管端部連接體及沸石分離膜構件的製作方法

2023-06-11 17:55:46 1

專利名稱：管端部連接體及沸石分離膜構件的製作方法
技術領域：
本發明涉及管端部連接體及沸石分離膜構件，特別是，涉及確保密封 性地將第 一管狀部件和第二管狀部件連接的管端部連接體及沸石分離膜構 件。
背景技術：
沸石是具有分子程度大小的細孔的結晶性鋁代矽酸鹽，由沐石形成的 膜具有根據分子尺寸或形狀的不同而選擇性地使分子通過的性質，因此， 作為分子篩而廣泛使用。公知，若在將水和有機溶劑類混合液分離時使用 沸石膜則能量效率高。沸石膜的單體不具有足夠的機械強度，所以 一般在多孔性陶瓷管的表 面形成沸石膜。在將這樣的帶沸石膜的陶瓷管組裝到組件上時，大多將金 屬管與該陶瓷管的端部連接。這是由於這樣使向組件的組裝變得容易。對將帶沸石膜的陶瓷管和金屬管連接的現有方法進行說明。準備帶沸 石膜的陶瓷管和與該陶瓷管外徑大致相同的金屬管。另外，準備內徑比金 屬管的外徑稍大的熱收縮管。接著，將帶沸石膜的陶瓷管的端部從熱收縮管的一端插入，並將金屬 管的端部從熱收縮管的另一端插入。然後，通過加熱熱收縮管使熱收縮管 向內徑變小的方向收縮，從而連接帶沸石膜的陶瓷管和金屬管(參照專利 文獻1 )。專利文獻l:(日本)特開平8 - 131782號公報(第8段) 但是，上述熱收縮管存在硬且沒有彈性的缺點。金屬管表面及帶沸石 膜的陶瓷管表面通常都不能成為鏡面，平滑性差，微觀上是具有凹凸的表 面狀態。另外，因帶沸石膜的陶瓷管的外形不是正圓，而且各個帶沸石膜 的陶瓷管的外形存在偏差，所以，陶瓷管和金屬管的外徑不完全一致。因 此，沒有彈性的熱收縮管不能夠對帶沸石膜的陶瓷管與金屬管的連接部分 確保充分的密封性。發明內容本發明是鑑於上述情況而作出的，其目的在於提供確保密封性地將第 一管狀部件和第二管狀部件連接的管端部連接體及沸石分離膜構件。為了解決上述課題，本發明的管端部連接體具有在將第一管狀部件 端部和第二管狀部件端部連接的狀態下、分別包覆所述第一管狀部件的端 部外側面及所述第二管狀部件的端部外側面的包覆部件；配置在所述第一管狀部件及所述第二管狀部件各自的外側面與所述包覆部件之間的、具有 耐溶劑性及相對溶劑的溶脹性的部件。根據上述管端部連接體，在第一管狀部件及第二管狀部件各自的外側 面與包覆部件之間配置具有耐溶劑性及相對溶劑的溶脹性的部件。因此， 即便第 一管狀部件及第二管狀部件各自的外表面微觀上為具有凹凸的狀 態，或外形不是正圓，亦或第一管狀部件和第二管狀部件的外徑不一致， 也能夠利用所述部件的相對溶劑的溶脹性所帶來的自密封性能，確保密封 性地將第一管狀部件和第二管狀部件連接。在本發明的管端部連接體中，所述第 一管狀部件可以是在多孔性體上 形成沸石結晶而構成的沐石分離膜，所述第二管狀部件可以是金屬管。在本發明的管端部連接體中，也可將所述第二管狀部件替換為大致圓 柱形部件。在本發明的管端部連接體中，所述部件因溶脹而產生的體積增加率為2 %以上且15%以下為好。這是因為若體積增加率不到2%則不能獲得足 夠的自密封性能及自修復性能；若體積增加率超過15 %則使用時過度溶脹 而導致耐久性(即，可使用期間)降低。在本發明的管端部連接體中，所述部件優選為在50 ~ 200。C的溫度範圍 具有耐熱性。在本發明的管端部連接體中，所述部件也可具有第一部件和配置在所 述第一部件兩側的第二部件。所述第二部件位於從所述第一管狀部件端部 與所述第二管狀部件端部之間的連接部離開的一側。