专利名称：液体分离膜组件及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种耐热液体分离膜组件，它包括承受进料液压力的半透膜以及支撑半透膜背面的流道材料，其中该耐热液体分离膜组件被赋予了处理热或高温进料液的功能，并涉及该组件的制造方法。
背景技术：
采用半透膜的液体分离膜组件的典型形式是螺旋卷绕式，其中半透膜被制成一种长长的信封状(袋状)。在信封中插入流道材料，它成为承受从半透膜一侧施加的进料液压力的流道，从而引入渗透液(透过膜的液体--译注)。信封固定在一端敞口的中空轴上并以高密度螺旋缠绕在该轴上。在任何此种液体分离膜组件中，带有不低于膜的反渗透压的高压进料液从信封外面流过，透过膜的液体由信封内侧取出。由于信封承受来自外部的高压，插入到其内部作为渗透液流道的流道材料往往发生塌陷，致使液体流动情况恶化。因此，通常对流道材料实施刚性化处理，以便使之能够抵抗变形并从而使流道材料即便在来自信封外部压力作用下也不会塌陷。此种液体分离膜组件广泛用于，例如锅炉水的预处理、废水再利用、海水淡化以及产生超纯水的RO(反渗透)整装单元等方面。通常采用温度不超过40℃的水。
传统上，一直采用某种内部延伸着大量纤细流道的多孔织物作为此种流道材料，例如机织或针织物，特别是其表面具有流道的织物。通过在此种织物中浸渍上环氧或三聚氰胺之类的树脂使之刚性化，以便在施加的通过膜的进料液压力作用下不易变形。为了满足这一要求，需要在织物上粘附上其一半重量的树脂。然而，在要求渗透液具有高纯度或者处理高温液体的应用场合，常常发生由于浸渍上去的树脂被洗脱而造成的种种问题。特别是，当准备用该膜组件处理的进料液是用于食品或医药的流体时，它必须是无菌的。于是，该膜组件可以在实施膜分离之前或之后用热水进行消毒，以防止被各种细菌污染。替代地，为了防止污染或控制粘度，或者为防止结晶，进料液本身可接受40℃以上的高温处理。
为了解决上述种种问题，有人建议(日本公开的待审查专利申请(Tokko)号HEI 3-66008)采用配备3个筘的特里科经编机生产的流道材料，其中形成针织物凸起部分的纤维比形成地组织的纤维要粗，并编织进去一种熔融粘附剂纤维以使整个针织物刚性化。然而，由于此种流道材料采用了3个筘，并且还使用了一种大纤度(旦数)纱线的和一种小纤度(旦数)纱线，这就导致生产率的降低和成本的增加。特别是，当使用具有低熔点组分和高熔点组分的共轭纱线时，成本的增加便不再是可以忽视的了。加之，流道材料的厚度无法减少。
再有，为了以采用反渗透膜的液体分离膜组件来分离溶液，必须施以不低于该溶液渗透压的压力。与此同时，在进料侧和渗透液侧通常加载约0.5～1MPa的压差。于是，倘若使用像
图10所示的单面特里科针织物31或图11所示的双面特里科针织物32作为上述渗透液流道材料，则反渗透膜将会塌陷到平行排列在流道材料一面或两面的流道中并将其堵塞，从而造成流道中流动阻力增加的问题。当生产处在反渗透膜塌陷到渗透液流道材料的平行流道中的状态下，又在高压下持续长时间时，与单面特里科针织物31的凹凸表面相接触的反渗透膜33就像图12所示那样发生变形，于是，供渗透液通过的空隙(沟槽)便塌陷，也就无法充分发挥操作性能。当使用双面特里科针织物32时，反渗透膜33和34将像图13所示那样变形，致使供渗透液通过的空隙塌陷，操作性能同样得不到充分发挥。
为了解决上述传统上存在的问题，本发明1种或多种实施方案的第1个目的是长期保持流道材料的结构和刚性，不增加流道内的流动阻力，并从而不损害渗透液的生产率；并提供一种液体分离膜组件，它包含的流道材料不发生洗脱，且厚度小、成本低。
