專利名稱：螺旋型膜元件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種螺旋型膜元件(spiral membrane element)，其包括圓筒狀卷繞體和密封部分，所述圓筒狀卷繞體包括穿孔的中心管以及，以疊層狀態(tài)圍繞著穿孔的中心管螺旋卷繞的分離膜、供給側(cè)通道材料和滲透?jìng)?cè)通道材料；所述密封部分用于防止供給側(cè)流體和滲透?jìng)?cè)流體混合在一起。
背景技術(shù)：
作為在反滲透、超濾、微濾、透氣、排氣等中所使用的流體分離元件，已知例如螺旋流體分離元件，其包括中心管和螺旋卷繞該中心管的單元，該單元包括供給側(cè)通道材料和滲透?jìng)?cè)通道材料，其中所述供給側(cè)通道材料將供給側(cè)流體導(dǎo)向分離膜的表面，所述分離膜分離供給側(cè)流體；所述滲透?jìng)?cè)通道材料將滲透?jìng)?cè)流體導(dǎo)向所述中心管，所述滲透?jìng)?cè)流體通過(guò)滲透穿過(guò)所述分離膜而與供給側(cè)流體分離。
這種螺旋型膜元件通常如下制造，即交替層壓供給側(cè)通道材料和滲透?jìng)?cè)通道材料，所述供給側(cè)通道材料固定在折疊的分離膜的兩個(gè)對(duì)半之間；將粘合劑涂敷在分離膜的邊緣(沿該分離膜的3條邊)，以防止供給側(cè)流體與滲透?jìng)?cè)流體發(fā)生任何混合，從而制造出分離膜部件；圍繞中心管螺旋卷繞一個(gè)或多個(gè)這樣的部件，以形成圓筒狀卷繞體；然后修剪所述卷繞體的兩端(修飾那些端部)。如此制造出來(lái)的螺旋型膜元件具有這樣的結(jié)構(gòu)，即分離膜、供給側(cè)通道材料和滲透?jìng)?cè)通道材料以疊層狀態(tài)圍繞著穿孔的中心管螺旋卷繞，并且提供了密封部分，該密封部分用于防止供給側(cè)流體和滲透?jìng)?cè)流體混合在一起。
在這種螺旋型膜元件中，供給側(cè)通道材料具有兩個(gè)主要功能(1)固定供給側(cè)通道；以及(2)攪拌供給側(cè)流體以防止在分離膜附近出現(xiàn)濃度兩極分化。當(dāng)功能(2)被展現(xiàn)出來(lái)時(shí)，供給側(cè)流體通道會(huì)發(fā)生壓力損失。
為了減少在分離膜元件中供給側(cè)通道發(fā)生任何壓力損失，已知的一種方法是改變供給側(cè)通道材料中網(wǎng)孔的孔距或角度，或者增加供給側(cè)通道材料的厚度(例如，參見(jiàn)日本專利JP 3230490和JP-A-11-235520)。
然而，前一種方法使得供給側(cè)通道材料不能有效地?cái)嚢韫┙o側(cè)流體，從而就不能有效地防止在分離膜附近發(fā)生濃度兩極分化，并且會(huì)降低螺旋型膜元件的分離性能。后一種方法使得螺旋型膜元件僅由較少量的分離膜填充而成，且會(huì)降低其滲透性能。
另一方面，到目前為止，通常使圓筒狀卷繞體的軸向長(zhǎng)度相對(duì)于中心管的長(zhǎng)度而言盡可能地長(zhǎng)，這是因?yàn)楫?dāng)將螺旋型膜元件放置在膜模塊容器(membrance module container)中時(shí)，螺旋型膜元件的圓筒狀卷繞體(膜部分)較大的長(zhǎng)度有利于增大膜的表面積。
