Als Membranelemente werden allgemein die Bauteile einer Filtrationsvorrichtung bezeichnet, die in ein Filtrationsmodul eingesetzt werden. Von der Konstruktion und dem Aufbau der Membranelemente hängt die Leistung des Filtrationsmoduls im wesentlichen ab.

Membranelemente, die einen keramischen Aufbau aufweisen, der die mechanische Festigkeit des Membranelementes gewährleistet, sind allgemein bekannt. Daneben kommen aber auch Zusammenstellungen verschiedener Materialien zum Einsatz, die verklebt oder anderweitig miteinander gefügt werden.

Ein Nachteil insbesondere der heute gebräuchlichen keramischen Membranelemente liegt darin, dass diese aufwendig herzustellen sind und im Falle des Versagens oder des Verschleißes der für die Filtration verantwortlichen Schicht vollständig entsorgt werden müssen.

Der Einsatz von keramischen Membranfolien erfordert den Einsatz von Trägerelementen, die sowohl die mechanische Festigkeit, als auch die fluiddynamischen Eigenschaften der Membranelemente gewährleisten.

Aus DE 37 15 183 sind Filtrationsmodule bekannt, in denen jeweils ein Abstandselement und ein Membranelement abwechselnd zusammengefügt werden. Die Abstandselemente können aus verschiedenen Kunststoffen aber auch aus Metall hergestellt werden. Die Abstandselemente weisen einseitig einen Rand auf, so dass das Abstandselement das Membranelement aufnehmen kann. Das Abstandselement weist Vorsprünge auf seinen beiden Oberflächen auf, die das Membranelement stützen sollen. Nachteilig an dieser Konstruktion ist die geringe Membranfläche pro eingesetztem Abstandselement.

Aus DE 33 27 431 sind Filtrationsmodule bekannt, bei denen ein Filtrationsstapel aus

scheibenförmigen Filtrationselementen, die jeweils aus einer tellerartigen Trägerplatte, einer tellerartigen Leitplatte und einer zwischen Leitplatte und Trägerplatte liegenden mit einer Filterschicht versehenden Membran aufgebaut ist. Der Aufbau eines solchen Filtermoduls ist sehr aufwendig und es kommt häufig zu Schwierigkeiten beim Versuch die Stapel abzudichten.

Aus EP 0 396 853 sind ebenfalls Filtrationsmodule bekannt, die Abstandselemente und Membrankissen aufweisen. Durch die Abstandselemente werden die Membrankissen in einem vorgegebenen Abstand im Filtrationsmodul fixiert. Die Abstandselemente stellen allerdings Totvolumen im Filtrationsmodul dar.

Aus DE 44 39 982 sind Filtrationsmodule bekannt, die wesentlich kleinere Abstandselemente als bisherige Filtrationsmodule aufweisen. Dies gelingt dadurch, dass ein flächiges, nicht poröses Stabilisierungselement in ein als Membrankissen gestaltetes Membranelement eingebaut wird. Das Totvolumen wird zwar verringert, es hat aber eine immer noch nicht zu vernachlässigende Größe.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es deshalb Filterelemente bereitzustellen, die sowohl eine vollständige Abdichtung der Membranfolie in den Randbereichen, als auch die mechanische Befestigung der Membranfolie auf dem Trägerelement gewährleisten, wobei die Befestigung und Abdichtung nicht zum Auftreten von Totvolumina oder Totzonen führen soll, die die Reinigung erheblich erschweren können. Auch ist auf eine einfache und kostengünstige Herstellmöglichkeit Wert zu legen.

Überraschenderweise wurde gefunden, dass Filtrationselemente die aus einem Trägerelement, welches beidseitig mit einer Membran verbunden ist, so stabil hergestellt werden können, dass auf Abstandselemente, die die Membranelemente stützen, verzichtet werden kann, so dass kaum Totvolumina in einem mit den erfindungsgemäßen Filterelementen ausgestatteten Filtrationsmodulen entstehen.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist deshalb ein Membranelement gemäß Anspruch 1, mit zumindest einer Permeatablauföffnung, welches ein Trägerelement und eine auf beiden Seiten des Trägerelementes aufgebrachte Membran, die jeweils ebenfalls die

Permeatablauföffnung enthalten, aufweist, wobei die Oberfläche der Seiten des Trägerelementes Strukturen aufweist, die der Zuführung des Permeats zur Permeatablauföffnung dienen und die als Membran verwendete keramische Membranfolie stützen, und der äußere Rand des Trägerelementes mit den Membranfolien verbunden ist.

