JPS6041505A - 液体分離装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 Ｃ本発明の技術分ｙｆ〕 本発明は半透膜を用いた液体分離装置に関する。

更に詳しくは逆浸透膜を用いた液体分離装置における透
過液が通過する流路利および半透膜を保持する基材の構
造に関する。

〔従来技術とその問題点〕

従来から逆浸透法を用いた液体分離装置は２枚の半透膜
を封筒状にし、該封筒の開放端を中空軸管の中空部に連
通せしめると共に該封筒を中空軸管のまわりにまきつけ
、該封筒の内ｆｉｌＮを透間液が。

封筒の外側を原液が流れる構造としたいわゆるスパイラ
ル型のものがある。

この液体分離装置は封筒の外側に膜の逆浸透圧以上の高
圧の原液を通過させ、膜を通過した透過液は封筒の内側
を通って取シ出されるが、封筒自体品用にて外側から加
圧されるため、透過液の流路として挿入されている流路
材を押しつぶすことになり液の流れを悪くするので、一
般に封筒の内側に封筒の外側を加圧されても透過液の流
路をなす流路材がつぶされないように流路材自体を剛直
化させ変形に耐えられるようにしている。

そしてこの流路材に用いられていたものは織物。

編物などの多孔性でその内部に延びる微細な溝をもつ布
帛が用いられ、特に表面に溝をもつ構造のものが用いら
れていた。これらの布帛は膜を介して原液に加わる圧力
によっても容易に変形しないようにメラミン樹脂などを
含浸させて剛直化させていた。一方、半透膜自体は加圧
如より破れ易いので、基材として織物で支持し、耐久性
を上げていた。

そして従来、前記した流路利としての織編物Ｂと、半透
膜を支持する基材としての織物人の各々の糸密度の差Ｉ
″ｉ精々５〜６本／２５哩程度のものであった。

しかし従来のかかる構造では低温使用では問題はないが
高温高圧使用になると長時間運転において透過水の純度
が低下する傾向が高いという欠点。

および流路抵抗が犬となり、純水取り出し量が低下する
という欠点があった。

〔本発明の目的〕

本発明は前記従来例の欠点を改善し、高温高圧使用にお
いても長期間安定した純水透過能を確保する装置を提供
する。さらにょシ具体的には、半透膜を支持する基材と
しての織物Ａの糸密度　Ｎａと、流路材としての織編物
Ｂの糸密度　１．Ｉｂとの関係を特定化することにょｐ
、高温高圧で使用しても高純度の透過液を長期間高能率
で安定して得ることができることを目的とする。

〔本発明の構成〕

本発明は次の構成からなる。

［半透膜を支持する基材として織物Ａを設け。

流路材として織編物Ｂを設けた液体分離装置において、
前記織編物Ｂの流路方向と直交する方向の織編物Ｂの糸
密度Ｎ１）（本７２５　ｍｍ　）と、同方向の織物Ａの
糸密度Ｎａ　（本／　２５　ｍｍ　）との関係がＮｂ≦
Ｎａ−１３又はＮａ＋８≦Ｎｂ であることを特徴とする液体分離装置。」更に本発明の
詳細な説明する。

本発明に係る半透膜の基材として使用する織物Ａとして
はタンク、ツィルなどが使用できるが。

できるだけ表面平滑で薄くて形態変化の少ないものが良
く１合成繊維フィラメントから成る高密度の眸織物（タ
フタなど）が好ましい。流路材となツる織編物Ｂとして
はつ坏、アゼを長さ方向に持つ−た組織のものが好まし
く１編物の場合ダブルデンピあるいはこれに更に鎖編等
を組合せた３枚才す使いの変化組織のトリコットを使用
することができる。特に流路旧となる織編物Ｂは半透膜
を通過してきた透過液を中空軸管などの透過液取出口に
向かって流すに必要な微細な多数の溝および互いに連通
した孔を有することである。溝巾が犬きく。

かつ単位長さアタりの溝の本数が多いことは透過水を抵
抗なく流すことに対しては好ましいことであるが、あま
りに溝が広過ぎたり９本数が多過ぎたシして半透膜が加
圧された状態になると半透膜・が変形して溝の中へ落ち
込んできて１本来、透過液の流路として確保されるべき
溝が閉塞されて装置の液体分離能力たとえば造水量が低
下するので。

限度があることはいうまでもない。上記のような条件を
満足する流路材の構造は溝巾１００μｍ〜５００ｐｍ、
厚ミ１５０７１ｍ　〜５００μｉ　程度カヨイ。溝本数
は４本／Ｃｌ１１〜４０本／藺であればよい。