然而，圓筒狀卷繞體朝其兩端沿著一定寬度螺旋密封(如粘合)，除非每個(gè)這樣的密封部分具有至少一定的軸向?qū)挾龋駝t便不可能形成任何可靠的密封，并且即使圓筒狀卷繞體的軸向長(zhǎng)度可能接近于中心管的長(zhǎng)度，也不可能使任何無(wú)效膜表面積保持低于一定的值。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種螺旋型膜元件，其具有增大了的有效膜表面積而沒(méi)有降低其分離性能，并同時(shí)保持了圓筒狀卷繞體的任何密封部分的密封性能。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供該螺旋型膜元件的制造方法。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，對(duì)元件的兩個(gè)端部進(jìn)行密封的方法和結(jié)構(gòu)進(jìn)行了廣泛的研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，不是起初就形成具有較小寬度的任何密封部分，而是在形成任何密封部分之后，通過(guò)切削和除去任何密封部分的一部分，可以形成具有小寬度的密封部分，同時(shí)也保持了兩端的密封性能。
因此，本發(fā)明的螺旋型膜元件包括圓筒狀卷繞體和密封部分，其中所述圓筒狀卷繞體包括穿孔的中心管以及，以疊層狀態(tài)繞著穿孔的中心管螺旋卷繞的分離膜、供給側(cè)通道材料和滲透?jìng)?cè)通道材料；所述密封部分用于防止供給側(cè)流體和滲透?jìng)?cè)流體混合在一起；其中，在所述圓筒狀卷繞體的兩端的每一端形成的密封部分是通過(guò)粘合劑以基本恒定的寬度螺旋而形成的，并且所述密封部分的修剪部分形成在其整個(gè)端表面上，并且圓筒狀卷繞體的長(zhǎng)度與中心管的長(zhǎng)度之比為0.96至1.00，無(wú)效膜表面積與整個(gè)膜表面積之比為0.02至0.10。
本發(fā)明的螺旋型膜元件具有寬度減小了的密封部分，但仍保持了其密封性能，因此，該元件具有降低比例的無(wú)效膜表面積，并同時(shí)使圓筒狀卷繞體保持了至少一定的長(zhǎng)度，這是因?yàn)樵趫A筒狀卷繞體的兩端形成的各個(gè)密封部分的外部部分被切除，并且使修剪過(guò)的截面暴露在其整個(gè)端表面上。這種螺旋型膜元件具有增大了的有效膜表面積，而且并未因厚度的增大而降低它的攪拌作用或降低它的分離性能，這是由于它的供給側(cè)通道材料無(wú)需特別改變的緣故。有效膜表面積是除下列部分之外的整個(gè)膜表面積，上述部分是盡管有分離膜也不能表現(xiàn)出任何分離性能的一些和所有無(wú)效部分的總膜表面積，例如圓筒狀卷繞體兩端的密封部分、通過(guò)將粘合劑涂敷于分離膜的邊緣而形成的任何粘合劑密封的部分以及具有與分離膜的折疊處粘接的保護(hù)帶的任何部分。
由于并不增加所使用的材料，因此密封部分寬度的減小也使得可以減小螺旋型膜元件每單位有效表面積的壓力損失，并且可以抑制生產(chǎn)成本的增加，同時(shí)也減少了任何浪費(fèi)，這是因?yàn)橥ㄟ^(guò)修剪減小了所切除的部分。
粘合劑優(yōu)選為觸變流體。由于工作安排而導(dǎo)致經(jīng)常不可避免的情況是使涂敷于分離膜邊緣的粘合劑靜置一段時(shí)間，直到將膜等圍繞著中心管卷繞，并且在這種情況下，任何普通粘合劑都會(huì)因其自身的重量而鋪展開(kāi)，從而形成具有大寬度的密封部分。另一方面，當(dāng)施加外力時(shí)具有粘性降低性能的觸變流體，如果涂敷后沒(méi)有對(duì)其施加外力，容易保持其涂敷的狀態(tài)，因此有利于形成具有控制寬度的密封部分。
