JP2017177021A - 中空糸膜モジュール及びその製造方法 - Google Patents
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- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Abstract
【課題】中空糸膜束を備えた中空糸膜モジュールおよびその製造方法において、中空糸膜の中空部のポッティング材による閉塞を防止することができるとともに、中空糸膜同士を接着する接着部における中空糸膜の付け根近傍の損傷を防止する。【解決手段】複数の中空糸膜２が束ねられた中空糸膜束３を備えた中空糸膜モジュール１であって、各中空糸膜２の少なくとも一端部において、各中空糸膜２同士をポッティング材により接着固定してなる接着部２０を備え、各中空糸膜２は、少なくとも各中空糸膜２が接着固定された一端部において、各中空糸膜２内の膜厚方向の一部の範囲に長さ方向に沿って樹脂が含浸された樹脂含浸部ａを有し、中空糸膜２の一端部において、樹脂含浸部２ａの他端方向の先端が、接着部２０の他端方向の先端よりも他端側または同じ位置に位置するようにする。【選択図】図１
Description
本発明は、複数の中空糸膜が束ねられた中空糸膜束を備えた中空糸膜モジュールおよびその製造方法に関するものであり、特に、各中空糸膜同士が接着される中空糸膜モジュールの端部の処理に関するものである。
半導体製造や食品工業等の分野において、気液吸収、脱気、ろ過用等の用途で、複数の中空糸膜を束ねた中空糸膜束をケーシング内に収容した中空糸膜モジュールが用いられている。この中空糸膜モジュールは、各中空糸膜の端部同士をポッティング材により固定して一体化してなるものであり、中空糸膜としては、多孔質フッ素樹脂からなるものが広く用いられている。中空糸膜を用いた中空糸膜モジュールは、膜面積が大きく、かつ装置を小型化できるため、様々な分野で利用されている。
しかし、この中空糸膜モジュールに関して、下記の問題が発生している。
上記中空糸膜モジュールは、ろ過時の透水性能を高める目的で、中空糸膜に形成される細孔を大きくする場合がある。このような細孔が大きい中空糸膜を複数本集束して、その端部をポッティング材により接着固定しようとした場合、細孔が大きいため、この細孔を通じてポッティング材が中空糸膜中空部へ侵入し、中空部がポッティング材によって閉塞される。その結果、中空部へ被処理液を通液することができないため、ろ過することができない。
このような問題を解決する手段として、たとえば特許文献１においては、中空糸膜を接着固定する際に、中空糸膜の中空部の閉塞を防止する方法として、中空糸膜の端部同士を接着固定する前に、その端部の表面に低粘度の樹脂を被覆しておく方法が提案されている。
しかしながら、特許文献１のように、中空糸膜束を樹脂中に浸漬被覆し放置すると、隣接する中空糸膜同士が固着してしまうために、中空糸膜束のプラスチックハウジングへの挿入に不具合が生じる可能性があった。
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、ハウジングへの挿入に不具合を生じさせることなく、中空糸膜の中空部のポッティング材による閉塞を防止することができる中空糸膜モジュールおよびその製造方法を提供することを目的とするものである。
本発明の中空糸膜モジュールは、複数の中空糸膜が束ねられた中空糸膜束を備えた中空糸膜モジュールであって、各中空糸膜の少なくとも一端部において、各中空糸膜同士をポッティング材により接着固定してなる接着部を備え、各中空糸膜は、少なくとも各中空糸膜が接着固定された一端部において、各中空糸膜内の膜厚方向の一部の範囲に長さ方向に沿って樹脂が含浸された樹脂含浸部を有し、中空糸膜の一端部において、樹脂含浸部の他端方向の先端が、接着部の他端方向の先端よりも他端側または同じ位置に位置することを特徴とする。
また、上記本発明の中空糸膜モジュールにおいて、樹脂含浸部は、少なくとも各中空糸膜の外表面に対して不連続な一部の範囲に設けることができる。
また、上記本発明の中空糸膜モジュールにおいて、樹脂含浸部は、各中空糸膜の内表面側の一部の範囲に設けることができる。
また、上記本発明の中空糸膜モジュールにおいて、ポッティング材は、各中空糸膜の内表面側の一部の範囲に設けられた樹脂含浸部まで含浸させることができる。
また、上記本発明の中空糸膜モジュールにおいて、樹脂含浸部は、各中空糸膜の内表面側の一部の範囲と外表面側の一部の範囲とに設けることができる。
また、上記本発明の中空糸膜モジュールにおいて、樹脂含浸部の中空糸膜の肉厚方向の厚さは、中空糸膜の厚さに対して１０〜７０％とすることができる。
また、上記本発明の中空糸膜モジュールにおいて、ポッティング材のガラス転移温度と樹脂含浸部を形成する樹脂のガラス転移温度との差は０℃以上１０℃以下であることが好ましい。
また、上記本発明の中空糸膜モジュールにおいて、ポッティング材および樹脂含浸部を形成する樹脂のガラス転移温度が７０℃以上であることが好ましい。
また、上記本発明の中空糸膜モジュールにおいて、ポッティング材および樹脂含浸部を形成する樹脂は、エポキシ樹脂、ビニルエステル樹脂、ウレタン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、オレフィン系ポリマー、シリコーン樹脂およびフッ素含有樹脂の少なくとも一つを含むことが好ましい。
また、上記本発明の中空糸膜モジュールにおいて、ポッティング材としてエポキシ樹脂を用い、樹脂含浸部を形成する樹脂は、ポッティング材と同一であることが好ましい。
また、上記本発明の中空糸膜モジュールにおいて、接着部の他端方向の先端と樹脂含浸部の他端方向の先端との間隔は、相加平均で１ｃｍ以上３ｃｍ以下であることが好ましい。
また、上記本発明の中空糸膜モジュールにおいては、複数の中空糸膜において、中空糸膜の内表面の平均孔径が１〜５０μｍであり、中空糸膜の阻止孔径が０．１〜１μｍであり、中空糸膜を外表面から内表面に向けて膜厚方向に３等分して、中空糸膜の外表面を含む領域を領域a、内表面を含む領域を領域ｃ、領域a及び領域cの間の領域を領域bとして分割したときに、領域aの平均孔径Pa,領域ｂの平均孔径Pb,領域ｃの平均孔径Pcが、
Pa < Pb < Pc
の関係を満たすことが好ましい。
Pa < Pb < Pc
の関係を満たすことが好ましい。
本発明の第１の中空糸膜モジュールの製造方法は、複数の中空糸膜が束ねられた中空糸膜束を備えた中空糸膜モジュールの製造方法であって、各中空糸膜の少なくとも一端部の先端部分を、樹脂溶液中へ浸漬し、その浸漬した状態において中空部内を陰圧状態にすることによって樹脂溶液を各中空糸膜の中空部に充填し、その充填した樹脂溶液を各中空糸膜の内表面側にのみ染み込ませた後、陰圧状態を解放して乾燥させることによって各中空糸膜の内表面側の一部の範囲に樹脂含浸部を形成する接着予備工程と、接着予備工程の後、各中空糸膜の樹脂含浸部を有する一端部同士をポッティング材によって接着固定して接着部を形成する接着工程とを有し、接着工程において、全ての中空糸膜の一端部における樹脂含浸部の他端方向の先端が、接着部の他端方向の先端よりも他端側または同じ位置に位置するように接着部を形成することを特徴とする。
本発明の第２の中空糸膜モジュールの製造方法は、複数の中空糸膜が束ねられた中空糸膜束を備えた中空糸膜モジュールの製造方法であって、各中空糸膜の少なくとも一端部を、樹脂溶液中へ浸漬することによって樹脂溶液を各中空糸膜の中空部に充填し、その充填した樹脂溶液を各中空糸膜の肉厚部全体に染み込ませた後、各中空糸膜を樹脂溶液から引き上げて乾燥させることによって、各中空糸膜の内表面側の一部の範囲と各中空糸膜の外表面側の一部の範囲とに同時に樹脂含浸部を形成する接着予備工程と、接着予備工程の後、各中空糸膜の樹脂含浸部を有する一端部同士をポッティング材によって接着固定して接着部を形成する接着工程とを有し、接着工程において、全ての中空糸膜の一端部における樹脂含浸部の他端方向の先端が、接着部の他端方向の先端よりも他端側または同じ位置に位置するように接着部を形成することを特徴とする。
本発明の第３の中空糸膜モジュールの製造方法は、複数の中空糸膜が束ねられた中空糸膜束を備えた中空糸膜モジュールの製造方法であって、各中空糸膜の少なくとも一端部の先端部分を、樹脂溶液中へ浸漬し、その浸漬した状態において中空部内を陰圧状態にすることによって樹脂溶液を各中空糸膜の中空部に充填し、その充填した樹脂溶液を各中空糸膜の内表面側にのみ染み込ませた後、陰圧状態を解放して乾燥させることによって各中空糸膜の内表面側の一部の範囲に樹脂含浸部を形成する第１の接着予備工程と、第１の接着予備工程の後、各中空糸膜の内表面側の一部の範囲に樹脂含浸部が形成された一端部を、有機溶媒によって樹脂を希釈した樹脂溶液中へ再び浸漬し、その後、乾燥させることによって各中空糸膜の外表面側の一部の範囲に樹脂含浸部を形成する第２の接着予備工程と、第２の接着予備工程の後、各中空糸膜の樹脂含浸部を有する一端部同士をポッティング材によって接着固定して接着部を形成する接着工程とを有し、接着工程において、全ての中空糸膜の一端部における樹脂含浸部の他端方向の先端が、接着部の他端方向の先端よりも他端側または同じ位置に位置するように接着部を形成することを特徴とする。
また、上記本発明の第１〜第３の中空糸膜モジュールの製造方法において、ポッティング材のガラス転移温度と樹脂含浸部を形成する樹脂のガラス転移温度との差は０℃以上１０℃以下であることが好ましい。
また、上記本発明の第１〜第３の中空糸膜モジュールの製造方法において、ポッティング材および樹脂含浸部を形成する樹脂のガラス転移温度は７０℃以上であることが好ましい。
また、上記本発明の第１〜第３の中空糸膜モジュールの製造方法において、ポッティング材および樹脂含浸部を形成する樹脂は、エポキシ樹脂、ビニルエステル樹脂、ウレタン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、オレフィン系ポリマー、シリコーン樹脂およびフッ素含有樹脂の少なくとも一つを含むことが好ましい。
また、上記本発明の第１〜第３の中空糸膜モジュールの製造方法において、ポッティング材としてエポキシ樹脂を用い、樹脂含浸部を形成する樹脂は、ポッティング材と同一であることが好ましい。
また、上記本発明の第１〜第３の中空糸膜モジュールの製造方法において、接着工程において、接着部の他端方向の先端と樹脂含浸部の他端方向の先端との間隔は、相加平均で１ｃｍ以上３ｃｍ以下であることが好ましい。
また、上記本発明の第１〜第３の中空糸膜モジュールの製造方法において、有機溶媒は、アルコールであることが好ましい。
また、上記本発明の第１〜第３の中空糸膜モジュールの製造方法において、有機溶媒は、エタノール、１−ブタノールまたはこれらの混合物であることが好ましい。
また、上記本発明の第１〜第３の中空糸膜モジュールの製造方法においては、複数の中空糸膜において、中空糸膜の内表面の平均孔径が１〜５０μｍであり、中空糸膜の阻止孔径が０．１〜１μｍであり、中空糸膜の外表面から内表面に向けて膜厚方向に３等分して、中空糸膜の外表面を含む領域を領域a、内表面を含む領域を領域ｃ、領域a及び領域cの間の領域を領域bとして分割したときに、領域aの平均孔径Pa,領域ｂの平均孔径Pb,領域ｃの平均孔径Pcが、
Pa < Pb < Pc
の関係を満たすことが好ましい。
Pa < Pb < Pc
の関係を満たすことが好ましい。
本発明の中空糸膜モジュールおよびその製造方法によれば、各中空糸膜の少なくとも一端部において、各中空糸膜内の膜厚方向の一部の範囲に長さ方向に沿って樹脂を含浸させた樹脂含浸部を形成するようにし、樹脂含浸部の他端方向の先端が、各中空糸膜を接着固定する接着部の他端方向の先端よりも他端側または同じ位置に位置するようにしたので、ハウジングへの挿入に不具合を生じることなく中空糸膜のポッティング材による閉塞を抑制することができる。
以下、本発明の中空糸膜モジュールの一実施形態について図面を参照しながら説明する。本実施形態に係る中空糸膜モジュールは、上下水道、食品工業、一般工業、医療、理化学といった様々な分野で利用されるものである。
図１に示されるように、本実施形態に係る中空糸膜モジュール１は、複数の中空糸膜２が束ねられた中空糸膜束３と、中空糸膜束３を収容する筒状のケーシング５とを備えるものである。
ケーシング５の両端開口には、配管が接続される管路１０ａ，１１ａが形成された配管接続用のキャップ１０，１１が設けられており、配管接続用のキャップ１０，１１はナット１３によってケーシング５に固定装着されている。ナット１３は、ケーシング５の両端の側面に形成された雄ネジに螺合し、ナット１３を締めることによって、キャップ１０，１１の溝に配置されたＯリング１２によりケーシング両端とキャップ１０，１１の間がシールされる。
また、ケーシング５の両端部には、流体が流れるノズル５ａがそれぞれ形成されている。ノズル５ａは、ケーシング５の長手方向に直交する方向に突き出すように設けられている。
図２は、中空糸膜束３をケーシング５に収容し、キャップ１０，１１を装着する前の状態の端面とその一部拡大図を示すものである。図２に示すように、中空糸膜束３の両端面においては、開口Ｐを有する中空糸膜２が配列され、各中空糸膜２間がポッティング材で充填されて接着部２０（図１参照）が形成されている。
上記構成により、キャップ１０，１１の管路１０ａ，１１ａから流入した流体は、接着部２０によって中空糸膜２同士の間に漏れることなく、各中空糸膜２の中空部だけを通過する。そして、両端部に位置する両接着部２０の間の各中空糸膜２の外表面から滲み出した流体が、ノズル５ａから流出する。または、ノズル５ａから流入された流体が、両端部の接着部２０の間の各中空糸膜２の外表面から染み込み、各中空糸膜２の中空部を通過した流体が、キャップ１０，１１の管路１０ａ，１１ａから流出される。
中空糸膜２としては、精密ろ過膜、限外ろ過膜等を用いることができる。中空糸膜の素材は特に限定されず、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリアクリロニトリル、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリアミド、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ（４−メチルペンテン）、エチレン−ビニルアルコール共重合体、セルロース、酢酸セルロース、ポリフッ化ビニリデン、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体、ポリテトラフルオロエチレン等が挙げられ、また、これらの複合素材も使用できる。
