JP5090017B2 - Spiral type membrane element and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description
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巻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。 In the present invention, 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 exist in various fluids (liquid or gas) The present invention relates to a spiral membrane element capable of separating a specific component to be separated and a manufacturing method thereof.
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11〜13が設けられているスパイラル型膜エレメントが知られている。
Conventionally, as a fluid separation element used for reverse osmosis filtration, microfiltration, etc., for example, as shown in FIG. 5, the separation membrane 1, the supply-side
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樹脂(FRP)を外周に施す場合がある(図示省略)。
In this spiral membrane element, the supply-side fluid (raw water) is guided to the surface of the separation membrane 1 by the supply-side
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の周囲に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。
As shown in FIGS. 6 (a) to 6 (b), such a spiral membrane element generally has a structure in which a supply-
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樹脂を硬化させた後に、円筒状巻回体の外周面に、樹脂を含浸させたガラスロービング(ガラスフィ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)。 In addition, 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 (from a strand of glass filament). A converging body) is wound and cured to form FRP (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
しかしながら、上記の方法では、膜リーフの巻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、樹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、煩雑かつ時間のかかる工程であった。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。 However, in the above method, since the exterior material is applied after the film leaf is wound and sealed, an exterior material winding step and a curing step are required in addition to the curing waiting time for sealing. In particular, when winding a glass roving impregnated with a resin, it was a troublesome and time-consuming process to wind the glass roving so as to obtain a uniform reinforcing effect. For this reason, in the above method, the manufacturing process becomes complicated, requiring a long time, and it is disadvantageous in terms of cost including the material.
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。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a spiral membrane element capable of forming a uniform fiber reinforced layer on the outer peripheral surface by a simple method without significant change of material, and a method for manufacturing the same.
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巻回された円筒状巻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巻回体の外周に巻回され、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ことを特徴とする。
The above object can be achieved by the present invention as described below.
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. In addition, in the spiral membrane element provided with a sealing portion for preventing the supply-side fluid and the permeation-side fluid from being mixed, a fiber cloth in which at least one permeation-side channel material is extended or connected to the outer peripheral side is provided. And a fiber reinforcing layer in which the fiber cloth is wound around the outer periphery of the cylindrical wound body and the resin is impregnated and hardened is formed.
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巻回体の外周に巻回され、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。 According to the spiral membrane element of the present invention, the permeate-side channel material has a fiber cloth extended or connected to the outer peripheral side, the fiber cloth is wound around the outer periphery of the cylindrical wound body, and the resin is Since the impregnated and hardened fiber reinforcing layer is formed, a uniform fiber reinforcing layer can be formed on the outer peripheral surface by a simple method without significant change of the material. For this reason, the manufacturing process is simplified, the manufacturing time can be shortened, and the manufacturing can be advantageously performed in terms of cost. In the present invention, in particular, when the permeation-side channel material has a fiber cloth extended to the outer peripheral side, the spiral membrane element can be manufactured by a simpler method without significant change of the material.
上記において、前記繊維補強層の内部又は内側には、樹脂シートを巻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く、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が、本発明のように、樹脂シート(表示ラベル等を含む)を繊維補強層の内部又は内側に巻回することによって、このような問題が生じなくなる。 In the above, it is also possible to wind a resin sheet inside or inside the fiber reinforcement layer. Conventionally, since the outside of the fiber reinforced resin has irregularities, it is difficult to stick the display label, and it may come off during use because it comes into contact with raw water. Such a problem can be avoided by winding the label (including the display label) inside or inside the fiber reinforcement layer.
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巻回して、円筒状巻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膜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、巻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、前記円筒状巻回体を形成する際に、前記繊維布を前記円筒状巻回体の外周に巻回した後、前記樹脂を硬化させることを特徴とする。 On the other hand, the manufacturing method of the spiral membrane element of the present invention is a cylindrical shape in which 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. In the method for manufacturing a spiral membrane element comprising a step of forming a wound body and a step of forming a sealing portion for preventing mixing of the supply side fluid and the permeate side fluid, at least one of the permeate side channel members When forming the cylindrical wound body by using a fiber cloth that is extended or connected to the rear end side of the winding and a resin is applied to the fiber cloth as one permeate-side channel material In addition, the resin is cured after the fiber cloth is wound around the outer periphery of the cylindrical wound body.
