透析槽用室框的製造方法

2023-04-24 19:21:41 4

透析槽用室框的製造方法
【專利摘要】本發明涉及透析槽用室框的製造方法。本發明提供能夠以低成本容易地製作且密封性、耐熱性優異的透析槽用室框的製造方法。在臺座(7)上配置EPM、EPDM等乙丙橡膠製、形成室框(10)的墊片(1)的衝切成框架狀的交聯橡膠片材，並在開口(3)的內側配置成為流路部的間隔物的聚烯烴制的網(15)。然後，作為將墊片(1)和網(15)接合的接合劑，在網(15)上以帶狀配置未交聯橡膠(21)後，通過熱壓，使墊片(1)和網(15)一體化。
【專利說明】透析槽用室框的製造方法【技術領域】[0001]本發明涉及透析槽用室框的製造方法，特別涉及能夠以低成本容易地製作且密封性、耐熱性優異的透析槽用室框的製造方法。【背景技術】[0002]現在廣為人知的使用離子交換膜的電透析槽通常是緊固型，通過將陽離子交換膜和陰離子交換膜交替地夾著室框層疊，排列配置在電極間，將兩端用緊固框進行緊固，從而在內部交替形成濃縮室和脫鹽室。[0003]這裡，室框在形成濃縮室或脫鹽室的側壁的框架狀片材的內部具備透液性的間隔物，該間隔物具有在濃縮室或脫鹽室中保持陽離子交換膜和陰離子交換膜的間隔的功能 (參照專利文獻I)。[0004]以往，該透析槽所使用的室框按照如下方法製造。即，通過將形成室框的框架部的、具有開口部的熱塑性樹脂片材和置於室框的流路上的成為間隔物的網(例如聚乙烯制、聚丙烯制)分別衝切成規定的形狀，用超音波點焊機將網的外周端熔接在框架狀片材的開口周端，從而一體化而得到成品。[0005]此外，根據該方法，在為了提高密封性能而在室框框架部形成肋的情況下，該肋的形狀由作為材料的片材的表面形狀決定，所以從片材製作方法來看，形成橫肋形狀、壓花形狀等連續圖案化而成的形狀。[0006]現有技術文獻[0007]專利文獻 [0008]專利文獻1:日本專利特公平2-43528號公報
【發明內容】
[0009]發明所要解決的技術問題[0010]但是，由於用該方法製作的室框大多發生網的彎曲變形、褶皺，框架狀片材和網的熔接部的厚度偏差大等原因，所以作為室框使用時有時會因離子交換膜的損傷、滲液量的增加而引起透析性能的惡化。[0011]此外，由於採用熱塑性樹脂片材，所以耐熱性差，如果在60度以上的高溫下使用， 則由於發揮密封性能的框架部和肋的熱變形，有時會隨著液體滲漏的發生而產生無法再次使用的不良情況。[0012]本發明是鑑於上述現有的技術問題而完成的發明，其目的在於提供能夠以低成本容易地製作且密封性、耐熱性優異的透析槽用室框的製造方法。[0013]解決技術問題所採用的技術方案[0014]本發明人為了解決上述技術問題而進行了認真研究，結果完成了本發明。[0015]即，本發明如下所述。[0016][I]透析槽用室框的製造方法，其中，在由乙丙橡膠形成、JIS K6253的肖氏A硬度為55~88的交聯橡膠的墊片上所形成的開口的邊緣的內側的空洞內配置塑料制的網，使得該塑料制的網相對於該邊緣沒有間隙、或具有規定的間隙；在該網的上面或下面配置由乙丙橡膠形成的未交聯橡膠，使得該未交聯橡膠相對於上述邊緣沒有間隙、或具有規定的間隙，在該未交聯橡膠的上述網側的相反側配置熱壓加熱器，利用該熱壓加熱器將上述未交聯橡膠一邊加熱一邊向上述網擠壓，從而使未交聯橡膠交聯，使上述墊片和上述網一體化。