中空糸膜２の内径は５０μｍ〜３０００μｍであり、好ましくは５００μｍ〜２０００μｍである。内径が小さい場合、圧損が大きくなり、ろ過に悪影響を及ぼすため、中空糸膜２の内径は５０μｍ以上とすることが好ましい。また、内径を大きくした場合、紡糸時に膜の形状を保持することが困難になるため、３０００μｍ以下とすることが好ましい。また、中空糸膜２の内表面の平均孔径は１〜５０μｍが好ましく、阻止孔径は０．１〜１μｍが好ましい。また、中空糸膜２を外表面から内表面に向けて膜厚方向に３等分して、中空糸膜２の外表面を含む領域を領域a、内表面を含む領域を領域ｃ、領域a及び領域cの間の領域を領域bとしたときに、領域aの平均孔径Pa、領域ｂの平均孔径Pb、領域ｃの平均孔径Pcが、Pa < Pb < Pcの関係を満たすことが好ましい。
また、中空糸膜束３の中空糸膜２の本数は、例えば、直径１５０ｍｍの中空糸膜束３を形成する場合、約３０００本である。
各中空糸膜２の両端部には、各中空糸膜２内の膜厚方向の一部の範囲に長さ方向に沿って樹脂を含浸させて形成された樹脂含浸部２ａが設けられている。具体的には、各中空糸膜２の内表面側の一部の範囲に樹脂含浸部２ａが設けられている。なお、図１においては、樹脂含浸部２ａが形成された範囲を示すために図示しているが、実際には、樹脂含浸部２ａは、各中空糸膜２の外表面には形成されておらず、上述したように、各中空糸膜２の内表面側の一部の範囲に形成されている。このように樹脂含浸部２ａを設けることで、ハウジングへの挿入に不具合を生じることなく、ポッティング材が中空糸膜２の細孔を通じて中空部へ侵入し、中空糸膜２の中空部が閉塞することを防止することができる。
また、ポッティング材が、各中空糸膜２の内表面側の一部の範囲に形成された樹脂含浸部２ａまで含浸するので、接着部２０を各中空糸膜２の外表面から肉厚部の内部に向かって連続させて形成することができ、これにより各中空糸膜２と接着部２０との接着性を向上させることができる。
樹脂含浸部２ａを形成するために用いる樹脂としては、中空糸膜２の膜内に向けて吸収されるものであれば良いが、たとえばエポキシ樹脂やウレタン樹脂を用いることができる。エポキシ樹脂を用いる場合、主剤としてノボラック系エポキシ樹脂、ビスフェノールＡ系樹脂、ビスフェノールＦ系樹脂、脂環式エポキシ樹脂、ビフェニル系エポキシ樹脂、臭素化エポキシ樹脂などを用いることができる。硬化剤としては、脂肪族ポリアミン、芳香族ポリアミン、ポリアミドアミン、酸無水物系樹脂などを用いることができる。また、ウレタン樹脂としては、エーテル系ウレタン樹脂やエステル系ウレタン樹脂を用いることができる。エポキシ樹脂やウレタン樹脂は単体で用いてもよいし、反応性希釈剤を配合して粘度を調整して用いてもよいし、有機溶媒によって希釈して用いてもよい。なお、樹脂含浸部２ａの形成方法については、後で詳述する。
ポッティング材としては、エポキシ樹脂、ビニルエステル樹脂、ウレタン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、オレフィン系ポリマー、シリコーン樹脂、フッ素含有樹脂等の高分子材料が好ましく、これらの高分子材料のいずれかでもよいし、複数の高分子材料を組み合わせて用いるようにしてもよい。また、ポッティング材は、ろ過時に加圧によって生ずる一次側と二次側の差圧に耐え得る耐圧性を有することが必要であり、そのためには適度な硬度を有している必要がある。
樹脂含浸部２ａを形成するために用いる樹脂のガラス転移温度とポッティング材として用いる樹脂のガラス転移温度との差を０℃以上１０℃以下とすることが望ましい。ガラス転移温度の差を１０℃以下に設定することで、樹脂含浸部２ａを形成するために用いる樹脂とポッティング材として用いる樹脂とを強固に接着することができる。また、樹脂含浸部２ａを形成するために用いる樹脂およびポッティング材として用いる樹脂のガラス転移温度は７０℃以上とすることが望ましい。このようなガラス転移温度の樹脂を用いることによって、７０℃程度の水もしくは酸、アルカリ等の薬品を用いて熱水洗浄する場合に、十分な耐久性を保持することができる。また、樹脂含浸部２ａを形成するために用いる樹脂とポッティング材として用いる樹脂は同一であることが望ましい。同一の樹脂を用いることで、十分な分子間力が働き必要な接着強度を保つことができる。
図３は、樹脂含浸部２ａの先端と接着部２０の先端との位置関係を説明するための図であり、２本の中空糸膜２に注目して示した図である。各中空糸膜２の一端部に形成される樹脂含浸部２ａは、その他端方向の先端が、接着部２０の他端方向の先端よりも他端側に位置するように形成されている。すなわち、樹脂含浸部２ａは、各中空糸膜２の端面から樹脂含浸部２ａの先端までの長さの方が、上記端面から接着部２０の先端までの長さよりも長くなるように形成されている。なお、接着部２０の先端とは、中空糸膜２の外表面に沿って接着剤が這い上がることで形成されるせり部２１の先端のことであり、中空糸膜２の端面からの長さが最も長い端点のことをいう。
このような長さ関係で樹脂含浸部２ａと接着部２０とを形成することによって、中空糸膜２の接着部２０における付け根近傍における揺れを抑制することができ、これにより中空糸膜２の接着部２０への付け根近傍において、中空糸膜２が損傷するのを防止することができる。
また、樹脂含浸部２ａの先端と接着部２０の先端との間隔Ｄは、相加平均で１ｃｍ以上３ｃｍ以下とすることが好ましい。なお、樹脂含浸部２ａの長さを長くし過ぎると、ろ過時の中空糸膜２の有効面積が減少するので、間隔Ｄは３ｃｍ以下とすることが好ましい。また、樹脂含浸部２ａの先端と接着部２０の先端との間隔については、全ての中空糸膜２の樹脂含浸部２ａの先端と接着部２０の先端との間隔が１ｃｍ以上３ｃｍ以下である必要はなく、全ての中空糸膜２の樹脂含浸部２ａの先端と接着部２０の先端との間隔の相加平均が１ｃｍ以上３ｃｍ以下であればよく、たとえば樹脂含浸部２ａの先端と接着部２０の先端との間隔が１ｃｍ以上３ｃｍ以下の範囲でないものが一部含まれていてもよい。
ただし、各中空糸膜２の端面から樹脂含浸部２ａの先端までの長さは、上記端面から接着部２０の先端までの長さと同じにしてもよい。
ただし、各中空糸膜２の端面から樹脂含浸部２ａの先端までの長さは、上記端面から接着部２０の先端までの長さと同じにしてもよい。
また、樹脂含浸部２aの中空糸膜２の肉厚方向の厚さは、中空糸膜２の厚さに対して１０％以上７０％以下であることが望ましい。より好ましくは、３０％以上６０％以下である。樹脂含浸部２aの中空糸膜２の肉厚方向の厚さを１０％以上にすることで、接着工程での中空部へのポッティング材の染み込みによる閉塞を防ぐことができる。また、樹脂含浸部２aの中空糸膜２の肉厚方向の厚さを１００％として樹脂含浸部を形成させた場合、含浸させた部分の膜が剛直となってしまい、柔軟性が失われる。それゆえ、膜束のハンドリング時等の応力が印加されるときに、当該樹脂含浸部が損傷する虞がある。そこで、樹脂含浸部２aの中空糸膜２の肉厚方向の厚さを７０％以下になるように設定することで、中空糸膜２の長手方向において樹脂含浸部２ａを含む部分に柔軟性を持たせることにより、上述のような膜束のハンドリング時に問題なく取り扱うことができる。
図４Ｉは、樹脂含浸部２ａが形成された中空糸膜２の内表面をＳＥＭ（走査電子顕微鏡）で撮影した画像を示す図であり、図４IIは、樹脂含浸部２ａが形成されていない中空糸膜２の内表面をＳＥＭで撮影した画像を示す図である。図４Ｉに示すグレーのべた画像の部分が、樹脂が染み込んでいる部分であり、図４IIと比較すると、中空糸膜２の細孔に樹脂が染み込んでいることが分かる。
次に、上述した中空糸膜モジュール１の製造工程について説明する。中空糸膜モジュール１の製造工程の説明においては、エポキシ樹脂を使用した場合について記載している。但し、エポキシ樹脂に限定される訳ではなく、他の樹脂を使用した場合でも同様の製造工程にて中空糸膜モジュール１を製造することができる。なお、本実施形態では、耐熱性や耐薬品性の観点からエポキシ樹脂又はポリウレタン樹脂を使用している。
図５は、中空糸膜モジュール１の製造工程を示す図であり、図５に示す矢印方向の順に工程が進むものとする。また、図６は、図５に示す各工程を詳細に示す図であり、一部の中空糸膜２を拡大して示した図である。
まず、図５Ｉに示す工程１において、所定の本数の中空糸膜２を束として整え、中空糸膜束３を作製する。
次に、図５IIに示す工程２において、中空糸膜束３の端部の先端部分を希釈剤で希釈したエポキシ樹脂溶液Ｒ中へ浸漬する。具体的には、１ｃｍ程度浸漬する。そして、工程２においては、図６Ｉに示すように、中空糸膜２の端部がエポキシ樹脂溶液Ｒに浸漬された後、その浸漬された側とは逆の他端側の中空部の開口から注射器などの吸引器を用いて吸引して中空部内を陰圧状態とする。このように中空部内を陰圧状態とすることによって中空糸膜２の中空部にエポキシ樹脂溶液Ｒを充填させる。中空糸膜２の中空部に充填されたエポキシ樹脂溶液Ｒは、図６IIに示すように、中空糸膜２の内表面側の細孔へ染み込む。なお、この際、上述したように中空糸膜束３の端部は、１ｃｍ程度しかエポキシ樹脂溶液Ｒ中へ浸漬していないので、中空糸膜２の外表面側からはエポキシ樹脂溶液Ｒは染み込まない。そして、所定時間陰圧状態を保持した後、陰圧状態を解放することで中空糸膜２の中空部に充填されたエポキシ樹脂溶液Ｒを外部に排出させる。
そして、図５IIIに示す工程３において、中空糸膜束３をエポキシ樹脂溶液Ｒから引き上げて乾燥させる。上述した工程２および工程３が、接着予備工程に相当する。
なお、接着予備工程において使用する希釈剤、エポキシ樹脂の希釈濃度、浸漬時間は、エポキシ樹脂の粘度等で適宜選択されるものであり、特に限定されるものではない。
また、接着予備工程で使用するエポキシ樹脂を希釈する希釈剤としては、反応性希釈剤または有機溶媒を使用することが好ましい。
反応性希釈剤としては、脂肪族系の希釈剤が好ましく、また、エーテル系の反応性希釈剤であることが好ましい。エーテル系の反応性希釈剤としては、エポキシ基が１個のモノグリシジルエーテルと、エポキシ基が２個のジグリシジルエーテルが挙げられるが、硬化物の架橋密度を高くできる点から、１，６ヘキサンジグリシジルエーテルなどの多官能のジグリシジルエーテルが特に好ましい。
反応性希釈剤としては、脂肪族系の希釈剤が好ましく、また、エーテル系の反応性希釈剤であることが好ましい。エーテル系の反応性希釈剤としては、エポキシ基が１個のモノグリシジルエーテルと、エポキシ基が２個のジグリシジルエーテルが挙げられるが、硬化物の架橋密度を高くできる点から、１，６ヘキサンジグリシジルエーテルなどの多官能のジグリシジルエーテルが特に好ましい。
また、有機溶媒としては、アルコールやケトン類等の揮発性に優れる溶媒を使用することが好ましく、特にエタノール、１−ブタノール、もしくはこれらの混合物を使用することが好ましい。なお、中空糸膜２の材質によっては、有機溶媒が中空糸膜２を溶解してしまう可能性があるため、中空糸膜２を溶解しない有機溶媒が適宜選択される。
上記工程３における乾燥条件は特に限定されるものではないが、空気の流れを作ること及び乾燥温度を適宜調整することでより効率的に乾燥することができる。また、中空糸膜２の内表面側に含浸したエポキシ樹脂を硬化させるために高温状態にしてもよい。ただし、温度が高すぎると中空糸膜の孔径が変形してしまう場合があるので、上述したように１００℃以下とすることが好ましい。
このように中空糸膜２に樹脂含浸部２ａを形成することで、後述する接着工程の際に使用するポッティング材が、中空糸膜２の肉厚部内に形成される細孔を通じて、中空糸膜２の中空部へ侵入することを阻止することができる。具体的には、中空糸膜２の細孔が大きい場合、ポッティング材の粘度や、後の接着方法にもよるが、接着工程において、ポッティング材が中空糸膜２の中空部まで到達し中空糸膜２を閉塞させてしまう可能性がある。上述したように接着予備工程によって樹脂含浸部２ａを予め形成することによって、このような大孔径の細孔を有する中空糸膜２でも中空部を閉塞することなく接着工程を実施することができる。
ただし、ポッティング材は、上述したように中空糸膜２の内表面側に形成された樹脂含浸部２ａの位置まで含浸するので、接着部２０を中空糸膜２の外表面から肉厚部の内部に向かって連続させて形成することができ、これにより中空糸膜２と接着部２０との接着性を向上させることができる。
また、樹脂含浸部２ａの中空糸膜２の肉厚方向の厚さは、中空糸膜２の厚さに対して１０以上７０％以下になるように設定することが望ましい。
具体的には、樹脂含浸部２ａは、希釈したエポキシ樹脂が、中空糸膜２の内表面側から毛細管現象による細孔へ染み込むことにより形成されるため、希釈したエポキシ樹脂との接触時間が長いほど中空糸膜２の肉厚部に残留するエポキシ樹脂が多くなって樹脂含浸部２ａの肉厚方向の厚さが厚くなる。たとえば、相対的に長い時間樹脂溶液と接触させることで樹脂含浸部２ａを形成した場合の樹脂含浸部２ａの肉厚方向の厚さが、図７に示すＴ１となり、相対的に短い時間樹脂溶液と接触させることによって樹脂含浸部２ａを形成した場合の樹脂含浸部２ａの肉厚方向の厚さが、図７に示すＴ２となる。
本実施形態においては、希釈剤中のエポキシ樹脂の濃度を１０質量％以上に設定している。エポキシ樹脂の濃度が１０質量％未満の場合、接着工程において中空糸膜２の中空部がポッティング材により閉塞する可能性があるためである。
具体的には、接着予備工程において、エポキシ樹脂の濃度が１０質量％未満の場合、エポキシ樹脂の量が減少するため、密な樹脂含浸部２ａが形成できない場合がある。そのため、接着工程において、この樹脂含浸部２ａが蜜に形成されていない箇所からポッティング材が中空糸膜２の中空部へ侵入することにより、中空部が閉塞すると考えられる。
エポキシ樹脂溶液Ｒ中のエポキシ樹脂の濃度を１０質量％以上に設定した場合、樹脂含浸部２ａが十分に密に形成されるため、接着工程においてポッティング材が中空糸膜２の中空部へ侵入することはない。よって、本実施形態では、希釈剤中のエポキシ樹脂の濃度を１０質量％以上に設定し、全ての中空糸膜２の内表面側に樹脂含浸部２ａを密に形成させることで、中空糸膜２の中空部がポッティング材によって閉塞するのを防いでいる。
また、樹脂含浸部２ａの厚さが中空糸膜２の厚さに対して７０％以下になるように、エポキシ樹脂溶液Ｒのエポキシ樹脂の濃度を７０質量％以下に設定している。これにより、上述したように中空糸膜２の長手方向において樹脂含浸部２ａを含む部分に柔軟性を持たせることができる。
また、接着予備工程において、エポキシ樹脂溶液Ｒ中へ中空糸膜２の端部を浸漬して引き上げた後、エポキシ樹脂溶液Ｒの乾燥を途中で止め、中空糸膜２の肉厚部に未反応なエポキシ樹脂が残った状態としても良い。このような状態でポッティング材としてエポキシ樹脂を使用し後述する接着工程を行い、中空糸膜２の肉厚部に存在する未反応なエポキシ樹脂とポッティング材とを同時に硬化させても良い。これにより、接着予備工程の際に未反応であったエポキシ樹脂のエポキシ基もしくはアミノ基と、接着工程で使用するポッティング材中のエポキシ基もしくはアミノ基とが、化学的に結合し、強固な接着を実現できる。さらに、接着予備工程で使用するエポキシ樹脂と同一のエポキシ樹脂を、接着工程で使用すれば、より良好な接着強度を得ることができる。また、このように同一のエポキシ樹脂を用いた場合、線膨張係数が同一であるため、熱サイクルによる膨張量、収縮量に差がなく、熱耐久性が向上する。また、接着予備工程と接着工程とで使用する材料を統一することができるため、混合等の工程管理が容易となる。
