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)明涉及螺旋型膜元件及其制造方法，所述螺旋型膜元件是分離 膜、供給側(cè)流路件和透過側(cè)流路件以層疊狀態(tài)在有孔的中心管的周圍以 螺旋狀巻繞而成的，可以分離各種流體(液體或氣體)中存在的特定成 分。
背景技術(shù)：
以往，作為在反滲透過濾、精密過濾等中使用的流體分離元件，已知螺旋型膜元件，例如，如圖6所示，具備圓筒狀巻繞體R,所述圓筒 狀巻繞體R是分離膜1、供給側(cè)流路件2和透過側(cè)流路件3以層疊狀態(tài) 在有孔的中心管5的周圍以螺旋狀巻繞而得到的，并且設(shè)置有用于防止 供給側(cè)流體和透過側(cè)流體混合的封閉部11 ~ 13。在該螺旋型膜元件中，供給側(cè)流體(原水)通過供給側(cè)流路件2而 被導(dǎo)向分離膜l表面，透過分離膜l被分離后，透過側(cè)流體(透過水) 沿著透過側(cè)流路件3而被導(dǎo)入到中心管5(集水管)。然后，為了對這樣 的螺旋型膜元件賦予加壓運轉(zhuǎn)時的耐壓性和形狀保持性，有時在其外周 施用纖維強化樹脂(FRP)作為外包裝件。這樣的螺旋型膜元件是通過如下方法制造的如圖7 (a)、 (b)所 示， 一般是層疊將分離膜1對折并在其間配置了供給側(cè)流路件2而得的 物質(zhì)與透過側(cè)流路件3,為了形成防止供給側(cè)流體和透過側(cè)流體混合的 封閉部，在位于分離膜周邊部(3邊)的透過側(cè)流路件3上，涂布粘合 劑4、 6，制作分離膜單元U，將該單元U的一個或多個以螺旋狀纏繞 于中心管5的周圍，進而封閉分離膜周邊部。本例中，是膜葉(封閉的 信封狀膜)為多個的情形，但也存在膜葉為單個的情形。另外，外包裝件的形成已知如下的方法:例如，在將膜葉巻繞于中心 管后，在圓筒狀巻繞體的外周面上纏繞含浸有環(huán)氧樹脂的聚丙烯纖維 (作為其他例子，有耐熱性堿塑料材料纖維)，使其固化作為纖維增強樹脂(FRP)而形成(參照專利文獻l、圖3、 0037段)。另外，已知如 下的方法纏繞圓筒狀或平面狀的網(wǎng)狀物(耐熱性堿塑料材料)，用環(huán) 氧樹脂等使其包埋(固化支撐)而形成(參照專利文獻1，圖4、 5, 0038 段、0039段)。另外，作為外包裝件的形成方法，已知如下方法在圓筒狀巻繞體 的外周面上纏繞玻璃纖維，用環(huán)氧樹脂進行包埋后，為了保護在表面露 出的玻璃纖維，進一步設(shè)置環(huán)氧樹脂層(參照專利文獻2、權(quán)利要求l、 圖1)。專利文獻1:特開2000 - 354742號公報 專利文獻2:特開2001 - 17840號爿i^艮發(fā)明內(nèi)容然而，用上述公知的外包裝件形成的螺旋型膜元件的情況下，由于 環(huán)氧樹脂的吸濕(吸水)性的影響，外包裝件整體膨潤，特別是，在螺 旋型膜元件在長度方向上尺寸增加的情況下，將螺旋型膜元件裝填于容 器中時，有時形成不能關(guān)閉用于密封容器的端板的狀態(tài)，是個問題。因此，本發(fā)明的目的是提供能夠通過形成具有增強纖維層和強化纖 維層的纖維增強樹脂層，而使長度方向的尺寸增加減少的螺旋型膜元 件。另外，還提供具有形成纖維增強樹脂層的工序的螺旋型膜元件的制 造方法，其中所述纖維增強樹脂層具有增強纖雄層和強化纖維層。上述目的可以通過如下所述的本發(fā)明而實現(xiàn)。本發(fā)明的螺旋型膜元件，具備圓筒狀巻繞體，并且設(shè)有封閉部，所 述圓筒狀巻繞體是分離膜、供給側(cè)流路件和透過側(cè)流路件以層疊狀態(tài)在 有孔的中心管的周圍巻繞成螺旋狀而得到的，所述封閉部用于防止供給 側(cè)流體和透過側(cè)流體的混合，其特征在于，設(shè)置有纖維增強樹脂層，所 述纖維增強樹脂層具有用相同的樹脂包埋的增強纖維層及強化纖維層。根據(jù)本發(fā)明的螺旋型膜元件，為了增強支撐該圓筒狀巻繞體，在圓 筒狀巻繞體的外周側(cè)設(shè)有纖維增強樹脂層。