(57)【要約】  膜基材の処理のためのロールツーロールプロセス及び装置が開示される。装置及びプロセスは、１以上の処理溶液を使用して膜基材を順方向に処理し、次いで他の処理溶液を使用して膜基材を逆方向に処理する。順方向及び逆方向に使用される処理溶液は、好ましくは、処理シーケンスが両方の方向において同じになるように選択される。このようにして、膜基材は、順方向及び逆方向の反復処理によって反応時間を蓄積することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の処理溶液、第２の処理溶液及び第３の処理溶液による膜基材の連続的なロールツーロール処理のための装置であって、
第１のロール及び第２のロールであって、膜基材を順方向及び逆方向に処理するために第１のロールと第２のロールの両方で膜基材を巻き取りかつ巻き戻すことができる第１のロール及び第２のロールと、
膜基材を逆方向ではなく順方向に処理する際に膜基材を処理するための第１の処理溶液と、
膜基材を順方向ではなく逆方向に処理する際に膜基材を処理するための第２の処理溶液と、
膜基材を順方向及び逆方向の両方で処理する際に膜基材を処理するための第３の処理溶液と
を備える装置。
【請求項２】
第１の処理溶液及び第２の処理溶液に関連するローラをさらに備え、ローラの各々が、処理配置と非処理配置との間で独立して切り替え可能である、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
第１及び第２の処理溶液を保持するための処理浴槽をさらに備え、処理浴槽の各々が、処理配置と非処理配置との間で独立して移動可能である、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
第１及び第２の処理溶液を保持するための処理浴槽と、処理浴槽と流体連通する保持槽とをさらに備え、処理浴槽の処理溶液の各々が、保持槽に独立して排出可能である、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
膜基材を逆方向ではなく順方向に処理する際に膜基材を処理するための複数の処理溶液と、膜基材を順方向ではなく逆方向に処理する際に膜基材を処理するための複数の処理溶液とを備える、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項６】
膜基材が膜基材を順方向及び逆方向の両方で処理する際に、処理溶液が、膜基材が同じ処理溶液のシーケンスで処理可能であるようなシーケンスで配置される、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項７】
複数の処理溶液による膜基材の連続的なロールツーロール処理のための装置であって、当該装置が、
第１のロール及び第２のロールであって、膜基材は、第１のロールと第２のロールの両方で巻き取り及び巻き戻すことができる第１のロール及び第２のロールと、
順方向又は逆方向に処理される膜基材を独立して処理するための処理構成と非処理構成との間で各々変更可能な複数の処理溶液と
を備えており、
膜基材は、複数の処理溶液の第１のサブセットが処理構成にあり、複数の処理溶液の第２のサブセットが非処理構成にある場合、複数の処理溶液の第１のサブセットで処理可能であり、複数の処理溶液の第２のサブセットで処理することができず、
膜基材は、複数の処理溶液の第２のサブセットが処理構成にあり、複数の処理溶液の第１のサブセットが非処理構成にある場合、複数の処理溶液の第２のサブセットで処理可能であり、複数の処理溶液の第１のサブセットで処理することができず、
膜基材は、複数の処理溶液の第３のサブセットが処理構成にある場合、複数の処理溶液の第３のサブセットで処理可能である、装置。
【請求項８】
複数の処理溶液の第１及び第２のサブセットに関連するローラをさらに備え、ローラの各々が、処理配置と非処理配置との間で独立して切り替え可能である、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
