JP4219161B2

JP4219161B2 - スパイラル型膜エレメント及びその製造方法

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Publication number: JP4219161B2
Application number: JP2002377166A
Authority: JP
Inventors: 眞一地蔵
Original assignee: Nitto Denko Corp
Current assignee: Nitto Denko Corp
Priority date: 2002-12-26
Filing date: 2002-12-26
Publication date: 2009-02-04
Anticipated expiration: 2022-12-26
Also published as: JP2004202442A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、種々の流体（液体あるいは気体）中に存在する特定成分を分離等するスパイラル型膜エレメント及びその製造方法に関する。より詳細には、膜の両側端辺近傍に封止構造を形成する方法の改善に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のスパイラル型膜エレメントは、２枚の膜の透過側に透過側流路材を介在させて袋状に３辺を封止した１組みの積層体（膜リーフ）を有孔の中空管に接続し、接続した積層体を供給側流路材を介在させつつスパイラル状に巻回した構造が知られていた。また、透過側の流路長を短くすべく、複数組みの積層体（膜リーフ）を用いたものも知られている。
【０００３】
後者の基本構造としては、膜の供給側に供給側流路材を及び透過側に透過側流路材を配置した積層体が有孔の中空管にスパイラル状に巻回され、供給側流路と透過側流路とが直接連通しないための封止構造を有するものが一般的である。より具体的には、供給側流路材を膜の分離層側に挟み込んだ二つ折り膜リーフ及びこれに隣接する透過側流路材とからなる膜素材群の単数あるいは複数の積層体を、有孔の中空管の周りに巻き付けたものが既に公知である（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
このようなスパイラル型膜エレメントの製造方法としては、図６（ａ）〜（ｃ）に示すように、まず折り返した膜１と供給側流路材２からなる膜リーフ３と、透過側流路材４を重ねて配置し、これを一定の間隔（中空管５の外周長さを膜リーフ３の枚数分で除した長さ）ずらして積層体を作製し、次いで、上記積層体を中空管５に巻き付けていく方法が採用されている。なお、図６は、膜リーフ３が各々独立して連続しない形態（単独リーフ）を例示しているが、各々の膜リーフ３の膜１が連続した形態も知られている。
【０００５】
このような膜エレメントの供給側流路と透過側流路とが連通しないように封止する方法としては、通常、膜リーフを巻回する前に、膜リーフの両側端辺及び膜リーフ先端部（巻き終わり部）に接着剤として２液混合系のウレタン樹脂等を塗布し、巻回後に静置状態で時間をかけて硬化させる方法が採用されている。しかし、混合系樹脂は、次のような種々の問題点を抱えている。第一に、混合系樹脂は粘性があるため巻回時に生じる材料のズレなどによりシワが発生する恐れがありシール性が不完全になる可能性がある。第二に、混合系樹脂を使用する場合、工数・材料（樹脂）コストが増加する。第三に、混合系樹脂は混合直後より硬化が進み巻回終了までの時間が制限される。
【０００６】
また、熱融着性材料を封止に使用する技術として、図７（ａ）〜（ｂ）に示すように、分離物流路材（透過側流路材４）の両側端辺及び先端部にホットメルトタイプのテープ状接着剤Ｔを仮固定し、電磁波照射することにより分離膜１と接着させる方法が知られている（例えば、特許文献２参照）。この方法によると、混合系樹脂の粘性による材料のズレの問題がなく、また接着剤の塗布工程が不要となり、工程時間を短縮することができる。
