JPS6265709A - 電気透析用スペ−サ−とその製法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、電気透析装置の室枠（ガスケット）内に挿入
される電気透析用スペーサーに関する。

特に、本発明は、その通電面の少くとも一辺の長さが、
５０ｃ＋ｙ＋以上３ｍ以下である工業的規模の装置にお
いて、寸法安定性に優れ、長期間水分解、スケール析出
等トラブルなく安定に運転できるスペーサーに関する。

従来技術 平面膜をへだてて異種の液体を流し、通電により膜を介
して塩類を移動させる電気透析において、膜間隙の保持
、膜面での拡散層厚み減少のために、少くともその希釈
室にはスペーサーを挿入することが行われている。

このような電気透析用スペーサーとして、種々のものが
提案されている。特に液分散性が良いとの理由から、実
公昭４４−１２５６号、実公昭４５−２２９７号の如き
プラスチック製、特にポリオレフィン製の斜交網が広く
用いられている。

この様な斜交網ネットの製法としては、特公昭３４−４
１８５号の如き回転ダイス式プラスチックネット押出成
型装置により押出し、切り開ぎ、次いで張力下で７０〜
８０°Ｃに加熱し熱セットｆることにより作られる。こ
の様にして得られた斜交網状ネットを更に、裁断、加工
し、必要によりガスケットに固定し、電気透析用スペー
サーとする。

この様なスペーサーを用いて電気透析を実施すると、透
析教温度の変動、１ケ月以上の長期間の使用などにより
、しばしば氷解、スケール析出、リークの増加などのト
ラブルが起り、工業的規模での安定運転が難しい。特に
、省電力のため、この電気透析用スペーサーの厚さを、
１膨以下更には０．６個以下０．２　ｍｍ以上と薄くし
た場合、この様な現象が顕著に発生する。

この安定運転を阻害する原因について検討した結果、使
用によるスペーサーの変形、即ち、斜交網の目の形が変
ったり、スペーサーの一部が伸びたり、はなはだしくは
、シワが発生したり１片方がちぢみ、片方が伸びること
等により長さ寸法か変化し、こ杆により、透析室間、室
内各部への均一な液の分散ができなくなり、水分解、ス
ケール発生、又、スペーサーガスケットの重なりによる
膜への亀裂発生等によるり−クの増大などトラブルが発
生することか判った。

従来、斜交網ネットのシワを防止し平滑性を上げるため
に、張力下において７００Ｃ〜８０℃で数秒乃至数十秒
間熱セットし、該斜交網ネットを電気透析用スペーサー
としていた。しかし該スペーサーの場合、なるほど熱セ
ツト後は、平滑性も高く、シワも少いけれども、ひずみ
等が残っているためか、電気透析槽内で、温度変化をう
げたり、長期使用したりすると変形が発生し、これによ
り、上記のような運転トラブルが発生していた。

問題点を解決する為の手段 工業的規模で電気透析を安定に運転てるため、変形しな
い斜交網ネットを用いた電気透析用スペーサーについて
種々検討した結果、本発明者は、熱収縮の生ずる側の辺
の７０°Ｃにおける熱収縮率が０２′−以下である斜交
網状ネットが、電△ 気透析用ス被−サーとして好適であることをみつげ本発
明をなすにいたった。

ここで、［熱収縮の生ずる側の辺」とは以下の様に定義
される。即ち、本願発明の様な斜行網ネットは回転式ダ
イス式プラスチックネット押出成型装置により押出し、
必要により延伸したのち切り開らき、これを張力下で巻
取る方式で作られる。従って押出方向と巻取方向は同じ
である。この様な製法では、押出器及び巻取装置の精度
の問題から発生するネットの歪み等を持ったまま巻取ら
れたり、又張力下で巻取られたりするためか、巻取った
後のネットの張力をなくするとネットの巻取方向（押出
し方向と同じで、又本願発明の実施例のネットのｉｔ力
方向当る）の寸法が収縮する。本願発明で言う［熱収縮
の生ずる側の辺」とは、この押出し方向（巻取方向）を
指す。

本発明の如き、その熱収縮の生ずる側の辺の７０℃にお
ける熱収縮率が０．２％以下のポリオレフィン製の斜交
網ネットをスペーサーに用いると温度変化、長期使用を
行っても変形することはない。特に、工業的規模におい
て、少くとも１辺の長さが５０α以上で、厚み１ｗｎ以
下更には０．６　ｒｕｍ以下０．３　ｔｒａｍ以上の電
気透析用スペーサーとして用いる鋸場合でも、安定し、
トラブルなく電気透析運転ができる。

