JP4047966B2

JP4047966B2 - Deaeration device using tubular film assembly by annular fusion

Info

Publication number: JP4047966B2
Application number: JP09229998A
Authority: JP
Inventors: 英敏熊谷; 琢司横田
Original assignee: W.L.Gore&Associates G.K.; W.L.Gore&Associates,Co.,LTD.; Japan Gore Tex Inc
Current assignee: W.L.Gore&Associates G.K.; W.L.Gore&Associates,Co.,LTD.; Japan Gore Tex Inc
Priority date: 1998-03-20
Filing date: 1998-03-20
Publication date: 2008-02-13
Anticipated expiration: 2018-03-20
Also published as: JPH11268131A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は液中に溶存する気体を脱気させる脱気装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
化学品製造、食品製造、医療、半導体製造の種々の分野において、液中に溶存している気体の脱気が要求されることが多々ある。このような脱気に使用させる装置として、溶存気体を透過させる高分子膜材をスパイラル状あるいはプリーツ状に重ねてモジュール化したものが知られている。このタイプの装置では、膜材の片側を液体流路とし、膜材の他側を減圧状態にされた気体除去流路として脱気を行っている。
【０００３】
一方、本出願人は、濃度の高い溶剤液、油脂液、界面活性剤を含む液についても効率よく脱気が行えるようにするために、特開平９−２２５２０６号公報において、ケーシング内にテトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体からなる周囲が閉じられた封筒状の膜構造体を用いた脱気装置を提案した。この脱気装置では、膜構造体の内部が減圧雰囲気になるように、末端部あるいは中央部等の適所に減圧のための排気用チューブが熱融着等により直接取り付けられている。
【０００４】
しかし、このような構造の脱気装置では、封筒状の膜構造体に設けられた開口部に排気用チューブの一端が熱融着等により接合されているために、装置運転時にその接合部位に応力が集中しやすく、機械的強度に問題があり、脱気性能の低下を招いたり、脱気装置の寿命を短くしていた。特にこの問題は高圧の液体の脱気を行う場合等には顕著であった。
【０００５】
この問題を解決するためには、封筒状の膜構造体の膜厚を厚くすることにより、膜構造体−排気用部材（チューブ）の接合部分近傍の機械的強度を向上させることが考えられるが、このようにすると上記問題は解決されるものの、膜厚の増加により膜構造体の気体透過性が低下し、脱気装置の脱気性能を低下させてしまう。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、脱気性能を低下させずに上記接合部近傍における機械的強度の問題を解決するために用いられる環状融着による筒状フィルム接合体及びその接合体を用いた脱気装置を提供することをその課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、前記問題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、本発明を完成するに至った。即ち、本発明によれば、熱可塑性樹脂からなり、気体に対して透過性である筒状フィルムＡの端部と、熱可塑性樹脂からなり、前記筒状フィルムＡよりも機械的強度が高い筒状フィルムＢの端部とが重ね合わせられて環状に熱融着されていることを特徴とする筒状フィルム接合体が提供される。また、本発明によれば、ケーシングと；スパイラル状又はプリーツ状に重ねられ該ケーシングに収納された熱可塑性樹脂からなる周囲が閉じられた封筒状膜構造体と；該膜構造体の内部を減圧雰囲気にするために該膜構造体に設けられた排気用部材と；該膜構造体の内部に配置された気体流路形成材と；該膜構造体の内部又は外部に配置された液体流路形成材と；該ケーシングに形成された液体供給口と；該ケーシングに形成された、該液体供給口から流入し該膜構造体に接触して通過した液体を排出するための液体排出口とを有する脱気装置において、該膜構造体は、該排気用部材に接続する筒状フィルムＢの端部と該排気用部材に接続しない筒状フィルムＡの端部とが重ね合わせられて環状に熱融着された筒状フィルム接合体から形成されていることを特徴とする脱気装置が提供される。
【０００８】
【発明の実施の形態】
先ず、本発明による筒状フィルム接合体について詳述する。
本発明による筒状フィルム接合体は、熱可塑性樹脂からなる筒状フィルムＡの端部と熱可塑性樹脂からなる他の筒状フィルムＢの端部とが重ね合わせられて環状に熱融着されていることを特徴とする。ここで、本発明に用いる筒状フィルムは、２枚のフィルムを重ねて２辺を熱融着等により接合する方法、１枚のフィルムを折り返して１辺を接合する方法、チューブ状物を押出、インフレーションによりフィルム化する方法等により得ることができる。
【０００９】
本発明の筒状フィルム接合体において、筒状フィルムＡ及び筒状フィルムＢに用いられる熱可塑性樹脂としては、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート、ポリビニルアルコール、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、テトラフルオロエチレン−パーフルオロビニルエーテル共重合体等をはじめとして、ほとんどすべての熱可塑性樹脂の使用が可能であり、使用目的に応じて適宜選択が可能である。例えば脱気装置の膜構造体に使用する場合には、特に半導体製造装置の洗浄液の脱気等に使用する場合には、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、テトラフルオロエチレン−パーフルオロビニルエーテル共重合体が特に好ましい。
【００１０】
筒状フィルムＡの熱可塑性樹脂と筒状フィルムＢの熱可塑性樹脂とは同じ材料、材質（融点、多孔性・無孔性、機械的強度等の各種機械的、物理的特性）であってもよいし、異なる材料であってもよい。両者の融点の差が小さければ（差：０〜５０℃、好ましくは０〜３０℃）、異なる材質の筒状フィルムからなる接合体も実現可能である。
【００１１】
本発明の筒状フィルム接合体においては、筒状フィルムＢが筒状フィルムＡよりも機械的強度が高い限り、筒状フィルムＡの膜厚と筒状フィルムＢの膜厚は同じであってもよいし、異なっていてもよい。なお筒状フィルムＢと筒状フィルムＡに同じ材料を使用する場合は、筒状フィルムＢの方の膜厚を厚く設定する。膜厚５〜１００μｍの薄い筒状フィルムと厚い筒状フィルムとが環状融着により接合された接合体も実現可能である。
【００１２】
本発明の筒状フィルム接合体においては、筒状フィルムＡの内径と筒状フィルムＢの内径は同じであっても、異なっていてもよい。両者の内径が極端に違う場合にあっては、図１に示すように、外側にあたる筒状フィルムＡ（１）は、内側にあたる筒状フィルムＢ（２）との接触部分においては両者の融着により、該接触部分以外においては外側の筒状フィルム（１）自身の融着により接合される。また、この場合において、外側の筒状フィルムＡ（１）の融着端面を斜めに折りたたむことで、連続的な筒状フィルム接合体の形状を保つことができる。また、本発明の筒状フィルム接合体では、図５に示すように、スペーサーや余分なフィルム部分を切除して取り除いた構造としてもよい。
【００１３】
本発明では、筒状フィルムＡと筒状フィルムＢにつき、いずれの材料、材質、膜厚、内径等の組み合わせを採用するかは、使用目的に応じて適宜設定することができる。
【００１４】
次に、本発明による筒状フィルム接合体の作製方法について述べる。
熱可塑性樹脂からなる筒状フィルムＡ及び筒状フィルムＢの両端部とを接合するには、例えば加熱した線状ヒーターを融着すべき場所に圧着することで、線状に融着することができる。この様子を図２に示す。図中、１は外側の筒状フィルムＡ、２は内側の筒状フィルムＢである。しかし、図２に示すように単純にラインＬをヒーターで加熱圧着を行うと、外側の筒状フィルムＡの接合すべき部位と内側の筒状フィルムＢの接合すべき部位とが融着されるだけでなく、内側の筒状フィルムＢ同士も融着されるため、奥が閉じられた筒状フィルムが２つ融着された状態になるだけで、得られた筒状フィルム接合体の内部をαからβへと流体は移動することはできない。
そこで、本発明では、スペーサーを用いることにより、内側の筒状フィルムＢ（２）の内部は融着されずに、他の部分が融着できることを可能にした。
ここで該スペーサーの素材に要求される特性としては、
（ａ）融着対象の素材より高融点でなければならない、即ち融着対象物が融着される温度でも融着されないものであること、
（ｂ）他の部位の融着を十分に行うために、高伝熱性であること、
という二点が挙げられる。これらの条件を満たすスペーサーとしては、金属箔や、ポリイミド、ポリフェニレンオキサイド、ポリスルフォン、ポリメチルペンテン、ポリアミドイミド、ポリエステルイミド、ポリベンゾイミダゾール、ポリエーテルエーテルケトン、フッ素樹脂等の高分子素材がある。
図３に示すように、上記のような特性を有するスペーサー３を内側の筒状フィルムＢ（２）の内部に挟み込んで、例えば線状の加熱ヒーターで加熱圧着を行うことにより、図４、図１に示すような接合体を得ることができる。即ち、外側の筒状フィルムＡの接合すべき部位と内側の筒状フィルムＢの接合すべき部位とは融着されるが、内側の筒状フィルムＢ同士は、スペーサー３の働きにより融着されない。従って、この接合体は、筒状フィルムの構造を保ったまま環状に融着されたものであって、その内部を流体が移動可能なものとなる。