さらに流路材となる織編物Ｂは剛着化されている必要が
あるが、その手段としては織編物Ｂの生機から流路材に
仕上げる段階で樹脂等を付与し固化させることによって
織編物Ｂに剛性を与えるものであってもよく、あるいは
織編物Ｂを形成する原糸として融点差のある２種のポリ
マから成る合成繊維糸条を混合して使用するか、低融点
ポリマを鞘側に配置した融点差のある２種ポリマの芯鞘
複合糸条を使用するなどして織編物Ｂを作シ、その後に
熱セットなどの手段で低融点ポリマのみを溶融し固化す
ることによって全体を剛直化するものであっても良い。

次に本発明に係る織編物Ａと織編物Ｂとの糸密度関係に
ついて説明する。織編物Ｂは流路材を構成するものであ
り長さ方向につ不、アゼを持ったものが好ましい。すな
わち織編物Ｂは流路を形成する必要がちシ、該流路の形
態、大きさは液体分離装置の性能を犬きく左右する。そ
のために織編物Ｂの流路方向の糸配列特に織編の糸密度
には十分配慮がなされてきた。他方、織編物Ｂの流路と
泊交する方向の糸配列については殆ど考慮されず織編物
Ｂ　ｆｉ、形成する時の容易さ、織編物に対する衣料の
一般的な常識から決定されていた。

織編物Ａについては半透膜を保持する基材として使用さ
れるものでちるが、該織編物Ａの糸配列は織編物表面の
平滑性、厚さ１寸法安定性の他て半透膜の塗布のし易さ
のみによって決定されていた。従来から」二記の観点か
ら織編物Ａ−Ｂの改善検討を重ね、原液の温度・圧力が
４０“（＋、３０ｋｇ／　ｃｍ’程度以内であればほぼ
満足できるものが得られた。ところが原液がさらに高温
・高圧となると透過液の純度が著しく低下する大きな問
題が生じ。

以上の考えだけでは満足すべき液体分離装置は得られな
いことが明らかとなった。この問題解決のためて種々検
討を加え得られたのが本発明であって織編物Ｂの流路と
直交する方向の糸密度　Ｎｂ　（本／　２５　ｍｍ　）
および織編物Ａの液体分離装置内における流路と直交す
る方向の糸密度　Ｎａ　（本／２５ｎ］ＩＩＩ＋）は互
いに関連しながら液体分離装置の性能に大きく影響して
いることを見い出したのである。

Ｃ本／　２５　ｍｍ　）は。

Ｎｂ≦Ｎａ−１３又はＮａ　＋８≦Ｎｂの関係を満足し
ている必要がある。これは液体分離装置内の透過液の流
路と直交する方向において織編物Ａの糸密度と織編物Ｂ
の糸密度と１ｄ−１’３以上又は＋８本７２５　ｍｍ以
上離れていなければならないことを意味する。さらに好
ましくは。

Ｎｂ５Ｎａ　−１５又はＮａ＋１２≦Ｎｂの関係全満足
していることである。

才た基本となる織物Ａの糸密度Ｎａは６０〜８０本／　
２５　ｍｍ程度が好せしい。

次に図面を用いて説明する。

第１図は本発明に係る装置の一例を示す長手方向の断面
図、第２図は第１図に示すｘ　−Ｘ断面図を示す。

第１〜２図に示す装置は円筒容器５に液体分力１ｆ要素
８全内蔵し、側面蓋６，７を用いてシールしである。捷
た前記円筒容器５には被分離液体である原液の供給管９
と原液排出管１ｏか設けられており、さらに肢体分離要
素８には該液体分離要素によって分離された透過液を取
り出す透過液排出管１１　が接続しである。また液体分
離要素８と円筒容器５との間に原液を閉塞するためのシ
ール部月１６が液体分離要素８の両端に設けられている
。

原液は原液供給管９から原液の浸透圧よりも高い圧力で
送り込まれ１円筒容器５の空間部１５を満たしたのち液
体分離要素８の外周母線上に開「１１２を有し該ｆｆｉ
線と直交する方向に渦巻状にのびる原液通路１９に流入
する。

第２図に示す如く、液体分離要素は中心に小孔１４を有
する中空管１６を備え、該中空管の小孔１４をはさんで
２枚の半透膜１７．１７’がその一端を接着によシ取付
けられている。前記半透膜の中空管の小孔１４をはさま
ない側には原液通路１９を形成させ、該原液通路に原液
の流れを円滑に行なわせるための多孔性のシート状物が
原液通路材２２として挿入されている。一方半透膜１７
，１７７の小孔をはさむ側は透過液流路２３ｆ：形成せ
しめ。

