(57)【要約】【課題】低コストで容易に製作が可能で、かつシール性、耐熱性に優れた透析槽用室枠の製造方法を提供する。【解決手段】ＥＰＭ、ＥＰＤＭ等のエチレンプロピレンゴム製であって、室枠１０のガスケット１を形成する額縁状に打ち抜いた架橋ゴムシートを台座７に配置し、開口３の内側に流路部のスペーサーとなるポリオレフィン製のネット１５を配置する。その後、ガスケット１とネット１５を接合する接合剤として、未架橋ゴム２１をネット１５上に帯状に配置した後、加熱プレスすることにより、ガスケット１とネット１５とを一体化する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エチレンプロピレンゴムからなり、ＪＩＳ  Ｋ６２５３、ショアＡ硬度が５５〜８８である架橋ゴムのガスケットに形成された開口の縁より内側の空洞内に該縁に対して隙間を有さず、若しくは所定の隙間を有するようにプラスチック製のネットを配置し、
該ネットの上面又は下面に前記縁に対して隙間を有さず、若しくは所定の隙間を有するようにエチレンプロピレンゴムからなる未架橋ゴムを配置し、該未架橋ゴムの前記ネット側とは反対側に加熱プレスヒーターを配置し、該加熱プレスヒーターにより前記未架橋ゴムを前記ネットに対して加熱しつつ押し付けることにより未架橋ゴムを架橋し、前記ガスケットと前記ネットとを一体化することを特徴とする透析槽用室枠の製造方法。
【請求項２】
前記加熱プレスヒーターの前記ガスケット側の側端が前記未架橋ゴムの一方の側端を超えて前記開口の縁より外側に向けて突設され、前記ガスケットの一部上方を覆うように配置され、及び／又は、前記加熱プレスヒーターの前記ネット側の側端が前記未架橋ゴムの他方の側端を超えて前記開口の縁より内側の空洞内に向けて突設され、前記ネットの一部上方を覆うように配置される請求項１記載の透析槽用室枠の製造方法。
【請求項３】
前記ガスケットのシート表面が布地形状である請求項１又は２記載の透析槽用室枠の製造方法。
【請求項４】
前記ネットの材質が、ポリプロピレン又はポリエチレンである請求項１〜３のいずれか１項に記載の透析槽用室枠の製造方法。
【請求項５】
前記未架橋ゴムが、架橋剤として、１０時間半減期温度が１２０℃以下の過酸化物系架橋剤を含有する請求項１〜４のいずれか１項に記載の透析槽用室枠の製造方法。
【請求項６】
前記加熱プレスヒーターの大きさが、長さ２００ｍｍ〜２０００ｍｍ、幅５ｍｍ〜７０ｍｍである請求項１〜５のいずれか１項に記載の透析槽用室枠の製造方法。
【請求項７】
前記加熱プレスヒーターにより前記未架橋ゴムを前記ネットに対して加熱しつつ押し付ける際の条件が、圧力が０．０５ＭＰａ〜５．０ＭＰａ、加熱温度が１００℃〜１８０℃、加熱時間が１〜６００秒である請求項１〜６のいずれか１項に記載の透析槽用室枠の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は透析槽用室枠の製造方法に係わり、特に低コストで容易に製作が可能で、かつシール性、耐熱性に優れた透析槽用室枠の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在広く知られているイオン交換膜使用電気透析槽は、通常は締め付け型であり、陽イオン交換膜と陰イオン交換膜とを交互に、室枠を挟み込んで積層し、電極間に配列して、両端を締め付け枠で締め付けることにより、内部に濃縮室と脱塩室を交互に形成したものである。
【０００３】
ここで、室枠は、濃縮室又は脱塩室の側壁を形成するフレーム状（額縁状）のシートの内部に、濃縮室又は脱塩室において陽イオン交換膜と陰イオン交換膜の間隔を保持する機能を有する通液性のスペーサーを備えている（特許文献１参照）。
【０００４】
従来、この透析槽に使用される室枠は、次のように製造されていた。即ち、室枠のフレーム部を形成する開口部を有する熱可塑性樹脂シートと室枠の流路に置かれるスペーサーとなるネット（例えばポリエチレン製、ポリプロピレン製）とを、それぞれ定められた形状に打ち抜き、超音波スポットウエルダーにて、フレーム状シートの開口周端にネットの外周端を溶着することにより一体化して完成品を得ていた。
