外部灌注型中空纤维膜组件及具有所述组件的喷墨打印机的制作方法_2

文档序号:9756074阅读:来源:国知局
,向外壳2的轴方向延伸的外壳2的中心轴线(以下也简称为中心)。此处,“夕卜壳2的横截面的中心”是指,与中空纤维膜30的延伸的方向(外壳2的长度方向)正交的截面的重心。本实施方式中,第I盖构件4配置在上侧,第2盖构件5配置在下侧。
本实施方式中,沿着中心轴线LI,将第I盖构件4侧称为上方,将第2盖构件5侧称为下方。此外,与中心轴线LI正交的方向有时称为径方向,环绕中心轴线LI旋转的方向有时称为圆周方向。
[0032]外壳主体2A、第I盖构件4及第2盖构件5优选由具有机械强度以及耐久性的材质形成,例如由聚碳酸酯、聚砜、聚烯烃、PVC(聚氯乙烯)、丙烯酸树脂、ABS树脂、改性PPE(聚苯醚)等形成即可。
[0033]本实施方式的中空纤维膜束3具有多个小束3A而构成,该小束3A由多个中空纤维膜30捆扎而成。中空纤维膜束3仅其上端部(一端部)3U通过浇灌部6以开口状态固定在外壳2内,从浇灌部6沿着中心轴线LI向下方延伸。浇灌部6将由外壳主体2A、第I盖构件4及第2盖构件5所形成的空间区分为气室g和液室f。中空纤维膜束3被设计为扩展至外壳2内的圆周方向及径方向。
[0034]如图1所示,各小束3A中,中空纤维膜30呈U字状折返,其两端部被埋设至浇灌部6,其两端部呈向气室g开口的状态。“开口的状态”是指,借由开口的一端部,各中空纤维膜30的内部与气室g连通的状态。即,本实施方式中,中空纤维膜30的两端部形成上端部(一端部),通过浇灌部6以开口状态被固定在外壳2内。
另一方面,各中空纤维膜30之中的、从浇灌部6向下方延伸的部位的外表面呈暴露在液室f的状态,此外,其U字状底部分呈指向下方的状态。因此,各中空纤维膜30(S卩,中空纤维膜束3)的下端部为自由端。即,本实施方式中,中空纤维膜30的U字状的底部分形成下端部(另一端部)。
[0035]另,本实施方式中,虽然中空纤维膜30呈U字状折返,其两端部埋设于浇灌部6,也可以将一端是开口的同时另一端闭塞的中空纤维膜的一端埋设于浇灌部6,其另一端成为自由端。
[0036]各小束3A是将沿着与中心轴线LI正交的方向延伸的经线31设置在其下侧的部位,通过经线31捆扎多个中空纤维膜30而构成的。本实施方式中的经线31是遍及多个中空纤维膜30以链形缝型穿插而连接多个中空纤维膜30,也可以以其他方式连接多个中空纤维膜30。另,经线31可以是连接多个小束3A,也可以设置在小束3A的多处。此外,本实施方式中,中空纤维膜束3具有多个小束3A,也可以不分割为多个小束3A,而是将多个中空纤维膜30聚集捆扎成束的状态。
进一步,本实施方式中,经线31被设置在小束3A的下端部附近,连接多个中空纤维膜30,也可以是例如在小束3A的中央附近连接多个中空纤维膜30。此外,本实施方式中,以小束3A的下端部附近通过经线31连接为例进行了说明,但若从防止小束3A折断的观点考虑,则优选连接中央附近的同时,从该中央附近空出一定间隔在多处连接。
[0037]此外,从图1可知,本实施方式中,在沿着中心轴线LI方向的中空纤维膜束3的延伸方向上,中空纤维膜束3的下端部3D的高度位置Hl几乎并齐。此处,“几乎并齐”是指,相对于外壳2内的中空纤维膜束3的平均长度,中空纤维膜束3的长度误差小于±5% 0