【００１５】
上記ではスペーサーを用いて筒状フィルム接合体を作製したが、本発明によれば、このようなスペーサーを用いないで筒状フィルム接合体を作製することもできる。
即ち、外側の筒状フィルムＡの端部と内側の筒状フィルムＢの端部の間に、これらフィルム材質より融点が低い（５〜１００℃程度、好ましくは３０〜７０℃程度低い）他の材質の熱可塑性樹脂で、例えば環状のものを介装し、内側の筒状フィルムＢ同士が融着しないようにシール温度をコントロールしながら、両筒状フィルムＡとＢの融着を行う。このようにすると、スペーサーを内側の筒状フィルムの内部に挟み込む必要はなくなる。ここで使用可能な熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリビニルアルコール、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体等が挙げられる。
【００１６】
このように接着剤として、外側の筒状フィルムＡの端部と内側の筒状フィルムＢの端部の間に熱可塑性樹脂を介装させて適切に温度制御しながら加熱すると、内側の筒状フィルムＢ同士は融着させないで、接着剤である熱可塑性樹脂を溶融させ、これが接着剤となって外側の筒状フィルムＡの接合すべき部位と内側の筒状フィルムＢの接合すべき部位とを接着させる。この場合、外側の筒状フィルムＡの接合すべき部位と内側の筒状フィルムＢの接合すべき部位は溶融状態であっても、非溶融状態であってもよい。このように接着剤として介装させた熱可塑性樹脂が、適切に溶融し、外側の筒状フィルムＡの接合すべき部位と内側の筒状フィルムＢの接合すべき部位を接着させることにより、その接合部位はリークがなく、脱気性能を低下させない、すぐれたものとなる。
【００１７】
以上のように、本発明による筒状フィルム接合体は、その接合部がリークなしに簡便に融着形成されたものであり、両筒状フィルムＡ、Ｂの材料、材質、膜厚、内径等を適切に設定することにより、使用目的に応じたすぐれた機械的、物理的特性を有するものとすることができる。
【００１８】
次に、本発明による脱気装置について説明する。
本発明による脱気装置は、
ケーシングと；
スパイラル状又はプリーツ状に重ねられ該ケーシングに収納された熱可塑性樹脂からなる周囲が閉じられた封筒状膜構造体と；
該膜構造体の内部を減圧雰囲気にするために該膜構造体に設けられた排気用部材と；
該膜構造体の内部に配置された気体流路形成材と；
該膜構造体の内部又は外部に配置された液体流路形成材と；
該ケーシングに形成された液体供給口と；
該ケーシングに形成された、該液体供給口から流入し該膜構造体に接触して通過した液体を排出するための液体排出口とを有する脱気装置において、
該膜構造体は、該排気用部材に接続する筒状フィルムの端部と該排気用部材に接続しない筒状フィルムの端部とが重ね合わせられて環状に熱融着された筒状フィルム接合体から形成されていることを特徴としている。
【００１９】
本発明の脱気装置で用いる封筒状膜構造体は、筒状フィルムＡと筒状フィルムＢを環状に熱融着した筒状フィルム接合体からなる。筒状フィルムＡは排気用部材に接続されない側であり、筒状フィルムＢは排気用部材に接続される側である。所期の目的を達成するため、筒状フィルムＢは筒状フィルムＡに比べ、機械的強度にすぐれている必要がある。
【００２０】
本発明の膜構造体材料としては、液体に対しては不透過性、気体に対しては良好な透過性を示し、かつ耐溶剤性、耐油性、耐界面活性剤性、耐熱性等が良好であるものが好ましい。このような条件を満足するものであれば適宜の材料が使用可能であるが、その中でも特にテトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、テトラフルオロエチレン−パーフルオロビニルエーテル共重合体が好ましい。これは上記の理由に加え、膜材料の溶出が極めて少ないからである。筒状フィルムＡと筒状フィルムＢとは同じ材料であっても、異なる材料であってもよく、単一膜でも積層膜でもよい。本発明で用いる膜構造体において、筒状フィルムＡの厚さは例えば５〜１００μｍである。筒状フィルムＡと筒状フィルムＢの膜厚は同じでも、異なっていても構わないが、筒状フィルムＡと筒状フィルムＢに同じ材料を使用する場合は、筒状フィルムＢの方の膜厚を厚く設定する。これらフィルムの厚さが上記範囲より薄いと、取扱い性、耐圧力性、長期耐久性に欠けるようになり、上記範囲より厚くなるとガス透過性が低下するため、これらの事を考慮し、筒状フィルムＡと筒状フィルムＢの膜厚を選定する。
【００２１】
本発明で用いる膜構造体は、上記筒状フィルム接合体の両端を熱融着等の方法で接合して形成される。該膜構造体はこのように封筒状のものであり、その寸法は任意の値に設定することができるが、脱気装置の寸法を考慮に入れると、通常、幅が１０〜１００ｃｍ程度、長さが２〜２０ｍ程度であるのが好ましい。膜構造体の長さが長くなりすぎると、減圧にかかる時間が長くなり、初期の脱気に問題が生じてくる。また、膜構造体の長さが短くなりすぎると、十分な脱気を行うことができなくなる。
【００２２】
本発明で用いる膜構造体の内部には、除去気体の流路を形成するための気体流路形成材が設けられる。この気体流路形成材としては、その内部を除去空気が移動できるものであればよく、例えばナイロン、ポリエステルのニット、ナイロンのクロス織布、ウレタンスポンジ、ポリエステル、ポリプロピレンのネット、金属ネット等からなる布帛を用いることができ、この布帛の形態は織り物、編み物、スポンジ、不織布、ネット等とすることができる。この気体流路形成材は、その厚さが０．１〜４ｍｍ程度であるのが好ましく、その幅及び長さは、膜構造体の幅及び長さより若干（２〜１０ｍｍ程度）短いか同じであることが好ましい。
【００２３】
本発明では、気体流路形成材として、上記のような材料からなる布帛の片面又は両面に合成樹脂の多孔質フィルムを積層した構造のものを用いることもできる。この場合、合成樹脂の多孔質フィルムとしては、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂の多孔質体、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリエステル等の多孔質体、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン等のフッ素系樹脂の多孔質体等を使用することができる。この多孔質フィルムは、平均孔径が０．０１〜１００μｍ、空孔率が３０〜９７％、厚さが５〜１００μｍ程度であるのが好ましい。布帛の表面に合成樹脂を積層する方法としては、例えばグラビアロールを用いて接着剤を転写しラミネートする方法、熱融着による方法等を使用することができる。このような構造の気体流路形成材を用いると、膜構造体を真空引きして減圧状態とするときに膜構造体を構成する薄膜フィルム同士のくっつきを効果的に防止することができ、目標真空度に到達するまでの時間をより短縮することができ、また、膜構造体を構成する薄膜フィルムの損傷を防止するという利点がある。
【００２４】
本発明で用いる膜構造体は、その内部が減圧になるように、筒状フィルムＢ側の端部に真空引きのための排気用部材が取り付けられる。この排気用部材としては、例えば適宜の材料からなるチューブ状のものを用いることができ、特開平９−２２５２０６号公報に記載のものと同様、膜構造体に設けられた開口部に排気用チューブの一端が熱融着等により接合された構造とすることができる。この排気用チューブに使用できる材料としては、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体等がある。該排気用チューブを用いる場合、その外径は４〜１０ｍｍ、肉厚は０．５〜１ｍｍ程度が好ましい。
【００２５】
また、本発明では、排気用部材として図６に示すような構造を有する芯材を用いることができる。このような芯材は、熱可塑性樹脂からなり、排気用通路とこれに続く気体排出口を有するもので、特にスパイラル型脱気装置に適用して好適なものである。図中１１は芯材、１１Ｓは芯材表面、１２は中空部、１３は連通孔、１４は気体排出口である。
該芯材に使用される熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、ポリテトラフルオロエチレン等がある。樹脂の選択は、使用する液体や使用する温度環境に合わせて適宜選択できる。該芯材は単一の樹脂材料で形成されていてもよいし、異なる樹脂材料又は同一の樹脂材料の積層構造であってもよい。
該芯材の外形状は、柱状であることが好ましく、その断面は円形の他、楕円形状、多角形状等のものを採用することができるが、一般的には断面が円形のものが好ましい。芯材は、その外径は５〜５０ｍｍ、好ましくは１０〜３０ｍｍであり、その長さは１０〜２０００ｍｍ、好ましくは５０〜１０００ｍｍである。
該芯材において気体排出口は、通常、その長手方向の一端側又は両端側に形成することができる。この場合、気体排出口は芯材の端面に形成してもよい。
また、該芯材において排気用通路は、その長手方向に沿った細長い中空部から構成することができる。前記中空部は気体排出口につながる。
【００２６】
上記のような芯材を用いる場合、芯材と膜構造体とは、芯材の表面の一部と膜構造体の一表面の一部とにおいて接合されるが、この接合は熱融着により行われる。熱融着される部分の大きさは直径約２〜４０ｍｍ、好ましくは直径約５〜２０ｍｍ程度である。熱融着方法としては、例えば、芯材と膜構造体との接合されるべき部位を重ね合せた状態で同時にヒートガンで加熱して接合する方法、芯材と膜構造体との少なくとも一方を加熱した後、両者の接合されるべき部位を重ね合わせて接合する方法等を用いることができる。後者の方法は芯材と膜構造体とが異種材質のときなどに好適である。該接合部においては、膜構造体の内部と芯材の排気用通路を連通させるための小孔が形成される。この小孔は１個でもよく複数個でもよい。孔径は０．１〜２０ｍｍ、好ましくは２〜５ｍｍ程度である。小孔の形成はボール盤加工、加熱した又は加熱していない針状治具による貫通等の方法で行うことができる。
