JP3065646B2 - 中空糸膜モジュール - Google Patents
中空糸膜モジュールInfo
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- JP3065646B2 JP3065646B2 JP2257739A JP25773990A JP3065646B2 JP 3065646 B2 JP3065646 B2 JP 3065646B2 JP 2257739 A JP2257739 A JP 2257739A JP 25773990 A JP25773990 A JP 25773990A JP 3065646 B2 JP3065646 B2 JP 3065646B2
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- Japan
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- hollow fiber
- case
- fiber membrane
- membrane module
- resin
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D63/00—Apparatus in general for separation processes using semi-permeable membranes
- B01D63/02—Hollow fibre modules
- B01D63/021—Manufacturing thereof
- B01D63/022—Encapsulating hollow fibres
- B01D63/023—Encapsulating materials
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は温度変化の激しい系での濾過、特に高温滅菌
や熱水濾過に適した膜モジユールに関する。
や熱水濾過に適した膜モジユールに関する。
平膜モジユールではケースと膜を同一素材として両端
を熱融着により固着シールされているものが市販されて
いる。一方、中空糸膜モジユールでは熱融着によりシー
ルすると中空糸膜が溶け、中空糸膜の内径が極端に小さ
くなつたり、閉口するため、中空糸膜やケースの素材よ
り低融点の熱可塑性樹脂又は液状の熱硬化性樹脂を用い
て、固着シールする方法が採用されている。
を熱融着により固着シールされているものが市販されて
いる。一方、中空糸膜モジユールでは熱融着によりシー
ルすると中空糸膜が溶け、中空糸膜の内径が極端に小さ
くなつたり、閉口するため、中空糸膜やケースの素材よ
り低融点の熱可塑性樹脂又は液状の熱硬化性樹脂を用い
て、固着シールする方法が採用されている。
また、ケースはその成形の容易さから、射出成形が好
んで用いられ、その素材としてはポリカーボネート、塩
化ビニル、ポリスルホン、ポリプロピレン、ポリエチレ
ンなどの熱可塑性樹脂が専ら用いられ熱硬化樹脂は全く
用いられていなかつた。
んで用いられ、その素材としてはポリカーボネート、塩
化ビニル、ポリスルホン、ポリプロピレン、ポリエチレ
ンなどの熱可塑性樹脂が専ら用いられ熱硬化樹脂は全く
用いられていなかつた。
従来の膜モジユールの代表的なものとして、ケースに
ポリカーボネートを用い、ポツテイング剤としてエポキ
シ樹脂を用いるものが挙げられる。
ポリカーボネートを用い、ポツテイング剤としてエポキ
シ樹脂を用いるものが挙げられる。
しかし、ケース素材であるポリカーボネートの熱膨張
係数は7.0×10-5/℃であり、一方注型樹脂であるエポキ
シ樹脂のそれは6.5×10-5/℃でありその差は大きい。即
ち、注型樹脂とケースの素材が異なると温度変化によつ
て熱膨張係数の差の絶対値に比例してひずみを受けるの
で、温度変化の激しい系で使用すると接着はがれが生じ
やすい。そしてこの現象はケースのサイズが大きい大型
膜モジユール程著しくなる。
係数は7.0×10-5/℃であり、一方注型樹脂であるエポキ
シ樹脂のそれは6.5×10-5/℃でありその差は大きい。即
ち、注型樹脂とケースの素材が異なると温度変化によつ
て熱膨張係数の差の絶対値に比例してひずみを受けるの
で、温度変化の激しい系で使用すると接着はがれが生じ
やすい。そしてこの現象はケースのサイズが大きい大型
膜モジユール程著しくなる。
このような理由により、従来の膜モジユールでは、例
えば、高温滅菌操作、水蒸気、加圧熱水（120℃以上）
を所定時間行つた後、徐冷しなければならなかつたり、
熱水濾過を行つた後、徐々に冷した後でなければ冷水を
濾過する事はできないなどヒートサイクル耐久性が劣
り、運転条件に制約があつた。
えば、高温滅菌操作、水蒸気、加圧熱水（120℃以上）
を所定時間行つた後、徐冷しなければならなかつたり、
熱水濾過を行つた後、徐々に冷した後でなければ冷水を
濾過する事はできないなどヒートサイクル耐久性が劣
り、運転条件に制約があつた。
本発明者等はヒートサイクル耐久性の優れた中空糸膜
モジユールを開発すべく検討を重ねた結果、ケースと注
型樹脂とが実質的に同一素材であり本質的には熱膨張係
数が同一である中空糸膜モジユールが、特に有効である
ことを見い出し本発明を完成させるに至つたものであ
る。
モジユールを開発すべく検討を重ねた結果、ケースと注
型樹脂とが実質的に同一素材であり本質的には熱膨張係
数が同一である中空糸膜モジユールが、特に有効である
ことを見い出し本発明を完成させるに至つたものであ
る。
本発明の要旨は、複数本の中空糸膜を熱硬化性樹脂製
