JP3201639B2 - 中空糸膜モジュール - Google Patents

中空糸膜モジュール

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JP3201639B2
JP3201639B2 JP06213492A JP6213492A JP3201639B2 JP 3201639 B2 JP3201639 B2 JP 3201639B2 JP 06213492 A JP06213492 A JP 06213492A JP 6213492 A JP6213492 A JP 6213492A JP 3201639 B2 JP3201639 B2 JP 3201639B2
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fiber membrane
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久嘉 山森
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は人工肺、人工透析、プラ
ズマフェレシス、純水製造、気体濾過、気体分離及び浄
水器等に用いられる中空糸膜モジュールに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、中空糸膜モジュールは中空糸膜を
かせ状に巻いたものを所定の長さに切断して容器内に収
納し、エポキシ樹脂又はウレタン樹脂等で中空糸膜端部
を容器内に固定する方法によって製造されてきた。しか
しながら、上記製法は中空糸膜を容器内に充填する作業
が煩雑であり、又、固定用樹脂が中空糸膜開口部より侵
入するのを防ぐための仮封鎖工程が必要なため作業性、
生産性に劣るものであった。
【0003】上記問題を解決する手段として、中空糸膜
を緯糸に用いた編織物を濾過膜として採用する中空糸膜
モジュールが特開昭62−97565号公報に提案され
ている。この中空糸膜編織物を採用することにより、手
工業的色彩の強かった中空糸膜モジュール製造工程を合
理的な大量生産工程にすることが可能となる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記中
空糸膜編織物を採用する円筒型の中空糸膜モジュールは
該編織物を渦巻状に巻いて固定したものであった。図8
にその1例を示すが、渦巻状に巻かれた中空糸膜編織物
82の一端が環状部材81内に集束固定されてなるもの
である。このような渦巻状のモジュールは中空糸膜の巻
き加減が微妙に変化することによる濾過抵抗の再現性が
悪く、又、中空糸膜上に付着する堆積物による中空糸膜
同士の固着及びその再生等の問題も未だ解決されていな
かった。
【0005】従って、本発明の目的は上記従来技術の問
題点に鑑み、歩留まりがよく、長期に渡って高い濾過効
率を保ち、濾過膜の洗浄等の再生が容易な中空糸膜モジ
ュールを提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、中空糸膜編織物からなる濾過膜と、濾過膜
の1端を収納する環状部材と、前記濾過膜の1端を中空
糸膜端面部の開口状態を保ちつつ環状部材の内部に固定
する固定部材とを有してなる中空糸膜モジュールにおい
て、前記中空糸膜がジグザグ状に折り畳まれて1端は固
定部材で固定され、他端は固定されずに移動自在とされ
なることを特徴とする中空糸膜モジュールである。
【0007】又、本発明は中空糸膜編織物からなる濾過
膜と、濾過膜の1端を収納する環状部材と、前記濾過膜
の1端を中空糸膜端面部の開口状態を保ちつつ環状部材
の内部に固定する固定部材とを有してなる中空糸膜モジ
ュールにおいて、前記濾過膜が1端は固定部材で固定さ
れ、他端は固定されずに移動自在とされてなる中空糸膜
編織物の積層体であることを特徴とする中空糸膜モジュ
ールである。 又、本発明は中空糸膜を少なくとも経糸
又は緯糸とする中空糸膜編織物を形成し、この編織物を
ジグザグ状に折り畳んだ1辺を環状部材の内部に収納
し、この収納部を液状樹脂で硬化固定した後、中空糸膜
の開口端部が現れるように硬化した樹脂を切断する工程
を有することを特徴とする中空糸膜モジュールの製造方
法である。
【0008】更に、本発明は中空糸膜を少なくとも経糸
又は緯糸とする中空糸膜編織物を形成し、この編織物を
積層した積層体の1辺を環状部材の内部に収納し、この
収納部を液状樹脂で硬化固定した後、中空糸膜の開口端
部が現れるように硬化した樹脂を切断する工程を有する
ことを特徴とする中空糸膜モジュールの製造方法であ
る。
【0009】以下、本発明の中空糸膜モジュールを図面
を参照しつつより詳細に説明する。図1は、本発明の中
空糸膜モジュールの1例を示す斜視図であり、図2はA
−A’線に沿った切断断面図である。本発明の中空糸膜
モジュールは、基本的には環状部材1と、固定部材2
と、濾過膜3とを有して構成される。これらに加え、各
種付属部材が付設されてもよい。
【0010】環状部材1は、中空糸膜モジュール全体を
支持する部材として機能するものである。代表的にはリ
ング状の形状を有する。又、その外周面の形状に関して
は、浄水器あるいはエアーフィルター等における該モジ
ュールの設置態様等に合わせて種々の形状をとり得る。
