JP2004050011A - 中空糸膜モジュールの製造方法及び中空糸膜モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】中空糸膜の分散性を高めることにより濾過機能を向上する中空糸膜モジュールの製造方法及び中空糸膜モジュールを提供する。
【解決手段】筒状ケース１に中空糸膜束２を収納した後、該筒状ケース両端に注型キャップ２０ａ，２０ｂを装着すると共に、それぞれ分散ピン１６ａ，１６ｂを差し込み、各注型キャップ２０ａ，２０ｂに樹脂を注入して中空糸膜束端部の中空糸膜間を接着固定する製造方法であり、樹脂が硬化した後に注型キャップを外して製品キャップ７ａ，７ｂを装着するとき、一方の端部は分散ピン１６ｂを引き抜いて貫通孔５を形成し、他方の端部は分散ピン１６ａを残置して封止状態にする。また、それから得られた中空糸膜モジュール。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は中空糸膜モジュールの製造方法及び中空糸膜モジュールに関し、さらに詳しくは、中空糸膜の分散性を高めて濾過機能を向上するようにした中空糸膜モジュールの製造方法及び中空糸膜モジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、中空糸膜を数百本〜数万本束ねてテトレート状にした中空糸膜束を筒状ケースに収納し、その中空糸膜束の両端部を樹脂で接着固定するようにした外圧式の中空糸膜モジュールでは、中空糸膜束の両端部のうち、一方の端部は中空糸膜相互間を樹脂で封止すると共に中空糸膜は開口状態にし、また他方の端部は中空糸膜相互間に貫通孔を介在させると共に中空糸膜は樹脂で封止状態にしている。
【０００３】
このような構成の中空糸膜モジュールの中空糸膜束中間域に原水を供給すると、原水は中空糸膜を透過して内部に浸入し、その濾過水が中空糸膜の開口した端部側から取り出される。また、中空糸膜相互間に貫通孔を設けた端部側では、中空糸膜自体は封止されているため濾過水の取り出しはできないが、上記貫通孔から加圧エアを圧入することにより、中空糸膜束表面の汚れを落とすエアレーションを行うことができる。
【０００４】
従来、上記中空糸膜モジュールの製造方法は、図３の説明図に例示するような方法で実施されていた。
【０００５】
図３において、筒状ケース１はケース本体３の両端部にソケット４ａ，４ｂを装着して構成されている。この筒状ケース１に、筒状ケース１よりも長さの長い多数本の中空糸膜を束ねた中空糸膜束２を両端部を若干の長さＬ_１，Ｌ_２だけ外側へ突出するように挿入した後、ソケット４ａ，４ｂに注型キャップ２０ａ，２０ｂを螺着する。更に注型キャップ２０ａ，２０ｂに、注型キャップ２０ａ側には短い分散ピン２１ａを、注型キャップ２０ｂ側には長い分散ピン２１ｂを複数本づつ差し込み、それらの後端部をピン抜け防止板２２ａ，２２ｂで抑える。分散ピン２１ａ，２１ｂは、中空糸膜束２に束ねられた多数本の中空糸膜を偏在しないようにするためのもので、短い分散ピン２１ａは中空糸膜束２の端部だけに差し込むが、長い分散ピン２１ｂは奥深くまで差し込まれる。
【０００６】
このように組み立てられた容器をポッティング成形機にセットし、鉛直方向の回転軸Ｏ−Ｏ’を中心に回転させながら、まず注入管２３ａから目止め用樹脂２４を注型キャップ２０ａにポッティングし、中空糸膜束２の一方の端部のみを目止め処置する。目止め用樹脂２４が硬化した後、注入管２３ａと２３ｂから接着用樹脂２５，２５を注入し、中空糸膜束２の両端部を同時にポッティングする。接着用樹脂２５が硬化した後、それぞれ分散ピン２１ａ，２１ｂを抜き取り、更に注型キャップ２０ａ，２０ｂを取り外す。
【０００７】
注型キャップ２０ａ，２０ｂを取り外すと、それぞれソケット４ａ，４ｂの端部には、樹脂２４，２５で接着固した中空糸膜束２の端部が長さＬ_１，Ｌ_２づつ突出した状態になる。そのため、それぞれの突出部をカッターにより位置Ｃ_１，Ｃ_２で切断除去し、最後に図示しない製品用キャップを取り付て製品の中空糸膜モジュールが得られる。
【０００８】
上述のように従来の製造方法では、分散ピン２１ａの長さが分散ピン２１ｂに比べてかなり短くしてあり、中空糸膜束２の端部に差し込む長さもごく短くなっている。このように分散ピン２１ａを短くする理由は、分散ピン２１ａを差し込む側では、中空糸膜束２の中空糸膜間を完全シールしておかないと、そこから原水が漏出して濾過水側に混入することがあるからである。すなわち、分散ピン２１ａを長くすると、樹脂硬化後に引き抜いた跡に出来る孔の長さも長くなるので、中央域の原水に近くなりシール性が低下する恐れがあるためである。