[0038]另,作为中空纤维膜30的材料,可列举聚烯烃(聚乙烯、聚丙烯、聚(4-甲基戊烯-1)等)、氟系树脂(聚四氟乙烯、聚偏(二)氟乙烯、乙烯四氟乙烯共聚物等)、聚苯乙烯系树脂、聚砜系树脂、聚醚酮、聚醚醚酮、聚碳酸酯、纤维素衍生物、聚酰胺、聚酯、聚甲基丙烯酸酯、聚丙烯酸酯、包含其中I种以上的树脂等。此外,可以是这些树脂的共聚物或在一部分中导入了取代基的衍生物。从耐化学试剂性或对环境负荷的关心考虑,优选聚烯烃,从浇灌加工时的处理性、对使用液的溶出低的观点出发,特别优选聚乙烯、聚丙烯。
[0039]外壳2中,在固定于浇灌部6的中空纤维膜束3的上端部(一端部)3U侧部位处,设置有连通于外壳2内的液室f而使液体通过的第I端口8。此外,外壳2中,在中空纤维膜束3的下端部(另一端部)3D侧的部位处,设置有连通于外壳2内的液室f而使液体通过的第2端口 9。此处,“一端部侧”是指,相比于另一端部,更靠近一端部的部位,“另一端部侧”是指,相比于一端部,更靠近另一端部的部位。
[0040]本实施方式中,第I端口8形成为具有使外壳2内的液体流出的流出口 8A的圆筒状,作为流出端口发挥作用,位于浇灌部6下方的位置,且从外壳主体2A的外周面向径方向外侧突出。
[0041 ]第2端口 9形成为具有使外壳2内液体流入的流入口 9A的圆筒状,作为流入端口发挥作用,位于第2盖构件5的中心轴线LI上的位置,从第2盖构件5的中央部沿中心轴线LI向下方突出。详细地,本实施方式中,第2端口 9形成为中心轴线LI与第2端口 9的中心轴线为同轴。此处,“第2端口 9的中心轴线”是指,贯通沿着与第2端口 9的轴方向正交的方向的第2端口 9的横截面的中心(重心),向第2端口 9的长度方向延伸的线。
[0042]本实施方式中,为了使借由流入口9A流入于外壳2内的液体在中心轴线LI的径方向上,相比于形成有第I端口 8的流出口 8A的一侧,更多地从与形成有流出口 8A—侧隔着外壳2的中心(中心轴线LI)的相对侧流动,而在外壳2内设置有分散板10。
[0043]图3是从下方观察分散板10时的平面图。
如图3所示,分散板10形成为圆板状,具有使液体通过的多个开口 U。分散板10的外周部不透液地嵌入外壳2的内周面,将液室f分为上下2室。
本实施方式中,如图1所示,分散板10被配置于中空纤维膜束3的下端部3D的下方。
[0044]如图3所示,分散板10被形成为:在中心轴线LI的径方向,与形成第I端口8的一侧隔着外壳2的中心(中心轴线LI)在相对侧的区域上形成的开口 11的开口面积,大于形成有第I端口 8的流出口 8A—侧的区域上形成的开口 11的开口面积。
详细地,基于中心轴线LI方向视角(从下方观察分散板10时),用与连接外壳2的中心(中心轴线LI)和第I端口 8的形成位置(第I端口 8的中心轴线)的直线正交、且贯通分散板10的中心(重心)的直线L2将分散板10—分为二时,第I端口 8所处位置侧的区域1A的相对侧区域1B中形成的开口 11的开口面积的总和,从图中可明显看出,大于区域1A中所形成的开口面积。另,图3中,为了便于说明,以双点划线表示第I端口8。此处,“第I端口8的中心轴线”是指,沿着与第I端口8的轴方向正交的方向贯通第I端口 8的横截面中心(重心)向第I端口8的长度方向延伸的线。
[0045]更具体地,本实施方式中分散板10上形成有3个开口11,3个开口 11之中的、2个开口横跨区域1A和区域10B,剩下的I个形成于区域10B。区域1B中形成的开口 11在中心轴线LI的径方向上,隔着中心轴线LI,位于与第I端口 8(流出口 8A)相对的位置。
[0046]此外,如图1所示,本实施方式中,位于第I盖构件4的中心轴线LI上的第I盖构件4的中央部形成有沿着中心轴线LI向上方突出的圆筒状真空端口 12。真空端口 12连通于气室g,与图中省略未显示的吸引栗(真空栗)相连接。
