JP2000317275A - Production of hollow fiber membrane module - Google Patents

Production of hollow fiber membrane module

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JP2000317275A
JP2000317275A JP11128108A JP12810899A JP2000317275A JP 2000317275 A JP2000317275 A JP 2000317275A JP 11128108 A JP11128108 A JP 11128108A JP 12810899 A JP12810899 A JP 12810899A JP 2000317275 A JP2000317275 A JP 2000317275A
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hollow fiber
resin
fiber membrane
potting
potting resin
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Kenji Watari
謙治 亘
Satoru Takeda
哲 竹田
Osami Kato
修身 加藤
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Mitsubishi Rayon Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To efficiently form the apertures at the ends of hollow yarn membrane by cutting the ends of the hollow fiber membranes in the middle of a curing reaction of a potting resin when the hollow fiber membranes are bundled, fixed and potted by using a thermosetting resin while an opening state is maintained at one end or both ends of the hollow fiber membranes. SOLUTION: After 3500 pieces of the porous hollow fiber membranes obtained by melt hollow spinning of polyethylene are formed to a U shape, their ends are aligned and are inserted into a case made of polycarbonate forming a potting part. Next, a two-pack curing type urethane resin is injected as a potting resin into the potting resin in the module case under a centrifugal force effect in an atmosphere of about 40 deg.C and is then cured by resting for two hours. The end of the cured potting resin is sliced by a cutting to form the opening end faces of the hollow fiber membranes. After the apertures of the hollow fiber membranes are obtained, the hollow fiber membranes are rested at room temperature for four days to further cure the potting resin, by which the required hollow fiber membrane module is completed.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、液体や気体の濾過
や分離、濃縮などに利用する中空糸膜モジュールの製造
方法に関する。特に、熱硬化性樹脂を用いて、中空糸膜
を集束、固定してポッティングする中空糸膜モジュール
の製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a hollow fiber membrane module used for filtration, separation, concentration, etc. of a liquid or gas. In particular, the present invention relates to a method for manufacturing a hollow fiber membrane module in which a hollow fiber membrane is bundled, fixed, and potted using a thermosetting resin.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、膜モジュールは、医療分野、食品
分野などの各種工業分野で液体や気体の濾過あるいは分
離に多用され、さらに他の分野へもその利用範囲が拡が
りつつあり、膜モジュール容積当たりの膜面積が平膜よ
りも大きな中空糸膜を用いた中空糸膜モジュールが用い
られるようになってきている。また、その用途の拡がり
とともに膜モジュールに対する要求性能として特に耐熱
性、耐薬品性、機械的強度等の向上が求められている。
2. Description of the Related Art In recent years, membrane modules have been widely used for filtering or separating liquids and gases in various industrial fields such as the medical field and the food field, and their use has been expanding to other fields. A hollow fiber membrane module using a hollow fiber membrane having a larger membrane area per unit area than a flat membrane has been used. In addition, as the performance of the membrane module expands, improvement in heat resistance, chemical resistance, mechanical strength, and the like are particularly required as performance requirements for the membrane module.

【0003】中空糸膜モジュールは、中空糸膜、モジュ
ールケース、ポッティング材にて構成されるが、耐熱性
あるいは耐薬品性の中空糸膜モジュールとするには、こ
れら構成部材をそれぞれ耐熱性、耐薬品性のあるものに
する必要がある。
[0003] A hollow fiber membrane module is composed of a hollow fiber membrane, a module case, and a potting material. In order to form a heat-resistant or chemical-resistant hollow fiber membrane module, these components are heat-resistant and heat-resistant. It must be chemical.

【0004】ポッティング材として耐熱性や耐薬品性に
優れるものとしては、オレフィン系ポリマーやフッ素樹
脂のような熱可塑性樹脂で構成されたものが挙げられる
が、実際に入手できるモジュールは少なく、また高価で
ある。一般的には熱硬化性接着剤によるポッティング材
が主流となっており、これに耐熱性や耐薬品性を備えた
ものが多い。また、耐熱性や耐薬品性をそれほど要求さ
れない用途で使用する中空糸膜モジュールにおいても、
その加工のし易さから、熱硬化性樹脂による接着剤がポ
ッティング材としてしばしば利用されている。
[0004] Potting materials having excellent heat resistance and chemical resistance include those composed of a thermoplastic resin such as an olefin polymer or a fluororesin. However, few modules are actually available and expensive. It is. In general, a potting material made of a thermosetting adhesive is mainly used, and many of them have heat resistance and chemical resistance. Also, in hollow fiber membrane modules used in applications where heat resistance and chemical resistance are not so required,
Due to the ease of processing, an adhesive made of a thermosetting resin is often used as a potting material.