ただし、中空糸膜モジュール１に使用するケーシング５等の部材の耐熱性が十分でない場合、完全硬化に必要な温度まで加熱できない場合がある。そのような場合は、接着予備工程終了後、ケーシング５に収容する前に中空糸膜束３を高温加熱して完全硬化を行うことで、架橋密度が増し耐薬品性が向上した構造を実現することができる。接着予備工程でエポキシ樹脂を完全硬化させた場合、接着工程で使用するポッティング材との化学結合を伴って接着硬化させることはできないが、同一のエポキシ樹脂を用いれば十分な分子間力が働き必要な接着強度を保つことができる。
次に、図５IVに示す工程４において、中空糸膜２の両端部に樹脂含浸部２ａを形成した後、図５Ｖに示す工程５において、樹脂含浸部２ａが形成された中空糸膜束３をケーシング５内へ挿入し、ポッティング材ＰＴを用いて各中空糸膜２の樹脂含浸部２ａが形成された端部同士を接着するとともに、中空糸膜束３とケーシング５とを接着固定した。なお、工程５においては、図６IIIに示すように、中空糸膜束３の各中空糸膜２の開口を封止物２ｂで目止めし、各中空糸膜２の中空部を封止する。封止物２ｂとしては、たとえば石膏が用いられるが、その他にも熱可塑性樹脂または光硬化性樹脂を用いてもよい。これによりポッティング材ＰＴが、中空糸膜２の中空部に侵入するのを防止することができる。
中空糸膜束３とケーシング５とを接着固定するには、中空糸膜束３が収容されたケーシング５を水平方向に回転させながら接着する遠心接着、またはケーシング５の長手方向を鉛直方向に配置し、ポッティング材ＰＴをケーシング５の下端から注入する静置接着にて行うことができる。遠心接着は、中空糸膜束３の両端を同時に接着することができる反面、多額の設備投資や高速で回転させるための電力が必要となる。一方、静置接着は、片側ずつ接着する必要があるため接着に必要な時間は増加するものの、大型の設備投資の必要がなく、簡素な治具で実施できる。ここでは静置接着による接着手順を説明する。
図８に示すように、接着予備工程を経た中空糸膜束３をケーシング５に収納し、そのケーシング５の下端に接着カップ３０を装着し、図９に示すように、装着した接着カップ３０を固定用ナット４０によってケーシング５に固定する。
接着カップ３０にはポッティング材ＰＴを注入するための注入孔３０ａが設けられている。求められるポッティング材ＰＴの注入速度にもよるが、この注入孔３０ａの口径は４ｍｍ〜１６ｍｍとすることが好ましい。また、注入孔３０ａの個数は１個でも構わないが、接着カップ３０の底面に複数個をほぼ等間隔に均等分散して設けることが好ましい。本実施形態においては、図８に示すように４個の注入孔３０ａをほぼ等間隔に均等分散して設けている。
このようにして組み立てた後、図９に示すようにポッティング材容器５０に一端が接続された注入チューブ５１の他端が接着カップ３０の注入孔３０ａに挿入され、ポッティング材容器５０内のポッティング材ＰＴを注入チューブ５１および注入孔３０ａを介してケーシング５内に規定量だけ注入し、硬化するまで放置する。なお、ポッティング材ＰＴの注入方法については、自重によって注入してよいし、ポンプなどを用いて気体の加圧力によって注入しても良いが、定量性のあるポンプを使用するのが注入条件の再現性が得られる点で好ましい。なお、ポッティング材ＰＴが硬化した後、必要に応じて高温での完全硬化を実施しても良い。
次に、ケーシング５内のポッティング材ＰＴが硬化したことを確認した後、固定用ナット４０および接着カップ３０を取り外す。そして、図５VIに示す工程６において、図６IVに示すように、封止物２ｂによって目止めしていた部分を切断し、中空糸膜束３の端部を開口させる。
最後に、図１０に示されるように、中空糸膜束３が接着固定されたケーシング５の両端部のそれぞれに、配管接続用のキャップ１０，１１がＯリング１２を介して装着され、ナット１３によって締結固定された後、リーク検査、試運転等を実施し、規定通りに製造できていることを確認して中空糸膜モジュール１が完成する。
なお、上記実施形態の中空糸膜モジュール１は、中空糸膜束３の両端部がポッティング材ＰＴによって接着固定されるものであるが、例えば、中空糸膜束の一端部だけを接着固定し、他端部は中空部を封止して接着固定しないような中空糸膜モジュールである場合には、接着固定される一端部のみに樹脂含浸部を設けるようにすればよい。
次に、本実施形態に係る中空糸膜モジュール１をろ過装置１００に設置した態様の一例について図１１を参照して説明し、さらに、本実施形態に係る中空糸膜モジュール１を用いたろ過方法について説明する。なお、このろ過装置１００において、内圧ろ過でのクロスフローろ過方式を想定している。
ろ過装置１００は、中空糸膜モジュール１のキャップ１１の管路１１ａに接続されて被処理水を供給する供給配管１０１と、キャップ１０の管路１０ａに接続されて循環水を送り出す循環配管１０２とを備えている。さらに、供給配管１０１や循環配管１０２の途中には、圧力計Ｐｉ，Ｐｏや弁１０１ａ，１０２ａなどが配設されている。また、ろ過装置１００は、ろ過水の流路となる上部ろ過水排出管１０３と下部ろ過水排出管１０４とを備えている。上部ろ過水排出管１０３や下部ろ過水排出管１０４はろ過水の合流管１０５に接続されており、合流管１０５は外部の配管（図示せず）に連絡している。なお、合流管１０５には、圧力計Ｐｆや弁１０５ａなどが配設されている。
中空糸膜モジュール１は縦に配置され、上側のノズル５ａが上部ろ過水排出管１０３に接続され、下側のノズル５ａが下部ろ過水排出管１０４に接続される。
被処理水は、供給配管１０１から管路１１ａを通じて所定の圧力で中空糸膜モジュール１に導入される。被処理水は、各中空糸膜２の中空部に導入され、中空糸膜２でろ過され、そのろ過水は各中空糸膜２の外表面から滲み出す。ろ過水は、上部ろ過水排出管１０３または下部ろ過水排出管１０４を通って合流管１０５に排出され、外部配管を通じて採取される。一方で、中空糸膜２を透過した被処理水は、循環水としてキャップ１０の管路１０ａから排出され、循環配管１０２に送り出される。
上記実施形態の中空糸膜モジュール１においては、中空糸膜２の内表面側の一部の範囲に樹脂含浸部２ａを設けるようにしたが、図１２に示すように、中空糸膜２の外表面側の一部の範囲にも樹脂含浸部２ｃを設けるようにしてもよい。なお、以下、中空糸膜２の内表面側に設けられた樹脂含浸部２ａを内表面側樹脂含浸部２ａといい、中空糸膜２の外表面側に設けられた樹脂含浸部２ｃを外表面側樹脂含浸部２ｃという。
中空糸膜２の一端部に形成された外表面側樹脂含浸部２ｃは、内表面側樹脂含浸部２ａと同様に、その他端方向の先端が、接着部２０の他端方向の先端よりも他端側に位置するように形成されている。すなわち、外表面側樹脂含浸部２ｃは、内表面側樹脂含浸部２ａと同様に、各中空糸膜２の端面から外表面側樹脂含浸部２ｃの先端までの長さの方が、上記端面から接着部２０の先端までの長さよりも長くなるように形成されている。
中空糸膜２の一端部に形成された外表面側樹脂含浸部２ｃは、内表面側樹脂含浸部２ａと同様に、その他端方向の先端が、接着部２０の他端方向の先端よりも他端側に位置するように形成されている。すなわち、外表面側樹脂含浸部２ｃは、内表面側樹脂含浸部２ａと同様に、各中空糸膜２の端面から外表面側樹脂含浸部２ｃの先端までの長さの方が、上記端面から接着部２０の先端までの長さよりも長くなるように形成されている。
このような長さ関係で樹脂含浸部２ａと接着部２０とを形成することによって、中空糸膜２の接着部２０における付け根近傍における揺れをさらに抑制することができ、これにより中空糸膜２の接着部２０への付け根近傍において、中空糸膜が損傷するのを防止することができる。また、外表面側樹脂含浸部２ｃは、接着部２０のせり部２１の先端が、中空糸膜２の外表面に直接接触して傷つけるのを防止することができる。
また、外表面側樹脂含浸部２ｃの先端と接着部２０の先端との間隔Ｄも、内表面側樹脂含浸部２ａと同様に、相加平均で１ｃｍ以上３ｃｍ以下とすることが好ましい。間隔Ｄを１ｃｍ以上に設定することで、外表面側樹脂含浸部２ｃによる中空糸膜２の補強効果を充分に得ることができる。なお、外表面側樹脂含浸部２ｃの長さを長くし過ぎると、ろ過時の中空糸膜２の有効面積が減少するので、間隔Ｄは３ｃｍ以下とすることが好ましい。また、外表面側樹脂含浸部２ｃの先端と接着部２０の先端との間隔については、全ての中空糸膜２の外表面側樹脂含浸部２ｃの先端と接着部２０の先端との間隔が１ｃｍ以上３ｃｍ以下である必要はなく、全ての中空糸膜２の外表面側樹脂含浸部２ｃの先端と接着部２０の先端との間隔の相加平均が１ｃｍ以上３ｃｍ以下であればよく、たとえば外表面側樹脂含浸部２ｃの先端と接着部２０の先端との間隔が１ｃｍ以上３ｃｍ以下の範囲でないものが一部含まれていてもよい。
ただし、各中空糸膜２の端面から外表面側樹脂含浸部２ｃの先端までの長さは、上記端面から接着部２０の先端までの長さと同じにしてもよい。
ただし、各中空糸膜２の端面から外表面側樹脂含浸部２ｃの先端までの長さは、上記端面から接着部２０の先端までの長さと同じにしてもよい。
また、内表面側樹脂含浸部２ａおよび外表面側樹脂含浸部２ｃの中空糸膜２の肉厚方向の厚さの合計は、中空糸膜２の厚さに対して１０％以上７０％以下であることが望ましい。より好ましくは、３０％以上６０％以下である。内表面側樹脂含浸部２ａおよび外表面側樹脂含浸部２ｃの中空糸膜２の肉厚方向の合計の厚さを１０％以上にすることで、接着部２０に対する中空糸膜２の付け根近傍の強度を増すことができる。また、内表面側樹脂含浸部２ａおよび外表面樹脂含浸部２ｃの中空糸膜２の肉厚方向の厚さを７０％以下にすることで、中空糸膜２の長手方向において内表面側樹脂含浸部２ａおよび外表面樹脂含浸部２ｃを含む部分に柔軟性を持たせることができる。
図１２に示すように、中空糸膜２に対して外表面側樹脂含浸部２ｃと内表面側樹脂含浸部２ａとの両方を設ける場合、これらを別々に形成する方法と、同時に形成する方法とがある。まず、外表面側樹脂含浸部２ｃと内表面側樹脂含浸部２ａとを別々に形成する方法について説明する。
外表面側樹脂含浸部２ｃと内表面側樹脂含浸部２ａとを別々に形成する場合には、これのうち、まず内表面側樹脂含浸部２ａから形成される。なお、この内表面側樹脂含浸部２ａを形成する工程が、第１の接着予備工程に相当する。この第１の接着予備工程については、上述した図５Ｉ〜IVおよび図６Ｉ〜図IIで説明した工程と同様である。
そして、第１の接着予備工程によって内表面側樹脂含浸部２ａが形成された後、外表面樹脂含浸部２ｃが形成される。この外表面樹脂含浸部２ｃを形成する工程が、第２の接着予備工程に相当する。
図１３は、中空糸膜２に外表面側樹脂含浸部２ｃを形成する工程を示す図である。また、図１４は、図１３に示す各工程を詳細に示す図であり、一部の中空糸膜２を拡大して示した図である。
まず、図１３Ｉに示す工程１において、内表面側樹脂含浸部２ａが形成された中空糸膜２を束として整え、中空糸膜束３を作製する。この工程１では、続いて、好ましくは図１４Ｉで示すように、中空糸膜束３の各中空糸膜２の開口を封止物２ｂで目止めし、各中空糸膜２の中空部を封止してもよい。封止物２ｂとしても、上述した封止物２ｂと同様に、たとえば石膏が用いられるが、その他にも熱硬化性樹脂または光硬化性樹脂を用いてもよい。
次に、図１３IIに示す工程２において、封止物２ｂで封止した中空糸膜束３の端部を有機溶媒で希釈したエポキシ樹脂溶液Ｒ中へ所定時間浸漬させた後、図１３IIIに示す工程３において、中空糸膜束３をエポキシ樹脂溶液Ｒから引き上げて乾燥させる。この工程２および工程３が、第２の接着予備工程に相当する。
上記工程２においては、図１４IIに示すように、中空糸膜２がエポキシ樹脂溶液Ｒに浸けられた後、エポキシ樹脂溶液Ｒが中空糸膜２の外表面の細孔から侵入し、さらに中空糸膜２の端部の内表面側樹脂含浸部２ａを除く肉厚部全体に浸透する。
なお、第２の接着予備工程において使用する有機溶媒、エポキシ樹脂の希釈濃度、浸漬時間は、エポキシ樹脂の粘度等で適宜選択されるものであり、特に限定されるものではない。
上記工程３における乾燥条件も、上記実施形態と同様に、特に限定されるものではないが、空気の流れを作ること及び乾燥温度を適宜調整することでより効率的に乾燥することができる。有機溶媒を完全に揮発させるには、８０℃〜１００℃の高温環境で乾燥させることが好ましい。ただし、温度が高すぎると中空糸膜の孔径が変形してしまう場合があるので、上述したように１００℃以下とすることが好ましい。
この工程３においては、エポキシ樹脂の希釈に使用した有機溶媒が、中空糸膜２の外表面から優先的に揮発する。そして、この有機溶媒の揮発と同時に、有機溶媒中に溶けているエポキシ樹脂も中空糸膜２の外表面側へ引き寄せられる。これにより、中空糸膜２の肉厚部の外表面側に外表面側樹脂含浸部２ｃが形成される。図１４IIIは、中空糸膜２の外表面から有機溶媒が次第に揮発し、エポキシ樹脂が中空糸膜２の外表面側に引き寄せられる状態を示している。
このように中空糸膜２に外表面樹脂含浸部２ｃを形成することで、接着工程の際に使用するポッティング材が、中空糸膜２の肉厚部内の細孔を通じて、中空糸膜２の中空部へ侵入することを阻止することができる。また、中空糸膜２の外表面の周方向に亘って外表面樹脂含浸部２ｃを形成することで、外表面の周方向の全域において中空糸膜２の損傷を抑えることができる。
また、第２の接着予備工程により外表面樹脂含浸部２ｃを形成した中空糸膜２の外表面の細孔は、エポキシ樹脂により完全に埋まっているわけではなく、一部分の細孔を残した状態となっていることがわかった。このような構造は、接着工程においてアンカー効果による接着強度の向上を期待することができる。
また、内表面側樹脂含浸部２ａおよび外表面側樹脂含浸部２ｃの中空糸膜２の肉厚方向の厚さの合計は、中空糸膜２の厚さに対して１０％以上７０％以下になるように設定することが望ましく、樹脂溶液中のエポキシ樹脂の濃度によってコントロールすることができ、１０質量％以上７０質量％以下に調整することで達成される。
本実施形態においては、有機溶媒中のエポキシ樹脂の濃度を１０質量％以上とすることによって、中空糸膜２の外表面の周方向全域に亘って密な外表面側樹脂含浸部２ｃを形成することができ、これにより外表面の周方向の全域において中空糸膜２の損傷を抑えることができる。