該纖維增強樹脂層具有用纖 維形成的增強纖維層和用于牢固地支撐該增強纖維層的用纖維形成的強化纖維層而構(gòu)成。進而，增強纖維層和強化纖維層是用相同的樹脂包 埋的。接著，預(yù)先在強化纖維層上附著和/或含浸有該樹脂時，優(yōu)選以 該樹脂包埋增強纖維層的纖維間。該樹脂由于毛細管現(xiàn)象而浸入包埋于 增強纖維層的纖維間和纖維內(nèi)部，從而在固化后，樹脂和纖維變?yōu)橐惑w， 增強纖維層的強度增加?；蛘撸J為通過抑制樹脂的吸濕膨潤，可以使 螺旋型膜元件的長度方向的尺寸增加減少。另外，有時樹脂不浸入到增強纖維層的纖維(例如，WALLSPAN等)內(nèi)部，但由于纖維間被包埋， 因而增強纖維層的強度也增加。另外，作為本發(fā)明優(yōu)選的實施方式的一個例子，其特征在于，在增 強纖維層中含浸有樹脂。根據(jù)該構(gòu)成，由于在增強纖維層的纖維內(nèi)部也含浸有樹脂，因此與 纖維間被包埋的構(gòu)成相比，效果高。另外，作為本發(fā)明優(yōu)選的實施方式的一個例子，有在圓筒狀巻繞體 和纖維增強樹脂層之間夾持有樹脂片或樹脂薄膜的構(gòu)成。作為樹脂材 料，可以例示例如各種塑料。是片還是膜的判斷為，其厚度超過100n m的情況為片；其厚度為100pm以下的情況為膜。另外，作為樹脂片 可以例示用玻璃纖維形成的片狀體(包括被粗紡的形態(tài))。使用用玻璃纖維形成的片狀體時，可以進一步使螺旋型膜元件的長 度方向的尺寸增加減少。另外，作為本發(fā)明優(yōu)選的實施方式的一個例子，有增強纖維層的纖 維層厚度為O.lmm以上的構(gòu)成。這是因為小于0.1mm時，不能充分使 螺旋型膜元件的長度方向的尺寸增加減少。例如，不能將螺旋型膜元件 安裝于容器上。另外，在增強纖維層的纖維層厚度超過0.6mm時，樹 脂變得難以浸透。另外，作為本發(fā)明優(yōu)選的實施方式的一個例子，其特征在于，增強 纖維層中的纖維的一個方向是被配置為該螺旋型膜元件的長度方向。長 度方向是與流動方向大致平行的。另外，在長度方向上配置的纖維，優(yōu) 選縱貫全長。由此,可以進一步抑制螺旋型膜元件的延伸。另外，作為本發(fā)明優(yōu)選的實施方式的一個例子，有如下構(gòu)成在圓筒狀巻繞體的外周側(cè)形成有纖維增強樹脂層時，將增強纖維層制成內(nèi) 層，將強化纖維層制成外層。另外，作為本發(fā)明優(yōu)選的實施方式的一個例子，有如下構(gòu)成在圓筒狀巻繞體的外周側(cè)形成有纖維增強樹脂層時， 將增強纖維層制成外層，將強化纖維層制成內(nèi)層。另外，作為本發(fā)明優(yōu) 選的實施方式的一個例子，有如下構(gòu)成在圓筒狀巻繞體的外周側(cè)形成 有纖維增強樹脂層時，以夾入增強纖維層的方式，將強化纖維層制成多 層結(jié)構(gòu)。通過這些構(gòu)成，可以充分使螺旋型膜元件的長度方向的尺寸增加減 少。在本發(fā)明中，依據(jù)增強纖維層的纖維(布)的容量(主要是長度方 向的纖維)而在效果上出現(xiàn)差異。例如，依賴于纖維(布)的質(zhì)量、厚 度、密度。另外，其他的本發(fā)明的螺旋型膜元件的制造方法，是如下螺旋型膜 元件的制造方法具備圓筒狀巻繞體，并且設(shè)有封閉部，在圃筒狀巻繞 體的外周側(cè)設(shè)有外包裝部，所述圓筒狀巻繞體是分離膜、供給側(cè)流路件 和透過側(cè)流路件以層疊狀態(tài)在有孔的中心管的周圍巻繞成螺旋狀而得 到的，所述封閉部用于防止供給側(cè)流體和透過側(cè)流體的混合；該方法的 特征在于，具有在所述圓筒狀巻繞體的外周側(cè)形成具有增強纖維層和強 化纖維層的纖維增強樹脂層的工序，所述增強纖維層是用增強支撐該圓 筒狀巻繞體的纖維形成的，所述強化纖維層是用附著和/或含浸有包埋 所述增強纖維層纖維的樹脂的纖維形成的。在上述螺旋型膜元件的制造方法的形成纖維增強樹脂層的工序中， 其特征在于，具有將增強纖維層作為內(nèi)層形成于圓筒狀巻繞體的外周側(cè) 后，通過以被覆該增強纖維層外周側(cè)的方式巻纏剛剛附著和/或含浸所 述樹脂后的纖維，從而形成強化纖維層作為外層的工序。