[0047]图4中显示的是本实施方式涉及的脱气组件I中的液体流向。
如图4所示,脱气组件I中,首先,液体如箭头记号α所示,通过第2端口9的流入口9A,流入外壳2内。
接着,流入外壳2内的液体从分散板1的开口 11流入于液室f中的分散板1的上方侧的腔室内,如箭头记号β所示,朝向第I端口8倾斜流入。从开口 11流入的液体较多地从形成有第I端口 8侧一侧的相对侧流入。
此时,由于第I端口 8与第2端口 9在中空纤维膜束3的延伸方向间距较大,故液体在中空纤维膜束3的延伸方向的广范围接触的同时,朝向第I端口8。然后,液体如箭头记号γ所示,通过流出口 8Α被排出到外部。
[0048]另,流入外壳2内又流出的液体通过图未示的栗压送而导入于外壳2内。栗可以是配置在第I端口 8的下流侧吸引液体的构成,也可以是配置在第2端口 9的上流侧挤压液体的构成。
[0049]此外,液体流入液室f时,液体中所含的气体从暴露在液室f内的中空纤维膜30的外表面进入中空纤维膜30的内部,进行脱气。气体的进入通过上述真空栗对中空纤维膜30的内部抽真空而实施。另,图4中,箭头记号δ表示真空栗的吸引方向。
[0050]以上记载的本实施方式的脱气组件I具有多个由中空纤维膜30构成的中空纤维膜束3和收纳中空纤维膜束3的外壳2,中空纤维膜束3的一端部的上端部3U通过浇灌部6被固定在外壳2内。然后,外壳2内的液体中所含的气体从中空纤维膜30的外表面进入中空纤维膜30的内部而进行脱气。
[0051 ]这样的脱气组件I中,由于仅中空纤维膜束3的一端部(上端部3U)固定在外壳2内,另一端部(下端部3D)为自由端,故液体易于进入中空纤维膜30间,可以有效地进行脱气。此外,浇灌部6在外壳2内为一个,可以在抑制制造成本的同时,也可追求小型化。
[0052]此外,本实施方式所涉及的脱气组件I中,在通过浇灌部6固定中空纤维膜束3的一侦叭即外壳2内的中空纤维膜束3的一端部的上端部3U侧,设置有连通于外壳2内使液体通过的第I端口 8,在外壳2内的中空纤维膜束3的另一端部的下端部3D侧,设置有连通于外壳2内使液体通过的第2端口%。通过该构成,本实施方式中,从中空纤维膜束3的另一端部(下端部3D)至一端部(上端部3U)形成液体流路,可有效利用中空纤维膜束3的宽范围进行脱气,提尚脱气的效率。
[0053]此外,本实施方式所涉及的脱气组件I中,第I端口8是流出端口,在与外壳2中心隔开的位置配置有流出口 8Α,第2端口 9作为流入端口发挥作用。而且,本实施方式中采用如下构成:借由流入口9Α流入于外壳2内的液体,相比于作为流出端口的第I端口 8的流出口 8Α所形成的一侧,更多地从隔着外壳2的中心的相对侧流入。通过该构成,本实施方式中,液体易于扩散至整个中空纤维膜束3,可以提高脱气的效率。
[0054]此外,流入口9Α被配置在中心轴线LI上,外壳2内配置有具有使从流入口 9Α流入的液体通过的开口 11的分散板10。而且,分散板10被形成为:与形成有作为流出端口的第I端口 8的流出口 8Α的一侧隔着外壳2的中心而形成于相对侧的区域1B的开口 11的开口面积,大于在该相对侧的区域1A中形成的开口 11的开口面积。
通过该构成,本实施方式中,可以通过在外壳内配置分散板10,从而形成液体易于扩散至整个中空纤维I旲束3的流路,所以可以在提尚制造效率的同时,提尚脱气效率。