【０００５】
また、この方法によれば、シール性能を向上させるために室枠フレーム部にリブを形成する場合には、そのリブの形状は、材料であるシートの表面形状により決定されるため、シート製作方法上、クロスリブ形状、エンボス形状などの連続パターン化した形状となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特公平２−４３５２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、この方法にて製作した室枠は、ネットのたわみ、皺の発生が多いこと、フレーム状シートとネットとの溶着部の厚みムラが大きいことなどにより、室枠としての使用時にイオン交換膜の損傷、液リーク量の増大による透析性能の悪化をもたらす場合があった。
【０００８】
また、熱可塑性樹脂シートを採用していることから、耐熱性には乏しく、６０度以上の高温度にて使用すると、シール性能を発現するフレーム部及びリブの熱変形により、液リークを生ずるとともに、再使用できなくなる不具合を生ずる場合があった。
【０００９】
本発明はこのような従来の課題に鑑みてなされたもので、低コストで容易に製作が可能で、かつシール性、耐熱性に優れた透析槽用室枠の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、本発明に至った。
すなわち本発明は以下の通りである。
［１］エチレンプロピレンゴムからなり、ＪＩＳ  Ｋ６２５３、ショアＡ硬度が５５〜８８である架橋ゴムのガスケットに形成された開口の縁より内側の空洞内に該縁に対して隙間を有さず、若しくは所定の隙間を有するようにプラスチック製のネットを配置し、該ネットの上面又は下面に前記縁に対して隙間を有さず、若しくは所定の隙間を有するようにエチレンプロピレンゴムからなる未架橋ゴムを配置し、該未架橋ゴムの前記ネット側とは反対側に加熱プレスヒーターを配置し、該加熱プレスヒーターにより前記未架橋ゴムを前記ネットに対して加熱しつつ押し付けることにより未架橋ゴムを架橋し、前記ガスケットと前記ネットとを一体化することを特徴とする透析槽用室枠の製造方法。
【００１１】
［２］前記加熱プレスヒーターの前記ガスケット側の側端が前記未架橋ゴムの一方の側端を超えて前記開口の縁より外側に向けて突設され、前記ガスケットの一部上方を覆うように配置され、及び／又は、前記加熱プレスヒーターの前記ネット側の側端が前記未架橋ゴムの他方の側端を超えて前記開口の縁より内側の空洞内に向けて突設され、前記ネットの一部上方を覆うように配置される［１］記載の透析槽用室枠の製造方法。
【００１２】
［３］前記ガスケットのシート表面が布地形状である［１］又は［２］記載の透析槽用室枠の製造方法。
【００１３】
［４］前記ネットの材質が、ポリプロピレン又はポリエチレンである［１］〜［３］のいずれかに記載の透析槽用室枠の製造方法。
【００１４】
［５］前記未架橋ゴムが、架橋剤として、１０時間半減期温度が１２０℃以下の過酸化物系架橋剤を含有する［１］〜［４］のいずれかに記載の透析槽用室枠の製造方法。
【００１５】
［６］前記加熱プレスヒーターの大きさが、長さ２００ｍｍ〜２０００ｍｍ、幅５ｍｍ〜７０ｍｍである［１］〜［５］のいずれかに記載の透析槽用室枠の製造方法。
【００１６】
［７］前記加熱プレスヒーターにより前記未架橋ゴムを前記ネットに対して加熱しつつ押し付ける際の条件が、圧力が０．０５ＭＰａ〜５．０ＭＰａ、加熱温度が１００℃〜１８０℃、加熱時間が１〜６００秒である［１］〜［６］のいずれかに記載の透析槽用室枠の製造方法。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の製造方法によれば、低コストで容易に製作が可能で、かつシール性、耐熱性に優れた透析槽用室枠が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態である室枠の構成図