本发明1种或多种实施方案的第2个目的是提供一种实用的液体分离膜组件，其中因反渗透膜塌陷到流道中以及反渗透膜的变形导致渗透液流道材料的流道内流动阻力的增加均受到抑制，因此，反渗透膜的性能得以维持。
为了实现上述第1个目的，本发明的1种或多种实施方案提供一种耐热液体分离膜组件，它包含承受进料液压力的半透膜，以及一种布置的用以支撑半透膜背面的流道材料，其中流道材料是由配备了2个筘的特里科经编机编织的特里科经编织物，具有地组织部分和凸起部分。该特里科经编织物包含热塑性合成长丝纱，长丝纱包含皮芯型共轭纤维，纤维中高熔点聚合物作为芯组分，低熔点聚合物作为皮组分。用于成形地组织部分和凸起部分的热塑性合成长丝纱具有基本上相同的纤度。该特里科经编织物中的纱线依靠低熔点组分的熔融粘附作用彼此粘合，从而使整个针织物刚性化，于是便制成该流道材料。
在该液体分离膜组件中优选的是，构成地组织部分和凸起部分的热塑性合成长丝纱的纤度在45～55旦的范围。
而且，在该液体分离膜组件中优选的是，由一个筘形成的编织线圈的沉降弧成为特里科经编织物中的地组织部分；由另一个筘形成的编织线圈的针编弧及链部分则成为凸起部分。
进而，为了实现本发明的第2个目的，优选在1种或多种实施方案中，本发明的第2种液体分离膜组件包括平幅针织物B，它层合在该液体分离膜组件中的特里科经编织物A的凸起部分上，这2种布料的每一种都是刚性化的，且由织物A的凹陷部分与平幅针织物B形成的空隙就构成流道，该流道在反渗透所要求的压力下不塌陷。
再有，在该液体分离膜组件中，优选有2或3层层合在一起。
再有，在该液体分离膜组件中，优选布料B是机织织物或非织造布。
再有，在该液体分离膜组件中，优选布料B包含皮芯型共轭纤维，其中低熔点聚合物作为皮组分，高熔点聚合物作为芯组分，整个纤维被熔融粘附并固定。
再有，在该液体分离膜组件中，织物A与B优选借助熔融粘附、粘合或缝编结合为一体。
再有，优选的是，该液体分离膜组件能承受高于0kg/cm2但不超过200kg/cm2的反渗透压。
再有，优选的是，该液体分离膜组件是螺旋卷绕膜组件，其中膜被成形为袋状，渗透液流道材料被插入袋状物的内部，该膜围绕着渗透液收集管缠绕，使(膜)内部的一端与渗透液收集管连通。
另外，本发明的1种或多种实施方案提供一种生产液体分离膜组件的方法，该组件包含承受进料液压力的半透膜以及安排用来支撑半透膜背面的流道材料。该方法包括采用一种热塑性合成长丝纱，它包含皮芯型共轭纤维，其中高熔点聚合物作为芯组分，低熔点聚合物作为皮组分；用配备2个筘的特里科经编机编织一种织物，它具有地组织部分和凸起部分，其中采用纤度基本相同的热塑性合成长丝纱构成地组织部分和凸起部分；编织后，对织物施以不低于共轭纤维低熔点聚合物熔点但低于高熔点聚合物软化点温度的热处理，以使得特里科经编织物中的纱线彼此熔融粘附并固定，从而使整个针织物刚性化，于是便制成流道材料；将该流道材料置于半透膜的背面。
在该方法的1种或多种实施方案中，优选的是，构成地组织部分与凸起部分的热塑性合成长丝纱的纤度均在45～55旦范围内。
再有，在该方法的1种或多种实施方案中，优选的是，由一个筘形成的编织线圈的沉降弧成为特里科经编织物中的地组织部分；由另一个筘形成的编织线圈的针编弧及链部分则成为凸起部分。
图1是本发明实施例1和2中所采用的以2个筘编织的特里科经编织物编织构造平面示意图。
图2是图1的A部分的编织构造局部放大示意图。
图3是本发明实施例1和2中所采用的以2个筘编织的特里科经编织物的线迹示意图。