另外，在其它的形成纖維增強樹脂層的工序中，其特征在于，具有 通過以被覆圓筒狀巻繞體外周側(cè)的方式巻纏剛剛附著和/或含浸上述樹脂后的纖維，從而形成強化纖維層作為內(nèi)層的工序；和在上述強化纖維層形成工序之后，立刻形成增強纖維層作為外層的工序。另外，在其它的形成纖維增強樹脂層的工序中，其特征在于，具有通過以被覆圓筒狀巻繞體外周側(cè)的方式巻纏剛剛附著和/或含浸所述樹脂后的纖維，從而形成第l強化纖維層的工序；在上述第l強化纖維層形成工序之后，立刻形成增強纖維層的工序； 和在上述增強纖維層形成工序之后，通過以被覆增強纖維層外周側(cè)的方式巻纏剛剛附著和/或含浸所述樹脂后的纖維，從而形成第2強化 纖維層的工序。根據(jù)以上的制造方法制造的螺旋型膜元件起到與上述記載相同的 作用效果。


圖1:表示本發(fā)明的螺旋型膜元件的一個例子的截面圖。圖2:表示纖維增強樹脂層的例子的截面圖。圖3:表示相對于全長的延伸率的經(jīng)時變化的曲線圖。圖4:增強纖維層(玻璃布)和強化纖維層的截面的照片和示意圖。圖5:增強纖維層(WALLSPAN)和強化纖維層的截面的照片和示 意圖。圖6:顯示以往(本發(fā)明)的螺旋型膜元件的一個例子的部分剖切 的立體圖。圖7:顯示以往(本發(fā)明)的螺旋型膜元件的制造方法的一個例子 的工序圖。符號說明1 分離膜2 供給側(cè)流路件3 透過側(cè)流路件4 粘合劑5 中心管6 粘合劑100纖維增強樹脂層101 增強纖維層102 強化纖維層 R 圓筒狀巻繞體 U 分離膜單元具體實施方式
以下，參照

本發(fā)明的實施方式。圖l是顯示本發(fā)明的螺旋 型膜元件的一個例子的截面圖。本發(fā)明的螺旋型膜元件只是外包裝部的形成方法及其構(gòu)造與以往 的不同，其他的構(gòu)造可以適用上述以往的螺旋型膜元件的任一種構(gòu)成。因此，本發(fā)明的螺旋型膜元件，如圖6所示，具備圓筒狀巻繞體R， 并且設(shè)有封閉部，所述圓筒狀巻繞體是分離膜l、供給側(cè)流路件2和透 過側(cè)流路件3以層疊狀態(tài)在有孔的中心管5的周圍巻繞成螺旋狀而得到 的，所述封閉部用于防止供給側(cè)流體和透過側(cè)流體的混合。對于封閉部 而言，包括例如兩端封閉部11和外周側(cè)封閉部12,另外，也可以形成 用于進行中心管5周圍的封閉的封閉部13。本發(fā)明的螺旋型膜元件可以用如下方法制造該方法包括，將分離 膜1、供給側(cè)流路件2和透過側(cè)流路件3以層疊狀態(tài)在有孔的中心管5 的周圍巻繞成螺旋狀而形成圓筒狀巻繞體R的工序，和形成用于防止供 給側(cè)流體和透過側(cè)流體混合的封閉部11、 12的工序。具體而言，可以 通過實施例如圖7 (a)、 (b)所示的工序進行制造。如圖7(a)所示，首先，準備如下得到的單元層疊將分離膜l對 折并在其間配置了供給側(cè)流路件2而得的物質(zhì)與透過側(cè)流路件3,將用 于形成防止供給側(cè)流體和透過側(cè)流體混合的封閉部的粘合劑4、 6涂布 于透過側(cè)流路件3的軸方向的兩端部和巻繞終端部。此時，可以在分離 膜1的折痕部分粘附保護膠帶。對于分離膜l而言，可以使用反滲透膜、超濾膜、精密過濾膜、氣 體分離膜、脫氣膜等。對于供給側(cè)流路件2而言，可以使用網(wǎng)狀材料、 網(wǎng)眼狀材料、帶槽片、波形片等。對于透過側(cè)流路件3而言，可以使用 無紡布、織布、編布等的纖維布、網(wǎng)狀材料、網(wǎng)眼狀材料、帶槽片、波形片等。有孔的中心管5只要是在管的周圍具有開孔的即可，可以使用以往 的任何物質(zhì)。 一般而言，中心管5是用ABS樹脂、聚苯醚(PPE)、聚 砜(PSF)等材質(zhì)形成的，其直徑根據(jù)膜元件的大小而異，例如為20~ 100mm。作為粘合劑4、 6,可以使用聚氨酯類粘合劑、環(huán)氧類粘合劑、熱熔 粘合劑等以往公知的任何粘合劑。但從通過加熱進行固化反應(yīng)的方面 看，優(yōu)選聚氨酯類粘合劑、環(huán)氧類粘合劑等含有熱固性樹脂的粘合劑。