PROCEDIMIENTO PARA LA FABRICACIÓN DE MENBRANAS CAPILARES REFORZADAS POR TEJIDO, EN PARTICULAR PARA LA ULTRAFILTRACIÓN.

Procedimiento para la fabricación de membranas capilares reforzadas por tejido,

en el que un tubo flexible de tejido (1) es recubierto con una solución polímera y se hace pasar por un baño de precipitación (6), teniendo lugar en el baño de precipitación (6) una transformación de la solución polímera en una capa microporosa y formándose una membrana reforzada por el tubo flexible de tejido, caracterizado porque el tubo flexible de tejido (1) se retira mediante un accionamiento de avance (2) de un rollo de reserva (3) y se alimenta a un dispositivo (4) para el recubrimiento del tubo flexible de tejido dispuesto detrás del accionamiento de avance (3) visto en la dirección de transporte y porque el tubo flexible de tejido (1) recubierto con la solución polímera pasa por el baño de precipitación (6) sin contacto mecánico desde arriba hacia abajo y sale por una tobera (7) dispuesta en el lado inferior, saliendo líquido de la tobera (7) que ejerce una fuerza de tracción que estabiliza la marcha del tubo flexible de tejido recubierto sobre la membrana capilar (8) que sale del baño de precipitación y que permite que la membrana capilar (8) pase por el baño de precipitación (6) con una velocidad predeterminada por el accionamiento de avance (2)

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2002/002699.

Solicitante: KOCH MEMBRANE SYSTEMS GMBH.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: KACKERTSTRASSE 10 52072 AACHEN ALEMANIA.

Inventor/es: SCHAFER, STEFAN, VOSSENKAUL, KLAUS.

Fecha de Publicación: .

Fecha Solicitud PCT: 12 de Marzo de 2002.

Fecha Concesión Europea: 4 de Agosto de 2010.

Clasificación Internacional de Patentes:

  • B01D67/00F14
  • B01D69/08 SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES.B01 PROCEDIMIENTOS O APARATOS FISICOS O QUIMICOS EN GENERAL.B01D SEPARACION (separación de sólidos por vía húmeda B03B, B03D, mesas o cribas neumáticas B03B, por vía seca B07; separación magnética o electrostática de materiales sólidos a partir de materiales sólidos o de fluidos, separación mediante campos eléctricos de alta tensión B03C; aparatos centrifugadores B04B;   aparato de vórtice   B04C; prensas en sí para exprimir los líquidos de las sustancias que los contienen B30B 9/02). › B01D 69/00 Membranas semipermeables destinadas a los procedimientos o a los aparatos de separación, caracterizadas por su forma, por su estructura o por sus propiedades; Procedimientos especialmente adaptados para su fabricación. › Membranas con fibras huecas (fabricación de fibras huecas D01D 5/24, D01F 1/08).
  • B01D69/10 B01D 69/00 […] › Membranas sobre soportes; Soportes para membranas.

Clasificación PCT:

  • B01D67/00 B01D […] › Procedimientos especialmente adaptados para la fabricación de membranas semipermeables destinadas a los procedimientos o a los aparatos de separación.
  • B01D69/08 B01D 69/00 […] › Membranas con fibras huecas (fabricación de fibras huecas D01D 5/24, D01F 1/08).
  • B01D69/12 B01D 69/00 […] › Membranas compuestas; Membranas ultradelgadas.
  • D06B3/04 SECCION D — TEXTILES; PAPEL.D06 TRATAMIENTO DE TEXTILES O SIMILARES; LAVANDERIA; MATERIALES FLEXIBLES NO PREVISTOS EN OTRO LUGAR.D06B TRATAMIENTO DE MATERIAS TEXTILES MEDIANTE LIQUIDOS, GASES O VAPORES (aplicación de líquidos a las superficies en general B05; transporte en general, manipulación de cintas o filamentos en general B65; tratamiento del cuero C14C; eliminación mecánica de las impurezas de las fibras animales D01B; lavandería D06F; parte química, ver D06L - D06Q). › D06B 3/00 Pasada de las materias textiles a través de líquidos, gases o vapores con vistas a efectuar un tratamiento, p. ej. lavado, tinte, blanqueado, encolado, impregnación (mercerización D06B 7/00; tratamiento mediante disolvente D06B 9/00; tratamiento limitado a ciertas partes de la materia textil D06B 11/00; por medio de vibraciones D06B 13/00). › de hilados, hilos o filamentos.

