專利名稱：生產(chǎn)螺旋形膜片件的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)用于將一種特定的組分與各種流體(液體或氣體)隔開的螺旋形膜片件的方法。更具體地說，本發(fā)明涉及螺旋形膜片件生產(chǎn)中的卷繞方法的改進(jìn)。
背景技術(shù)：
迄今所用的螺旋線膜片件的結(jié)構(gòu)公知的是這樣得到的，即通過將滲透側(cè)通道材料放在兩個膜片的滲透側(cè)；將膜片的三個側(cè)邊密封，形成袋形的分層產(chǎn)品；將一組這種分層產(chǎn)品(膜片葉片)與穿孔的芯管連接；并將該連接的分層產(chǎn)品與放在分層產(chǎn)品之間的送料側(cè)通道材料一起螺旋形地卷繞。另外，已有一種膜片件，它使用兩組或多組這種分層的產(chǎn)品(膜片葉片)，以減少滲透側(cè)的通道長度。
后一種膜片件的基本結(jié)構(gòu)一般包括一個穿孔的芯管和呈螺旋形卷繞在上面的一個多層結(jié)構(gòu)。該多層結(jié)構(gòu)包括設(shè)置在相對膜片之間送料側(cè)上的送料側(cè)通道材料，和設(shè)置在相對膜片之間滲透側(cè)上的滲透側(cè)通道材料。所述基本結(jié)構(gòu)還具有一個密封結(jié)構(gòu)，用于防止送料側(cè)通道直接與滲透側(cè)通道連接。更具體地說，已知一種膜片件，它包括穿孔的芯管和卷繞在芯管周圍的膜片組件或多層結(jié)構(gòu)。該膜片組件由雙折的(twice-folded)膜片葉片組成，該雙折的膜片葉片包括膜片、夾在膜片之間分隔層側(cè)上的送料側(cè)通道材料，和靠近該膜片葉片設(shè)置的滲透側(cè)通道材料。該多層結(jié)構(gòu)則包括兩個或多個這種膜片組件(例如，參見美國專利3,417,870(第1頁))。
普遍公知的生產(chǎn)這種螺旋形膜片件的方法為拉伸方法。該方法包括生產(chǎn)包括膜片組件的多層結(jié)構(gòu)；然后將該多層結(jié)構(gòu)卷繞在芯管上，同時將張力施加在與芯管粘接的滲透側(cè)通道材料上。在該方法中，利用如圖5A～5C所示的下列步驟。首先，將包括膜片1和送料側(cè)通道材料2的膜片葉片3疊加在滲透側(cè)通道材料4上。將用該方法獲得的每組膜片組件堆疊起來，使組件的相應(yīng)位置偏移一個給定間隔(將芯管5的周邊長度除以膜片葉片3的數(shù)目所得到的長度)，以形成一個多層結(jié)構(gòu)。接著，當(dāng)將張力施加在滲透側(cè)通道材料4a上時，使用事前與芯管5粘接的滲透側(cè)通道材料4a將多層結(jié)構(gòu)卷繞在芯管5上。雖然，圖5示出了膜片葉片3為獨立的和不連續(xù)(獨立葉片)的結(jié)構(gòu)的例子，但相應(yīng)的膜片葉片3組成的膜片1為連續(xù)的這種結(jié)構(gòu)也是已知的。
然而，迄今為止用于生產(chǎn)螺旋形膜片件的這些方法具有下述各種問題。(1)由于使用粘接劑來粘接膜片葉片和滲透側(cè)通道材料，各元件之間的滑動性差，易于造成材料的“破損”或“起皺”，需要低速卷繞，造成生產(chǎn)率低。(2)當(dāng)在初始階段所加的張力太大時，芯管可能彎曲使材料扭曲，造成“起皺”或“破損”。(3)根據(jù)粘接劑厚度不同，可能產(chǎn)生高度差，造成材料扭曲。(4)當(dāng)卷繞呈連續(xù)褶形式的折疊的多層結(jié)構(gòu)時，根據(jù)材料位置偏移的程度和由于材料厚度的差異，兩個側(cè)面之間的張力差異等，該材料不可避免也會扭曲。(5)由于卷繞在低速下進(jìn)行同時使扭矩最小，以防止材料扭曲，因此，多層結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)部分或整體可能不緊密。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種螺旋形膜片件的生產(chǎn)方法，該方法可提高生產(chǎn)率，消除由材料扭曲或芯管扭曲造成的材料“起皺”或“破損”，并可增加整個膜片件的緊密程度。