【図２】ネットをガスケットに対し接合させるときの方法を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態について説明する。本発明の実施形態である室枠の構成図を図１に示す。図１において、室枠１０のガスケット１の中央には四角形状の開口３が形成されている。開口３と連通される連通口９及び連通口１１には液流路を確保するためのディストリビューター１３が嵌合されるようになっている。このディストリビューター１３には図示しない複数本の細い溝が刻設されている。
【００２０】
ディストリビューター１３は、耐熱性、液分散性に優れ、内部リークを防ぐ構造を有するようになっている。ディストリビューター１３は、射出成型にて製造される。
ガスケット１はエチレンプロピレンゴムからなる架橋ゴムで形成され、打ち抜き金型にて額縁状に打ち抜くことで製造されている。また、このガスケット１には給液ダクト穴１７が設けられている。
【００２１】
開口３の内側には室枠１０の流路部のスペーサーとなるプラスチック製のネット１５が配設されるようになっている。このネット１５は陽イオン交換膜と陰イオン交換膜とが互いにくっつかないように、また、被処理液の分散のために配設される。
【００２２】
図２には、ネット１５をガスケット１に対し接合させるときの方法を示している。
図２において、ガスケット１は台座７上に載置されている。開口３の一辺である縁５より内側は空洞である。この空洞内にネット１５を配置する。
【００２３】
ネット１５の位置は、開口３の縁５に接する程度とし、ガスケット１上にはみ出さないことが好ましい。また、ネット１５と縁５との間に隙間を設ける場合には、該隙間が３ｍｍ以内が好ましく、１ｍｍ以内がより好ましい。
【００２４】
また、このネット１５の上面で、かつ、開口３の縁５より内側には縁５に対して隙間を有さないようにエチレンプロピレンゴムからなる未架橋ゴム２１を配置することが好ましい。但し、未架橋ゴム２１は縁５に対して所定の隙間を有するように配置してもよい。隙間は０ｍｍ〜１ｍｍが好ましい。未架橋ゴム２１は、ガスケット１の架橋ゴムとプラスチック製のネット１５とを接合する接合剤としての役割を担う。
【００２５】
未架橋ゴム２１は帯状で、幅は１〜１０ｍｍ以内が好ましく、３〜７ｍｍ以内がより好ましい。
また、未架橋ゴム２１の厚みが厚い場合、加熱加圧時にネットの皺やたるみを生じるため、ガスケット１の厚みと同等とするのが好ましい。
【００２６】
更に、未架橋ゴム２１の上面には縁５に沿ってこの縁５の全長を覆うように直方体の加熱プレスヒーター２３が配置され、溶着が可能なようになっている。
【００２７】
加熱プレスヒーター２３の図２中の左端は未架橋ゴム２１の左端を超えて開口３の縁５より外側に向けて突設されて、ガスケット１の一部上方を覆うように配置されていることが好ましい。
【００２８】
一方、加熱プレスヒーター２３の右端は未架橋ゴム２１の右端を超えて開口３の縁５より内側の空洞内に向けて突設されて、ネット１５の一部上方を覆うように配置されていることが好ましい。
加熱プレスヒーター２３は未架橋ゴム２１を上方より加圧しつつ、加熱が可能なようになっている。
【００２９】
加熱プレスヒーター２３で未架橋ゴム２１を押し付けつつ加熱することで、ネット１５内部に未架橋ゴム２１が食い込み固定されると共に、未架橋ゴム２１が架橋され、ガスケット１の架橋ゴムと接合される。
【００３０】
なお、このように未架橋ゴム２１が押し付けられつつ溶融した際には、ガスケット１の架橋ゴムが外方に押し退けられる力が働くことになる。そこで、加熱時にはガスケット１の架橋ゴムを加熱プレスヒーター２３で押さえつけることでガスケット１の架橋ゴムの逃げを防止することが好ましい。
【００３１】
このため、未架橋ゴム２１を架橋するためのヒーターの幅については、図２で示すように縁５よりもガスケット１側に５〜５０ｍｍ程度掛かるようにするのが好ましい。一方、未架橋ゴム２１の空洞側の端よりも内側には、未架橋ゴム２１の厚みにもよるが、未架橋ゴムのはみ出しによる架橋不足を防ぐため、ヒーターを０〜２０ｍｍ以内で突設させるのが好ましく、２〜１０ｍｍ以内で突設させるのがより好ましい。
【００３２】
加熱プレスヒーター２３のヒーターの温度、加熱時間、加熱部の圧力については、未架橋ゴム２１の組成、架橋剤品種等により異なるが、加熱温度１００℃〜２２０℃、加熱部の圧力が０．０５ＭＰａ〜５．０ＭＰａ、加熱時間が１〜６００秒が好ましい。