[0055]此外,本实施方式涉及的脱气组件I中,中空纤维膜束3中的中空纤维膜30以U字状被折返,其两端部被埋设在浇灌部6,从而将中空纤维膜束3的一端部的上端部3U通过浇灌部6固定在外壳2内。通过该构成,本实施方式中,由于可以通过少数的中空纤维膜30确保所期望的中空纤维膜30的密度,因此能提高制造效率。此外,通过中空纤维膜30呈U字状,易于保持自立状态,可以抑制中空纤维膜束3过度扩散,由此液体易于扩散至整个中空纤维膜束3,提尚脱气的效率。
[0056]此外,本实施方式涉及的脱气组件I中,中心轴线LI方向上,作为中空纤维膜束3的另一端部的下端部3D的高度位置Hl几乎并齐。通过该构成,本实施方式中,通过使液体难以偏向局部流动,抑制中空纤维膜束3扩散,从而液体易于扩散至整个中空纤维膜束3,提高脱气的效率。该构成,尤其在沿着中空纤维膜束3的延伸方向,液体朝向中空纤维膜束3的前端部分流入等时,可以很好地抑制中空纤维膜束3扩散。
[0057]此外,本实施方式涉及的脱气组件I中,中心轴线LI方向上的中空纤维膜束3的下端部3D侧的部位处,设置有向与中心轴线LI方向正交的方向延伸而连接多个中空纤维膜30的经线31。通过该构成,能易于确实保持中空纤维膜束3的自立状态,适宜地抑制中空纤维膜束3过度扩散。液体的粘性高时,由于中空纤维膜束3易于较大地扩散,所以本构成在尤其是液体的粘性高的情况,例如液体使用墨水等时有效地发挥作用。
[0058]另,图5A?5D中显示的是第I实施方式中说明的分散板10的变形例。另,变形例中的与第I实施方式的分散板10相同的构成,采用与第I实施方式相同的符号。
[0059]图5A中,分散板10上形成有3个开口11,3个开口 11之中的、2个开口形成于区域1B,剩下的I个在中心轴线LI上横跨区域1A与区域1B而形成。
图5B中,4个开口 11形成为沿圆周方向排列。而且,4个开口 11之中的、2个开口形成为横跨区域1A和区域1B,剩下的2个形成于区域10B。
图5C中,开口 11形成为沿分散板10的圆周方向延伸的弧状(月牙形),仅形成于区域10B。开口 11的两端部形成为越来越细。
图5D中,楔型的开口 11仅在区域1B成为从分散板11的中心向外侧形成多个放射状的形状。
开口 11的形状无特别限定,基于流路形成性及加工柔软性方面,优选楔形。
区域1A中的开口面积与区域1B中的开口面积之比优选为0:1/10?1/20:1/2。
[0060]中空纤维膜30具有气体能透过中空纤维膜30的中空部-外侧间的透气性。
中空纤维膜30的外径优选280μπι以下,更优选250μπι以下。更具体地,优选250?150μπι,更优选220?180μπι。若中空纤维膜30的外径在上述数值范围内,则在外壳内中空纤维膜间能形成更有效率的流路。
中空纤维膜30的内径优选ΙΟΟμπι以上,更优选120μπι以上。中空纤维膜30的内径优选200μπι以下。更具体地,优选100?200μηι,更优选110?160μηι。若中空纤维膜30的内径在上述数值范围内,则外壳2内可收纳充分根数的中空纤维膜30,可维持良好的脱气性能与耐久性。[0061 ] 中空纤维膜30的膜厚优选20?70μπι,更优选25?55μπι。
若膜厚在上述范围的上限值以下,则对外壳2内的中空纤维膜30的内侧重复减压时的耐久性优异。若膜厚在上述范围的下限值以上,则能良好地维持脱气性能。
[0062]另,中空纤维膜的膜厚通过下述式(I)由中空纤维膜的内径与外径的差算出。
中空纤维膜的膜厚=(中空纤维膜的外径-中空纤维膜的内径)/2...(I)
中空纤维膜的内径以及外径按照如下进行实测。
首先,将数根中空纤维膜捆扎,用聚氨基甲酸乙酯树脂覆盖其整个外侧,使之固化。接着,将固化后的束
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