第２の接着予備工程において、中空糸膜２の端部は中空糸膜束３としてエポキシ樹脂溶液Ｒ中へ含浸され、乾燥される。この際、中空糸膜２同士が接触している外表面からは有機溶媒が揮発しにくく、中空糸膜２同士が接触していない外表面から優先的に揮発が進行する。そのため、エポキシ樹脂溶液Ｒは中空糸膜２同士が接触している外表面側から中空糸膜２同士が接触していない外表面側へ移動する。ここで、エポキシ樹脂溶液Ｒの移動に伴いエポキシ樹脂溶液Ｒに溶けているエポキシ樹脂も中空糸膜２同士が接触していない外表面側へ移動し、外表面側樹脂含浸部２ｃを形成する。
第２の接着予備工程において、中空糸膜２の端部は中空糸膜束３としてエポキシ樹脂溶液Ｒ中へ含浸され、乾燥される。この際、中空糸膜２同士が接触している外表面からは有機溶媒が揮発しにくく、中空糸膜２同士が接触していない外表面から優先的に揮発が進行する。そのため、エポキシ樹脂溶液Ｒは中空糸膜２同士が接触している外表面側から中空糸膜２同士が接触していない外表面側へ移動する。ここで、エポキシ樹脂溶液Ｒの移動に伴いエポキシ樹脂溶液Ｒに溶けているエポキシ樹脂も中空糸膜２同士が接触していない外表面側へ移動し、外表面側樹脂含浸部２ｃを形成する。
一方で、中空糸膜２同士が接触している外表面側ではエポキシ樹脂の量が減少するため、密な外表面側樹脂含浸部２ｃが形成できない場合がある。そのため、密な外表面側樹脂含浸部２ｃが形成できない部分においては接着部２０による中空糸膜２の損傷抑制の効果が低下する可能性がある
エポキシ樹脂溶液Ｒ中のエポキシ樹脂の濃度を１０質量％以上に設定した場合、中空糸膜２同士が接触している外表面側においてもエポキシ樹脂が残るため、中空糸膜２の外表面の周方向全域に亘って密な外表面側樹脂含浸部２ｃが形成される。よって、本実施形態では、有機溶媒中のエポキシ樹脂の濃度を１０質量％以上に設定し、中空糸膜２の外表面の周方向全域に亘って密な外表面側樹脂含浸部２ｃを形成することで、周方向の全域に亘って中空糸膜２の損傷が抑制される。
また、内表面側樹脂含浸部２ａおよび外表面側樹脂含浸部２ｃの中空糸膜２の肉厚方向の厚さの合計は、中空糸膜２の厚さに対して７０質量％以下になるように、エポキシ樹脂溶液Ｒのエポキシ樹脂の濃度を設定している。これは、第２の接着予備工程において、エポキシ樹脂溶液Ｒ中へ含浸させた中空糸膜２の端部を乾燥させる際に、中空糸膜２同士が固着するのを防ぐためである。エポキシ樹脂溶液Ｒ中のエポキシ樹脂の濃度が７０質量％を超えると、接着予備工程における乾燥の際、中空糸膜２同士が固着してしまう。第２の接着予備工程の後に複数の中空糸膜２をケーシングに挿入できるように円柱状に束を整えることが難しくなるほか、無理やり固着した中空糸膜２同士を剥がそうとすると中空糸膜２を傷つける原因となる。
また、第２の接着予備工程において、エポキシ樹脂溶液Ｒ中へ中空糸膜２の端部を浸漬して引き上げた後、エポキシ樹脂溶液Ｒの乾燥を途中で止め、中空糸膜２の肉厚部に未反応なエポキシ樹脂が残った状態としても良い。このような状態でポッティング材としてエポキシ樹脂を使用して接着工程を行い、中空糸膜２の肉厚部に存在する未反応なエポキシ樹脂とポッティング材とを同時に硬化させても良い。なお、このように第２の接着予備工程および接着工程を行う効果については、上述したとおりである。また、この場合も中空糸膜モジュール１に使用するケーシング５等の部材の耐熱性が十分でない場合には、上記実施形態と同様に、第２の接着予備工程終了後、ケーシング５に収容する前に中空糸膜束３を高温加熱して完全硬化を行うようにしてもよい。
次いで、図１３IVに示す工程４において、中空糸膜２の両端部に外表面側樹脂含浸部２ａを形成する。その後の接着工程については、上記実施形態と同様である。
次に、外表面側樹脂含浸部２ｃと内表面側樹脂含浸部２ａとを同時に形成する方法について説明する。
図１５は、中空糸膜２に外表面側樹脂含浸部２ｃと内表面側樹脂含浸部２ａを同時に形成する工程を示す図である。また、図１６は、図１５に示す各工程を詳細に示す図であり、一部の中空糸膜２を拡大して示した図である。
まず、図１５Ｉに示す工程１において、所定の本数の中空糸膜２を束として整え、中空糸膜束３を作製する。外表面側樹脂含浸部２ｃと内表面側樹脂含浸部２ａを同時に形成する場合には、図１６Ｉで示すように、各中空糸膜２の開口は封止しない。予め各中空糸膜２の両端を封止した状態で、後述するようにエポキシ樹脂溶液Ｒに浸漬して乾燥させた場合、乾燥工程において中空糸膜２の内表面から有機溶媒が揮発されなくなり、内表面側樹脂含浸部２ａを形成することができないからである。
次に、図１５IIに示す工程２において、中空糸膜束３の端部を希釈剤で希釈したエポキシ樹脂溶液Ｒ中へ所定時間浸漬させた後、図１５IIIに示す工程３において、中空糸膜束３をエポキシ樹脂溶液Ｒから引き上げ、エポキシ樹脂溶液Ｒを垂れ切った後、乾燥させる。この工程２および工程３が、接着予備工程に相当する。
上記工程２においては、図１６IIに示すように、中空糸膜２がエポキシ樹脂溶液Ｒに浸けられた後、エポキシ樹脂溶液Ｒが中空糸膜２の外表面および内表面の細孔から侵入し、さらに中空糸膜２の端部の肉厚部全体に浸透する。
そして、エポキシ樹脂溶液Ｒを垂れ切った後、乾燥させることによって、図１６IIIに示すように、内側樹脂含浸部２ａおよび外側樹脂含浸部２ｃが形成される。
そして、エポキシ樹脂溶液Ｒを垂れ切った後、乾燥させることによって、図１６IIIに示すように、内側樹脂含浸部２ａおよび外側樹脂含浸部２ｃが形成される。
なお、接着予備工程において使用する希釈剤、エポキシ樹脂の希釈濃度、浸漬時間は、エポキシ樹脂の粘度等で適宜選択されるものであり、特に限定されるものではない。
上記工程３における乾燥条件は特に限定されるものではないが、空気の流れを作ること及び乾燥温度を適宜調整することでより効率的に乾燥することができる。ただし、温度が高すぎると中空糸膜の孔径が変形してしまう場合があるので、上述したように１００℃以下とすることが好ましい。
なお、この接着予備工程においても、エポキシ樹脂溶液Ｒ中へ中空糸膜２の端部を浸漬して引き上げた後、エポキシ樹脂溶液Ｒの乾燥を途中で止め、中空糸膜２の肉厚部に未反応なエポキシ樹脂が残った状態としても良い。このような状態でポッティング材としてエポキシ樹脂を使用して接着工程を行い、中空糸膜２の肉厚部に存在する未反応なエポキシ樹脂とポッティング材とを同時に硬化させても良い。なお、このように接着予備工程および接着工程を行う効果については、上述したとおりである。
次いで、図１５IVに示す工程４において、中空糸膜２の両端部に内表面側樹脂含浸部２ａおよび外表面側樹脂含浸部２ｃを形成した後、図１５Ｖに示す工程５において、内表面側樹脂含浸部２ａおよび外表面側樹脂含浸部２ｃが形成された中空糸膜束３をケーシング５内へ挿入し、ポッティング材ＰＴを用いて各中空糸膜２の内表面側樹脂含浸部２ａおよび外表面側樹脂含浸部２ｃが形成された端部同士を接着するとともに、中空糸膜束３とケーシング５とを接着固定した。なお、工程５においては、図１６IVに示すように、中空糸膜束３の各中空糸膜２の開口を封止物２ｂで目止めし、各中空糸膜２の中空部を封止する。封止物２ｂとしては、たとえば石膏が用いられるが、その他にも熱可塑性樹脂または光硬化性樹脂を用いてもよい。これによりポッティング材ＰＴが、中空糸膜２の中空部に侵入するのを防止することができる。
そして、図１５VIに示す工程６において、図１６IVに示すように、封止物２ｂによって目止めしていた部分を切断し、中空糸膜束３の端部を開口させる。
以下に、実施例および比較例で使用した測定方法を記載する。
（中空糸膜の内表面の平均孔径）
中空糸膜２の内表面の平均孔径は、以下のようにして測定する。まず、中空糸膜２を長さ方向に切断して、中空糸膜の内表面側を露出させた状態で走査型電子顕微鏡を用いて中空糸膜２の内表面を極力多数の細孔の形状が明確に確認できる程度の倍率で撮影する。なお、孔径が０．１μｍから５０μｍ程度であれば、５００倍程度の倍率の電子顕微鏡画像を用いるのが適当である。次に、電子顕微鏡画像のコピーの上に透明シートを重ね、黒いペン等を用いて細孔部分を黒く塗り潰し、透明シートを白紙にコピーすることにより、細孔部分は黒、非細孔部分は白と明確に区別する。その後、市販の画像解析ソフトを利用して任意に選んだ細孔１００個の孔径を求め、その相加平均値を出すことで平均孔径を算出する。画像解析ソフトは例えば三谷商事株式会社から販売されているソフトウェア“ＷｉｎＲｏｏｆ”を用いることができる。なお、孔径とは、細孔の円周上における任意の点から、該任意の点に対向する位置にある細孔の円周上の点とを結んだ距離を指す。
中空糸膜２の内表面の平均孔径は、以下のようにして測定する。まず、中空糸膜２を長さ方向に切断して、中空糸膜の内表面側を露出させた状態で走査型電子顕微鏡を用いて中空糸膜２の内表面を極力多数の細孔の形状が明確に確認できる程度の倍率で撮影する。なお、孔径が０．１μｍから５０μｍ程度であれば、５００倍程度の倍率の電子顕微鏡画像を用いるのが適当である。次に、電子顕微鏡画像のコピーの上に透明シートを重ね、黒いペン等を用いて細孔部分を黒く塗り潰し、透明シートを白紙にコピーすることにより、細孔部分は黒、非細孔部分は白と明確に区別する。その後、市販の画像解析ソフトを利用して任意に選んだ細孔１００個の孔径を求め、その相加平均値を出すことで平均孔径を算出する。画像解析ソフトは例えば三谷商事株式会社から販売されているソフトウェア“ＷｉｎＲｏｏｆ”を用いることができる。なお、孔径とは、細孔の円周上における任意の点から、該任意の点に対向する位置にある細孔の円周上の点とを結んだ距離を指す。
（中空糸膜の内表面と外表面との間の肉厚部における平均孔径）
中空糸膜２の内表面と外表面との間の肉厚部における平均孔径は、以下のようにして測定する。まず、中空糸膜２を長さ方向に垂直な断面で切断する。次に、その断面において、中空糸膜を外表面から内表面に向けて膜厚方向に３等分し、外表面を含む領域を領域a、内表面を含む領域を領域c、領域aと領域cの間の領域を領域bとする。その後、各領域毎に平均孔径を求める。例えば、領域aの平均孔径を求める場合、領域a内における任意の位置から膜厚方向に対して全膜厚の１０％の範囲内を走査型電子顕微鏡で撮影する。この時、領域a内における任意の位置から膜厚方向に対して全膜厚の１０％の範囲内が、必ず領域a内に収まるように、領域a内における任意の位置を設定する必要がある。その後、撮影した画像を基に、中空糸膜の内表面の平均孔径の測定法と同様にして平均孔径を算出することで、領域aにおける平均孔径を求めることができる。なお、領域b、領域cにおいても領域aと同様にして、平均孔径を求めることができる。
中空糸膜２の内表面と外表面との間の肉厚部における平均孔径は、以下のようにして測定する。まず、中空糸膜２を長さ方向に垂直な断面で切断する。次に、その断面において、中空糸膜を外表面から内表面に向けて膜厚方向に３等分し、外表面を含む領域を領域a、内表面を含む領域を領域c、領域aと領域cの間の領域を領域bとする。その後、各領域毎に平均孔径を求める。例えば、領域aの平均孔径を求める場合、領域a内における任意の位置から膜厚方向に対して全膜厚の１０％の範囲内を走査型電子顕微鏡で撮影する。この時、領域a内における任意の位置から膜厚方向に対して全膜厚の１０％の範囲内が、必ず領域a内に収まるように、領域a内における任意の位置を設定する必要がある。その後、撮影した画像を基に、中空糸膜の内表面の平均孔径の測定法と同様にして平均孔径を算出することで、領域aにおける平均孔径を求めることができる。なお、領域b、領域cにおいても領域aと同様にして、平均孔径を求めることができる。
（中空糸膜の阻止孔径）
中空糸膜２の阻止孔径は、以下のようにして測定する。一定径の粒子が分散した粒子分散液を中空糸膜中空部へ流入し濾過を行う。この時、粒子径を０．１μｍから０．１μｍ刻みで変えながら濾過液の濃度を測定し、濾過前の粒子分散液の濃度と比較することで粒子の濾過阻止率を求める。濾過阻止率が９０％であるときの粒子径を阻止孔径とする。
中空糸膜２の阻止孔径は、以下のようにして測定する。一定径の粒子が分散した粒子分散液を中空糸膜中空部へ流入し濾過を行う。この時、粒子径を０．１μｍから０．１μｍ刻みで変えながら濾過液の濃度を測定し、濾過前の粒子分散液の濃度と比較することで粒子の濾過阻止率を求める。濾過阻止率が９０％であるときの粒子径を阻止孔径とする。
（樹脂含浸部を形成するために用いる樹脂及びポッティング材として用いる樹脂のガラス転移温度）
樹脂含浸部２ａを形成するために用いる樹脂のガラス転移温度とポッティング材として用いる樹脂のガラス転移温度は、パーキンエルマー社製の示差走査熱量計（DSC）装置（型版：DSC８０００）を用いて測定した。測定方法はJIS K７１２１のガラス転移温度の測定方法に準拠した。なお、基準物質としてはインジウムを使用した。
樹脂含浸部２ａを形成するために用いる樹脂のガラス転移温度とポッティング材として用いる樹脂のガラス転移温度は、パーキンエルマー社製の示差走査熱量計（DSC）装置（型版：DSC８０００）を用いて測定した。測定方法はJIS K７１２１のガラス転移温度の測定方法に準拠した。なお、基準物質としてはインジウムを使用した。
具体的には、完成した中空糸膜モジュール１において、接着部２０から約５ｍｇの樹脂を採取し、樹脂含浸部２aから樹脂を適量採取した。樹脂含浸部２aを形成する樹脂中には中空糸膜２が含まれるため、事前に中空糸膜２のみを有機溶媒で溶解させる前処理を施した。具体的には、採取した樹脂含浸部２aを形成する樹脂中へ、中空糸膜素材であるポリスルホンやPVDFを溶解することができるジメチルホルムアミド溶液を約１００ｍＬ加え、超音波洗浄を１０分間実施した。ただし、中空糸膜２を溶解させる溶媒はこれに限定されるものではなく、適宜選択すれば良い。一度目の洗浄が終了した後、ジメチルホルムアミド溶液を交換し、同様の操作をさらに２度実施した。その後、溶け残った樹脂をエタノールで洗浄し、４０℃の乾燥機中で８時間乾燥させ、樹脂約５ｍｇを採取した。
次に、接着部２０から採取した樹脂５ｍｇと前処理後の樹脂含浸部２aを形成する樹脂５ｍｇをそれぞれ専用のサンプル容器に封入し、サンプル容器を装置内に設置した後、装置内を２０℃に温調し測定を開始した。２０℃から１６０℃の範囲でサンプルを昇温した。昇温速度は１０℃／ｍｉｎとした。得られた結果から中間点ガラス転移温度（Tg）を算出し、これをガラス転移温度とした。
（中空糸膜の内径及び外径）
中空糸膜２の内径及び外径は、以下のようにして求める。中空糸膜２を膜長手方向に垂直な向きにカミソリなどで薄く切り、走査型電子顕微鏡を用いて断面の内径の長径と短径、外径の長径と短径を測定し、以下の式（１）、（２）により、それぞれ内径と外径を決定した。なお、本実施形態では任意に選んだ中空糸膜２、２０本についてそれぞれ内径および外径を測定し、相加平均値を算出することで求めている。
中空糸膜２の内径及び外径は、以下のようにして求める。中空糸膜２を膜長手方向に垂直な向きにカミソリなどで薄く切り、走査型電子顕微鏡を用いて断面の内径の長径と短径、外径の長径と短径を測定し、以下の式（１）、（２）により、それぞれ内径と外径を決定した。なお、本実施形態では任意に選んだ中空糸膜２、２０本についてそれぞれ内径および外径を測定し、相加平均値を算出することで求めている。