Ebenfalls Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Membranelementen gemäß zumindest einem der Ansprüche 1 bis 11, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass zunächst ein Trägerelement und zwei Membranfolien getrennt hergestellt werden, die Membranfolien in der Größe dem Trägerelement angepasst werden, die Membranfolien auf den Seitenflächen des Trägerelementes aufgebracht werden und anschließend das Membranelement mit zumindest einer Permeatablauföffnung versehen wird.

Das erfindungsgemäße Membranelement hat den Vorteil, dass durch die Konstruktion des Trägerelements dieses fluiddynamische Strukturen beinhaltet kann und somit ein verbesserter Permeatablauf erzielt werden kann. Durch die Konstruktion des Trägerelementes ist ausserdem die mechanische Integration der keramischen Membranfolie in das Membranelement gewährleistet, wodurch eine Beschädigung der filteraktiven Membranfolie weitestgehend verhindert werden kann.

Je nach Wahl der für das Membranelement verwendeten Materialien für das Trägermaterial und die Membranfolie können die erfindungsgemäßen Membranelemente zur Filtration von Medien eingesetzt werden, die mit herkömmlichen Membranelementen nicht bzw. nur schwerlich filtriert werden konnten, wie z. B. Heißfiltrationen oder Filtrationen von organischen Lösungsmitteln oder organischen oder wässrigen alkalischen oder sauren Lösungen.

Membranfolien im Sinne der vorliegenden Erfindung können auch Metall-, insbesondere Stahlgewebe oder-vliese sein mit Porengröße von bis zu 100 jjm. Die erfindungsgemäßen Membranelemente mit zumindest einer Permeatablauföffnung zeichnen sich dadurch aus, dass sie ein Trägerelement und eine auf beiden Seiten des Trägerelementes aufgebrachte Membran, die jeweils ebenfalls die Permeatablauföffnung enthalten, aufweist, wobei die Oberfläche der Seiten des Trägerelementes Strukturen aufweist die der Zuführung des Permeats zur

Permeatablauföffnung dienen und die als Membran verwendete keramische Membranfolie stützen und der äußere Rand des Trägerelementes mit den Membranfolien verbunden ist.

Die erfindungsgemäßen Membranelemente können eine kreisförmige oder rechteckige Form aufweisen. Handelt es sich bei dem Membranelement um ein kreisförmiges Element, so weist dieses zumindest eine Permeatablauföffnung in zentraler Position auf. Weist das Membranelement eine rechteckige oder quadratische Form auf, so weist es zumindest eine Permeatablauföffnung auf. Es sind weitere Formen für das erfindungsgemäße Membranelement möglich, wie z. B. ein Tortenstück, ein Dreieck, ein Achteck ein Vieleck, ein Trapez oder ein Parallelogramm. Ganz besonders bevorzugt weisen erfindungsgemäße Membranelemente eine kreisförmige oder ovale Form auf, da diese Formen eine größere Stabilität aufweisen. Eine ovale oder kreisförmige Form hat außerdem den Vorteil, dass Ecken vermieden werden, da diese, wenn wie bei dem erfindungsgemäßen Membranelement verschiedene Materialien in den Ecken aufeinander stoßen, diese Stellen des Membranelementes nur schwer abzudichten sind und im Betrieb deshalb eine potentielle Undichtigkeit darstellen.

In einer besonderen Ausführungsart des erfindungsgemäßen Membranelementes weist dieses ein Trägerelement, welches ein polymeres Material, z. B. ausgewählt aus Polypropylen, Polyamid, Polyester, ABS, Polycarbonat, Polysulfon, Polyethersulfon, Polyetherimid, Polyamidimid, Polyphenylensulfid, Polyethylen, Polyvinylchlorid, Polybenzimidazol oder Polyimidazol aufweist, auf. Ganz besonders bevorzugt weist das Membranelement ein Trägerelement aus Polypropylen, Polysulfon, Polyethersulfon, Polyetherimid, Polyamidimid oder Polyimidazol auf.