この様な電気透析用スペーサーに最適な斜交網ネットを
得る方法としては、ポリオレフィンを主成分とする原料
を特公昭３４−４１８５号の如き回転ダイス式プラスチ
ックネット押出成型装置により押出し、必要により延伸
したのち、切りひらき、更に取扱上必要により、張力下
で７０〜８０℃で熱セットする。このあと、適当な大き
さの形状に予備切断し、無張力下において５０℃〜１２
０℃で更に好ましくは７０℃〜１２０℃で２４時間〜１
０分加熱する方法か好ましい。これにより７０℃におけ
る熱収縮率を０、２％以下とする。このあと槓密截断し
、必要によりガスケットへの固定等の加工を行い、電気
透析用スペーザーとする。

この斜交網状ネットの材料としては、ポリオレフィンを
主成分とするもの特に、膜へのあたム りの点からポリエチレンが好ましい。

斜交網状ネットの目の太ささとしては、その斜父網交点
間彫離（ピッチ）が：２ｖｒｍ〜２０酵のものが好まし
い◎ 長尺物斜交網の蛇行曲率半径が３０ｍ以上であることが
、特にガスケット枠に固定する場合、好ましい。

作　　用 ボ；ノオレフィンを主成分とし、熱収縮の生ずる側の辺
７０℃での熱収縮率が０．２％以下である斜交網ネット
を、電気透析スペーサーとして用いることにより、長期
使用しても又温度変化が起っても変形が生じにくい。こ
のため、各セル間、セル内各部の液分配が変化せず、水
分解、スケール析出、リーク等のトラブルが起らず、安
定に運転できる。待に無張力下において加熱処理し７０
°Ｃでの勲収縮性をおさえた場合、張力下で熱セットし
た場合に比らべ、未使用時のネットの平面性は、むしろ
悪くなっている。にもかかわらす、長期間安定に運転で
きるのは、ひずみが残っていないためか、外条件が変っ
た時の変形が生じにくい為と推定される。

発明の効果 １転ダイス式プラスチックネット押出成型装置によりポ
リオレフィンを主成分とするプラスチック原料を押し出
し、切り開いてなる斜交網状ネットを、適当大きさの形
状に予備切断の後無張力下で５０℃〜１２０℃で加熱し
、熱収縮の生ずる側の辺の７０℃におげろ熱収１ｍ　藁
ｆｉ　Ｏ，２％以下にし、これを精密裁断し、必要によ
りガスケットに固定した工業用規模の電気透析用スペー
サーは、従来の熱セットし７０℃におい℃熱収縮率が１
．５％を越える斜交網状ネットをス被−サーとして用い
た場合に比べ、電気透析時、温度変化や、長期運転に耐
え、水分解や、スケール析出、リーク等のトラブルなく
安定に運転できる。

実施例 以下、本発明の詳細な説明するが、本発明はこれに限定
されるものでない。

実施例１ 高密度ポリエチレンを原料とし、回転ダイス式プラスチ
ックネット押出成型機で、浮み０．３０個、網目ピッチ
５ｍＸ５ｗｎ、硬度６０度（ＳｈｏｒｅＤ）、蛇行曲率
半径５０ｍの斜行網状ネットを押し出し、切り開らき、
ロールで巻取りながら張力をかげた状態で、７０°Ｃ温
水中で１０秒浸漬させた後、侠１２００ｒｒｔｎ横１２
００ｍに裁断した。

次いで、このネットを７０℃温水中に２４時間無張力下
の状態で浸漬し、熱セットを行った。

この熱セットでネットは縦１１７６ｍ＋ｎ横１２０５咽
となった。更らに、このネットを７０℃温水中に２４時
間前記と同じ条件で浸漬した。この後のネットは縦１１
７４ｍｌ旧２０５マとなった。

このときの７０℃での熱収縮率（本願発明では、全て縦
寸法の収縮を言う）は、 であった。

次ぎに、このネットを縦９５５ｍ＋横１０３８闘に精密
に裁断し、希釈室用及び濃縮室用通電部スＲ−サーとし
た。

このスペーサーと、有効通電面積１００　ｄｍ２レック
スＡ−１７２）、希釈室用ガスケット（天然ゴム製０．
３０　ｙｔｘ　）との組合せを１対として、１００対を
積層し、その両側に締結枠を配してスタックを形成した
。次いでフィルタープレス型電気透析槽に装着し、油圧
プレスにて通常の締付けをした後、希釈室へ海水を線速
度５　ｃｍ　／　ｓｅｃ、　！Ｉ縮縮率海水を線速度０
．４　ｃｍ　／　ｓｅｃで通液し、直流４００Ａで４０
日間の連続運転を行った。この間の希釈液温度は１５〜
３５℃と意図的に大きく変動させた。

この間の平均のＮａｃｔ濃度は２０７　？／１．電流動
室は９０％、また１対当りの電圧（セル電圧）は０．３
３ボルトでありきわめて安定していた。

この連続運転の後、取出・解体し希釈室用及び濃縮室用
通電部スペーサーの寸法を辿、定したところ、平均で縦
９５５値横１０３８Ｍであり、シワなどはなかった。ま
た、スケールなども全くなかった。