在本發明的管端部連接體中，所述部件也可由氟橡膠熱收縮管或軟質 氟樹脂熱收縮管構成。在本發明的管端部連接體中，所述第 一部件也可由氟橡膠熱收縮管構成，所述第二部件也可由軟質氟樹脂熱收縮管構成。所述氟橡膠熱收縮管是指，以氟類橡膠材料為主原料的照射交聯的熱收縮管，是具有伸長率為250%以上、拉伸強度為10MPa以上的物理特性 的高耐熱氟類彈性體。所述軟質氟樹脂熱收縮管是指對軟性阻燃氟樹脂進行電子交聯的熱收 縮管，是具有在200。C下可連續使用的柔軟性的熱收縮管。在本發明的管端部連接體中，所述包覆部件優選為具有向該包覆部件 內側收縮的力。在本發明的管端部連接體中，所述包覆部件也可為熱收縮管。 本發明的沸石分離膜構件具有在管狀多孔性支承體上形成沸石結晶 而構成的沸石分離膜；分別與所述沸石分離膜的兩端部連接設置的金屬管； 在將所述沸石分離膜兩端部各自和所述金屬管端部連接的狀態下、分別包 覆所述沸石分離膜兩端部的外側面和所述金屬管端部的外側面的包覆部 件；配置在所述沸石分離膜及所述金屬管各自的外側面與所述包覆部件之 間的、具有耐溶劑性及相對溶劑的溶脹性的部件。根據如上說明的本發明，可提供確保密封性地將第一管狀部件和第二 管狀部件連接的管端部連接體及沸石分離膜構件。


圖1是表示由本發明第一實施方式的管端部連接體將帶沸石膜的陶瓷 管分別與金屬管及大致圓柱形部件連接的狀態的剖面圖；圖2(A) ~ (C)是表示管端部連接體的自密封性能的示意圖；圖3 (A) ~ (C)是示意性地表示帶沸石膜的陶瓷管1外表面的表面 粗糙度的偏差的剖面圖；圖4 (A)、 (B)是表示由氟橡膠熱收縮管的溶脹帶來的自修復性能的 剖面圖；圖5是示意性地表示滲透蒸發(PV)試驗裝置的結構圖； 圖6是表示由本發明第五實施方式的管端部連接體將帶沸石膜的陶瓷 管分別與金屬管及大致圓柱形部件連接的狀態的剖面圖。 附圖標記說明 1帶沸石膜的陶瓷管2圓柱形部件3a、 3b氟橡膠熱收縮管4a、 4b特氟隆(註冊商標)制熱收縮管5金屬管7容器7a排出口8分離器9液氮阱(冷阱)10真空泵11空隙12a、 12b、 12c、 12d軟質氟樹脂熱收縮管具體實施方式
下面，參照

本發明的實施方式。 (第一實施方式)圖1是表示由本發明第一實施方式的管端部連接體將帶沸石膜的陶瓷 管分別與金屬管及大致圓柱形部件連接的狀態的剖面圖。在外徑cj) 12mm、內徑4> 8.5mm、長度500mm的多孔性氧化鋁製陶瓷支 承管的表面，形成A型沸石膜。由此，製成在陶瓷支承管上附著沸石膜的 帶沸石膜的陶瓷管1。該帶沸石膜的陶瓷管1是在多孔性支承管的表面形成 有沸石膜的過濾部件。換言之，帶沸石膜的陶瓷管1是在多孔性體上形成 沸石結晶而構成的沸石分離膜。另外，準備外徑(])12mm、長度20mm的 SUS304的大致圓柱形部件2及氟橡膠熱收縮管(例如，住友電工生產的氟 橡膠熱收縮管FE3) 3a。接著，將帶沸石膜的陶瓷管1的一端部插入氟橡膠熱收縮管3a的一端 部，將大致圓柱形部件2的一端部插入氟橡膠熱收縮管3a的另一端部，以 如下方式將大致圓柱形部件2配置在帶沸石膜的陶瓷管1的一端部，即， 使二者的軸一致且從它們的連接部分起向兩側各10mm被氟橡膠熱收縮管 3a包覆。然後，利用熱風器(匕一 卜；(f乂 )加熱氟橡膠熱收縮管3a，使氟 橡膠熱收縮管3a熱收縮。接著，將特氟隆(註冊商標)制熱收縮管4a插入帶沸石膜的陶瓷管1及大致圓柱形部件2，以包覆氟橡膠熱收縮管3a並且自所述連接部分起向 兩側各包覆13mm的方式配置特氟隆(註冊商標)制熱收縮管4a。