その材質としては機械的強度及び耐久性を有するもので
あればよく、例えばポリカーボネート、ポリスルホン、
ポリプロピレン、アクリル樹脂、ABS樹脂、変性PP
E樹脂等が例示される。使用後に焼却処理が必要な場合
には、燃焼により有毒ガスを出さずに完全燃焼させるこ
とのできる炭化水素系の樹脂を材質とすることが好まし
い。
【0011】固定部材2は、中空糸膜編織物からなる濾
過膜3の1辺を環状部材1内に固定するとともに、被処
理水と処理水とを液密に仕切る部材として機能する。固
定部材2は、通常、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル
樹脂、ポリウレタン等の液状樹脂を硬化させて得られ
る。
【0012】濾過膜3を構成する中空糸膜編織物として
は、特開昭62−57965号公報に開示されている編
織物が使用できる。ここで編織物とは編物及び織物を意
味する。図3は本発明の濾過膜3を構成する中空糸膜編
織物の構成例を示す概念図である。図中4は中空糸膜か
らなる緯糸であり、5及び6は経糸である。図3(A)
及び(B)では耳部における経糸5の密度と耳部以外の
経糸6の密度の異なるものが示されており、図3(C)
では編物の幅方向において経糸密度が均一な例を示して
いる。この例では、中空糸膜を緯糸に用いた編物を示し
たが中空糸膜は経糸であってもよい。又、編織物として
十分な形状を維持できれば耳部以外の経糸はなくてもよ
い。しかしいずれの場合も、編織物の耳部において中空
糸膜が切断されることなく折り返されていることが必要
である。そのような中空糸膜としては、例えば、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、
PMMA系、ポリスルホン系等の各種材料が使用でき
る。中でも編織物への加工のしやすさを考慮するとポリ
エチレン等のポリオレフィン類が強度、柔軟性の面から
好ましい。尚、濾過膜として使用可能なものであれば、
孔径、空孔率、膜厚、外形等には特に制限はない。
【0013】本発明においては上記中空糸膜編織物の中
空糸膜よりなる経糸又は緯糸の折り返されてなる一端を
環状部材内に固定するものである。更に、前記中空糸膜
編織物はジグザグ状に折り畳んで固定するものである。
この方法によれば、固定されていない他方の端部が渦巻
状の場合とは異なり、蛇腹状に開閉するため、中空糸膜
上に付着する堆積物による中空糸膜同士の固着が遅延さ
れるとともに、濾過膜を洗浄し再生する工程が容易にな
る。
【0014】又、本発明においてはジグザグ状に折り畳
んだ中空糸膜編織物を使用する代わりに中空糸膜編織物
を数枚積層した積層体を使用してもよい。図4はそのよ
うな中空糸膜モジュールの1例を示す斜視図であり、図
5はA−A’切断線に沿った切断断面図である。図中1
は環状部材、2は固定部材、3は中空糸膜編織物からな
る濾過膜である。ここで中空糸膜編織物の積層に際して
は性能の異なる中空糸膜編織物を用いることもできる。
例えば、疎水性中空糸膜の編織物を親水化処理した中空
糸膜編織物でサンドイッチ状にはさんで積層したものを
用いて中空糸膜モジュールを作成した場合は、疎水性中
空糸膜よりなる濾過膜を逆洗時の気泡の供給手段として
使用することができる。
【0015】本発明の中空糸膜モジュールの製造方法は
特に限定されるものではないが、以下の方法によるのが
好ましい。まず、少なくとも中空糸膜を経糸又は緯糸と
する編織物を作成する。この具体的な方法については、
例えば特開昭62−57965号公報、特開平1−26
6258号公報に開示されている。編織物の幅は濾過膜
の長さに対応するため、製作するモジュールの大きさに
合わせて編織物の幅を決定する。このシート状の編織物
をジグザグ状に所定の厚さまで折り畳む。尚、編織物を
折り畳む代わりに適当な長さに切断した中空糸膜編織物
を数枚積層してもよい。この積層体の1端を環状部材内
に収納し、該収納部を液状樹脂で硬化固定(以下、ポッ
ティングと記載する。)させる。図9は中空糸膜編織物
をポッティングする工程の1例を説明する工程図であ
る。まず、半円状ドラム91内に中空糸膜編織物92を
折り畳んで収納する。次いで、同様に中空糸膜編織物9
2を収納した半円状ドラム91をもう1つ用意し、2つ
を互いに張り合わせドラム93を得る。このドラム93
を環状部材94内に挿入した後、ドラム93のみを環状
部材94から抜取り、環状部材94内の中空糸膜端部を
ポッティングする。この時、折り畳んだ中空糸膜編織物
の代わりにシート状の中空糸膜編織物を積層してもよ
い。いずれの場合にせよ、中空糸膜編織物の最初と最後
の糸の端末部分は予め封鎖しておくか、もしくは固定樹
脂中に埋没させることが必要である。硬化固定後、中空
糸膜の開口端部が現れるように硬化樹脂を切断する。こ
のような中空糸膜編織物の環状部材への収納法を採用す
ると、固定部材内における中空糸膜の偏在を防止するこ
とができるが、本発明はこの態様に限定されるものでは
ない。
【0016】液状樹脂の充填及び液状樹脂が硬化した後
の端面のカット(中空糸膜の開口端の形成)等は一般的
な中空糸膜モジュールの加工方法に準じて実施できる。
【0017】本発明の中空糸膜モジュールの好ましい使
用方法の1つとして、固定部材により固定されていない