【0005】ポッティング材として熱硬化性樹脂を使用
して中空糸膜をモジュール化するとき、各中空糸膜の端
部を目止めし、ポッティング樹脂を中空糸膜の固定部に
流し込み、樹脂硬化後、端部を切断して中空糸膜の開口
部を得る方法が一般的に用いられる。この方法において
は、従来、ポッティング樹脂の硬化反応がほぼ完了した
時点でポッティング樹脂端部の切断が行われている。ポ
ッティング樹脂端部の切断は、通常、刃で押し切って端
部をスライスし所定の開口端面を形成する方法や、チッ
プソーや鋸刃を用いて削りながら端部を切断して開口部
を形成する方法等がある。
When a hollow fiber membrane is formed into a module using a thermosetting resin as a potting material, the ends of the hollow fiber membranes are stopped, and the potting resin is poured into a fixing portion of the hollow fiber membrane. In general, a method of cutting an end to obtain an opening of a hollow fiber membrane is used. In this method, conventionally, the potting resin end is cut when the curing reaction of the potting resin is almost completed. The cutting of the potting resin end is usually performed by cutting off the end with a blade and slicing the end to form a predetermined opening end face, or cutting the end while shaving using a chip saw or a saw blade to form an opening. Etc.

【0006】ポッティング樹脂端部の切断が樹脂の硬化
が完了した時点では、通常、ポッティング樹脂は相当の
硬さになっており、刃で押し切って端部を切断する方法
では、切断する際に相当量のせん断応力が加わるため、
モジュールケース内でポッティング樹脂が接着している
部分に剥離が生じ、膜モジュールとしての機能を失って
しまうことがあり、また、硬いポッティング樹脂を切断
することで、刃の先端がこぼれやすくなり、刃の交換頻
度が高くなるという問題もある。
[0006] At the time when the cutting of the potting resin end is completed, the potting resin usually has a considerable hardness, and the method of cutting off the end by cutting it off with a blade is not suitable for cutting. Amount of shear stress is applied,
Peeling may occur at the part where the potting resin is adhered in the module case, losing the function as a membrane module.By cutting hard potting resin, the tip of the blade is easily spilled, There is also a problem that the frequency of replacement of the battery becomes high.

【0007】また、ポッティング樹脂端部の切断部を加
温して樹脂を柔らかくしてから切断する方法もあるが、
切断の都度樹脂を加温するためカットにかかる作業時間
が長くなることと、中空糸膜の耐熱性が低い場合には中
空糸膜が溶融することによってその切断面が閉塞してし
まうという問題もある。
There is also a method of heating the cut portion at the end of the potting resin to soften the resin and then cutting the resin.
There is also the problem that the work time required for cutting becomes longer because the resin is heated each time the cutting is performed, and that when the heat resistance of the hollow fiber membrane is low, the cut surface is blocked by the melting of the hollow fiber membrane. is there.

【0008】さらに、チップソーや鋸刃を用いて削りな
がら切断する方法では、硬い樹脂でも容易に切断はでき
るものの、削りくず等が中空糸膜の開口部に詰まり閉塞
させてしまう点と、削られる時の衝撃で中空糸膜とポッ
ティング樹脂の界面で剥離が生じ易いという問題もあ
る。
Further, in the method of cutting while shaving using a tip saw or a saw blade, although cutting can be easily performed even with a hard resin, shavings and the like are clogged in the openings of the hollow fiber membranes and are blocked. There is also a problem that peeling easily occurs at the interface between the hollow fiber membrane and the potting resin due to the impact at the time.

【0009】例えば、特開平6−170176号公報に
はエポキシ樹脂でポッティングされた中空糸膜モジュー
ルの製法が記載されているが、エポキシ樹脂の硬化後に
切断しているため、切断時の衝撃でケースとポッティン
グ樹脂の間に剥離が生じる可能性がある。また、特開平
6−55040号公報には中空糸膜をポッティング固定
した後にハウジングケースと接着する方法が記載されて
いるが、この方法においても樹脂硬化物の硬さによって
は、切断時にケースとの剥離も考えられる。また、ハウ
ジングケースとポッティング部を接着する工程は煩雑
で、接着固定に時間を要するため生産性が高いとは言え
ない。さらに、特開平6−63368号公報には、中空
糸膜端部を開口させるために切断するポッティング部分
に、切断容易な材料を用いる方法が提案されているが、
これについては2種類の樹脂を別々に注入しなければな
らず、生産性において問題がある。
For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 6-170176 describes a method for manufacturing a hollow fiber membrane module potted with an epoxy resin. There is a possibility that separation occurs between the resin and the potting resin. Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-55040 discloses a method in which a hollow fiber membrane is potted and fixed, and then bonded to a housing case. Peeling is also conceivable. Further, the step of bonding the housing case and the potting portion is complicated, and it takes time for bonding and fixing, so that it cannot be said that productivity is high. Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-63368 proposes a method of using an easily cutable material for a potting portion to be cut to open the end of the hollow fiber membrane.
In this case, two types of resins must be separately injected, which causes a problem in productivity.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、熱硬
化性樹脂を用いて中空糸膜の端部をポッティングして集
束固定する中空糸膜モジュールの製造に当り、中空糸膜
端部の開口部を形成するための切断工程において、中空
糸膜モジュールの機能を損なわずに効率的に開口端面の
形成可能な中空糸膜モジュールを生産性よく製造する方
法を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to manufacture a hollow fiber membrane module in which the ends of a hollow fiber membrane are potted and fixed by using a thermosetting resin. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a hollow fiber membrane module capable of forming an opening end face efficiently without impairing the function of the hollow fiber membrane module in a cutting step for forming an opening with high productivity.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明は、中空糸膜の片
端あるいは両端に開口状態を保持したまま、熱硬化性樹
脂を用いて中空糸膜を集束、固定してポッティングする
中空糸膜モジュールの製造方法において、ポッティング
樹脂の硬化反応の途中で、ポッティング樹脂で集束、固
定されている中空糸膜端部を切断して、中空糸膜端部の
開口部を得ることを特徴とする中空糸膜モジュールの製
造方法にある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is directed to a hollow fiber membrane module in which a hollow fiber membrane is bundled, fixed and potted using a thermosetting resin while an open state is maintained at one or both ends of the hollow fiber membrane. In the method for producing a hollow fiber, cutting the hollow fiber membrane end that is bundled and fixed with the potting resin during the curing reaction of the potting resin to obtain an opening at the end of the hollow fiber membrane A method for manufacturing a membrane module.