[0017][2]如[I]所述的透析槽用室框的製造方法，其中，上述熱壓加熱器的上述墊片側的側端以超出上述未交聯橡膠的一方的側端、且朝向上述開口的邊緣的外側的方式突出設置，並且以覆蓋上述墊片的一部分上方的方式進行配置；及/或上述熱壓加熱器的上述網側的側端以超出上述未交聯橡膠的另一方的側端、且朝向上述開口的邊緣的內側的空洞內的方式突出設置，並且以覆蓋上述網的一部分上方的方式進行配置。[0018][3]如[I]或[2]所述的透析槽用室框的製造方法，其中，上述墊片的片材表面為布料形狀(日文:布地形狀)。
[0019][4]如[I]~[3]中任一項所述的透析槽用室框的製造方法，其中，上述網的材質是聚丙烯或聚乙烯。[0020][5]如[I]~[4]中任一項所述的透析槽用室框的製造方法，其中，上述未交聯橡膠中，作為交聯劑含有10小時半衰期溫度為120°c以下的過氧化物類交聯劑。[0021][6]如[I]~[5]中任一項所述的透析槽用室框的製造方法，其中，上述熱壓加熱器的尺寸為長200mm~2000臟、寬5臟~70臟。[0022][7]如[I]~[6]中任一項所述的透析槽用室框的製造方法，其中，利用上述熱壓加熱器將上述未交聯橡膠一邊加熱一邊向上述網擠壓時的條件為:壓力為0.05MPa~5.0MPa，加熱溫度為100。。~180°C，加熱時間為I~600秒。[0023]發明的效果[0024]根據本發明的製造方法，可獲得能夠以低成本容易地製作且密封性、耐熱性優異的透析槽用室框。【專利附圖】

【附圖說明】[0025]圖1是本發明的實施方式的室框的結構圖。[0026]圖2是表示使網接合於墊片時的方法的圖。[0027]符號的說明[0028]I 墊片[0029]3 開口[0030]5 邊緣[0031]7 臺座[0032]9、11 連通口[0033]10 室框[0034]13分配器(日文:)[0035]15 網[0036]17供液管道孔[0037]21未交聯橡膠[0038]23熱壓加熱器【具體實施方式】[0039]下面，對本發明的實施方式進行說明。本發明的實施方式的室框的結構圖示於圖1。圖1中，在室框10的墊片I的中央形成有矩形的開口 3。在與開口 3連通的連通口 9和連通口 11嵌合有用於確保液體流路的分配器13。該分配器13上刻有未圖示的多條細的溝槽。[0040]分配器13的耐熱性、液分散性優異，具有防止內部滲漏的結構。分配器13通過注塑成形而製造。[0041]墊片I用由乙丙橡膠形成的交聯橡膠形成，通過用衝切模具衝切成框架狀來製造。此外，該墊片I上設有供液管道孔17。[0042] 在開口 3的內側配置有成為室框10的流路部的間隔物的塑料制的網15。配置該網15的目的是使陽離子交換膜和陰離子交換膜相互不粘在一起，以及被處理液的分散。[0043]圖2示出使網15接合於墊片I時的方法。[0044]圖2中，墊片I載置在臺座7上。開口 3的一邊的邊緣5的內側是空洞。在該空洞內配置網15。[0045]網15的位置較好是設為與開口 3的邊緣5接觸的程度，且不會超出到墊片I上。 此外，在網15和邊緣5之間設置間隙的情況下，該間隙較好是在3_以內，更好是在Imm以內。[0046]此外，較好是在該網15的上面、且在開口 3的邊緣5的內側以相對於邊緣5沒有間隙的方式配置由乙丙橡膠形成的未交聯橡膠21。但是，未交聯橡膠21也可以按照相對於邊緣5具有規定的間隙的方式進行配置。間隙較好是Omm~1_。未交聯橡膠21起到作為將墊片I的交聯橡膠和塑料制的網15接合的接合劑的作用。