图4是按本发明一实施例的螺旋卷绕式液体分离膜组件剖视图。
图5是沿图4的直线I-I剖开的断面。
图6是按本发明实施例3的流道材料断面示意图。
图7是按本发明实施例4的流道材料断面示意图。
图8是将反渗透膜放在按本发明实施例3的流道材料上之后的断面示意图。
图9是将反渗透膜放在按本发明实施例4的流道材料上之后的断面示意图。
图10是传统流道材料所使用的的单面特里科经编织物断面示意图。
图11是传统流道材料所使用的的双面特里科经编织物断面示意图。
图12是将反渗透膜放在传统流道材料所使用的单面特里科经编织物上并经过长期操作后的断面示意图。
图13是将反渗透膜置于传统流道材料所使用的双面特里科经编织物上并经过长期操作后的断面示意图。
作为本发明流道材料的特里科经编织物是采用配备2个筘的特里科经编机编织的。该特里科经编织物的一个例子是如图1和2(图1的部分A的放大视图)及3(A)和(B)所示的以2个筘编织的织物。图1和2所示的以2个筘编织的织物具有这样的结构其中编织在凸起部分中的纱线B具有与地组织部分的纱线F相同的纤度。纱线F从正面筘喂入并编织成如图3(A)所示的线迹[1-0/1-2]。纱线B从背面筘喂入并编织成如图3(B)所示的线迹[2-3/1-0]。此种编织线迹叫做背面半线迹(半地纱)。在此种结构(半梳栉经平组织或1/1经平组织)中，由正面筘形成的编织线圈的沉降弧成为地组织部分，而由背面筘形成的编织线圈的针编弧及链部分则形成凸纹线迹并成为凸起部分。就是说，图1的部分X成为地组织部分，渗透液可经过它流动；而图1的部分Y则成为凸起部分，它起着在地组织部分X中维持一定空隙的作用。图1的箭头L指示编织方向。
如上所述，作为本发明流道材料的特里科经编织物可采用具有相同纤度的热塑性合成长丝纱并采用配备2个筘的特里科经编机来编织；地组织通过第1纱线的编织形成，同时通过在第1纱线形成的针编弧中编入第2纱线，便形成凸起部分。这样，便形成了包括地组织部分和凸起部分的特里科经编织物。
必要的是，如上所述制成的特里科经编织物再通过使纱线粘附而进一步刚性化，以便使织物在进料液高压作用下不易塌陷。
具有低熔点组分和高熔点组分的热塑性合成长丝纱可以是共轭纱线形式的。在采用共轭纱线的情况下，优选使用具有低熔点皮组分和高熔点芯组分的皮芯型共轭纱线，因为，它具有优异的粘附质量。
优选的是，作为粘合剂的低熔点组分的比例不超过这2种不同组分总量的50％。然而，该范围不具有限定性，只要作为熔融后骨架的高熔点组分能起到其功能，具有足够强度即可。而且，2种组分之间的熔点差至少是10℃，优选20℃或更高。
高熔点聚合物组分与低熔点聚合物组分的典型组合包括高熔点聚酯与低熔点聚酯、高熔点聚酰胺与低熔点聚酰胺、高熔点聚烯烃与低熔点聚烯烃等等。在这些组合当中，从熔融粘附后的刚性等因素考虑，高熔点聚酯与低熔点聚酯的组合是优选的。一般地，低熔点组分可通过聚合物的共聚方便地获得，二组分之间的熔点差可通过，例如改变共聚比、加入附加的共聚组分、改变共聚物组分或改变立构规整性或聚合度等来加以调整。除此以外，进而还可使用具有不同熔点的不同类型的聚合物的组合。在聚酯的情况下，通常每共聚上1mol％的共聚单体，熔点可降低2℃。一般采用诸如间苯二甲酸或己二酸之类的酸组分作为与聚酯共聚的单体。当使用聚对苯二甲酸乙二醇酯(熔点约260℃)作为高熔点组分时，就使用聚对苯二甲酸丁二醇酯(熔点约225℃)或者聚对苯二甲酸丁二醇酯与预定数量的任意单体共聚生成的共聚物作为低熔点组分。例如，聚对苯二甲酸丁二醇酯(75mol％)与间苯二甲酸酯(25mol％)的共聚物的熔点为约175℃。