【0012】さらに本発明は、ポッティング樹脂で集
束、固定されている中空糸膜端部を切断して中空糸膜端
部の開口部を得た後、ポッティング樹脂を強制的に加温
して硬化反応を促進することを特徴とする上記中空糸膜
モジュールの製造方法にある。
Further, according to the present invention, after the hollow fiber membrane end which is bundled and fixed with the potting resin is cut to obtain an opening at the hollow fiber membrane end, the potting resin is forcibly heated and cured. The method for producing a hollow fiber membrane module is characterized in that the reaction is promoted.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】本発明は、中空糸膜の片端あるい
は両端を熱硬化性樹脂のポッティング樹脂で集束固定
し、そのポッティング部を切断して中空糸膜端部を開口
する中空糸膜モジュールの製造方法であるが、ポッティ
ング材に用いた樹脂の硬化反応が完了しないうちに切断
することを除いては、既知の任意の方法が用いられる。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention relates to a hollow fiber membrane module in which one end or both ends of a hollow fiber membrane is focused and fixed with a thermosetting resin potting resin, and the potting portion is cut to open the end of the hollow fiber membrane. Is a known method, except that the resin used for the potting material is cut before the curing reaction is completed.

【0014】本発明の中空糸膜モジュールにおけるポッ
ティング樹脂としては、任意の熱硬化性樹脂による接着
剤が用いられる。例えば、ポリウレタン系樹脂、エポキ
シ系樹脂、不飽和ポリエステル系樹脂等が挙げられ、こ
れらの樹脂は単独で、または混合して用いることができ
る。また、これら樹脂は中空糸膜やモジュールケースと
の接着性や、耐熱性、耐薬品性を考慮して選択できる
が、中でも硬化反応条件を幅広く選択できるポリウレタ
ン樹脂やエポキシ樹脂が特に好ましく用いられる。
As the potting resin in the hollow fiber membrane module of the present invention, an adhesive made of any thermosetting resin is used. For example, polyurethane-based resins, epoxy-based resins, unsaturated polyester-based resins and the like can be mentioned, and these resins can be used alone or in combination. In addition, these resins can be selected in consideration of adhesiveness to the hollow fiber membrane or the module case, heat resistance, and chemical resistance. Among them, a polyurethane resin or an epoxy resin, which can widely select curing reaction conditions, is particularly preferably used.

【0015】中空糸膜モジュールのポッティング部にお
いては、ケースの中にポッティング樹脂が接着固定され
ていても、ポッティング樹脂がむき出しになっていても
どちらでも構わない。
In the potting portion of the hollow fiber membrane module, either the potting resin may be adhered and fixed in the case or the potting resin may be exposed.

【0016】また、本発明の中空糸膜モジュールの製造
方法において、中空糸膜端部を樹脂固定するときの樹脂
の注入方法は、中空糸膜束とポッティング部をセットし
たものを回転させ遠心力によって樹脂を注入する方法
や、樹脂を落差による重力で注入する方法、シリンジ等
を用いて圧入する方法等が挙げられるが、任意の樹脂注
入方法が用いられる。
In the method of manufacturing a hollow fiber membrane module according to the present invention, the method of injecting a resin when fixing the hollow fiber membrane end portion with a resin is as follows. A method of injecting a resin, a method of injecting a resin by gravity due to a head, a method of press-fitting with a syringe or the like, and the like, and an arbitrary resin injection method is used.