作為本發(fā)明的研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，該目的可這樣實現(xiàn)，即通過將包括膜片組件的多層結(jié)構(gòu)卷繞在芯管上，同時將一個或多個輥子壓靠在卷繞結(jié)構(gòu)的圓周上。本發(fā)明是基于該發(fā)現(xiàn)而實現(xiàn)的。
本發(fā)明提供了一種生產(chǎn)螺旋形膜片件的方法，它包括形成包括設(shè)置在相對膜片之間送料側(cè)上的送料側(cè)通道材料和設(shè)置在相對膜片之間滲透側(cè)上的滲透側(cè)通道材料的多層結(jié)構(gòu)的步驟；至少將該多層結(jié)構(gòu)螺旋形地卷繞在穿孔的芯管上的步驟；和形成用于防止送料側(cè)通道與滲透側(cè)通道直接連接的密封結(jié)構(gòu)的步驟；將多層結(jié)構(gòu)卷繞在芯管上是通過轉(zhuǎn)動芯管同時將一個或多個輥子壓靠在卷繞結(jié)構(gòu)的周邊上來進(jìn)行的。
優(yōu)選該方法包括在進(jìn)行卷繞過程中或完成卷繞之后，通過轉(zhuǎn)動芯管同時以較大壓力將一個或多個輥子壓靠在卷繞結(jié)構(gòu)上，使該卷繞結(jié)構(gòu)緊密的步驟。
優(yōu)選該方法還包括在緊密步驟過程中或在完成緊密步驟之后，將覆蓋片材卷繞在該卷線結(jié)構(gòu)上，同時將一個或多個輥子壓靠在卷繞結(jié)構(gòu)上的步驟。
另外，形成多層結(jié)構(gòu)的步驟優(yōu)選包括每個滲透側(cè)通道材料的端部以給定間隔固定在多孔片材上的步驟；和將膜片和送料側(cè)通道材料插入固定的滲透側(cè)通道材料之間，以形成多層結(jié)構(gòu)的步驟。
在迄今為止所用的拉伸方法中，如果元件彼此間的滑動理想，則可在均勻壓力下進(jìn)行均勻卷繞。然而實際上，滑動不平穩(wěn)，壓力不均勻，從而引起扭曲。這種扭曲在周邊側(cè)面上更強。另外，芯管尤其因為在初始階段施加的拉伸而彎曲，這易于造成材料扭曲。相反，根據(jù)本發(fā)明，多層結(jié)構(gòu)在芯管上的卷繞是通過轉(zhuǎn)動芯管，同時將一個或多個輥子壓靠在卷繞結(jié)構(gòu)上的周邊進(jìn)行的。由于這種結(jié)構(gòu)，卷繞可在由輥子加壓的壓力產(chǎn)生的均勻壓力下進(jìn)行。因此，多層結(jié)構(gòu)可以足夠大的速度和卷繞初始階段均勻的壓力而均勻地卷繞，不易于產(chǎn)生由芯管彎曲造成的材料扭曲。結(jié)果，生產(chǎn)率提高，并消除了由材料扭曲或芯管扭曲造成的材料“起皺”或“破損”的問題。另外，整個膜片件的緊密程度可提高。
當(dāng)該方法包括在卷繞過程中或卷繞完成之后，通過轉(zhuǎn)動芯管同時以較大壓力將一個或多個輥子壓靠在卷繞結(jié)構(gòu)上，使卷繞結(jié)構(gòu)緊密時，則由于輥子加壓的壓力，壓力被均勻地傳遞至內(nèi)部部件。因此，可使整個卷繞結(jié)構(gòu)以較均勻的壓力變緊密。在迄今為止所用的拉伸方法中，即使當(dāng)在卷繞過程中或完成卷繞之后增加張力時，也不能在均勻的壓力下使內(nèi)部部件緊密。
當(dāng)該方法包括在緊密步驟過程中或緊密步驟完成之后，將覆蓋片材卷繞在卷繞結(jié)構(gòu)上同時將一個或多個輥子壓靠在卷繞結(jié)構(gòu)上的步驟，則可以均勻的加壓的壓力卷繞覆蓋片材。結(jié)果，可以保持均勻緊密狀態(tài)。