必要的是，在地组织部分与凸起部分中都使用包含上述二组分组合的热塑性合成长丝纱。而且，希望这2部分中所使用的低熔点组分具有相同的熔点。
图4和5表示一种采用上述流道材料的螺旋卷绕式液体分离膜组件。
数字11标明液体分离元件，数字12标明内装有液体分离元件11的圆筒形容器。液体分离元件11借助V形断面密封材料13被密封在圆筒形容器12的一端，而在另一端，渗透液排出管14伸出到圆筒形容器12以外。在圆筒形容器12中，进料管15位于V形密封材料13的敞开的端壁上；而进料排放管16设在容器的另一侧端壁上。
在液体分离元件11中，包括带有许多小孔17的中空管的渗透液排出管22位于如图5所示的中心，信封状半透膜19围绕该管外部进行螺旋卷绕。按照本发明一种实施方案的渗透液流道材料20插入在信封状半透膜19中，且其敞开的一端拐向小孔17，从而与渗透液排出管22内部连通。而且，在螺旋卷绕信封状半透膜19的(相邻层)外壁之间夹入一层进料流道材料21。数字18标明密封部分。
下面来解释如何通过在膜组件中利用布料B来形成一种防塌陷的流道。
任何类型均可用作该布料B，只要它是扁平的，例如机织物、针织物、非织造布或类似的材料。这当中，优选使用机织物或非织造布。机织物的例子包括平纹组织、斜纹组织及缎纹组织；非织造布的例子包括梳理加工非织造布、气流铺网法非织造布、湿法非织造布(包括合成纤维纸)、纺粘非织造布、闪纺非织造布、熔喷非织造布、化学粘合法非织造布、热粘合加工非织造布、针刺非织造布、水刺加工非织造布、缝编结合非织造布等等。
进而，布料A与布料B可通过一起加热而熔融粘附或通过每一层布分别加热达到熔融粘附，从而刚性化。这些布料刚性化的另一种措施是由粘合剂将它们固定。所使用的粘合剂可以是热熔融型、溶剂型、热固化型、辐射固化型、室温固化型等等。这些措施当中，优选使用以低熔点聚合物为皮组分、高熔点聚合物为芯组分的皮芯型共轭纤维作为布料A及B的纤维，并通过加热使纤维熔融粘附和固定。这是由于，为了生产超纯水之类，必须尽可能防止出现粘合剂的剥离或单体的蒸出。
高熔点聚合物组分与低熔点聚合物组分的典型组合包括高熔点聚酯与低熔点聚酯、高熔点聚酰胺与低熔点聚酰胺、高熔点聚烯烃与低熔点聚烯烃等等。在这些组合当中，从熔融粘附后的刚性等因素考虑，高熔点聚酯与低熔点聚酯的组合是优选的。一般地，低熔点组分可通过共聚方便地获得，二组分之间的熔点差可通过，例如改变共聚比、加入附加的共聚组分、改变共聚物组分或者改变立构规整性或聚合度等来加以调整。而且，除此之外，熔点不同的不同类型聚合物的组合也可使用。在聚酯的情况下，通常每共聚1mol％的共聚单体，熔点可降低2℃。一般采用诸如间苯二甲酸或己二酸之类的酸组分作为与聚酯共聚的单体。当使用聚对苯二甲酸乙二醇酯(熔点约260℃)作为高熔点组分时，就使用聚对苯二甲酸丁二醇酯(熔点约225℃)或者聚对苯二甲酸丁二醇酯与预定数量的任意单体共聚生成的共聚物作为低熔点组分。例如，聚对苯二甲酸丁二醇酯(75mol％)与间苯二甲酸酯(25mol％)的共聚物的熔点为约175℃。
优选的是，布料A和B的每一种中至少部分地采用包括上述组分组合的热塑性合成纤维，还希望，这2种布料中所使用的低熔点组分具有相同的熔点，以便布料可通过单一的热处理步骤结合为一体。除了熔触粘附外，作为一种措施也可使用缝合。
本发明所使用的流道材料可承受0～200kg/cm2范围的反渗透压，并被赋予在即使经过上述规定范围压力下长期操作后仍不发生流道塌陷的能力。