ケース内に収納し、該ケースの両端又は一端において硬
化注型樹脂を注入、固化することによって中空糸膜がケ
ース内に固定された中空糸膜濾過モジュールであって、
前記熱硬化性樹脂と前記硬化型注型樹脂とが同種であ
り、かつそれらの熱膨張係数の差の絶対値が、2.0×10
-6/℃以下であることを特徴とする中空糸膜モジュール
にある。
ケース内に収納し、該ケースの両端又は一端において硬
化注型樹脂を注入、固化することによって中空糸膜がケ
ース内に固定された中空糸膜濾過モジュールであって、
前記熱硬化性樹脂と前記硬化型注型樹脂とが同種であ
り、かつそれらの熱膨張係数の差の絶対値が、2.0×10
-6/℃以下であることを特徴とする中空糸膜モジュール
にある。
即ち、注型樹脂とモジユールケース材質を実質的に同
一のものとすることにより、熱膨張係数の差の絶対値を
2.0×10-6/℃以下とし、ヒートサイクルによる接着のは
がれ、注型樹脂の亀裂をなくすことが可能となり、中空
糸膜モジユールでも平膜の同一素材からなる膜モジユー
ル並の温度変化の激しい系での濾過、高温滅菌、熱水濾
過として、広い運転条件で用いることが出来る。尚、例
えば121℃と15℃の間のヒートサイクル条件で、150mmφ
の膜モジユールを使用する場合、ケースと注型樹脂の熱
膨張係数の差の絶対値が1.0×10-5/℃であると、両者の
寸法差は0.159mmとなりかなりの応力をうけることにな
る。
一のものとすることにより、熱膨張係数の差の絶対値を
2.0×10-6/℃以下とし、ヒートサイクルによる接着のは
がれ、注型樹脂の亀裂をなくすことが可能となり、中空
糸膜モジユールでも平膜の同一素材からなる膜モジユー
ル並の温度変化の激しい系での濾過、高温滅菌、熱水濾
過として、広い運転条件で用いることが出来る。尚、例
えば121℃と15℃の間のヒートサイクル条件で、150mmφ
の膜モジユールを使用する場合、ケースと注型樹脂の熱
膨張係数の差の絶対値が1.0×10-5/℃であると、両者の
寸法差は0.159mmとなりかなりの応力をうけることにな
る。
硬化型注型樹脂に用いる熱硬化性樹脂としては、エポ
キシ樹脂、ウレタン樹脂等が幅広い中空糸膜素材に対し
て用いることができ好ましい。また、ケース素材には、
前記硬化型注型樹脂と同種の熱硬化性樹脂を用いる。
キシ樹脂、ウレタン樹脂等が幅広い中空糸膜素材に対し
て用いることができ好ましい。また、ケース素材には、
前記硬化型注型樹脂と同種の熱硬化性樹脂を用いる。
本発明の膜モジユールにおいて中空糸膜束はケース内
に直線状、Ｕ字状等の公知の状態に配置され、その両端
又は一端が注型樹脂でケースに固定される。
に直線状、Ｕ字状等の公知の状態に配置され、その両端
又は一端が注型樹脂でケースに固定される。
以下に本発明の実施例を示し、さらに具体的に説明す
る。
る。
実施例１ 油化シエルエポキシ（株）製EP834;133重量部、東レ
チオコール（株）製LP−2;50重量部、日本化薬（株）製
C950;19重量部からなるエポキシ樹脂製ケース（80mmφ
×300mm）内にポリエチレン製多孔質中空糸膜（三菱レ
イヨン（株）製EHF410C）束を挿入し、エポキシ樹脂製
ケースと全く同一の組成からなるエポキシ系注型樹脂を
ケースの端部に20mm分注入した。このときのケースの熱
膨張係数は6.5×10-5/℃であり、注型樹脂の熱膨張係数
は6.5×10-5/℃であつた。なお熱膨張係数の測定は、JI
S K6911による方法で行つた。硬化後、中空糸束端部を
切断した。同様にケースの反対側も注型し、切断した。
チオコール（株）製LP−2;50重量部、日本化薬（株）製
C950;19重量部からなるエポキシ樹脂製ケース（80mmφ
×300mm）内にポリエチレン製多孔質中空糸膜（三菱レ
イヨン（株）製EHF410C）束を挿入し、エポキシ樹脂製
ケースと全く同一の組成からなるエポキシ系注型樹脂を
ケースの端部に20mm分注入した。このときのケースの熱
膨張係数は6.5×10-5/℃であり、注型樹脂の熱膨張係数
は6.5×10-5/℃であつた。なお熱膨張係数の測定は、JI
S K6911による方法で行つた。硬化後、中空糸束端部を
切断した。同様にケースの反対側も注型し、切断した。
このようにして製作した膜モジユールに対して80℃の
熱水を10分間透過させた後、直ちに25℃の水を10分間透
過することを１サイクルとするヒートサイクル試験を実
施した。
熱水を10分間透過させた後、直ちに25℃の水を10分間透
過することを１サイクルとするヒートサイクル試験を実
施した。
500回の繰り返し後でも注型樹脂の割れやシール部か
らのリークはなく良好であつた。
らのリークはなく良好であつた。
また、この膜モジユールに対して121℃×30分間のス
チーム滅菌操作を行つた後、すぐに25℃の水を10分間透
過することを１サイクルとするヒートサイクル試験を実
施した。100回の繰り返し後でも注型樹脂の割れやシー
ル部からのリークはなく、良好であつた。
チーム滅菌操作を行つた後、すぐに25℃の水を10分間透
過することを１サイクルとするヒートサイクル試験を実
施した。100回の繰り返し後でも注型樹脂の割れやシー
ル部からのリークはなく、良好であつた。
比較例１ エポキシ製ケースの代りに、ポリスルホン製のケース
を用いた以外は、実施例１と同様にして膜モジユールを
製作した。このときのポリスルホン製ケースの熱膨張係
数は5.6×10-5/℃であり、注型エポキシ樹脂の熱膨張係
数は6.5×10-5/℃であつた。
を用いた以外は、実施例１と同様にして膜モジユールを
製作した。このときのポリスルホン製ケースの熱膨張係
