JPS5823124B2 - 外圧式管状膜の連続製造方法および装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は逆浸透装置および限外濾過装置Ｑこ使用され
る外圧式管状膜の製造方法および装置Ｏこ関する。

管状支持体の外表面Ｏこ薄い膜を形成させる；場合、支
持体を垂直に保持し液状膜原料たるキャスト液を塗布し
たのち曝気、ゲル化の一連工程を定速度で通過させるこ
とが好ましい。

従来の製膜装置は、特公昭４９−４８０７４号公報に示
されているように、ワイヤーにより膜支持体を懸吊し、
この支持体を一本づつ製膜するバッチ方式であり、その
概念図は第１図のとおりである。

１本の膜支持体１は糸２により懸垂され糸２は電動機３
の軸に巻かれているため電動機３の作動により膜支持体
１は降下し、ダイ４を通過してキャスト液が塗布され、
ダイ４通過後曝気され、更に氷水槽５０こ入りゲル化さ
れる。

従来方式は装置の構成が簡易であり、また固定されたダ
イの中心を通過する際、膜支持体の振れが自在であるた
め高粘度のキャスト液（こよりダイ中で定芯され、膜厚
が一定となる利点がある。

しかるに従来装置にはつぎのような実用上の欠点がある
。

すなわち支持体にキャスト液を連続して塗布させようと
する場合、相互Ｑこ連結した極めて長い支持体を糸で懸
垂する必要が生じ、装置は高さ方向に無制限Ｑこ長く伸
ばさなければならなく、実用上全く不可能である。

まだ、従来方法のままパッチ方式で生産させる場合、１
本の支持体の製膜達成後、糸の付は替の作業、ダイの清
掃等の手作業を要し、このため１時間当り数本程度の生
産量にしかならず、極めて非能率であると同時にダイの
清掃等の不確実性および個人差のだめの膜性能のバラツ
キが欠点であった。

他の方法として、支持体を垂直に固定し、ダイを上又は
下に移動してキャスト液を塗布する方法もあるが、塗布
、曝気ゲル化の一連工程を定速度で行うことは不可能で
あり、実用的でない。

この発明は上記欠点の除去を目的とするもので支持体を
貯留しておき、１本づつ取り出して支持体相互を連結し
つつローラ作動によりダイを通過させ、曝気させ、氷水
槽まで連結された状態で支持体上に製膜したのち、１本
づつＱこ分離し、ゲル化を行う外圧式管状膜の製造方法
および装置を提供するものである。

次のこの発明の一実施例を第２図句至第４図にもとづき
説明すれば、６は支持体保持枠、７は支持体取出部、８
は支持体案内管、９はロール駆動部、１０はダイ、１１
はキャスト液連続供給装置、１２は膜支持体分離部、１
３は膜支持体保持部、１４は氷水槽、１５はコンベアー
、１６は熱処理槽である。

膜支持体相互の接続は第４図に示したとおり、１Ｔは凸
コネクタ、１Ｂは凹コネクタであり、材質は合成樹脂が
よく膜支持体外径ど同一の径である。

これらの構成を以下詳細に説明する。膜支持体保持枠６
は膜支持体のカートリッジであり、上下２枚の円板の周
辺溝１９ｃこ膜支持体１が数１０本垂直に取付けられ、
回転する膜支持体取出機構７から伸びだアーム２０の先
端のホルダーによって１本づつ膜支持体が取出され、支
持体案内管８に挿入される。

膜支持体はあらかじめ上端に凹コネクタ、下端に凸コネ
クタが取付けられている。

したがって案内管内では降下する支持体の上部に別の支
持体を突きさすように連結し、さら（こ突きさしだ膜支
持体が降下し、その支持体の上端が案内管の中にまで達
した時、さらに別の膜支持体を突きさすよう支持体取出
部の取出速度を調節する。