【０００７】
【特許文献１】
米国特許３，４１７，８７０号公報（第１頁、図２）
【特許文献２】
特開平７−２０４４７１号公報（第２頁、図３）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、テープ状接着剤を用いる方法では、図７（ａ）に示すように、透過側流路材４の表面にテープ状接着剤Ｔが仮固定され、内部に十分含浸されていないため、熱融着が行われても、図７（ｂ）に示すように、透過側流路材４の空隙部に樹脂が十分充填されず、透過側流路材４の中央部に気泡や巣抜け４ａが残留し易い。このような巣抜け４ａの部分により透過側流路と供給側流路とが連通すると、封止構造のシール性が損なわれ、膜の分離性能が低下する。また、巻回工程などにおいて、テープ状接着剤の脱落やめくれが発生し易く、仮固定の条件や巻回条件の管理が煩雑になるという問題が存在する。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、熱融着性材料を使用する場合の利点を生かしながら、封止構造のシール性を大幅に改善し、しかも製造工程も簡易化できるスパイラル型膜エレメント、及びその製造方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、下記の如き本発明により達成できる。
【００１１】
即ち、本発明のスパイラル型膜エレメントの製造方法は、膜の供給側に供給側流路材を及び透過側に透過側流路材を配置した積層体を形成する工程と、少なくともこの積層体を有孔の中空管にスパイラル状に巻回する工程と、供給側流路と透過側流路とが直接連通しないための封止構造を形成する工程とを有するスパイラル型膜エレメントの製造方法において、前記膜の両側端辺近傍の封止構造を形成するにあたり、加熱により溶融状態とされた熱融着性材料を透過側流路材の空隙部に含浸・固化することにより、透過側流路材の表面から突出するように熱融着性材料を予め充填し、その熱融着性材料を再度加熱して前記膜に熱融着させて封止構造を形成することを特徴とする。上記において、前記熱融着性材料を充填した透過側流路材を用いて積層体を形成した後、前記中空管への巻回を行い、巻回後の状態で加熱して前記熱融着を行うことが好ましい。
【００１３】
［作用効果］
本発明の製造方法によると、前記膜の両側端辺近傍の封止構造を形成するにあたり、予め熱融着性材料を空隙部に充填した透過側流路材を用い、その熱融着性材料を前記膜に熱融着させて封止構造を形成するため、従来法のように透過側流路材に仮固定したテープ状接着剤により熱融着する方法と比較して、流路材内部に気泡や巣抜けが残留し難くいので、封止構造のシール性を大幅に改善することができる。また、テープ状接着剤の脱落やめくれに起因する歩留り低下等の問題も少なくなり、仮固定の条件や巻回条件の管理も簡易化できる。しかも、熱融着性材料を使用して封止構造を形成するため、混合系樹脂（二液接着剤）による封止構造と比較して、製造工程上有利な面が多い。
【００１４】
前記熱融着性材料を充填した透過側流路材を用いて積層体を形成した後、前記中空管への巻回を行い、巻回後の状態で加熱して前記熱融着を行う場合、巻回の際には熱融着されていないため巻回工程がスムーズに行え、予め熱融着性材料を空隙部に充填しているため、巻回状態で加熱することで十分なシール性が確保できる。なお、従来のようにテープ状接着剤を使用する方法では、シール性を確保するためには巻回前に熱融着を行うのが有利となるが、巻回工程においてシワの発生などの問題が生じる場合があった。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図１（ａ）〜図３（ｂ）は、本発明のスパイラル型膜エレメントの製造方法の一例を模式的に示す工程図である。本実施形態では、熱融着性材料１１を充填した透過側流路材４を用いて積層体Ｓ１を形成した後、中空管５への巻回を行い、巻回後の状態で加熱して熱融着を行う例を示す。
