JP2920335B2 - シート状中空糸膜 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、浄水器等液体濾過器の
中空糸膜モジュールに用いられるシート状中空糸膜に関
する。より詳しくは、工業用に用いられる平型の中空糸
膜モジュールに適した中空糸膜シートに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に浄水器等の液体濾過器は、中空糸
膜の片端もしくは両端を集束し、集束端を中空糸膜の開
口部を維持した状態で樹脂固定して容器内壁と液密状に
一体化して形成されており、原水を中空糸膜壁を透過さ
せて濾過している。濾過方向としては、中空糸膜の外側
から内側に原水を通過させる外圧型と、中空糸膜の内側
から外側に原水を通過させる内圧型とがあり、家庭用浄
水器による水道水等上水の浄化を始め、下水等の生活排
水から産業排水の浄化、更に水処理分野及び酒類の濾過
や染料の濾過等の工業プロセス濾過など広い範囲で用い
られている。

【０００３】特に近年、環境保全や衛生上の観点から工
業用水の処理に強い関心が払われており、下水、排水中
の有機物や重金属などの無機物の除去等工業用水の有効
な浄化手段としての多孔質中空糸膜を用いた液体濾過器
の利用が多くなりつつある。

【０００４】このような工業用の液体濾過器は、水道水
等上水の浄化の場合と異なり、濾過処理時における中空
糸膜の目詰まりが大きいために、一定時間濾過処理後、
空気を送って中空糸膜を振動させて膜表面を洗浄した
り、濾過処理と逆方向に処理水を通水するなどの膜面洗
浄を繰り返し行っている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】通常の工業用液体濾過
器の場合は、濾過モジュールをコンパクトにし、濾過効
率を上げようとして、単位面積あたりの中空糸本数を増
やし、中空糸を密に集束配置させて膜面積を大きくして
おり、膜面洗浄の際に空気や通水が通過し難くなるため
に、洗浄が充分に行われず、次第に濾過効率が低下し、
モジュールの寿命を縮める原因となっている。

【０００６】この問題の解決策として、集束型の濾過モ
ジュールに換えて、中空糸膜をシート状に配置した平型
モジュールが提案されている。（特公平４−２６８８５
号公報等）

【０００７】このようなシート状の平型中空糸膜モジュ
ールは、中空糸膜を層間隔を設けて内外層均等に配置さ
せることが可能となり、膜面洗浄の際、中空糸膜表面を
均等に洗浄することが極めて容易となるので、これまで
のような濾過効率の低下を抑えることができるなど、工
業用用途に適したモジュールとして用いられ始めてい
る。

【０００８】しかし、中空糸膜モジュールは、中空糸膜
の膜壁による透過を可能とするために、中空糸膜の中空
部を外表面と気密状に仕切る必要があり、ポリウレタン
等のポッティング樹脂によってその端部を固定すると同
時にモジュールケース内周面とも一体的に結合させてい
るが、このポッティングの際、毛管現象によって、中空
糸膜シートを構成している個々の中空糸の基部に、「這
い上がり」と称するポッティング樹脂による浸透が生
じ、ポッティング面から１０〜２０ｍｍ程度の幅でポッ
ティング樹脂による硬化部が生じる。

【０００９】従って膜面洗浄の際に、空気発泡（エアー
バブリング）によって中空糸膜を振動させると、中空糸
膜がシート状に形成されているために、前述した這い上
がり部と中空糸膜との界面に中空糸膜の座屈による応力
が集中し易くなり、界面部分の強度の低下が生ずる結
果、樹脂硬化部と中空糸膜との界面で中空糸膜の亀裂や
切損が生じ、極短期間の使用でモジュール機能を消滅さ
せる原因となる。

【００１０】また、このようなシート状の平型モジュー
ルにおいては、ポッティングの際に、シート状に配列さ
れた中空糸膜の側端部に位置している中空糸膜が振動等
によって分離が生じ易くなり、均整なモジュール形成が
難しくなる等問題がある。

【００１１】本発明は、平型モジュールを用いた工業用
の液体濾過器におけるこのような問題点を解決したもの
であり、平型モジュールにおける這い上がり部界面での
中空糸膜の損傷を生じさせない平型モジュール用のシー
ト状中空糸膜を提供することをその目的とするものであ
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、連続し
てシート状に配列された多孔質中空糸膜からなり、該中
空糸膜のポッティング側端部の中空糸膜相互を拘束一体
化している糸条が、シート状中空糸膜端部の最端部に配
されている拘束糸条と、該拘束糸条から一定の幅をおい
て帯状に配された拘束糸条とからなり、且つ相互の拘束
糸条がほぼ平行状に形成されていることを特徴とする平
型モジュール用シート状中空糸膜である。