Die Trägerelement aus polymeren Materialien, wie z. B. Polypropylen, Polyamid, Polyester, ABS, Polycarbonat, Polysulfon, Polyethersulfon, Polyetherimid, Polyamidimid, Polyphenylensulfid, Polyethylen, Polyvinylchlorid, Polybenzimidazol oder Polyimidazol sind mittels des Spritzgussverfahrens in verschiedenen Geometrien kostengünstig herzustellen. Es wurde beobachtet, dass die Wärmedehnungskoeffizienten von polymeren Materialien und der keramischen Membranfolie deutliche Unterschiede aufweisen. Hier ist durch den Einsatz von Kompositmaterialien, insbesondere von hohen Glasfaseranteilen im Polymeren, eine Reduzierung zu erreichen.

Vorzugsweise weist das Membranelement deshalb ein Trägerelement aus einem Kompositmaterial auf. Das Kompositmaterial weist vorzugsweise neben zumindest einem polymeren Material Glasfasern oder Kohlefasern, besonders bevorzugt Glasfasern auf.

Vorzugsweise weist das Trägerelement einen Anteil an Glasfasern von 1 bis 50 Gew.-%, besonders bevorzugt von 10 bis 40 Gew.-% und ganz besonders bevorzugt von 20 bis 30 Gew.-% bezogen auf das Polymermaterial auf. Durch die Verwendung von glasfaserverstärkten Polymeren Materialien wird die Stabilität des Trägerelementes verbessert und die Längenausdehnung des polymeren Materials wird dem der keramischen Membranfolie angepasst. Als besonders vorteilhaft hat sich die Kombination von Polypropylen, Polysulfon, Polyethersulfon, Polyetherimid, Polyamidimid, Polyphenylensulfid, Polyethylen, Polyvinylchlorid, Polybenzimidazol oder Polyimidazol mit Glasfasern als Material für das Trägerelement herausgestellt.

Vorzugsweise weist das Trägerelement auf den Seiten, auf denen die Membranfolie aufgebracht ist, Strukturen auf, die den Ablauf des Permeat beschleunigen. Beispiel für solche Strukturen sind z. B. geordnete oder ungeordnete Erhebungen auf den Seitenflächen. Die Erhebungen können punktförmig oder linienförmig sein. Besonders bevorzugt weisen die Erhebungen ein gleichförmiges oder kegelstumpfförmiges Profil auf. Die ein kegelstumpfförmiges Profil aufweisenden Erhebungen sind vorzugsweise so auf der Oberfläche des Trägerelements angeordnet, dass der breitere Teil zum Trägerelement und der schlankere Teil zur Membranfolie zeigt. Solche Profile oder Prägungen können auch eine pyramidale Form aufweisen, wobei die Grundflächen der Pyramiden aneinander angrenzen können oder ein gewisser Abstand zwischen den Grundflächen vorhanden ist. Sowohl bei der Verwendung einer kegelförmigen Prägung (Profil) als auch bei der Verwendung einer pyramidalen Prägung (Profils) sind die Spitzen der Erhebungen vorzugsweise abgerundet oder flach ausgeführt, um eine Beschädigung der aufliegenden Membranfolie zu vermeiden.

Die Erhebungen weisen vorzugsweise eine Höhe von maximal 2 mm, besonders bevorzugt eine Höhe von 0,3 bis 1,5 mm und ganz besonders bevorzugt eine Höhe von 0,3 bis 0,7, eine Höhe von 0,7 bis 1,0 oder eine Höhe von 1,0 bis 1,5 mm auf. Die Ausführung der Erhebungen mit einer Höhe grösser 2 mm kann zur Instabilität der Erhebungen führen, da diese dann relativ dünn und damit biegeempfindlich sind.

Die Abstände der Spitzen der nächsten Nachbarn der Erhebungen beträgt vorzugsweise maximal 1 mm, da grössere Abstände eine sichere Abstützung der Membranfolie nicht mehr sicher gewährleisten können und es somit zu einer Verletzung der Membranfolie kommen kann. Besonders bevorzugt betragen die Abstände der Spitzen der nächsten Nachbarn der Erhebungen von 0,3 bis 0,1 mm, ganz besonders bevorzugt von 0,4 bis 0,9 mm. Aufgrund der maximalen Abstände sind ausserdem die Maße der Grundfläche der Erhebungen des Profils bzw. der Prägung vorgegeben und betragen für eine Prägung mit pyramidalen Erhebungen mit einem Abstand von 1 mm üblicherweise 0,5 x 0,5 mm. Es kann vorteilhaft sein, wenn die Grundfläche der Erhebungen deutlich kleiner als dieses angegebene Maß ausgeführt sind, da bei kleinerer Grundfläche und gleichbleibendem Abstand der Spitzen der Erhebungen ein deutlich höheres Volumen zum Abfluss des Permeats zur Verfügung steht.