複数の処理溶液を保持するための処理浴槽をさらに備え、処理浴槽の各々が、処理配置と非処理配置との間で独立して移動可能である、請求項７に記載の装置。
【請求項１０】
複数の処理溶液を保持するための処理浴槽と、処理浴槽と流体連通する保持槽とをさらに備え、処理浴槽の処理溶液の各々が、保持槽に独立して排出可能である、請求項７に記載の装置。
【請求項１１】
膜基材が膜基材を順方向及び逆方向の両方で処理する際に、複数の処理溶液が、膜基材が同じ処理溶液のシーケンスで処理可能であるようなシーケンスで配置される、請求項７乃至１０のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１２】
ロールツーロールプロセスにおいて複数の処理溶液で膜基材を処理する方法であって、
膜基材を複数の処理溶液の第１のサブセットで処理し、膜基材を複数の処理溶液の第２のサブセットで処理しないことによって膜基材を順方向に処理するステップと、
膜基材を複数の処理溶液の第２のサブセットで処理し、膜基材を複数の処理溶液の第１のサブセットで処理しないことによって膜基材を逆方向に処理するステップと、
膜基材を複数の処理溶液の第３のサブセットで処理することによって膜基材を順方向及び逆方向に処理するステップと
を含む方法。
【請求項１３】
複数の処理溶液の第１のサブセットを処理配置から非処理配置に切り替えるステップと、複数の処理溶液の第２のサブセットを非処理配置から処理配置に切り替えるステップとをさらに含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
処理配置と非処理配置との間で複数の処理溶液の第１のサブセットに関連するローラを移動させるステップと、処理配置と非処理配置との間で複数の処理溶液の第２のサブセットに関連するローラを移動させるステップとをさらに含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
処理配置と非処理配置との間で複数の処理溶液の第１のサブセットを含む処理浴槽を移動させるステップと、処理配置と非処理配置との間で複数の処理溶液の第２のサブセットを含む処理浴槽を移動させるステップとを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１６】
処理浴槽と対応する保持槽との間で複数の処理溶液の第１のサブセットを移送するステップと、処理浴槽と対応する保持槽との間で複数の処理溶液の第２のサブセットを移送するステップとを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１７】
膜基材が、第１のシーケンスで複数の処理溶液の第１のサブセットに曝され、膜基材が、第２のシーケンスで複数の処理溶液の第２のサブセットに曝され、第１のシーケンスと第２のシーケンスが、同じである、請求項１２乃至１６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１８】
当該方法が、膜基材を複数の処理溶液の第１及び第３のサブセットで処理することによって膜基材を順方向に処理することを含む、請求項１２乃至１７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１９】
当該方法が、膜基材を複数の処理溶液の第２及び第３のサブセットで処理することによって膜基材を逆方向に処理することを含む、請求項１２乃至１８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２０】
１以上の処理溶液による膜基材の連続的なロールツーロール処理のための装置であって、
第１のロール及び第２のロールであって、膜基材は、第１のロールと第２のロールの両方で巻き取り及び巻き戻すことができる第１のロール及び第２のロールと、