[0047]較好是未交聯橡膠21為帶狀，寬度在I~IOmm以內，更好是在3~7mm以內。[0048]此外，未交聯橡膠21的厚度厚的情況下，在加熱加壓時發生網的褶皺或彎曲變形，所以較好是設為與墊片I的厚度相同。[0049]還有，在未交聯橡膠21的上面以沿著邊緣5且覆蓋該邊緣5的全長的方式配置長方體的熱壓加熱器23，使得能夠進行熔接。[0050]較好是熱壓加熱器23的圖2中的左端以超出未交聯橡膠21的左端、且朝向開口 3的邊緣5的外側的方式突出地設置，並且以覆蓋墊片I的一部分上方的方式進行配置。[0051]另一方面，較好是熱壓加熱器23的右端以超出未交聯橡膠21的右端、且朝向開口 3的邊緣5的內側的空洞內的方式突出地設置，並且以覆蓋網15的一部分上方的方式進行配置。[0052]熱壓加熱器23能夠一邊從上方對未交聯橡膠21加壓、一邊加熱。[0053]通過用熱壓加熱器23對未交聯橡膠21 —邊擠壓一邊加熱，可以使未交聯橡膠21 陷入網15內部並固定，並且使未交聯橡膠21交聯，與墊片I的交聯橡膠接合。[0054]另外，這樣將未交聯橡膠21 —邊擠壓一邊熔融時，成為將墊片I的交聯橡膠推向外方的力。於是，較好是通過在加熱時用熱壓加熱器23擠壓墊片I的交聯橡膠，從而防止墊片I的交聯橡膠的脫離。[0055]所以，對於用於使未交聯橡膠21交聯的加熱器的寬度，如圖2所示，較好是在自邊緣5起在墊片I側有5~50_左右。另一方面，雖然取決於未交聯橡膠21的厚度，但為了防止因未交聯橡膠的擠出而引起的交聯不足，較好是在未交聯橡膠21的自空洞側邊緣起的內側，以O~20mm以內突出設置加熱器，更好是以2~IOmm以內突出設置。[0056]關於熱壓加熱器23的加熱器溫度、加熱時間、加熱部的壓力，雖然根據未交聯橡膠21的組成、交聯劑品種等而不同，但較好是加熱溫度為100°C~220°C，加熱部的壓力為0.05MPa~5.0MPa，加熱時間為I~600秒。[0057]此外，作為提高墊片I的交聯橡膠與未交聯橡膠21的接合性的方法，較好是在交聯橡膠的接合面塗布橡膠用粘合劑、或使用粘合用橡膠。[0058]還有，較好是在墊片I的交聯橡膠的粘合面塗布溶解於溶劑的未交聯橡膠。[0059]如上所述，在開口 3的一側邊的邊緣5的接合結束後，進行對邊的邊緣5的接合。 但是，也可以同時將兩側邊接合。此外，對於圖1中的開口 3的上邊和下邊，也可以不進行接合。但是，對於墊片I的開口 3的上邊和下邊，較好是也進行同樣的接合處理。[0060]另外，未交聯橡膠21、熱壓加熱器23的配置並不限定於該順序，也可以在網15的下面配置未交聯橡膠21，再在其下面配置熱壓加熱器23。[0061]形成墊片I的交聯橡膠由乙丙橡膠形成，但是所使用的乙丙橡膠也可以是乙烯-丙烯共聚物(EPM)或乙烯-丙烯-二烯共聚物(EPDM)。此外，對於交聯橡膠的硬度， 從密封性能良好的角度考慮，基於JIS K6253的肖氏A硬度(1993年制定)的硬度是55~ 88，更好是70~83。[0062]此外，從密封性能良好的角度考慮，墊片I的表面的形狀較好是表面平滑的平面片材。但是，該平面片材與膜牢固地密合，在拆卸維護時膜和室框無法剝離，有可能產生無法再利用膜、室框等不良情況。所以，墊片I的表面形狀更好是採用膜和室框容易剝離的布料形狀。