當(dāng)形成多層結(jié)構(gòu)的步驟包括如下步驟時，即，每個滲透側(cè)通道材料的端部以給定間隔固定在多孔片材上的步驟，和將膜片和送料側(cè)通道材料插入固定的滲透側(cè)通道材料之間以形成多層結(jié)構(gòu)的步驟，則因為滲透側(cè)通道材料的各個端部不是固定在芯管上、而是以給定間隔固定在多孔片材上，所以固定操作可令人滿意地進(jìn)行，賦予復(fù)合材料令人滿意的處理能力(handle ability)。另外，由于復(fù)合材料形狀簡單，因此插入膜片等操作容易。通過在插入在芯管上之后卷繞該多孔片材，可以容易地將該多層結(jié)構(gòu)螺旋卷繞在芯管上，而不會造成位置偏移。


圖1為示意性地表示本發(fā)明的螺旋形膜片件生產(chǎn)方法的一個實施例的步驟的視圖；圖2為更詳細(xì)地表示圖1所示的一部分步驟的視圖；圖3為更詳細(xì)地表示圖1所示的一部分步驟的視圖；圖4為示意性地表示本發(fā)明的螺旋形膜片件的生產(chǎn)方法的一個實施例的視圖；圖5為示意性地表示螺旋形膜片件的傳統(tǒng)生產(chǎn)方法的一個例子的視圖。
圖中1-膜片2-送料側(cè)通道材料4-滲透側(cè)通道材料5-芯管10-多孔片材15-輥子16-覆蓋片材S1-多層體S2-多層結(jié)構(gòu)R1-卷繞結(jié)構(gòu)具體實施方式
下面將參照附圖來說明本發(fā)明的實施例。圖1A至圖4B為表示本發(fā)明的螺旋形膜片件生產(chǎn)方法的一個實施例的步驟的示意圖。
如圖1B所示，本發(fā)明的方法包括形成多層結(jié)構(gòu)S2的步驟，該結(jié)構(gòu)包括設(shè)置在相對膜片1之間送料側(cè)上的送料側(cè)通道材料2，和設(shè)置在相對膜片1之間滲透側(cè)上的滲透側(cè)通道材料4。在該實施例中，如圖1A和1B所示，形成多層結(jié)構(gòu)S2的步驟包括將每個滲透側(cè)通道材料4的端部以給定間隔固定在多孔片材10上的步驟；和將膜片1和送料側(cè)通道材料2插入固定的滲透側(cè)通道材料4之間以形成多層結(jié)構(gòu)S2的步驟。在該實施例中，芯管5用作滲透側(cè)通道(如，收集水的芯管)。
送料側(cè)通道材料2可以使用用于螺旋形膜片件的任何傳統(tǒng)的送料側(cè)通道材料。該材料的例子包括網(wǎng)狀物、篩網(wǎng)、機織長絲織物、機織纖維織物、無紡織物、有凹凸紋的片材、起皺片材等。這種送料側(cè)通道材料可以由樹脂制成-例如，聚丙烯、聚乙烯、聚(對苯二甲酸乙二醇酯)(PET)，聚酰胺等或任何天然的聚合物，橡膠、金屬等。然而，在分離工序等中，通道材料的溶解會成為問題的情況下，優(yōu)選在選擇材料時考慮到這種溶解。
送料側(cè)通道材料2的厚度優(yōu)選為0.3mm至2mm。送料側(cè)通道材料2的厚度方向孔隙率優(yōu)選為10％至95％。在送料側(cè)通道材料2為網(wǎng)狀物的情況下，優(yōu)選網(wǎng)狀物的間距為0.5mm至10mm。
滲透側(cè)通道材料4可以使用用于螺旋形膜片件的任何傳統(tǒng)的滲透側(cè)通道材料。該材料的例子包括網(wǎng)狀物、篩網(wǎng)、機織長絲織物、機織纖維織物、無紡織物、有凹凸紋的片材、起皺片材等。這種滲透側(cè)通道材料可以由樹脂制成-例如，聚丙烯、聚乙烯、聚(對苯二甲酸乙二醇酯)(PET)、聚酰胺、環(huán)氧、氨基甲酸乙酯等，或天然聚合物、橡膠、金屬等中的任何一種。然而，在分離工序等中，通道材料的溶解可能成為問題的情況下，優(yōu)選在選擇材料時考慮到這種溶解。
每個滲透側(cè)通道材料4的厚度優(yōu)選為0.1mm至2mm。滲透側(cè)通道材料4的厚度方向孔隙率優(yōu)選為10％至80％。在每一種滲透側(cè)通道材料4為網(wǎng)狀物的情況下，優(yōu)選網(wǎng)狀物的間距為0.3mm至5mm。
多孔片材10可以為至少在一定程度上流體可透過的任何片材?？梢允褂脻M足該要求的任何滲透側(cè)通道材料4。多孔片材10的形式的優(yōu)選例子包括網(wǎng)狀物、篩網(wǎng)、機織長絲織物等。多孔片材10的孔的百分率或孔隙率為10％至80％較好，更好是40％至80％。在利用熱熔粘接或超聲波熔融粘接將通道材料固定在多孔片材10上的情況下，優(yōu)選所選擇的通道材料和多孔片材10由相同材料制成，或由可熔融粘接的材料制成。