然後， 利用熱風器加熱特氟隆(註冊商標)制熱收縮管4a，使特氟隆(註冊商標) 制熱收縮管4a熱收縮。由此，將氟橡膠熱收縮管3a、大致圓柱形部件2及 帶沸石膜的陶瓷管l向內側緊固的力起作用，經由氟橡膠熱收縮管3a利用 熱收縮管4a可將大致圓柱形部件2和帶沸石膜的陶瓷管1固定，並且，可 利用大致圓柱形部件2將帶沸石膜的陶瓷管1的一端部密封。接著，利用同樣的方法將外徑cj)12mm、內徑cb9mm的SUS制金屬管5 的一端部與帶沸石膜的陶資管1的另一端部連接。詳細地說，將帶沸石膜的陶瓷管1的另一端部插入氟橡膠熱收縮管3b 的一端部，將金屬管5的一端部插入氟橡膠熱收縮管3b的另一端部，以如 下方式將金屬管5的一端部配置在帶沸石膜的陶瓷管1的另一端部，即， 使二者的軸一致且從它們的連接部分起向兩側各10mm被氟橡膠熱收縮管 3b包覆。然後，利用熱風器加熱氟橡膠熱收縮管3b，使氟橡膠熱收縮管3b 熱4丈縮。接著，將特氟隆(註冊商標)制熱收縮管4b插入金屬管5及帶沸石膜 的陶瓷管1，以包覆氟橡膠熱收縮管3b並且自所述連接部分起向兩側各包 覆13mm的方式配置特氟隆(註冊商標)制熱收縮管4b。然後，利用熱風 器加熱特氟隆(註冊商標)制熱收縮管4b,使特氟隆(註冊商標)制熱收 縮管4b熱收縮。由此，將氟橡膠熱收縮管3b、金屬管5及帶沸石膜的陶瓷 管1向內側緊固的力起作用，經由氟橡膠熱收縮管3b並利用熱收縮管4b 可將金屬管5和帶沸石膜的陶瓷管1固定，並且，可將所述連接部分密封。這樣，帶沸石膜的陶覺管1的一端部通過管端部連接體連接有大致圓 柱形部件2，由此，帶沸石膜的陶瓷管1的一端部被密封。另外，帶沸石膜 的陶瓷管1的另一端部利用管端部連接體密封性良好地連接有金屬管5。上述帶沸石膜的陶資管1的一端部被密封、帶沸石膜的陶瓷管1的另 一端部連接有金屬管5的構件，可用作為水-溶劑(例如乙醇)分離構件、 即分離器8。接著，參照圖2說明上述具有特氟隆(註冊商標)制熱收縮管4a、 4b 及氟橡膠熱收縮管3a、 3b的管端部連接體具有良好的密封性的情況。圖2 (A) ~ (C)是表示管端部連接體的自密封性能的示意圖。另外，在圖2中僅表示帶沸石膜的陶瓷管1和氟橡膠熱收縮管3a。圖2(A)表示如下狀態，即，利用上述方法通過管端部連接體連接帶 沸石膜的陶瓷管1的端部之後，剛將水和乙醇等溶劑的混合液體供給該帶 沸石膜的陶瓷管1的狀態。因帶沸石膜的陶瓷管1的外表面不是鏡面而具 有凹凸，所以，在氟橡膠熱收縮管3a與帶沸石膜的陶瓷管l之間形成微小 間隙，剛開始供給溶劑時，溶劑從該微小間隙漏出。因該漏出的溶劑與氟 橡膠熱收縮管3a接觸，氟橡膠熱收縮管3a開始溶脹。圖2 (B)表示隨著溶劑供給時間的增加，氟橡膠熱收縮管的溶脹量比 圖2 (A)所示的狀態增加的狀態。若溶脹量增加，則氟橡膠熱收縮管3a 與帶沸石膜的陶瓷管1之間的微小間隙也減小。圖2(C)表示氟橡膠熱收縮管的溶脹自圖2(B)所示狀態進一步進行、 氟橡膠熱收縮管3a與帶沸石膜的陶瓷管1之間的微小間隙消失的狀態。若 成為這種狀態，則完成利用管端部連接體的密封。如圖2(A) ~ (C)所示，氟橡膠熱收縮管因接觸溶劑而溶脹，由此， 具有發揮密封性的自密封性能。換言之，為了利用管端部連接體有效密封 連接部分，需要積極地將漏出部位密封。