本发明的1种或多种实施方案的液体分离膜组件，适合用在螺旋卷绕膜元件中，其中膜被制成袋状，在袋状物的内部插入渗透液流道材料，该膜围绕渗透液收集管缠绕，使其内部的一端与渗透液收集管连通。优选的是，渗透液流道材料内部具有许多平行排列的流道。
在本发明的1种或多种实施方案中，必要的是，这些平行流道位于渗透液流道材料的内部。这里所说的渗透液流道材料的内部，是指与反渗透膜背面不直接接触的流道材料内部。倘若平行流道位于与反渗透膜直接接触的部分，则当加上压力以便利用反渗透膜进行分离时，反渗透膜就会塌陷到流道中并堵塞流道，从而导致渗透液流道材料中流动阻力的增加。加之，在高压下长期操作时反渗透膜可能发生变形、损坏，从而导致性能的下降。
用于本发明一种实施方案中的反渗透膜的渗透液流道材料可完成实用液体分离膜组件的功能，其中因反渗透膜塌陷到流道中以及反渗透膜的变形所引起的流道内流动阻力的增加均受到抑制，因此反渗透膜的性能得以保持。
再有，为了做到使渗透液流道材料内部具有平行排列的流道，优选的是，将一种坚挺、结构致密的片材与渗透液流道材料熔解起来，以形成2或3层的层合物，其中所述流道材料是传统的单面或双面特里科经编织物，其表面上具有许多流道。
作为如上所述的2-层层合结构，例如，可由平幅针织物3(例如平纹组织)与单面特里科经编织物2的凹凸表面熔结为一体组成，从而形成如图6所示的流道材料1。在另一种实施例中，平幅针织物6和7(如平纹组织)与双面特里科经编织物5的两面的凹凸表面熔结为一体，从而形成如图7所示的流道材料4。
反渗透膜在流道材料1及4上的放置方式可以是，让膜的致密侧8和9面朝流道材料的表面(图8和9)。
采用上述流道材料的螺旋卷绕式液体分离膜组件，按照如图4和5所示结合到设备中。
下面，将结合以下的实施例进一步说明本发明的实施方案。
实施例1制备包含12根单丝的长丝纱，其每根单丝具有高熔点聚酯(聚对苯二甲酸乙二醇酯熔点约260℃)作为芯组分(70wt％)，和低熔点聚酯(聚对苯二甲酸丁二醇酯(75mol％)与间苯二甲酸酯(25mol％)的共聚物(熔点约175℃))作为皮组分(30wt％)，且总纤度为50旦。
采用此种长丝纱，并采用2个筘、28号针编织的特里科经编织物，其线迹如图1～3所示(背面半线迹)。然后，该特里科经编织物进行精炼，干燥后令其在拉幅机条件下在180℃加热1min以实现熔融粘附，结果，在加热后其纵行密度和横列密度分别变为38行/英寸和45列/英寸。于是，便制成本发明的流道材料P。
另一方面，制备以芳族聚酰胺为基础的复合膜(一种由Nitto Denko公司采用1，3，5-苯三酰氯与间苯二胺的界面缩聚制备的膜)，然后如图4和5所示，将流道材料P置于膜的表面上，于是，便制成耐热螺旋卷绕膜组件(膜面积，6.5m2)。将该组件结合到圆筒形容器12中。
用该耐热螺旋卷绕膜组件进行了反渗透试验，采用1500ppm的氯化钠水溶液(调整到pH6.5)作为进料，进料压力为15kgf/cm2；温度，23℃。
继而，该膜组件在90℃热水进料及不加压的条件下运行1h，以达到消毒。该运行后，对其实施如上所述的反渗透试验。结果，加热消毒前的渗透液流量(m3/d)为7.1；加热消毒后的渗透液流量为6.9。
对比例1代替实施例1中所使用的热塑性合成长丝纱，使用一种纤度相同的普通聚酯长丝(聚对苯二甲酸乙二醇酯)纱线，并制成特里科经编织物。该织物按照与实施例1相同方式进行精炼。按照与实施例1相同的程序制备螺旋卷绕膜组件，不同的是，所采用的流道材料Q经过了以环氧树脂浸渍(浸渍量，18wt％)的刚性化，继而，该膜组件在90℃热水进料及不加压的条件下运行1h，以达到消毒。按照与实施例1相同的程序进行上述反渗透试验以评估该膜组件的性能。