Clasificación antigua:

  • B01D67/00 B01D […] › Procedimientos especialmente adaptados para la fabricación de membranas semipermeables destinadas a los procedimientos o a los aparatos de separación.
  • B01D69/08 B01D 69/00 […] › Membranas con fibras huecas (fabricación de fibras huecas D01D 5/24, D01F 1/08).
  • B01D69/12 B01D 69/00 […] › Membranas compuestas; Membranas ultradelgadas.
  • D06B3/04 D06B 3/00 […] › de hilados, hilos o filamentos.

Países PCT: Austria, Bélgica, Suiza, Alemania, Dinamarca, España, Francia, Reino Unido, Grecia, Italia, Liechtensein, Luxemburgo, Países Bajos, Suecia, Mónaco, Portugal, Irlanda, Eslovenia, Finlandia, Rumania, Chipre, Lituania, Letonia, Ex República Yugoslava de Macedonia, Albania.


Fragmento de la descripción:

La invención se refiere a un procedimiento para la fabricación de membranas capilares reforzadas por tejido, en particular para la ultrafiltración, en el que un tubo flexible de tejido es recubierto con una solución polímera y se hace pasar por un baño de precipitación, teniendo lugar en el baño de precipitación una transformación de la solución polímera en una capa microporosa formándose una membrana reforzada por el tubo flexible de tejido.

En un procedimiento conocido por el documento US 4 061 821, del que parte la invención, un tubo flexible de tejido recubierto con una solución polímera se hace pasar por un baño de precipitación, siendo guiado el tubo flexible de tejido en el baño de precipitación en rodillos de inversión. La superficie sensible del tubo flexible de tejido recubierto es dañada por el contacto con los rodillos de inversión. En particular, quedarán destruidos los microporos en la piel exterior de la membrana, que se forman en el baño de precipitación por inversión de fase de la solución polímera, debido al contacto mecánico y la desviación del tubo flexible de tejido. Para la fabricación de membranas para la ultrafiltración, el procedimiento conocido no es adecuado. Con el procedimiento pueden fabricarse en todo caso membranas de microfiltración, que presentan poros más abiertos y una estructura sustancialmente más suave que las membranas de ultrafiltración.

Por el documento US-A-2 456 650 se conoce un procedimiento para el recubrimiento de un filamento, en el que un filamento es arrastrado bajo tensión mediante rodillos de transporte por un medio de recubrimiento líquido. El medio de recubrimiento se encuentra en un primer tubo, que presenta una tobera en su extremo inferior. Mediante la tobera en el extremo inferior del tubo, el filamento recubierto se arrastra verticalmente hacia abajo a un segundo tubo, por el que fluye otro líquido. Bajo el efecto de este líquido, se solidifica el recubrimiento. El filamento recubierto y el líquido se mueven preferiblemente con la misma velocidad verticalmente hacia abajo. El filamento recubierto se retira mediante una disposición de rodillos.

La invención tiene el objetivo de realizar el procedimiento para la fabricación de membranas capilares reforzadas por tejido de tal modo que la superficie de la membrana en el baño de precipitación no esté expuesto a solicitaciones mecánicas.

El objetivo se consigue según la invención mediante un procedimiento según la reivindicación 1. Según la invención, el tubo flexible de tejido recubierto con la solución polímera pasa por el baño de precipitación sin contacto mecánico desde arriba hacia abajo y sale por una tobera dispuesta en el lado inferior, saliendo líquido de la tobera que ejerce una fuerza de tracción que estabiliza la marcha del tubo flexible de tejido recubierto sobre la membrana capilar que sale del baño de precipitación. La membrana capilar se centra en la tobera mediante el líquido que sale de forma anular alrededor de la membrana. El líquido ejerce sobre la membrana una fuerza orientada en la dirección del avance, que permite que la membrana pase por el baño de precipitación con una velocidad predeterminada. La fuerza de tracción puede controlarse mediante la velocidad de circulación con la que el líquido sale de la tobera.