本発明の製造方法によると、透過側流路材として、巻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、円筒状巻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巻回体の外周に巻回した後、前記樹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、コスト的にも有利に製造することができる。 According to the manufacturing method of the present invention, as 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 a resin applied to the fiber cloth is used. A uniform fiber reinforcement layer can be formed without change. Further, when forming the cylindrical wound body, after the extended portion of the fiber cloth is wound around the outer periphery of the cylindrical wound body, a fiber reinforcing layer is formed by a simple method in order to cure the resin. can, Hakare be shortened manufacturing time, it is possible to manufacture the organic advantage in cost.
上記において、前記繊維布の延長部分を巻回する際に、前記樹脂との剥離性を有する剥離シートと共に巻回しておき、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。 In the above, when winding the extended portion of the fiber cloth, it is wound together with a release sheet having releasability from the resin, and the release sheet is peeled and removed after the resin is cured, so that an extra extension portion is obtained. Is preferably excised. By using such a release sheet and removing it after curing, it is possible to prevent foreign matters from adhering to the outer surface of the fiber reinforcing layer and unevenness from being easily generated on the outer surface.
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樹脂として前記接着剤より低粘度の樹脂を使用することが好ましい。封止部を形成する樹脂(接着剤)は、粘性が高い樹脂を使用することが好ましく、塗布時及び巻回後の静止状態では流動せずに形を保持し、巻回時におい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、樹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、外周に巻回される繊維補強層の樹脂が、封止部に使用する樹脂に比べて、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。 Moreover, it is preferable to use an adhesive having thixotropy when forming the sealing portion, and to use a resin having a lower viscosity than the adhesive as a resin applied to the fiber cloth. As the resin (adhesive) that forms the sealing part, it is preferable to use a resin having a high viscosity, and it retains its shape without flowing in the stationary state after application and winding, and tightening stress during winding By having thixotropy that expands in the gap corresponding to the above, it is possible to form a good sealing portion without any loss of resin. In addition, when the resin of the fiber reinforcement layer wound around the outer periphery has a lower viscosity than the resin used for the sealing portion, the impregnation into a reinforcing material such as glass fiber is good and the transparency is improved. Product label visibility is good.
このような観点から、前記接着剤の粘度が、BH型粘度計で#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樹脂の粘度が、同じ条件で100〜10000mPa・sであることが好ましい。 From this point of view, the viscosity of the adhesive, using a # 6 rotor with BH type viscometer under conditions of 20 rpm, a 5000~100000mPa · s, the viscosity of the resin to be applied to the fiber fabric, the same It is preferable that it is 100-10000 mPa * s on condition.
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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. 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.
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。 The spiral membrane element of the present invention is different from the conventional one only in the method and structure of forming the exterior material, and any of the above-described configurations of the conventional spiral membrane element can be applied to other structures.
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。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べく、内周側封止部13を形成してもよい。
Therefore, as shown in FIG. 5, the spiral membrane element of the present invention has a separation membrane 1, a supply-
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巻回して円筒状巻回体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。
The spiral membrane element of the present invention comprises a separation membrane 1, a supply-
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巻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。 Specifically, it can be manufactured by first performing the process shown in FIG. 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).
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巻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。
As shown in FIG. 6A, first, the supply-
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。
As 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. For the supply-
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く、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樹脂、ポリフェニレンエーテル(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20〜100mmである。
The
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樹脂を含有する接着剤が好ましい。 As the adhesives 4 and 6, any conventionally known adhesives such as urethane adhesives, epoxy adhesives, hot melt adhesives and the like can be used. However, 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.
特に、本発明では、両端封止部11及び/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を形成する樹脂(接着剤)は、粘性が高い樹脂を使用することが好ましく、塗布時及び巻回後の静止状態では流動せずに形を保持し、巻回時におい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、樹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樹脂等を使用したものが、各種市販されている。
In particular, in the present invention, it is preferable to use an adhesive having thixotropy when the both-
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、ゲル化しやすい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い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。 In addition, thixotropy (thixotropy) is a phenomenon that appears when the state of a dispersion solution or the like is switched between sol and gel with respect to stress, and is a phenomenon that is seen in a dispersion solution that is easily gelled. When there is no stress, it is in a gel state and does not show fluidity, but when an external force is applied, part or all of the intermolecular force of the gel structure is destroyed, so that it becomes a sol state and restores fluidity. Further, when the external force stops working, the gel structure is regenerated, so that the fluidity is lost again.