数は5.6×10-5/℃であり、注型エポキシ樹脂の熱膨張係
数は6.5×10-5/℃であつた。
初期はリークがなかつたが、80℃の熱水と25℃の水を
交互に５回通したところでリークが生じ始めた。
交互に５回通したところでリークが生じ始めた。
本発明の膜モジユールはケースと注型樹脂が同種であ
り、なおかつそれらの熱膨張係数の差の絶対値が非常に
小さいためにヒートサイクル耐久性に優れている。この
ため温度変化の激しい系での濾過、高温滅菌、熱水濾過
用として広い運転条件で用いることが出来、スチーム滅
菌、高温殺菌の必要な医薬品、食品等の製造分野で使用
できる。また中空糸膜であるため、平膜に比べて膜面積
が大きくとれるため、大流量処理が可能であり、寿命も
非常に長く経済性も良い。
り、なおかつそれらの熱膨張係数の差の絶対値が非常に
小さいためにヒートサイクル耐久性に優れている。この
ため温度変化の激しい系での濾過、高温滅菌、熱水濾過
用として広い運転条件で用いることが出来、スチーム滅
菌、高温殺菌の必要な医薬品、食品等の製造分野で使用
できる。また中空糸膜であるため、平膜に比べて膜面積
が大きくとれるため、大流量処理が可能であり、寿命も
非常に長く経済性も良い。
第１図は、本発明の中空糸膜モジユールの端部注型樹脂
固定部分の縦断面模式図である。 １……ケース ２……注型樹脂 ３……中空糸膜
固定部分の縦断面模式図である。 １……ケース ２……注型樹脂 ３……中空糸膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B01D 63/02 B01D 63/00 500
Claims (1)
- 【請求項１】複数本の中空糸膜を熱硬化性樹脂製ケース
内に収納し、該ケースの両端又は一端において硬化注型
樹脂を注入、固化することによって中空糸膜がケース内
に固定された中空糸膜濾過モジュールであって、前記熱
硬化性樹脂と前記硬化型注型樹脂とが同種であり、かつ
それらの熱膨張係数の差の絶対値が、2.0×10-6/℃以下
であることを特徴とする中空糸膜モジュール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2257739A JP3065646B2 (ja) | 1990-09-27 | 1990-09-27 | 中空糸膜モジュール |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2257739A JP3065646B2 (ja) | 1990-09-27 | 1990-09-27 | 中空糸膜モジュール |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04135631A JPH04135631A (ja) | 1992-05-11 |
| JP3065646B2 true JP3065646B2 (ja) | 2000-07-17 |
Family
ID=17310431
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2257739A Expired - Fee Related JP3065646B2 (ja) | 1990-09-27 | 1990-09-27 | 中空糸膜モジュール |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3065646B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3037154A3 (en) * | 2014-08-12 | 2017-04-26 | Generon IGS, Inc. | Membrane module capable of operation in extreme temperature environments |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6552317B2 (ja) * | 2015-07-29 | 2019-07-31 | 日機装株式会社 | 中空糸膜モジュール及び中空糸膜モジュールのリーク耐久性試験方法 |
| CN109789369B (zh) * | 2017-03-17 | 2022-01-11 | 住友化学株式会社 | 气体分离膜元件、气体分离膜模块及气体分离装置 |
| WO2020111158A1 (ja) * | 2018-11-27 | 2020-06-04 | 旭化成株式会社 | 膜蒸留モジュール及び膜蒸留装置 |
| CN113663521B (zh) * | 2020-05-15 | 2022-09-27 | 三达膜科技（厦门）有限公司 | 一种陶瓷膜膜元件的浇铸方法 |
-
1990
- 1990-09-27 JP JP2257739A patent/JP3065646B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3037154A3 (en) * | 2014-08-12 | 2017-04-26 | Generon IGS, Inc. | Membrane module capable of operation in extreme temperature environments |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04135631A (ja) | 1992-05-11 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |