用于连续离子交换隔膜浇铸和处理的集成装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种用于制造隔膜的装置，该装置包括浇铸段、处理段和传送器系统。浇铸段制备隔膜，隔膜被传送给处理段。传送器系统传送隔膜穿过处理段。在处理段中，隔膜在槽中进行调节，以提取残余物。隔膜还经历泄漏测试，以检测隔膜中的物理漏洞。泄漏测试包括将染料应用于隔膜的表面上。通过隔膜泄漏的任何染料将在附近的对比材料上提供强对比染料标志，这表示隔膜中的物理漏洞。本发明专利技术还提供了一种用于制造和测试隔膜的工艺。该工艺包括浇铸隔膜前体，使隔膜前体硬化以形成隔膜并处理隔膜的步骤。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于连续离子交换隔膜浇铸和处理的集成装置和方法
技术介绍
题名为“利用非聚合高沸点溶剂制造连续支撑的离子选择性隔膜的工艺”美国专利号5,264,125描述了一种用于制造支撑的离子交换隔膜的工艺。该工艺包括形成衬底和位于衬底各个面上的柔性膜的夹层。膜延伸出衬底的侧边缘之外。膜的边缘被密封在一起，从而形成容纳衬底的口袋(pocket)。接下来，在一对挤压辊之间牵引夹层。在挤压辊上方将液体添加至口袋中，从而在挤压辊上方和膜之间形成了液体池。在夹层穿过挤压辊之前，液体润湿了衬底，并填充了衬底中的孔。从挤压辊开始，夹层穿过一组装置，例如加热器，用于使液体硬化。液体中的可聚合成分进行聚合，从而形成加强的聚合物片材。夹层继续穿过除去夹层边缘的密封的一组刀具，并穿过从聚合物片材上除去膜的一对滚子。这样聚合物片材就是离子交换隔膜。
技术实现思路
本说明书中所述的装置用于制造隔膜。该装置包括隔膜浇铸段和定位在隔膜浇铸段之后处理段。还提供了传送器系统，其配置为用于运输隔膜，使之至少穿过处理段。在本说明书中还描述了一种用于制造隔膜的方法。该方法包括以下步骤：将可硬化的液体浇铸到衬底之上，使隔膜前体硬化以形成隔膜，处理隔膜并连续运输隔膜，使之至少穿过处理段。附图说明图1是用于制造隔膜的装置的示意图。图1A是根据图1的装置的一个示例的简图。图1B是根据图1的装置的另一示例的简图。图2是用于制造隔膜的工艺的示意性的流程图。图2A是根据图2的工艺的一个示例的流程图。具体实施方式图1是用于制造隔膜50的装置10的示意图。虽然装置10适合于制造各种类型的隔膜50，但其优选用于制造离子交换隔膜。该装置包括两个主要段：浇铸段12和处理段14。浇铸段12包括滚轧段15、膜密封段16、咬送段18和硬化段20。浇铸段12类似于麦克唐纳等人的美国专利No.5,264,125中所述的系统，其通过引用而结合在本文中。处理段14包括一个或多个调节段54、泄漏测试段64、切割段74和图1A中所示的传送器系统51。在图1A的示例中，滚轧段15包括衬底进料器22，其将一张衬底24进给到装置10的剩余部分中。衬底24或被称为基本材料或支撑层，并且各种合适的示例是商业上可售卖的。衬底24通常由一种或多种聚合物，例如丙烯、聚丙烯或聚脂制成，它们可被挤压成纱线，并编织成织物，或组合成非机织物。可选地，可在衬底进料器22中的滚子上提供衬底24。滚轧段15还包括两个膜进料器26，其各将一张膜28进给到装置10的剩余部分中。膜28可由任何类型的材料来制备，该材料对于挥发组分和可硬化的液体通常是不可渗透的，并且容许隔膜50与膜28分离。例如，膜28可由聚脂族的热塑性聚合物树脂，例如聚对苯二甲酸乙而醇酯制成。膜28可能在0.002英寸至0.010英寸厚之间，或是其它尺寸。可选地，可在膜进料器26中的滚子上提供膜28。衬底进料器22和膜进料器26可为被动式的，或者进料器22,26可应用阻力，以展开。或者，进料器22,26由一个或多个马达11驱动，以鼓励展开，并提供通过装置10所传送的隔膜50所需的线速度和张力。可选地，下面所述的其它特征有助于保持所需的线速度和张力。膜进料器26可提供一定量的相同膜28。可选地，各个膜进料器26可提供不同的膜28。衬底进料器22和膜进料器26设置为用于在两个膜28之间进给衬底24。如此布置的衬底24和膜28穿过装置10，使相应的衬底24和膜28的纵向中心线基本上在单个平面中移动。通过穿过一个或多个装置，例如滚子、带、导向器或其它合适的装置(未显示)，可使衬底24和膜28相对彼此处于所需的间距或对准位置。衬底24和膜28从滚轧段15传送至膜密封段16。膜密封段16包括边缘密封装置(未显示)，其将膜28的边缘密封在一起。膜28优选在衬底24的边缘之外进行密封，衬底定位在膜28之间。边缘密封装置提供能源，例如加热器或超声焊接机，以熔化膜28的边缘。边缘密封装置还可包括挤压机(未显示)，用于将熔化的边缘压制在一起。压制步骤可在熔化边缘的步骤之后或期间执行。膜28的边缘密封在一起，形成了口袋式膜28，其中衬底24定位在膜28之间。膜28的口袋还可被称为一种衬底和膜夹层。膜口袋促进了衬底的润湿工艺，这发生在下面所述的咬送段18中。然而，在一种改进的或其它润湿工艺中，可省略膜密封段16。咬送段18包括液体进料器34，其将可硬化的液体36提供到膜口袋中以及膜28之间，从而润湿衬底24。润湿的衬底24还被称为隔膜前体32。液体进料器34包括储槽(未显示)和一个或多个进料管道38，储槽容纳可硬化的液体36，进料管道从储槽输送可硬化的液体36以润湿衬底24。进料管道38从液体进料器34延伸，穿过边缘密封装置，并终止于一对咬送滚子40的上方。虽然图1A描绘了所示的液体进料器34位于滚轧段15的上方，但是各种其它定向都是可行的。