【０００９】
しかし、上記のように分散ピン２１ａの長さが短いと、中空糸膜束２の端部に侵入する長さも浅いため、中空糸膜束２に与える分散作用も少なく、濾過機能の向上効果も小さいという問題があった。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上述した従来の問題を解消し、中空糸膜の分散性を高めることにより濾過機能を向上する中空糸膜モジュールの製造方法及び中空糸膜モジュールを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明の中空糸膜モジュールの製造方法は、筒状ケースに中空糸膜束を収納した後、該筒状ケースの端部に注型キャップを装着すると共に分散ピンを差し込み、注型キャップに樹脂を注入して中空糸膜束端部の中空糸膜間を接着固定する中空糸膜モジュールの製造方法であって、前記樹脂が固化した後に前記注型キャップを外し、前記分散ピンを残置して封止状態にして製品キャップを装着することを特徴とするものである。
【００１２】
また、他の本発明の中空糸膜モジュールの製造方法は、筒状ケースに中空糸膜束を収納した後、該筒状ケース両端に注型キャップを装着すると共に分散ピンを差し込み、各注型キャップに樹脂を注入して中空糸膜束端部の中空糸膜間を接着固定する中空糸膜モジュールの製造方法であって、前記樹脂が固化した後に前記注型キャップを外し、一方の端部は前記分散ピンを引き抜いて貫通孔を形成し、他方の端部は前記分散ピンを残置して封止状態にして製品キャップを装着することを特徴とするものである。
【００１３】
本発明の中空糸膜モジュールは、筒状ケースに中空糸膜束を収納すると共に、該中空糸膜束の端部において中空糸膜間を樹脂で接着固定し、かつ、前記筒状ケースの端部に製品キャップを装着した中空糸膜モジュールであって、前記中空糸膜束の端部を前記中空糸膜間の接着樹脂層に分散ピンが介在していることを特徴とするものである。
【００１４】
また、他の本発明の中空糸膜モジュールは、筒状ケースに中空糸膜束を収納すると共に、該中空糸膜束の両端部において中空糸膜間を樹脂で接着固定し、かつ、前記筒状ケースの両端部に製品キャップを装着した中空糸膜モジュールであって、前記中空糸膜束の両端部の一方を前記中空糸膜間の接着樹脂層に貫通孔を介在させて開口状態にし、他方を前記中空糸膜間の接着樹脂層に分散ピンを介在させて封止状態にしたことを特徴とするものである。
【００１５】
このように中空糸膜束の両端部のうち、中空糸膜間を封止状態にする側の端部に差し込む分散ピンを残置したまま抜き取らないため、分散ピンの抜き取り後に出来る孔がシール性に与える影響を考慮する必要がなくなり、十分に長い分散ピンを使用することが可能になる。十分に長い分散ピンを使用することにより、中空糸膜束の端部に差し込まれる深さを十分に大きくすることができ、中空糸膜束に対する中空糸膜の分散効果を向上するため、中空糸膜モジュールの濾過機能を向上することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下，図に示す実施形態に基づいて本発明を具体的に説明する。
【００１７】
図１は、本発明の中空糸膜モジュールの製造方法を例示する説明図である。
【００１８】
筒状ケース１はケース本体３の両端部にソケット４ａ，４ｂを装着して構成されている。この筒状ケース１に、両端を切断して一定長にした中空糸膜束２を挿入する。図では中空糸膜束２を単純な１本として図示したが、実際には多数本の中空糸膜が束ねられて構成されている。
【００１９】
筒状ケース１に挿入するときの中空糸膜束２は、一方の端部２ａはソケット４ａの端面から１５〜２５ｍｍ程度外側に突出させ、他方の端部２ｂはソケット４ｂの端面と面一にするか又は端面から１０ｍｍまで内側に位置するようにセットする。しかし、好ましくは、ソケット４ｂの端面より内側にした方がよく、これにより中空糸膜の中空内部に樹脂２５を浸入させやすくする。
【００２０】
次いで、筒状ケース１のソケット４ａ，４ｂに注型キャップ２０ａ，２０ｂをそれぞれ螺着する。このとき、注型キャップ２０ａの方は、内面をソケット４ａの端面（すなわち、筒状ケース１の一方の端面）から距離Ｌ_１だけ離し、中空糸膜束２の端部２ａに当接させるように装着する。これに対して注型キャップ２０ｂの方は、好ましくは、図示のように内面がソケット４ｂの端面（すなわち、筒状ケース１の他方の端面）と面一になるようにセットするとよい。勿論、図３の従来例のように距離Ｌ_２だけ離して装着してもよい。
