JP3532662B2 - 中空糸膜型分離モジュールの製造方法 - Google Patents

中空糸膜型分離モジュールの製造方法

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保 八木橋
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は電子工業、医薬工業
等、低溶出性、耐薬品性を必要とする分野で利用される
中空糸膜分離型モジュールの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来この種の中空糸膜分離型モジュール
の製造方法としては、例えば特開平1−293105号
公報あるいは特開平4−63117号公報に開示された
ものがある。前者は中空糸膜を複数本束ねて、その中空
部に目止めを施こし、中空糸膜間の隙間に補助部材とし
て例えば微粉体を詰めて、加熱することにより補助部材
を熱溶融接着し、この際例えば熱収縮性のテープを糸束
に巻き付けて縮付けることにより、各中空糸間を液密に
融着するものである。
【0003】また後者は複数の中空糸膜を結束し、結束
端を樹脂の懸濁液に浸漬し、加熱して液体を蒸発させて
各中空糸膜間を封止するものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】これら従来の製造方法
においては、複数の中空糸膜を結束する方法については
開示されておらず、所定長さに切断した中空糸膜を所定
本数だけ多数結束する煩瑣な作業を必要とすることにな
る。また結束した中空糸膜ユニットの各中空糸相互間を
封止するのに、微粉体を詰めたり、適正な濃度の懸濁液
を調整したりする複雑な作業を要する。更にはケーシン
グ内に収容して中空糸膜型分離モジュールとするにあた
り、上記に開示された製造方法では結束封止された中空
糸膜ユニットの端部外周とケーシング内面との液密封止
について別途封止手段を講じなくてはならない。
【0005】
【課題を解決するための手段】請求項1および請求項2
の発明は、中空糸膜から中空糸膜型分離モジュールを能
率的に製造する方法であって、中空糸膜に、等ピッチで
順次にフィルム片を付着させ、これを巻取機のドラムに
巻取り、巻取った多重の環状をなす中空糸膜を各フィル
ム片の中央位置で切断して、両端にフィルム片付着部を
有する中空糸膜束をまず形成するものである。
【0006】次いで請求項1の発明では、この中空糸膜
束を中央から折り曲げて、フィルム片付着部を一方端に
集中させた中空糸膜束ユニットとし、この中空糸膜ユニ
ットを、ポリオレフィン製で壁面に流通孔を設けたカッ
プ状のケーシングに収容するとともにフィルム片付着部
をケーシングの開口端に位置させ、ケーシングの開口端
を、直径縮小方向に加圧しながら加熱してフィルム片を
溶融させ、フィルム片が冷却固化した後加圧を解除し、
フィルム片付着部の端部を切除して各中空糸膜の両端を
開通させ、ケーシングの開口端に、流通孔を有するポリ
オレフィン製のキャップを熱融着するものである。
【0007】請求項2の発明では、前記の両端にフィル
ム片付着部を有する中空糸膜束を形成し、これを中空糸
膜束ユニットとして、ポリオレフィン製の両端開口かつ
壁面に流通孔を有する筒状ケーシングに収容するととも
に、両フィルム片付着部の端部をケーシングの両開口端
に位置させ、ケーシングの両開口端部分を、直径縮小方
向に加圧しながら加熱してフィルム片を溶融させ、フィ
ルム片が冷却固化した後加圧を解除し、フィルム片付着
部の一方の端部を切除して各中空糸膜を開通させ、この
開通された側のケーシングの両開口端に、流通孔を有す
るキャップを、ケーシングの他方の開口端を閉塞するカ
バーをそれぞれ熱溶着する中空糸膜型分離モジュールの
製造方法。
【0008】請求項3の発明では、前記の両端にフィル
ム片付着部を有する中空糸膜束を形成し、これを中空糸
膜束ユニットとして、ポリオレフィン製の両端開口かつ
壁面に流通孔を有する筒状ケーシングに収容するととも
に、両フィルム片付着部の端部をケーシングの両開口端
に位置させ、ケーシングの両開口端部分を、直径縮小方
向に加圧しながら加熱してフィルム片を溶融させ、フィ
ルム片が冷却固化した後加圧を解除し、フィルム片付着
部の端部を切除して各中空糸膜の両端を開通させ、ケー
シングの両開口端に、ポリオレフィン製で、流通孔を有
するキャップをそれぞれ熱溶着する中空糸膜型分離モジ
ュールの製造方法。
【0009】
【作用】これらの製造方法によれば、巻取り時にフィル