接着剤の粘度は、BH型粘度計で#6ローターを使用し、20rpmの条件で、5000〜100000mPa・sであるのが好ましく、20000〜50000mPa・sがより好ましい。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20rpmでの粘度に対する2rpmでの粘度が2倍以上となるが、3〜7倍のものが好ましい。 The viscosity of the adhesive using a # 6 rotor with BH type viscometer under conditions of 20 rpm, is preferably from 5000~100000mPa · s, 20000~50000mPa · s is more preferable. In the case of exhibiting thixotropy, the ratio of the viscosity at different stresses is large, for example, the viscosity at 2 rpm with respect to the viscosity at 20 rpm is twice or more, but preferably 3 to 7 times.
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巻回する。
Next, as shown in FIG. 1, a plurality of the separation membrane units U are stacked and wound around the
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。
As shown in FIGS. 1 to 4, the spiral membrane element of the present invention has a
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、巻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、円筒状巻回体Rを形成する際に、繊維布23aを円筒状巻回体Rの外周に巻回した後、樹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。
As shown in FIGS. 1 to 4, such a
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、その透過側流路材3上にて分離膜ユニットUの封止部に樹脂塗布しながら積載した後、中心管5に巻回して円筒状巻回体Rを形成する。
Accordingly, in the process shown in FIGS. 1 to 2, the tip of the
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、ポリフェニレンスルフィド(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0.2〜1mmが好ましい。
The
繊維布23aに塗布する樹脂は、円筒状巻回体Rの形成時に使用するポリウレタン樹脂またはエポキシ樹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、円筒状巻回体Rに使用した樹脂に対して、樹脂の種類を変更することも可能である。
As the resin applied to the
繊維布23aに塗布する樹脂としては、封止部11,12を形成する接着剤4,6より低粘度の樹脂を使用することが好ましい。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。
As the resin applied to the
繊維布23aに塗布する樹脂の粘度は、BH型粘度計で#6ローターを使用し、20rpmの条件で、100〜10000mPa・sであるのが好ましく、500〜7000mPa・sであるのがより好ましく、1000〜3000mPa・sであるのがさらに好ましい。このような樹脂としては、ポリウレタン樹脂またはエポキシ樹脂等が挙げられる。
The viscosity of the resin applied to the
上記のように、封止部11,12を形成する工程に使用する樹脂と巻回体の外周を固める繊維補強層25’の樹脂は、各々機能的に異なった樹脂を使用するのが好ましい。
As described above, it is preferable that the resin used in the process of forming the sealing
ウレタン樹脂とエポキシ樹脂の組み合わせは、用途に応じて組み合わせるが、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’の樹脂は、共にエポキシ樹脂を使用することが好ましい。
The combination of the urethane resin and the epoxy resin is combined depending on the application. For example, when heat resistance is required, both the sealing
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。 The number when the separation membrane unit U is stacked is determined according to the required permeation flow rate and may be one or more layers, but about 100 layers is the upper limit in consideration of operability. The longer the separation membrane unit U is, the fewer the number of layers is.
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、樹脂と接着した状態で樹脂シート24が巻回されている例を示す。また、図2に示すように、繊維布23aを巻回する際に、樹脂との剥離性を有する剥離シート26と共に巻回しておき、樹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工程を含む例を示す。
In the present embodiment, as shown in FIG. 4, an example is shown in which a
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、巻回の先端側から順に、樹脂シート24を載置した部分、樹脂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。
In this embodiment, as shown in FIG. 2, on the
樹脂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いようにホットメルト接着するために設けており、幅方向に塗布し樹脂硬化までの仮固定を施す。
The portion where the
剥離シート26としては、樹脂との剥離性を有するものであれば何れでもよく、PE、PP、PET等のシート、フィルムの他、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、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。樹脂シート24は、繊維補強層25’の樹脂と接着させてもよく、また、樹脂シート24に粘着剤層を設けて、粘着させてもよい。
As the
樹脂シート24としては、円筒状巻回体Rとの密着性が良く、追随性のあるものが好ましく、例えば、PP、PE、ポリ塩化ビニル(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。このような樹脂シート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っ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。
As the
尚、樹脂シート24を巻き込む場合は、巻回体表面、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。
In the case where the
このような延長部分に対して、巻回の後端側にテンションをかけながら、円筒状巻回体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、使用する樹脂や接着剤の種類等に応じて適宜設定される。 A cylindrical wound body R is wound on 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. 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 and adhesive used.