除了熱熔融粘接和超聲波熔融粘接以外，固定方法的例子還包括利用粘接劑粘接，用壓敏粘接劑帶或用于熱熔融粘接的材料進(jìn)行粘接，和用縫線或卡釘?shù)鹊臋C械連接?？梢允褂眠@些方法中的任一種。固定時可以有一個重疊寬度。固定時，滲透側(cè)通道材料4之間的平行度優(yōu)選為0.01至1度，而與芯管5的平行度優(yōu)選為0.01至1度。
即使當(dāng)通道材料以不同間隔固定在多孔片材10上時，通過調(diào)節(jié)膜片的位置等，也可以校正該間隔。然而，優(yōu)選以幾乎相同間隔固定通道材料。在通道材料以幾乎相同間隔固定的情況下，該間隔優(yōu)選為通過將芯管5的圓周長度除以要固定的通道材料數(shù)目所得到的長度。
在該實施例中，如圖1A所示，多孔片材10事前部分地與芯管5固定。該步驟可在多孔片材10和其他元件卷繞在芯管5上之前的任何階段進(jìn)行。例如，該步驟可在將通道材料固定在多孔片材10上之前或立即在固定后進(jìn)行；或正好在多孔片材10和其他元件卷繞在芯管5上之前進(jìn)行。
芯管5可以使用任何傳統(tǒng)的芯管。例如，可以使用由金屬、纖維增強的塑料、塑料、陶瓷等制成的穿孔的芯管。根據(jù)膜片種類等的不同，孔的形狀、尺寸、位置和數(shù)目均可以為已知的。
根據(jù)螺旋形膜片件的尺寸，可以適當(dāng)確定芯管5的外徑和長度。例如，芯管5的外徑為10至100mm，其長度為500至2000mm；優(yōu)選其外徑為12至38mm，長度為900至1200mm。
除了熱熔融粘接和超聲波熔融粘接以外，將多孔片材10與芯管5固定的方法的例子包括用粘接劑粘接，用壓敏粘接劑帶粘接，用雙面壓敏粘接劑帶粘接，或用于熱熔融粘接的材料的粘接，以及機械固定。可以使用這些方法中的任一種。只要多孔片材10至少是部分地固定，對要固定的部分就沒有特殊限制。然而，從令人滿意地進(jìn)行卷繞步驟的觀點來看，優(yōu)選多孔片材10的端部在端部側(cè)面的全長上固定。可以事先將多孔片材10卷繞在芯管5上，形成1至10個搭接部分，優(yōu)選為1至3個搭接部分。
接著，如圖1B所示，將膜片1和送料側(cè)通道材料2插入固定在多孔片材10上的滲透側(cè)通道材料4之間。這樣，形成一個多層結(jié)構(gòu)S2，該結(jié)構(gòu)包括置于膜片1的相對部分之間送料側(cè)上的送料側(cè)通道材料2，和置于膜片1的相對部分之間滲透側(cè)上的滲透側(cè)通道材料4。在該實施例中，為了插入膜片1和送料側(cè)通道材料2，事先準(zhǔn)備一個多層體S1，該多層體S1包括有褶的連續(xù)膜片和事先設(shè)置在膜片送料側(cè)上的送料側(cè)通道材料2。
本發(fā)明中使用的膜片沒有特殊限制，只要它是滲透壓力損失不低于給定水平的多孔膜片或非多孔膜片即可。這些膜片的例子包括微過濾作用膜片、超過濾作用膜片、納米級過濾膜片、反滲透膜片、離子交換膜片、氣體滲透膜片和透析膜片。該膜片的材料可以使用諸如聚烯烴一類的聚合物，例如，聚丙烯或聚乙烯、聚砜、聚醚砜、聚苯乙烯、聚丙烯腈、醋酸纖維素、聚酰胺、聚酰亞胺，或氟樹脂。
上述的多層體S1可以利用圖2A至圖3B所示的方法生產(chǎn)。首先，如圖2A所示，作為連續(xù)膜片的膜片1的兩個側(cè)邊緣部分地用熱熔融粘接(致密)，形成熔融粘接的部件1a，以提高膜片1的兩個邊緣部分的密封性。使用的連續(xù)膜片的寬度例如為500至2000mm，優(yōu)選為900至1200mm。在該情況下，熱熔融粘接(熱密封、超聲波焊接等)在距離各邊緣100mm的區(qū)域內(nèi)，在等于50mm的寬度上連續(xù)進(jìn)行，同時將連續(xù)的膜片從輥子上退繞。優(yōu)選的是，熱熔融粘接在距離各邊緣30mm的區(qū)域內(nèi)，在等于30mm的寬度上進(jìn)行。