この透過液流路２３に流路材２４を挿入し、半透膜１７
，１７／の中空管１６に接着したとは反対側の端部を共
に合わせて接合させる。このように配列した半透１３１
７，１７’、原液の通路材２２．および透過液の流路材
２４を一体として中空管１６のまわりに巻きつけたのち
両端に第１図の如くシール部２０．２１を形成させる。

従って得られた液体分離要素８は渦巻状の原液通路１９
および透過液流路２３が形成されると共に原液通路１９
は前記した如く液体分離要素８の外周母線」二に開口１
２を備えたものとなる。またシール部２１（原液排出管
１０のある側）の中空管１６の近辺に原液通過７１、．
１８を設けてあり、ここより液体分離要素から原液が流
出する構造としである。

第６図は第２図とは異なる態様の装置を示す断面図であ
る。第２図のものは一本の中空管に対し一つの原液通路
１９と一つの透過液流路２３を設けたものであるのに対
し第６図のものは小孔１４を３ケ所に設け、原液通路１
９．透過液通路２３を夫々３つ設け、一本尚りの各流路
の長さを短くしたものである。

第４図および第５図は半透膜１７，１７７、透過液流路
２３．流路材２４および基材２５’、２５’の位置関係
をモデル的に示す断面図であり、第４図は第５図のＺ　
−Ｚ断面図、第５図は第４図のＹ−Ｙ断面図である。半
透膜１７．１７’は基材２５，２５／の上て形成されて
おり、基材２５，２５’は流路材２４を両側からはさむ
位置で重ね合わされている。流路材２４は適度な高さの
つ不を有する構造になっていて、ライ、間の溝部と基材
２５とで形成する空間が流路２６となって透過液を流す
。原液は半透膜１７．１７７の外方の両側を流れる０本
発明において織編物Ａは基材２５．２５’を形成し、織
編物Ｂは流路材２４となる。したがって本発明における
織編物Ｂの流路と直交する方向の糸密度Ｎｂ（本７’　
２５ｍｍ　）および織編物Ａの液体分離装置内における
流路と直交する方向の糸密度ＩＪａとは、第５図の場合
それぞれ紙面と直交する糸す、ｂ、ｂ・・・・・・・・
・および糸ａ、ａ、ａ、・・・・・・・・・の２１５ｍ
ｍ間の本数に等しい。

さらに云えば基材、流路材とも元の織編物Ａ、Ｂの長さ
方向を液体分離装置としたときの流路の方向に一致させ
るのが一般的であり、この場合ＮＩＬ。

Ｎｂ　は織編物Ａ、Ｈのヨコ糸密度となる。さらに編物
の場合はコース密度となる。

〔本発明の作用効果〕

本発明の液体分離装置によって原液が高温・高圧となっ
ても透過液の純度を十分高く維持することができる。液
体分離装置として最も重要な特性は、どれほど高純度の
透過液をいかに多く取シ出し得るかであり、これに装置
の経済性、耐久性が付は方向えられる。その典型的な例
が海水の淡水化であるが、透過液の取り出し量を上げる
ためには原液に高圧をかけるのが最も効果的である。こ
の要求は中近東の真水に恵まれない地域に強く、このよ
うな地域においては高温海水を原液として高圧化で液体
分離装置を稼動させねばならない場合が多い。このよう
な条件下では「半透膜の落ち込み」と呼ぶ現象が発生す
る。これを第４図について説明すると半透膜１７，１７
／、基材２５．２５’、流路材２４に高温、高圧がかか
り各部材の剛性が下がるとともに、高圧によって変形し
半透膜および基材が流路利２４の流路２３の部分に落ち
込む現象である。このような現象が生じると流路２６の
断面積が減少し透過液の取シ出し量が少なくなる。

さらに半透膜１７の表面に「落ち込み」の程度に応じた
凹みが生じる。このような凹みは軽微な間は大きな問題
はないが、凹みの深さが増すとその部分の近くの半透膜
に細かなひび割れ現象が生じ原液の透過液側への漏れが
発生して透過液純度を著しく下げる。この「落ち込み」
現象は液体分離装置にとってきわめて重要な問題であシ
、特に原液温度、圧力を高くするとこの問題はきわめて
深刻なものとなる。