分離膜ユニットU(円筒状巻回体R)の樹脂封止と、繊維補強層25’の樹脂の硬化とは、別々に行ってもよいが、本発明では、分離膜ユニットU(円筒状巻回体R)の樹脂封止と、繊維補強層25’の樹脂の硬化とを同時に行うのが好ましい。その場合、両者の樹脂として同種の樹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樹脂を含有する樹脂を使用することが好ましい。
The resin sealing of the separation membrane unit U (cylindrical winding body R) and the curing of the resin of the
樹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。
After the resin is cured, the interface of the
スパイラル型膜エレメントは、樹脂封止後の円筒状巻回体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。 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, and the like can be provided as necessary.
[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が、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、巻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。
[Other Embodiments]
(1) In the above-described embodiment, an example in which one permeate-side flow path member has a fiber cloth extended to the outer peripheral side has been shown. However, the permeate-side flow path member has a fiber cloth connected to the outer peripheral side. It may be a thing. In that case, the fiber reinforcing layer is formed by using a fiber cloth connected to the rear end side of the winding and having a resin applied to the fiber cloth as the permeate side channel material.
繊維布を透過側流路材に連結する場合、樹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、0.1〜1mmが好ましく、0.2〜0.5mmがより好ましい。 When connecting the fiber cloth to the permeate-side channel material, it is also possible to use a glass fiber cloth such as a glass cloth, a metal fiber cloth such as a metal mesh screen, etc. in addition to a fiber cloth made of resin. In that case, the thickness of the connected fiber cloth is preferably 0.1 to 1 mm, and more preferably 0.2 to 0.5 mm.
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樹脂を塗布し、積層後に巻回を行えばよい。 In addition, the fiber reinforcement layer may be formed by having a fiber cloth in which a plurality of (for example, two sheets to the total number of leaves) permeation-side flow path members are extended or connected to the outer peripheral side. In that case, when apply | coating the adhesives 4 and 6, resin may be apply | coated to the fiber cloth extended or connected, and it may wind after lamination | stacking.
(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。 (2) In the above-described embodiment, an example in which the permeation-side flow path material fixed to the central tube is made of fiber cloth and has an extended fiber cloth is shown, but the permeation side that is not fixed to the central tube A fiber cloth may be extended or connected to the channel to form a fiber reinforcing layer.
(3)前述の実施形態では、図2に示すように、樹脂シート24を載置した部分、樹脂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例を示したが、本発明では、樹脂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。
(3) In the above-described embodiment, as shown in FIG. 2, the portion where the
(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。 (4) In the above-described embodiment, when the separation membrane unit is manufactured, the separation membrane is folded in half and the supply-side flow path material is sandwiched. However, the separation membrane unit is folded back alternately using a continuous separation membrane. It is also possible to sandwich the supply-side channel material and the permeation-side channel material. In that case, it suffices to provide a cut-out portion of the permeate-side channel material only for the both-end sealed portions.
(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。
(5) In the above-described embodiment, as shown in FIG. 1, the permeation-
(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型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型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。 (6) In the above embodiments, as shown in FIG. 1, using a plurality of separation membrane units U, an example is shown of producing a spiral membrane element comprising a plurality of membrane leaves, in the present invention, using a set of separation membrane unit U, may be produced spiral membrane element comprising one membrane leaf. In that case, the one permeation | transmission side channel material to be used has a fiber cloth extended or connected to the outer peripheral side.
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。 Examples and the like specifically showing the configuration and effects of the present invention will be described below.