【００２１】
さらに注型キャップ２０ａ，２０ｂに、分散ピン１６ａ，１６ｂをそれぞれ複数本づつ差し込むようにする。このうち分散ピン１６ａの方は、注型キャップ２０ａに差し込んだのち、後端側から押込みプラグ２２ａで中空糸膜束２側へ押し込む。その後、押込みプラグ２２ａの後端部を抜け防止板（図示せず）で押さえる。この押込みプラグ２２ａはフッ素樹脂などの離型性に優れた材質で構成されていることが好ましい。また、分散ピン１６ｂの方は、注型キャップ２０ｂに差し込んだのち、後端部をピン抜け防止板２２ｂで抑える。これら分散ピン１６ａ，１６ｂは十分に長い寸法にすることができるため、中空糸膜束２の端部に深く差し込んで中空糸膜を均一に分散させるようにすることができる。したがって、中空糸膜モジュールの濾過機能を向上することができる。
【００２２】
上記のように組み立てられた容器はポッティング成形機にセットし、鉛直方向の回転軸Ｏ−Ｏ’を中心に回転させながら、まず注入管２３ａから目止め用樹脂２４を注型キャップ２０ａにポッティングする。この目止め用樹脂２４は、後からポッティングする接着用樹脂２５が中空糸膜束２の中空糸膜内部に浸入するのを防止する前処理なので少量でよい。次いで、目止め用樹脂２４が硬化した後、注入管２３ａ，２３ｂから接着用樹脂２５，２５を注入し、これら接着用樹脂２５，２５が中空糸膜束２の両端部２ａ，２ｂの中空糸膜間に浸入するようにポッティングする。
【００２３】
次いで、接着用樹脂２５が硬化した後、注型キャップ２０ａ，２０ｂを取り外すが、注型キャップ２０ａの方は、分散ピン１６ａを中空糸膜束端部２ａの接着用樹脂２５内に残置したまま取り外す。これに対して、注型キャップ２０ｂの方は、分散ピン１６ｂを全て抜き取ったのち、取り外すようにする。
【００２４】
上記のように注型キャップ２０ａ，２０ｂを取り外すと、ソケット４ａ側の端部では、樹脂２４，２５で接着された中空糸膜束２の端部２ａの一部が、分散ピン１６ａを差し込まれた状態のまま、長さＬ_１だけ突出した状態になっている。しかし、ソケット４ｂ側の端部は、樹脂２５がソケット４ｂの端面と面一になっている。したがって、ソケット４ａ側の端部については、長さＬ_１の突出部分をカッター等により位置Ｃ_１で切断除去し、中空糸膜の端面を開口させるが、ソケット４ｂ側の端部は突出部分が全くないため、そのような切断除去作業は全く必要ない。
【００２５】
上述のように使用される分散ピン１６ａ，１６ｂの材料としては、金属であっても、樹脂であってもよい。また、木材などの使用も可能である。しかし、特に接着用樹脂２５中に残置される分散ピン１６ａについては、接着用樹脂との接着性などを良好にする観点から樹脂製であることが好ましい。
【００２６】
以後は、製品用キャップ７ａ，７ｂを袋ナット８ａ，８ｂで固定することにより、図２に示すような中空糸膜モジュールを得ることができる。
【００２７】
図２に示す中空糸膜モジュールは、筒状ケース１がケース本体３の両端部にソケット４ａ，４ｂを装着して構成され、そのソケット４ａ，４ｂには、原水供給口１０と原水排水口１１が設けられている。
【００２８】
中空糸膜束２の両端部２ａ，２ｂは、接着用樹脂２５により中空糸膜間が接着されている。このうち、一方の端部２ａの方は、中空糸膜間が接着用樹脂２５とその接着用樹脂２５内に残置された分散ピン１６ａとにより封止されているが、中空糸膜の内部は封止されずに開口している。これに対して、反対側の端部２ｂは、中空糸膜間は接着用樹脂２５で接着固定されているものの、分散ピン１６ｂが抜き取られた跡が貫通孔５となって開口している。また、中空糸膜の中空部は接着用樹脂２５が浸入して封止されている。
【００２９】
上記構成の中空糸膜束２の端部２ａ，２ｂが臨む筒状ケース１の両端部（ソケット４ａ，４ｂの端部）には、それぞれシールリング６ａ，６ｂを挟んで製品キャップ７ａ，７ｂが取り付けられ、その製品キャップ７ａ，７ｂはそれぞれ袋ナット８ａ，８ｂをソケット４ａ，４ｂ側のネジ９ａ，９ｂに螺合させて締め付け固定されている。一方の製品キャップ７ａには濾過水出口１２が設けられ、他方の製品キャップ７ｂにはエア供給口１３が設けられている。
【００３０】