順方向に、逆方向に又は順方向及び逆方向の両方に処理される膜基材を処理するための１以上の処理溶液と
を備える装置。
【請求項２１】
ロールツーロールプロセスにおいて処理溶液で膜基材を処理する方法であって、
膜基材を第１のロールから第２のロールに巻き戻しながら膜基材を処理溶液で処理することによって、膜基材を順方向に処理するステップと、
処理された膜基材を第２のロールから第１のロールに再度巻き取るステップと、
処理された膜基材を第１のロールから第２のロールに巻き戻しながら処理された膜基材を処理溶液で処理することによって、処理された膜基材を順方向に処理するステップと
を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、連続的なロールツーロールプロセス及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
以下の節は、それらの節で考察される内容が先行技術又は当業者の知識の一部であることを認めるものではない。
【０００３】
イオン交換膜又は親水性膜などの膜の製造は、バッチプロセスを使用する場合に性能にばらつきを生じる可能性がある。例えば、ポリアクリロニトリルポリマー膜は、バッチ酸浸漬プロセスによって親水性に官能化される。得られた親水性膜を使用して、油を水から分離することができる。しかし、ポリアクリルアミドポリマー膜を酸で処理するバッチ浸漬プロセスを使用すると、バッチ間の望ましくない性能変動が生じる。
【０００４】
バッチプロセスを使用して製造された膜より性能変動が少ない膜を製造することが望ましい。
【０００５】
序文
以下の序文は、読者に本明細書を紹介するが、特許請求される発明を限定又は定義しないことを目的とする。下文に又はこの文書の他の部分に記載される装置要素又は方法ステップの組合せ又は下位の組合せに、１以上の発明があることがある。発明者らは、本明細書に開示される１以上のどんな発明に対するその権利も、単に特許請求の範囲においてそのような他の１以上の発明を記載しないことによって、放棄又は否定するものではない。
【０００６】
バッチプロセスを使用すると、バッチ間の望ましくない性能変動が生じる可能性があるので、このようなバッチプロセスを連続的なロールツーロールプロセスに置き換えることが望ましい。所与の反応溶液中で長い反応時間を必要とする連続的なロールツーロールプロセスは、所望の反応時間を設けるために、より小さな反応ゾーンでのより遅い線移動速度（フィート／分）又はより大きな反応ゾーンでのより速い線移動速度を使用することができる。しかし、線移動速度の低下は、ロールツーロールプロセスにおける他のステップの反応時間にも影響を及ぼし得る。より大きな反応ゾーンは、より大きな物理的フットプリントを必要とすることがある。
【０００７】
一般に、本開示は、複数の処理溶液における膜基材の連続的なロールツーロール処理のための方法及びシステムを提供し、１以上の処理溶液中の合計反応時間は、２つのロール間で膜基材を複数回巻き掛けることによって蓄積される。２つのロール間で膜基材を複数回巻き掛けることにより、膜基材を処理溶液で複数回処理することができる。例えば、膜基材を順方向に処理し、次いで逆方向に処理すると、１回の通過の反応時間の２倍の合計反応時間となる。別の例では、膜基材を順方向に処理し、膜を第１のロールに巻き戻し、膜基材を順方向に再び処理すると、１回の通過の反応時間の２倍の合計反応時間となる。膜基材は、プロセスの他のステップに影響を及ぼす線速度で移動することなく、また反応ゾーンのサイズの増加を必要とすることなく、反応時間を蓄積することができる。方法及びシステムは、好ましくは、イオン交換膜のような多孔質膜又は多孔質膜ラミネートを処理するために使用することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】欧州特許出願公開１７０５２８１号明細書
【発明の概要】
【０００９】