【0017】ポッティング樹脂注入に際して、ポッティ
ングされる中空糸膜の最先端部は何らかの方法で目止め
して塞がれていることが必要であるが、この目止めの方
法も任意の方法が用いられる。中空糸膜のそれぞれの開
口部の先端を樹脂などで封止してもよいし、熱融着等の
方法で先端部をつぶす方法や、中空糸膜をU字状に折り
返す方法等により、ポッティング樹脂の中空糸膜内部へ
の侵入を防ぐことができる。
When injecting the potting resin, it is necessary that the leading end portion of the hollow fiber membrane to be potted is clogged and closed by some method, and any method may be used for this clogging method. . The tip of each opening of the hollow fiber membrane may be sealed with a resin or the like, potting may be performed by crushing the tip by a method such as heat fusion, or by folding the hollow fiber membrane into a U-shape. It is possible to prevent the resin from entering the inside of the hollow fiber membrane.

【0018】中空糸膜を集束しポッティングする個所に
所定量の熱硬化性樹脂を注入した後、樹脂によってその
速さに違いはあるが、次第に硬化反応が進み、流動性が
なくなり、硬化物となって膜を介した一次側と二次側を
密に仕切る部材として機能する。このポッティング樹脂
は、中空糸膜の開口端面を形成するために切断する必要
がある。
After injecting a predetermined amount of thermosetting resin into a place where the hollow fiber membrane is converged and potted, the curing reaction gradually progresses due to the difference in speed depending on the resin, the fluidity is lost, and the cured product is removed. It functions as a member that closely separates the primary side and the secondary side via the membrane. This potting resin needs to be cut to form the open end face of the hollow fiber membrane.

【0019】切断は少なくとも樹脂の流動性が無くなく
なってから、すなわちゲル化した段階以降で行うことが
好ましい。通常の熱硬化性樹脂の場合には、ゲル化後も
さらに硬化反応が進行し、完全に樹脂の硬化反応が終了
した時点では、樹脂の硬度が大きいため切断時の衝撃で
ケースからポッティング樹脂が剥離したり、刃がこぼれ
たりするため、樹脂が完全に硬化する前にポッティング
樹脂端部の切断を行い、最終的な開口端面を形成させて
から硬化反応の完了を行う。
The cutting is preferably performed at least after the resin loses its fluidity, that is, after the gelation stage. In the case of a normal thermosetting resin, the curing reaction further proceeds even after gelation, and when the curing reaction of the resin is completely completed, the potting resin is removed from the case by the impact at the time of cutting because the hardness of the resin is large. Before the resin is completely cured, the end of the potting resin is cut off before the resin is completely cured, and the curing reaction is completed after the final opening end surface is formed.

【0020】切断する方法は、特に限定されないが、い
わゆるギロチン式のカッターを用いて刃で押し切って端
部をスライスしていく方法や、チップソーや鋸刃等を用
いて削りながら切断する方法等、任意の方法が利用でき
る。
The method of cutting is not particularly limited, but a method in which a so-called guillotine-type cutter is used to cut off an edge by cutting it off with a blade, or a method in which a tip saw or a saw blade is used to cut while cutting. Any method is available.

【0021】従って、本発明で使用するポッティング樹
脂は、硬化反応開始後極めて短時間で硬化が完了する硬
化剤を用いることは難しくなるが、ゲル化した後カット
が完了するまで硬化が完了しない硬化剤や硬化条件であ
れば問題なく使用することができる。
Therefore, it is difficult for the potting resin used in the present invention to use a curing agent that completes curing in a very short time after the start of the curing reaction, but the curing is not completed until the cut is completed after gelation. It can be used without any problem as long as it is an agent or curing condition.

【0022】ポッティング樹脂の切断時の硬度は、ポリ
ウレタン樹脂で硬度(ASTM SHORE A)40
〜95の範囲、エポキシ樹脂で硬度(ASTM SHO
RED)40〜90の範囲が好ましく、最終的に硬化反
応完了した時の硬度は、ポリウレタン樹脂では硬度(A
STM SHORE A)60〜100、エポキシ樹脂
では硬度(ASTM SHORE D)50〜100の
範囲のものが好ましい。このようにポッティング樹脂の
硬化反応完了時の硬度は切断時より大きいものとなる。
切断に際して、硬化物におけるその他の機械的物性につ
いては特に数値的に限定されるものではなく、切断後、
強度や弾性率は向上することになる。
The hardness of the potting resin at the time of cutting is a hardness of 40 (ASTM SHORE A) of polyurethane resin.
~ 95, epoxy resin hardness (ASTM SHO
(RED) is preferably in the range of 40 to 90, and the hardness when the curing reaction is finally completed is the hardness (A) of the polyurethane resin.
STM SHORE A) is preferably in the range of 60 to 100, and epoxy resin is preferably in the range of 50 to 100 in hardness (ASTM SHORE D). As described above, the hardness of the potting resin at the time of completion of the curing reaction is higher than that at the time of cutting.
At the time of cutting, other mechanical properties in the cured product are not particularly limited numerically, after cutting,
Strength and elastic modulus will be improved.