優(yōu)選地，其兩端粘合在密封部分上的分離膜的多孔層的孔是封閉的。分離膜通常具有多孔結(jié)構(gòu)，從而允許流體在垂直于和平行于膜的兩個(gè)方向上流動(dòng)。然而，只有當(dāng)流體在垂直于分離膜的方向上流動(dòng)時(shí)，所述膜才能展現(xiàn)出它的分離性能。因此，在螺旋型膜元件中，需要抑制任何平行于分離膜的流體流動(dòng)。然而，有時(shí)，涂敷于分離膜邊緣的粘合劑不可能完全地抑制平行的流體流動(dòng)，有時(shí)需要擴(kuò)大各個(gè)密封部分的寬度，從而增大任何平行流體流動(dòng)通道的長(zhǎng)度，并對(duì)任何平行的流體流動(dòng)產(chǎn)生更大的阻力，從而抑制平行方向上的流動(dòng)。在這些情況下，封閉上述分離膜的每一粘合劑涂敷部分的多孔層中的這些孔，就可以抑制流體平行于所述膜流動(dòng)，從而可減小每個(gè)密封部分的寬度。
根據(jù)本發(fā)明，制造螺旋型膜元件的方法包括步驟以疊層狀態(tài)圍繞著穿孔的中心管螺旋卷繞分離膜、供給側(cè)通道材料和滲透?jìng)?cè)通道材料，以形成圓筒狀卷繞體；形成密封部分，該密封部分用于防止供給側(cè)流體和滲透?jìng)?cè)流體混合在一起，其中，所述密封部分是通過(guò)粘合劑在所述圓筒狀卷繞體的各端附近以基本恒定的寬度形成的，并且所述密封部分的20-60％的寬度被切去。
本發(fā)明的制造方法可以獲得這樣一種螺旋型膜元件，即這種螺旋型膜元件在沿著每個(gè)密封部分方向上的寬度小，并同時(shí)保持了其兩端的密封性能，并且有效膜表面積大，而且并未降低其分離性能，這是由于這種方法并不是起初就形成小寬度的密封部分，而是在密封之后切去每個(gè)密封部分的一部分。


圖1A和圖1B均為步驟圖，其說(shuō)明了本發(fā)明制造螺旋型膜元件的方法。
圖2是另一步驟圖，其說(shuō)明了本發(fā)明制造螺旋型膜元件的方法。
圖3是另一步驟圖，其說(shuō)明了本發(fā)明制造螺旋型膜元件的方法。
圖4是本發(fā)明螺旋型膜元件的分解圖。
101分離膜102供給側(cè)通道材料103滲透?jìng)?cè)通道材料105中心管300圓筒狀卷繞體(修剪以前)302密封部分(在兩端)303密封部分(在外部邊緣)304圓筒狀卷繞體(修剪之后)A中心管的長(zhǎng)度B圓筒狀卷繞體的長(zhǎng)度U分離膜單元具體實(shí)施方式
下面參照附圖詳細(xì)地描述本發(fā)明。圖1至圖3是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明制造螺旋型膜元件的方法的步驟圖。
如圖1至3所示，本發(fā)明螺旋型膜元件包含圓筒狀卷繞體304和密封部分302和303，其中所述圓筒狀卷繞體304包括穿孔的中心管105；以疊層狀態(tài)圍繞著穿孔的中心管螺旋卷繞的分離膜101、供給側(cè)通道材料102和滲透?jìng)?cè)通道材料103；所述密封部分302和303用于防止供給側(cè)流體和滲透?jìng)?cè)流體混合在一起。
在圓筒狀卷繞體304兩端形成的密封部分302各自是通過(guò)粘合劑以基本恒定的寬度螺旋而形成的，并且具有暴露在圓筒狀卷繞體304的整個(gè)端表面上的修剪過(guò)的截面。沿著圓筒狀卷繞體304的最外緣形成的密封部分303也可以由粘合劑形成，或者通過(guò)使用熱熔膠粘劑、可熱熔膠帶、可熱焊薄片等形成，但為了簡(jiǎn)化制造過(guò)程，優(yōu)選采用與密封部分302相同的粘合劑來(lái)形成密封部分303。
本發(fā)明的螺旋型膜元件的無(wú)效的膜表面積與其整個(gè)膜表面積之比為0.02至0.10。在本發(fā)明的上下文中，有效的膜表面積是指螺旋型膜元件中表現(xiàn)出其分離性能的那部分分離膜的表面積，無(wú)效的膜表面積是指不能表現(xiàn)出任何分離性能的那部分分離膜的表面積，整個(gè)膜表面積是指通過(guò)計(jì)算有效的和無(wú)效的膜表面積之和所得到的分離膜的表面積。