上記のように膜構造体と芯材との接合を行うと、シンプルな接合形態にもかかわらず、小孔周辺の接合部位において、装置運転時の応力が特定箇所に広がることなく全体に広がり、全体として接合部位の機械的強度を非常に高めることができる。従って、装置のより長寿命化が達成できるようになる。
【００２７】
また、上記の芯材と膜構造体との接合において、両者間に少なくとも１種以上の別の熱可塑性樹脂を接着剤として介在させ、該介在させた熱可塑性樹脂の熱融着により接合部を形成することができる。この場合、接着剤として使用される熱可塑性樹脂の必要特性としては、融点が芯材、膜構造体の融点と同じか又は低いこと（これらの部材の融点より１５〜６０℃程度低いことが望ましい）、使用される環境で機械的強度がある程度維持できること等がある。使用される熱可塑性樹脂は、芯材、膜構造体の材質に依存するが、例えば、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体等が例示できる。芯材と膜構造体との熱融着方法としては、例えば、芯材と熱可塑性樹脂と膜構造体との接合されるべき部位を重ね合せた状態で同時にヒートガンで加熱して接合する方法、芯材と熱可塑性樹脂と膜構造体の内、少なくとも熱可塑性樹脂を加熱した後、これらの接合されるべき部位を重ね合わせて接合する方法等を用いることができる。このような接合法を採用すると、脱気を行う膜構造体自体を融かして芯材に融着するのではなく、接着剤として介在させる熱可塑性樹脂を融かして融着させるため、膜構造体融着部及びその周辺にダメージを与えなくてすみ、接合部位の機械的強度が上げられる。
【００２８】
本発明では、膜構造体の内部又は外部には液体流路形成材が設けられる。
液体流路形成材を膜構造体の外部に設ける場合、その構造は、被脱気液体を適当な流速で通液させうるシート状のものが好ましく、例えばネット状、編布状等の構造のものを用いることができる。また、液体流路形成材の材質は、被脱気液体の種類に応じて適当なものを選択することができるが、通常、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエステル、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体等を用いることができる。特に半導体の洗浄液の脱気等に用いる場合は、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体が望ましい。
液体流路形成材において、その長さは膜構造体の長さとほぼ同じでよいが、その幅については、膜構造体が液体流路をふさぐのを防止するため、また膜構造体を保護するため、膜構造体の幅より若干（１〜２ｃｍ程度）広いことが望ましい。
液体流路形成材の設置により形成される液体流路部分の隙間寸法は、５０〜１０００μｍ、好ましくは１００〜４００μｍである。液体流路部分の隙間が上記範囲より大きいと脱気性能が悪くなり、上記範囲より小さいと液の圧力損失が高くなる。
なお、液体流路形成材としてメッシュ状のものを用いた場合には、被脱気液体の粘度に応じてメッシュ寸法を変えることによっても液の圧力損失を調整することができる。
【００２９】
また、液体流路形成材を膜構造体の内部に設ける場合、液体流路形成材は被脱気液体とは直接接液しないので、減圧時に加わる圧縮力に耐える程度のものであればよく、接液しないため被脱気液体の種類によってその材質は限定されない。この液体流路形成材としては、通常、ポリエステル、ナイロン、ポリプロピレン、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体等のフッ素樹脂等の熱溶融性樹脂を用いることができる。また、この液体流路形成材は減圧時に、膜構造体の薄膜と密着して液体流路を形成できる形状のものであればよく、例えばネット状のものや液の流れ方向に谷ないし山が延びる繰り返し凹凸形状のもの等とすることができる。
【００３０】
液体流路形成材を膜構造体の内部に設けると、被脱気液体の種類によって液体流路形成材の材質が限定されないので、特に、被脱気液体中への溶出があってはいけない半導体装置分野での利用等において、高価なフッ素樹脂を用いる必要がなく、他の材質を使うことができるという利点がある。
【００３１】
また、本発明では、気体流路形成部材と液体流路形成材を一つの部材、例えばネット状の部材で兼用させることも可能である。この場合、圧力損失が大きくなってしまわないよう、その形状、メッシュ寸法を適切に設定する。
【００３２】
本発明では、膜構造体の内部又は外部に液体流路形成材が設けられ、膜構造体と重ね合わせられて、合成樹脂あるいは金属等からなるケーシング内に収容されモジュール化される。その重ね合わせの形態としては、スパイラル状又はプリーツ状であることが好ましい。
また、ケーシング材料の合成樹脂としては、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体、クロロトリフルオロエチレン−エチレン共重合体、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリビニリデンフルオライド等がある。また、ケーシング材料の金属としては、アルミニウム、ステンレススチール、カーボンスチール、銅合金等がある。
ケーシングには、被脱気液体を供給するための液体供給口と、該液体供給口から供給され該膜構造体の外表面に接して通過した液体を排出するための液体排出口が形成されている。
また、排気用部材（排気用チューブ、芯材）の気体排出口には真空ポンプ、真空エジェクター等の減圧手段が連結される。
【００３３】
本発明による脱気装置は、封筒状膜構造体として上記のように環状融着された筒状フィルム接合体を用いたので、排気用部材と膜構造体フィルムとの接合部分の機械的強度が非常にすぐれ、脈流・高圧液体の脱気が可能となる。また、本発明による脱気装置は、通常の水、水溶液、溶剤液等に溶存する気体の脱気のみならず、濃度が高い溶剤液、油脂液、界面活性剤を含む液、半導体製造で使用される特殊液等に対しても効率よく脱気が行えるものである。また、液体中に溶存する気体は、酸素、炭酸ガス、窒素ガス、炭化水素ガス等の常温常圧でガス状を示す各種の気体であることができる。
【００３４】
【実施例】
以下本発明を実施例及び比較例により更に詳細に説明する。
【００３５】
実施例１
膜厚４０μｍ、幅（筒状フィルムを平たくしたときの幅をいう）１９５ｍｍ、長さ０．３ｍの筒状テトラフルオロエチレン−エチレン（ＰＦＡ）フィルム（Ｂ）の端部を１０ｃｍ程度外側へ折り返した。ここで後記する加熱条件においても耐熱性を有するポリイミドフィルムからなる幅３０ｍｍのカプトンテープをスペーサーとして用いた。このスペーサーを上記で折り返したＰＦＡフィルム（Ｂ）にその終端部と平行に片面のみに貼った。次に、筒状ＰＦＡフィルム（Ｂ）の折り返した部分を元に戻し、この筒状ＰＦＡフィルム（Ｂ）を、膜厚２５μｍ、幅２００ｍｍ、長さ８．９ｍの筒状ＰＦＡフィルム（Ａ）の内側に、カプトンテープの貼ってある側から１０ｃｍ挿入した。カプトンテープの貼ってある位置でインパルスシーラーを用いて３５０℃に加熱して熱融着を行ったところ、カプトンテープとＰＦＡフィルム（Ｂ）は融着されず、筒状ＰＦＡフィルム（Ａ）と筒状ＰＦＡフィルム（Ｂ）のみが融着され、本発明による筒状フィルム接合体が得られた。
【００３６】
実施例２
膜厚４０μｍ、幅１９８ｍｍ、長さ０．３ｍの筒状テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン（ＦＥＰ）フィルム（Ｂ）の端部を１０ｃｍ程度外側へ折り返した。ここで後記する加熱条件においても耐熱性を有するポリイミドフィルムからなる幅３０ｍｍのカプトンテープをスペーサーとして用いた。このスペーサーを上記で折り返したＦＥＰフィルム（Ｂ）にその終端部と平行に片面のみに貼った。次に、筒状ＦＥＰフィルム（Ｂ）の折り返した部分を元に戻し、この筒状ＦＥＰフィルム（Ｂ）を、膜厚２５μｍ、幅２００ｍｍ、長さ８．９ｍの筒状ＦＥＰフィルム（Ａ）の内側に、カプトンテープの貼ってある側から１０ｃｍ挿入した。カプトンテープの貼ってある位置でインパルスシーラーを用いて２８０℃に加熱して熱融着を行ったところ、カプトンテープとＦＥＰフィルム（Ｂ）は融着されず、筒状ＦＥＰフィルム（Ａ）と筒状ＦＥＰフィルム（Ｂ）のみが融着され、本発明による筒状フィルム接合体が得られた。
【００３７】
実施例３
膜厚４０μｍ、幅１９８ｍｍ、長さ０．３ｍの筒状ＦＥＰフィルム（Ｂ）の端部を１０ｃｍ程度外側へ折り返した。ここで実施例１と同様、幅３０ｍｍのカプトンテープをスペーサーとして用いた。このスペーサーを上記で折り返したＦＥＰフィルム（Ｂ）にその終端部と平行に片面のみに貼った。次に、筒状ＦＥＰフィルム（Ｂ）の折り返した部分を元に戻し、この筒状ＦＥＰフィルム（Ｂ）を、膜厚２５μｍ、幅２００ｍｍ、長さ８．９ｍの筒状ＰＦＡフィルム（Ａ）の内側に、カプトンテープの貼ってある側から１０ｃｍ挿入した。カプトンテープの貼ってある位置でインパルスシーラーを用いて３３０℃に加熱して熱融着を行ったところ、カプトンテープとＦＥＰフィルム（Ｂ）は融着されず、筒状ＰＦＡフィルム（Ａ）と筒状ＦＥＰフィルム（Ｂ）のみが融着され、本発明による筒状フィルム接合体が得られた。
【００３８】
実施例４
膜厚４０μｍ、幅１９５ｍｍ、長さ０．３ｍの筒状ＰＦＡフィルム（Ｂ）に、膜厚２５μｍ、折幅１９８ｍｍ、長さ５ｃｍのＦＥＰ筒状フィルムを通し、スペーサーとした。更に膜厚２５μｍ、幅２００ｍｍ、長さ８．９ｍの筒状ＰＦＡフィルム（Ａ）をその上にかぶせた。ＦＥＰフィルム（スペーサー）内挿部分の位置においてインパルスシーラーを用いＦＥＰの融点である２８０℃で熱融着を行ったところ、ＰＦＡとＦＥＰ界面のみが融着され、ＦＥＰを接着剤として本発明によるＰＦＡの筒状フィルム接合体が得られた。