【００３３】
また、ガスケット１の架橋ゴムと未架橋ゴム２１との接合性を高める方法として、架橋ゴムの接合面にゴム用接着剤を塗布したり、接着用ゴムを用いるのが好ましい。
更に、ガスケット１の架橋ゴムの接合面に溶剤に溶かした未架橋ゴムを塗布するのが好ましい。
【００３４】
以上のように開口３の一側辺である縁５の接合完了後に対辺である縁５の接合を行う。但し、両側辺を同時に接合してもよい。また、図１中の開口３の上辺と下辺については接合をしないことも可能である。但し、ガスケット１の開口３の上辺と下辺についても同様の接合処理を行うことが好ましい。
【００３５】
なお、未架橋ゴム２１、加熱プレスヒーター２３の配置はこの順に限るものではなく、ネット１５の下面に未架橋ゴム２１を配置し、更にその下面に加熱プレスヒーター２３を配置するようにされてもよい。
【００３６】
ガスケット１を形成する架橋ゴムは、エチレンプロピレンゴムからなるが、使用するエチレンプロピレンゴムは、エチレン−プロピレン共重合体（ＥＰＭ）でもよくエチレン−プロピレン−ジエン共重合体（ＥＰＤＭ）でもよい。また、架橋ゴムの硬度は、シール性能が良好であることから、ＪＩＳ  Ｋ６２５３、ショアＡ硬度（１９９３年制定）による硬度が５５〜８８であるが、７０〜８３がより好ましい。
【００３７】
また、ガスケット１の表面の形状は、シール性能が良好であることから表面の平滑なフラットシートが好ましい。しかしながら、このフラットシートは、膜と強力に密着し、解体メンテナンス時に膜と室枠とが剥がれず、膜、室枠の再利用が出来ないといった不具合を生ずるおそれがある。このため、ガスケット１の表面形状は、膜と室枠とが剥がれ易い、布地形状とすることがより好ましい。
【００３８】
ガスケット１の架橋ゴムと未架橋ゴム２１のゴム組成物は、特に制限されるものではなく、ゴム成分、補強剤のカーボンブラックやシリカなど、架橋剤、架橋促進剤、架橋促進助剤、軟化剤、老化防止剤、増量充填剤、その他公知のゴム用配合剤を、そのゴム組成物の目的、用途に応じ配合したものを用いることができる。
【００３９】
また、未架橋ゴム２１は、エチレンプロピレンゴムからなるが、使用するエチレンプロピレンゴムは、エチレン−プロピレン共重合体（ＥＰＭ）でもよくエチレン−プロピレン−ジエン共重合体（ＥＰＤＭ）でもよい。未架橋ゴム２１は、ガスケット１の架橋ゴムと同一組成であっても異なる組成であってもよい。
未架橋ゴム２１に配合される架橋剤としては公知の硫黄や過酸化物系の架橋剤などを用いることができるが、より低温で反応する架橋剤を選定できることから過酸化物系架橋剤がより好ましい。
【００４０】
また、加工時間の短縮と加工時のネット１５の熱変形を防止できることから、使用する架橋剤の１０時間半減期温度は、１４０℃が好ましく、１２０℃以下がより好ましい。
過酸化物系架橋剤としては、ジアルキルパーオキサイド系架橋剤、パーオキシケタール系架橋剤、パーオキシエステル系架橋剤などがあげられ、架橋温度の点からジアルキルパーオキサイド系架橋剤、パーオキシケタール系架橋剤がより好ましい。
【００４１】
ネット１５の材質は、特に限定されるものではなく、いずれの材質の物も使用可能であるが、入手が容易であり安価で耐熱性、耐薬品性に優れたポリプロピレン又はポリエチレンが望ましい。
【実施例】
【００４２】
以下に、本発明の実施例について説明するが、本発明の技術的範囲は、これら実施例に限定されるものではない。
なお、以下の実施例において、架橋ゴムの硬度はＪＩＳ−Ｋ６２５３、ショアＡ硬度により測定した。
【００４３】
［実施例１］
室枠１０のガスケット１を形成する架橋ゴムシートについて、厚み０．６ｍｍ硬度８０の布地ＥＰＤＭゴムシートを選定し、外形寸法が幅１８０ｍｍ、長さ５０ｍｍの額縁状に裁断した。
【００４４】
裁断した架橋ゴムのシートを台座７上にセットし、その内側に流路部のスペーサーとなるポリエチレン製のネット１５を配置した。
接合剤として、５ｍｍ幅、厚み０．６ｍｍの、硫黄架橋剤である硫黄を配合したＥＰＤＭ未架橋ゴム２１を額縁状シート内側のネット１５上に開口３の縁５に接するように配置した。