[0063]墊片I的交聯橡膠和未交聯橡膠21的橡膠組合物沒有特別限定，可以使用根據橡膠組合物的目的、用途而摻合有橡膠成分、作為增強劑的炭黑或二氧化矽等、交聯劑、交聯促進劑、交聯促進助劑、軟化劑、防老化劑、增量填充劑、其它公知的橡膠用摻合劑的橡膠組合物。[0064]此外，未交聯橡膠21由乙丙橡膠形成，但是所使用的乙丙橡膠也可以是乙烯-丙烯共聚物(EPM)或乙烯-丙烯-二烯共聚物(EPDM)。未交聯橡膠21的組成可以與墊片I 的交聯橡膠相同，也可以不同。[0065]作為未交聯橡膠21中所摻合的交聯劑，可使用公知的硫或過氧化物類的交聯劑等，但從能夠選擇在更低的溫度下反應的交聯劑的角度考慮，更好是過氧化物類交聯劑。[0066]此外，從能夠縮短加工時間和防止加工時的網15的熱變形的角度考慮，較好是使用的交聯劑的10小時半衰期溫度為140°C，更好是在120°C以下。`[0067]作為過氧化物類交聯劑，可例舉二烷基過氧化物類交聯劑、過氧縮酮類交聯劑、過氧化酯類交聯劑等，從交聯溫度的角度考慮，更好是二烷基過氧化物類交聯劑、過氧縮酮類交聯劑。[0068]對網15的材質沒有特別限定，能夠使用任何材質的物體，但理想的是獲得容易、廉價且耐熱性、耐化學品性優異的聚丙烯或聚乙烯。[0069]實施例[0070]以下，說明本發明的實施例，但本發明的技術範圍並不限定於這些實施例。[0071]另外，以下的實施例中，交聯橡膠的硬度採用JIS-K6253的肖氏A硬度來測定。[0072][實施例1][0073]對於形成室框10的墊片I的交聯橡膠片材，選擇厚度為0.6mm、硬度為80的布料形狀EPDM橡膠片材(日文:布地E P DM 、>一卜)，裁剪成外形尺寸為寬180mm、長 50mm的框架狀。[0074]將裁剪得到的交聯橡膠的片材設定在臺座7上，在其內側配置成為流路部的間隔物的聚乙烯制的網15。[0075]作為接合劑，配置5mm寬、0.6mm厚的、摻合有作為硫交聯劑的硫的EPDM未交聯橡膠21，使得該EPDM未交聯橡膠21在框架狀片材內側的網15上與開口 3的邊緣5接觸。[0076]熱壓加熱器23採用20mm寬的加熱器，在加熱溫度為170°C、加熱時間為300秒、加壓壓力為1.0MPa的條件下實施加熱熔接，得到室框10。[0077][實施例2][0078]在與實施例1同樣配置由EPDM形成的墊片I的交聯橡膠片材和成為流路部的間隔物的聚乙烯制的網15後，作為接合劑，配置5mm寬、0.6mm厚的EPDM未交聯橡膠21，該 EPDM未交聯橡膠21摻合有10小時半衰期溫度為87 V的作為過氧化物類交聯劑的PERHEXA HC ( ^一~々寸H C，日油株式會社(日油社)制)，且使得該EPDM未交聯橡膠21在框架狀片材內側的網15上與開口 3的邊緣5接觸。[0079]熱壓加熱器23採用20mm寬的加熱器，在加熱溫度為170°C、加熱時間為60秒、加壓壓力為1.0MPa的條件下實施加熱熔接，得到室框10。 [0080][實施例3][0081]對於形成室框10的墊片I的交聯橡膠片材，選擇厚度為0.6mm、硬度為60的布料形狀EPDM橡膠片材，裁剪成外形尺寸為寬180mm、長50mm的框架狀。[0082]將裁剪得到的交聯橡膠的片材設定在臺座7上，在其內側配置成為流路部的間隔物的聚乙烯制的網15。[0083]然後，與實施例1同樣地操作，得到室框10。[0084][比較例I][0085]對於形成室框10的墊片I的交聯橡膠片材，選擇厚度為0.6mm、硬度為40的布料形狀EPDM橡膠片材，裁剪成外形尺寸為寬180mm、長50mm的框架狀。