如圖2B所示，將寬度為5至100mm的熔融粘接帶11在0.01至1MPa的壓力下貼加在每個熔融粘接部分1a的滲透側(cè)的邊緣上，同時避免起皺。優(yōu)選的是，在0.01至0.5MPa的壓力下，在距離各邊緣5至30mm的寬度上貼加該帶。熔融粘接帶11可以為包括可熔融粘接的基礎(chǔ)帶和在其上形成的壓敏粘接劑層的帶子。它也可以是不具有壓敏粘接劑層的帶子。
如圖2C所示，將寬度為10至100mm的用于加強的壓敏粘接劑帶12，在長度方向以500至2000mm的相同間隔貼加在膜片的送料側(cè)，同時避免在寬度方向起皺。優(yōu)選將寬度為10至50mm的壓敏粘接劑帶12，在長度方向以500至1500mm的相同間隔貼加。壓敏粘接劑帶12可以為PET帶等中的任一種。貼加有粘接劑帶12的區(qū)域是在連續(xù)折疊膜片時要向下折轉(zhuǎn)或向上折起的部分。
在貼加壓敏粘接劑帶12之后，在要形成褶痕的部位形成線條。這樣，可以改善裝配的精度。形成線條的方法的例子包括如下方法，其中將膜片放置在作為接收工具的模子、輥子等上，并且將形成直線或折線的利器或旋切刀片從上面壓靠在膜片上，以將膜片夾住。各個線條的寬度例如為0.1至10mm，優(yōu)選為0.1至3mm。施壓所要加的負(fù)荷例如為1至500N，優(yōu)選為1至200N。
另外，如圖3A所示，已經(jīng)被切成長度為500至2000mm、寬度為500至2000mm(優(yōu)選為900至1200mm)的送料側(cè)通道材料2交替地固定在已經(jīng)貼加有壓敏粘接劑帶12的部位上。這種固定方法的例子包括熱熔融粘接、卡釘固定、以及用帶或樹脂固定。然而，優(yōu)選超聲波焊接。
如圖3B所示，已經(jīng)貼加有固定著送料側(cè)通道材料2的壓敏粘接劑帶12的每一部分在其大致中心處形成褶痕，使得可將送料側(cè)通道材料2放在里面。這樣，可在與預(yù)定的膜片葉片數(shù)目相應(yīng)的長度上折疊膜片，形成多層體S1。預(yù)定的葉片數(shù)目為3至40。在這樣得到的多層體S1中，沒有固定送料側(cè)通道材料2的部位保持沒有褶痕。
優(yōu)選熱壓在30至80℃的溫度和空氣壓力0.01至0.6MPa下進(jìn)行1至300秒，以便增加褶痕部分的強度。更優(yōu)選的是，熱壓在40至70℃的溫度，和0.01至0.5MPa的空氣壓力下進(jìn)行1至120秒。
如圖1B所示，該多層體S1插入固定在多孔片材10上的滲透側(cè)通道材料4之間。這種插入可以通過(例如)分別將滲透側(cè)通道材料4和膜片葉片設(shè)置在一個平面的兩個側(cè)面上并使它們一個和另一個交替地疊加來實現(xiàn)。該步驟可以自動化。還可以采用另一種方法，這時當(dāng)進(jìn)行如圖3B所示的折疊步驟時，接連地穿插滲透側(cè)通道材料4。在本發(fā)明中，當(dāng)事先準(zhǔn)備好多層體S1和通道材料已經(jīng)固定上去的多孔片材10時，可以高效地生產(chǎn)。
在該實施例中，如圖1C所示，在插入多層體S1形成多層結(jié)構(gòu)32之后，使用熔融粘接帶11，將膜片1固定在靠近膜片1的多孔片材10的那些部分上。這種固定可在與預(yù)定的葉片數(shù)目相應(yīng)的長度上進(jìn)行。除了利用熔融粘接帶11的熱熔融粘接或超聲波熔融粘接以外，固定方法的例子包括利用熔接劑的粘接，和利用壓敏粘接劑帶、雙面壓敏粘接劑帶或熱熔融粘接材料進(jìn)行的粘接?？梢允褂眠@些方法中的任何一種。該工序的精度優(yōu)選使與滲透側(cè)通道材料4的平行度為0.01至1度，與芯管5的平行度為0.01至1度。
本發(fā)明的方法包括如圖1D所示的至少將該多層結(jié)構(gòu)92螺旋卷繞在穿孔的芯管5上的步驟。在該步驟中，在將一個或多個輥子15壓靠在卷繞結(jié)構(gòu)R1的圓周上的同時，通過轉(zhuǎn)動芯管5進(jìn)行卷繞，如圖4A所示。