【００３９】
実施例５
膜厚４０μｍ、幅１９５ｍｍ、長さ０．３ｍの筒状ＰＦＡフィルム（Ｂ）の端部を１０ｃｍ程度外側へ折り返した。実施例１と同様、幅３０ｍｍのカプトンテープをスペーサーとして用いた。このスペーサーを上記で折り返したＰＦＡフィルム（Ｂ）にその終端部と平行に片面のみに貼った。次に、筒状ＰＦＡフィルム（Ｂ）の折り返した部分を元に戻し、この筒状ＰＦＡフィルム（Ｂ）を、膜厚４０μｍ、幅１９５ｍｍ、長さ８．９ｍの筒状ＰＦＡフィルム（Ａ）の内側に、カプトンテープの貼ってある側から１０ｃｍ挿入した。この場合、挿入が容易に行えるように、ＰＦＡフィルム（Ｂ）の先端を斜めに折った。カプトンテープの貼ってある位置でインパルスシーラーを用いて３５０℃に加熱して熱融着を行ったところ、カプトンテープとＰＦＡフィルム（Ｂ）は融着されず、筒状ＰＦＡフィルム（Ａ）と筒状ＰＦＡフィルム（Ｂ）のみが融着され、本発明による筒状フィルム接合体が得られた。
【００４０】
実施例６
実施例１において作成した筒状フィルム接合体の一方の端部を熱融着により閉じて膜構造体として用い、他方の端部から該膜構造体の中に気体流路形成材を挿入した。この気体流路形成材は、減圧時に膜構造体と密着し、液体流路をも形成するように設計されているものである。
一方、外径３０ｍｍ、長さ２５０ｍｍのＰＦＡの細長い丸棒体に、図６に示すように、一方の端面から内径５ｍｍ、長さ１５ｃｍの中空孔をあけ、芯材（排気用部材）とした。
次に、芯材において接合部を形成すべき部位を、図７のように直径１０ｍｍ程度の範囲にわたって芯材の表面が溶けるまでヒートガンで加熱した。図中１５が溶融部分である。
次に、膜構造体の未融着の１辺を広げ、芯材の加熱部に、膜構造体の一面において接合部を形成すべき部位を図８のように密着させ、芯材の加熱部をヒートガンで加熱融着させ、接合部を形成した。芯材の取付位置は、膜構造体の膜厚が４０μｍの筒状フィルム部の端部（接合端部とは反対側）から５０ｍｍのところである。なお、図８において１６が接合部（融着部）、２１が封筒状膜構造体である。そして接合部の中央に図９のように芯材の中空孔まで達する直径２ｍｍの小孔をあけ、未融着の１辺を融着し、膜構造体と排気用部材の接合体を作製した。図９において、１６が接合部（融着部）、１７が小孔（連通孔）である。
次に、ＰＦＡ芯材を中心に、図１０に示すように膜構造体をスパイラル状に巻成し、直径９３ｍｍ、長さ２１０ｍｍの構造体とした。この構造体を円筒状ケーシング内に収納し、本発明による脱気装置を作製した。ケーシングはＰＦＡ押出し成形品を用いた。この脱気装置の接液面積は３．５２ｍ²、接液距離は１９８ｍｍであった。なお、図１０において２２は気体流路形成材兼液体流路形成材、図１１において２４がケーシング、２５が液体供給口、２６が液体排出口である。
【００４１】
比較例１
膜厚２５μｍ、幅１９８ｍｍ、長さ９．１ｍの筒状ＰＦＡフィルムを膜構造体として用い、該膜構造体の中に気体流路形成材を挿入した。この気体流路形成材は、減圧時に膜構造体と密着し、液体流路をも形成するように設計されているものである。この膜構造体の端部から５０ｍｍの位置に、排気口を備えた外径３０ｍｍ、長さ２８０ｍｍのＰＦＡ製芯材を熱融着で取り付け、排気用部材とした。そしてこの膜構造体の両端部を熱融着し、封筒状にした。更にＰＦＡ製芯材を中心にスパイラル状に巻成し、直径９３ｍｍ、長さ２１０ｍｍの構造体とした。この構造体を円筒状ケーシングに収納し、比較例の脱気装置を作製した。ケーシングはＰＦＡ押出し成形品を用いた。この脱気装置の接液面積は３．５２ｍ²、接液距離は１９８ｍｍであった。
【００４２】
比較例２
膜厚４０μｍ、幅１９８ｍｍ、長さ９．１ｍの筒状ＰＦＡフィルムを膜構造体として用い、該膜構造体の中に気体流路形成材を挿入した。この気体流路形成材は、減圧時に膜構造体と密着し、液体流路をも形成するように設計されているものである。この膜構造体の端部から５０ｍｍの位置に、排気口を備えた外径３０ｍｍ、長さ２８０ｍｍのＰＦＡ製芯材を熱融着で取り付け、排気用部材とした。そしてこの膜構造体の両端部を熱融着し、封筒状にした。更にＰＦＡ製芯材を中心にスパイラル状に巻成し、直径９３ｍｍ、長さ２１０ｍｍの構造体とした。この構造体を円筒状ケーシングに収納し、比較例の脱気装置を作製した。ケーシングはＰＦＡ押出し成形品を用いた。この脱気装置の接液面積は３．５２ｍ²、接液距離は１９８ｍｍであった。
【００４３】
脱気性能試験
実施例６と、比較例１及び比較例２で作製した脱気装置の脱気性能を測定するために、これらの脱気装置に配管を施した後、溶存酸素量測定を行った。これは脱気装置入口から溶存酸素濃度８．２ｐｐｍの純水を流量可変で脱気装置の中に流すことで、純水を脱気し、脱気装置出口にて純水の溶存酸素量を測定することでその脱気装置の性能を測定する検査である。以下にこの検査結果及び検査条件を示す。
【表１】

【００４４】
測定の結果、装置出口における溶存酸素量測定において、実施例６の脱気装置（筒状フィルム接合体の膜構造体を使用）は、比較例１（膜厚２５μｍのみの膜構造体を使用）の脱気装置と変わらない性能を示すことがわかる。一方、比較例２の脱気装置（膜厚４０μｍのみの膜構造体を使用）用いた脱気装置の性能は他のものと比較して著しく悪い。
【００４５】
溶存酸素濃度測定終了後の実施例６の脱気装置を、水を抜いた後に９８％エチルアルコールを脱気装置内に満たし１００Ｔｏｒｒで気体排気口から真空引きしてみたところ、気体排気口からアルコールは検出されず、環状融着部分も他の膜構成部分と同様にアルコール液の膜透過が起きていないことが確認された。
【００４６】
強度試験
次に、芯材−フィルム接合部分の機械的強度を測定するために接合部近傍の引っ張り試験を行った。サンプルは以下のようにして準備した。
先ず、ＰＦＡ板材にＰＦＡフィルムを融着部がフィルムの幅方向において１０ｍｍとなるように融着し、フィルム端が融着部端から５０ｍｍの位置となるようにフィルムを切断し、比較例のフィルムサンプルとした。ここでＰＦＡフィルムは膜厚が２５μｍのものと４０μｍのものを用意した。
次に、膜厚が２５μｍの筒状ＰＦＡフィルムと膜厚が４０μｍの筒状ＰＦＡフィルム接合体を用いて本発明のフィルムサンプルとした。そしてＰＦＡ板材にこのフィルムサンプルの膜厚４０μｍのフィルム部分の端部を比較例のフィルムサンプルと同一条件で融着した。
これらの引っ張り試験サンプルを融着接合部に対し鉛直に引っ張り、膜が破断する際の強度を測定した。以下にこの測定結果及び条件を示す。
【表２】

【００４７】
引っ張り強度検査の結果、すべてのサンプルにおいて破断個所はＰＦＡ板材と融着を行った融着部の先端から１ｍｍ以内の場所に起こっていることが分かった。本実施例の筒状フィルム接合体の接合部には破断は無かった。これはフィルム材に融着のための熱がかかったことによる偏肉が影響しているためではないかと考えられる。以上の結果から、本実施例のフィルムサンプルは引っ張り強度が膜厚が４０μｍのＰＦＡフィルムサンプルの引っ張り強度と同等であり、本実施例のフィルムサンプルのごとき筒状フィルム接合体を膜構造体とした脱気装置は、膜厚４０μｍの筒状フィルムを膜構造体とした脱気装置とほぼ遜色の無い機械的強度を有し、膜厚２５μｍの筒状フィルムを膜構造体とした脱気装置より高い機械的強度を持つことが示唆される。
【００４８】
【発明の効果】
本発明による筒状フィルム接合体は、その接合部がリークなしに簡便に融着形成されたものであり、接合された２つの筒状フィルムの材料、材質、膜厚、内径等を適切に設定することにより、使用目的に応じたすぐれた機械的、物理的特性を有するものとすることができる。
また、本発明の脱気装置によれば、上記の筒状フィルム接合体を封筒状膜構造体に使用したので、排気用部材−封筒状膜構造体接合部分にかかる応力の大きい脈流や高圧液体の脱気であっても、厚い膜厚のフィルムを膜構造体とする脱気装置のように脱気性能の劣化なしに、高性能の脱気が可能となる。
また、本発明の脱気装置は、封筒状膜構造体が筒状フィルム接合体でありながらも環状融着部分はアルコール等も透過しないので、比較的高濃度な溶剤液、界面活性剤入り液、油脂等の脱気が可能であり、かつ性能を落とさずに高圧液体にも対応できるようになる。その上、本発明の脱気装置の封筒状膜構造体は耐熱性にも優れているので溶存酸素がなくなる水の沸点である１００℃付近の温度においても使用することができるため、食品関連での脱気後の殺菌においても有効である。更に本発明の脱気装置は、半導体製造で使用される特殊液、強酸、強アルカリ、等の脱気にも使用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】２つの筒状フィルムが環状融着された様子を示す斜視図である。
【図２】環状融着の説明斜視図である。
【図３】環状融着工程（環状フィルム挿入時）の説明断面図である。
【図４】環状融着工程（環状融着後）の説明断面図である。
【図５】２つの筒状フィルムが環状融着された別の様子を示す斜視図である。
【図６】排気用部材として用いられる芯材の構造を示す斜視図である。
【図７】芯材の加熱部位の説明図である。
【図８】芯材と封筒状膜構造体の接合の説明図である。
【図９】封筒状膜構造体の内部と芯材の中空部とを連通させる連通手段の説明図である。
【図１０】膜構造体をスパイラル状に巻成した様子を示す図である。
【図１１】実施例の脱気装置の構造を示す図である。
【符号の説明】
１筒状フィルムＡ（外側）２筒状フィルムＢ（内側）
３環状融着スペーサー４熱融着部分
１１芯材１２中空部
１３連通孔１４気体排出口
１５溶融部分１６接合部（融着部）
１７小孔（連通孔）２１封筒状膜構造体
２２気体流路形成材兼液体流路形成材
２４ケーシング２５液体供給口
２６液体排出口[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a degassing device for degassing a gas dissolved in a liquid.