本発明の液体分離装置はこの問題に対する解決手段を与
えたという顕著な効果を奏する。

すなわち前記品温高圧時の使用１例えば中近東における
海水の淡水化においても、「落ち込み」現象を防ぎ、長
期間安定した純水化運転を可能にすることができた。

次に実施例によシ、より詳細に説明する。

実施例１ ポリエチレンテレフタレートから成るろＺ５デニール、
１８フイラメントの糸条およびポリエチレンテレフタレ
ートにイソフクール酸６ｉｏモルチ共重合したポリマよ
シ成る３　７．５デニール、１８フイラメントの糸条を
常法によって作成した。両糸条を引揃え混繊し７５デニ
ール、３６フイラメントの混繊糸条を得、該混繊糸条を
６２ゲージ。

ト肝コツト編機に供給し、コース密度４３，５４゜７ろ
（本／　２５　ｍｍ　）の生機を作成した。該編地全リ
ラックス精練したのち熱処理後のコース密度が４８．５
０，５４，６０，６８，７３，７６．８０本７２５　ｍ
ｍ。

ウエール密度４０本７２５　ｍｍとなるようテンタ条件
を決めて２５（］’ａｘＩ分間の熱融着加工を行なった
。これら８種類のトリコット融着加工品を流路材とした
。一方、基材としてはポリエチレンテレフタレートから
成る１５０デニール、４８フイラメントの糸条をタテ、
ヨコ糸として使用したタフタ−１（タテ糸密度８９本７
２５　ｍ＋ｎ　、ヨコ糸密度６６本７２５　ｍｍ　）お
よび同じ糸条を使ったタフタ−２（タテ糸密度９３本７
２５　ｍｍ　、ヨコ糸密度７６本７２５　ｍｍ　）を用
いた。これらの暴利に合成複合膜を塗布し８種類の流路
材と組み合せて１６種類の液体分ｈｔｔ装置を作成して
性能評価テストを行なつｆｒｃｏなお本実施・例におい
ては流路はトリコットの長さ方向に平行しており、暴利
の長さ方向ど流路（」の長さ方向を一致させて液体分離
装置を作成した。

したがって　Ｎ＆はタフタのヨコ糸密度、Ｎｂはトリコ
ツ！・のコース密度と攻る。性能テスト結果の一例を第
６図、第７図に示す。第６図は透過数純度の経済的な変
化、第７図は透過液の取り出し量の経済的な変化ｒ示す
ものであり、あ丑りｌｋｉ：　ｌ’！ｌ）の良くない液
体分離装置のテスト例である。透過液の純度が運転時間
の経過とともに低−トしているのがわかる。透過液の取
り出しチー（半透ｊ模１　＋ｒ＋”当りの１日分の取り
出し鼠で表示しである）はかなり大幅に変化しているこ
とがわかる。

第１表は１６種類の液体分離装置について透過液純度の
経時的な低下の有無と取シ出し量の安定性を捷とめたも
のである。本発明の液体分離装置は透過液純匣の経時的
な低下はほとんどなく、透過液の取り出し量の安定性も
ほぼ問題なく安定していることがわかる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜６図は本発明に係る液体分離装置の構造を例示
したもので第２図が正面図、第３．４図は第２図のＸ　
−Ｘ断面を示す。 第４図、第５図は半透膜、流路材、基材の位置関係をモ
デル的に示す断面図であり、第４図は第５図のＺ−Ｚ断
面、第５図は第４図のＹ−Ｙ断面を示す。第６図、第７
図はそれぞれ透過液純度および透過液の取シ出し量の運
転時間経過に対する変化を示す。 １７．１７’：半透膜　１９：原液通路２６：透過液流
路　２４：流路材 ２５、２５’　：基材 特許出願人　東し株式会社 第１図 ｔ＋図 ガ、５’／３２７

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）　半透膜を支持する基材として織物Ａを設け。 流路拐として織編物Ｂを設けた液体分離装置において、
   前記織編物Ｂの流路方向と直交する方向の織編物Ｂの糸
   密度Ｎｂ（本７２５　ｍｍ　）と、同方向の織物Ａの糸
   密度Ｎａ　（本７２５　ｍｍ　）との関係がＮｔ）ｓ；
   、　Ｎａ、　−１６又はＮａ　＋８≦Ｎｂであることを
   特徴とする液体分離装置。
2. （２）　糸密度ＮａとＮ　１）の関係がＮｂ≦Ｎａ　−
   １５又は　Ｎａ　＋　１２≦Ｎｂでちることを特徴とす
   る特許請求の範囲第（１）項記載の液体分離装置。
3. （３）　織物Ａがタフタ、織編物Ｂがトリコットである
   ことを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の液体
   分離装置。