為了轉(zhuǎn)動芯管5，可以使用傳統(tǒng)的卷繞裝置。芯管5固定在卷繞夾頭上并轉(zhuǎn)動?；剞D(zhuǎn)速度應(yīng)使卷繞結(jié)構(gòu)R1的圓周速度，達(dá)到10mm/min至50m/min，優(yōu)選為0.5～50m/min。只要芯管5可以轉(zhuǎn)動，對轉(zhuǎn)動扭矩沒有特別限制。即，由于與拉伸方法比較，較小的扭矩足夠進(jìn)行卷繞，因此，高速卷繞是可行的，從而改善生產(chǎn)率。
在上述工序中，輥子15的數(shù)目為1至8，優(yōu)選為2或3。輥子15可以為自由轉(zhuǎn)動的輥子或具有回轉(zhuǎn)斷開力或驅(qū)動力的輥子。然而，較好是使用可自由轉(zhuǎn)動或斷開力小的輥子。
輥子15優(yōu)選具有由難以滑動的材料制成的表面。優(yōu)選輥子15的外徑為25至150mm，更優(yōu)選為50至100mm。
根據(jù)在用氣缸進(jìn)行壓縮的一般條件下供給空氣的壓力，輥子15壓靠在卷繞結(jié)構(gòu)R1上的壓力可以為約0.01至0.7MPa，優(yōu)選為0.01至0.5MPa?？諝鈮毫Ψ秶鄳?yīng)于0.75至3.70N/cm的線性壓力。
在本發(fā)明中，可以進(jìn)行上述的卷繞步驟，以卷繞多層結(jié)構(gòu)S2至最后階段。然而，可進(jìn)行這樣一個步驟，其中在卷繞過程之中或完成之后，通過轉(zhuǎn)動芯管5使卷繞結(jié)構(gòu)R1緊密，同時以更大的壓力將一個或多個輥子15壓靠在卷繞結(jié)構(gòu)上R1。在如同該實施例的連續(xù)葉片情況下，通過進(jìn)行卷繞至最后階段，可以暫時地在每個葉片的周邊側(cè)上形成褶痕。在緊密步驟中所用的輥子15的種類和數(shù)目等可以與卷繞步驟中的相同或不同。
在緊密步驟中，通過控制壓力和速度，可以調(diào)節(jié)被緊密的狀態(tài)。例如，加在輥子15上的壓力優(yōu)選比上述壓力高出10至30％。輥子15的速度優(yōu)選為上述速度的70至100％。
在本發(fā)明中，優(yōu)選在卷繞之后，使覆蓋片材16卷繞在卷繞結(jié)構(gòu)R1上。該工序可以用下述方法進(jìn)行如圖4B所示，當(dāng)加張力時，輥子15放松，然后再卷繞覆蓋片材16。另一種方案是，可以使用在進(jìn)行緊密步驟過程中或完成之后，卷繞覆蓋片材16同時將一個或多個輥子15壓靠在卷繞結(jié)構(gòu)上的方法。
該覆蓋片材16優(yōu)選為具有壓敏粘接劑層的帶子或具有粘接性的片材。覆蓋片材16卷繞1至200個圈，以改善緊密程度。優(yōu)選卷繞覆蓋片材16形成1至50個圈。
在本發(fā)明中，形成密封結(jié)構(gòu)以防止送料側(cè)通道直接與滲透側(cè)通道連接的步驟，可按與迄今為止所用技術(shù)中同樣的方式進(jìn)行。該步驟可在任何階段進(jìn)行，并可以在兩個或多個步驟中進(jìn)行。其示例包括利用熔融粘接帶11來密封膜片1的兩個邊緣，同時滲透側(cè)通道材料4放在滲透側(cè)上的膜片1的相對部分之間的步驟；膜片1的兩個邊緣的靠近多孔片材10的部分密封的步驟；和當(dāng)不使用連續(xù)膜片而使用葉片時，膜片1的外邊緣密封的步驟。
除了利用熔融粘接帶11進(jìn)行的熱熔融粘接或超聲波熔融粘接以外，密封方法的例子包括利用粘接劑的粘接，和利用壓敏粘接劑帶、雙面壓敏粘接劑帶或進(jìn)行熱熔融粘接的材料進(jìn)行的粘接。這些方法中的任一個都可以使用。
在卷繞后，卷繞結(jié)構(gòu)可以在適當(dāng)溫度下進(jìn)行熱處理，以便除去由(例如)熱熔融粘接密封的部件上的殘余應(yīng)力。另一種方案是，可以進(jìn)行卷繞步驟，使加熱的溫度不會將由熱熔融粘接的部件分開。還可以在卷繞步驟之后，圍繞膜片1的圓周，卷繞圓周部分的通道材料(如，網(wǎng)狀物)。