接著，如圖7(b)所示，將多個該分離膜單元U層疊，在有孔的 中心管5的周圍巻繞成螺旋狀后，使粘合劑固化等，形成封閉部11、 12、 13。此時，可以將粘合膠帶纏繞成線圏狀，保持圓筒狀巻繞體R的形狀。層疊分離膜單元U時的數(shù)量，根據(jù)所需要的透過流量來決定，只要 是l層以上即可，但如果考慮到操作性，則100層左右為上限。分離膜 單元U的長度越長，層疊數(shù)量變得越少。(纖維增強樹脂層及其形成工序)本發(fā)明的纖維增強樹脂層具有增強纖維層和強化纖維層而形成，所 述增強纖維層是用增強支撐圓筒狀巻繞體的纖維形成的，所述強化纖維層是用附著和/或含浸有包埋增強纖維層纖維的樹脂的纖維形成的。進 而，可以在圓筒狀巻繞體和纖維增強樹脂層之間夾持有樹脂片或樹脂薄 膜而構(gòu)成。增強纖維層的纖維，例如可以以纖維的集合體來構(gòu)成，也可以形成 為布狀，也可以制成形成有開口部的十字狀而構(gòu)成。作為纖維材料，可 以舉出玻璃纖維、或PET、 PP、 PE、 PSF(聚砜)、丙烯酸類樹脂等各 種塑料纖維等。在以布狀構(gòu)成的纖維布的情況下，還可以使用例如PET、 PSF、丙 烯酸類樹脂等各種塑料、聚苯>5危醚(PPS)等樹脂制成的纖維布，此外 還有玻璃布等的玻璃纖維布、金屬篩網(wǎng)等的金屬纖維布等。將顯示標簽 設(shè)于內(nèi)側(cè)的情況下，從提高其可見度的觀點看，優(yōu)選使用玻璃布等的玻璃纖維布、透明樹脂制成的纖維布。另外，纖維布的厚度可以例示0.1~0.6mm的范圍，優(yōu)選0.13 ~ 0.35mm的范圍。此時，從樹脂的含浸性和抑制延伸的觀點出發(fā)來設(shè)定， 與厚度成比例地增加必要的樹脂量，另外，如果厚度過薄則抑制延伸的 效果變低(另外，也隨質(zhì)量、密度而變動)。另外，纖維布的質(zhì)量可以例示80 ~ 500g/m2的范圍，優(yōu)選100~ 350g/ii^的范圍。此時，從樹脂的含浸性和抑制延伸的觀點出發(fā)來設(shè)定， 與質(zhì)量成比例地增加必要的樹脂量，另外，如果質(zhì)量小則抑制延伸的效 果變低(另外，也隨厚度、密度而變動)。另外，纖維布的密度(1根纖維束的密度)可以例示10~50根/英 寸的范圍，優(yōu)選15~25根/英寸的范圍。從抑制延伸的觀點出發(fā)來設(shè)定， 如果密度小，則抑制延伸的效果變低(另外，也隨質(zhì)量、厚度而變動)。另外，纖維布的拉伸強度可以例示為200 2000N/英寸的范圍，優(yōu) 選400 1500N/英寸。此時，從抑制延伸的觀點來設(shè)定，如果強度小， 則抑制延伸的效果變低。增強纖維層的纖維構(gòu)成可以使用具有接縫的類 型、也可以使用沒有接縫的類型。另夕卜，纖維布的通孔率可以例示為1~80%的范圍，優(yōu)選10~30%。 可以從樹脂的透過性(向背面的穿透性)、增強纖維層(內(nèi))和巻繞體 之間的粘合性等的觀點出發(fā)來設(shè)定。通孔率低時，樹脂不能充分向背面 (巻繞體側(cè))移動，粘合力變低，不優(yōu)選。例如，在巻繞體上巻纏纖維 布，在其上形成強化纖維層時，為了將巻繞體或制品標簽與纖維布(層) 界面粘合，強化纖維層側(cè)的樹脂透過纖維布被填充于巻繞體(或制品標 簽)/纖維布(層)界面中。為此，纖維布的通孔率必須為10%以上。 另夕卜，將制品標簽粘附于巻繞體時，要求可見度。此時，要求巻繞體(制 品標簽)和纖維布的密合性，如果未密合，則存在空氣層，可見度顯著 降低。在不要求巻繞體表面的可見度時，在上述的制法中，通孔率即使 在10%以下亦可。作為紗羅織物等的織布。強化纖維層的纖維附著和/或含浸有用于包埋增強纖維層的纖維的 樹脂。作為該纖維，可以使用在多絲、單絲中根據(jù)需要搶合而得的物質(zhì)、 其集束體，但優(yōu)選使用各種粗紗。另外，作為纖維的種類，可以使用例如PET、 PP、 PE、 PSF、聚苯硫醚(PPS)、芳族聚酰胺等的樹脂纖維， 此外還可使用玻璃等的無機系纖維、鋼絲等的金屬纖維等。