【００１３】

【作用】拘束糸条が複数本帯状に配列されているので、
ポッティング時にポッティング用樹脂の這い上がりが段
階的に遮られ、這い上がり樹脂がポッティング部側から
中空糸膜側に向かって漸減状に付着し、ポッティング部
に近い側はハードに、中空糸膜に近い側はソフトな柔軟
構造となる。従って、中空糸膜の揺れによる応力が這い
上がり部と中空糸膜との界面等の特定箇所に集中せず、
帯状部全体で応力を分散して受止める。

【００１４】

【実施例】以下本発明を図面に従い詳細に説明する。

【００１５】図１は、本発明のシート状中空糸膜の一例
を示した側面図であり、図２は、その部分拡大図、図３
はシート状中空糸膜を用いて製造した中空糸膜モジュー
ルの一例を示した外観図である。１は中空糸膜、２、３
はシート最端部の拘束糸条、４は帯状拘束部、５、６、
７は帯状拘束部を構成している個々の拘束糸条、８はポ
ッティング部、９はポッティング樹脂による這い上がり
部をそれぞれ示している。

【００１６】図１において、中空糸膜１は、セルロース
系、ポリオレフィン系、ポリビニルアルコール系、ポリ
スルフォン系、ＰＭＭＡ系など一般に用いられている任
意の多孔質中空糸膜が使用できる。

【００１７】拘束糸条２及び３は、シート状中空糸膜の
最端部にあってシートを構成している中空糸膜１を相互
に固定してシート状としているものであり、一般にはシ
ート形成時に経糸として用いられ、中空糸膜１相互を鎖
編み状に連続して拘束している。拘束糸条２及び３を構
成する繊維の種類としては、ポリエステル繊維など耐水
性を有する合成繊維製のマルチフィラメント糸や紡績糸
が用いられる。

【００１８】本発明のシート状中空糸膜は、ポッティン
グ側を形成する拘束糸条２に加えて、最端部から一定の
幅を有した位置に、拘束糸条５、６、７が帯状に配され
た帯状拘束部４が拘束糸条２とほぼ平行状に設けられて
いる。

【００１９】帯状拘束部４は、図１においては３本で構
成されているが、前述したように這い上がり樹脂による
硬化を漸減させ、洗浄時の応力緩和を大きくする観点か
らは、帯状拘束部４を構成する糸条の本数が多いほど効
果が大きくなり好ましい。図２は、拘束部４の部分拡大
図であり、中空糸膜１が拘束糸条６、７によって鎖編み
状に拘束された状態を示している。図２においては、モ
デル的に１本の中空糸膜１を鎖編み状に拘束した状態を
示しているが勿論複数本集束して拘束しても差し支えな
い。

【００２０】帯状拘束部４を構成する個々の拘束糸条
５、６、７についても、シート形成時の複数本の経糸を
同時に用いて帯状拘束部４を形成させればよいが、中空
糸膜との拘束は必ずしも鎖編み状とする必要はなく、任
意の形態で連続的に拘束させてもよい。帯状拘束部４を
構成する拘束糸条５、６、７の繊維の種類としても、拘
束糸条２の場合と同様に、ポリエステル繊維など耐水性
を有する合成繊維製のマルチフィラメント糸や紡績糸を
用いることができる。

【００２１】なお、帯状拘束部４は、中空糸膜面に凹凸
部が形成されるために、中空糸膜モジュールとして用い
る際に、汚れが付着し易く、従って雑菌の繁殖が生じ易
くなり、それを防止する観点からは帯状拘束部４が抗菌
性を有しているのが好ましい。

【００２２】帯状拘束部４に抗菌性を付与する手段とし
ては、帯状拘束部４を構成している糸条の一部もしくは
全部に抗菌性繊維を用いればよく、抗菌性繊維について
も、繊維製造時に抗菌剤を含有させる等繊維自体が抗菌
性を有したものであっても、製造された合成繊維等に抗
菌剤を塗布あるいは含浸させたものであってもよい。抗
菌剤としては、銀を担持させた抗菌性ゼオライトや金属
フタロシアニン化合物、第４級窒素化合物、銅化合物等
をあげることができる。