【0023】本発明において使用するポッティング樹脂
の硬化は、硬化反応が完了するまでに数時間以上を要す
る樹脂や、温度条件によって二段階や多段階の硬化反応
によって硬化させる条件は、利用し易い硬化条件である
といえる。
The curing of the potting resin used in the present invention requires several hours or more to complete the curing reaction, and the conditions for curing by a two-stage or multi-stage curing reaction depending on the temperature conditions are the easy-to-use curing. It can be said that it is a condition.

【0024】例えば硬化反応が二段階のステージに分け
られるような硬化条件においては、樹脂注入時からゲル
化までは、比較的低温(例えば常温)で行い、ゲル化後
ポッティング樹脂端部のカットを行い開口端面を形成さ
せる。このとき低温のままでは、硬化反応はそれ以上進
行しないが、その後ポッティング部を加温または加熱し
て硬化反応を促進させ、樹脂硬化物の物性を高める方法
が挙げられる。この開口端面形成後、加温または加熱し
て硬化反応を促進させる方法は、二段階や多段階に分か
れる硬化反応だけでなく、低温でも経時的に硬化反応が
進み最終物性に到達するような硬化条件の場合でも、硬
化反応の途中でカットして開口端面を形成し、その後、
加温または加熱して硬化反応を促進させることはでき
る。
For example, under curing conditions in which the curing reaction can be divided into two stages, from the time of injection of the resin to gelation, the reaction is performed at a relatively low temperature (for example, normal temperature), and after gelation, the potting resin end is cut. Then, an opening end face is formed. At this time, if the temperature is kept low, the curing reaction does not proceed any further, but thereafter, there is a method in which the potting portion is heated or heated to accelerate the curing reaction and improve the physical properties of the cured resin. After this opening end face is formed, the method of heating or heating to accelerate the curing reaction is not only a curing reaction divided into two steps or a multi-step, but also a curing reaction in which the curing reaction progresses with time even at a low temperature to reach final physical properties. Even in the case of conditions, cut in the middle of the curing reaction to form an open end face, and then
The curing reaction can be accelerated by heating or heating.

【0025】開口端面形成後にポッティング部を強制的
に加温する際、その加温する温度は特に限定されない
が、開口端面形成の切断前における温度よりも10〜2
00℃の範囲で高い温度雰囲気下で加温することが好ま
しい。
When the potting portion is forcibly heated after the formation of the opening end face, the heating temperature is not particularly limited.
It is preferable to heat in a high temperature atmosphere in the range of 00 ° C.

【0026】本発明においては、その後硬化反応を進め
るような手段を講じても、樹脂硬化物の表面の硬度、強
度、弾性率等において実質変化のなくなった時点を硬化
反応終了と見なす。例えば、室温放置の場合は24時
間、強制的に加温した場合はその加温する温度で8時間
放置して、硬度においてその値が上昇しなくなった時点
で硬化反応が完了したものと見なす。
In the present invention, the point at which there is substantially no change in the hardness, strength, elastic modulus, etc. of the surface of the cured resin product is regarded as the end of the curing reaction even if measures are taken to advance the curing reaction thereafter. For example, when left at room temperature for 24 hours, when forcedly heated, it is left at the heated temperature for 8 hours, and when the value of hardness no longer increases, it is considered that the curing reaction has been completed.

【0027】本発明の中空糸膜モジュールを構成する中
空糸膜の材質としては、例えばポリエチレン、ポリプロ
ピレン、ポリ(4−メチルペンテン−1)等のポリオレ
フィン、ポリスルホン、ポリアリールスルホン、ポリエ
ーテルスルホン、ポリアミド等が挙げられる。中空糸膜
は、多孔質膜であっても非多孔質膜であってもよく、用
途によって自由に選択できる。
Examples of the material of the hollow fiber membrane constituting the hollow fiber membrane module of the present invention include polyolefins such as polyethylene, polypropylene and poly (4-methylpentene-1), polysulfone, polyarylsulfone, polyethersulfone and polyamide. And the like. The hollow fiber membrane may be a porous membrane or a non-porous membrane, and can be freely selected depending on the application.

【0028】本発明で使用するモジュールケースは任意
のものが用いられるが、耐熱性や耐溶剤性を有するもの
が好ましく、また、加工性や価格の面から、金属製より
樹脂製であることが好ましい。耐熱性樹脂としては、ポ
リカーボネート樹脂、アクリル系樹脂、ポリオレフィン
系樹脂、ポリスルホン系樹脂、ポリフェニレンオキサイ
ド樹脂、ポリアセタール樹脂などが選択でき、溶剤濾過
やパーベーパレーション等の用途においては、ポリオレ
フィン系の材料が好ましい。
The module case used in the present invention may be of any type, but preferably has heat resistance and solvent resistance, and is preferably made of resin rather than metal in view of workability and cost. preferable. As the heat resistant resin, a polycarbonate resin, an acrylic resin, a polyolefin resin, a polysulfone resin, a polyphenylene oxide resin, a polyacetal resin, and the like can be selected.For applications such as solvent filtration and pervaporation, a polyolefin material is preferable. .

【0029】また、ポッティング材とモジュールケース
との接着性を向上させるためにモジュールケースの内側
が表面処理されていてもよく、例えばポリプロピレン製
モジュールケースであれば、プラズマ放電処理、コロナ
放電処理、火炎処理、オゾン処理、クロム混酸処理、n
−ヘキサン処理、プライマー処理、祖面化処理等を単独
で、あるいはこれらを組み合わせて施される。
The interior of the module case may be surface-treated in order to improve the adhesion between the potting material and the module case. For example, in the case of a polypropylene module case, plasma discharge treatment, corona discharge treatment, flame Treatment, ozone treatment, chromium mixed acid treatment, n
-Hexane treatment, primer treatment, roughening treatment, etc. are performed alone or in combination.

【0030】[0030]

【実施例】以下に、本発明を実施例により具体的に説明
する。
The present invention will be described below in more detail with reference to examples.

【0031】[実施例1]中空糸膜としてポリエチレン
を溶融中空紡糸して得た平均孔径0.1μmの多孔質中
空糸膜(外径380μm、内径270μm)を用い、長
さ約80cmの該多孔質中空糸膜3500本をU字状に
し、その端部を揃えてポッティング部を形成するポリカ
ーボネート製ケース内に挿入し、ポッティング樹脂とし
てコロネート4403(日本ポリウレタン(株)製;ウ
レタン系接着剤主剤、商品名)62重量部、ニッポラン
4276(日本ポリウレタン(株)製;ウレタン系接着
剤硬化剤、商品名)38重量部を配合してなる二液硬化
型ウレタン樹脂60gを40℃の雰囲気下で、44Gの
遠心力作用下でモジュールケース内のポッティング部に
3時間かけて注入を行い(3時間でゲル化)、その後室
温で2時間放置し硬化させた。
Example 1 A porous hollow fiber membrane (outer diameter 380 μm, inner diameter 270 μm) having an average pore diameter of 0.1 μm obtained by melt hollow spinning polyethylene was used as the hollow fiber membrane. 3500 hollow fiber membranes are formed into a U-shape, the ends thereof are aligned, and inserted into a polycarbonate case forming a potting portion. As a potting resin, Coronate 4403 (manufactured by Nippon Polyurethane Co., Ltd .; urethane-based adhesive base material; Under a 40 ° C. atmosphere, 60 g of a two-part curable urethane resin obtained by blending 62 parts by weight of Nipporan 4276 (trade name) and 38 parts by weight of Nipporan 4276 (manufactured by Nippon Polyurethane Co., Ltd .; urethane-based adhesive curing agent) was added. Under a centrifugal force of 44G, the potting portion in the module case is injected over 3 hours (gelation in 3 hours), and then left at room temperature for 2 hours to harden. It was.

【0032】硬化したポッティング樹脂の端部をギロチ
ン式のカッターでスライスして中空糸膜の開口端面を形
成した。このようにして中空糸膜の開口部を得た後、4
日間室温で放置してポッティング樹脂をさらに硬化させ
て中空糸膜モジュールを得た。別に、本実施例で用いた
ものと同様の条件で配合した二液硬化型ウレタン樹脂
を、本実施例と同じになるような温度下におき、カット
を行ったときの時間に相当する時間経過後のポッティン
グ樹脂の硬度(ASTM SHORE A)は72、引
張強度は5.1MPaであった。さらにこれを室温で4
日間放置して硬化させたポッティング樹脂の硬度(AS
TM SHORE A)は93、引張強度は17.6M
Paで、その後これらの物性に変化は無かった。
The end of the cured potting resin was sliced with a guillotine cutter to form an open end face of the hollow fiber membrane. After obtaining the opening of the hollow fiber membrane in this way, 4
The potting resin was further cured by leaving it at room temperature for a day to obtain a hollow fiber membrane module. Separately, a two-part curable urethane resin blended under the same conditions as those used in the present example was placed under the same temperature as in the present example, and the time elapsed corresponding to the time when cutting was performed The hardness (ASTM SHORE A) of the subsequent potting resin was 72, and the tensile strength was 5.1 MPa. Then add this at room temperature 4
Hardness of potting resin (AS
TM SHORE A) is 93, tensile strength is 17.6M
At Pa, there was no change in these properties thereafter.

【0033】作製された中空糸膜モジュールは、ポッテ
ィング樹脂とケース内面の剥離や中空糸膜とポッティン
グ樹脂の剥離もなくリークのない膜モジュールであっ
た。
The manufactured hollow fiber membrane module was a membrane module having no leakage without peeling of the potting resin from the inner surface of the case or peeling of the hollow fiber membrane from the potting resin.