本開示による装置は、第１のロールと、第２のロールとを有する。第１のロールと第２のロールの両方は各々、巻き取り及び巻き戻すことができる。このようにして、膜基材は、第１のロールから第２のロールに巻き出されるか又は第２のロールから第１のロールに巻き出されてもよい。便宜上、本開示では、膜基材を第１のロールから第２のロールに巻き出して１以上の処理溶液で処理することは、「順処理」又は「順方向処理」と呼ばれ、膜基材を第２のロールから第１のロールに巻き出して１以上の処理溶液で処理することは、「逆処理」又は「逆方向処理」と呼ばれる。
【００１０】
特定の例では、膜基材は、２つのロール間で移送されるときに、複数の処理溶液の少なくとも１つで処理される。膜基材が一方のロールから他方のロールに巻き掛けられると、膜基材の処理方向を逆転させてもよく、次いで膜基材は元のロールに再度巻き掛けられつつ複数の処理溶液の少なくとも１つで処理されてもよい。或いは、膜基材が一方のロールから他方のロールに巻き掛けられると、処理された膜基材は、処理することなく元のロールに再度巻き掛けられてもよい。
【００１１】
膜基材は、複数の処理溶液のサブセットでのみ処理される順方向に処理することができる。膜基材はまた、複数の処理溶液の異なるサブセットでのみ処理される逆方向に処理することができる。膜基材はまた、複数の処理溶液のさらに別のサブセットで両方向に処理することができる。このようにして、膜基材は、逆方向に処理される場合より順方向に処理される場合、異なる処理溶液又は異なる順の処理溶液で処理され得る。
【００１２】
処理溶液のサブセットは、他のサブセットからの処理溶液を含むことができることを理解されたい。例えば、１つのサブセットは、処理溶液Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤで構成することができ、異なるサブセットは、処理溶液Ｃ、Ｄ、Ｅ及びＦで構成することができ、さらに別の異なるサブセットは、処理溶液Ｂで構成することができる。このような例では、これらは、複数の処理溶液Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ及びＦのサブセットがすべて異なる。
【００１３】
本開示による例示的な方法では、膜基材を順処理する場合、方法は、膜基材を処理溶液の第１のサブセットで処理することを含み、膜基材を処理溶液の第２のサブセットで処理することを含まない。膜基材を逆処理する場合、方法は、膜基材を処理溶液の第２のサブセットで処理することを含み、膜基材を処理溶液の第１のサブセットで処理することを含まない。例示的な方法はまた、順処理及び逆処理する場合、膜基材を処理溶液の第３のサブセットで処理することを含む。処理溶液のシーケンスは、好ましくは、膜基材が処理されるたびに１以上の処理溶液中で膜基材が反応時間を蓄積することができるように、逆方向であると考えられる場合と順方向であると考えられる場合は同じである。
【００１４】
本開示による別の例示的な方法では、膜基材は、最初に、処理溶液の第１のサブセット及び処理溶液の第２のサブセットで順処理によって処理される。膜基材は、処理溶液の第２のサブセットの所望の合計反応時間をもたらすのに十分な時間、処理溶液の第２のサブセットでの反復逆処理及び／又は順処理によって処理される。その後、膜基材は、処理溶液の少なくとも第３のサブセットで、順処理又は逆処理によって処理することができる。
【００１５】
本開示による装置のさらなる例では、装置は、第１のロールと、第２のロールとを含み、膜基材は、第１と第２のロールの両方で巻き取り及び巻き戻すことができる。膜基材は、順方向、逆方向又は膜基材を順方向及び逆方向の両方で処理する際にので、１以上の処理溶液で処理可能である。
【００１６】