在所述連接部分如果存在空隙則 溶劑和水流通過空隙而漏出，但因氟橡膠熱收縮管具有耐溶劑性及相對溶 劑的溶脹性，所以氟橡膠熱收縮管與溶劑接觸而體積溶脹，從而可密封所 述連接部分的空隙(自密封性能)。圖3 (A) ~ (C)是示意性地表示帶沸石膜的陶瓷管1外表面的表面 粗糙度的偏差的剖面圖。帶沸石膜的陶瓷管1的表面粗糙度具有0.3 ~ lpm 左右的偏差。利用管端部連接體很難可靠地將具有這樣的偏差的帶沸石膜 的陶瓷管密封，但通過利用如上所述的基於帶沸石膜的陶瓷管的溶脹的自 密封性能，可實現良好的密封性。圖4 (A)、 (B)是表示由氟橡膠熱收縮管的溶脹帶來的自修復性能的 剖面圖。在圖4中表示帶沸石膜的陶瓷管1與大致圓柱形部件2的連接部 分的一部分。圖4 (A)表示如下的狀態，即，例如在50 200。C左右的高溫中使用 上述水-溶劑分離構件時，因大致圓柱形部件2、帶沸石膜的陶瓷管l、氟 橡膠熱收縮管3a及特氟隆(註冊商標)制熱收縮管4a各自的熱膨脹係數不 同，由該熱膨脹差而在連接部分產生空隙11。如圖4 (A)所示一旦產生空隙11,則溶劑從該空隙11漏出。該漏出 的溶劑與氟橡膠熱收縮管3a接觸而產生氟橡膠熱收縮管3a的溶脹。利用該 氟橡膠熱收縮管的溶脹，如圖4 (B)所示將空隙11密封。這樣，氟橡膠熱 收縮管3a具有基於溶脹的自修復性能。根據上述第一實施方式，將具有相對溶劑的溶脹性且具有耐溶劑性的 氟橡膠熱收縮管3a、 3b配置在特氟隆(註冊商標)制熱收縮管4a、 4b與帶 沐石膜的陶瓷管l之間。因此，即便帶沸石膜的陶乾管1、金屬管5及大致 圓柱形部件2的各自表面微觀上呈具有凹凸的狀態，帶沸石膜的陶資管1 的外形不是正圓，各個陶瓷管1的外形存在偏差，陶瓷管1和金屬管5或 大致圓柱形部件2的外徑不一致，也能夠通過氟橡膠熱收縮管的自密封性 能在陶瓷管1分別與金屬管5及大致圓柱形部件2連接的連接部分確保良 好的密封性。另外，關於所述溶脹性，基於溶脹的氟橡膠熱收縮管的體積 增加率優選為2~15%的範圍。若體積增加率不到2%,則不能獲得足夠的 自密封性能及自修復性能，若體積增加率超過15%，則使用時過度溶脹而 導致耐久性(即，可使用期間)降低。即便陶瓷管1的線膨脹係數與金屬管5及大致圓柱形部件2各自的線 膨脹係數不同，也可以利用氟橡膠熱收縮管的自修復性能和耐熱性在陶瓷 管1分別與金屬管5及大致圓柱形部件2連接的各連接部分確保良好的密 封性。因此，在溫度變動的環境下也可確保高密封性。另外，本實施方式 的管端部連4妄體也具有耐熱循環性(例如室溫與130。C之間的升降溫的耐熱 循環性)。所述耐熱性只要是在將水和溶劑分離時可使用的溫度範圍即可， 優選的溫度範圍是50 ~ 200°C 。 (材料耐久試驗)由於對本實施方式的氟橡膠熱收縮管3a、 3b進行了材料耐久試驗，並 測定了試驗後的重量變化率，所以對試驗方法及試驗結果進行說明。進行如下的材料耐久試驗，即，在將90%IPA (異丙醇)/10%水加熱 到150。C的蒸氣環境中，將氟橡膠熱收縮管放置一周。該試驗結束時，測定 氟橡膠熱收縮管的重量增加率的結果為7.5%。試驗結束後，在空氣中放置 一天後的重量增加率為6.6%;試驗結束後，在空氣中^:置一周後的重量增 加率為4.7%;試驗結束後，在空氣中放置兩周後的重量增加率為3.8%。根據上述試驗結果，可確認在材料耐久試驗中，氟橡膠熱收縮管吸收IPA而溶脹，其結果,氟橡膠熱伸縮管的重量增加，但若將該溶脹後的 氟橡膠熱伸縮管放置在空氣中，則IPA逐漸向空氣中釋放，所以，隨著時 間的增長，氟橡膠熱伸縮管的重量增加率減少。 (材料耐久試驗的比較例) 作為比較例，進行氟樹脂及矽酮的材料耐久試驗並測定試驗後的重量 變化率。因試驗方法與上述材料耐久試驗相同，所以省略說明。試驗結束時氟樹脂的重量變化率為0.2%,矽酮的重量變化率為11.6%。 試驗結束後，在空氣中放置一天後的氟樹脂的重量變化率為0.2%。試驗結 束後，在空氣中放置一周後的氟樹脂的重量變化率為0.2%、矽酮的重量變 化率為-4.5%。試驗結束後，在空氣中放置兩周後的氟樹脂的重量變化率為 0.r/。、 ^圭酮的重量變化率為-4.5%。根據上述比較例的試驗結果，可確認雖然氟樹脂相對於IPA具有耐 溶劑性，但即便與IPA接觸也幾乎不溶脹。另外，雖然矽酮具有溶脹性， 但因隨著時間的增長，重量變為比試驗之前減輕的重量，所以，可確認矽 酮由於IPA而溶解，並可確認珪酮相對於IPA不具有耐溶劑性。從上述材料耐久試驗和比較例的結果來看，氟橡膠熱收縮管兼具耐溶 劑性和溶脹性，但氟樹脂和矽酮不兼具耐溶劑性和溶脹性，所以，可以說 氟樹脂和矽酮不能適用於本發明。 (密封性確認試驗)接著，由於進行了確認本實施方式的管端部連接體的密封性的試驗， 所以對試驗方法和試驗結果進行說明。圖5是示意性地表示滲透蒸發(PV)試驗裝置的結構圖。該試驗裝置具有帶冷阱的真空管路。試驗裝置具有接收水-乙醇類供給液(乙醇/水的質量比=90/10)的供 給的容器7。在該容器7的內部設置有分離器8。該分離器8通過管端部連 接體將帶沸石膜的陶瓷管1的一端部由大致圓柱部件2密封、並將帶沸石 膜的陶瓷管1的另一端部與金屬管5的前端連接。另外，帶沸石膜的陶瓷 管1是過濾部件。金屬管5的末端與帶冷阱的真空管路連接。即，金屬管5的末端經由 液氮阱(冷阱)9與真空泵IO連接。另外，在所述容器7上設有將從水-乙醇類供給液分離後的乙醇排出的排出口 7a。向該試驗裝置的容器7供給7(TC的水-乙醇類供給液(乙醇/水的質量 比=90/10 )，並利用真空泵10將它們吸入分離器8內。此時的真空度為10 ~ 1000Pa左右。透過分離器8後的液體被液氮阱9捕集。使用氣相色譜儀(抹) 島津製作所制GC- 14B每十分鐘測量一次液氮阱9的捕集物的成分，求 出分離係數。根據該測定結果可確認捕集物由水和乙醇的混合物構成， 乙醇濃度初期為1.5%， IO小時後變為0.05%，水和乙醇在經過一定時間後 有效分離。另外，分離係數a為20000以上，可確認具有高分離性能。因 此，可確認利用管端部連接體將帶沸石膜的陶資管1的一端部與大致圓柱 形部件2連接的部分、以及將帶沸石膜的陶乾管1的另一端部與金屬管5 連接的部分可充分確保密封性。(第二實施方式)本發明第二實施方式的管端部連接體代替氟橡膠熱收縮管3a、 3b而使 用軟質氟樹脂熱收縮管(例如，住友電工制氟樹脂熱收縮管KH200)。即， 根據本實施方式的分離器除使用軟質氟樹脂熱收縮管代替圖1所示的氟橡 膠熱收縮管3a、 3b之外，其餘與圖1是完全相同的結構。 (材料耐久試驗)對本實施方式的軟質氟樹脂熱收縮管進行材料耐久試驗，並測定試驗 後的重量變化率。因試驗方法與第一實施方式中的材料耐久試驗相同，所 以省略說明。試驗結束後，測定軟質氟樹脂熱收縮管的重量增加率的結果為5.4%。 試驗結束後，在空氣中放置一天後的重量增加率為4.7%;試驗結束後，在 空氣中放置一周後的重量增加率為4.2%;試驗結束後，在空氣中放置兩周 後的重量增加率為4.0%。