但是，在內(nèi) 側(cè)設(shè)置顯示標簽時，從提高其可見度的觀點考慮，優(yōu)選使用由玻璃纖維、 透明樹脂制成的纖維。另外，從強度的觀點考慮，優(yōu)選纖維的直徑大， 但如果太大則外包裝部層的厚度變大，不優(yōu)選。因此，可以從這些觀點 考慮，適當進行設(shè)計。另外，作為強化纖維層，為纏繞玻璃纖維而形成 的纏繞體時，其厚度可以例示為0.5~4.0mm的范圍。作為用于包埋增強纖維層的纖維的樹脂，可以例示例如熱固性樹 脂，特別是作為提高可見度的樹脂，可以舉出環(huán)氧樹脂、聚酯樹脂、聚 氨酯樹脂。作為樹脂片或樹脂薄膜的樹脂材料，可以例示例如各種塑料。另夕卜， 作為樹脂片，可以例示用玻璃纖維形成的片狀體(包括被粗紡的形態(tài))、 玻璃布等。樹脂片或樹脂薄膜可以使用具有接縫的類型、也可以使用沒 有接縫的類型。(實施方式l)在形成纖維增強樹脂層的工序中，在圓筒狀巻繞體的外周側(cè)形成增 強纖維層(例如，玻璃布)作為內(nèi)層后(例如，將平面狀的玻璃布纏繞 1 ~數(shù)圏后)，以被覆該增強纖維層外周側(cè)的方式以螺旋狀無間隙地纏繞 剛剛附著和/或含浸樹脂(例如環(huán)氧樹脂)后的纖維(例如，玻璃粗紗)， 形成強化纖維層作為外層。增強纖維層的纖維(玻璃布纖維)優(yōu)選在圓 筒狀巻繞體的長度方向，縱貫全長地進行配置。此時，有必要設(shè)置在纖維(玻璃粗紗)中附著和/或含浸樹脂(環(huán)氧 樹脂)的工序，并在其后立刻(固化之前)纏繞于增強纖維層的外周側(cè)。 附著和/或含浸的樹脂量，可以依據(jù)增強纖維層的厚度和纖維(玻璃粗 紗)，而適當設(shè)定。在纖維(玻璃粗紗)中附著或含浸的樹脂(環(huán)氧樹脂)浸入增強纖 維層(玻璃布)的纖維間、纖維中而固化。作為固化工序，有在室溫(例如12 27t:)使其靜置的方法，可以通過對其加熱來縮短固化時間。作 為加熱溫度，根據(jù)樹脂材料而定，可以例示為30 130X:的范圍，優(yōu)選 50~90*C。在圖2(a)中示意地顯示用上述方法形成的、圓筒狀巻繞體R/增 強纖維層101 (內(nèi)層)/強化纖維層102 (外層)的構(gòu)成例。增強纖維層 101 (內(nèi)層)/強化纖維層102 (外層)的整體厚度優(yōu)選為0.5 ~ 4.0mm的 范圍。(實施方式2)在形成纖維增強樹脂層的工序中，以被覆圓筒狀巻繞體外周側(cè)的方 式無間隙地纏繞剛剛附著和/或含浸樹脂(例如環(huán)氧樹脂)后的纖維(例 如，玻璃粗紗)，形成強化纖維層作為內(nèi)層，在強化纖維層形成后立刻 (固化前)形成增強纖維層(玻璃布)作為外層。在纖維(玻璃粗紗)中附著或含浸的樹脂(環(huán)氧樹脂)浸入增強纖 維層(玻璃布)的纖維間、纖維中而固化。在圖2 (b)中示意地顯示用上述方法形成的、圓筒狀巻繞體R/強 化纖維層102 (內(nèi)層)/增強纖維層101 (外層)的構(gòu)成例。圓筒狀巻繞 體R/強化纖維層102 (內(nèi)層)/增強纖維層101 (外層)的整體厚度優(yōu)選 為0.5~4.0mm的范圍。(實施方式3)在形成纖維增強樹脂層的工序中，以被覆圓筒狀巻繞體外周側(cè)的方 式無間隙地纏繞剛剛附著和/或含浸樹脂(例如環(huán)氧樹脂)后(固化前) 的纖維(例如，玻璃粗紗)，形成第1強化纖維層，接著，在第1強化 纖維層形成工序后立刻(固化前)形成增強纖維層(例如，纏繞玻璃布)。 此時，在纖維(玻璃粗紗)中附著或含浸的樹脂(環(huán)氧樹脂)浸入增強 纖維層(玻璃布)的纖維間、纖維中而固化。但是，在固化后、固化前或完全固化前(增強纖維層形成工序之后)，以被覆增強纖維層(玻璃布)外周側(cè)的方式無間隙地纏繞剛剛附著和/或含浸樹脂(環(huán)氧樹脂)后(固化前)的纖維(玻璃粗紗)，形成第2 強化纖維層。在纖維(玻璃粗紗)中附著或含浸的樹脂(環(huán)氧樹脂)移動到增強 纖維層(玻璃布)側(cè)，固化。在圖2 (c)中示意地顯示用上述方法形成的、圓筒狀巻繞體R/第1 強化纖維層102a/增強纖維層101/第2強化纖維層102b的構(gòu)成例。