如果無(wú)效的膜表面積與整個(gè)膜表面積之比小于0.02，則通過(guò)將粘合劑涂敷于分離膜的邊緣而形成的密封部分的寬度就會(huì)太窄，以致于不能令人滿意地執(zhí)行其防止供給側(cè)流體和滲透?jìng)?cè)流體混合在一起的功能。另一方面，如果無(wú)效的膜表面積與整個(gè)膜表面積之比超過(guò)0.10，則無(wú)效的部分將在供給側(cè)通道中產(chǎn)生較大的壓力損失，從而增大了螺旋型膜元件的每單位有效膜表面積的壓力損失。
根據(jù)本發(fā)明，圓筒狀卷繞體304的長(zhǎng)度與中心管105的長(zhǎng)度之比為0.96至1.00。如果該比率小于0.96，則通過(guò)切削大量的分離膜101的除去引起了有效膜表面積的減小，從而導(dǎo)致每單位有效膜表面積的壓力損失增大，并且還導(dǎo)致被當(dāng)作廢料切去和除掉的材料的量增大。這樣對(duì)環(huán)境產(chǎn)生了不利的影響。另一方面，如果該比率超過(guò)1.00，則中心管105的端部就會(huì)被嵌入到螺旋型膜元件的端表面中，從而使其難以處理。
圓筒狀卷繞體304可適當(dāng)?shù)姆椒▉?lái)制造，例如，如圖1和圖2所示的制造方法。圖1A是分離膜單元U的頂視圖，圖1B是所述分離膜單元U的前視圖。
如圖1和圖2中所示，根據(jù)本發(fā)明，制造螺旋型膜元件的方法包括這些步驟以疊層狀態(tài)圍繞著穿孔的中心管105螺旋卷繞分離膜101、供給側(cè)通道材料102和滲透?jìng)?cè)通道材料103，以形成圓筒狀卷繞體300；以及形成用于防止供給側(cè)流體和滲透?jìng)?cè)流體混合在一起的密封部分302和303。
首先制造分離膜單元U，其可如下制造即通過(guò)將折疊成對(duì)半的分離膜101和滲透?jìng)?cè)通道材料103互相層壓在一起，其中供給側(cè)通道材料102夾在折疊成對(duì)半的分離膜101之間；然后將粘合劑層104和106涂敷于所述滲透?jìng)?cè)通道材料103的相反縱向邊緣上以及卷繞結(jié)束處的邊緣上，以形成用于防止供給側(cè)流體和滲透?jìng)?cè)流體混合在一起的密封部分302和303，如圖1中所示。
圖1A說(shuō)明了粘接至所述分離膜101的折疊部分上的保護(hù)帶107，但是可以不使用保護(hù)帶107。由粘合劑層104和106密封的部分和由保護(hù)帶107防止展現(xiàn)出分離膜101功能的部分構(gòu)成了所述無(wú)效膜表面積。
盡管已將本發(fā)明的實(shí)施方式描述成在折疊成兩個(gè)對(duì)半的分離膜101上層壓滲透?jìng)?cè)通道材料103，其中供給側(cè)通道材料102夾在折疊成對(duì)半的分離膜101之間，然后將粘合劑層104和106涂敷至其上；也可以將折疊成對(duì)半的分離膜101層壓在滲透?jìng)?cè)通道材料103上，然后將粘合劑層104和106涂敷至其上。還可以利用以交替方向折疊的連續(xù)膜來(lái)代替折疊成對(duì)半的分離膜101，或者對(duì)分離膜101進(jìn)行定位以使其卷繞可以在其折疊處終止。
反滲透膜、超濾膜、微濾膜、氣體分離膜、脫氣膜等均可用作分離膜101。網(wǎng)狀物等材料可用作供給側(cè)通道材料102。網(wǎng)狀物、編織物等材料可用作滲透?jìng)?cè)通道材料103。
任何已知的粘合劑，如氨基甲酸酯(urethane)、環(huán)氧樹(shù)脂(epoxy)或者熱熔膠粘劑，可用作粘合劑層104和106。根據(jù)本發(fā)明，為了容易控制由粘合劑形成的密封部分302和303的寬度，使用觸變流體形式的粘合劑是有效的。這種類型的常用粘合劑是通過(guò)將觸變物質(zhì)添加至液態(tài)粘合劑成分中而制成的，這種粘合劑的實(shí)例為向其中加入了二氧化硅微細(xì)顆粒的不飽和聚酯和氨基甲酸酯粘合劑。