【００１６】
本発明の製造方法は、図１（ａ）〜図２（ｂ）に示すように、膜１の供給側に供給側流路材２を及び透過側に透過側流路材４を配置した積層体Ｓ１を形成する工程を有する。本実施形態では、図２（ａ）〜（ｂ）に示すように、連続する膜１を用いて、交互に折り返された膜１の供給側に供給側流路材２を及び透過側に透過側流路材４を配置する例を示す。
【００１７】
まず、図１（ａ）に示すように、連続膜である膜１の両端を部分的に熱融着（緻密化）して融着部１ａを形成する。この工程は省略することも可能であるが、膜１の両側端辺付近の封止構造のシール性を高める上で、予め熱融着を行うのが好ましい。連続膜としては、例えば幅５００〜２０００ｍｍ、好ましくは幅９００〜１２００ｍｍを使用する。その場合、これをロールから繰り出しながら、両端から１００ｍｍの領域の間に、５０ｍｍ以下の幅で熱融着（ヒートシール、超音波ウェルダーなど）を連続的に行う。好ましくは、両端から３０ｍｍの領域の間に、３０ｍｍ以下の幅で熱融着を行う。
【００１８】
本発明に用いられる膜１としては、透過に一定以上の圧力損失を有する多孔質膜又は非多孔質膜であればよく、具体的には、精密濾過膜、限外濾過膜、ナノ濾過膜、逆浸透膜、イオン交換膜、気体分離膜、透析膜、などが挙げられる。膜の材質としては、ポリプロピレン、ポリエチレン等のポリオレフィン、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリスチレン、ポリアクリロニトリル、酢酸セルロース、ポリアミド、ポリイミド、フッ素樹脂等の高分子膜を用いることができる。また、上記の膜１は多孔質支持層のような補強層を有していてもよい。その場合、一般的には補強層の側に透過側流路材４が配置される。
【００１９】
次に、図１（ｂ）に示すように、透過側流路材４の両側端辺付近（封止構造の形成位置）の空隙部に熱融着性材料１１を充填する。透過側流路材４としては、スパイラル型膜エレメントとして従来公知の透過側流路材が何れも使用でき、ネット、メッシュ、線材織物、繊維織物、不織布、など何れでもよい。また、その材質もポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリアミド、エポキシ、ウレタン等の樹脂の他、天然高分子、ゴム、金属など何れでもよい。但し、分離操作等の際に流路材からの溶出が問題となる場合、それを考慮して材質を選択するのが好ましい。
【００２０】
透過側流路材４の厚みは０．２〜１ｍｍであることが好ましく、透過側流路材４の厚み方向における空隙率は１０％以上６０％以下であることが好ましい。また、透過側流路材４がネット状である場合、そのピッチが０．３ｍｍ以上５ｍｍ以下であることが好ましい。
【００２１】
熱融着性材料１１としては、常温で固体であり加熱により融着可能な材料であればよく、エチレン／酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、ポリエチレン、ポリウレタン、アクリル樹脂、テルペン樹脂、ロジン樹脂、などのホットメルト接着剤の他、その他の熱可塑性樹脂、熱可塑性エラストマー、その混合物などが使用できる。
【００２２】
充填の方法としては、溶融状態の材料を含浸・固化させる方法、溶液状態の材料を含浸後に溶媒を除去する方法、微粒子状の材料を内部に充填して溶融させる方法など何れもよい。但し、透過側流路材４の空隙内に確実に充填する観点から、溶融状態の材料を含浸・固化させる方法が好ましく、溶融状態の材料を透過側流路材４に押出して展開したり、テープ状または紐状等の材料を金型や別のヒータで加熱して含浸させたりすればよい。
【００２３】