圓筒 狀巻繞體R/第1強化纖維層102a/增強纖維層101/第2強化纖維層102b 的整體厚度優(yōu)選為0.5 ~ 4.0mm的范圍。(實施方式4)在圓筒狀巻繞體的外周側(cè)，首先巻繞樹脂片(或樹脂薄膜)。然后， 使用上述實施方式1~3的制造方法在樹脂片的外周側(cè)形成纖維增強樹 脂層。在圖2 (d)中示意地顯示圓筒狀巻繞體R/樹脂片103/纖維增強 樹脂層100的構(gòu)成例。樹脂片/纖維增強樹脂層的整體厚度優(yōu)選為0.5 ~ 4.0mm的范圍。(實施方式5)在圓筒狀巻繞體的外周側(cè)，形成剛剛附著和/或含浸樹脂(例如， 環(huán)氧樹脂)后(固化前)的增強纖維層(例如，將平面狀的玻璃布纏繞 1圏)。端部之間的接縫可以用粘合劑等粘合，也可以用粘合膠帶暫時封 合，并在樹脂固化后剝離。纖維布(平面狀玻璃布)的寬幅優(yōu)選與圓筒 狀巻繞體的寬幅相符。將纖維布制成單層時，優(yōu)選將其厚度設(shè)大。作為 其厚度，可以例示0.5 4.0mm的范圍。在圖2(e)中示意地顯示了圓 筒狀巻繞體R/增強纖維層101 (單層)的構(gòu)成例。(實施方式6)在圓筒狀巻繞體的外周側(cè)，形成剛剛附著和/或含浸樹脂(例如， 環(huán)氧樹脂)后(固化前)的增強纖維層(例如，將平面狀的玻璃布纏繞 數(shù)圏)。端部之間的接縫可以用粘合劑等粘合，也可以用粘合膠帶暫時 封合，在樹脂固化后剝離。纖維布(平面狀玻璃布)的寬幅優(yōu)選與圓筒狀巻繞體的寬幅相符。將纖維布制成多層時，優(yōu)選將其整體的層厚度設(shè)大。作為其厚度，可以例示0.5~4.0mm的范圍。在圖2(f)中示意地 顯示圓筒狀巻繞體R/增強纖維層101 (多層)的構(gòu)成例。另外，纖維增強樹脂層的厚度例如為0.5 4mm的范圍，在提高可 見度方面來看，優(yōu)選0.5 2mm。(其他實施方式)分離膜單元U(圓筒狀巻繞體R)的樹脂封閉和纖維增強樹脂層26 等的樹脂的固化，可以分別進行,但在本發(fā)明中，可以同時進行分離膜 單元U (圓筒狀巻繞體R)的樹脂封閉和纖維增強樹脂層26等的樹脂 固化。此時，作為二者的樹脂優(yōu)選使用同種的樹脂?？傊?，進行利用加 熱的固化反應(yīng)時，優(yōu)選使用含有聚氨酯類粘合劑、環(huán)氧類粘合劑等熱固 性樹脂的樹脂。另外，螺旋型膜元件，為了調(diào)整樹脂封閉后的圓筒狀巻繞體R在軸 方向的長度，可以進行兩端部的修整等。進而可以根據(jù)需要設(shè)置用于防 止變形(伸縮等)的有孔的端部件、密封件、增強件等。另外，作為樹脂片等，優(yōu)選與圓筒狀巻繞體R的密合性良好、具有 追從性的物質(zhì)，可舉出例如PP、 PE、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)、 橡膠等的片、膜等。這樣的樹脂片可以巻入約l周的部分，但優(yōu)選具有 粘合劑層。以下，對具體地顯示本發(fā)明的構(gòu)成和效果的實施例等進行說明。 (實施例1)(1)準備由日東電工制RO膜ES20和厚0.7mm的PP制供給側(cè) 流路件構(gòu)成的膜葉單元。接著，在直徑32mm的PPE制中空狀中心管 上固定厚度為0.3mm的PET制透過側(cè)流路件的前端，在透過側(cè)流路件 上，在相當于封閉部的部分，邊涂布聚氨酯樹脂邊裝載膜葉單元。接著， 一邊將中空狀中心管繞軸旋轉(zhuǎn)保持張力， 一邊巻入裝載的膜葉單元，制 成巻繞體。接著，無間隙地對該巻繞體纏繞粘合膠帶(寬幅75mm)成 線圏狀并保持形狀，進而，粘合在其表面印刷了制品名的顯示標簽。(2)在巻繞體的全部外周面區(qū)域用粘合劑粘附厚0.3mm、質(zhì)量 340g/m2、密度(每l根纖維束的密度)15根/英寸、拉伸強度為1300N/ 英寸的玻璃布(日東紡制、平紋織物)。這里的玻璃布(纖維布)相當 于增強纖維層。接著，纏繞含浸(或附著)有環(huán)氧樹脂的織度1150TEX、 拉伸強度為0.245N/TEX的玻璃粗紗(Asahi Fiber Glass公司制)，使纏 繞后的厚度為1.5mm。