[0002]
[Prior art]
In various fields of chemical product manufacturing, food manufacturing, medical care, and semiconductor manufacturing, it is often required to degas the gas dissolved in the liquid. As a device used for such deaeration, a device in which a polymer film material that allows a dissolved gas to permeate is stacked in a spiral shape or a pleat shape to form a module is known. In this type of apparatus, degassing is performed using one side of the membrane material as a liquid channel and the other side of the membrane material as a gas removal channel in a reduced pressure state.
[0003]
On the other hand, in order to enable efficient degassing of a solvent solution, a fat / oil solution, and a surfactant-containing liquid having a high concentration, the present applicant has disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. 9-225206 that tetrafluoro A deaerator using an envelope-like membrane structure made of an ethylene-hexafluoropropylene copolymer and having a closed periphery was proposed. In this deaeration device, an exhaust tube for decompression is directly attached by heat fusion or the like to an appropriate position such as the end or the center so that the inside of the membrane structure becomes a decompressed atmosphere.
[0004]
However, in the deaeration device having such a structure, since one end of the exhaust tube is joined to the opening provided in the envelope-shaped membrane structure by heat fusion or the like, the degassing device is attached to the joint portion during operation of the device. Stress tends to concentrate and there is a problem in mechanical strength, resulting in a decrease in deaeration performance and shortening the life of the deaeration device. This problem is particularly remarkable when degassing a high-pressure liquid.
[0005]
In order to solve this problem, it is conceivable to increase the mechanical strength in the vicinity of the junction between the membrane structure and the exhaust member (tube) by increasing the film thickness of the envelope-like membrane structure. In this way, although the above problem is solved, the gas permeability of the membrane structure is reduced due to the increase in film thickness, and the deaeration performance of the deaeration device is reduced.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention provides a tubular film joined body by annular fusion used to solve the problem of mechanical strength in the vicinity of the joint without degassing performance and a deaerator using the joined body. The task is to do.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have completed the present invention. That is, according to the present invention, an end portion of the tubular film A that is made of a thermoplastic resin and is permeable to gas, and a tube that is made of a thermoplastic resin and has higher mechanical strength than the tubular film A. A tubular film joined body is provided in which the end portion of the film film B is overlapped and heat-sealed in an annular shape. Further, according to the present invention, a casing; an envelope-like membrane structure made of a thermoplastic resin that is stacked in a spiral shape or a pleat shape and is enclosed in the casing; and the inside of the membrane structure is decompressed An exhaust member provided in the membrane structure to create an atmosphere; a gas channel forming material disposed in the membrane structure; and a liquid channel disposed in or outside the membrane structure A forming material; a liquid supply port formed in the casing; and a liquid discharge port formed in the casing for discharging the liquid flowing in from the liquid supply port and contacting and passing through the membrane structure. In this degassing apparatus, the membrane structure is heated in an annular shape by overlapping the end of the tubular film B connected to the exhaust member and the end of the tubular film A not connected to the exhaust member. Formed from fused tubular film assembly Degassing device is provided, characterized in that is.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
First, the tubular film joined body according to the present invention will be described in detail.
In the tubular film joined body according to the present invention, the end of the tubular film A made of a thermoplastic resin and the end of another tubular film B made of a thermoplastic resin are overlapped and thermally fused in a ring shape. It is characterized by being. Here, the cylindrical film used in the present invention is a method of stacking two films and bonding two sides by heat fusion or the like, a method of folding one film and bonding one side, and extruding a tube-like material It can be obtained by a method of forming a film by inflation.
[0009]
In the tubular film assembly of the present invention, examples of the thermoplastic resin used for the tubular film A and the tubular film B include polyethylene, polypropylene, polystyrene, polyvinyl chloride, polyethylene terephthalate, polyvinyl alcohol, tetrafluoroethylene-hexa. Almost all thermoplastic resins including fluoropropylene copolymer, tetrafluoroethylene-perfluorovinyl ether copolymer and the like can be used, and can be appropriately selected according to the purpose of use. For example, when used for a membrane structure of a deaerator, especially when used for degassing a cleaning liquid of a semiconductor manufacturing apparatus, tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer, tetrafluoroethylene-perfluorovinyl ether. A copolymer is particularly preferred.
[0010]
Even if the thermoplastic resin of the tubular film A and the thermoplastic resin of the tubular film B are the same material and material (various mechanical and physical characteristics such as melting point, porosity / non-porous property, mechanical strength). It may be a different material. If the difference between the melting points of the two is small (difference: 0 to 50 ° C., preferably 0 to 30 ° C.), a joined body made of cylindrical films of different materials can be realized.
[0011]
In the tubular film assembly of the present invention, as long as the tubular film B has higher mechanical strength than the tubular film A, the tubular film A and the tubular film B have the same film thickness. It may be good or different. In addition, when using the same material for the cylindrical film B and the cylindrical film A, the film thickness of the cylindrical film B is set thicker. A joined body in which a thin tubular film having a thickness of 5 to 100 μm and a thick tubular film are joined by annular fusion is also feasible.
[0012]
In the tubular film assembly of the present invention, the inner diameter of the tubular film A and the inner diameter of the tubular film B may be the same or different. In the case where the inner diameters of the two are extremely different, as shown in FIG. 1, the tubular film A (1) corresponding to the outer side is fused at the contact portion with the cylindrical film B (2) corresponding to the inner side. Thus, the outer cylindrical film (1) is bonded by fusion of the outer cylindrical film (1) itself except for the contact portion. Moreover, in this case, the shape of the continuous tubular film assembly can be maintained by folding the fusion end surface of the outer tubular film A (1) obliquely. Moreover, in the cylindrical film joined body of this invention, as shown in FIG. 5, it is good also as a structure which excised and removed the spacer and the excess film part.
[0013]
In the present invention, for the tubular film A and the tubular film B, which material, material, film thickness, inner diameter and the like are to be used can be appropriately set according to the purpose of use.
[0014]
Next, a method for producing a tubular film assembly according to the present invention will be described.
In order to join the tubular film A made of a thermoplastic resin and both ends of the tubular film B, for example, a heated linear heater can be fused in a linear shape by crimping to a place where the heated linear heater is to be fused. it can. This is shown in FIG. In the figure, 1 is an outer cylindrical film A, and 2 is an inner cylindrical film B. However, when the line L is simply heat-pressed with a heater as shown in FIG. 2, the part to be joined to the outer tubular film A and the part to be joined to the inner tubular film B are fused. Not only the inner tubular film B but also the inner tubular film B are fused together, so that only the two tubular films closed at the back are fused, and the inside of the obtained tubular film joined body is obtained. The fluid cannot move from α to β.
Therefore, in the present invention, by using a spacer, the inside of the inner cylindrical film B (2) is not fused, and other portions can be fused.
Here, as the characteristics required for the material of the spacer,
(A) It must have a higher melting point than the material to be fused, that is, it must not be fused even at the temperature at which the fusion target is fused,
(B) high heat transfer in order to sufficiently fuse other parts;
There are two points. Examples of spacers that satisfy these conditions include metal foils and polymer materials such as polyimide, polyphenylene oxide, polysulfone, polymethylpentene, polyamideimide, polyesterimide, polybenzimidazole, polyetheretherketone, and fluororesin.
As shown in FIG. 3, the spacer 3 having the above-described characteristics is sandwiched inside the inner tubular film B (2), and subjected to thermocompression bonding with, for example, a linear heater, so that FIG. 1 can be obtained. That is, the outer tubular film A and the inner tubular film B are fused to each other, but the inner tubular films B are not fused together by the spacer 3. . Therefore, the joined body is fused in a ring shape while maintaining the structure of the tubular film, and the fluid can move inside the joined body.
[0015]
In the above, a cylindrical film joined body was produced using a spacer. However, according to the present invention, a tubular film joined body can also be produced without using such a spacer.
That is, the melting point is lower (about 5 to 100 ° C., preferably about 30 to 70 ° C.) between the end of the outer cylindrical film A and the end of the inner cylindrical film B. The two thermoplastic films A and B are fused while controlling the sealing temperature so that the inner cylindrical films B are not fused with each other. In this case, it is not necessary to sandwich the spacer inside the inner cylindrical film. Examples of the thermoplastic resin that can be used here include polyethylene, polypropylene, polyvinyl chloride, polyvinyl alcohol, and a tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer.
[0016]
Thus, as an adhesive, when the thermoplastic resin is interposed between the end portion of the outer tubular film A and the end portion of the inner tubular film B and heated while appropriately controlling the temperature, the inner tubular shape The films B are not fused together, the thermoplastic resin as an adhesive is melted, and this serves as an adhesive to join the outer tubular film A and the inner tubular film B to join. Adhere. In this case, the portion to be joined of the outer tubular film A and the portion to be joined of the inner tubular film B may be in a molten state or in a non-molten state. In this way, the thermoplastic resin interposed as an adhesive is appropriately melted, and by bonding the portion to be joined of the outer tubular film A and the portion to be joined of the inner tubular film B, The joining portion is excellent in that there is no leakage and the deaeration performance is not deteriorated.
