026860A (ja) * 2013-08-19 2016-02-18 富士フイルム株式会社 酸性ガス分離モジュール
US10005024B2 (en) 2013-08-19 2018-06-26 Fujifilm Corporation Acidic-gas separation module

Also Published As

Publication number Publication date
CN101384341B (zh) 2012-10-31
CN101384341A (zh) 2009-03-11
KR20080097225A (ko) 2008-11-04
KR100990348B1 (ko) 2010-10-29
US20110266210A1 (en) 2011-11-03
US7998348B2 (en) 2011-08-16
US20090026130A1 (en) 2009-01-29

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