比較例１ 実施例１において、ロールで巻取りなから張力をかけた
状態で、７０℃温水中で１０５秒浸漬させた後、縦１２
００■横１２００鳩に裁断したネットを、直ちに縦９５
５咽横１０３８脳に精密裁断し、希釈室用及び濃縮室用
通電部スペーサーとした。

このスペーサーを用いて、実施例１と同様方法で１００
対組立て、実施例１と同様条件で運転をした。しかし、
運転開始２日後の、希釈液温度を３０℃に昇温させた１
２時間後に、運転開始時０．３５　、ｌ？シルトったセ
ル電圧が０．３９ボルトになり、その後急激に上昇し、
　４＊ｒ＝’を後に０．５０デルトとなった。

このため息遣運転を停止し、取出し解体したところ、は
とんどの希釈室及び濃縮室用通電部、榴 スペーサーの縦方向の寸法が収縮し平均で１９３５■横
１０３９ｍとなっており、ガスケットの政道と通電部ス
ペーサーとの間に給液側で平均で１１ｍｍ、排液側で９
閣の隙間が発生していた。

又、大部分の希釈室及び濃縮室中に薄＜、ル々（０Ｈ）
ｔ、ＣａＣＯ３スケールの析出がみられた。

実施例２ 実施例１において、斜行網状ネット淳みを０．６０ｍ、
蛇行曲率半径を３０ｍとしたものを押し出し、切り開き
、張力下で７０℃温水中に１０秒間浸漬シタ後疫憬１２
０　？Ｊ　ｍ　Ｑ　ｉｔ　１２００−に裁断した。

次いで、このネットを１００℃温水中に５時間荷重のか
からない（無張力下で）浸漬し、熱セットを行った。

この熱セットでネットは縦１１７５ｍ横１２０４鰭とな
った。更らに、このネットを７０℃温水中に２４時間浸
漬した。この後のネットは縦１１７５喘横１２０５間と
なった。

このときの７０℃での熱収縮率は、 であった。

このス、ットを、実施例１と同様に精密裁断し、希釈室
用及びｍ縮率用通電部スペーサーとなし、０．６０ｒｒ
ｒＭ厚みの希釈室、濃縮室用ガスケット及び実施例１と
同様のイオン交換膜との組合せを１対とし、実施例１と
同様方法で１００対組−ヒげた。

次いで、実施例１と同様方法、条件で３０日間の運転を
した。この連続運転中の平均のＮａＣｔ濃度は２０９　
ｔ／７１．電流効率は８９．２％、またセル電圧は０．
３５ボルトであり、きわめて安定していた。

この連続運転の後、スタックを取出し解体し、希釈室用
及び濃縮室用通電部スペーサーの寸法を測定したところ
、平均で縦９５４値横１０３９１であり、政道スペーサ
ーとの隙間も大きいもので２Ｗ＋で、はとんどが隙間は
見られなかった。

又、スケールなどの析出は全くなかった。

比較例２ 実施例１（（おいて、無張力下の熱セットを４０℃温水
中で２０時間実施した斜行網状ネットを用いて、希釈室
及び濃縮室用通電部スペーサーを作り、実施例１と同様
方法で１００対組上げた。

次いで、実施例１と同様方法、条件で連続３０日間運転
した。

この間の平均のＮａα濃度は２０４　Ｖ／１１．電流効
率８８％、セル電圧は０．３５　＆ルトであった。

この連続運転後スタックを取り出し、解体したところ、
希釈室及び濃縮室用通電部スペーサーとガスケットの政
道スペーサーとの間に、平均で給液側で５咽、排液側で
２喘の隙間が見られた。又、希釈室及び濃縮室用通電部
スベーサ−の寸法を測定したところ縦９４８陥横１０３
９胴であった。又、詳細に膜面を観察した結果、１９〜
２１対、２９対、６７対、８１対、９０〜９４対の濃縮
室にＣａＣＯ５の析出が見られた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のスペーサーをガスケットに組込んだ状
態の図である。 図中１・・・ガスケット本体、 ２・・・給排液政道、 ３・・・給排液用連通孔、 ４・・・通電部用スペーサー。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ポリオレフィンを主成分とし、熱収縮の生ずる側
   の辺の７０℃での熱収縮率が０．２％以下であり、少く
   とも１辺の長さが５０ｃｍ以上、厚さが０．２ｍｍ〜１
   ｍｍの斜交網ネットよりなる電気透析用スペーサー。
2. （２）回転ダイス式プラスチックネット押出成型装置に
   より押し出し、切り開いてなる斜交網状ネットを無張力
   下で５０℃〜１２０℃に加熱してなるポリオレフィンを
   主成分とし、熱収縮の生ずる側の辺の７０℃での熱収縮
   率が０．２％以下であり、少くとも１辺の長さが５０ｃ
   ｍ以上、厚さが０．２ｍｍ〜１ｍｍの斜交網ネットより
   なる電気透析用スペーサーの製法。