【００４５】
加熱プレスヒーター２３は、２０ｍｍ幅の物を使用、加熱温度１７０℃、過熱時間３００秒、プレス圧力１．０ＭＰａにて加熱溶着を実施し室枠１０を得た。
【００４６】
［実施例２］
実施例１と同様にＥＰＤＭからなるガスケット１の架橋ゴムシートと流路部のスペーサーとなるポリエチレン製のネット１５を配置した後、接合剤として、５ｍｍ幅、厚み０．６ｍｍで１０時間半減期温度が８７℃の過酸化物系架橋剤であるパーヘキサＨＣ（日油社製）を配合したＥＰＤＭ未架橋ゴム２１を額縁状シート内側のネット１５上に開口３の縁５に接するように配置した。
【００４７】
加熱プレスヒーター２３は、２０ｍｍ幅の物を使用、加熱温度１７０℃、過熱時間６０秒、プレス圧力１．０ＭＰａにて加熱溶着を実施し室枠１０を得た。
【００４８】
［実施例３］
室枠１０のガスケット１を形成する架橋ゴムシートについて、厚み０．６ｍｍ、硬度６０の布地ＥＰＤＭゴムシートを選定し、外形寸法が幅１８０ｍｍ、長さ５０ｍｍの額縁状に裁断した。
【００４９】
裁断した架橋ゴムのシートを台座７上にセットし、その内側に流路部のスペーサーとなるポリエチレン製のネット１５を配置した。
その後、実施例１と同様に操作し室枠１０を得た。
【００５０】
［比較例１］
室枠１０のガスケット１を形成する架橋ゴムシートについて、厚み０．６ｍｍ、硬度４０の布地ＥＰＤＭゴムシートを選定し、外形寸法が幅１８０ｍｍ、長さ５０ｍｍの額縁状に裁断した。
【００５１】
裁断した架橋ゴムのシートを台座７上にセットし、その内側に流路部のスペーサーとなるポリオレフィン製のネット１５を配置した。その後、実施例１と同様に操作し室枠１０を得た。
【００５２】
［比較例２］
室枠１０のガスケット１を形成する架橋ゴムシートについて、厚み０．６ｍｍ、硬度９０の布地ＥＰＤＭゴムシートを選定し、外形寸法が幅１８０ｍｍ、長さ５０ｍｍの額縁状に裁断した。
【００５３】
裁断した架橋ゴムのシートを台座７上にセットし、その内側に流路部のスペーサーとなるポリオレフィン製のネット１５を配置した。その後、実施例１と同様に操作し室枠１０を得た。
【００５４】
各実施例、比較例で得た室枠１０、及び従来品である、ガスケット１がオレフィン系熱可塑性樹脂であるゼラス８６１５Ｌ（三菱化学社製、高分子量ゴムを微分散したポリプロピレン樹脂）からなる室枠について、下記の耐熱性サイクル試験による評価を行った結果を表１に記す。
【００５５】
耐熱性サイクル試験：室枠を５０対組込み、入口圧力０．１ＭＰａにて８０℃の温水を１８時間通水した後、２５℃の常温水を６時間通水冷却する。この昇温−冷却のサイクル運転を繰り返し実施し、サイクル回数による室枠外部へのリーク量（Ｌ／ｈ）を測定した。
【００５６】
【表１】
2014030988.tif 000003
表１中「ＮＬ」はリークがない（ノーリーク）ことを意味する。
また、「サイクル回数」は昇温−冷却のサイクル回数を意味する。
【００５７】
実施例１、２、３は従来品と比較すると、耐熱性に優れており耐熱性サイクル試験に於いて、ガスケット１の変形も無く、室枠外部へのリーク量の増加も無かった。また、室枠１０の成形時にネットのたわみも無く、室枠１０の厚み精度も良好であった。
【００５８】
比較例１については、室枠１０のガスケット１を形成する架橋ゴムシートの硬度が４０と低いため、膜組込み時の位置決め、室枠の折れ込み、また、締め付け時の室のはみ出し、変形等、不具合が多く、リーク量の少ない室枠１０を成形することが困難であり、耐熱性サイクル試験を行うことができなかった。
【００５９】
また、比較例２については、室枠１０のガスケット１を形成する架橋ゴムシートの硬度が９０と高いため、組込み初期の室枠外部へのリーク量が多かった。
【符号の説明】
【００６０】
１  ガスケット
３  開口
５  縁
７  台座
９、１１  連通口
１０  室枠
１３  ディストリビューター
１５  ネット
１７  給液ダクト穴
２１  未架橋ゴム
２３  加熱プレスヒーター
【図１】
2014030988.tif 000004
【図２】
2014030988.tif 000005