螺旋型分离膜元件及其制造方法技术

本发明专利技术提供了一种螺旋型分离膜元件，该螺旋型分离膜元件为将多片分离膜对卷绕在集水管的外周面上而形成的螺旋型分离膜元件，其具有至少两组分离膜对，该分离膜对是这样形成的：以使相邻的2张分离膜的与所述原流体接触的面相互面对的方式将多张分离膜层叠，并且通过密封材料使与集水管的长度方向平行、且靠近集水管的分离膜端部的面彼此封闭。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术提供了一种螺旋型分离膜元件，该螺旋型分离膜元件为将多片分离膜对卷绕在集水管的外周面上而形成的螺旋型分离膜元件，其具有至少两组分离膜对，该分离膜对是这样形成的：以使相邻的2张分离膜的与所述原流体接触的面相互面对的方式将多张分离膜层叠，并且通过密封材料使与集水管的长度方向平行、且靠近集水管的分离膜端部的面彼此封闭。【专利说明】
本专利技术涉及用于分离液体、气体等流体中所含成分的螺旋型分离膜元件。另外，本 专利技术涉及用于制造本专利技术的螺旋型分离膜元件的螺旋型分离膜元件制造方法。
技术介绍
作为对液体、气体等流体中所含的成分进行分离的方法，存在各种方法。例如，为 了去除海水、卤水等中所含的离子性物质，近年来，已经扩大了螺旋型分离膜元件的利用。 在螺旋型分离膜元件中使用的分离膜，有微滤膜、超滤膜、纳滤膜、反渗透膜、正渗透膜等。 这些分离膜用于例如从海水、卤水、含有有害物质的水等中获取饮用水的情况，或者用于工 业用超纯水的制造、排水处理、有用物的回收等，根据目标分离成分和分离性能而分别使 用。螺旋型分离膜元件是向分离膜的一面供给原流体，从另一面得到透过流体的分离 膜元件，与其它分离膜元件相比，可以采用较大的分离膜面积这一点成为其优势。螺旋型分离膜元件包括分离膜以螺旋状卷起的卷绕体、嵌合在卷绕体的一个侧端 的上游侧端板、嵌合在卷绕体的另一个侧端的下游侧端板、沿着分离膜的一侧的面设置的 原流体流路和沿着分离膜的另一侧的面设置的透过流体流路、以及透过流体收集管，在原 流体流路相对于透过流体收集管为封闭的、并且透过流体流路相对于透过流体收集管为开 放的状态下，分离膜在透过流体收集管的周围以螺旋状卷起，形成所述卷绕体，透过流体收 集管在长度方向上的一个端部是封闭的，开放的另一个端部位于下游侧端板的外侧，通过 上游侧端板向原流体流路供给原流体，通过下游侧端板排出未透过所述分离膜的浓缩流 体，通过透过流体收集管导出已透过了所述分离膜的透过流体。使用将反渗透膜用作分离膜的螺旋型分离膜元件来处理作为原流体的水时，作为 用于形成使水沿着分离膜流动的流路的供给水侧流路材料，大多使用高分子制的网状。作 为分离膜，大多使用通过由聚酰胺等交联高分子形成的分离功能层、由聚砜等高分子形成 的多孔性支撑膜、由聚对苯二甲酸乙二醇酯等高分子形成的无纺布依次从供给水侧历经透 过水侧层叠而成的复合半透膜。此外，作为用以使透过水沿着分离膜流动的透过水侧流路 材料，为了防止分离膜陷入流路、并且形成透过水的流路，大多使用间隙比上述供给侧水流 路材料更细小的特里科经编织物(Tricot)制的织物。在使用了螺旋型分离膜元件的造水装置中，为了谋求造水成本的降低，要求分离 膜元件的高性能化。为了增加每单位时间的透过流体量，作为提高螺旋型分离膜元件的分 离性能的一个方法，提出了改善以螺旋状卷起的分离膜层的性能的方案，该分离膜层包括 形成元件内的供给水和透过水的流路的各流路部件。例如，在专利文献I中，提出了将被赋予凹凸形状的片状物用作透过水侧流路材 料的方法。在专利文献2中，提出了不使用流路形成用基材(路材)，而使用在分离膜的供给 水侧表面形成凹凸、并在其内部形成中空通路的分离膜。在专利文献3中，提出了使用由具 有凹凸的多孔性支持体和分离活性层所形成的片状复合半透膜，而不使用网状物等供给水侧流路材料或特里科经编织物等透过水侧流路材料的方法。