上記構成からなる中空糸膜モジュールによる原水の処理は次のようにして行われる。原水を原水供給口１０から筒状ケース１内に供給すると、原水は筒状ケース１内を経由して原水排水口１１から排出される間に、一部が中空糸膜束２の各中空糸膜を透過して内部に浸入する。各中空糸膜の内部に浸入した濾過水は中空糸膜束２の端部２ｂから製品キャップ７ａに集められ、濾過水出口１２から取り出される。また、中空糸膜束２をエアレーションするときは、加圧エアをエア供給口１３から供給し、貫通孔５を経て筒状ケース１に圧入する。加圧エアは泡状になって中空糸膜束２と接触し、これを揺らすことにより表面の汚れを落とすようにする。
【００３１】
なお、原水の供給については、原水供給口１０を使用せずに、エア供給口１３から供給するようにしてもよい。
【００３２】
また、上記実施形態では，中空糸膜束をストレート状にして筒状ケースに収納した態様について説明したが、中空糸膜束をＵ字状に曲げて筒状ケースに収納し、その筒状ケースの一端において分散ピンを用いながら接着用樹脂で接着固定すると共に、その分散ピンを接着用樹脂中に残置し、かつ、中空糸膜そのものの端面は開口させるようにしてもよい。
【００３３】
【発明の効果】
上述したように本発明によれば、中空糸膜束の両端部のうち、中空糸膜間を封止状態にする側の端部に差し込む分散ピンを残置したまま抜き取らないため、分散ピンの抜き取り後に出来る孔がシール性に与える影響が考慮不要になり、十分に長い分散ピンを使用することが可能になる。したがって、十分に長い分散ピンを使用することにより、中空糸膜束の端部に差し込まれる深さが十分に大きくなり、中空糸膜束に対する中空糸膜の分散効果を向上することができ、中空糸膜モジュールの濾過機能を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の中空糸膜モジュールの製造方法を例示する説明図である。
【図２】本発明の中空糸膜モジュールの製造方法で得られた中空糸膜モジュールを一部断面にして例示する側面図である。
【図３】従来の中空糸膜モジュールの製造方法を例示する説明図である。
【符号の説明】
１　筒状ケース
２　中空糸膜束
３　本体ケース
４ａ，４ｂ　ソケット
５　貫通孔
７ａ，７ｂ　製品キャップ
８ａ，８ｂ　袋ナット
１６ａ，１６ｂ　分散ピン
２０ａ，２０ｂ　注型キャップ
２４　目止め用樹脂
２５　接着用樹脂

Claims (7)

1. 筒状ケースに中空糸膜束を収納した後、該筒状ケースの端部に注型キャップを装着すると共に分散ピンを差し込み、注型キャップに樹脂を注入して中空糸膜束端部の中空糸膜間を接着固定する中空糸膜モジュールの製造方法であって、前記樹脂が固化した後に前記注型キャップを外し、前記分散ピンを残置して封止状態にして製品キャップを装着する中空糸膜モジュールの製造方法。
2. 筒状ケースに中空糸膜束を収納した後、該筒状ケース両端に注型キャップを装着すると共に分散ピンを差し込み、各注型キャップに樹脂を注入して中空糸膜束端部の中空糸膜間を接着固定する中空糸膜モジュールの製造方法であって、前記樹脂が固化した後に前記注型キャップを外し、一方の端部は前記分散ピンを引き抜いて貫通孔を形成し、他方の端部は前記分散ピンを残置して封止状態にして製品キャップを装着する中空糸膜モジュールの製造方法。
3. 前記注型キャップを外した後、前記筒状ケースの前記分散ピンを残置した端部から突出する固化樹脂を該筒状ケースの端面で切断除去する請求項１または２に記載の中空糸膜モジュールの製造方法。
4. 前記残置する分散ピンが樹脂製である請求項１〜３のいずれかに記載の中空糸膜モジュールの製造方法。
5. 筒状ケースに中空糸膜束を収納すると共に、該中空糸膜束の端部において中空糸膜間を樹脂で接着固定し、かつ、前記筒状ケースの端部に製品キャップを装着した中空糸膜モジュールであって、前記中空糸膜束の端部を前記中空糸膜間の接着樹脂層に分散ピンが介在している中空糸膜モジュール。
6. 筒状ケースに中空糸膜束を収納すると共に、該中空糸膜束の両端部において中空糸膜間を樹脂で接着固定し、かつ、前記筒状ケースの両端部に製品キャップを装着した中空糸膜モジュールであって、前記中空糸膜束の両端部の一方を前記中空糸膜間の接着樹脂層に貫通孔を介在させて開口状態にし、他方を前記中空糸膜間の接着樹脂層に分散ピンを介在させて封止状態にした中空糸膜モジュール。
7. 前記接着樹脂層に介在させた分散ピンが樹脂製である請求項５または６に記載の中空糸膜モジュールの製造方法。

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