根據(jù)本發(fā)明，分離膜101的粘合劑涂敷部分中多孔層的孔是封閉的，使得可以抑制任何平行于該部分的流體流動(dòng)，從而縮小了各密封部分302或303的寬度。多孔層的孔能夠被封閉，例如通過(guò)由粘合劑填充多孔層、在壓力下壓碎多孔層、或者通過(guò)加熱來(lái)熔化。
將一層或多層分離膜單元U層壓并圍繞著穿孔的中心管105螺旋卷繞，以及通過(guò)加熱等固化粘合劑層104和106，以獲得至少在滲透?jìng)?cè)通道的相反端鄰近處密封的圓筒狀卷繞體300。該實(shí)施方式還在卷繞末端處密封滲透?jìng)?cè)通道的邊緣以及密封中心管105的外圍。
層壓的分離膜單元U內(nèi)的層數(shù)取決于滲透的流體所需的量，盡管至少一層就已經(jīng)足夠了，但是為了處理方便，設(shè)定的上限為約50層。層壓的分離膜單元U的層數(shù)越多，每個(gè)分離膜單元U卷繞的圈數(shù)就會(huì)越小。
根據(jù)本發(fā)明，具有基本恒定的寬度的密封部分302是通過(guò)粘合劑在圓筒狀卷繞體300的兩端附近形成的，并且通過(guò)切削修剪或除去各個(gè)密封部分302的一部分，該部分在寬度上相當(dāng)于每個(gè)密封部分的20％到60％，優(yōu)選為30％到50％，如圖3中所示。因此，形成了圓筒狀卷繞體304，該圓筒狀卷繞體304在兩端處都具有密封部分302以及具有暴露在其整個(gè)端表面上的修剪過(guò)的截面，各個(gè)密封部分302是通過(guò)粘合劑以基本恒定的寬度螺旋而形成的。該實(shí)施方式表示這樣的實(shí)施例，在該實(shí)施例中，各個(gè)具有固定不變寬度的修剪部分301是從軸向長(zhǎng)度基本與中心管105的軸向長(zhǎng)度相同的圓筒狀卷繞體300上切除的。在圖3中，A是中心管的長(zhǎng)度，B是圓筒狀卷繞體304修剪之后的長(zhǎng)度。
修剪可通過(guò)切削并去除各個(gè)修剪部分301，并同時(shí)使中心管105保持完整無(wú)缺的方法來(lái)完成，例如利用帶有旋轉(zhuǎn)式刀片的切削器具等，當(dāng)圓筒狀卷繞體300相對(duì)于切削器具進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，可沿著圓筒狀卷繞體300的整個(gè)圓周來(lái)切割所述圓筒狀卷繞體300的方法；或者利用固定刀片，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)圓筒狀卷繞體時(shí)，切割圓筒狀卷繞體300的方法。
圖4顯示分解形式的修剪之后的圓筒狀卷繞體。有效分離膜部分401的表面積為所述的有效膜表面積，樹(shù)脂密封部分402和膠帶粘接的部分403的總表面積為所述的無(wú)效膜表面積，有效分離膜部分401、樹(shù)脂密封部分402和膠帶粘接的部分403的總表面積為所述的整個(gè)膜表面積。
如果需要，本發(fā)明的螺旋型膜元件可進(jìn)一步包括位于圓筒狀卷繞體304表面上的外部裝飾材料。所述外部裝飾材料可由卷繞在圓筒狀卷繞體304表面上的一片或多片來(lái)形成。聚酯、聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙稀、玻璃纖維布等都可用作所述外部裝飾材料。
根據(jù)需要，本發(fā)明的螺旋型膜元件可進(jìn)一步包括防止其變形(例如，縮短)的穿孔的邊緣組件；密封材料；加強(qiáng)材料等。
以下將描述本發(fā)明的其它實(shí)施方式。
(1)盡管上述實(shí)施方式描述了修剪圓筒狀卷繞體兩端的實(shí)例，但是本發(fā)明并不排除僅一端被修剪的圓筒狀卷繞體。另外，在附圖中顯示的實(shí)施方式為兩端寬度相等的修剪部分，但是也可以使左端和右端修剪的部分的寬度不同。
(2)盡管將上述實(shí)施方式描述成從軸向長(zhǎng)度與中心管軸向長(zhǎng)度基本相等的圓筒狀卷繞體上除去一定寬度的修剪部分，但是也可以在形成軸向長(zhǎng)度大于或小于中心管軸向長(zhǎng)度的圓筒狀卷繞體之后，切除恒定寬度的修剪部分，包括密封部分。
(3)盡管將上述實(shí)施方式描述成切除一定寬度的修剪部分，同時(shí)使中心管保持原狀不變，但是也可以切除修剪部分和中心管，然后連接其它組件以延長(zhǎng)中心管。
下面將參照實(shí)施例來(lái)更詳細(xì)地描述本發(fā)明，但是，應(yīng)理解本發(fā)明不應(yīng)解釋為局限于此。
實(shí)施例1根據(jù)本發(fā)明的制造方法，制造螺旋型膜元件，所使用的中心管的長(zhǎng)度為1016毫米；修剪之后的圓筒狀卷繞體的長(zhǎng)度為975毫米；粘合劑密封部分的寬度(鄰近每個(gè)修剪部分)為15毫米；粘合劑密封部分的寬度(鄰近分離膜的終端)為25毫米；保護(hù)帶的寬度為25毫米；分離膜為NTR-759HR(NittoDenko Corporation的產(chǎn)品)；分離膜的長(zhǎng)度為1460毫米；分離膜的寬度為1016毫米；分離膜單元的數(shù)目為26；供給側(cè)通道材料的厚度為0.72毫米；供給側(cè)通道材料的網(wǎng)狀物的交角為90°。使用的粘合劑是一種觸變粘合劑(UR-3501，H.B.Fuller Co.的產(chǎn)品)。通過(guò)加熱熔化使待涂敷粘合劑的分離膜的部分中的多孔膜的孔封閉。
將如此獲得的螺旋型膜元件放置在內(nèi)直徑為202毫米和長(zhǎng)度為1280毫米的圓筒形不銹鋼容器中，并且在20℃的溫度、以每分鐘100升的流量來(lái)供應(yīng)水，檢測(cè)所述水的壓力損失。結(jié)果是，每單位有效膜面積的壓力損失為0.49kPa/m2。
比較例1以與實(shí)施例1中相同的方法來(lái)制造螺旋型膜元件，并且所使用的中心管的長(zhǎng)度為1016毫米；修剪之后的圓筒狀卷繞體的長(zhǎng)度為938毫米；粘合劑密封部分的寬度(鄰近每個(gè)修剪部分)為34毫米；粘合劑密封部分的寬度(鄰近分離膜的終端)為50毫米；保護(hù)帶的寬度為50毫米；分離膜為NTR-759HR(Nitto Denko Corporation的產(chǎn)品)；分離膜的長(zhǎng)度為1460毫米；分離膜的寬度為1016毫米；分離膜單元的數(shù)目為26；供給側(cè)通道材料的厚度為0.72毫米；且供給側(cè)通道材料的網(wǎng)狀物的交角為90°。
利用如此制造出來(lái)的元件，在與實(shí)施例1相同的測(cè)量條件下測(cè)量流體分離膜的壓力損失。結(jié)果是，每單位有效膜面積的壓力損失為0.54kPa/m2。
表

從表中所示結(jié)果來(lái)看，很明顯，實(shí)施例1中的元件每單位有效膜面積的壓力損失要小于比較例1中的元件每單位有效膜面積的壓力損失約10％。在實(shí)施例1和比較例1中所使用的分離膜單元的數(shù)目是相同的，并且所使用的原材料的總量沒(méi)有變。通過(guò)修剪除去的分離膜的寬度為41mm，這幾乎是比較例1的結(jié)果78mm的一半。
比較例2以與實(shí)施例1中相同的方法來(lái)制造螺旋型膜元件，不同之處在于粘合劑涂敷的分離膜部分沒(méi)有將孔封閉。所得的結(jié)果與表中所示的實(shí)施例1中得到的結(jié)果相同，但滲透?jìng)?cè)壓力保持試驗(yàn)的結(jié)果表明在兩端處密封部分的密封性能低于實(shí)施例1中的密封性能。