（中空糸膜の膜厚方向の厚さ）
中空糸膜２の膜厚方向の厚さは、以下のようにして測定する。上述したように中空糸膜２の内径（ Ａ ）および外径（ Ｂ ）を測定し、以下の式(３)にて求めた。
中空糸膜２の膜厚 ＝ （ Ｂ − Ａ ） ／ ２・・・（３）
なお、本実施形態では任意に選んだ２０本の中空糸膜２についてそれぞれ膜厚を測定し、相加平均値を算出することで求めている。
中空糸膜２の膜厚方向の厚さは、以下のようにして測定する。上述したように中空糸膜２の内径（ Ａ ）および外径（ Ｂ ）を測定し、以下の式(３)にて求めた。
中空糸膜２の膜厚 ＝ （ Ｂ − Ａ ） ／ ２・・・（３）
なお、本実施形態では任意に選んだ２０本の中空糸膜２についてそれぞれ膜厚を測定し、相加平均値を算出することで求めている。
（樹脂含浸部の中空糸膜の膜厚方向の厚さ）
樹脂含浸部２aの中空糸膜２の膜厚方向の厚さは、以下のようにして測定する。まず、中空糸膜２において樹脂含浸部２aが形成されている箇所を膜長手方向に垂直な向きにカミソリなどで薄く切り、走査型電子顕微鏡を用いてこの断面を撮影する。次に、撮影した断面画像を基に樹脂含浸部２aを特定する。断面画像において、樹脂含浸部２aは、中空糸膜２の細孔が接着予備工程において使用された樹脂により閉塞されているため細孔を確認できないが、樹脂含浸部が形成されていない箇所は、中空糸膜２の細孔を確認することができる。よって、断面画像において、細孔を確認することができるか否かにより、樹脂含浸部２aと樹脂含浸部２aが形成されていない箇所との境界を特定することができる。その後、中空糸膜２の膜厚方向の厚さの測定方法と同様に、樹脂含浸部２aの内径及び外径を求め、樹脂含浸部２aの厚さを算出する。なお、本実施形態では任意に選んだ中空糸膜２、２０本についてそれぞれ樹脂含浸部２aの中空糸膜２の膜厚方向の厚さを測定し、相加平均値を算出することで求めている。
樹脂含浸部２aの中空糸膜２の膜厚方向の厚さは、以下のようにして測定する。まず、中空糸膜２において樹脂含浸部２aが形成されている箇所を膜長手方向に垂直な向きにカミソリなどで薄く切り、走査型電子顕微鏡を用いてこの断面を撮影する。次に、撮影した断面画像を基に樹脂含浸部２aを特定する。断面画像において、樹脂含浸部２aは、中空糸膜２の細孔が接着予備工程において使用された樹脂により閉塞されているため細孔を確認できないが、樹脂含浸部が形成されていない箇所は、中空糸膜２の細孔を確認することができる。よって、断面画像において、細孔を確認することができるか否かにより、樹脂含浸部２aと樹脂含浸部２aが形成されていない箇所との境界を特定することができる。その後、中空糸膜２の膜厚方向の厚さの測定方法と同様に、樹脂含浸部２aの内径及び外径を求め、樹脂含浸部２aの厚さを算出する。なお、本実施形態では任意に選んだ中空糸膜２、２０本についてそれぞれ樹脂含浸部２aの中空糸膜２の膜厚方向の厚さを測定し、相加平均値を算出することで求めている。
次に、本発明の中空糸膜モジュールおよびその製造方法の具体的な実施例および比較例を、下表１から表４を参照しながら説明する。
（実施例１）
実施例１では、平均空孔率７０％、内表面平均孔径３０μｍ、阻止孔径０．４μｍ、内径１．４ｍｍ、外径２．３ｍｍ、肉厚幅４５０μｍのポリスルホン性多孔性中空糸膜を使用した。また、ポッティング材は、モメンティブ社のエポキシ樹脂（主剤：ＢｉｓＡ系エポキシ樹脂（EPIKOTE828EL）, 硬化剤:脂肪族アミン（EPIKURE9280））を主剤：硬化剤＝１００：５１で混合したものを使用した。混合直後の初期粘度は約８００ｍＰａ・ｓであり、粘度はＪＩＳ Ｋ７２１５の規定に従って測定した。
実施例１では、平均空孔率７０％、内表面平均孔径３０μｍ、阻止孔径０．４μｍ、内径１．４ｍｍ、外径２．３ｍｍ、肉厚幅４５０μｍのポリスルホン性多孔性中空糸膜を使用した。また、ポッティング材は、モメンティブ社のエポキシ樹脂（主剤：ＢｉｓＡ系エポキシ樹脂（EPIKOTE828EL）, 硬化剤:脂肪族アミン（EPIKURE9280））を主剤：硬化剤＝１００：５１で混合したものを使用した。混合直後の初期粘度は約８００ｍＰａ・ｓであり、粘度はＪＩＳ Ｋ７２１５の規定に従って測定した。
以下、実施例１の中空糸膜モジュールの製造工程を説明する。
接着予備工程では、モメンティブ社のエポキシ樹脂（主剤：ＢｉｓＡ系エポキシ樹脂（EPIKOTE828EL）, 硬化剤:脂肪族アミン（EPIKURE9280））を主剤：硬化剤＝１００：５１で混合したもの６５質量部に希釈剤として三菱化学社製の１，６ヘキサンジグリシジルエーテルを３５質量部加えて均一に混合することで粘度を８０ｍＰａ・sに調整した樹脂溶液を使用した。両端部が開口している状態の中空糸膜６００本の一方の端部を前記樹脂溶液に１ｃｍ浸漬し、中空糸内部を陰圧状態にすることで前記樹脂溶液を中空糸膜内部に導入した。中空糸膜内部の樹脂溶液面高さが１０ｃｍとなったところで高さを６０秒間維持した後、陰圧を解放した。その後室温で２４時間乾燥させた後、９０度で９時間乾燥させることで、含浸された樹脂を完全硬化させた。一方の端部の処理が完了した後に、逆側の端部にも同様の処理を行った。
接着予備工程を終えた中空糸膜の断面をＳＥＭ（走査電子顕微鏡）で観察したところ、樹脂含浸部が中空糸膜の内表面側に形成されていることを確認した。一方外表面をＳＥＭで観察したところ、表面は開口した状態が保たれており、樹脂は付着していなかった。樹脂含浸部の肉厚方向の厚さは、中空糸膜の厚さ（肉厚幅）に対して４７％であり、また、中空糸膜の端面から樹脂含浸部の先端までの長さは１１ｃｍであった。
接着工程では、接着予備工程を終えた中空糸膜６００本を１セットとし、４セットをプラスチック製のケーシングに挿入した後、中空糸膜束両端部をポッティング材を用いて静置接着した。
その後、接着予備工程及び接着工程で使用したエポキシ樹脂を完全硬化させるために９０℃で１６時間加熱した。最後に、接着部の端部を２．５ｃｍ切断除去し、キャップを装着することで中空糸膜モジュールを製造した。端部切断後における各中空糸膜の開口端面から接着部（せり部）の先端までの長さを測定したところ、平均７．５ｃｍであった。また同じく各中空糸膜の開口端面から樹脂含浸部の先端までの長さを中空糸膜モジュール解体後に測定したところ平均８．５ｃｍであった。すなわち、接着部の先端と樹脂含浸部の先端との間隔は平均１ｃｍであった。
なお、平均値は、任意で選んだ中空糸膜２０本について端部切断後における各中空糸膜の開口端面から接着部（せり部）の先端までの長さ及び各中空糸膜の開口端面から樹脂含浸部の先端までの長さをそれぞれ測定し、その相加平均値を算出することで求めた。
以下の実施例及び比較例においても同様に相加平均値を算出して求めている。
中空糸膜束の切断端面を観察したところ、各中空糸膜の中空部は、全て開口した状態であった。
また、樹脂含浸部を形成するエポキシ樹脂のガラス転移温度と接着部を形成するエポキシ樹脂のガラス転移温度とを計測したところ、樹脂含浸部を形成するエポキシ樹脂のガラス転移温度は７７℃であり、接着部を形成するエポキシ樹脂のガラス転移温度は８４℃であった。
また、実施例１で製造した中空糸膜モジュールのリーク検査を以下のように実施した。
まず、アルコールによる親水化処理を施した中空糸膜モジュールの両端部に装着したキャップを取り外した後、中空糸膜モジュールを水槽に浸漬させ、中空糸膜モジュール内部を純水で満たした。
次いで、一方のノズルは栓を施して密閉状態とし、他方のノズルは空気を放出させる配管へ接続した。各中空糸膜の開口から空気を流入し、０．１ＭＰａまで徐々に空気圧を印加し、中空糸膜の外表面から気泡が継続して出てこないかどうかを確認したが、気泡は観察されなかった。
さらに、実施例１で製造した中空糸膜モジュールについて、再びアルコールによる親水化処理を施した後、ろ過・逆洗の繰り返し試験を以下のように実施した。中空糸膜モジュールへの被処理水の供給流量は、ろ過・逆洗流量が、７．５ｍ３/ｈになるようにした。（なお、ろ過は内圧ろ過とした。）ろ過と逆洗をそれぞれ６０ｓ、１５ｓ実施する過程を１サイクルとし、５００００サイクル運転を実施した。その後、再びリーク検査を実施したが、中空糸膜の外表面から気泡は観察されなかった。
その後、中空糸膜モジュールを解体して中空糸膜を取り出し、外表面をマイクロスコープで観察したところ、中空糸膜の破断及び擦過傷等の異常は観られなかった。
また、接着部近傍の中空糸膜の状態を観察したが、隣り合う中空糸膜同士が固着せず独立して存在していることが確認された。
さらに、実施例１で製造した中空糸膜モジュールについて、熱サイクルに対する耐久性を確認した。水温を２０℃から７５℃に昇温する時の昇温速度を４０℃/minとし、降温時の降温速度を２０℃/minとした。７５℃、２０℃の保持時間をそれぞれ１１minとした。以上を１サイクルとし、このサイクル運転を３０００サイクル連続で実施した。運転後、再びリーク検査を実施したが、中空糸膜の外表面から気泡は観察されなかった。また、中空糸膜および接着部に亀裂が生じていないことも確認された。
（実施例２）
実施例２では、中空糸膜および希釈剤は、実施例１と同じ種類のものを使用したが、接着予備工程における樹脂の含浸させる時間を４０秒間と短くすることで、染込み厚さを薄くした。それ以外は、実施例１と同じ工程で中空糸膜モジュールを製造した。
実施例２では、中空糸膜および希釈剤は、実施例１と同じ種類のものを使用したが、接着予備工程における樹脂の含浸させる時間を４０秒間と短くすることで、染込み厚さを薄くした。それ以外は、実施例１と同じ工程で中空糸膜モジュールを製造した。
接着予備工程を終えた中空糸膜の断面をＳＥＭで観察したところ、樹脂含浸部が中空糸膜の内表面側に形成されていることを確認した。一方外表面をＳＥＭで観察したところ、表面は開口した状態が保たれており、樹脂は付着していなかった。樹脂含浸部の肉厚方向の厚さは、中空糸膜の厚さに対して３３％であり、また、中空糸膜の端面から樹脂含浸部の先端までの長さは１１ｃｍであった。
端部切断後における各中空糸膜の開口端面から接着部（せり部）の先端までの長さを測定したところ、平均７．５ｃｍであった。また同じく各中空糸膜の開口端面から樹脂含浸部の先端までの長さは平均８．５ｃｍであった。すなわち、接着部の先端と樹脂含浸部の先端との間隔は平均１ｃｍであった。
中空糸膜束の切断端面を観察したところ、各中空糸膜の中空部は、全て開口した状態であった。
また、樹脂含侵部を形成するエポキシ樹脂のガラス転移温度と接着部を形成するエポキシ樹脂のガラス転移温度とを計測したところ、樹脂含侵部を形成するエポキシ樹脂のガラス転移温度は７７℃であり、接着部を形成するエポキシ樹脂のガラス転移温度は８４℃であった。
また、実施例２で製造した中空糸膜モジュールについて、実施例１と同様に、リーク検査を実施した。中空糸膜の外表面からの気泡は検出されなかった。
さらに、実施例２で製造した中空糸膜モジュールについて、実施例１と同様に、ろ過・逆洗の繰り返し試験を実施した。実施例１と同様に、５００００サイクル運転を実施した後、再びリーク検査を実施したが、中空糸膜の外表面から気泡は観察されなかった。
その後、中空糸膜モジュールを解体して中空糸膜を取り出し、外表面をマイクロスコープで観察したところ、中空糸膜の破断及び擦過傷等の異常は観られなかった。
さらに、実施例２で製造した中空糸膜モジュールについて、実施例１と同様に、熱サイクルに対する耐久性を確認したが、中空糸膜の外表面から気泡は観察されなかった。また、中空糸膜および接着部に亀裂が生じていないことも確認された。
（実施例３）
実施例３では、中空糸膜、ポッティング材および接着予備工程で用いる樹脂溶液は、実施例１と同様のものを使用したが、予備接着工程における樹脂含侵時間を１５秒間とさらに短くすることで、染込み厚さをさらに薄くした。それ以外は、実施例１と同じ工程で中空糸膜モジュールを製造した。
実施例３では、中空糸膜、ポッティング材および接着予備工程で用いる樹脂溶液は、実施例１と同様のものを使用したが、予備接着工程における樹脂含侵時間を１５秒間とさらに短くすることで、染込み厚さをさらに薄くした。それ以外は、実施例１と同じ工程で中空糸膜モジュールを製造した。
接着予備工程を終えた中空糸膜の断面をＳＥＭで観察したところ、樹脂含浸部が中空糸膜の内表面側に形成されていることを確認した。一方外表面をＳＥＭで観察したところ、表面は開口した状態が保たれており、樹脂は付着していなかった。樹脂含浸部の肉厚方向の厚さは、中空糸膜の厚さに対して１３％であり、また、中空糸膜の端面から樹脂含浸部の先端までの長さは１１ｃｍであった。
端部切断後における各中空糸膜の開口端面から接着部（せり部）の先端までの長さを測定したところ、平均７．５ｃｍであった。また同じく各中空糸膜の開口端面から樹脂含浸部の先端までの長さは平均８．５ｃｍであった。すなわち、接着部の先端と樹脂含浸部の先端との間隔は平均１ｃｍであった。
中空糸膜束の切断端面を観察したところ、各中空糸膜の中空部は、全て開口した状態であった。
また、樹脂含侵部を形成するエポキシ樹脂のガラス転移温度と接着部を形成するエポキシ樹脂のガラス転移温度とを計測したところ、樹脂含侵部を形成するエポキシ樹脂のガラス転移温度は７７℃であり、接着部を形成するエポキシ樹脂のガラス転移温度は８４℃であった。
また、実施例３で製造した中空糸膜モジュールについて、実施例１と同様に、リーク検査を実施した。中空糸膜の外表面からの気泡は検出されなかった。
さらに、実施例３で製造した中空糸膜モジュールについて、実施例１と同様に、ろ過・逆洗の繰り返し試験を実施した。実施例１と同様に、５００００サイクル運転を実施した後、再びリーク検査を実施したが、中空糸膜の外表面から気泡は観察されなかった。
その後、中空糸膜モジュールを解体して中空糸膜を取り出し、外表面をマイクロスコープで観察したところ、中空糸膜の破断及び擦過傷等の異常は観られなかった。
さらに、実施例３で製造した中空糸膜モジュールについて、実施例１と同様に、熱サイクルに対する耐久性を確認したが、中空糸膜の外表面から気泡は観察されなかった。また、中空糸膜および接着部に亀裂が生じていないことも確認された。
（実施例４）
実施例４では、中空糸膜、ポッティング材および接着予備工程で用いる樹脂溶液は、実施例１と同様のものを使用したが、予備接着工程における樹脂含侵時間を１０秒間とさらに短くすることで、染込み厚さをさらに薄くした。それ以外は、実施例１と同じ工程で中空糸膜モジュールを製造した。
実施例４では、中空糸膜、ポッティング材および接着予備工程で用いる樹脂溶液は、実施例１と同様のものを使用したが、予備接着工程における樹脂含侵時間を１０秒間とさらに短くすることで、染込み厚さをさらに薄くした。それ以外は、実施例１と同じ工程で中空糸膜モジュールを製造した。