本開示による方法のさらなる例では、方法は、膜基材を第１のロールから第２のロールに巻き戻しながら膜基材を処理溶液で処理することによって、膜基材を順方向に処理するステップと、処理された膜基材を第２のロールから第１のロールに再度巻き取るステップと、処理された膜基材を第１のロールから第２のロールに巻き戻しながら処理された膜基材を処理溶液で処理することによって、処理された膜基材を順方向に処理するステップとを含む。
【００１７】
本開示の実施形態を、添付の図を参照して、単なる例として以下に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本開示による装置の一例の一構成を示す図である。
【図２】図１に示す装置の別の構成を示す図である。
【図３】本開示による装置の別の例の一構成を示す図である。
【図４】図３に示す装置の別の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１は、ロールツーロール処理装置１０を示している。装置１０は、浸漬処理装置の一例である。装置１０は、第１のロール１２と、第２のロール１４とを含む。膜基材１６は、第１のロールから第２のロールに巻き取られ、処理溶液２０Ａ〜Ｆに浸漬可能なローラ１８Ａ〜Ｆの周りを通過する。
【００２０】
ローラ１８Ａ〜Ｆは、処理配置と非処理配置との間で移動可能であるが、各ローラは、独立して移動可能であり、図１及び図２に示す構成は、装置１０の唯一の可能な構成ではないことが理解されよう。
【００２１】
一例では、図１に示すように、ローラ１８Ａ，１８Ｃ，及び１８Ｄは、膜基材１６を処理溶液２０Ａ，２０Ｃ及び２０Ｄに曝す処理配置に配置される。ローラ１８Ｂ，１８Ｅ及び１８Ｆは、処理溶液２０Ｂ，２０Ｅ及び２０Ｆによって処理されずに膜基材を処理することができる非処理配置に配置される。
【００２２】
膜基材が図１に示す構成を使用して順方向で処理されると、それによって膜基材を処理溶液２０Ａ，２０Ｃ及び２０Ｄに曝し、膜基材は、図２に示すように、膜基材を第２のローラ１４から第１のローラ１２に巻き戻すことによって逆方向に処理される。このようにして、膜基材は、処理溶液２０Ｅ，２０Ｃ及び２０Ｂの順に曝される。図２に示す構成では、ローラ１８Ｆは、非処理配置のままである。
【００２３】
いくつかの例では、処理溶液２０Ａ及び２０Ｅは、同じ化学組成を有し、処理溶液２０Ｂ及び２０Ｄは、同じ化学組成を有する。このような状況では、膜基材１６は、図１と図２の両方で同じ処理溶液のシーケンスで処理される。例えば、処理溶液２０Ａ及び２０Ｅがエタノール溶液である場合、処理溶液２０Ｂ及び２０Ｄが塩基性溶液である場合及び処理溶液２０Ｃが酸性溶液である場合、膜基材は、図１の順処理方向と図２の逆処理方向の両方で、エタノール、酸、次いで塩基の順で処理される。
【００２４】
膜基材１６は、膜基材が処理溶液２０Ｃに接触している距離を膜基材の線速度（フィート／分）で割り、膜基材が順方向又は逆方向のいずれかで処理される回数をかけることにより計算された合計時間の間、処理溶液２０Ｃで処理される。
【００２５】
１つの具体的な例では、膜基材１６は、表１に示すプロトコルを使用して処理され、溶液２０Ａ及び２０Ｅは、同じ化学組成を有し、溶液２０Ｂ及び２０Ｄは、同じ化学組成を有する。
【００２６】
【表１】
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表１のプロトコルを使用して、膜基材１６を処理溶液２０Ｃで５回処理する。２フィート／分の線速度及び１２０フィートの反応距離で、膜基材１６は、合計１２０／２＊５＝３００分、すなわち５時間処理される。１回の通過のロールツーロールプロセスのみを使用して同じ３００分の反応時間を達成するためには、距離が１２０フィートに保たれていれば、膜基材を０．４フィート／分の線速度で処理する必要があり又は線速度が２フィート／分に保たれていれば、距離を６００フィートに増やす必要がある。
【００２７】
装置１０は、追加のローラと、処理溶液とを有することができる。例えば、装置は、ローラと、ローラ／処理溶液１８Ｅ／２０Ｅとローラ／処理溶液１８Ｆ／２０Ｆとの間の処理溶液とを含むことができる。この追加の処理溶液は、多孔質膜を所望のｐＨにするための緩衝溶液であってもよい。