En el procedimiento según la invención no es necesario un dispositivo de avance, que coja la capa de membrana semipermeable de la membrana capilar, de modo que quedan excluidos deterioros de la capa de membrana sensible. El tubo flexible de tejido se retira mediante un accionamiento de avance regulable de un rollo de reserva y se alimenta a un dispositivo para el recubrimiento del tubo flexible de tejido dispuesto detrás del accionamiento de avance visto en la dirección de transporte. La velocidad con la que el tubo flexible de tejido se hace pasar por el baño de precipitación dispuesto a continuación puede ser controlada mediante el accionamiento de avance. El movimiento mecánico que va unido al avance se realiza antes de que el tubo flexible de tejido sea recubierto con la solución polímera.

Según una configuración preferible del procedimiento según la invención, el tubo flexible de tejido recubierto con la solución polímera pasa por un tubo dispuesto en la dirección vertical, que contiene el baño de precipitación y que presenta en su extremo inferior un estrechamiento en forma de tobera.

En el baño de precipitación, el polímero del recubrimiento disuelto en un disolvente se transforma en un sólido, transformándose el disolvente en el baño de precipitación dejando microporos en el polímero. Un enriquecimiento del disolvente en el baño de precipitación perjudica la precipitación denominada en el área de la fabricación de membranas también inversión de fase. Además, deben respetarse temperaturas predeterminadas durante el proceso de precipitación. Según una realización preferible de la invención, se alimenta al tubo precipitante en una cantidad de carga que está dimensionada de tal modo que en el baño de precipitación se cumplen valores límite para la temperatura y/o la concentración admisible del disolvente, saliendo sólo una corriente parcial del precipitante alimentado al tubo por el estrechamiento en forma de tobera en el extremo inferior del tubo, retirándose la otra parte del precipitante alimentado en otro punto del tubo. El precipitante puede alimentarse, por ejemplo, en un tramo inferior del tubo, retirándose en el extremo superior del tubo un derrame.

La membrana capilar que sale del baño de precipitación puede alimentarse sin contacto con la superficie de la membrana para el acondicionamiento subsiguiente a un baño de post-precipitación que está dispuesto por debajo del baño de precipitación. Recomendablemente, la membrana capilar se corta a medida ya después de salir del baño de precipitación.

Con el procedimiento según la invención es posible sin más fabricar membranas capilares, que están abiertas sólo en un extremo estando cerradas en el otro extremo. La fabricación de este tipo de membrana se realiza de forma sencilla porque el tubo flexible de tejido se cierra antes de su recubrimiento o después de salir del baño de precipitación en tramos predeterminados y porque el tubo flexible de membrana que sale del baño de precipitación se corta a medida de tal modo que se obtienen membranas capilares con respectivamente un extremo abierto y uno cerrado. El tubo flexible de tejido puede cerrarse mediante soldadura térmica o soldadura por ultrasonidos. Otra posibilidad para realizar el cierre está en inyectar una solución polímera en el tubo flexible de tejido, que en el baño de precipitación o en un baño de post-precipitación forma un tapón sólido.

A continuación, el procedimiento según la invención se explicará con ayuda de un dibujo que representa sólo un ejemplo de realización. La única figura muestra un esquema del procedimiento para la fabricación de membranas capilares reforzadas por tejido, en particular para la ultrafiltración. Las membranas de ultrafiltración son medios filtrantes microporosos, cuyos poros son tan pequeños que representan una barrera no sólo para partículas de cualquier tipo y forma, sino también para todos los microorganismos, es decir, bacterias, parásitos y virus. La capa activa de las membranas, denominada también capa semipermeable, está hecha de polímeros orgánicos, p.ej. polisulfona, polietileno, polipropileno y similares. Las membranas tienen por lo general un diámetro exterior inferior a 5 mm y se denominan membranas capilares, en muchos casos también membranas de fibras huecas. Es preferible que el diámetro esté en un intervalo entre 0,5 y 3 mm.

En el procedimiento representado en la figura, un tubo flexible de tejido 1 se retira mediante un accionamiento de avance 2 regulable de un rollo de reserva 3 y se alimenta a un dispositivo 4 dispuesto detrás del accionamiento de avance 2 visto en la dirección de transporte para el recubrimiento del tubo flexible de tejido. Como tubo flexible de tejido 1 pueden usarse productos que se conocen por la fabricación de cubiertas de cables y que están disponibles como producto fabricado en masa. Después del recubrimiento del lado exterior con una solución polímera 5, el tubo flexible de tejido recubierto se hace pasar por un baño de precipitación 6, en el que se realiza una transformación de la solución polímera en una capa de membrana microporosa formándose una membrana reforzada por el tubo flexible de tejido 1. El tubo flexible de tejido 1 pasa por el baño de precipitación 6 sin contacto mecánico desde...

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento para la fabricación de membranas capilares reforzadas por tejido, en el que un tubo flexible de tejido (1) es recubierto con una solución polímera y se hace pasar por un baño de precipitación (6), teniendo lugar en el baño de precipitación (6) una transformación de la solución polímera en una capa microporosa y formándose una membrana reforzada por el tubo flexible de tejido, caracterizado porque el tubo flexible de tejido (1) se retira mediante un accionamiento de avance (2) de un rollo de reserva (3) y se alimenta a un dispositivo (4) para el recubrimiento del tubo flexible de tejido dispuesto detrás del accionamiento de avance (3) visto en la dirección de transporte y porque el tubo flexible de tejido (1) recubierto con la solución polímera pasa por el baño de precipitación (6) sin contacto mecánico desde arriba hacia abajo y sale por una tobera (7) dispuesta en el lado inferior, saliendo líquido de la tobera (7) que ejerce una fuerza de tracción que estabiliza la marcha del tubo flexible de tejido recubierto sobre la membrana capilar (8) que sale del baño de precipitación y que permite que la membrana capilar

(8) pase por el baño de precipitación (6) con una velocidad predeterminada por el accionamiento de avance (2). 2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque se usa un accionamiento de avance (2) regulable.

3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el tubo flexible de tejido recubierto con la solución polímera pasa por un tubo (9) dispuesto en la dirección vertical, que contiene el baño de precipitación (6) y que presenta en su extremo inferior un estrechamiento en forma de tobera.

4. Procedimiento según la reivindicación 3, caracterizado porque se alimenta al tubo precipitante en una cantidad de carga que está dimensionada de tal modo que en el baño de precipitación (6) se cumplen valores límite para la temperatura y/o la concentración admisible del disolvente, saliendo sólo una corriente parcial del precipitante alimentado al tubo (9) por el estrechamiento en forma de tobera en el extremo inferior del tubo, retirándose la otra parte del precipitante alimentado en otro punto (11) del tubo.

5. Procedimiento según la reivindicación 4, caracterizado porque el precipitante se alimenta en un tramo inferior del tubo (10), retirándose en el extremo superior del tubo un derrame (11).

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque la membrana capilar (8) que sale del baño de precipitación (6) se alimenta sin contacto mecánico de la superficie de la membrana para el acondicionamiento subsiguiente a un baño de post-precipitación (12).

7. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque la membrana capilar (8) se corta a medida después de salir del baño de precipitación (6).

8. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque el tubo flexible de tejido (1) se cierra antes de su recubrimiento o después de salir del baño de

5 precipitación (6) a distancias predeterminadas y porque el tubo flexible de membrana que sale del baño de precipitación (6) se corta a medida de tal modo que se obtienen membranas capilares con respectivamente un extremo abierto y uno cerrado.

9. Procedimiento según la reivindicación 8, caracterizado porque el tubo flexible de tejido

(1) se cierra mediante soldadura térmica o soldadura por ultrasonidos o porque para este fin se 10 inyecta una solución polímera en el tubo flexible de tejido (1), que en el baño de precipitación (6)

o en un baño de post-precipitación (12) forma un tapón sólido.


 

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