[0017]
As described above, the tubular film joined body according to the present invention is obtained by simply fusing the joined portion without leakage, and the materials, materials, film thickness, inner diameter, etc. of both tubular films A and B By appropriately setting, it is possible to have excellent mechanical and physical characteristics according to the purpose of use.
[0018]
Next, the deaeration device according to the present invention will be described.
The deaeration device according to the present invention comprises:
A casing;
An envelope-like membrane structure that is superposed in a spiral shape or a pleat shape and is made of a thermoplastic resin that is housed in the casing;
An exhaust member provided in the membrane structure to make the inside of the membrane structure a reduced-pressure atmosphere;
A gas flow path forming material disposed inside the membrane structure;
A liquid flow path forming material disposed inside or outside the membrane structure;
A liquid supply port formed in the casing;
In the deaeration apparatus having a liquid discharge port formed in the casing for discharging the liquid flowing in from the liquid supply port and passing through the membrane structure,
The membrane structure has a tubular film joint in which an end portion of a tubular film connected to the exhaust member and an end portion of the tubular film not connected to the exhaust member are overlapped and thermally fused in an annular shape. It is characterized by being formed from the body.
[0019]
The envelope-like membrane structure used in the degassing apparatus of the present invention is composed of a tubular film joined body in which a tubular film A and a tubular film B are annularly heat-sealed. The tubular film A is the side that is not connected to the exhaust member, and the tubular film B is the side that is connected to the exhaust member. In order to achieve the intended purpose, the tubular film B needs to be superior in mechanical strength to the tubular film A.
[0020]
The membrane structure material of the present invention is impervious to liquids, good permeability to gases, and has good solvent resistance, oil resistance, surfactant resistance, heat resistance, etc. Are preferred. Any material can be used as long as it satisfies such conditions. Among them, a tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer and a tetrafluoroethylene-perfluorovinyl ether copolymer are particularly preferable. This is because the elution of the membrane material is extremely small in addition to the above reason. The cylindrical film A and the cylindrical film B may be the same material or different materials, and may be a single film or a laminated film. In the membrane structure used in the present invention, the thickness of the tubular film A is, for example, 5 to 100 μm. The film thicknesses of the tubular film A and the tubular film B may be the same or different, but when the same material is used for the tubular film A and the tubular film B, the film of the tubular film B is used. Set the thickness thick. If the thickness of these films is less than the above range, the handling property, pressure resistance, and long-term durability will be lacking, and if they are thicker than the above range, the gas permeability will be reduced. The film thickness of the film A and the cylindrical film B is selected.
[0021]
The membrane structure used in the present invention is formed by joining both ends of the tubular film joined body by a method such as heat fusion. The membrane structure is in an envelope shape as described above, and its dimensions can be set to an arbitrary value. However, when taking into consideration the dimensions of the deaeration device, the width is usually about 10 to 100 cm and long. Is preferably about 2 to 20 m. If the length of the membrane structure becomes too long, the time required for decompression becomes longer, and a problem occurs in the initial deaeration. If the length of the membrane structure is too short, sufficient deaeration cannot be performed.
[0022]
Inside the membrane structure used in the present invention, a gas flow path forming material for forming a flow path for the removal gas is provided. As the gas flow path forming material, any material can be used as long as the removal air can move inside. For example, nylon, polyester knit, nylon cloth, urethane sponge, polyester, polypropylene net, metal net, etc. A fabric can be used, and the form of the fabric can be a woven fabric, a knitted fabric, a sponge, a nonwoven fabric, a net, or the like. The gas flow path forming material preferably has a thickness of about 0.1 to 4 mm, and the width and length are slightly shorter (about 2 to 10 mm) or the same as the width and length of the membrane structure. Preferably there is.
[0023]
In the present invention, a gas flow path forming material having a structure in which a synthetic resin porous film is laminated on one side or both sides of a cloth made of the above-described material can also be used. In this case, the porous film of synthetic resin includes a porous body of polyolefin resin such as polyethylene and polypropylene, a porous body such as polycarbonate, polystyrene, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, and polyester, polytetrafluoroethylene, and polyfluoride. A porous body of a fluorine-based resin such as vinyl or polyvinylidene fluoride can be used. This porous film preferably has an average pore diameter of 0.01 to 100 μm, a porosity of 30 to 97%, and a thickness of about 5 to 100 μm. As a method of laminating the synthetic resin on the surface of the fabric, for example, a method of transferring and laminating an adhesive using a gravure roll, a method of heat fusion, and the like can be used. When the gas flow path forming material having such a structure is used, it is possible to effectively prevent sticking between the thin film films constituting the membrane structure when the membrane structure is evacuated to a reduced pressure state. There is an advantage that the time to reach the degree of vacuum can be further shortened, and damage to the thin film constituting the film structure is prevented.
[0024]
In the membrane structure used in the present invention, an exhaust member for evacuation is attached to the end portion on the cylindrical film B side so that the inside thereof is decompressed. As the exhaust member, for example, a tube-shaped member made of an appropriate material can be used. Similarly to the one described in JP-A-9-225206, an exhaust tube is provided in an opening provided in the membrane structure. It is possible to have a structure in which one end of each is joined by thermal fusion or the like. Examples of materials that can be used for the exhaust tube include a tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer and a tetrafluoroethylene-ethylene copolymer. When the exhaust tube is used, the outer diameter is preferably 4 to 10 mm and the wall thickness is preferably about 0.5 to 1 mm.
[0025]
Further, in the present invention, a core material having a structure as shown in FIG. 6 can be used as the exhaust member. Such a core material is made of a thermoplastic resin and has an exhaust passage and a gas exhaust port following the exhaust passage, and is particularly suitable for application to a spiral type deaerator. In the figure, 11 is a core material, 11S is a core material surface, 12 is a hollow portion, 13 is a communication hole, and 14 is a gas outlet.
Examples of the thermoplastic resin used for the core material include polyethylene, polypropylene, tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer, tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer, and polytetrafluoroethylene. Selection of resin can be suitably selected according to the liquid to be used and the temperature environment to be used. The core material may be formed of a single resin material, or may be a different resin material or a laminated structure of the same resin material.
The outer shape of the core material is preferably a columnar shape, and the cross section thereof may be an ellipse shape, a polygonal shape or the like in addition to a circular shape, but generally a circular cross section is preferred. The core material has an outer diameter of 5 to 50 mm, preferably 10 to 30 mm, and a length of 10 to 2000 mm, preferably 50 to 1000 mm.
In the core material, the gas discharge ports can usually be formed on one end side or both end sides in the longitudinal direction. In this case, the gas discharge port may be formed on the end face of the core material.
Further, in the core member, the exhaust passage can be constituted by an elongated hollow portion along the longitudinal direction thereof. The hollow portion is connected to a gas outlet.
[0026]
When the core material as described above is used, the core material and the membrane structure are joined at a part of the surface of the core material and a part of one surface of the membrane structure. Done. The size of the part to be heat-sealed is about 2 to 40 mm in diameter, and preferably about 5 to 20 mm in diameter. As the heat fusion method, for example, a method in which the portions to be bonded between the core material and the membrane structure are overlapped and heated by a heat gun at the same time, and at least one of the core material and the film structure is heated. After that, a method of joining the parts to be joined together can be used. The latter method is suitable when the core material and the membrane structure are made of different materials. In the joint portion, a small hole for communicating the inside of the membrane structure and the exhaust passage of the core material is formed. There may be one or more small holes. The hole diameter is 0.1 to 20 mm, preferably about 2 to 5 mm. The small holes can be formed by drilling, penetration with a heated or non-heated needle-like jig, or the like.
When the membrane structure and the core material are bonded as described above, the stress at the time of operation of the apparatus spreads over the entire area without spreading to a specific position, in spite of a simple bonding form, As a whole, the mechanical strength of the bonded portion can be greatly increased. Therefore, it is possible to achieve a longer lifetime of the device.
[0027]
Further, in the joining of the core material and the membrane structure, at least one kind of another thermoplastic resin is interposed as an adhesive between them, and the joining portion is formed by thermal fusion of the interposed thermoplastic resin. Can be formed. In this case, as a necessary characteristic of the thermoplastic resin used as the adhesive, the melting point is the same as or lower than the melting point of the core material and the membrane structure (desirably about 15 to 60 ° C. lower than the melting point of these members). ), Mechanical strength can be maintained to some extent in the environment in which it is used. The thermoplastic resin used depends on the material of the core material and the membrane structure, and examples thereof include a tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer and a tetrafluoroethylene-ethylene copolymer. As a method for heat-sealing the core material and the membrane structure, for example, a method in which the core material, the thermoplastic resin, and the membrane structure to be joined are heated and joined simultaneously with a heat gun in a state where they are to be joined, Among the core material, the thermoplastic resin, and the film structure, after heating at least the thermoplastic resin, a method of superposing and joining these portions to be joined can be used. When such a joining method is adopted, in order to melt and fuse the thermoplastic resin intervening as an adhesive, rather than melting the film structure itself to be deaerated and fusing it to the core material, There is no need to damage the membrane structure fusion part and its periphery, and the mechanical strength of the bonded portion is increased.
[0028]
In the present invention, a liquid flow path forming material is provided inside or outside the membrane structure.