[0086]將裁剪得到的交聯橡膠的片材設定在臺座7上，在其內側配置成為流路部的間隔物的聚烯烴制的網15。然後，與實施例1同樣地操作，得到室框10。[0087][比較例2][0088]對於形成室框10的墊片I的交聯橡膠片材，選擇厚度為0.6mm、硬度為90的布料形狀EPDM橡膠片材，裁剪成外形尺寸為寬180mm、長50mm的框架狀。[0089]將裁剪得到的交聯橡膠的片材設定在臺座7上，在其內側配置成為流路部的間隔物的聚烯烴制的網15。然後，與實施例1同樣地操作，得到室框10。[0090]對於由各實施例、比較例所得的室框10、及作為現有品的、由墊片I為烯烴類熱塑性樹脂的S 7 ^ 8615L (三菱化學株式會社(三菱化學社)制，微分散有高分子量橡膠的聚丙烯樹脂)構成的室框，進行下述的基於耐熱性循環試驗的評價，其結果記入表1。[0091]耐熱性循環試驗:裝入50對室框，以入口壓力0.1MPa通入80°C的溫水18小時後， 通入25°C的常溫水6小時進行冷卻。反覆實施該升溫一冷卻循環操作，測定各循環次數下的向室框外部的滲漏量(L/h)。[0092][表 I]
【權利要求】
1.透析槽用室框的製造方法，其特徵在於，在由乙丙橡膠形成、JIS K6253的肖氏A硬度為55~88的交聯橡膠的墊片上所形成的開口的邊緣的內側的空洞內配置塑料制的網，使得該塑料制的網相對於該邊緣沒有間隙、 或具有規定的間隙；在該網的上面或下面配置由乙丙橡膠形成的未交聯橡膠，使得該未交聯橡膠相對於所述邊緣沒有間隙、或具有規定的間隙，在該未交聯橡膠的所述網側的相反側配置熱壓加熱器，利用該熱壓加熱器將所述未交聯橡膠一邊加熱一邊向所述網擠壓，從而使未交聯橡膠交聯，使所述墊片和所述網一體化。
2.如權利要求1所述的透析槽用室框的製造方法，其特徵在於，所述熱壓加熱器的所述墊片側的側端以超出所述未交聯橡膠的一方的側端、且朝向所述開口的邊緣的外側的方式突出設置，並且以覆蓋所述墊片的一部分上方的方式進行配置；及/或所述熱壓加熱器的所述網側的側端以超出所述未交聯橡膠的另一方的側端、且朝向所述開口的邊緣的內側的空洞內的方式突出設置，並且以覆蓋所述網的一部分上方的方式進行配置。
3.如權利要求1或2所述的透析槽用室框的製造方法，其特徵在於，所述墊片的片材表面為布料形狀。
4.如權利要求1~3中任一項所述的透析槽用室框的製造方法，其特徵在於，所述網的材質是聚丙烯或聚乙烯。
5.如權利要求1~4中任一項所述的透析槽用室框的製造方法，其特徵在於，所述未交聯橡膠中，作為交聯劑含有10小時半衰期溫度為120°c以下的過氧化物類交聯劑。
6.如權利要求1~5中任一項所述的透析槽用室框的製造方法，其特徵在於，所述熱壓加熱器的尺寸為長200mm~2000mm、寬5mm~70mm。
7.如權利要求1~6 中任一項所述的透析槽用室框的製造方法，其特徵在於，利用所述熱壓加熱器將所述未交聯橡膠一邊加熱一邊向所述網擠壓時的條件為:壓力為0.05MPa~ 5.0MPa，加熱溫度為100。。~180°C，加熱時間為I~600秒。
【文檔編號】C08J3/24GK103571347SQ201310330346
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年7月31日 優先權日:2012年8月6日
【發明者】松村幸夫, 大川秀一, 結城忠雄, 大島和巳 申請人:Agc工程株式會社