濾過膜の1辺を拡げて分散手段で保持しつつ濾過を実施
する図6に示される態様が挙げられる。図7はその濾過
膜端部の拡大図である。図中4は中空糸膜よりなる緯
糸、5は経糸、7は分散手段、8はフックである。図示
の如く緯糸が折り返されてなるU字状部を分散手段7に
係合させる態様が簡便で好ましい。図示の例は中空糸膜
を緯糸に用いた編物であるが、これに限定されるもので
はない。この分散手段を配設することにより、高汚濁性
水の濾過に本発明の中空糸膜モジュールを使用しても中
空糸膜濾過膜の高度な分散性をより長期間保つことがで
きる。
【0018】又、本発明の中空糸膜モジュールの機能回
復方法としては、通常のモジュールの場合と同様、逆洗
法及び気泡振動法が簡便に実施できるが、スポンジボー
ル等を用いて膜面を物理的に洗浄する方法や、超音波等
を使用して洗浄する方法等も実施できる。
【0019】
【発明の効果】本発明の中空糸膜モジュールは中空糸膜
編織物を用いて製造されているにも拘らず、該編織物の
固定されていない一端が自由に開閉することにより、濾
過膜間への有機物の堆積が抑えられ、濾過膜間の固着一
体化が防止され、特に高汚濁性水の濾過に於て、長期に
わたって高い濾過効率を保つことができる。また、洗浄
による濾過機能の回復処理も効率的に実施できる。
【0020】更に、本発明の中空糸膜モジュールの製造
方法によれば、歩留まりの良い中空糸膜モジュールを工
業規模で生産することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の中空糸膜モジュールの1例を示す斜視
図である。
【図2】図1に示すモジュールのA−A’切断線に沿っ
た切断断面図である。
【図3】本発明に係る中空糸膜編織物を示す概念図であ
る。
【図4】本発明の中空糸膜モジュールの他の例を示す斜
視図である。
【図5】図4に示すモジュールのA−A’切断線に沿っ
た切断断面図である。
【図6】本発明の中空糸膜モジュールの使用法の1例を
示す斜視図である。
【図7】本発明の中空糸膜モジュールの使用状態の1例
を示す部分拡大図である。
【図8】従来の中空糸膜モジュールの1例を示す斜視図
である。
【図9】中空糸膜編織物のポッティング工程の1例を説
明する工程図である。
【符号の説明】
1 環状部材 2 固定部材 3 濾過膜 4 中空糸膜 5 経糸 6 経糸 7 分散手段 8 フック 81 環状部材 82 濾過膜 91 半円状ドラム 92 中空糸膜編織物 93 ドラム 94 環状部材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−57965(JP,A) 特開 昭50−131875(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B01D 53/22 B01D 61/00 - 65/10 C02F 1/44

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 中空糸膜編織物からなる濾過膜と、濾過
    膜の1端を収納する環状部材と、前記濾過膜の1端を中
    空糸膜端面部の開口状態を保ちつつ環状部材の内部に固
    定する固定部材とを有してなる中空糸膜モジュールにお
    いて、前記中空糸膜編織物がジグザグ状に折り畳まれて
    1端は固定部材で固定され、他端は固定されずに移動自
    在とされてなることを特徴とする中空糸膜モジュール。
  2. 【請求項2】 中空糸膜編織物からなる濾過膜と、濾過
    膜の1端を収納する環状部材と、前記濾過膜の1端を中
    空糸膜端面部の開口状態を保ちつつ環状部材の内部に固
    定する固定部材とを有してなる中空糸膜モジュールにお
    いて、前記濾過膜が、1端は固定部材で固定され、他端
    は固定されずに移動自在とされてなる中空糸膜編織物の
    積層体であることを特徴とする中空糸膜モジュール。
  3. 【請求項3】 中空糸膜を少なくとも経糸又は緯糸とす
    る中空糸膜編織物を形成し、この編織物をジグザグ状に
    折り畳んだ1辺を環状部材の内部に収納し、この収納部
    を液状樹脂で硬化固定した後、中空糸膜の開口端部が現
    れるように硬化した樹脂を切断する工程を有することを
    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。
  4. 【請求項4】 中空糸膜を少なくとも経糸又は緯糸とす
    る中空糸膜編織物を形成し、この編織物を積層した積層
    体の1辺を環状部材の内部に収納し、この収納部を液状
    樹脂で硬化固定した後、中空糸膜の開口端部が現れるよ
    うに硬化した樹脂を切断する工程を有することを特徴と
    する請求項2記載の中空糸膜モジュールの製造方法。
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JP4445862B2 (ja) 2002-09-27 2010-04-07 三菱レイヨン株式会社 中空糸膜モジュール、中空糸膜モジュールユニット及びこれを用いた膜濾過装置と、その運転方法
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