在此處的玻璃粗紗的纏繞體相當于強化纖維層。 然后，在25n下使環(huán)氧樹脂固化，制備螺旋型膜元件。圖4中顯示增強 纖維層(玻璃布)和強化纖維層的截面照片和其示意圖。根據(jù)圖4的示 意圖，認為環(huán)氧樹脂在固化前移動到玻璃布側(cè)，移動到玻璃布的環(huán)氧樹 脂與玻璃布成為一體而固化。增強纖維層的纖維(玻璃布纖維)是在圓 筒狀巻繞體的長度方向、縱貫全長地配置的。(實施例2 )除了變更實施例1中玻璃布的規(guī)格(厚度0.15mm、質(zhì)量100g/m2、 密度19根/英寸、拉伸強度500N/英寸)以外，在其他與實施例1同樣 的條件下制備螺旋型膜元件。(實施例3 )除了用寬幅48mm的帶狀物代替在實施例1中的玻璃布，將其巻成 螺旋狀以外，在其他與實施例1同樣的條件下制備螺旋型膜元件，所述 48mm的帶狀物為厚度0.25mm、質(zhì)量55 g/m2、密度9根/英寸、拉伸強 度170N/英寸的用收斂處理劑處理的玻璃纖維膠帶(制品名 WALLSPAN (New York Wire公司制)、相當于增強纖維層)。在圖5 中顯示增強纖維層(WALLSPAN)和強化纖維層的截面照片和其示意 圖。根據(jù)圖5的示意圖，認為強化纖維層側(cè)的環(huán)氧樹脂在固化前以被覆 (包埋)WALLSPAN側(cè)的方式發(fā)生移動，固化，由此來抑制WALLSPAN 在長度方向的延伸。(比較例)除了在實施例1中不設(shè)置玻璃布以外，在其他與實施例1同樣的條 件下制備螺旋型膜元件。(評價方法)將在實施例1~3和比較例中得到的螺旋型膜元件密封于處于濕潤 狀態(tài)的聚乙烯袋內(nèi)，置于40C的環(huán)境，觀察元件全長的變化。圖3顯示 相對于全長的延伸率的經(jīng)時變化的曲線圖。(結(jié)果)在保存3個月后，實施例1的長度方向的尺寸延伸率為0.05%以下。 實施例2為0.07 % 。實施例3為0.14 % 。比較例為0.42 % 。如果參照圖4的示意圖進行:^兌明，則推測實施例1~3中，移動到 玻璃布(或WALLSPAN)的環(huán)氧樹脂與玻璃布(或WALLSPAN)成 為一體而固化，從而抑制該部分的環(huán)氧樹脂的吸濕膨潤。進而，推測通 過將外層(或內(nèi)層)制成玻璃粗紗的纏繞體而構(gòu)成，從而以協(xié)同效果地 抑制環(huán)氧樹脂的吸濕膨潤。其結(jié)果是，在保存和使用螺旋型膜元件時， 形狀穩(wěn)定，不發(fā)生尺寸上的問題。
權(quán)利要求
1.一種螺旋型膜元件，其特征在于，具備圓筒狀卷繞體，并且設(shè)有封閉部，所述圓筒狀卷繞體是分離膜、供給側(cè)流路件和透過側(cè)流路件以層疊狀態(tài)在有孔的中心管的周圍卷繞成螺旋狀而成，所述封閉部用于防止供給側(cè)流體和透過側(cè)流體的混合，其中，在所述圓筒狀卷繞體的外周側(cè)，設(shè)置有纖維增強樹脂層，所述纖維增強樹脂層具有用相同樹脂包埋的增強纖維層及強化纖維層。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺旋型膜元件，其特征在于，在所述增 強纖維層中含浸有所述樹脂。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺旋型膜元件，其特征在于，在所述圓 筒狀巻繞體與所述纖維增強樹脂層之間，夾持有樹脂片或樹脂薄膜。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺旋型膜元件，其特征在于，所述增強 纖維層的纖維層厚度為O.lmm以上。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺旋型膜元件，其特征在于，所述增強 纖維層中纖維的一個方向被配置為該螺旋型膜元件的長度方向。