【００２３】この帯状拘束部４は、シート状中空糸膜の
最端部の拘束糸条２から一定の幅を有して形成されてい
る。この帯状拘束糸条４の位置は、シート状中空糸膜を
用いたモジュール形成時におけるポッティングの際に生
ずるポッティング樹脂の這い上がり部９の上端部に位置
しているのが好ましい。

【００２４】しかし、使用するポッティング用樹脂や中
空糸膜の種類によっても異なり、更に、ポッティング後
中空糸膜端部を開口状とするため端部の切断を施す必要
があり、中空糸膜シートの状態での厳密な位置付けは困
難であるが、一般にはポッティング面からの樹脂の這い
上がりは、１０〜２０ｍｍ程度であり、従って、それに
ポッティング後の切断長を加味した長さが好ましく、本
発明でいう「一定の幅」とはこの長さを意味するもので
ある。帯状拘束部４が、この這い上がり部９の上端部を
大きく外れると、中空糸膜の振動等における応力を分散
吸収することができず、中空糸膜１と這い上がり部９と
の界面に集中し、モジュール損傷が生じ易くなり好まし
くない。

【００２５】シート状中空糸膜の製法としては、任意の
手法が用いられるが、例えば、特公平４−２６８８６号
公報や特開昭６３−９１６７３号公報に記載されている
装置や方法を用いると容易である。

【００２６】図３は、本発明のシート状中空糸膜を用い
て通常の方法で製造したシート状中空糸膜モジュールを
示しており、シート状中空糸膜は、片端の個々の中空糸
膜１の端部を開口状に保った状態でポッティング用樹脂
によって固定されている。そして、ポッティング樹脂が
ポッティング面から這い上がり帯状拘束部４に達した状
態で硬化しており、帯状拘束部４においては、帯状拘束
部４を構成している拘束糸条５から拘束糸条６、拘束糸
条７と次第に樹脂の付着量が減少しており、中空糸膜１
とポッティング樹脂による這い上がり硬化部９とを柔軟
構造的に接続している。

【００２７】本発明のシート状中空糸膜は、モジュール
形成の際、図に示したような平型モジュールの他、渦巻
状や円筒形状に集束してモジュールとすることも可能で
あり、ポッティング樹脂の這い上がりによる界面の強度
低下を防止することができる。

【００２８】

【発明の効果】本発明のシート状中空糸膜を用いて形成
されたシート状の平型中空糸膜モジュールは、ポッティ
ング樹脂の這い上がりによる硬化部と中空糸膜との界面
を帯状に配された拘束糸条によって柔軟構造状に把持し
ており、中空糸膜の洗浄時等における振動等による応力
を分散吸収することができ、中空糸膜の損傷を生じな
い。

【００２９】また、帯状拘束糸条でシート状中空糸膜の
ポッティング側端部を二重に拘束しているので、ポッテ
ィング時、両端側のシート状中空糸膜の分離を防止する
ことができるなど、中空糸膜の損傷をきたさず、洗浄が
容易であることを必須要件とする工業用の液体濾過器モ
ジュールに最適なものとなる。

【００３０】更に、帯状拘束部に抗菌性を有する糸条を
用いればモジュールとして使用した際に、雑菌等の繁殖
を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のシート状中空糸膜の一例を示した側面
図である。

【図２】本発明のシート状中空糸膜の拘束部の部分拡大
図である。

【図３】図１のシート状中空糸膜を用いて製造した中空
糸膜モジュールの一例を示した外観図である。

【符号の説明】

１ 中空糸膜 ２ シート最端部の拘束糸条 ３ シート最端部の拘束糸条 ４ 帯状拘束部 ５ 帯状拘束部を構成している個々の拘束糸条 ６ 帯状拘束部を構成している個々の拘束糸条 ７ 帯状拘束部を構成している個々の拘束糸条 ８ ポッティング部 ９ 這い上がり部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 亘 謙治 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 審査官 吉水 純子 (56)参考文献 特開 昭62−57965（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−7646（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B01D 63/02 B01D 63/00 500 B01D 65/02 500 C02F 1/44

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 連続してシート状に配列された多孔質中
   空糸膜からなり、該中空糸膜のポッティング側端部の中
   空糸膜相互を拘束一体化している糸条が、シート状中空
   糸膜端部の最端部に配されている拘束糸条と、該拘束糸
   条から一定の幅をおいて帯状に配された拘束糸条とから
   なり、且つ相互の拘束糸条がほぼ平行状に形成されてい
   ることを特徴とする平型モジュール用シート状中空糸
   膜。
2. 【請求項２】 帯状に配された拘束糸条が抗菌性を有し
   ている請求項１記載のシート状中空糸膜。