Vor diesem Hintergrund kann es ausserdem vorteilhaft sein, das Profil bzw. die Prägung so auszuführen, dass zu den Permeatablauföffnungen hin ein größerer Fluss des Permeats durch Bereitstellung eines größeren Volumens ermöglicht wird. Dies kann z. B. dadurch erreicht werden, dass die Größe der Grundflächen der Erhebungen vom Rand des Trägerelementes zu den Permeatablauföffnungen kleiner werden (bei gleichbleibendem Abstand der Spitzen) und/oder dadurch, dass die Abstände der Spitzen vom Rand des Trägerelementes zu den Permeatablauföffnungen größer werden.

Weist das Trägerelement linienförmige Strukturen bzw. Prägungen auf, so sind diese vorzugsweise sternförmig oder spiralförmig so angeordnet, dass das Permeat einer Permeatablauföffnung zugeführt wird.

Bei dieser Ausführungsart des erfindungsgemäßen Membranelementes weist das Trägerelement die Permeatablauföffnungen begrenzende Ränder auf, die zur Integration der Membranelemente in ein Membranmodul als Dichtfläche am Ablauf erforderlich sind. Diese Ränder weisen Aussparungen in Form von Bohrungen oder Kanälen auf, durch welche das Permeat in die Permeatablauföffnung ablaufen kann. Durch die Ausführung der Trägerelemente mit Rändern die Bohrungen aufweisen, ist es besonders einfach möglich, die Membranfolie beim Einbau der Membranelementes in ein Membranmodul mittels eines Dichtringes, der gleichzeitig als Abstandselement zwischen zwei Membranelementen dient, mit

dem Trägerelement abzudichten. Bei der Verwendung von Aussparungen in Form von Kanälen in den die Permeatablauföffnungen begrenzenden Ränder kann es zu Undichtigkeiten kommen.

Um dieses zu verhindern hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, dass die Aussparungen in Form von Kanälen eine maximale Breite von 1 mm aufweisen. Bevorzugt weisen die Kanäle eine Breite von 0,3 bis 0,9 mm, besonders bevorzugt von 0,5 bis 0,7 mm auf. Die Länge der Aussparungen ist abhängig von der Breite des Randes um die Permeatablauföffnungen. Um eine sichere Abdichtung zu erreichen kann es vorteilhaft sein, den Rand um die Penneatablauföffnungen mit einer Breite von größer 3 mm, vorzugsweise 3 bis 10 mm und ganz besonders bevorzugt mit einer Breite von 5 bis 7,5 mm auszuführen.

In einer weiteren Ausführungsart des erfindungsgemäßen Membranelementes weist dieses ein Trägerelement aus metallischem Werkstoff, insbesondere Stahl mit einem auf beiden Seiten angebrachten Drainagematerial aus einem polymerem Material, ausgewählt aus Polypropylen, Polyamid, Polyester, ABS, Polycarbonat und Polysulfon, Polyethersulfon, Polyetherimid, Polyamidimid, Polyphenylensulfid, Polyethylen, Polyvinylchlorid, Polybenzimidazol oder Polyimidazol oder aus einem metallischen Werkstoff, insbesondere Stahl oder Glas auf. Die dabei verwendeten Materialien und Materialstärken sind von der Geometrie des Trägerelementes bzw. des Membranelementes abhängig. Das Trägerelement kann z. B. ein Blech, Lochblech oder Streckmetall sein.

Als Drainagematerialien eignen sich einfache Gewebe oder Vliese aus Fasern der oben genannten Materialien. Es kann vorteilhaft sein, wenn das Drainagematerial bestimmte Formgebungen aufweist. So können z. B. sternförmige oder spiralförmige Strukturen vorhanden sein. Ein besonderer Vorteil der Trägerelemente aus metallischen Werkstoffen liegt darin, dass nach dem Verschleiss der Membranfolie der Träger kostengünstig aufgearbeitet werden kann. Zudem weisen Membranelemente mit einem Trägerelement aus einem metallischen Werkstoff deutlich höhere Temperaturfestigkeiten als Membranelemente, die Trägerelemente aus Kunststoff aufweisen, auf. Zudem sind Trägerelemente aus metallischen Werkstoffen beständig gegen organische Lösemittel.