実施例1
まず、日東電工製RO膜ES20と厚み0.7mmのPP製供給側流路材からなる膜リー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0.3mm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樹脂を塗布しながら積載した。
Example 1
First, a membrane leaf unit comprising a Nitto Denko RO membrane ES20 and a PP supply side channel material having a thickness of 0.7 mm was prepared. Next, the tip of a 0.3 mm-thick PET permeation-side channel material is fixed to a PPE hollow center tube having a diameter of 32 mm. It was loaded while applying.
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、続けて表示用樹脂シートを巻回体円周長に当たる長さで巻き込んだ。次いで、樹脂シート後方の透過側流路材に巻回体円周長に当たる長さでポリウレタン樹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。 Next, the membrane leaf unit loaded while applying tension by rotating the hollow central tube around the shaft was wound. After winding the membrane leaf unit, the display resin sheet was continuously wound in a length corresponding to the circumference of the wound body. Next, the polyurethane resin was applied to the permeation side channel material at the rear of the resin sheet so as to impregnate the entire surface with a length corresponding to the circumferential length of the wound body, and then continuously wound.
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、ホットメルト樹脂を幅方向に塗布し、巻き締めた巻回体が緩まないように仮固定した。 Subsequently, 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. A hot melt resin was applied in the width direction to a portion immediately after the release sheet was wound, and temporarily fixed so that the wound wound body was not loosened.
樹脂硬化後、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樹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、実際の運転において充分耐え得るだけの強度を示していた。 After the resin was cured, 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 display resin sheet inside the fiber reinforced layer was fully visible. Further, the fiber reinforced layer showed a strength sufficient to withstand actual operation.
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アネートを混合する2液性接着剤)を使用し、透過側流路材に塗布する樹脂として、低粘度のエポキシ樹脂(ビスフェノールA型エポキシ樹脂とポリアミドアミンを混合する2液硬化性樹脂)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樹脂の粘度は、BH型粘度計で#6ローターを使用し、20rpmの条件で、各々28000mPa・sと2000mPa・sであるものを使用した。
Example 2
In Example 1, an adhesive having a thixotropic property (polyurethane resin, a two-component adhesive in which polyurethane and polyisocyanate are mixed) is used as an adhesive for a sealing portion, and as a resin to be applied to a permeate-side channel material, A spiral membrane element was produced in the same manner as in Example 1 except that a low-viscosity epoxy resin (a two-component curable resin in which bisphenol A type epoxy resin and polyamidoamine were mixed) was used. The viscosity of the viscosity of the adhesive and the resin, using a # 6 rotor with BH type viscometer under conditions of 20 rpm, was used are each 28000mPa · s and 2000 mPa · s.
接着剤の塗布時及び巻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、巻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、樹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樹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。 When the adhesive is applied and in a stationary state after winding, the adhesive does not flow and the shape is maintained, and at the time of winding, a sealing portion free from resin loss can be formed due to thixotropy. It was. Further, the outer surface of the obtained membrane element was smooth, the resin impregnation property was good and the transparency was improved, and the display of the resin sheet for display inside the fiber reinforced layer could be seen more clearly. Further, the fiber reinforced layer showed a strength sufficient to withstand actual operation.
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 樹脂シート
25 樹脂
25’ 繊維補強樹脂
26 剥離シート
27 ホットメルト接着剤
R 円筒状巻回体
U 分離膜ユニット
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
24
Claims (3)
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、巻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、前記円筒状巻回体を形成する際に、前記繊維布を、前記樹脂との剥離性を有する剥離シートと共に前記円筒状巻回体の外周に巻回した後、前記樹脂を硬化させ、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。 A step of forming a cylindrical wound body by spirally winding a separation membrane, a supply-side channel material, and a permeate-side channel material around a perforated central tube; and a supply-side fluid and a permeation side A method of manufacturing a spiral membrane element comprising a step of forming a sealing portion for preventing mixing of fluids,
Using at least one permeate-side channel material among the permeate-side channel materials, having a fiber cloth extended or connected to the rear end side of the winding and having a resin applied to the fiber cloth, When forming the cylindrical wound body, the fiber cloth is wound around the outer periphery of the cylindrical wound body together with a release sheet having releasability from the resin, and then the resin is cured, A method for producing a spiral-type membrane element, comprising a step of peeling the interface of the release sheet after curing and cutting the peeled portion.
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