膜支持体は４個のロール２１，２２，２３，２４によっ
て狭まれ、その回転によって降下する。

ロ−ル駆動部９は電動機、減速機ローラによって構成さ
れる。

降下速度は減速機により調節される。降下させる速度は
この発明とは基本的）こ無関係であるが製膜条件【こは
重要な要因となる。

実施例では、逆浸透用の製膜において酢酸セルロースを
主成分としたキャスト液を使用した場合、１０鴫／秒〜
３０ｍｍ／秒の範囲で一定速度とすることが好ましいが
キャスト液の原料、および粘度Ｑこよって速度は全く異
なる。

ロール駆動の問題点はいかに垂直の振れを減少；させる
か、いかに駆動機の微振動を小さくするかの点にある。

この理由は膜支持体がダイを垂直に通過するとき、ダイ
の中心からの偏心が犬であるとダイの内周Ｑこ膜支持体
外周か接触して膜切れを生じる。

また振動は膜面に波形を生じて同様に膜、切れを生じる
。

この発明においては、前者に対してはダイの小型、軽量
化をはかり、キャストｇはダイ中に殆んど貯留すること
なく、外にキャスト液タンクを設置することによって、
ダイを水平方向Ｏこ２次元的［に自由にし、支持体の偏
心に対する追従性を十分（こしている。

後者に対しては、ロール駆動部の電動機とローラとの間
に緩衝装置を入れ、さらにロールをゴム製にしている。

キャスト液供給装置１１は窒素ガスボンベ、調圧弁、キ
ャスト液タンクより構成され、窒素ガスの圧力によって
タンク内のキャスト液をダイに供給するようになってい
る。

実施例によれば窒素ガス圧力は１〜１．５ ）ｃｇ／ｃ
７７ｆＧで充分である。

この場合、ガスはキャスト液の酸化防止のため窒素ガス
のような不活性ガスが好ましい。

膜支持体はダイの中でキャスト液が塗布され、ダイを通
過後空気中を通過して曝気される。

ついで氷水中Ｑこ入るまでの曝気時間は製膜上重要な条
件である。

したがってダイ下端と氷水槽の水面の距離はキャスト液
の原料、組成によって異なるが、最適値Ｑこ調節可能に
しておく必要がある。

酢酸セルロース系のキャスト液では実施例では１００ｍ
＋＋＋が最適であり、気温、その他の雰囲気によって、
変化することは勿論である。

膜支持体分離部１２は氷水槽１４に入った膜支持体を第
３図で説明した凸コネクタ１７と凹コネクタ１８との間
で分離するもので、ホルダー２５が下端の凸コネクタの
降下速度と等速に移動しながらコネクタをキャッチし、
ホルダー２６が上端の凹コネクターをキャッチする。

と同時Ｑこホルダー２６はホルダー２５より早い速度で
降下する。

この操作によって凸コネクタ１７と凹コネクタ１８は分
離する。

分離後ホルダー２５は凸コネクターをはづす。

つぎにホルダー２７が凸コネクタをキャッチすることに
よって、膜の上部および下部がホルダー２６およびホル
ダー２７につかまれている状態になる。

両端をつかまれた膜は膜保持部１３Ｇこよって位置を変
換し、水平に移動され、コンベアにのせられる。

すなわち、ダイ１０−１では膜支持体１は連続して降下
し膜が形成された後、膜支持体１は１本づつＱこ分離さ
れて水平に移動し順次コンベア１５にのせられることＯ
こなる。

氷水槽１４中で膜は１時間コンベア１５上で移動しつつ
滞留したのち熱処理水槽１６内のコンベア２８に移動さ
れる。

一定時間熱処理された膜支持体１は、両端の凸および凹
コネクタを取りはずしたのち製品とされる。

この発明は以上のような構成であって、管状支持体を自
動的に連続しつつロール駆動部９によって垂直降下させ
、ダイ１０に浸入し、一定厚さＱこキャスト液を塗布し
、曝気させたのち氷水槽１４中にてゲル化させる一連の
膜の製造工程を行なわせたのち 再び連結から分離しつ
つ垂直から水平Ｏこ位置の変換を行いながら氷水槽１４
から熱処理水槽１６へと順次自動的に且つ連続して処理
を行わしめている。