接着予備工程を終えた中空糸膜の断面をＳＥＭで観察したところ、樹脂含浸部が中空糸膜の内表面側に形成されていることを確認した。一方外表面をＳＥＭで観察したところ、表面は開口した状態が保たれており、樹脂は付着していなかった。樹脂含浸部の肉厚方向の厚さは、中空糸膜の厚さに対して８％であり、また、中空糸膜の端面から樹脂含浸部の先端までの長さは１１ｃｍであった。
端部切断後における各中空糸膜の開口端面から接着部（せり部）の先端までの長さを測定したところ、平均７．５ｃｍであった。また同じく各中空糸膜の開口端面から樹脂含浸部の先端までの長さは平均８．５ｃｍであった。すなわち、接着部の先端と樹脂含浸部の先端との間隔は平均１ｃｍであった。
中空糸膜束の切断端面を観察したところ、各中空糸膜の中空部は、全て開口した状態であった。
また、樹脂含侵部を形成するエポキシ樹脂のガラス転移温度と接着部を形成するエポキシ樹脂のガラス転移温度とを計測したところ、樹脂含侵部を形成するエポキシ樹脂のガラス転移温度は７７℃であり、接着部を形成するエポキシ樹脂のガラス転移温度は８４℃であった。
また、実施例４で製造した中空糸膜モジュールについて、実施例１と同様に、リーク検査を実施した。中空糸膜の外表面からの気泡は検出されなかった。
さらに、実施例４で製造した中空糸膜モジュールについて、実施例１と同様に、ろ過・逆洗の繰り返し試験を実施した。実施例１と同様に、５００００サイクル運転を実施した後、再びリーク検査を実施したが、中空糸膜の外表面から気泡は観察されなかった。
その後、中空糸膜モジュールを解体して中空糸膜を取り出し、外表面をマイクロスコープで観察したところ、中空糸膜の破断及び擦過傷等の異常は観られなかった。
さらに、実施例４で製造した中空糸膜モジュールについて、実施例１と同様に、熱サイクルに対する耐久性を確認したが、中空糸膜の外表面から気泡は観察されなかった。また、中空糸膜および接着部に亀裂が生じていないことも確認された。
（実施例５）
実施例５では、中空糸膜、ポッティング材および接着予備工程で用いる樹脂溶液は、実施例１と同様のものを使用したが、予備接着工程における樹脂含侵時間を１２０秒間と長くすることで、染込み厚さを厚くした。それ以外は、実施例１と同じ工程で中空糸膜モジュールを製造した。
実施例５では、中空糸膜、ポッティング材および接着予備工程で用いる樹脂溶液は、実施例１と同様のものを使用したが、予備接着工程における樹脂含侵時間を１２０秒間と長くすることで、染込み厚さを厚くした。それ以外は、実施例１と同じ工程で中空糸膜モジュールを製造した。
接着予備工程を終えた中空糸膜の断面をＳＥＭで観察したところ、樹脂含浸部が中空糸膜の内表面側に形成されていることを確認した。一方外表面をＳＥＭで観察したところ、表面は開口した状態が保たれており、樹脂は付着していなかった。樹脂含浸部の肉厚方向の厚さは、中空糸膜の厚さに対して６９％であり、また、中空糸膜の端面から樹脂含浸部の先端までの長さは１１ｃｍであった。
端部切断後における各中空糸膜の開口端面から接着部（せり部）の先端までの長さを測定したところ、平均７．５ｃｍであった。また同じく各中空糸膜の開口端面から樹脂含浸部の先端までの長さは平均８．５ｃｍであった。すなわち、接着部の先端と樹脂含浸部の先端との間隔は平均１ｃｍであった。
中空糸膜束の切断端面を観察したところ、各中空糸膜の中空部は、全て開口した状態であった。
また、樹脂含侵部を形成するエポキシ樹脂のガラス転移温度と接着部を形成するエポキシ樹脂のガラス転移温度とを計測したところ、樹脂含侵部を形成するエポキシ樹脂のガラス転移温度は７７℃であり、接着部を形成するエポキシ樹脂のガラス転移温度は８４℃であった。
また、実施例５で製造した中空糸膜モジュールについて、実施例１と同様に、リーク検査を実施した。中空糸膜の外表面からの気泡は検出されなかった。
さらに、実施例５で製造した中空糸膜モジュールについて、実施例１と同様に、ろ過・逆洗の繰り返し試験を実施した。実施例１と同様に、５００００サイクル運転を実施した後、再びリーク検査を実施したが、中空糸膜の外表面から気泡は観察されなかった。
その後、中空糸膜モジュールを解体して中空糸膜を取り出し、外表面をマイクロスコープで観察したところ、中空糸膜の破断及び擦過傷等の異常は観られなかった。
さらに、実施例５で製造した中空糸膜モジュールについて、実施例１と同様に、熱サイクルに対する耐久性を確認したが、中空糸膜の外表面から気泡は観察されなかった。また、中空糸膜および接着部に亀裂が生じていないことも確認された。
（実施例６）
実施例６では、中空糸膜、ポッティング材および接着予備工程で用いる樹脂溶液は、実施例１と同様のものを使用したが、予備接着工程における樹脂含侵高さを１１ｃｍと高くすることで、染込み高さを高くした。それ以外は、実施例１と同じ工程で中空糸膜モジュールを製造した。
実施例６では、中空糸膜、ポッティング材および接着予備工程で用いる樹脂溶液は、実施例１と同様のものを使用したが、予備接着工程における樹脂含侵高さを１１ｃｍと高くすることで、染込み高さを高くした。それ以外は、実施例１と同じ工程で中空糸膜モジュールを製造した。
接着予備工程を終えた中空糸膜の断面をＳＥＭで観察したところ、樹脂含浸部が中空糸膜の内表面側に形成されていることを確認した。一方外表面をＳＥＭで観察したところ、表面は開口した状態が保たれており、樹脂は付着していなかった。樹脂含浸部の肉厚方向の厚さは、中空糸膜の厚さに対して４７％であり、また、中空糸膜の端面から樹脂含浸部の先端までの長さは１２ｃｍであった。
端部切断後における各中空糸膜の開口端面から接着部（せり部）の先端までの長さを測定したところ、平均７．５ｃｍであった。また同じく各中空糸膜の開口端面から樹脂含浸部の先端までの長さは平均９．５ｃｍであった。すなわち、接着部の先端と樹脂含浸部の先端との間隔は平均２ｃｍであった。
中空糸膜束の切断端面を観察したところ、各中空糸膜の中空部は、全て開口した状態であった。
また、樹脂含侵部を形成するエポキシ樹脂のガラス転移温度と接着部を形成するエポキシ樹脂のガラス転移温度とを計測したところ、樹脂含侵部を形成するエポキシ樹脂のガラス転移温度は７７℃であり、接着部を形成するエポキシ樹脂のガラス転移温度は８４℃であった。
また、実施例６で製造した中空糸膜モジュールについて、実施例１と同様に、リーク検査を実施した。中空糸膜の外表面からの気泡は検出されなかった。
さらに、実施例６で製造した中空糸膜モジュールについて、実施例１と同様に、ろ過・逆洗の繰り返し試験を実施した。実施例１と同様に、５００００サイクル運転を実施した後、再びリーク検査を実施したが、中空糸膜の外表面から気泡は観察されなかった。
その後、中空糸膜モジュールを解体して中空糸膜を取り出し、外表面をマイクロスコープで観察したところ、中空糸膜の破断及び擦過傷等の異常は観られなかった。
さらに、実施例６で製造した中空糸膜モジュールについて、実施例１と同様に、熱サイクルに対する耐久性を確認したが、中空糸膜の外表面から気泡は観察されなかった。また、中空糸膜および接着部に亀裂が生じていないことも確認された。
（実施例７）
実施例７では、中空糸膜、ポッティング材および接着予備工程で用いる樹脂溶液は、実施例１と同様のものを使用したが、予備接着工程における樹脂含侵高さを１２ｃｍと高くすることで、染込み高さを高くした。それ以外は、実施例１と同じ工程で中空糸膜モジュールを製造した。
実施例７では、中空糸膜、ポッティング材および接着予備工程で用いる樹脂溶液は、実施例１と同様のものを使用したが、予備接着工程における樹脂含侵高さを１２ｃｍと高くすることで、染込み高さを高くした。それ以外は、実施例１と同じ工程で中空糸膜モジュールを製造した。
接着予備工程を終えた中空糸膜の断面をＳＥＭで観察したところ、樹脂含浸部が中空糸膜の内表面側に形成されていることを確認した。一方外表面をＳＥＭで観察したところ、表面は開口した状態が保たれており、樹脂は付着していなかった。樹脂含浸部の肉厚方向の厚さは、中空糸膜の厚さに対して４７％であり、また、中空糸膜の端面から樹脂含浸部の先端までの長さは１３ｃｍであった。
端部切断後における各中空糸膜の開口端面から接着部（せり部）の先端までの長さを測定したところ、平均７．５ｃｍであった。また同じく各中空糸膜の開口端面から樹脂含浸部の先端までの長さは平均１０．５ｃｍであった。すなわち、接着部の先端と樹脂含浸部の先端との間隔は平均３ｃｍであった。
中空糸膜束の切断端面を観察したところ、各中空糸膜の中空部は、全て開口した状態であった。
また、樹脂含侵部を形成するエポキシ樹脂のガラス転移温度と接着部を形成するエポキシ樹脂のガラス転移温度とを計測したところ、樹脂含侵部を形成するエポキシ樹脂のガラス転移温度は７７℃であり、接着部を形成するエポキシ樹脂のガラス転移温度は８４℃であった。
また、実施例７で製造した中空糸膜モジュールについて、実施例１と同様に、リーク検査を実施した。中空糸膜の外表面からの気泡は検出されなかった。
さらに、実施例７で製造した中空糸膜モジュールについて、実施例１と同様に、ろ過・逆洗の繰り返し試験を実施した。実施例１と同様に、５００００サイクル運転を実施した後、再びリーク検査を実施したが、中空糸膜の外表面から気泡は観察されなかった。
その後、中空糸膜モジュールを解体して中空糸膜を取り出し、外表面をマイクロスコープで観察したところ、中空糸膜の破断及び擦過傷等の異常は観られなかった。
さらに、実施例７で製造した中空糸膜モジュールについて、実施例１と同様に、熱サイクルに対する耐久性を確認したが、中空糸膜の外表面から気泡は観察されなかった。また、中空糸膜および接着部に亀裂が生じていないことも確認された。
（実施例８）
実施例８では、中空糸膜、ポッティング材および接着予備工程で用いる樹脂溶液は、実施例１と同様のものを使用したが、予備接着工程における樹脂含侵高さを９ｃｍと低くすることで、染込み高さを低くした。それ以外は、実施例１と同じ工程で中空糸膜モジュールを製造した。
実施例８では、中空糸膜、ポッティング材および接着予備工程で用いる樹脂溶液は、実施例１と同様のものを使用したが、予備接着工程における樹脂含侵高さを９ｃｍと低くすることで、染込み高さを低くした。それ以外は、実施例１と同じ工程で中空糸膜モジュールを製造した。
接着予備工程を終えた中空糸膜の断面をＳＥＭで観察したところ、樹脂含浸部が中空糸膜の内表面側に形成されていることを確認した。一方外表面をＳＥＭで観察したところ、表面は開口した状態が保たれており、樹脂は付着していなかった。樹脂含浸部の肉厚方向の厚さは、中空糸膜の厚さに対して４７％であり、また、中空糸膜の端面から樹脂含浸部の先端までの長さは１０ｃｍであった。
端部切断後における各中空糸膜の開口端面から接着部（せり部）の先端までの長さを測定したところ、平均７．５ｃｍであった。また同じく各中空糸膜の開口端面から樹脂含浸部の先端までの長さは平均７．５ｃｍであった。すなわち、接着部の先端と樹脂含浸部の先端との間隔は全くなかった。
実施例８で製造した中空糸膜モジュールは中空部の閉塞数が全体の約２０％であった。
また、樹脂含浸部を形成するエポキシ樹脂のガラス転移温度と接着部を形成するエポキシ樹脂のガラス転移温度とを計測したところ、樹脂含浸部を形成するエポキシ樹脂のガラス転移温度は７７℃であり、接着部を形成するエポキシ樹脂のガラス転移温度は８４℃であった。
また、樹脂含浸部を形成するエポキシ樹脂のガラス転移温度と接着部を形成するエポキシ樹脂のガラス転移温度とを計測したところ、樹脂含浸部を形成するエポキシ樹脂のガラス転移温度は７７℃であり、接着部を形成するエポキシ樹脂のガラス転移温度は８４℃であった。
また、実施例８で製造した中空糸膜モジュールについて、実施例１と同様に、リーク検査を実施した。中空糸膜の外表面からの気泡は検出されなかった。
さらに、実施例８で製造した中空糸膜モジュールについて、実施例１と同様に、ろ過・逆洗の繰り返し試験を実施した。５００００サイクル運転を実施した後、再びリーク検査を実施したところ、中空糸膜の外表面から１５か所の気泡が観察された。
さらに、実施例８で製造した中空糸膜モジュールについて、実施例１と同様に、熱サイクルに対する耐久性を確認したところ、中空糸膜の外表面から気泡が観察された。
さらに、実施例８で製造した中空糸膜モジュールについて、実施例１と同様に、熱サイクルに対する耐久性を確認したところ、中空糸膜の外表面から気泡が観察された。
（実施例９）
実施例９では中空糸膜および接着予備工程で用いるエポキシ樹脂は実施例１と同様のものを使用したが、接着予備工程で用いる希釈剤を１、６ヘキサンジグリシジルエーテルではなく、エタノールを使用した。
実施例９では中空糸膜および接着予備工程で用いるエポキシ樹脂は実施例１と同様のものを使用したが、接着予備工程で用いる希釈剤を１、６ヘキサンジグリシジルエーテルではなく、エタノールを使用した。
以下、実施例９の中空糸膜モジュールの製造工程を説明する。
接着予備工程では、モメンティブ社のエポキシ樹脂（主剤：ＢｉｓＡ系エポキシ樹脂（ＥＰＩＫＯＴＥ８２８ＥＬ）、硬化剤：脂肪族アミン（ＥＰＩＫＵＲＥ９２８０））を主剤：硬化剤＝１００：５１で混合したもの５０質量部に希釈剤としてエタノールを５０質量部加えて均一に混合することで粘度を２０ｍＰａ・ｓに調整した樹脂溶液を使用した。両端部が開口している状態の中空糸膜６００本の一方の端部を、その末端が拘束されていない状態で前記樹脂溶液に１分間含浸させた後、室温中で２４時間乾燥させエタノールを除去した。
接着予備工程を終えた中空糸膜の断面をＳＥＭで観察したところ、樹脂含侵部が中空糸膜の外表面側および内表面側に形成されていることを確認した。樹脂含侵部の肉厚方向の厚さの合計は、中空糸膜の厚さに対して４０％であり、また、中空糸膜の端面から樹脂含侵部の先端までの長さは１１ｃｍであった。
実施例９における接着予備工程を終えた中空糸膜を用いて、実施例１と同様にして中空糸膜モジュールを製造した。端部切断後における各中空糸膜の開口端面から接着部（せり部）の先端までの長さを測定したところ、平均７．５ｃｍであった。また同じく各中空糸膜の開口端面から樹脂含浸部の先端までの長さは平均８．５ｃｍであった。すなわち、接着部の先端と樹脂含浸部の先端との間隔は平均１ｃｍであった。
中空糸膜束の切断端面を観察したところ、各中空糸膜の中空部は、全て開口した状態であった。
また、樹脂含侵部を形成するエポキシ樹脂のガラス転移温度と接着部を形成するエポキシ樹脂のガラス転移温度とを計測したところ、樹脂含侵部を形成するエポキシ樹脂のガラス転移温度は８２℃であり、接着部を形成するエポキシ樹脂のガラス転移温度は８４℃であった。
また、実施例９で製造した中空糸膜モジュールについて、実施例１と同様に、リーク検査を実施した。中空糸膜の外表面からの気泡は検出されなかった。
さらに、実施例９で製造した中空糸膜モジュールについて、実施例１と同様に、ろ過・逆洗の繰り返し試験を実施した。５００００サイクル運転を実施した後、再びリーク検査を実施したが、中空糸膜の外表面から気泡は観察されなかった。