【0034】[実施例2]中空糸膜として、ポリエチレ
ンを多孔質層、セグメント化ポリウレタンを均質層と
し、中空紡糸して得た均質層が多孔質層で挟まれた三層
膜構造の中空糸膜(外径280μm、内径200μm)
を用い、長さ約28cmの該中空糸膜20500本を束
ね、それぞれ両端部を揃えて筒状の変性ポリフェニレン
オキサイド樹脂製モジュールケース内に挿入して配し、
中空糸膜束両端部の開口端を熱融着により目止めした
後、中空糸膜束両端部に、エピコート828(油化シェ
ル(株)製、ビスフェノール型エポキシ樹脂、商品名)
26.4重量部、エピクロンTSR−243(大日本イ
ンキ化学(株)製、ウレタン変性エポキシ樹脂、商品
名)44.0重量部、ERISYS GE−60(BT
Rジャパン製、ソルビトールポリグリシジルエーテル、
商品名)8.8重量部、PACM(BTRジャパン製、
硬化剤:ビス(4−アミノシクロヘキシル)メタン、商
品名)20.8重量部を配合してなるエポキシ樹脂75
gをポッティング樹脂として40℃の雰囲気下で、60
Gの遠心力作用下で80分間かけてモジュールケース内
のポッティング部に注入を行い(70分でゲル化)、そ
の後65℃で30分間乾燥器中で放置し硬化させた。
Example 2 A hollow fiber having a three-layered membrane structure in which a porous layer of polyethylene and a homogeneous layer of segmented polyurethane were used as the hollow fiber membrane, and a homogeneous layer obtained by hollow spinning was sandwiched between the porous layers. Membrane (outside diameter 280 μm, inside diameter 200 μm)
20500 hollow fiber membranes having a length of about 28 cm are bundled, and both ends are aligned and inserted into a cylindrical module case made of modified polyphenylene oxide resin, and arranged.
After sealing the open ends of both ends of the hollow fiber membrane bundle by heat fusion, epicoat 828 (bisphenol type epoxy resin, trade name, manufactured by Yuka Shell Co., Ltd.) is applied to both ends of the hollow fiber membrane bundle.
26.4 parts by weight, 44.0 parts by weight of Epicron TSR-243 (made by Dainippon Ink and Chemicals, Inc., urethane-modified epoxy resin, trade name), ERISYS GE-60 (BT
R Japan, sorbitol polyglycidyl ether,
8.8 parts by weight, PACM (manufactured by BTR Japan,
Curing agent: epoxy resin 75 containing 20.8 parts by weight of bis (4-aminocyclohexyl) methane (trade name)
g as a potting resin under an atmosphere of 40 ° C.
The mixture was injected into the potting portion in the module case over 80 minutes under the action of the centrifugal force of G (gelled in 70 minutes), and then left in a dryer at 65 ° C. for 30 minutes to cure.

【0035】硬化したポッティング樹脂の端部をギロチ
ン式のカッターでスライスして中空糸膜の開口端面を形
成した。中空糸膜の開口部を得た後、80℃で6時間硬
化反応を促進させ完全に硬化させ中空糸膜モジュールを
得た。実施例1と同様にポッティング樹脂を別に調整
し、カット時に相当する時間経過後のポッティング樹脂
の硬度(ASTM SHORE D)は64、曲げ弾性
率は920MPaであった。同様に80℃で6時間、さ
らに硬化反応を促進させ完全に硬化させたポッティング
樹脂の硬度(ASTM SHORE D)は89、曲げ
弾性率は1790MPaであり、その後これらの物性に
変化は無かった。
The end of the cured potting resin was sliced with a guillotine cutter to form an open end face of the hollow fiber membrane. After the opening of the hollow fiber membrane was obtained, the curing reaction was promoted at 80 ° C. for 6 hours to completely cure, thereby obtaining a hollow fiber membrane module. The potting resin was separately adjusted in the same manner as in Example 1, and the hardness (ASTM SHORE D) of the potting resin after elapse of time corresponding to the time of cutting was 64, and the flexural modulus was 920 MPa. Similarly, the potting resin completely cured by further promoting the curing reaction at 80 ° C. for 6 hours had a hardness (ASTM SHORED) of 89 and a flexural modulus of 1790 MPa, and thereafter there was no change in these physical properties.

【0036】上記の方法で中空糸膜モジュールを50本
作製したが、全数においてポッティング樹脂とケースの
剥離や中空糸膜とポッティング樹脂の剥離もなくリーク
のない中空糸膜モジュールが製造できた。
Fifty hollow fiber membrane modules were produced by the above-mentioned method, and a hollow fiber membrane module having no leak was produced without peeling of the potting resin and the case or peeling of the hollow fiber membrane and the potting resin in all of the modules.

【0037】[比較例1]ポッティング樹脂注入後、6
5℃で30分、80℃で6時間硬化させたほかは実施例
2と同様にして中空糸膜モジュールを作製したが、50
本作製した内28本にポッティング樹脂とモジュールケ
ース内面の剥離によるリークが発生していた。
[Comparative Example 1]
A hollow fiber membrane module was prepared in the same manner as in Example 2 except that the curing was performed at 5 ° C. for 30 minutes and at 80 ° C. for 6 hours.
Leakage occurred due to peeling of the potting resin and the inner surface of the module case in 28 of the thus produced products.

【0038】[0038]

【発明の効果】本発明は、ポッティング樹脂の硬化反応
が完了する前に中空糸膜の開口端面を形成するためのポ
ッティング樹脂端部の切断を行うので、切断時のせん断
応力を小さくすることができ、その結果、モジュールケ
ースとポッティング樹脂の剥離や中空糸膜とポッティン
グ樹脂の剥離がなく、簡潔な工程でリークのない中空糸
膜モジュールを効率的(歩留りよく)に製造することが
できる。
According to the present invention, since the potting resin end is cut to form the open end face of the hollow fiber membrane before the potting resin curing reaction is completed, the shear stress at the time of cutting can be reduced. As a result, there is no peeling of the module case and the potting resin and no peeling of the hollow fiber membrane and the potting resin, and a hollow fiber membrane module free from leaks can be produced efficiently (with good yield) in a simple process.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加藤 修身 愛知県名古屋市東区砂田橋四丁目1番60号 三菱レイヨン株式会社商品開発研究所内 Fターム(参考) 4D006 GA02 HA02 HA03 JA13C JA25C JB05 JB06 JB08 MA01 MA06 MA33 MC22X MC23 MC53X MC54 MC62 MC63 PA01 PA02  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Osamu Kato 4-160 Sunadabashi, Higashi-ku, Nagoya-shi, Aichi F-term (reference) 4D006 GA02 HA02 HA03 JA13C JA25C JB05 JB06 JB08 MA01 MA06 MA33 MC22X MC23 MC53X MC54 MC62 MC63 PA01 PA02

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 中空糸膜の片端あるいは両端に開口状態
を保持したまま、熱硬化性樹脂を用いて中空糸膜を集
束、固定してポッティングする中空糸膜モジュールの製
造方法において、ポッティング樹脂の硬化反応の途中
で、ポッティング樹脂で集束、固定されている中空糸膜
端部を切断して、中空糸膜端部の開口部を得ることを特
徴とする中空糸膜モジュールの製造方法。
In a method for manufacturing a hollow fiber membrane module, a hollow fiber membrane is bundled, fixed and potted using a thermosetting resin while maintaining an open state at one end or both ends of the hollow fiber membrane. A method for producing a hollow fiber membrane module, comprising cutting an end of a hollow fiber membrane that is bundled and fixed with a potting resin during a curing reaction to obtain an opening at the end of the hollow fiber membrane.
【請求項2】ポッティング樹脂で集束、固定されている
中空糸膜端部を切断して中空糸膜端部の開口部を得た
後、ポッティング樹脂を強制的に加温して硬化反応を促
進することを特徴とする請求項1記載の中空糸膜モジュ
ールの製造方法。
2. An end portion of the hollow fiber membrane which is bundled and fixed with a potting resin is cut to obtain an opening at the end portion of the hollow fiber membrane, and then the potting resin is forcibly heated to accelerate the curing reaction. The method for manufacturing a hollow fiber membrane module according to claim 1, wherein
【請求項3】熱硬化性樹脂が、ポリウレタン樹脂である
ことを特徴とする請求項1あるいは2記載の中空糸膜モ
ジュールの製造方法。
3. The method for producing a hollow fiber membrane module according to claim 1, wherein the thermosetting resin is a polyurethane resin.
【請求項4】熱硬化性樹脂が、エポキシ樹脂であること
を特徴とする請求項1あるいは2記載の中空糸膜モジュ
ールの製造方法。
4. The method for producing a hollow fiber membrane module according to claim 1, wherein the thermosetting resin is an epoxy resin.
【請求項5】切断時のポッティング樹脂の硬度がAST
M SHORE A硬度で40〜95の範囲であり、か
つ、切断後ポッティング樹脂の硬化反応を完了させたと
きの硬度が、切断時の硬度よりも大きいことを特徴とす
る請求項3記載の中空糸膜モジュールの製造方法。
5. The hardness of the potting resin at the time of cutting is AST.
4. The hollow fiber according to claim 3, wherein the M SHORE A hardness is in the range of 40 to 95, and the hardness at the time of completing the curing reaction of the potting resin after cutting is higher than the hardness at the time of cutting. Manufacturing method of membrane module.
【請求項6】切断時のポッティング樹脂の硬度がAST
M SHORE D硬度で40〜90の範囲であり、か
つ、切断後ポッティング樹脂の硬化反応を完了させたと
きの硬度が、切断時の硬度よりも大きいことを特徴とす
る請求項4記載の中空糸膜モジュールの製造方法。
6. The hardness of the potting resin at the time of cutting is AST.
The hollow fiber according to claim 4, wherein the M SHORE D hardness is in the range of 40 to 90, and the hardness at the time of completing the curing reaction of the potting resin after cutting is higher than the hardness at the time of cutting. Manufacturing method of membrane module.
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