本発明はこのようＱこ構成したためダイ１０への膜支持
体１の導入が完全に連続化し、ダイ１０中のキャスト液
が空気に触れることなく、またキャスト液はダイ１０の
中で滞留することがないため常Ｏこ新しいキャスト液が
塗布されることである。

特に酢酸セルロース系のキャスト液はアセトン溶媒を使
用しており、常温でもその蒸発速度は犬であるだめ滞留
によるアセトン蒸発はキャスト液の組成変化を生じ膜性
能を低下させ、性能のバラツキを生じるものであるが、
この点本発明ではその不実はない。

また本発明によれば製膜の自動化が達成されその生産量
は膜の長さを１本当り１ｍとすれば、１時間当り６０本
程度であり、従来のものより１０倍以上の増産が期待で
きるためコストが低減化される。

また、自動化により品質が一定となり、品質管理が容易
となるばかりでなく、検査工程の省略にもなり、その効
果は犬である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の製膜装置を示す概略図、第２図は本発明
の製膜装置を示す概略図、第３図は第２図の氷水槽の側
断面および熱処理槽を示す概略図、第４図は凸コネクタ
と凹コネクタとの嵌合状態を示す断面図である。 １・・・・・・膜支持体、６・・・・・・支持体保持枠
、７・・・・・・支持体取出部、９・・・・・・ロール
１転動部、１０・・・・・・ダイ、２１１・・・・・・
キャスト液連続供給装置、１２・・・・・・膜′支持体
分離部、１３・・・・・・膜支持体保持部、１４・・・
・・・氷水槽、１６・・・・・・熱処理槽。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 膜支持体を長手方向に連続してロール駆動部に供給
   し該ロール駆動部Ｑこより該膜支持体をダイ中に通過さ
   せ、さらｔこ曝気空間を通過させた後氷水槽中に浸漬さ
   せ、そこで該ロールの速度よシ高い速度で該膜支持体を
   搬送するととにより該膜支持体を後続の膜支持体から次
   々と引き離し、一定時間氷水槽中で保持した後次段の熱
   処理部に供給することを特徴とする外圧式管状膜の連続
   製造方法。 ２ 膜支持体を長手方向に連続してロール駆動部に供給
   するだめの膜支持体供給部と、該膜支持体を垂直に保持
   したまま下方Ｑこ搬送するだめのロール駆動部と、ロー
   ル駆動部から搬送された膜支持体の外表面に液状膜原料
   を塗布するだめのダイと、該ダイの下部に一定空間を介
   して設けられた氷水槽と、氷水槽の液中で速度差Ｏこよ
   り膜支持体を後後の膜支持体から次々と引き離すだめの
   膜支持体分離部と、一定時間膜支持体を氷水槽中に保持
   する膜支持体保持部とを有することを特徴とする外圧式
   管状膜の連続製造装置。 ３ 上記膜支持体供給部は、回動自在な上下円板間でそ
   の円周部に多数の膜支持体を保持する膜支持体保持枠と
   、該膜支持体をチャック部分により順次取出し、ロール
   駆動部に供給する膜支持体取出部とを有することを特徴
   とする特許請求の範囲第２項記載の外圧式管状膜の連続
   製造装置。 ４ 膜支持体相互の接続のため膜支持体の両端部にそれ
   ぞれ凹凸コネクタを設け、後続の膜支持体のコネクタと
   凹凸嵌合させるよ、うにしたことを特徴とする特許請求
   の範囲第２項記載の外圧式管状膜の連続製造装置。 ５ 上記ダイに水平方向Ｑこ僅かに移動可能とする・緩
   衝部を設けたことを特徴とする特許請求の範囲第２項記
   載の外圧式管状膜の連続製造装置。 ６ 上記ダイＯこ液状膜原料を連続的に供給するだめの
   窒素ガス圧により作動する液状膜原料供給部を設けたこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第２項、記載の外圧式管
   状膜の連続製造装置。 ７ 上記膜支持体分離部はロール駆動部より速度の早い
   上下２台のコンベアで構成し、上下１組の保持部ζこて
   膜支持体を保持した後、後続の膜支持体から分離するこ
   とを特徴とする特許請求の範囲ｉ第２項記載の外圧式管
   状膜の連続製造装置。