比較例3以與實(shí)施例1相同的方法來(lái)制造螺旋型膜元件，不同之處在于將粘合劑以15mm寬度涂敷于每個(gè)端部的密封部分。所得的結(jié)果與表中所示的實(shí)施例1中得到的結(jié)果相同，但滲透?jìng)?cè)壓力保持試驗(yàn)的結(jié)果表明在兩端處密封部分的密封性能低于實(shí)施例1中的密封性能。
對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員進(jìn)一步顯而易見(jiàn)的是，可以對(duì)以上所描述和顯示的發(fā)明的形式和細(xì)節(jié)作出各種變化。這些變化旨在包括在權(quán)利要求書(shū)的精神和范圍內(nèi)。
本申請(qǐng)基于2003年10月2日提交的日本專利申請(qǐng)2003-344303，在此引用其全部公開(kāi)內(nèi)容作為參考。
權(quán)利要求
1.一種螺旋型膜元件，其包括圓筒狀卷繞體和密封部分，所述圓筒狀卷繞體包括穿孔的中心管，以及以疊層狀態(tài)圍繞著穿孔的中心管螺旋卷繞的分離膜、供給側(cè)通道材料和滲透?jìng)?cè)通道材料；所述密封部分用于防止供給側(cè)流體和滲透?jìng)?cè)流體混合在一起；其中，在所述圓筒狀卷繞體兩端的每一端形成的密封部分是通過(guò)粘合劑以基本恒定的寬度螺旋而形成的，并且所述密封部分的修剪部分形成在其整個(gè)端表面上，并且圓筒狀卷繞體的長(zhǎng)度與中心管的長(zhǎng)度之比為0.96至1.00，無(wú)效膜表面積與整個(gè)膜表面積之比為0.02至0.10。
2.權(quán)利要求1所述的螺旋型膜元件，其中所述粘合劑包含觸變流體。
3.權(quán)利要求1所述的螺旋型膜元件，其中通過(guò)粘合劑兩端粘接于密封部分上的分離膜的多孔層中的孔是封閉的。
4.一種制造螺旋型膜元件的方法，其包括下述步驟以疊層狀態(tài)圍繞著穿孔的中心管螺旋卷繞分離膜、供給側(cè)通道材料和滲透?jìng)?cè)通道材料，以形成圓筒狀卷繞體；形成密封部分，該密封部分用于防止供給側(cè)流體和滲透?jìng)?cè)流體混合在一起，其中所述密封部分是通過(guò)粘合劑在所述圓筒狀卷繞體的兩端附近以基本恒定的寬度而形成的，并且所述密封部分的20-60％的寬度被切去。
全文摘要
本發(fā)明披露了一種螺旋型膜元件以及制造方法，該螺旋型膜元件具有增大的有效膜表面積而沒(méi)有降低螺旋型膜元件的分離性能，同時(shí)還保持了圓筒狀卷繞體的密封部分的密封性能。該螺旋型膜元件包括圓筒狀卷繞體和密封部分，所述圓筒狀卷繞體包括穿孔的中心管，以及以疊層狀態(tài)圍繞著穿孔的中心管螺旋卷繞的分離膜、供給側(cè)通道材料和滲透?jìng)?cè)通道材料；所述密封部分用于防止供給側(cè)流體和滲透?jìng)?cè)流體混合在一起；其中，在所述圓筒狀卷繞體兩端的每一端形成的密封部分是通過(guò)粘合劑以基本恒定的寬度螺旋而形成的，并且所述密封部分的修剪部分形成在其整個(gè)端表面上，并且圓筒狀卷繞體的長(zhǎng)度與中心管的長(zhǎng)度之比為0.96至1.00，無(wú)效膜表面積與整個(gè)膜表面積之比為0.02至0.10。
文檔編號(hào)B01D63/08GK1676203SQ200410103298
公開(kāi)日2005年10月5日 申請(qǐng)日期2004年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月2日
發(fā)明者石井勝視 申請(qǐng)人:日東電工株式會(huì)社