本発明では、特に図４（ａ）に示すように、周方向に連続する成形溝２１ａを有するロール２１を２本対向させて、回転するロール２１間に透過側流路材４を通過させながら、溶融状態（又は軟化状態）の熱融着性材料１１を含浸させる方法が好ましい。その際、ロール２１やヒータによる加熱で、固体の熱融着性材料１１を溶融状態（又は軟化状態）にしてもよいが、特に、ロール２１を通過させる前の透過側流路材４に熱融着性材料１１を溶融状態で展開して含浸させる方法が好ましい。
【００２４】
この方法によると、図４（ｂ）に示すように、展開された溶融状態の熱融着性材料１１ａが透過側流路材４に含浸し、これがロール２１間を通過することによって、成形溝２１ａの深さと幅に応じた厚みと幅の熱融着性材料１１が成形される。
【００２５】
熱融着性材料１１を充填した状態での厚みは、透過側流路材４の表面より０〜１．０ｍｍ、特に０〜０．５ｍｍだけ表面が高くなる厚みとするのが好ましい。これより薄いと、熱融着後のシール性が不十分となる傾向があり、これより厚いと、熱融着性樹脂等の広がりによる有効膜面積の損失が生じたり、熱融着性樹脂等の広がりによる巻きゆるみが生じて熱融着後のシール性が不十分となる傾向がある。
【００２６】
次に、図１（ｃ）に示すように、膜１の透過側（図面の下側）に透過側流路材４を仮固定する。仮固定の方法としては、熱融着性材料１１を部分的に熱融着させる方法、仮止めテープを使用する方法など何れでもよいが、熱融着性材料１１を部分的に熱融着させる方法が好ましい。熱融着の条件は後の融着工程と比べて低温で行うのが好ましい。
【００２７】
次に、図１（ｃ）に示すように、供給側（図面の上側）の膜面に等間隔で、補強用の粘着テープ１２の１０〜１００ｍｍ幅を、長さ方向に５００〜２０００ｍｍの等間隔で幅方向にシワの入らないように貼り付ける。好ましくは、１０〜５０ｍｍ幅の粘着テープ１２を、長さ方向に５００〜１５００ｍｍの等間隔で貼り付ける。粘着テープ１２は、ＰＥＴテープなど何れでもよい。これは連続で折りたたんだときの山折り側、谷折り側になる部分である。
【００２８】
本発明では前記膜１を折り返すにあたり、予め膜１の折り返し線に沿って、溝状、折目状、圧密状の筋目やミシン目などを形成するのが好ましい。具体的な形成方法としては、例えば溝付きの金型、溝付きロール、又は一対のロールなどを受け側として、上部から直線状又はミシン目状の刃物や回転刃を押しつけて挟み込む方法が挙げられる。
【００２９】
次に、図２（ａ）に示すように、例えば幅５００〜２０００ｍｍ、好ましくは幅９００〜１２００ｍｍの供給側流路材２を５００〜２０００ｍｍに切断しておき、粘着テープ１２を貼り付けたところに交互に供給側流路材２を固定していく。固定方法については、熱融着、ステープル、テープ、樹脂などあるが超音波ウェルダーが好ましい。
【００３０】
供給側流路材２としては、スパイラル型膜エレメントとして従来公知の供給側流路材が何れも使用でき、ネット、メッシュ、線材織物、繊維織物、不織布、溝付きシート、波形シートなど何れでもよい。また、その材質もポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリアミド等の樹脂の他、天然高分子、ゴム、金属など何れでもよい。但し、分離操作等の際に流路材からの溶出が問題となる場合、それを考慮して材質を選択するのが好ましい。
【００３１】
供給側流路材２の厚みは０．３ｍｍ以上２ｍｍ以下であることが好ましく、供給側流路材２の厚み方向における空隙率は１０％以上７０％以下であることが好ましい。また、供給側流路材２がネット状である場合、そのピッチが０．５ｍｍ以上１０ｍｍ以下であることが好ましい。
【００３２】
次に、図２（ｂ）に示すように、供給側流路材２を固定した粘着テープ１２の部分のほぼ中央部分を供給側流路材２が内側になるように折り返す。それを設定リーフ分折り返して、積層体Ｓ１とする。折り返しは、手や治具を用いて折り返したり、これを自動化した装置を用いて行うことができる。なお、設定リーフ数は、例えば８インチサイズのもので１５〜５０リーフである。この時、透過側流路材４を挟み込む側の折り返し部は折目のない状態とする。
【００３３】