在对比例1的情况下，渗透液流量(m3/天)在经过90℃下、1h消毒后，比消毒前大大降低，从7.1降至4.3。然而，当使用本发明实施例1的耐热螺旋卷绕膜组件时，经90℃、1h消毒运行后则下降很少，仅从7.1下降到6.9。就是说，采用本发明的膜组件，经热水处理后渗透液流量可达到采用传统膜组件时的1.5倍以上。而且，在对比例的情况下，采用分光光度计对紫外及可见光范围检测证实，经90℃、1h消毒操作后立刻就有有机成分混入到渗透液中。而在实施例1的情况下，同样分析的结果证实，没有有机成分混入到渗透液中。
实施例2采用实施例1中制备的耐热螺旋卷绕膜组件连续进行了200h反渗透试验，采用1500ppm氯化钠水溶液(pH调整到6.5)作为进料，进料压力为15kgf/cm2；温度，60℃。结果，经200h运行后渗透液流量(m3/天)下降很少，从7.1下降到6.8。
对比例2上述与实施例2相同的试验，不同的是，采用对比例1的螺旋卷绕膜组件。
在对比例2的情况下，经连续200h运行后渗透液流量从7.1下降到3.3。另一方面，当采用本发明的实施例2的耐热螺旋卷绕膜组件时，经200h运行后流量m3/天比运行前下降得很少，从7.1下降到6.8。而且，由于经过了连续运行，对比例2的渗透液流量的下降程度比对比例1更大。这是由于，流道材料Q刚性化所使用的环氧树脂在60℃下连续运行200h期间被洗脱，致使流道材料Q被操作压力压瘪，渗透液侧中的流动阻力升高，从而导致渗透液流量降低。在实施例2的情况下，由于流道材料没有用环氧树脂浸渍，其刚性得以保持，从而防止了渗透液流量的下降。上述实施例和对比例证实了本发明的优越性。另外，本发明的实施方案还与另一种情况做了对比，在对比例中按日本公开的待审查专利申请(Tokko)号HEI 3-66008所述，采用3个筘在凸起部分中编入了一种大纤度纱线，比较如下(1)由于采用本发明的2个筘编织法的生产率为采用3个筘的传统编织法的1.5倍，因此生产成本降低了。
(2)采用3个筘的传统编织法，由于要使用3种类型的纱线，从库存管理及纱线控制考虑，生产变得复杂；而按照本发明，采用2筘编织法，复杂程度就降低了。
(3)3个筘经编机是特殊的，而2个筘经编机则是普通的，故而，从设备的角度更为有利。
(4)由于使用本发明的2个筘编织法，可以既保证流道正常，同时又减少了流道材料的厚度，因此能够制造出更为小型化的流道材料。
实施例3
包含12根单丝的、每根单丝具有如上所述低熔点聚酯作为皮组分以及如上所述的高熔点聚酯作为芯组分、总纤度50旦的长丝纱制成的平纹机织物(经密为102/英寸，纬密为74/英寸，基重35g/m2)，被层合到实施例1的特里科经编织物的具有平行流道的表面(凹凸表面)上。然后，通过在185℃加热5min使整个层合物刚性化，同时这2层也熔融粘附起来，从而制成流道材料。
另一方面，制备以芳族聚酰胺为基础的复合膜(一种由Nitto Denko公司采用1，3，5-苯三酰氯与间苯二胺的界面缩聚制备的膜)，然后，将上述流道材料置于膜的表面上，于是便制成如图5和6所述的耐热螺旋卷绕膜组件(膜面积，6.5m2)。
对该耐热螺旋卷绕膜组件进行了反渗透膜的渗透试验，采用5.8％的盐溶液并将压力提高到9MPa；出口流量，5L/min；温度，25℃；pH7。结果，经过60min的运行之后，反渗透膜的性能是排除率，99.75％；渗透液流量，0.72m3/m2/天。试验后未发现反渗透膜表面上有塌陷到渗透液流道材料流道中的痕迹，也未发现膜有任何损坏。
对比例3通过对采用如实施例3所使用的以低熔点聚酯为皮组分，以高熔点聚酯为芯组分的聚酯复丝的单面特里科经编织物加热以使之刚性化，制备了一种渗透液流道材料(纱线直径，70旦；38纵行/英寸，45横列/英寸)。没有在该流道材料上层合平纹机织物。在采用一片此种流道材料进行如实施例3一样的反渗透膜渗透试验时，反渗透膜在经过60min运行之后的表现是排除率99.52％；渗透液流量，0.51m3/m2/天。试验后发现，反渗透膜表面上有塌陷到渗透液流道材料的流道中的痕迹，并且还观察到对膜造成的损坏。
实施例3与对比例3中使用的是相同的反渗透膜，唯一的区别是渗透液流道材料不同。对比例3在试验后的低排除率是由于反渗透膜塌陷到渗透液流道材料的流道中所造成的破损所致，而低渗透液流量则是由于反渗透膜塌陷到流道中，造成流道中流动阻力升高使然。
实施例4通过对实施例1中所使用的特里科经编织物的修改制成双面特里科经编织物。以环氧树脂浸渍该织物，从而制成渗透液流道材料(纱线直径，50旦；38纵行/英寸，45横列/英寸)。在该流道材料的2面上，借助环氧树脂，这是一种热塑性树脂，粘附以包含12根单丝、纱线总纤度50旦的普通聚酯纱平纹机织物(经密，102根/英寸；纬密，74根/英寸；基重，35g/m2)，于是，这被粘合的3个层便构成了渗透液流道材料。将反渗透膜置于该流道材料上。在实施与实施例3相同的反渗透膜渗透试验时，经过60min运行之后该反渗透膜的表现是排除率，99.73％；渗透液流量，0.74m3/m2/天。试验后，未发现反渗透膜表面塌陷到渗透液流道材料的流道中的痕迹，也未发现膜有任何损坏。
对比例4采用包含12根单丝、总纤度50旦的普通聚酯复丝纱线制成双面特里科经编织物。以环氧树脂浸渍该织物，从而制成渗透液流道材料(纱线直径，50旦；38纵行/英寸，45横列/英寸)。没有在该流道材料上层合平纹机织物。当采用该单层流道材料进行如实施例3的反渗透膜渗透试验时，经过60min运行之后反渗透膜的表现是排除率，99.47％；渗透液流量，0.48m3/m2/天。试验后，发现反渗透膜表面有塌陷到渗透液流道材料的流道中的痕迹，并观察到由此对膜造成的破损。
最后，要知道，本发明可以按其他具体形式实施，仍不偏离本发明的精神或根本特征。本申请中公开的实施方案，从任何方面来说都只能认为是说明性的，不具有限制性，由此，本发明的范围应由所附权利要求，而不是以上的描述来规定，而且，所有在权利要求的意义和范围内与权利要求等价的修改均被涵盖在其中。
权利要求
1.一种液体分离膜组件，它包含承受进料液压力的半透膜，以及一种布置用来支撑半透膜背面的流道材料，其中流道材料是由配备了2个筘的特里科经编机编织的特里科经编织物，具有地组织部分和凸起部分；该特里科经编织物包含热塑性合成长丝纱，长丝纱包含皮芯型共轭纤维，纤维中高熔点聚合物作为芯组分，低熔点聚合物作为皮组分；用于成形地组织部分和凸起部分的热塑性合成长丝纱具有基本上相同的纤度；以及该特里科经编织物中的纱线依靠低熔点组分的熔融粘附彼此粘合，从而使整个针织物刚性化。
2.权利要求1的液体分离膜组件，其中构成地组织部分和凸起部分的热塑性合成长丝纱的纤度在45～55旦范围。
3.权利要求1的液体分离膜组件，其中由一个筘形成的编织线圈的沉降弧成为地组织部分，而由另一个筘形成的编织线圈的针编弧及链部分成为特里科经编织物中的凸起部分。
4.权利要求1的液体分离膜组件，其中高熔点聚合物与低熔点聚合物的熔点差至少是10℃。
5.权利要求4的液体分离膜组件，其中高熔点聚合物与低熔点聚合物的熔点差至少是20℃。
6.权利要求1的液体分离膜组件，其中低熔点聚合物对高熔点聚合物和低熔点聚合物的比例不超过50wt％。
7.权利要求1的液体分离膜组件，其中高熔点聚合物与低熔点聚合物的组合为至少1种选自下列的组合高熔点聚酯与低熔点聚酯、高熔点聚酰胺与低熔点聚酰胺，以及高熔点聚烯烃与低熔点聚烯烃。
8.权利要求7的液体分离膜组件，其中高熔点聚合物与低熔点聚合物的组合是高熔点聚酯与低熔点聚酯。
9.权利要求1的液体分离膜组件，它是螺旋卷绕膜组件，其中膜被制成袋状，在该袋状物中放入渗透液流道材料，然后该膜围绕着渗透液收集管缠绕，使得内部的一端与渗透液收集管连通。
10.权利要求1的液体分离膜组件，它还包含层合在特里科经编织物A的凸起部分上的平幅针织物B，每层织物都是刚性化的，其中由织物A的凹陷部分与平幅针织物B形成的空隙构成流道，该流道在反渗透所要求的压力下不塌陷。
11.权利要求10的液体分离膜组件，其中层合了2或3层。
12.权利要求10的液体分离膜组件，其中布B是机织物或非织造布。
13.权利要求10的液体分离膜组件，其中平幅针织物B包含皮芯型共轭纤维，该纤维包含作为皮组分的低熔点聚合物及作为芯组分的高熔点聚合物，纤维被熔融粘附并固定。
14.权利要求10的液体分离膜组件，其中布料A与B是采用选自熔融粘附、粘合及缝编的方法结合为一体的。
15.权利要求10的液体分离膜组件，它可承受高于0kg/cm2但不超过200kg/cm2的反渗透压。
16.权利要求10的液体分离膜组件，它是螺旋卷绕膜组件，其中膜被成形为袋状，在该袋状物中放入渗透液流道材料，然后该膜围绕着渗透液收集管缠绕，使得内部的一端与渗透液收集管连通。
17.一种生产液体分离膜组件的方法，该组件包含承受进料液压力的半透膜以及安排用以支撑半透膜背面的流道材料，方法包括采用一种热塑性合成长丝纱，它包含皮芯型共轭纤维，其中高熔点聚合物作为芯组分，低熔点聚合物作为皮组分；用配备2个筘的特里科经编机编织一种织物，它具有地组织部分和凸起部分，其中采用纤度基本相同的热塑性合成长丝纱构成地组织部分和凸起部分；编织后，对织物施以不低于共轭纤维低熔点聚合物熔点但低于高熔点聚合物软化点温度的热处理，以使得特里科经编织物中的纱线彼此熔融粘附并固定，从而使整个针织物刚性化，于是它就变成流道材料；以及将该流道材料置于半透膜的背面。
18.权利要求17的生产液体分离膜组件的方法，其中构成地组织部分和凸起部分的热塑性合成长丝纱的纤度在45～55旦范围。
19.权利要求17的生产液体分离膜组件的方法，其中由一个筘形成的编织线圈的沉降弧成为特里科经编织物中的地组织部分，而由另一个筘形成的编织线圈的针编弧及链部分构成凸起部分。
全文摘要
一种液体分离膜组件,它包含承受进液压力的半透膜,以及一种布置用以支撑半透膜背面的流道材料。流道材料是由配备了2个筘的特里科经编机编织的特里科经编织物,具有地组织部分和凸起部分。该特里科经编织物包含热塑性合成长丝纱,长丝纱包含皮芯型共轭纤维,纤维中高熔点聚合物作为芯组分,低熔点聚合物作为皮组分。用于成型地组织部分和凸起部分的热塑性合成长丝纱具有基本相同的纤度;以及该特里科经编织物中的纱线依靠低熔点组分的熔融粘附彼此粘合,从而使整个针织物刚性化。
文档编号B01D63/10GK1276261SQ0010898
公开日2000年12月13日 申请日期2000年5月25日 优先权日1999年6月8日
发明者新谷卓司, 伊藤弘喜, 广濑雅彦, 安藤雅明 申请人:日东电工株式会社