根據上述試驗結果，可確認在材料耐久試驗中，軟質氟樹脂熱收縮 管吸收IPA而溶脹，其結果，軟質氟樹脂熱收縮管的重量增加，但將該溶 脹後的軟質氟樹脂熱收縮管放置在空氣中，則IPA逐漸向空氣中釋放，所 以，隨著時間的增加，軟質氟樹脂熱收縮管的重量增加率減少。即，可確 認軟質氟樹脂熱收縮管兼具耐溶劑性和溶脹性。因此，可以說軟質氟樹脂 熱收縮管與第一實施方式的氟橡膠熱收縮管同樣地，具有圖2所示的自密 封性能及圖4所示的自修復性能。根據上述第二實施方式，將相對於溶劑具有溶脹性且具有耐溶劑性的軟質氟樹脂熱收縮管配置在特氟隆(註冊商標)制熱收縮管4a、 4b與帶沸 石膜的陶瓷管l之間。因此，即便帶沸石膜的陶瓷管1、金屬管5及大致圓 柱形部件2各自的表面微觀上呈具有凹凸的狀態，陶資管F1的外形不是正 圓且各個陶瓷管1的外形存在偏差，陶瓷管1與金屬管5或大致圓柱形部 件2的外徑不一致，也能夠利用軟質氟樹脂熱收縮管的自密封性能在陶覺 管1與金屬管5及大致圓柱形部件2連接的各連接部分確保良好的密封性。即便陶瓷管1的線膨脹係數與金屬管5及大致圓柱形部件2各自的線 膨脹係數不同，也可以利用軟質氟樹脂熱收縮管的自修復性能和耐熱性， 在陶瓷管1分別與金屬管5及大致圓柱形部件2連接的各連接部分確保良 好的密封性。因此，即便在溫度變動的環境下也可確保高密封性。另外， 本實施方式的管端部連接體也具有耐熱循環性(例如室溫與130。C之間的升 降溫的耐熱循環性)。(密封性確認試驗)接著，使用圖5所示的PV試驗裝置，進行確認本實施方式的管端部連 接體密封性的試驗。因試驗方法與第一實施方式的密封性確認試驗相同， 所以省略說明。根據試驗結果，捕集物由水和乙醇的混合物構成，10小時之後的乙醇 濃度為2.7%。雖然不及第一實施方式的氟橡膠熱收縮管，但可確認能有效 分離水和乙醇。另外，分離係數a為2000以上，可確認具有高分離性能。 因此，可確認利用管端部連接體將帶沸石膜的陶瓷管1的一端部與大致圓 柱形部件2連接的部分、以及將帶沸石膜的陶瓷管1的另一端部與金屬管5 連接的部分可充分確保密封性。 (第三實施方式)本發明第三實施方式的管端部連接體具有與第二實施方式的管端部連 接體相同的結構。但是，預先將軟質氟樹脂熱收縮管在30。C的乙醇中浸漬 處理IO分鐘後，將使用該軟質氟樹脂熱收縮管的管端部連接體以與第一實 施例方式相同的方法組裝到圖1所示的分離器中。使用該分離器進行與第 二實施方式相同的密封性確認試驗後的結果為，乙醇濃度從初期起變為0.08 % ,可確認從初期即可有效地分離水和乙醇。在上述第三實施方式中，之所以從初期即獲得更高的分離性能的理由 如下。即，在第二實施方式中，可認為在初期、軟質氟樹脂熱收縮管與帶沸石膜的陶瓷管1之間形成圖2 (A)所示的微細間隙。對此，在本實施方 式中，通過預先在溶劑中進行浸漬處理，可預先使軟質氟樹脂熱收縮管溶 脹。通過使用該溶脹後的軟質氟樹脂熱收縮管，從初期即可實現圖2(C) 所示的軟質氟樹脂熱收縮管與帶沸石膜的陶乾管1之間的微小間隙消失的 狀態。其結果，可從初期起有效地分離溶劑和水。 (第四實施方式)本發明第四實施方式的管端部連接體具有與第一實施方式的管端部連 接體相同的結構。但是，預先將氟橡膠熱收縮管在室溫的乙醇中浸漬處理 10分鐘後，將使用該氟橡膠熱收縮管的管端部連接體以與第一實施方式相 同的方法組裝到圖1所示的分離器中。使用該分離器進行與第一實施方式 相同的密封性確認試驗之後的結果為，乙醇濃度從初期起變為0.1%,可確 認從初期即可有效地分離水和乙醇。