上記の際、折目部の安定化、形状保持、強度アップなどのために、膜１を折り返す際や折り返し後に加熱加圧を行なうのが好ましい。具体的には、一対の加熱プレートを用いて折り返し部を挟み込む方法、一対の加熱したロール間を通過させる方法、折り返し部を保持可能な隙間を形成した加熱体に折り返し部を押し込む方法などが挙げられる。この加熱加圧は、折り返す際又は折り返し後、あるいは折り返し際及び折り返し後に行えばよいが、折り返し後に加熱加圧状態を一定時間保持するのが好ましい。
【００３４】
本発明では、図３（ａ）〜（ｂ）に示すように、少なくともこの積層体Ｓ１を有孔の中空管５にスパイラル状に巻回する工程を有する。本実施形態では、積層体Ｓ１の巻き始め側を直接中空管５に固着又は固定してから巻回を行う例を示す。
【００３５】
まず、図３（ａ）に示すように、透過側流路材４を仮止めした膜１の一つ目にあたる巻き始め部を中空管５に固着し、各リーフを中空管５の円周の長さに合わせた間隔でずらして固着又は配置する。
【００３６】
中空管５としては、従来公知のものが何れも使用でき、例えば金属、繊維強化プラスチック、プラスチックまたはセラミックスなどからなる、有孔の中空管であればよい。孔の形状、大きさ、位置、個数なども膜種類などに応じて、従来公知のものがいずれも採用できる。
【００３７】
中空管５の外径と長さは、スパイラル型膜エレメントのサイズに応じて適宜決定される。例えば外径１０〜１００ｍｍ、長さ５００〜２０００ｍｍであり、好ましくは外径１２〜３８ｍｍ、長さ９００〜１２００ｍｍである。この例では、中空管５が透過側の流路（例えば集水管）となる。
【００３８】
積層体Ｓ１（膜リーフ）を中空管５に固着する方法としては、熱融着や超音波融着の他、接着剤による接着、粘着テープ、両面テープ、熱融着材による接着、機械的な固着など何れでもよい。固着の部位としては、等間隔でなくとも膜等の配置の仕方で修正することができるが、略等間隔とするのが好ましい。略等間隔とする場合、中空管５の外周長を固着する膜リーフの数で除した間隔とするのが好ましい。
【００３９】
次に、スパイラル状に巻回する工程を行うが、図３（ｂ）に示すように、巻回体Ｒ１の外周に単数又は複数のロール１５を押し当てながら中空管５を回転させて巻回を行うのが好ましい。
【００４０】
中空管５を回転させる方法としては、従来の巻き取り装置が使用でき、巻付用のチャックに中空管５をセットして回転させればよい。回転速度としては、巻回体Ｒ１の外周部の周速で例えば１０ｍｍ／ｍｉｎ〜５０ｍ／ｍｉｎである。
【００４１】
上記の際、ロール１５は、回転自在または回転の制動力もしくは駆動力を有するものの何れでもよいが、回転自在または微小な制動力を有するものが好ましい。本発明では、上記のような巻回工程によって積層体Ｓ１を最後まで巻回してもよいが、巻回の途中又は終了後に、単数又は複数のロール１５を更に強い圧力で押し当てながら中空管５を回転させて巻回体Ｒ１を巻き締める工程を実施してもよい。なお、本実施形態のように連続リーフ式の場合、最後まで巻回することで、リーフの外周側の仮折りをすることも可能である。上記の巻き締め工程では、圧力及び速度をコントロールすることで、巻き締まり状態をコントロールできる。なお、巻回後の巻回体Ｒ１に外装シートを巻き付けてもよい。
【００４２】
本発明は、供給側流路と透過側流路とが直接連通しないための封止構造を形成する工程を有するが、図３（ｃ）に示すように、膜１の両側端辺近傍の封止構造Ａ１を形成するにあたり、予め熱融着性材料１１を空隙部に充填した透過側流路材４を用い、その熱融着性材料１１を前記膜１に熱融着させて封止構造を形成する。
【００４３】
本実施形態では、巻回後の巻回体Ｒ１の状態で加熱して当該熱融着を行う。熱融着の条件としては、熱融着性材料１１の種類等にもよるが、加熱温度が９０〜１６０℃が好ましく、１１０〜１３０℃がより好ましい。また、加熱時間は、加熱温度にもよるが、３０〜９０が好ましい。なお、熱融着は、直接加熱を行う方法の他、マイクロ波、高周波等の電磁波、赤外線、その他のエネルギー線などを利用して加熱する方法などでもよい。電磁波を利用する方法については、特開平７−２０４４７１号公報に詳細に説明されている。
【００４４】
本発明では、封止構造Ａ１以外の封止構造を更に形成してもよいが、この工程は従来法と同様にして行うことができる。当該工程は、何れの時点で行ってもよく、複数の工程で行ってもよい。例えば、膜１の両側端辺近傍の封止構造より更に内周側の中空管５との近接部を封止して封止構造Ａ２を形成する工程を、別途行ってもよい。また、連続膜を使用せずに複数の膜リーフを使用する場合に、膜１の外側端辺を封止する工程などを行ってもよい。封止構造Ａ２の封止工程については、熱融着テープを用いた熱融着や超音波融着の他、接着剤による接着、粘着テープ、両面テープ、熱融着材による接着などを実施してもよい。また、後者の封止工程については、これらの方法以外に、前述した予め熱融着性材料１１を空隙部に充填した透過側流路材４を用いる方法が有効である。これについては後に詳述する。
【００４５】
なお、巻回の後に、熱融着等した封止部分の残留応力を除去するために、適当な温度で熱処理したり、あるいは前記巻回工程を熱融着等が離反しない温度で加熱等しながら行ってもよい。また、巻回工程の後に、膜１の外周面にネット等の外周部流路材を巻回してもよい。
【００４６】
本発明のスパイラル型膜エレメントは、本発明の製造方法によって好適に製造し得るものである。即ち、図３（ｃ）に示すように、膜１の供給側に供給側流路材２を及び透過側に透過側流路材４を配置した積層体Ｓ１が有孔の中空管５にスパイラル状に巻回され、供給側流路と透過側流路とが直接連通しないための封止構造を有するスパイラル型膜エレメントにおいて、前記膜１の両側端辺近傍の封止構造Ａ１は、前記透過側流路材４の空隙部に表裏連通して充填された熱融着性材料１１によって前記膜１が熱融着された構造である。具体的な材料、形状、構造等は、前述した通りである。
【００４７】
［他の実施形態］
（１）前述の実施形態では、熱融着性材料を充填した透過側流路材を用いて積層体を形成した後、中空管への巻回を行い、巻回後の状態で加熱して熱融着を行う例を示したが、中空管への巻回を行う前に熱融着を行って封止構造を形成してもよい。
【００４８】
（２）前述の実施形態では、連続膜を使用した連続リーフを積層体として巻回する例を示したが、本発明では、単独リーフを複数用意し、これを使用して積層体を形成した後にこれを中空管に巻回してもよい。また、長尺の単独リーフを１組みのみ使用してこれを中空管に巻回してもよい。
【００４９】
その場合、膜の外側端辺を封止する方法として、前述した予め熱融着性材料を空隙部に充填した透過側流路材を用いる方法が有効である。例えば図５に示すように、透過側流路材４の膜リーフ両側端辺及び膜リーフ先端部にあたる部分に、熱融着性材料１１を充填したものを使用し、この供給側流路材２を膜１の供給側に挟み込んだ二つ折り膜リーフを２枚の透過側流路材４の間に挿入、固定し中心管に巻き付けた後、熱融着すればよい。この場合も前述と同様のロールを用いる方法で、連続的に熱融着性材料１１を透過側流路材４の両側に充填し、更に、幅方向の熱融着性材料１１を充填した後、切断することにより、予め熱融着性材料１１を３辺近傍の空隙部に充填した透過側流路材４を作製することができる。
【００５０】
（３）前述の実施形態では、中空管を透過側の流路とすべく、透過側流路材を多孔シートに固着する例を示したが、濃度分極によるケークの形成等が問題とならない場合など、中空管を供給側の流路とすべく、供給側流路材を多孔シートに固着してもよい。
【００５１】
（４）前述の実施形態では、連続膜の透過側に透過側流路材を配置した後、供給側に供給側流路材を配置し、これを交互に折り返して積層体を形成する例を示したが、配置の順番や折り返しとの順序関係などは、何れでもよい。
【００５２】
【実施例】
以下、本発明の構成と効果を具体的に示す実施例等について説明する。
【００５３】
実施例１