When the liquid flow path forming material is provided outside the membrane structure, the structure is preferably a sheet that allows the liquid to be degassed to flow at an appropriate flow rate, such as a net-like or knitted cloth-like structure. Things can be used. The material of the liquid flow path forming material can be selected appropriately depending on the type of liquid to be degassed, but usually, polypropylene, polyethylene, polyester, tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer, A tetrafluoroethylene-ethylene copolymer or the like can be used. In particular, tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer and tetrafluoroethylene-ethylene copolymer are desirable when used for degassing a semiconductor cleaning solution.
In the liquid flow path forming material, the length may be substantially the same as the length of the membrane structure, but the width of the material is to prevent the membrane structure from blocking the liquid flow path, and also to protect the membrane structure. For this reason, it is desirable that it is slightly wider (about 1 to 2 cm) than the width of the film structure.
The clearance dimension of the liquid flow path portion formed by installing the liquid flow path forming material is 50 to 1000 μm, preferably 100 to 400 μm. When the gap of the liquid flow path portion is larger than the above range, the deaeration performance is deteriorated. When the gap is smaller than the above range, the pressure loss of the liquid is increased.
When a mesh-like material is used as the liquid flow path forming material, the pressure loss of the liquid can be adjusted by changing the mesh size according to the viscosity of the liquid to be deaerated.
[0029]
Further, when the liquid flow path forming material is provided inside the membrane structure, the liquid flow path forming material is not in direct contact with the liquid to be degassed, so long as it can withstand the compressive force applied during decompression, The material is not limited by the type of liquid to be deaerated because it does not come into contact with liquid. As the liquid flow path forming material, a heat-meltable resin such as a fluororesin such as polyester, nylon, polypropylene, tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer or the like can be usually used. The liquid flow path forming material may have any shape that can form a liquid flow path in close contact with the thin film of the membrane structure at the time of decompression. It can be a repetitive concave-convex shape that extends.
[0030]
When the liquid flow path forming material is provided inside the membrane structure, the material of the liquid flow path forming material is not limited by the type of liquid to be degassed. There is an advantage that it is not necessary to use an expensive fluororesin for use in the field of apparatus, and other materials can be used.
[0031]
In the present invention, the gas flow path forming member and the liquid flow path forming material can be combined with one member, for example, a net-shaped member. In this case, the shape and mesh size are appropriately set so that the pressure loss does not increase.
[0032]
In the present invention, a liquid flow path forming material is provided inside or outside the membrane structure, and is superposed on the membrane structure and accommodated in a casing made of synthetic resin, metal, or the like and modularized. The form of superposition is preferably spiral or pleated.
Moreover, as a synthetic resin for the casing material, polypropylene, polyethylene, polytetrafluoroethylene, tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer, tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer, tetrafluoroethylene-ethylene copolymer are used. Chlorotrifluoroethylene-ethylene copolymer, polychlorotrifluoroethylene, polyvinylidene fluoride, and the like. Examples of the metal of the casing material include aluminum, stainless steel, carbon steel, and copper alloy.
The casing is formed with a liquid supply port for supplying the liquid to be degassed and a liquid discharge port for discharging the liquid supplied from the liquid supply port and passing through the outer surface of the membrane structure. Yes.
Further, a pressure reducing means such as a vacuum pump or a vacuum ejector is connected to a gas exhaust port of the exhaust member (exhaust tube, core material).
[0033]
Since the degassing apparatus according to the present invention uses the tubular film assembly that has been annularly fused as described above as the envelope membrane structure, the mechanical strength of the joined portion between the exhaust member and the membrane structure film is high. Very good, pulsating flow and high pressure liquid can be degassed. Further, the degassing apparatus according to the present invention is used not only for degassing gases dissolved in ordinary water, aqueous solution, solvent liquid, etc., but also in high concentration solvent liquid, oil liquid, surfactant liquid, and semiconductor manufacturing. Can be efficiently degassed even with special liquids. The gas dissolved in the liquid may be various gases that show a gaseous state at normal temperature and pressure, such as oxygen, carbon dioxide gas, nitrogen gas, and hydrocarbon gas.
[0034]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples and comparative examples.
[0035]
Example 1
The end of a tubular tetrafluoroethylene-ethylene (PFA) film (B) having a thickness of 40 μm, a width (referring to a width when the tubular film is flattened) 195 mm, and a length of 0.3 m is folded outward by about 10 cm. . Here, a Kapton tape having a width of 30 mm made of a heat-resistant polyimide film was also used as a spacer under the heating conditions described later. This spacer was attached to only one side of the PFA film (B) folded above in parallel with its terminal portion. Next, the folded portion of the tubular PFA film (B) is returned to its original position, and this tubular PFA film (B) is made of the tubular PFA film (A) having a film thickness of 25 μm, a width of 200 mm, and a length of 8.9 m. Inside, 10 cm was inserted from the side where the Kapton tape was stuck. When heat sealing was performed by heating to 350 ° C. using an impulse sealer at the position where the Kapton tape was affixed, the Kapton tape and the PFA film (B) were not fused, but the cylindrical PFA film (A) and the cylinder Only the PFA film (B) was fused to obtain a tubular film joined body according to the present invention.
[0036]
Example 2
The end of a cylindrical tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene (FEP) film (B) having a thickness of 40 μm, a width of 198 mm, and a length of 0.3 m was folded outward by about 10 cm. Here, a Kapton tape having a width of 30 mm made of a heat-resistant polyimide film was also used as a spacer under the heating conditions described later. This spacer was affixed to only one side of the FEP film (B) folded above in parallel with its terminal portion. Next, the folded portion of the tubular FEP film (B) is returned to its original position, and this tubular FEP film (B) is made of the tubular FEP film (A) having a film thickness of 25 μm, a width of 200 mm, and a length of 8.9 m. Inside, 10 cm was inserted from the side where the Kapton tape was stuck. When heat sealing was performed by heating to 280 ° C. using an impulse sealer at the position where the Kapton tape was stuck, the Kapton tape and the FEP film (B) were not fused, but the cylindrical FEP film (A) and the cylinder Only the cylindrical FEP film (B) was fused, and the cylindrical film joined body according to the present invention was obtained.
[0037]
Example 3
The end portion of the cylindrical FEP film (B) having a thickness of 40 μm, a width of 198 mm, and a length of 0.3 m was folded outward by about 10 cm. Here, as in Example 1, a 30 mm wide Kapton tape was used as a spacer. This spacer was affixed to only one side of the FEP film (B) folded above in parallel with its terminal portion. Next, the folded portion of the tubular FEP film (B) is returned to its original position, and this tubular FEP film (B) is made of a tubular PFA film (A) having a film thickness of 25 μm, a width of 200 mm, and a length of 8.9 m. Inside, 10 cm was inserted from the side where the Kapton tape was stuck. When heat sealing was performed by heating to 330 ° C. using an impulse sealer at the position where the Kapton tape was stuck, the Kapton tape and the FEP film (B) were not fused, but the cylindrical PFA film (A) and the cylinder Only the cylindrical FEP film (B) was fused, and the cylindrical film joined body according to the present invention was obtained.
[0038]
Example 4
An FEP cylindrical film having a thickness of 25 μm, a folding width of 198 mm, and a length of 5 cm was passed through a cylindrical PFA film (B) having a thickness of 40 μm, a width of 195 mm, and a length of 0.3 m to obtain a spacer. Further, a cylindrical PFA film (A) having a film thickness of 25 μm, a width of 200 mm, and a length of 8.9 m was placed thereon. When heat sealing was performed at 280 ° C., which is the melting point of FEP, using an impulse sealer at the position of the FEP film (spacer) insertion part, only the interface between PFA and FEP was fused, and PFA according to the present invention using FEP as an adhesive A tubular film assembly was obtained.
[0039]
Example 5
The end of the cylindrical PFA film (B) having a thickness of 40 μm, a width of 195 mm, and a length of 0.3 m was folded outward by about 10 cm. As in Example 1, a 30 mm wide Kapton tape was used as a spacer. This spacer was attached to only one side of the PFA film (B) folded above in parallel with its terminal portion. Next, the folded portion of the tubular PFA film (B) is returned to its original position, and this tubular PFA film (B) is made of a tubular PFA film (A) having a film thickness of 40 μm, a width of 195 mm, and a length of 8.9 m. Inside, 10 cm was inserted from the side where the Kapton tape was stuck. In this case, the tip of the PFA film (B) was folded obliquely so that the insertion could be easily performed. When heat sealing was performed by heating to 350 ° C. using an impulse sealer at the position where the Kapton tape was affixed, the Kapton tape and the PFA film (B) were not fused, but the cylindrical PFA film (A) and the cylinder Only the PFA film (B) was fused to obtain a tubular film joined body according to the present invention.
[0040]
Example 6
One end of the tubular film joined body prepared in Example 1 was closed by heat sealing and used as a membrane structure, and a gas flow path forming material was inserted into the membrane structure from the other end. This gas flow path forming material is designed to be in close contact with the membrane structure at the time of decompression and to form a liquid flow path.
On the other hand, as shown in FIG. 6, a hollow hole having an inner diameter of 5 mm and a length of 15 cm is formed in a long and thin PFA round rod having an outer diameter of 30 mm and a length of 250 mm to form a core material (exhaust member). .
Next, the part which should form a junction part in a core material was heated with the heat gun until the surface of the core material melt | dissolved over the range about 10 mm in diameter as shown in FIG. In the figure, 15 is a melted part.
Next, one side of the unbonded membrane structure is spread out, and a portion where a joint portion is to be formed on one surface of the membrane structure is brought into close contact with the heating portion of the core material as shown in FIG. Was heat-sealed with a heat gun to form a joint. The attachment position of the core material is 50 mm from the end (opposite side of the joining end) of the tubular film part having a film thickness of 40 μm. In addition, in FIG. 8, 16 is a junction part (fusion | fusion part) and 21 is an envelope-shaped film structure. Then, a small hole having a diameter of 2 mm reaching the hollow hole of the core material as shown in FIG. 9 was formed in the center of the joint, and one side of the unfused part was fused to produce a joined body of the membrane structure and the exhaust member. . In FIG. 9, 16 is a joint part (fusion part) and 17 is a small hole (communication hole).