在上述第四實施方式中，之所以從初期即獲得更高的分離性能的理由 如下。即，在第一實施方式中，可認為在初期、氟橡膠熱收縮管與帶沸石 膜的陶瓷管l之間形成圖2 (A)所示的微細間隙，而在本實施方式中，通 過使用預先在溶劑中進行浸漬處理而溶脹的氟橡膠熱收縮管，從初期即可 實現圖2 (C)所示的軟質氟樹脂熱收縮管與帶沸石膜的陶瓷管1之間的微 小間隙消失的狀態。其結果，乂人初期即可有效地分離溶劑和水。 (第五實施方式)圖6是表示由本發明第五實施方式的管端部連接體將帶沸石膜的陶瓷 管分別與金屬管及大致圓柱形部件連接的狀態的剖面圖，與圖1相同的部 分標註相同的符號，僅說明不同的部分。將帶沸石膜的陶瓷管1的一端部插入氟橡膠熱收縮管3a的一端，將大 致圓柱形部件2的一端部插入氟橡膠熱收縮管3a的另 一端，將軟質氟樹脂 熱收縮管(例如，住友電工制氟樹脂熱收縮管KH200 ) 12a插入大致圓柱形 部件2，在氟橡膠熱收縮管3a的另一端側配置軟質氟樹脂熱收縮管Ua，將 軟質氟樹脂熱收縮管12b插入帶沸石膜的陶瓷管1,在氟橡膠熱收縮管3a 的一端側配置軟質氟樹脂熱收縮管12b。即，以如下的方式將大致圓柱形部 件2配置在帶沸石膜的陶瓷管1的一端部，即，二者的軸一致且自它們的 連接部分起向兩側各10mm被氟橡膠熱收縮管3a及軟質氟樹脂熱收縮管 12a、 12b包覆。然後，利用熱風器加熱氟橡膠熱收縮管3a及軟質氟樹脂熱收縮管12a、 Ub,使氟橡膠熱收縮管3a及軟質氟樹脂熱收縮管12a、 12b 熱收縮。接著，將特氟隆(註冊商標)制熱收縮管4a插入帶沸石膜的陶資管1 及大致圓柱形部件2，以包覆氟橡膠熱收縮管3a及軟質氟樹脂熱收縮管12a、 12b並且從所述連接部分向兩側各包覆13mm的方式配置特氟隆(註冊商標) 制熱收縮管4a。然後，利用熱風器加熱特氟隆(註冊商標)制熱收縮管4a, 使特氟隆(註冊商標)制熱收縮管4a熱收縮。由此，將氟橡膠熱收縮管3a、 軟質氟樹脂熱收縮管12a、 12b、大致圓柱形部件2及帶淬石膜的陶瓷管1 向內側緊固的力起作用。由此，經由氟橡膠熱收縮管3a及軟質氟樹脂熱收 縮管12a、 12b並通過熱收縮管4a，可固定大致圓柱形部件2和帶沸石膜的 陶瓷管1,並且，可利用大致圓柱形部件2將帶沸石膜的陶瓷管1的一端部 密封。接著，利用同樣的方法將金屬管5的一端部與帶沸石膜的陶瓷管1的 另一端部連接。詳細地i兌,將軟質氟樹脂熱收縮管12c插入帶沸石膜的陶瓷管1的另一 端部，將帶沸石膜的陶瓷管1的另一端部插入氟橡膠熱收縮管3b的一端， 將金屬管5的一端部插入氟橡膠熱收縮管3b的另一端，將軟質氟樹脂熱收 縮管12d插入金屬管5，通過上迷操作，將軟質氟樹脂熱收縮管12c配置在 氟橡膠熱收縮管3b的一端側，將軟質氟樹脂熱收縮管12d配置在氟橡膠熱 收縮管3b的另一端側。即，以如下的方式將金屬管5的一端部配置在帶沸 石膜的陶瓷管1的另一端部，即，二者的軸一致且從它們的連接部分開始 向兩側各10mm被氟橡膠熱收縮管3b及軟質氟樹脂熱收縮管12c、 12d包覆。 然後，利用熱風器加熱氟橡膠熱收縮管3b及軟質氟樹脂熱收縮管12c、 12d， 使氟橡膠熱收縮管3b及軟質氟樹脂熱收縮管12c 、 12d熱收縮。接著，將特氟隆(註冊商標)制熱收縮管4b插入金屬管5及帶沸石膜 的陶瓷管l,以包覆氟橡膠熱收縮管3b及軟質氟樹脂熱收縮管12c、 12d並 且從所述連接部分向兩側各包覆13mm的方式配置特氟隆(註冊商標)制 熱收縮管4b。