その後、中空糸膜モジュールを解体して中空糸膜を取り出し、外表面をマイクロスコープで観察したところ、中空糸膜の破断及び擦過傷等の異常は観られなかった。
さらに、実施例９で製造した中空糸膜モジュールについて、実施例１と同様に、熱サイクルに対する耐久性を確認したが、中空糸膜の外表面から気泡は観察されなかった。また、中空糸膜および接着部に亀裂が生じていないことも確認された。
（実施例１０）
実施例１０では中空糸膜および接着予備工程で用いるエポキシ樹脂と希釈剤は実施例９と同様のものを使用したが、希釈倍率を表２のように変更し膜含侵部の厚さを薄いものを製造した。その他の製造条件は実施例９と同様に実施した。
実施例１０では中空糸膜および接着予備工程で用いるエポキシ樹脂と希釈剤は実施例９と同様のものを使用したが、希釈倍率を表２のように変更し膜含侵部の厚さを薄いものを製造した。その他の製造条件は実施例９と同様に実施した。
接着予備工程を終えた中空糸膜の断面をＳＥＭで観察したところ、樹脂含侵部が中空糸膜の外表面側および内表面側に形成されていることを確認した。樹脂含侵部の肉厚方向の厚さの合計は、中空糸膜の厚さに対して２７％であり、また、中空糸膜の端面から樹脂含侵部の先端までの長さは１１ｃｍであった。
端部切断後における各中空糸膜の開口端面から接着部（せり部）の先端までの長さを測定したところ、平均７．５ｃｍであった。また同じく各中空糸膜の開口端面から樹脂含浸部の先端までの長さは平均８．５ｃｍであった。すなわち、接着部の先端と樹脂含浸部の先端との間隔は平均１ｃｍであった。
中空糸膜束の切断端面を観察したところ、各中空糸膜の中空部は、全て開口した状態であった。
また、樹脂含侵部を形成するエポキシ樹脂のガラス転移温度と接着部を形成するエポキシ樹脂のガラス転移温度とを計測したところ、樹脂含侵部を形成するエポキシ樹脂のガラス転移温度は８２℃であり、接着部を形成するエポキシ樹脂のガラス転移温度は８４℃であった。
また、実施例１０で製造した中空糸膜モジュールについて、実施例１と同様に、リーク検査を実施した。中空糸膜の外表面からの気泡は検出されなかった。
さらに、実施例１０で製造した中空糸膜モジュールについて、実施例１と同様に、ろ過・逆洗の繰り返し試験を実施した。５００００サイクル運転を実施した後、再びリーク検査を実施したが、中空糸膜の外表面から気泡は観察されなかった。
その後、中空糸膜モジュールを解体して中空糸膜を取り出し、外表面をマイクロスコープで観察したところ、中空糸膜の破断及び擦過傷等の異常は観られなかった。
さらに、実施例１０で製造した中空糸膜モジュールについて、実施例１と同様に、熱サイクルに対する耐久性を確認したが、中空糸膜の外表面から気泡は観察されなかった。また、中空糸膜および接着部に亀裂が生じていないことも確認された。
（実施例１１）
実施例１１では中空糸膜および接着予備工程で用いるエポキシ樹脂は実施例９と同様のものを使用したが、希釈剤はエタノールではなく１−ブタノールを使用した。その他の製造条件は実施例９と同様に実施した。
実施例１１では中空糸膜および接着予備工程で用いるエポキシ樹脂は実施例９と同様のものを使用したが、希釈剤はエタノールではなく１−ブタノールを使用した。その他の製造条件は実施例９と同様に実施した。
接着予備工程を終えた中空糸膜の断面をＳＥＭで観察したところ、樹脂含侵部が中空糸膜の外表面側および内表面側に形成されていることを確認した。樹脂含侵部の肉厚方向の厚さの合計は、中空糸膜の厚さに対して２７％であり、また、中空糸膜の端面から樹脂含侵部の先端までの長さは１１ｃｍであった。
端部切断後における各中空糸膜の開口端面から接着部（せり部）の先端までの長さを測定したところ、平均７．５ｃｍであった。また同じく各中空糸膜の開口端面から樹脂含浸部の先端までの長さは平均８．５ｃｍであった。すなわち、接着部の先端と樹脂含浸部の先端との間隔は平均１ｃｍであった。
中空糸膜束の切断端面を観察したところ、各中空糸膜の中空部は、全て開口した状態であった。
また、樹脂含侵部を形成するエポキシ樹脂のガラス転移温度と接着部を形成するエポキシ樹脂のガラス転移温度とを計測したところ、樹脂含侵部を形成するエポキシ樹脂のガラス転移温度は８２℃であり、接着部を形成するエポキシ樹脂のガラス転移温度は８４℃であった。
また、実施例１１で製造した中空糸膜モジュールについて、実施例１と同様に、リーク検査を実施した。中空糸膜の外表面からの気泡は検出されなかった。
さらに、実施例１１で製造した中空糸膜モジュールについて、実施例１と同様に、ろ過・逆洗の繰り返し試験を実施した。５００００サイクル運転を実施した後、再びリーク検査を実施したが、中空糸膜の外表面から気泡は観察されなかった。
その後、中空糸膜モジュールを解体して中空糸膜を取り出し、外表面をマイクロスコープで観察したところ、中空糸膜の破断及び擦過傷等の異常は観られなかった。
さらに、実施例１１で製造した中空糸膜モジュールについて、実施例１と同様に、熱サイクルに対する耐久性を確認したが、中空糸膜の外表面から気泡は観察されなかった。また、中空糸膜および接着部に亀裂が生じていないことも確認された。
（実施例１２）
実施例１２では中空糸膜および接着予備工程で用いるエポキシ樹脂と希釈剤は実施例９と同様のものを使用したが、接着工程で使用するポッティング材にウレタン樹脂を用いた。その他の製造条件は実施例９と同様に実施した。
実施例１２では中空糸膜および接着予備工程で用いるエポキシ樹脂と希釈剤は実施例９と同様のものを使用したが、接着工程で使用するポッティング材にウレタン樹脂を用いた。その他の製造条件は実施例９と同様に実施した。
接着予備工程を終えた中空糸膜の断面をＳＥＭで観察したところ、樹脂含侵部が中空糸膜の外表面側および内表面側に形成されていることを確認した。樹脂含侵部の肉厚方向の厚さの合計は、中空糸膜の厚さに対して２７％であり、また、中空糸膜の端面から樹脂含侵部の先端までの長さは１１ｃｍであった。
端部切断後における各中空糸膜の開口端面から接着部（せり部）の先端までの長さを測定したところ、平均７．５ｃｍであった。また同じく各中空糸膜の開口端面から樹脂含浸部の先端までの長さは平均８．５ｃｍであった。すなわち、接着部の先端と樹脂含浸部の先端との間隔は平均１ｃｍであった。
中空糸膜束の切断端面を観察したところ、各中空糸膜の中空部は、全て開口した状態であった。
また、樹脂含侵部を形成するエポキシ樹脂のガラス転移温度と接着部を形成するエポキシ樹脂のガラス転移温度とを計測したところ、樹脂含侵部を形成するエポキシ樹脂のガラス転移温度は８２℃であり、接着部を形成するウレタン樹脂のガラス転移温度は７６℃であった。
また、実施例１２で製造した中空糸膜モジュールについて、実施例１と同様に、リーク検査を実施した。中空糸膜の外表面からの気泡は検出されなかった。
さらに、実施例１２で製造した中空糸膜モジュールについて、実施例１と同様に、ろ過・逆洗の繰り返し試験を実施した。５００００サイクル運転を実施した後、再びリーク検査を実施したが、中空糸膜の外表面から気泡は観察されなかった。
その後、中空糸膜モジュールを解体して中空糸膜を取り出し、外表面をマイクロスコープで観察したところ、中空糸膜の破断及び擦過傷等の異常は観られなかった。
さらに、実施例１２で製造した中空糸膜モジュールについて、実施例１と同様に、熱サイクルに対する耐久性を確認したが、中空糸膜の外表面から気泡は観察されなかった。また、中空糸膜および接着部に亀裂が生じていないことも確認された。
（実施例１３）
実施例１３では中空糸膜および接着予備工程で用いるエポキシ樹脂と希釈剤は実施例９と同様のものを使用したが、接着予備工程における含浸高さを実施例９よりも低く設定し、膜束端面からの樹脂含侵部の長さを低くしたものを製造した。その他の製造条件は実施例９と同様に実施した。
実施例１３では中空糸膜および接着予備工程で用いるエポキシ樹脂と希釈剤は実施例９と同様のものを使用したが、接着予備工程における含浸高さを実施例９よりも低く設定し、膜束端面からの樹脂含侵部の長さを低くしたものを製造した。その他の製造条件は実施例９と同様に実施した。
接着予備工程を終えた中空糸膜の断面をＳＥＭで観察したところ、樹脂含侵部が中空糸膜の外表面側および内表面側に形成されていることを確認した。樹脂含侵部の肉厚方向の厚さの合計は、中空糸膜の厚さに対して４０％であり、また、中空糸膜の端面から樹脂含侵部の先端までの長さは１０ｃｍであった。
端部切断後における各中空糸膜の開口端面から接着部（せり部）の先端までの長さを測定したところ、平均７．５ｃｍであった。また同じく各中空糸膜の開口端面から樹脂含浸部の先端までの長さは平均７．５ｃｍであった。すなわち、接着部の先端と樹脂含浸部の先端との間隔は全くなかった。
中空糸膜束の切断端面を観察したところ、各中空糸膜の中空部は、全体の１５％が閉塞した状態であった。
また、樹脂含侵部を形成するエポキシ樹脂のガラス転移温度と接着部を形成するエポキシ樹脂のガラス転移温度とを計測したところ、樹脂含侵部を形成するエポキシ樹脂のガラス転移温度は８２℃であり、接着部を形成するエポキシ樹脂のガラス転移温度は８４℃であった。
また、実施例１３で製造した中空糸膜モジュールについて、実施例１と同様に、リーク検査を実施した。中空糸膜の外表面からの気泡は検出されなかった。
さらに、実施例１３で製造した中空糸膜モジュールについて、実施例１と同様に、ろ過・逆洗の繰り返し試験を実施した。５００００サイクル運転を実施した後、再びリーク検査を実施したところ、中空糸膜の外表面から１５か所の気泡が観察された。
その後、中空糸膜モジュールを解体して中空糸膜を取り出し、外表面をマイクロスコープで観察したところ、中空糸膜の一部に破断した異常が観察された。
さらに、実施例１３で製造した中空糸膜モジュールについて、実施例１と同様に、熱サイクルに対する耐久性を確認したが、３０００サイクル終了後に再びリーク検査を実施したところ、中空糸膜の外表面から２か所の気泡が観察された。
（実施例１４）
実施例１４では中空糸膜および接着予備工程で用いるエポキシ樹脂と希釈剤は実施例９と同様のものを使用したが、接着予備工程における希釈倍率を実施例１よりも低く設定し、樹脂含侵部の厚さをさらに薄くしたものを製造した。その他の製造条件は実施例９と同様に実施した。
実施例１４では中空糸膜および接着予備工程で用いるエポキシ樹脂と希釈剤は実施例９と同様のものを使用したが、接着予備工程における希釈倍率を実施例１よりも低く設定し、樹脂含侵部の厚さをさらに薄くしたものを製造した。その他の製造条件は実施例９と同様に実施した。
接着予備工程を終えた中空糸膜の断面をＳＥＭで観察したところ、樹脂含侵部が中空糸膜の外表面側および内表面側に形成されていることを確認した。樹脂含侵部の肉厚方向の厚さの合計は、中空糸膜の厚さに対して４％であり、また、中空糸膜の端面から樹脂含侵部の先端までの長さは１１ｃｍであった。
端部切断後における各中空糸膜の開口端面から接着部（せり部）の先端までの長さを測定したところ、平均７．５ｃｍであった。また同じく各中空糸膜の開口端面から樹脂含浸部の先端までの長さは平均８．５ｃｍであった。すなわち、接着部の先端と樹脂含浸部の先端との間隔は平均１ｃｍであった。
中空糸膜束の切断端面を観察したところ、各中空糸膜の中空部は、全体の６％が閉塞した状態であった。
また、樹脂含侵部を形成するエポキシ樹脂のガラス転移温度と接着部を形成するエポキシ樹脂のガラス転移温度とを計測したところ、樹脂含侵部を形成するエポキシ樹脂のガラス転移温度は８２℃であり、接着部を形成するエポキシ樹脂のガラス転移温度は８４℃であった。
また、実施例１４で製造した中空糸膜モジュールについて、実施例１と同様に、リーク検査を実施した。中空糸膜の外表面からの気泡は検出されなかった。
さらに、実施例１４で製造した中空糸膜モジュールについて、実施例１と同様に、ろ過・逆洗の繰り返し試験を実施した。５００００サイクル運転を実施した後、再びリーク検査を実施したところ、中空糸膜の外表面から４か所の気泡が観察された。
その後、中空糸膜モジュールを解体して中空糸膜を取り出し、外表面をマイクロスコープで観察したところ、中空糸膜の一部に破断した異常が観察された。
さらに、実施例１４で製造した中空糸膜モジュールについて、実施例１と同様に、熱サイクルに対する耐久性を確認したが、３０００サイクル終了後に再びリーク検査を実施したところ、中空糸膜の外表面から１か所の気泡が観察された。
（実施例１５）
実施例１５では中空糸膜および接着予備工程で用いるエポキシ樹脂と希釈剤は実施例９と同様のものを使用したが、希釈倍率を変更し樹脂含侵部の厚さを厚いものを製造した。その他の製造条件は実施例９と同様に実施した。
実施例１５では中空糸膜および接着予備工程で用いるエポキシ樹脂と希釈剤は実施例９と同様のものを使用したが、希釈倍率を変更し樹脂含侵部の厚さを厚いものを製造した。その他の製造条件は実施例９と同様に実施した。
接着予備工程を終えた中空糸膜の断面をＳＥＭで観察したところ、樹脂含侵部が中空糸膜の外表面側および内表面側に形成されていることを確認した。樹脂含侵部の肉厚方向の厚さの合計は、中空糸膜の厚さに対して８０％であり、また、中空糸膜の端面から樹脂含侵部の先端までの長さは１１ｃｍであった。
接着予備工程の完了した中空糸膜束をケースに挿入しようと試みたところ、含侵部の一部の膜同士が固着しており、ケースへの挿入性に問題があった。
端部切断後における各中空糸膜の開口端面から接着部（せり部）の先端までの長さを測定したところ、平均７．５ｃｍであった。また同じく各中空糸膜の開口端面から樹脂含浸部の先端までの長さは平均８．５ｃｍであった。すなわち、接着部の先端と樹脂含浸部の先端との間隔は平均１ｃｍであった。
中空糸膜束の切断端面を観察したところ、各中空糸膜の中空部は、全て開口した状態であった。
また、樹脂含侵部を形成するエポキシ樹脂のガラス転移温度と接着部を形成するエポキシ樹脂のガラス転移温度とを計測したところ、樹脂含侵部を形成するエポキシ樹脂のガラス転移温度は８２℃であり、接着部を形成するエポキシ樹脂のガラス転移温度は８４℃であった。
また、実施例１５で製造した中空糸膜モジュールについて、実施例１と同様に、リーク検査を実施した。中空糸膜の外表面からの気泡は検出されなかった。
さらに、実施例１５で製造した中空糸膜モジュールについて、実施例１と同様に、ろ過・逆洗の繰り返し試験を実施した。５００００サイクル運転を実施した後、再びリーク検査を実施したが、中空糸膜の外表面から気泡は観察されなかった。
その後、中空糸膜モジュールを解体して中空糸膜を取り出し、外表面をマイクロスコープで観察したところ、中空糸膜の破断及び擦過傷等の異常は観られなかった。
さらに、実施例１５で製造した中空糸膜モジュールについて、実施例１と同様に、熱サイクルに対する耐久性を確認したが、中空糸膜の外表面から気泡は観察されなかった。また、中空糸膜および接着部に亀裂が生じていないことも確認された。
（実施例１６）
実施例１６では実施例１〜１５と異なり、接着予備工程を２段階に分けて行った。以下に実施例１６の中空糸膜モジュールの製造工程を説明する。