Next, the membrane structure was spirally wound around the PFA core material as shown in FIG. 10 to obtain a structure having a diameter of 93 mm and a length of 210 mm. This structure was housed in a cylindrical casing to produce a deaeration device according to the present invention. As the casing, a PFA extruded product was used. The liquid contact area of this deaerator is 3.52 m. ² The wetted distance was 198 mm. 10, 22 is a gas flow path forming material / liquid flow path forming material, 24 in FIG. 11 is a casing, 25 is a liquid supply port, and 26 is a liquid discharge port.
[0041]
Comparative Example 1
A cylindrical PFA film having a film thickness of 25 μm, a width of 198 mm, and a length of 9.1 m was used as a membrane structure, and a gas flow path forming material was inserted into the membrane structure. This gas flow path forming material is designed to be in close contact with the membrane structure at the time of decompression and to form a liquid flow path. A PFA core material having an outer diameter of 30 mm and a length of 280 mm provided with an exhaust port was attached by thermal fusion at a position 50 mm from the end of the membrane structure to obtain an exhaust member. And both ends of this membrane structure were heat-sealed to form an envelope. Furthermore, it was wound spirally around a core material made of PFA to obtain a structure having a diameter of 93 mm and a length of 210 mm. This structure was housed in a cylindrical casing to produce a deaeration device of a comparative example. As the casing, a PFA extruded product was used. The liquid contact area of this deaerator is 3.52 m. ² The wetted distance was 198 mm.
[0042]
Comparative Example 2
A tubular PFA film having a thickness of 40 μm, a width of 198 mm, and a length of 9.1 m was used as a membrane structure, and a gas flow path forming material was inserted into the membrane structure. This gas flow path forming material is designed to be in close contact with the membrane structure at the time of decompression and to form a liquid flow path. A PFA core material having an outer diameter of 30 mm and a length of 280 mm provided with an exhaust port was attached by thermal fusion at a position 50 mm from the end of the membrane structure to obtain an exhaust member. And both ends of this membrane structure were heat-sealed to form an envelope. Furthermore, it was wound spirally around a core material made of PFA to obtain a structure having a diameter of 93 mm and a length of 210 mm. This structure was housed in a cylindrical casing to produce a deaeration device of a comparative example. As the casing, a PFA extruded product was used. The liquid contact area of this deaerator is 3.52 m. ² The wetted distance was 198 mm.
[0043]
Deaeration performance test
In order to measure the degassing performance of the degassing devices produced in Example 6 and Comparative Examples 1 and 2, the dissolved oxygen content was measured after piping was applied to these degassing devices. This is because pure water with a dissolved oxygen concentration of 8.2 ppm is allowed to flow through the degassing device at a variable flow rate from the degassing device inlet, thereby degassing the pure water, and the amount of dissolved oxygen in the pure water is determined at the degassing device outlet. This is a test to measure the performance of the deaerator by measuring. The inspection results and inspection conditions are shown below.
[Table 1]

[0044]
As a result of the measurement, in the measurement of the dissolved oxygen amount at the outlet of the apparatus, the deaeration apparatus of Example 6 (using a membrane structure of a tubular film assembly) is Comparative Example 1 (using a membrane structure having a film thickness of only 25 μm). It can be seen that the performance is the same as that of the deaerator. On the other hand, the performance of the degassing apparatus using the degassing apparatus of Comparative Example 2 (using a membrane structure having a film thickness of only 40 μm) is remarkably poor as compared with the others.
[0045]
When the degassing apparatus of Example 6 after the measurement of the dissolved oxygen concentration was completed, 98% ethyl alcohol was filled in the degassing apparatus after evacuating water, and was evacuated from the gas exhaust port at 100 Torr. It was confirmed that no permeation of the alcohol liquid occurred in the annular fused portion as in the other membrane constituent portions.
[0046]
Strength test
Next, in order to measure the mechanical strength of the core material-film joint portion, a tensile test in the vicinity of the joint portion was performed. Samples were prepared as follows.
First, a PFA film is fused to a PFA plate material so that the fused part is 10 mm in the width direction of the film, and the film is cut so that the film end is 50 mm from the fused part end. A sample was used. Here, PFA films with film thicknesses of 25 μm and 40 μm were prepared.
Next, a film sample of the present invention was prepared using a cylindrical PFA film having a thickness of 25 μm and a cylindrical PFA film joined body having a thickness of 40 μm. And the edge part of the film part with a film thickness of 40 micrometers of this film sample was melt | fused on the PFA board | plate material on the same conditions as the film sample of a comparative example.
These tensile test samples were pulled vertically with respect to the fusion-bonded portion, and the strength when the membrane was broken was measured. The measurement results and conditions are shown below.
[Table 2]

[0047]
As a result of the tensile strength inspection, it was found that in all the samples, the rupture portion occurred within 1 mm from the front end of the fused portion fused with the PFA plate material. There was no breakage in the joined portion of the tubular film joined body of this example. This is thought to be because the uneven thickness due to the heat applied to the film material is affected. From the above results, the film sample of this example has a tensile strength equivalent to the tensile strength of the PFA film sample having a film thickness of 40 μm, and a tubular film joined body like the film sample of this example was used as the membrane structure. The deaeration device has mechanical strength almost equal to that of a deaeration device using a tubular film with a film thickness of 40 μm as a membrane structure, and more than a deaeration device using a tubular film with a film thickness of 25 μm as a membrane structure. It is suggested to have high mechanical strength.
[0048]
【The invention's effect】
The joined tubular film according to the present invention is formed by simply fusing the joined portion without leakage, and appropriately setting the material, material, film thickness, inner diameter, etc. of the joined two tubular films. By doing so, it can have excellent mechanical and physical characteristics according to the purpose of use.
Further, according to the deaeration device of the present invention, since the above-mentioned tubular film assembly is used for the envelope membrane structure, the pulsating flow and the high pressure with large stress applied to the exhaust member-envelope membrane structure junction portion are used. Even in the case of deaeration of liquid, high-performance deaeration can be performed without deteriorating the deaeration performance as in a deaeration apparatus using a thick film as a membrane structure.
Further, the degassing apparatus of the present invention has a relatively high concentration of a solvent solution and a surfactant-containing solution because the annular fused portion does not permeate alcohol or the like while the envelope membrane structure is a cylindrical film assembly. Oils and fats can be deaerated, and high pressure liquids can be handled without degrading performance. In addition, since the envelope membrane structure of the deaerator of the present invention is excellent in heat resistance, it can be used even at a temperature around 100 ° C., which is the boiling point of water from which dissolved oxygen disappears. It is also effective in sterilization after degassing. Furthermore, the degassing apparatus of the present invention can also be used for degassing special liquids, strong acids, strong alkalis and the like used in semiconductor manufacturing.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing a state in which two cylindrical films are annularly fused.
FIG. 2 is an explanatory perspective view of annular fusion.
FIG. 3 is an explanatory cross-sectional view of an annular fusion process (when an annular film is inserted).
FIG. 4 is an explanatory cross-sectional view of an annular fusion process (after annular fusion).
FIG. 5 is a perspective view showing another state in which two tubular films are annularly fused.
FIG. 6 is a perspective view showing a structure of a core material used as an exhaust member.
FIG. 7 is an explanatory diagram of a heating portion of a core material.
FIG. 8 is an explanatory diagram of joining of a core material and an envelope-shaped membrane structure.
FIG. 9 is an explanatory diagram of communication means for communicating the inside of the envelope-shaped membrane structure with the hollow portion of the core material.
FIG. 10 is a view showing a state in which a membrane structure is wound in a spiral shape.
FIG. 11 is a view showing a structure of a deaeration device according to an embodiment.
[Explanation of symbols]
1 Tubular film A (outside) 2 Tubular film B (inside)
3 annular fusion spacer 4 heat fusion part
11 Core material 12 Hollow part
13 Communication hole 14 Gas outlet
15 Melting part 16 Joining part (fused part)
17 Small hole (communication hole) 21 Envelope-like membrane structure
22 Gas channel forming material and liquid channel forming material
24 Casing 25 Liquid supply port
26 Liquid outlet

Claims

With casing
An envelope-like membrane structure wound in a spiral shape or stacked in a pleat shape and housed in a casing;
An exhaust member provided in the membrane structure to make the inside of the membrane structure a reduced-pressure atmosphere;
A gas flow path forming material disposed inside the membrane structure;
A liquid flow path forming material disposed inside or outside the membrane structure;
A liquid supply port formed in the casing;
A deaeration device having a liquid discharge port formed in the casing for discharging the liquid flowing in from the liquid supply port and contacting and passing through the membrane structure;
The envelope-like membrane structure is
An end portion of a tubular film A having a thickness of 5 to 100 μm which is made of a tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer or a tetrafluoroethylene-perfluorovinyl ether copolymer and is permeable to a gas;
It is made of a tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer or a tetrafluoroethylene-perfluorovinyl ether copolymer, and is overlapped with the end portion of the tubular film B having a higher tensile strength (kgf / cm) than the tubular film A. In addition, the periphery of the tubular film joined body heat-sealed annularly is closed,
The deaeration apparatus according to claim 1, wherein the exhaust member is provided on the cylindrical film B side.

The deaerator according to claim 1, wherein an end of the tubular film A and an end of the tubular film B are directly heat-sealed .

The ends of the tubular film A and the ends of the tubular film B are joined by interposing a layer made of a thermoplastic resin having a melting point lower than the melting point of these films, and melting them. The deaeration device according to claim 1 .