然後，利用熱風器加熱特氟隆(註冊商標)制熱收縮管4b， 使特氟隆(註冊商標)制熱收縮管4b熱收縮。由此，將氟橡膠熱收縮管3b、 軟質氟樹脂熱收縮管12c、 12d、金屬管5及帶沸石膜的陶瓷管1向內側緊 固的力起作用。由此，經由氟橡膠熱收縮管3b及軟質氟樹脂熱收縮管12c、12d並通過熱收縮管4b,可固定金屬管5和帶沸石膜的陶乾管1，並且，可將所述連接部分密封。在上述第五實施方式中也可獲得與第一實施方式相同的效果。另外，本發明並不限於上述實施方式，在不脫離本發明主旨的範圍內 可實施各種變更。
權利要求
1.一種管端部連接體，其特徵在於，具有在將第一管狀部件的端部和第二管狀部件的端部連接的狀態下、分別包覆所述第一管狀部件的端部外側面及所述第二管狀部件的端部外側面的包覆部件；配置在所述第一管狀部件及所述第二管狀部件各自的外側面與所述包覆部件之間的、具有耐溶劑性及相對溶劑的溶脹性的部件。
2. 如權利要求1所述的管端部連接體，其特徵在於，所述第一管狀部 件是在多孔性體上形成沸石結晶而構成的沸石分離膜，所述第二管狀部件 是金屬管。
3. 如權利要求1或2所述的管端部連接體，其特徵在於，將所述第二 管狀部件替換成大致圓柱形部件。
4. 如權利要求1-3中任一項所述的管端部連接體，其特徵在於，所述 部件因溶脹而導致的體積增加率為2%以上、15%以下。
5. 如權利要求1~4中任一項所述的管端部連接體，其特徵在於，所述 部件在50 ~ 200。C的溫度範圍具有耐熱性。
6. 如權利要求1-5中任一項所述的管端部連接體，其特徵在於，所述 部件具有第 一部件和配置在所述第 一部件兩側的第二部件，所述第二部件位於從所述第一管狀部件端部與所述第二管狀部件端部的連接部離開的一 側。
7. 如權利要求1-5中任一項所述的管端部連接體，其特徵在於，所述 部件由氟橡膠熱收縮管或軟質氟樹脂熱收縮管構成。
8. 如權利要求6所述的管端部連接體，其特徵在於，所述第一部件由 氟橡膠熱收縮管構成，所述第二部件由軟質氟樹脂熱收縮管構成。
9. 如權利要求1-8中任一項所述的管端部連接體，其特徵在於，所述 包覆部件具有向該包覆部件內側收縮的力。
10. 如權利要求1 ~9中任一項所述的管端部連接體，其特徵在於，所 述包覆部件為熱收縮管。
11. 一種沸石分離膜構件，其特徵在於，具有在管狀多孔性支承體上形成沸石結晶而構成的沸石分離膜；分別與所述沸石分離膜的兩端部連接設置的金屬管； 在將所述沸石分離膜的兩端部分別和所述金屬管端部連接的狀態下、分別包覆所述沸石分離膜兩端部的外側面和所述金屬管端部的外側面的包覆部件；配置在所述沸石分離膜及所述金屬管各自的外側面與所述包覆部件之 間的、具有耐溶劑性及相對溶劑的溶脹性的部件。
全文摘要
本發明提供一種確保密封性地將第一管狀部件和第二管狀部件連接的管端部連接體。本發明的管端部連接體具有特氟隆(註冊商標)製造的熱收縮管(4b)，其在將帶沸石膜的陶瓷管(1)端部和金屬管(5)端部連接的狀態下，分別包覆帶沸石膜的陶瓷管(1)的端部外側面及金屬管(5)的端部外側面；氟橡膠熱收縮管(3b)，其配置在帶沸石膜的陶瓷管(1)及金屬管(5)各自的外側面與所述熱收縮管(4b)之間，具有耐溶劑性及相對溶劑的溶脹性。
文檔編號B01D63/06GK101238316SQ200680028929
公開日2008年8月6日 申請日期2006年6月6日 優先權日2005年8月12日
發明者澤村建太郎 申請人:株式會社物產納米技術研究所