【００２８】
例示的なプロセスでは、０．０１ミクロンの孔を有し、約２０，０００〜５０，０００ダルトンの分子量をカットオフしたポリアクリロニトリル膜を酸で処理し、親水性膜を生成する。ポリアクリロニトリル膜は、表１に示すプロトコルを使用して処理され、ここで、処理溶液２０Ａは、溶媒交換溶液であり、処理溶液２０Ｂは、塩基性溶液であり、処理溶液２０Ｃは、酸性溶液であり、処理溶液２０Ｄは、塩基性溶液であり、処理溶液２０Ｅは、溶媒交換溶液であり、処理溶液２０Ｆは、湿潤溶液である。
【００２９】
エタノール溶液のような溶媒交換溶液は、水をエタノールと交換することによって膜から水を除去する。湿潤溶液、例えば水中の約２０％のグリセロールの溶液は、膜形態の安定性を維持しながら多孔質膜を乾燥させることができる。
【００３０】
２フィート／分の線速度で、１２０フィートの反応距離及び５つの処理方向を提供する反応槽において、ポリアクリロニトリル膜を合計５時間酸で処理し、各酸処理の後に塩基性溶液ですすぎ、最後の酸処理の後に湿潤溶液中ですすぐ。
【００３１】
酸浴槽は、例えば４１℃までの温度に加熱することができる。酸浴槽を加熱すると反応速度が増加し、例えば膜の線速度を増加させたり、反応距離を短くしたり又は膜を処理する回数を減らしたりすることによって、合計反応時間を短縮することができる。温度を２１℃から３１℃に上昇させると反応速度が倍増し、線速度を２フィート／分から４フィート／分に増加させることができ、それによって単位時間当たりに発生される親水性膜の量が倍増する。温度を３１℃から４１℃に上昇させると反応速度が再び倍増し、線速度を８フィート／分に増加させることができ、単位時間当たりに発生される親水性膜の量が再び倍増する。
【００３２】
任意の処理ステップの線速度は、他の処理ステップの線速度とは独立して異なっていてもよい。処理ステップの線速度を変更することにより、その処理ステップで使用される処理溶液の反応時間が変化する。例えば、方法は、膜基材を処理溶液の第１のサブセットで処理するための第１の線速度での第１の処理ステップを含むことができる。次いで、膜基材は、膜基材を処理溶液の第２のサブセットで処理するための第２の線速度での第２の処理ステップで処理することができる。第２の線速度は、処理溶液の第２のサブセットにおける膜基材の反応時間を増加させることが望ましい場合、第１の線速度と比較して低下させることができる。
【００３３】
装置１０は、図１及び図２に示したものとは別の構成で使用することができる。例えば、例示的な方法では、ローラ１８Ａ及び１８Ｃは、最初に膜基材１６を処理溶液２０Ａ及び２０Ｃに曝す処理配置に配置される。膜１６が順方向に処理されると、ローラ構成は変更され、膜基材１６を処理溶液２０Ｃに曝す。膜１６を処理溶液２０Ｃに所望の合計反応時間曝すための１以上の順方向及び／又は逆方向の処理の後、ローラ構成は変更され、膜基材１６を１以上の他の処理溶液に曝す。
【００３４】
このような方法の例示的なプロトコルを、表２に示す。このプロトコルでは、膜１６は、処理溶液２０Ｃに５回曝され、処理溶液２０Ｃへの最後の曝露の後に処理溶液２０Ｄ及び２０Ｆに曝される。このような例示的なプロトコルでは、処理溶液２０Ｂ及び２０Ｅは、省略してもよい。
【００３５】
このようなプロトコルを使用して、処理溶液２０Ａがエタノール溶液であり、処理溶液２０Ｃが酸性溶液であり、処理溶液２０Ｄが塩基性溶液であり、処理溶液２０Ｆがグリコール溶液である場合、膜は最初にエタノールで処理されて水を膜から除去し、次いで酸で５回処理される。次に、酸性膜は塩基性溶液で処理することによって中和し、次いでグリコール溶液で処理される。プロトコルは、膜を塩基性溶液とグリコール溶液との間の緩衝溶液で処理することを含むことができる。
【００３６】
【表２】