另一方面，在螺旋型分离膜元件中，已知使用了将一连串分离膜以供给水侧的面 相对的状态折叠而成的分离膜对。因此，通过折叠分离膜，能够将诸如网状物的流路材料以 比较良好的精度夹在分离膜的供给水侧的面中。所得分离膜对中的多个分离膜对以分离膜 的透过水侧的面相对的状态层叠，形成卷绕体。各分离膜对在一边具有折痕，分离膜对内侧的原流体流路通过此折痕而相对于收 集管被封闭。与折痕方向成直角的方向的一个边(长度方向的一个边)与上游侧端板相对， 与折痕方向成直角的方向的另一个边(长度方向的另一个边)与下游侧端板相对，由此形成 卷绕体。各分离膜对剩下的一个边通过粘合而封闭。现有技术文献专利文献专利文献I JP2006-247453A专利文献2 JP11-114381A专利文献3 JP2010-099590A
技术实现思路
然而，上述传统的螺旋状分离膜元件在性能提升、特别是在进行长时间的运转时 的分离性能的稳定性上称不上充分。在由专利文献I提出的、将被赋予凹凸形状的片状物 用作透过水侧流路材料的方法中，仅降低了透过水的流阻，并且由于该片状物本身具有厚 度，与分离膜被直接赋予凹凸形状的情况相比空隙变少，透过水的流阻的降低效果称不上 充分。在由专利文献2提出的不使用流路形成用基材，而使用在分离膜的供给水侧表面 形成凹凸、并在其内部形成中空通路的分离膜的方法中，由于分离膜内具有在与分离膜的 表面平行的方向上延伸的中空通路，难以使分离膜表面的凹凸的高度变大，并且该凹凸的 形状被限定。在专利文献2的实施例中，成为落差为0.15mm的槽。另外，由于透过水侧流 路的形状也被限定，因此供给水侧、透过水侧的流路的流阻的降低效果称不上充分。在专利文献3中提出的使用由具有凹凸的多孔性支持体和分离活性层所形成的 片状复合半透膜，而不使用网状物等供给水侧流路材料或特里科经编织物等透过水侧流路 材料的方法中，虽然在专利文献3的实施例中描述了使用平膜评价用小室时的膜性能，但 实际上并没有公开使用此片状复合半透膜来制作分离膜元件时的性能。实际上在施加压力 并使螺旋型分离膜元件运转时，供给水侧流路、透过水侧流路的截面积易于发生变化，且不 仅是初期，在实施长时间运转时的性能也有易于发生变化的倾向。另外，如传统般折叠分离膜而制得分离膜对时，由于分离膜的折叠不充分，有时会 在折痕出产生空隙。在将这种分离膜对卷围在透过流体收集管上而制成螺旋型分离膜元件 时，运转时会有发生流体泄漏的情况，此时无法实现螺旋型分离膜元件的功能。本专利技术的目的是提供一种螺旋型分离膜元件，在制作分离膜对时几乎不存在膜错 位，并且能够长时间稳定的维持良好的分离功能。用以实现上述目的的本专利技术的螺旋型分离膜元件为这样的螺旋型分离膜元件，包 括:(a_l)具有以螺旋状卷起的分离膜的卷绕体；(a-2)沿着所述分离膜的一侧的面设置的原流体流路；(a-3)沿着所述分离膜的另一侧的面设置的透过流体流路；以及(a_4)透过流体收集管，(a_5)在所述原流体流路相对于所述透过流体收集管为封闭的、并且所述透过流体流路相对于所述透过流体收集管为开放的状态下，(a_6)所述分离膜在所述透过流体收集管的周围以螺旋状卷起，从而形成所述卷绕体，(a_7)从所述卷绕体的一侧的端部向所述原流体流路供给原流体，(a_8)从所述卷绕体的另一侧的端部排出未透过所述分离膜的浓缩流体，(a-9)通过所述透过流体收集管，导出已透过了所述分离膜的透过流体，(b-Ι)该螺旋型分离膜元件具有至少两组分离膜对，该分离膜对是这样形成的:相邻的所述分离膜的与所述原流体接触的面相互面对，并且通过设置于所述分离膜的端部的密封材料，使在所述透过流体收集管侧的两个端部之间的所述原流体流路相对于所述透过流体收集管而被封闭，(b_2)所述各分离膜对通过在所述透过流体收本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：广泽洋帆，梅谷博司，小岩雅和，高木健太朗，木村将弘，
申请(专利权)人：东丽株式会社，
类型：
国别省市：