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺旋型膜元件，其特征在于，在所述圓 筒狀巻繞體的外周側(cè)形成有纖維增強樹脂層時，使增強纖維層形成為內(nèi) 層，使強化纖維層形成為外層。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺旋型膜元件，其特征在于，在所述圓 筒狀巻繞體的外周側(cè)形成有纖維增強樹脂層時，使增強纖維層形成為外 層，使強化纖維層形成為內(nèi)層。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺旋型膜元件，其特征在于，在所述圓 筒狀巻繞體的外周側(cè)形成有纖維增強樹脂層時，以夾入增強纖維層的方 式，使強化纖維層形成為多層結(jié)構(gòu)。
9. 一種螺旋型膜元件的制造方法，其特征在于，所述螺旋型膜元 件具備圓筒狀巻繞體，并且設(shè)有封閉部，在圓筒狀巻繞體的外周側(cè)設(shè)有 外包裝部，所述圓筒狀巻繞體是分離膜、供給側(cè)流路件和透過側(cè)流路件 以層疊狀態(tài)在有孔的中心管的周圍巻繞成螺旋狀而成，所述封閉部用于 防止供給側(cè)流體和透過側(cè)流體的混合，其中，具有在所述圓筒狀巻繞體的外周側(cè)形成纖維增強樹脂層的工序，所 述纖維增強樹脂層具有增強纖維層和強化纖維層，所述增強纖維層是用 增強支撐該圓筒狀巻繞體的纖維形成的，所述強化纖維層是用附著和/ 或含浸有包埋所述增強纖維層纖維的樹脂的纖維形成的。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的螺旋型膜元件的制造方法，其特征在于， 在形成所述纖維增強樹脂層的工序中，具有如下工序?qū)⒃鰪娎w維層作為內(nèi)層形成于圓筒狀巻繞體的外周側(cè)后，通過以被 覆該增強纖維層外周側(cè)的方式巻纏剛剛附著和/或含浸所述樹脂后的纖 維，從而形成強化纖維層作為外層的工序。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的螺旋型膜元件的制造方法，其特征在于， 在形成所述纖維增強樹脂層的工序中，具有通過以被覆圓筒狀巻繞體外周側(cè)的方式巻纏剛剛附著和/或含浸所 述樹脂后的纖維，從而形成強化纖維層作為內(nèi)層的工序，以及在所述強化纖維層形成工序之后，立刻形成增強纖維層作為外層的 工序。
12. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的螺旋型膜元件的制造方法，其特征在于， 在形成所述纖維增強樹脂層的工序中，具有通過以被覆圓筒狀巻繞體外周側(cè)的方式巻纏剛剛附著和/或含浸所 述樹脂后的纖維，從而形成第1強化纖維層的工序，在所述第l強化纖維層形成工序之后，立刻形成增強纖維層的工序，以及在所述增強纖維層形成工序之后，通過以被覆增強纖維層外周側(cè)的 方式巻纏剛剛附著和/或含浸所述樹脂后的纖維，從而形成第2強化纖 維層的工序。
全文摘要
本發(fā)明提供一種螺旋型膜元件，其通過形成具有增強纖維層和強化纖維層的纖維增強樹脂層，從而可以減少長度方向的尺寸增加。另外，提供螺旋型膜元件的制造方法，其具有形成具有增強纖維層和強化纖維層的纖維增強樹脂層的工序。該螺旋型膜元件，具備圓筒狀卷繞體(R)，并且設(shè)有封閉部，所述圓筒狀卷繞體是分離膜(1)、供給側(cè)流路件(2)和透過側(cè)流路件(3)以層疊狀態(tài)在有孔的中心管的周圍卷繞成螺旋狀而得到的，所述封閉部用于防止供給側(cè)流體和透過側(cè)流體的混合，其特征在于，在所述圓筒狀卷繞體(R)的外周側(cè)，設(shè)置具有用相同樹脂包埋的增強纖維層(101)及強化纖維層(102)的纖維增強樹脂層(100)。
文檔編號B01D69/00GK101322918SQ20081011104
公開日2008年12月17日 申請日期2008年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月11日
發(fā)明者地藏真一, 宇田康弘, 西田祐二 申請人:日東電工株式會社