実施例１６では実施例１〜１５と異なり、接着予備工程を２段階に分けて行った。以下に実施例１６の中空糸膜モジュールの製造工程を説明する。
１度目の接着予備工程は、実施例１において中空糸内部を陰圧状態で中空糸膜内部の樹脂用液面高さを１０ｃｍに維持する時間を３０秒にすること以外の条件を実施例１と同様に行った。
２度目の接着予備工程では、実施例９と同様に行った。
接着予備工程を終えた中空糸膜の断面をＳＥＭで観察したところ、樹脂含侵部が中空糸膜の外表面側および内表面側に形成されていることを確認した。樹脂含侵部の肉厚方向の厚さの合計は、中空糸膜の厚さに対して５３％であり、また、中空糸膜の端面から樹脂含侵部の先端までの長さは１１ｃｍであった。
端部切断後における各中空糸膜の開口端面から接着部（せり部）の先端までの長さを測定したところ、平均７．５ｃｍであった。また同じく各中空糸膜の開口端面から樹脂含浸部の先端までの長さは平均８．５ｃｍであった。すなわち、接着部の先端と樹脂含浸部の先端との間隔は平均１ｃｍであった。
中空糸膜束の切断端面を観察したところ、各中空糸膜の中空部は、全て開口した状態であった。
また、樹脂含侵部を形成するエポキシ樹脂のガラス転移温度と接着部を形成するエポキシ樹脂のガラス転移温度とを計測したところ、樹脂含侵部を形成するエポキシ樹脂のガラス転移温度は８２℃であり、接着部を形成するエポキシ樹脂のガラス転移温度は８４℃であった。
また、実施例１６で製造した中空糸膜モジュールについて、実施例１と同様に、リーク検査を実施した。中空糸膜の外表面からの気泡は検出されなかった。
さらに、実施例１６で製造した中空糸膜モジュールについて、実施例１と同様に、ろ過・逆洗の繰り返し試験を実施した。５００００サイクル運転を実施した後、再びリーク検査を実施したが、中空糸膜の外表面から気泡は観察されなかった。
その後、中空糸膜モジュールを解体して中空糸膜を取り出し、外表面をマイクロスコープで観察したところ、中空糸膜の破断及び擦過傷等の異常は観られなかった。
さらに、実施例１６で製造した中空糸膜モジュールについて、実施例１と同様に、熱サイクルに対する耐久性を確認したが、中空糸膜の外表面から気泡は観察されなかった。また、中空糸膜および接着部に亀裂が生じていないことも確認された。
（比較例１）
比較例１では、実施例１で使用したポリスルホン性多孔性中空糸膜、ポッティング材を用いて、接着予備工程を実施せずに中空糸膜束をケーシングへ挿入し、接着固定した。接着工程での条件は実施例１と同様である。
比較例１では、実施例１で使用したポリスルホン性多孔性中空糸膜、ポッティング材を用いて、接着予備工程を実施せずに中空糸膜束をケーシングへ挿入し、接着固定した。接着工程での条件は実施例１と同様である。
中空糸膜束の切断端面を観察したところ、各中空糸膜の中空部は、ほぼ１００％ポッティング材として使用したエポキシ樹脂によって閉塞していた。また、エポキシ樹脂が中空糸膜内部まで染み込んだため、エポキシ樹脂の硬化発熱時の熱が実施例１と比べ、中空糸膜モジュール端部の中心に蓄積され、硬化時の発熱温度が高くなった。それに伴いエポキシ樹脂は焼けた色となり、硬化に伴う接着部の残留応力が大きくなってしまい外周部の一部に樹脂亀裂が発生した。
（比較例２）
比較例２では、中空糸膜、ポッティング材および接着予備工程で用いる樹脂溶液は、実施例１と同様のものを使用したが、予備接着工程における樹脂含侵高さを低くすることで、染込み高さを低くした。それ以外は、実施例１と同じ工程で中空糸膜モジュールを製造した。
比較例２では、中空糸膜、ポッティング材および接着予備工程で用いる樹脂溶液は、実施例１と同様のものを使用したが、予備接着工程における樹脂含侵高さを低くすることで、染込み高さを低くした。それ以外は、実施例１と同じ工程で中空糸膜モジュールを製造した。
接着予備工程を終えた中空糸膜の断面をＳＥＭで観察したところ、樹脂含浸部が中空糸膜の内表面側に形成されていることを確認した。一方外表面をＳＥＭで観察したところ、表面は開口した状態が保たれており、樹脂は付着していなかった。樹脂含浸部の肉厚方向の厚さは、中空糸膜の厚さに対して４７％であり、また、中空糸膜の端面から樹脂含浸部の先端までの長さは６ｃｍであった。
端部切断後における各中空糸膜の開口端面から接着部（せり部）の先端までの長さを測定したところ、平均７．５ｃｍであった。また同じく各中空糸膜の開口端面から樹脂含浸部の先端までの長さの測定を試みたが、樹脂含浸部が接着部に埋没してしまい、測定は不能であった。
中空糸膜束の切断端面を観察したところ、各中空糸膜の中空部は、ほぼ全数が閉塞した状態となっていた。
（比較例３）
比較例３では、ＰＶＤＦ製の中空糸膜を使用した。その他の工程は比較例１と同様に実施した。
比較例３では、ＰＶＤＦ製の中空糸膜を使用した。その他の工程は比較例１と同様に実施した。
中空糸膜束の切断端面を観察したところ、各中空糸膜の中空部は、ほぼ１００％ポッティング材として使用したエポキシ樹脂によって閉塞していた。また、エポキシ樹脂が中空糸膜内部まで染み込んだため、エポキシ樹脂の硬化発熱時の熱が実施例１と比べ、中空糸膜モジュール端部の中心に蓄積され、硬化時の発熱温度が高くなった。それに伴いエポキシ樹脂は焼けた色となり、硬化に伴う接着部の残留応力が大きくなってしまい外周部の一部に樹脂亀裂が発生した。
１ 中空糸膜モジュール
２ 中空糸膜
２ａ 樹脂含浸部
２ｂ 封止物
２ｃ 樹脂含浸部
３ 中空糸膜束
５ ケーシング
５ａ ノズル
１０，１１
１０ａ，１１ａ 管路
１２ Ｏリング
２０ 接着部
３０ 接着カップ
３０ａ 注入孔
４０ 固定用ナット
２ 中空糸膜
２ａ 樹脂含浸部
２ｂ 封止物
２ｃ 樹脂含浸部
３ 中空糸膜束
５ ケーシング
５ａ ノズル
１０，１１
１０ａ，１１ａ 管路
１２ Ｏリング
２０ 接着部
３０ 接着カップ
３０ａ 注入孔
４０ 固定用ナット
Claims (23)
- 複数の中空糸膜が束ねられた中空糸膜束を備えた中空糸膜モジュールであって、
前記各中空糸膜の少なくとも一端部において、前記各中空糸膜同士をポッティング材により接着固定してなる接着部を備え、
前記各中空糸膜は、少なくとも前記各中空糸膜が接着固定された一端部において、前記各中空糸膜内の膜厚方向の一部の範囲に長さ方向に沿って樹脂が含浸された樹脂含浸部を有し、
前記中空糸膜の一端部において、前記樹脂含浸部の他端方向の先端が、前記接着部の他端方向の先端よりも他端側または同じ位置に位置することを特徴とする中空糸膜モジュール。 - 前記樹脂含浸部が、少なくとも前記各中空糸膜の外表面に対して不連続な一部の範囲に設けられている請求項１記載の中空糸膜モジュール。
- 前記樹脂含浸部が、前記各中空糸膜の内表面側の一部の範囲に設けられている請求項１または２記載の中空糸膜モジュール。
- 前記ポッティング材が、前記各中空糸膜の内表面側の一部の範囲に設けられた樹脂含浸部まで含浸している請求項３記載の中空糸膜モジュール。
- 前記樹脂含浸部が、前記各中空糸膜の外表面側の一部の範囲に設けられている請求項３項記載の中空糸膜モジュール。
- 前記樹脂含浸部の前記中空糸膜の肉厚方向の厚さが、前記中空糸膜の厚さに対して１０〜７０％である請求項１から５いずれか１項記載の中空糸膜モジュール。
- 前記ポッティング材のガラス転移温度と前記樹脂含浸部を形成する樹脂のガラス転移温度との差が０℃以上１０℃以下である請求項１から６いずれか１項記載の中空糸膜モジュール。
- 前記ポッティング材および前記樹脂含浸部を形成する樹脂のガラス転移温度が７０℃以上である請求項１から７いずれか１項記載の中空糸膜モジュール。
- 前記ポッティング材および前記樹脂含浸部を形成する樹脂が、エポキシ樹脂、ビニルエステル樹脂、ウレタン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、オレフィン系ポリマー、シリコーン樹脂およびフッ素含有樹脂の少なくとも一つを含む請求項１から８いずれか１項記載の中空糸膜モジュール。
- 前記ポッティング材がエポキシ樹脂であり、
前記樹脂含浸部を形成する樹脂が、前記ポッティング材と同一である請求項１から９いずれか１項記載の中空糸膜モジュール。 - 前記接着部の他端方向の先端と前記樹脂含浸部の他端方向の先端との間隔が、相加平均で１ｃｍ以上３ｃｍ以下である請求項１から１０いずれか１項記載の中空糸膜モジュール。
- 前記複数の中空糸膜において、
前記中空糸膜の内表面の平均孔径が１〜５０μｍであり、
前記中空糸膜の阻止孔径が０．１〜１μｍであり、
前記中空糸膜を外表面から内表面に向けて膜厚方向に３等分して、前記中空糸膜の外表面を含む領域を領域a、内表面を含む領域を領域ｃ、前記領域a及び前記領域cの間の領域を領域bとして分割したときに、前記領域aの平均孔径Pa,前記領域ｂの平均孔径Pb,前記領域ｃの平均孔径Pcが、
Pa < Pb < Pc
の関係を満たす請求項１から１１いずれか１項記載の中空糸膜モジュール。 - 複数の中空糸膜が束ねられた中空糸膜束を備えた中空糸膜モジュールの製造方法であって、
前記各中空糸膜の少なくとも一端部の先端部分を、樹脂溶液中へ浸漬し、該浸漬した状態において前記中空部内を陰圧状態にすることによって前記樹脂溶液を前記各中空糸膜の中空部に充填し、該充填した樹脂溶液を前記各中空糸膜の内表面側にのみ染み込ませた後、前記陰圧状態を解放して乾燥させることによって前記各中空糸膜の内表面側の一部の範囲に樹脂含浸部を形成する接着予備工程と、
前記接着予備工程の後、前記各中空糸膜の前記樹脂含浸部を有する一端部同士をポッティング材によって接着固定して接着部を形成する接着工程とを有し、
前記接着工程において、全ての前記中空糸膜の一端部における前記樹脂含浸部の他端方向の先端が、前記接着部の他端方向の先端よりも他端側または同じ位置に位置するように前記接着部を形成することを特徴とする中空糸膜モジュールの製造方法。 - 複数の中空糸膜が束ねられた中空糸膜束を備えた中空糸膜モジュールの製造方法であって、
前記各中空糸膜の少なくとも一端部を、樹脂溶液中へ浸漬することによって前記樹脂溶液を前記各中空糸膜の中空部に充填し、該充填した樹脂溶液を前記各中空糸膜の肉厚部全体に染み込ませた後、該各中空糸膜を前記樹脂溶液から引き上げて乾燥させることによって、前記各中空糸膜の内表面側の一部の範囲と前記各中空糸膜の外表面側の一部の範囲とに同時に樹脂含浸部を形成する接着予備工程と、
該接着予備工程の後、前記各中空糸膜の前記樹脂含浸部を有する一端部同士をポッティング材によって接着固定して接着部を形成する接着工程とを有し、
前記接着工程において、全ての前記中空糸膜の一端部における前記樹脂含浸部の他端方向の先端が、前記接着部の他端方向の先端よりも他端側または同じ位置に位置するように前記接着部を形成することを特徴とする中空糸膜モジュールの製造方法。 - 複数の中空糸膜が束ねられた中空糸膜束を備えた中空糸膜モジュールの製造方法であって、
前記各中空糸膜の少なくとも一端部の先端部分を、樹脂溶液中へ浸漬し、該浸漬した状態において前記中空部内を陰圧状態にすることによって前記樹脂溶液を前記各中空糸膜の中空部に充填し、該充填した樹脂溶液を前記各中空糸膜の内表面側にのみ染み込ませた後、前記陰圧状態を解放して乾燥させることによって前記各中空糸膜の内表面側の一部の範囲に樹脂含浸部を形成する第１の接着予備工程と、
該第１の接着予備工程の後、前記各中空糸膜の内表面側の一部の範囲に樹脂含浸部が形成された一端部を、有機溶媒によって樹脂を希釈した樹脂溶液中へ再び浸漬し、その後、乾燥させることによって前記各中空糸膜の外表面側の一部の範囲に樹脂含浸部を形成する第２の接着予備工程と、
該第２の接着予備工程の後、前記各中空糸膜の前記樹脂含浸部を有する一端部同士をポッティング材によって接着固定して接着部を形成する接着工程とを有し、
前記接着工程において、全ての前記中空糸膜の一端部における前記樹脂含浸部の他端方向の先端が、前記接着部の他端方向の先端よりも他端側または同じ位置に位置するように前記接着部を形成することを特徴とする中空糸膜モジュールの製造方法。 - 前記ポッティング材のガラス転移温度と前記樹脂含浸部を形成する樹脂のガラス転移温度との差が０℃以上１０℃以下である請求項１３から１５いずれか１項記載の中空糸膜モジュールの製造方法。
- 前記ポッティング材および前記樹脂含浸部を形成する樹脂のガラス転移温度が７０℃以上である請求項１３から１６いずれか１項記載の中空糸膜モジュールの製造方法。
- 前記ポッティング材および前記樹脂含浸部を形成する樹脂が、エポキシ樹脂、ビニルエステル樹脂、ウレタン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、オレフィン系ポリマー、シリコーン樹脂およびフッ素含有樹脂の少なくとも一つを含むものである請求項１３から１７いずれか１項記載の中空糸膜モジュールの製造方法。
- 前記ポッティング材がエポキシ樹脂であり、
前記樹脂含浸部を形成する樹脂が、前記ポッティング材と同一である請求項１３から１８いずれか１項記載の中空糸膜モジュールの製造方法。 - 前記接着工程において、前記接着部の他端方向の先端と前記樹脂含浸部の他端方向の先端との間隔が、相加平均で１ｃｍ以上３ｃｍ以下となるように前記接着部を形成する請求項１３から１９いずれか１項記載の中空糸膜モジュールの製造方法。
- 前記有機溶媒が、アルコールである請求項１３から２０いずれか１項記載の中空糸膜モジュールの製造方法。
- 前記有機溶媒が、エタノール、１−ブタノールまたはこれらの混合物である請求項１３から２１いずれか１項記載の中空糸膜モジュールの製造方法。
- 前記複数の中空糸膜において、
前記中空糸膜の内表面の平均孔径が１〜５０μｍであり、
前記中空糸膜の阻止孔径が０．１〜１μｍであり、
前記中空糸膜の外表面から内表面に向けて膜厚方向に３等分して、前記中空糸膜の外表面を含む領域を領域a、内表面を含む領域を領域ｃ、前記領域a及び前記領域cの間の領域を領域bとして分割したときに、前記領域aの平均孔径Pa,前記領域ｂの平均孔径Pb,前記領域ｃの平均孔径Pcが、
Pa < Pb < Pc
の関係を満たす請求項１３から２２いずれか１項記載の中空糸膜モジュールの製造方法。
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|---|---|---|---|
| JP2016069099A JP6688127B2 (ja) | 2016-03-30 | 2016-03-30 | 中空糸膜モジュール及びその製造方法 |
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- 2016-03-30 JP JP2016069099A patent/JP6688127B2/ja active Active
Patent Citations (8)
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