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プロトコルが逆処理方向に移動する膜で終了する方法となる場合、装置はローラ１８Ｄの代わりにローラ１８Ｂを含むことができ、ローラ１８Ｆはローラ１８Ｂの後に配置され得る。このようにして、膜１６は、最後の逆処理ステップにおいて、処理溶液２０Ｃ，２０Ｂ及び２０Ｆにこの順で曝され得る。
【００３７】
図３及び図４は、膜基材を処理するための代替の装置１１０の２つの構成を示している。装置１１０の構成要素は、装置１０に関して上述した構成要素と同じであり、したがって、同様の参照番号を有し、詳細には説明しない。装置１０とは対照的に、装置１１０は、可動処理浴槽１２０Ａ〜Ｆを含み、固定ローラ１１８Ａ〜Ｆも含む。図３は、処理配置における処理浴槽１２０Ａ，１２０Ｃ及び１２０Ｄ、並びに非処理配置における処理浴槽１２０Ｂ，１２０Ｅ及び１２０Ｆを示している。図４は、処理配置における処理浴槽１２０Ｂ，１２０Ｃ及び１２０Ｅ、並びに非処理配置における処理浴槽１２０Ａ，１２０Ｄ及び１２０Ｆを示している。装置１１０は、表１及び表２に示すプロトコルに従って膜基材を処理することができる。
【００３８】
上に示したように、処理のシーケンスは、逆方向であると考えられる場合と順方向であると考えられる場合は同じとすることができる。例えば、膜基材をＡ，Ｂ，Ｃ次いでＤの順に溶液で順処理方向に処理し、Ａ，Ｂ，Ｃ次いでＤの同じ順に溶液で逆処理方向に処理してもよい。膜基材が第１のロールと第２のロールとの間で移送されているので、溶液は次の順で物理的に設定することができる：［第１のロール］−Ａ’，Ｂ’，Ｃ’，Ｄ’，Ｄ”，Ｃ”，Ｂ”，Ａ”−［第２のロール］、ここで、「プライム」は順処理方向で使用される処理溶液のサブセットを示し、「ダブルプライム」は逆処理方向で使用される処理溶液のサブセットを示す。プライム又はダブルプライムのない処理溶液は、順処理方向と逆処理方向の両方で共有される。処理溶液の重複を避けるために、順処理と逆処理の両方で処理溶液を共有することが有益である。
【００３９】
上記に鑑みて、膜基材を処理するために使用される処理溶液の化学組成は、処理方向に関係なく同じであってもよいことを理解されたい。すなわち、順方向の処理は、膜を同じ溶液で処理すること又は逆方向に処理するときに使用される同じ化学組成の別個の溶液で処理することを含むことができる。例えば、処理溶液Ａ’及びＡ”は、同じ化学組成を有する。
【００４０】
順処理方向と逆処理方向の両方において処理溶液Ａ，Ｂ，Ｃ次いでＤで膜基材を処理するために、他の順を使用してもよい。例えば：［第１のロール］−Ａ’，Ｄ”，Ｂ’，Ｃ，Ｂ”，Ｄ’，Ａ”−［第２のロール］；［第１のロール］−Ａ’，Ｄ”，Ｃ”，Ｂ，Ｃ’，Ｄ’，Ａ”−［第２のロール］；［第１のロール］−Ｄ”，Ｃ”，Ｂ”，Ａ，Ｂ’，Ｃ’，Ｄ’−［第２のロール］；又は［第１のロール］−Ｄ”，Ｃ”，Ａ’，Ｂ，Ｃ’，Ｄ’，Ａ”−［第２のロール］のすべてが、順方向と逆方向の両方にＡ，Ｂ，Ｃ次いでＤの順に処理溶液で処理された膜基材となる。
【００４１】
本開示による装置は、膜基材を処理溶液で処理するための当技術分野で公知の任意の方法、技術又は構成要素を使用することができる。１以上の処理溶液による処理なしで膜基材を処理するために、様々な方法、技術又は構成要素を使用することができる。
【００４２】
膜基材を処理するために使用されるロールツーロールプロセスに依存して、１以上の処理溶液によって処理することなく膜基材を処理することは、膜基材を１以上の処理溶液から分離することによって又は１以上の処理溶液を膜基材に適用しないことによって達成され得る。膜基材は、処理溶液から分離してもよいし又は膜基材を処理配置から非処理配置に変更することによって処理溶液を適用しなくもよい。
【００４３】