下面說明其他實施例。
(1)在上述實施例中，將滲透側(cè)通道材料固定在多孔片材上，以使用芯管作為滲透側(cè)通道。然而，在由于凝聚極化作用形成塊狀物不成為問題的情況下，可以將送料側(cè)通道材料固定在多孔片材上，以利用芯管作為送料側(cè)通道。
(2)在上述實施例中，事先準(zhǔn)備包括事先放置在膜片送料側(cè)上的有褶痕的連續(xù)膜片和送料側(cè)通道材料的一個多層體，并且將該多層體插入滲透側(cè)通道材料之間。然而，也可以使用首先將連續(xù)膜片插入滲透側(cè)通道材料之間、然后再將送料側(cè)通道材料插入連續(xù)膜片的相對部分之間的方法。
(3)在上述實施例中，事先將滲透側(cè)通道材料固定在多孔片材上，并利用多孔片材進(jìn)行卷繞。然而，也可以使用通過(例如)超聲波熔融粘接將滲透側(cè)通道材料直接固定在芯管上，再轉(zhuǎn)動芯管以卷繞該多層結(jié)構(gòu)的方法。
(4)在上述實施例中，卷繞包括由連續(xù)膜片形成的連續(xù)葉片的多層結(jié)構(gòu)。然而，在本發(fā)明中，也可以使用事先準(zhǔn)備的兩個或多個獨立的葉片形成一個多層結(jié)構(gòu)，再將該結(jié)構(gòu)卷繞在芯管上的方法。
下面，參照具體表示本發(fā)明的結(jié)構(gòu)及所得到的效果的例子，來更詳細(xì)地說明本發(fā)明。但這不表示本發(fā)明受這些例子的限制。
例1將Nitto Denko公司制造的924mm寬的膜片(NTR-759HR)展開，并同時在離每個側(cè)邊緣10mm寬的地方，連續(xù)進(jìn)行5mm寬的熱密封。將20mm寬的熔融粘接帶以0.05MPa的壓力貼加在每個熔融粘接部分的滲透側(cè)的邊緣上，同時避免起皺。確認(rèn)沒有皺紋形成。將寬度為50mm的PET帶NO.31B(由Nitto Denko公司制造)在長度方向以相同的750mm間隔貼加在膜片的送料側(cè)上，同時避免起皺。在貼加上該帶之后，利用寬度為0.5mm的金屬利器和作為接受工具的模具，在要形成褶痕的每個部分以200N的力形成線條。事先將由PP制成、寬度為924mm的送料側(cè)通道材料切成750mm。將切下的送料側(cè)通道材料與已經(jīng)貼加上PET帶的部位交替地固定。這種固定是利用超聲波焊接設(shè)備進(jìn)行的。確認(rèn)通道材料被滿意地粘接。貼加有固定著送料側(cè)通道材料的PET帶的每個部分，在其中心附近產(chǎn)生褶痕，使得可將送料側(cè)通道材料放在內(nèi)部。這樣，可在與葉片預(yù)定數(shù)目為32的相應(yīng)長度上折疊該膜片。在所獲得的多層體中，送料側(cè)通道材料未固定在上面的部分保持不產(chǎn)生褶痕。為了增加褶痕部分的強度，在70℃和0.5MPa的空氣壓力下進(jìn)行熱壓2秒鐘。該多層體作為要安裝的產(chǎn)品而事先準(zhǔn)備。確認(rèn)膜片沿著垂直形成的線條精確地形成褶痕，沒有膨脹或扭曲。
另一方面，利用超聲波將由PET制成的、寬度為884mm和長度為750mm的滲透側(cè)通道材料固定在由noryl樹脂制成的、外徑為38mm和長度為1016mm的芯管上。確認(rèn)該通道材料被滿意地粘接。將該通道材料卷繞在芯管上，形成一個圈。接著，在芯管的圓周長度上，以幾乎相同間隔，將在一個單獨步驟中切斷的884mm的滲透側(cè)通道材料，通過熱熔融粘接，固定在滲透側(cè)通道材料上。這樣固定的這些通道材料的數(shù)目相應(yīng)于葉片預(yù)定的數(shù)目，即32個。滲透側(cè)通道材料之間的平行度確認(rèn)為0.01度，與芯管的平行度確認(rèn)為0.01度。