図１（ａ）〜図３（ｂ）に示す工程に従って、次の材料、条件等にてスパイラル型膜エレメントを作製し、その評価を行った。
【００５４】
日東電工（株）製のＲＯ膜ＥＳ１０を繰り出しながら両側端辺のヒートシールを連続的に行なった。また、前記ロール間を通過させてホットメルト樹脂（アスハラケミカル（株）製、ＥＶＡ）を透過側流路材（トリコットタイプ、ポリエステル樹脂）の表面からの厚みが０．１ｍｍになるように含浸・充填した。これを部分加熱し膜の透過側の面に仮接着させた。供給側の膜面にて折り目にあたる箇所に等間隔でテープを幅方向横断するように貼り付けた。テープを貼りつけた後、折り目になる部分に金属製薄板、受け側に金型で荷重を与え供給側が谷の方向で筋目を入れた。必要な大きさに切断した供給側流路材を用意し、折り目部分としてテープを貼り付けた部分に供給側流路材を超音波ウエルダーにて固定した。供給側流路材を固定したテープ部分のほぼ中央部分を折り曲げ、設定した膜リーフの数分折り曲げた。このとき．反対側の折り返し部分（供給側山折り側）は折り曲げていない状態とした。折り目部の強度アップのためにエア圧力で熱プレスを行った。このようにして積層体を準備した。
【００５５】
以上のようにして組立てられたものについて巻付用のチャックに中空管をセットし、チャックを一定の速度で回転させて全膜リーフを巻き上げた。このときロールを２方向から一定の圧力でエレメントに当てて端面を揃え、連続リーフ式の場合は外周側の仮折りをした。一定回数回転させた後、１本のロールを更に当てて巻き締めていった。このとき膜リーフにシワ、折れ、ズレの発生は無かった。
【００５６】
巻き上げたエレメントを１３０℃の乾燥機中で１時間静置し、ホットメルト樹脂を融着させ、その後室温に戻して固化させた。固化が終了したエレメントについて、水中で中心管より０．０５MPa の圧力でリーフ内の透過側をエア加圧しシール性を確認した結果、供給側からのバブルの発生は認められなかった。また、膜特性を測定した結果、所定の膜性能を満足した。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のスパイラル型膜エレメントの製造方法の一例を模式的に示す工程図
【図２】本発明のスパイラル型膜エレメントの製造方法の一例を模式的に示す工程図
【図３】本発明のスパイラル型膜エレメントの製造方法の一例を模式的に示す工程図
【図４】図１に示す工程の一部を更に詳細に示す工程図
【図５】本発明のスパイラル型膜エレメントの製造方法の他の例を示す説明図
【図６】従来のスパイラル型膜エレメントの製造方法の一例を模式的に示す工程図
【図７】従来のスパイラル型膜エレメントの製造方法の熱融着状態を示す説明図
【符号の説明】
１膜
２供給側流路材
４透過側流路材
５中空管
１１熱融着性材料
Ｓ１積層体
Ｒ１巻回体
Ａ１膜の両側端辺近傍の封止構造

Claims

膜の供給側に供給側流路材を及び透過側に透過側流路材を配置した積層体を形成する工程と、少なくともこの積層体を有孔の中空管にスパイラル状に巻回する工程と、供給側流路と透過側流路とが直接連通しないための封止構造を形成する工程とを有するスパイラル型膜エレメントの製造方法において、
前記膜の両側端辺近傍の封止構造を形成するにあたり、加熱により溶融状態とされた熱融着性材料を透過側流路材の空隙部に含浸・固化することにより、透過側流路材の表面から突出するように熱融着性材料を予め充填し、その熱融着性材料を再度加熱して前記膜に熱融着させて封止構造を形成することを特徴とするスパイラル型膜エレメントの製造方法。
前記熱融着性材料を充填した透過側流路材を用いて積層体を形成した後、前記中空管への巻回を行い、巻回後の状態で加熱して前記熱融着を行う請求項１記載のスパイラル型膜エレメントの製造方法。
周方向に連続する成形溝を有する２本のロール間に前記透過側流路材を通過させながら、熱融着性材料を含浸させることにより、前記成形溝の深さと幅に応じた厚みの前記熱融着性材料を成形することを特徴とする請求項１又は２に記載のスパイラル型膜エレメントの製造方法。