例えば、装置は、処理溶液を含む１以上の浸漬処理浴槽を含むことができる。このような装置では、ローラに接触する膜基材が処理溶液に曝されるように、ローラを処理溶液に少なくとも部分的に浸漬することができる。非処理配置は、ローラに接触する膜基材が処理溶液に曝されないように、処理溶液から完全に除去されるローラを含むことができる。膜基材は、図１及び図２に示すように、処理配置と非処理配置との間で独立して移動可能なローラを使用して処理溶液から分離されてもよい。或いは、膜基材は、図３及び図４に示すように、処理配置と非処理配置との間で独立して移動可能な処理浴槽を使用して処理溶液から分離されてもよい。
【００４４】
別の代替案では、膜基材は、対応する保持槽内に排出可能な処理溶液を使用して処理溶液から分離されてもよい。そのような代替案では、処理溶液が処理浴槽に含まれる場合、膜基材は処理配置にある。処理溶液が保持槽に排出される場合、膜基材は非処理配置にある。
【００４５】
さらに別の代替案では、装置は、処理溶液を膜基材に適用する１以上のコーティングローラを含むことができる。このような装置では、非処理配置は、膜基材から分離されるコーティングローラ、処理溶液から分離されるコーティングローラ、コーティングローラから又は処理溶液から分離されるピックアップローラ、コーティングローラから又はピックアップローラから実質的にすべての処理溶液を除去する計量ブレード又はそれらの任意の組合せを含んでもよい。
【００４６】
さらに別の代替案では、装置は、処理溶液を膜基材に適用するスプレー処理を含むことができる。このような装置では、非処理配置は、オフにされる噴霧器を含んでもよい。
【００４７】
本開示による装置は、膜が処理溶液の１つで処理された後に膜を乾燥させるための１以上の乾燥機をさらに含むことができる。例えば、装置は、膜がエタノールで処理された後に膜を乾燥させるための乾燥機を含むことができる。このような乾燥機は、膜が例えば酸性溶液で処理される前に、実質的にすべてのエタノールを除去することができる。膜が次の処理溶液で処理される前に処理溶液を除去することは、次の処理溶液の効果を高めることができるか又は次の処理溶液で使用される化学物質の量を低減することができる。
【００４８】
代替的に又は追加的に、装置は、膜が湿潤溶液で処理された後に膜を乾燥させるための乾燥機を含んでもよい。このような乾燥機は、膜が例えば保存又はフィルタアセンブリのために巻き取られる前に、実質的にすべての湿潤剤を除去することができる。乾燥した多孔質膜は、湿潤多孔質膜より長期間劣化することなく保存することができる。
【００４９】
装置に使用することができる乾燥機は、その幅に沿った膜の進入に適応するようなサイズ及び形状であり、開位置と閉位置との間で移動可能なアンダースカートと、乾燥位置と非乾燥位置との間で移動可能なローラとを含む。乾燥位置では、ローラは膜を乾燥機の長さ内に位置させ、アンダースカートは閉位置にあり、乾燥器によって乾燥されると膜が通過するトンネルを形成する。非乾燥位置では、膜は乾燥機の外側にある。
【００５０】
装置に使用することができる代替の乾燥機は、その幅に沿った膜の進入に適応するようなサイズ及び形状である。膜は乾燥機を通って移動し、膜を乾燥させる場合は乾燥機をオンにし、膜を乾燥させる必要がない場合は乾燥機をオフにする。
【００５１】
前述の説明において、説明のために、実施形態の完全な理解を提供するために多数の詳細が記載される。しかし、これらの具体的な詳細が必要ではないことは当業者には明らかであろう。したがって、記載された内容は、記載される実施形態の適用の単なる実例であって、上記の教示を鑑みて多数の修正及び変形が可能である。
【００５２】
上記の説明は例示的な実施形態を提供するので、特定の実施形態に対して当業者が修正及び変形をもたらすことができることは理解されるであろう。したがって、特許請求の範囲は、本明細書に記載される特定の実施形態に制限されるものでないが、全体として本明細書に一致した方法で解釈されるべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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