通過將多層體葉片的熱壓邊緣一個一個的通過熱熔融粘接在各個滲透側(cè)通道材料上，可將上述多層體固定在所得到的滲透側(cè)通道材料組件上。這樣，可以固定預(yù)定數(shù)目為32的葉片。確認(rèn)該工序的精度為，與滲透側(cè)通道材料的平行度為0.01度，與芯管的平行度為0.01度。將所得到的組件的芯管安放在卷繞夾頭上。以恒速(20m/min)卷繞該夾頭。在該工序中，以恒壓(空氣供壓0.01MPa)從兩個方向?qū)⑤佔訅嚎吭谀て?，使其?cè)面平坦，在連續(xù)的葉片情況下，周邊側(cè)上的邊緣暫時地形成褶痕。30轉(zhuǎn)之后，再應(yīng)用另一個輥子，以使膜片件緊密。在該工序中，通過將一條帶卷繞在上面，形成20個圈而將該膜片件包裹起來。結(jié)果，緊密程度進(jìn)一步提高。卷繞工序完全不產(chǎn)生皺紋、破損和位置偏移，可得到所希望的性能。
本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員知道，對上述本發(fā)明的形式和詳細(xì)結(jié)構(gòu)可作各種改變。這種改變應(yīng)包括在所附權(quán)利要求的思想和范圍內(nèi)。
本申請是基于2002年12月25日提出的日本專利申請2002-374624號提出的，其公開的內(nèi)容在此引用作為參考。
權(quán)利要求
1.一種生產(chǎn)螺旋形膜片件的方法，它包括形成多層結(jié)構(gòu)的步驟，該多層結(jié)構(gòu)包括置于相對膜片之間送料側(cè)上的送料側(cè)通道材料，和置于相對膜片之間滲透側(cè)上的滲透側(cè)通道材料；至少將該多層結(jié)構(gòu)螺旋地卷繞在穿孔芯管上的步驟；以及形成用于防止送料側(cè)通道與滲透側(cè)通道直接連接的密封結(jié)構(gòu)的步驟；將多層結(jié)構(gòu)卷繞在芯管上是通過轉(zhuǎn)動芯管同時將一個或多個輥子壓靠在卷繞結(jié)構(gòu)的周邊上而進(jìn)行的。
2.如權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)螺旋形膜片件的方法，還包括在進(jìn)行卷繞過程中或完成卷繞之后，通過轉(zhuǎn)動芯管同時以較大壓力將一個或多個輥子壓靠在卷繞結(jié)構(gòu)上，使該卷繞結(jié)構(gòu)緊密的步驟。
3.如權(quán)利要求2所述的生產(chǎn)螺旋形膜片件的方法，還包括在緊密步驟過程中或完成緊密步驟后，將覆蓋片材卷繞在該卷線結(jié)構(gòu)上同時將一個或多個輥子壓靠在卷繞結(jié)構(gòu)上的步驟。
4.如權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)螺旋形膜片件的方法，其中，形成多層結(jié)構(gòu)的步驟包括每個滲透側(cè)通道材料的端部以給定間隔固定在多孔片材上的步驟；和將膜片和送料側(cè)通道材料插入固定的滲透側(cè)通道材料之間，以形成該多層結(jié)構(gòu)的步驟。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種生產(chǎn)螺旋形膜片件的方法。該方法生產(chǎn)率高，消除了由材料扭曲或芯管扭曲造成的材料“起皺”或“破損”，可增加整個膜片件的緊密程度。該方法包括將一個多層結(jié)構(gòu)螺旋地卷繞在穿孔芯管上的步驟，該多層結(jié)構(gòu)包括置于相對膜片之間送料側(cè)上的送料側(cè)通道材料和置于相對膜片之間滲透側(cè)上的滲透側(cè)通道材料，其中，將該多層結(jié)構(gòu)卷繞在芯管上是通過轉(zhuǎn)動芯管(5)同時將一個或多個輥子(15)壓靠在卷繞結(jié)構(gòu)(R1)的周邊上而進(jìn)行的。
文檔編號B01D69/00GK1509802SQ200310120210
公開日2004年7月7日 申請日期2003年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月25日
發(fā)明者入江薰, 稻垣智弘, 小栗棲達(dá)也, 弘, 達(dá)也 申請人:日東電工株式會社