Bei dieser Ausführungsart des erfindungsgemäßen Membranelementes kann das Trägerelement ebenfalls die Permeatablauföffnungen begrenzende Ränder aufweisen, die zur Integration der

Membranelemente in ein Membranmodul als Dichtfläche am Ablauf erforderlich sind. Diese Ränder weisen Aussparungen in Form von Bohrungen oder Kanälen auf, durch welche das Permeat in die Permeatablauföffnung ablaufen kann. Durch die Ausführung der Trägerelemente mit Rändern die Bohrungen aufweisen ist es besonders einfach die Membranfolie beim Einbau der Membranelemente in ein Membranmodul mittels eines Dichtringes, der gleichzeitig als Abstandselement zwischen zwei Membranelementen dient, mit dem Trägerelement abzudichten. Bei der Verwendung eines Trägerelementes aus einem metallischen Werkstoff mit aufgebrachtem Drainagematerial, kann das Trägerelement auch ohne einen Rand um die Permeatablauföffnungen ausgeführt sein. Zur Abdichtung kann dann entweder ein Ring aus einem metallischen Werkstoff zwischen Drainagematerial und Membran eingelegt werden oder es ist bei einem sehr dichten Drainagematerial möglich, auf diesen Ring zu verzichten, da die Membranfolien mit dem dichten Drainagematerial eine genügend große Auflagefläche um die Permeatablauföffnung herum vorfinden und eine Abdichtung dadurch problemlos möglich ist.

Die erfindungsgemäßen Membranelemente weisen vorzugsweise eine Membranfolie, die eine Dicke von 20 bis 200 um, vorzugsweise von 50 bis 200 um oder 20 bis 150 um und ganz besonders bevorzugt von 50 bis 150 am aufweist, auf. Die Membranfolien können nach dem in WO 99/15262 beschriebenen Verfahren hergestellt werden. Vorzugsweise werden keramische Membranfolien gem. WO 99/15262 eingesetzt, die einen Träger aus einem Metallgewebe oder einem Glasgewebe aufweisen, und mit zumindest einem Metalloxid, ausgewählt aus Zr02, Ti02, Si02 oder A1203 beschichtet wurden. Die Membranfolie kann eine mittlere Porenweite von 0,001 bis 100 um aufweisen. Vorzugsweise weist die Membranfolie eine mittlere Porenweite von 0,002 bis 1 um, besonders bevorzugt von 0,002 bis 0,02 um, von 0,02 bis 0,2 um oder von 0,2 bis 1 um auf. Ganz besonders bevorzugt weist die Membranfolie eine Porenweite auf, die 20 %, vorzugsweise 10 % und ganz besonders bevorzugt 5 % kleiner als die Teilchengröße der durch Filtration zu entfernenden Teilchen ist. Auf diese Weise kann erreicht werden, dass in Abhängigkeit vom zu filtrierenden Medium und den in ihm enthaltenen Teilchen ein optimaler Fluss durch die Membran erreicht wird.

Die erfindungsgemäßen Membranelemente werden vorzugsweise durch das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Membranelementen, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass

zunächst ein Trägerelement mit zumindest einer Permeatablauföffnung versehen und zwei Membranfolien mit zumindest einer Permeatablauföffnung versehen getrennt hergestellt werden, die Membranfolien in der Größe dem Trägerelement angepasst werden, die Membranfolien auf den Seitenflächen des Trägerelementes aufgebracht und fixiert werden. Das Herstellen der Permeatablauföffnungen in die Membranfolie kann z. B. durch Stanzen oder Laser-oder Wasserstrahlschneiden erfolgen.

Die Abdichtung des Membranelementes am äußeren Rand erfolgt durch Einlegen oder Einspritzen einer geeigneten Dichtung aus elastischem und hinsichtlich der Temperatur und dem chemischen Angriff widerstandsfähigem Material. Zur Abdichtung des Membranelementes wird dieses am äußeren Rand vorzugsweise zwischen den Membranfolien und dem Trägerelement mittels einer Verbindungsschicht abgedichtet, wobei das Abdichten mittels eines elastischen Materials erfolgt. Solche elastischen Materialien können bekannte Kleber und/oder Kunststoffe sein, aber auch geeignete Metalle, wie z. B. Zinn oder Blei sein.

Besonders bevorzugt sind polymere Schmelzkleber, wie z. B. Vestamelt (Degussa AG), Kleber auf Nitril-Kautschuk-Basis, wie Bostik 771 (Bostik GmbH), Kleber mit Silan-terminierten Polymeren, wie z. B. Bostik 2740 MS (Bostik) sowie Lote, wie z. B. Glas-oder Metalllote einsetzbar. Das Material muss so gewählt werden, dass eine elastisch-plastische Verformung ermöglicht wird und so die Differenzen in der Wärmedehnung, der für das Trägerelement und die Membranfolie verwendeten Materialien, kompensiert wird und Undichtigkeiten auf diese Weise vermieden werden.

Die mechanische Fixierung der Membranfolien auf einem Trägerelement, aus Stahl mit einem auf beiden Seiten angebrachten Drainagematerial aus einem polymeren Material, ausgewählt aus Polypropylen, Polyamid, Polyester, ABS, Polycarbonat, Polysulfon, Polyethersulfon, Polyetherimid, Polyamidimid, Polyphenylensulfid, Polyethylen, Polyvinylchlorid, Polybenzimidazol oder Polyimidazol oder aus Stahl oder Glas erfolgt vorzugsweise durch Bördelung eines außenanliegenden, L-bzw. C-förmigen Bleches hinunter bis auf die Membranfolie, wobei ein geeignetes weiches Metall als zusätzliches Dichtmaterial unter das L-, C-förmige Blech gebracht werden kann. Die Fixierung der Membranfolien auf einem Trägerelement, aus Stahl mit einem auf beiden Seiten angebrachten Drainagematerial aus einem polymeren Material, ausgewählt aus Polypropylen, Polyamid, Polyester, ABS,

Polycarbonat, Polysulfon, Polyethersulfon, Polyetherimid, Polyamidimid, Polyphenylensulfid, Polyethylen, Polyvinylchlorid, Polybenzimidazol oder Polyimidazol oder aus Stahl oder Glas kann aber auch durch ein geeignetes thermisches Verfahren, wie z. B. Schweißen oder Löten erfolgen.

Die mechanische Fixierung der Membranfolien auf einem Trägerelement aus einem polymeren Material erfolgt vorzugsweise durch gezielte Erwärmung und Verformung des Randes des Trägerelementes. Zu diesem Zweck sind die eingesetzten Trägerelemente mit einem äußeren Rand ausgestattet, der so hoch ist, dass der Rand nach dem Auflegen der Membranfolie noch soweit übersteht, dass er durch gezielte Erwärmung und Verformung den Rand der Membranfolien abdecken kann, wodurch diese am äusseren Rand des Trägerelementes fixiert ist. Vorzugsweise wird die Membranfolie beidseitig in den Träger eingelegt und mit einem geeigneten plastisch-elastischen Klebstoff am Rand verklebt. Anschließend wird der Rand gezielt erwärmt und plastisch verformt, so dass die Membranfolien auch mechanisch befestigt wird. Das Erwärmen und Verformen kann auf eine dem Fachmann bekannte Weise erfolgen, z. B. durch thermisch beheizte Formgebungswerkzeuge, durch Ultraschall-Schweissung oder durch Wärme-Impuls-Schweissung.

Die erfindungsgemäßen Membranelemente können zum Einsatz in üblichen Filtrationsmodulen verwendet werden. Es hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, die Membranelemente beim Einbau in Filtrationsmodule mittels X-Dichtungen abzudichten. Insbesondere können erfindungsgemäße Membranelemente zur Filtrierung von organischen oder anorganischen sauren oder basischen Lösungen und Dispersionen eingesetzt werden. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Membranelemente ist die Verwendbarkeit, je nach verwendetem Material, für Heißfiltration bei Temperaturen von über 100 °C, vorzugsweise von über 200 °C.

Die Trägerelemente aus polymeren Materialien, wie sie in den erfindungsgemäß hergestellten Membranelemente zum Einsatz kommen, sind beispielhaft in den Figuren Fig. 1 bis 4 dargestellt. Die Strukturierung der Oberfläche mit feinen Kanalstrukturen gewährleistet die Abstützung der Membranfolie und die Drainage des Permeats zur Ablaufbohrung.

In Fig. 1 ist die Skizze eines erfindungsgemäßen Trägerelementes dargestellt. Die Skizze zeigt

die Aufsicht auf die Seite eines rundes Trägerelementes. Zu erkennen sind der äußere Rand AR, die Prägestruktur P, die Permeatablauföffnung PA sowie die Aussparung A im inneren Rand IR des Trägerelementes, die zwölfmal vorhanden ist. Der Buchstabe B bezeichnet die Schnittachse in entlang das Trägerelement in Fig. 2 dargestellt ist.

In Fig. 2 ist eine Sicht auf den Schnitt eines Trägerelementes gemäß Fig. 1 entlang der Achse B dargestellt. Zu erkennen sind wiederum der trapezförmige äußere Rand AR, die Prägestruktur P sowie die Aussparung A im inneren Rand des Trägerelementes.

Die Figuren Fig. 3 und Fig. 4 zeigen Photographien von erfindungsgemäßen Membranelementen. In Fig. 3 ist ein Membranelement dargestellt, welches ein Trägerelement aus Stahl mit einem Stahlnetz als Drainagematerial und eine keramische Membranfolie, die als Trägermaterial ein Stahlgewebe enthält, aufweist. Gut zu erkennen ist das umgebogene (gebördelte) C-förmige Blech, welches den äußeren Rand des Membranelementes abschließt.

In Fig. 4 ist ein Membranelement auf Basis eines Trägerelementes aus glasfaserverstärktem Polymermaterial und einer keramischen Membranfolie, die als Trägermaterial ein Glasgewebe aufweist, dargestellt. Relativ gut zu erkennen ist der thermisch umgeformte äußere Rand, durch welchen die Membranfolien auf dem Trägerelement fixiert sind.

In Fig. 5 wird das Trägerelement gemäß dem Beispiel gezeigt, wobei zusätzlich die Abmessungen in Millimetern angegeben sind.

Das erfindungsgemäße Membranelement wird durch das nachfolgende Beispiel näher erläutert, ohne dass die Erfindung auf diese Ausführungsform beschränkt sein soll.

Beispiel : Mittels eines üblichen Stritzgußverfahrens wurde ein Trägerelement aus Polypropylen mit einem Anteil von 30 Gew.-% an Glasfasern hergestellt. Dieses war rund und besaß die in Fig. 5 angegebenen Abmessungen. Die Prägung P bestand aus Pyramiden mit einer Grundfläche von ca. 0,5 x 0,5 mm und einer Höhe von ca. 0,5 mm. Zwischen den einzelnen Pyramiden bestand kein Abstand, sondern die Grundflächen von benachbarten Pyramiden hatten gemeinsame Seiten. Die Pyramiden wiesen abgerundete Spitzen auf, um das aufliegende Membranmaterial

nicht zu beschädigen. Die Aussparungen im inneren Rand wiesen eine Länge von 5 mm und eine Höhe und Breite von jeweils 1 mm auf.

Auf dieses Trägerelement wurde beidseitig eine passend geschnittene keramische Membranfolie mit einer mittleren Porengröße von 80 nm, die gemäß WO 99/15262 durch Aufbringen einer Suspension aus einem Titanoxidsol und Aluminiumoxidpulver auf ein Glasgewebe und anschließender Verfestigung der Suspension in und auf dem Glasgewebe erhalten wurde und die eine Permeatablauföffnung, hergestellt durch Stanzen, aufwies, aufgebracht. Zur Abdichtung der Membranfolien mit dem Trägerelement am äußeren Rand des Trägers wurden die Membranfolien mit dem Rand des Trägerelementes unter Verwendung eines Klebers auf Basis silanterminierter Polymere (Bostik 2740 MS, Bostik GmbH) verklebt.

Nach dem Abbinden des Klebers wurde mittels eines beheizten Formgebungswerkzeug der trapezförmige äußere Rand umgeformt, so dass die Membranfolien auf beiden Seiten des Trägerelementes sicher fixiert waren. Ein so hergestelltes Membranelement kann in einem entsprechenden Membranmodul eingebaut werden und z. B. zur Filtration von Abwässern eingesetzt werden.