可硬化的液体36可在这对咬送滚子40上方汇集成池。咬送滚子40之间的间距经过调整，以生产所需厚度的隔膜前体32。进料管道38可临时提供一定量的可硬化的液体36，其超过随衬底24穿过咬送滚子40的可硬化的液体36的。过量的可硬化的液体36在咬送滚子40的上方成池。可使用任何可硬化的液体，其用于在两个膜之间浇铸支撑隔膜。例如，可硬化的液体36可能如美国专利5,264,125中所述。可硬化的液体36、衬底24和膜28经过选择，从而彼此相适应。可选地，其它化学品，例如稀释剂和聚合引发剂可为可硬化的液体36的部分或添加到液体进料器34中的可硬化的液体36中，或者添加到咬送滚子40上面的可硬化的液体36的池中。例如，稀释剂和聚合引发剂可能如美国专利5,264,125中所述。在装置10的一个选择方案中，咬送滚子40上面的过量的可硬化的液体36的池的高度可经过控制，从而充分地润湿衬底24，以形成隔膜前体32。例如，咬送滚子40上面的可硬化的液体36的高度可通过传感器84来监测，传感器84将池的高度信息提供给控制器82。控制器82优选包括一个或多个可编程序装置，例如处理器或微处理器、计算机、现场可编程序门阵列或可编程序逻辑控制器(PLC)。或者或另外，控制器82可包括能够执行一系列操作的一个或多个非可编程控制器元件，例如定时器或气动回路或电路。控制器82将池的高度信息与预设的高度值或范围进行比较，并确定在高度信息和预设的高度值或范围之间的任何差异，从而产生池高度误差信号。基于池的高度误差信号，控制器82可命令液体进料器34提供更多或更少的可硬化的液体36。例如，预设的高度值或范围可在大约2至大约15cm之间。预设的高度值或范围可经过选择，以便在衬底24和可硬化的液体36之间提供充分的接触时间，从而产生隔膜前体32。可选地，液体进料器34还包括泵送系统，其基于从控制器82接收的命令而传送可硬化的液体36。隔膜前体32和膜28穿过咬送滚子40，然后移动至硬化段20。隔膜前体32和膜28可支撑在连续的或分段的平台42上，平台42传送隔膜前体32和膜28，使之穿过硬化段20。可选地，平台42由马达11a来移动。一个或多个硬化装置44在硬化段20产生支持聚合反应的条件，由此可硬化的液体36形成固体聚合物。聚合反应将隔膜前体32转换成隔膜50。例如，可硬化的液体36可通过热量本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制造和处理隔膜的装置，所述装置包括：a. 用于生产隔膜的隔膜浇铸段；b. 定位在所述隔膜浇铸段之后的处理段，其中所述处理段包括调节段和泄漏测试段，和c. 传送器系统，其配置为用于传送所述隔膜，使之至少穿过所述处理段。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于制造和处理隔膜的装置，所述装置包括：a.用于生产隔膜的隔膜浇铸段；b.定位在所述隔膜浇铸段之后的处理段，其中所述处理段包括调节段和泄漏测试段，和c.传送器系统，其配置为用于传送所述隔膜，使之至少穿过所述处理段；所述泄漏测试段包括染料施用器或用于容纳操作员的站和对比进料器，其中所述染料施用器或操作员将染料应用于所述隔膜的一个表面，并且其中所述对比进料器将对比片材进给到所述隔膜的另一表面附近。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述传送器系统进一步配置为用于传送隔膜前体，使之穿过所述隔膜浇铸段。3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述调节段包括提取槽和洗涤槽，其均定位在所述泄漏测试段之前。4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述提取槽保持提取溶液，所述提取溶液选自有机离子溶液、无机离子溶液、有机非离子溶液、无机非离子溶液和其组合，并且其中所述洗涤槽保持水。5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述传送器系统传送所述隔膜，使之在所述提取槽之后穿过所述洗涤槽。6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括定位在所述泄漏测试段之后的隔膜切割段和检查站。7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述调节段包括至少一个另外的提取槽，其定位在所述隔膜切割段之前。8.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述调节段还包括定位在所述洗涤槽和所述泄漏测试段之间的鼓风机。9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述处理段还包括定位在所述检查站之前的染料去除装置。10.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述提取槽被覆盖。11.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述传送器系统配置为用于传送所述隔膜，使之至少两次...

【专利技术属性】
技术研发人员：H拉马南，JH巴伯，P普拉图里，LM戈，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国;US