ム片が巻取機のドラム上の同じ位置に来るので、この部
分の中央位置で切断することにより、両端にフィルム片
が付着された中空糸膜束がきわめて能率よく簡単に得ら
れる。またフィルム片は各中空糸膜の内面に侵入してい
ることから、フィルム片を加熱溶融させた後も中空糸膜
内部に侵入することがほとんど無く、フィルム片付着部
の端部を切除した後の両端開通状態の保証が確実であ
る。
【0010】また中空糸膜束ユニットの各中空糸膜相互
間の隙間の封止、および中空糸膜束ユニットとケーシン
グ内面との間の封止が同時に簡単な1工程で行なわれ、
懸濁液の調整浸漬等の手間を必要としないので工法が容
易確実であり、さらに接着剤を使用しないので低溶出
性、耐薬品性、耐熱性にすぐれた中空糸膜型分離モジュ
ールが得られる。
【0011】
【実施例】請求項1の発明の実施例を図1、図2、図3
に示す。図1に示すようにポリプロピレン製の中空糸膜
1を伸長移動させながらポリエチレン製のフィルム(厚
さは10〜100μ、幅10〜50mmのものから適宜
選択する)を適宜長さに切断したフィルム片2を熱溶着
により中空糸膜1に、図1(b)のような挟み付け状態
に付着させる。この工程は中空糸膜1を定速度で移動さ
せながら、溶着機3でフィルムを一定長さに切断しなが
ら加熱溶着させるようにするとよい。
【0012】このようにしてフィルム片2を等ピッチp
で付着させた中空糸膜1を巻取機の回転するドラム4に
巻き取ると、ドラム4上にフィルム片2が特定位置に重
なった多重の環状中空糸膜5が得られる。このフィルム
片2の中央位置{図1(a)のC位置)で切断して、両
端にフィルム片付着部6を有する中空糸膜束7{図1
(c)}を複数個、この例では6個{図1(a)}を得
る。ここまでの工程は請求項1、請求項2の発明に共通
の工程である。
【0013】次に請求項1の発明においては、図1
(c)の中空糸膜束7を中央位置から二つ折にして、フ
ィルム片付着部6が一方端のみにある中空糸膜束ユニッ
ト8{図2(a)}とする。
【0014】中空糸膜束ユニット8を、ポリオレフィン
製のケーシング9に挿入収容する。ケーシング9は一方
端に流通孔10を有し、他方が開口端11となったカッ
プ状をなし側壁に空気抜き孔12を備えている。また中
空糸膜束ユニット8のフィルム片付着部6を開口端11
内側に重なる位置に置く。
【0015】この場合ケーシング9の開口端11近傍の
外周に筒状の加圧部材13を嵌めておく。加圧部材13
は、四フッ化エチレン・パーフルオロアルコキシエチレ
ン共重合樹脂(PFA)、または四フッ化エチレン・六
フッ化プロピレン共重合樹脂(FEP)等でなる熱収縮
チューブである。加圧部材13としてはこのほかシリコ
ンゴム等の弾性体チューブを拡径して縮径する張力を持
たせたものでもよい。さらに加圧部材としては、外力を
加えて直径が縮少するようにした金型等でもよい。
【0016】加圧部材13の外周に環状のヒータブロッ
ク14を装着し、通電等の手段により加熱して、加圧部
材13の作用によりケーシング9の開口端11近傍を締
付け縮径させると同時に、中空糸膜束ユニット8のフィ
ルム片付着部6の各フィルム片2を溶融させ、各中空糸
膜2相互間およびフィルム片付着部6と開口端11の内
側を固着し封止させる。加圧部材が金型等である場合は
外力を加える。この加熱面は環状であり、通常幅15〜
55mmの範囲である。加熱終了後加圧部材13を取外
し、収縮した開口端11先端から5〜45mmの位置で
切断して、フィルム片2が溶融して中空糸膜1の端部を
閉塞している部分を切除し、中空糸膜の端面と確実に開
通させる。
【0017】このようにして図3に示すようにフィルム
片付着部6が封止部15となり、ケーシング9の開口端
11が収縮端部16となった中空糸膜型分離モジュール
本体17を得る。次に収縮端部16に、ポリオレフィン
製で流通孔18を有するキャップ19を熱溶着して中空
糸膜型分離モジュール20を得る。
【0018】次に請求項2の発明の実施例を図1、図
4、図5により説明する。図1(c)の中空糸束7を得
るまでの工程は請求項1のものと同様である。請求項2
の発明においては、図4(a)のように中空糸膜束7を
そのまま中空糸膜ユニット30とする。次にポレオレフ
ィン製で側壁に流通孔31と空気抜き孔32aとを有す
るケーシング32に中空糸膜ユニット30を挿入収容
し、ケーシング32の両開口端33、34内に重なるよ
うに中空糸膜ユニット30の両端のフィルム片付着部
6、6を位置させる。
【0019】次に図2(b)におけるケーシング9の開
口端11と同様に、ケーシング32の開口端33、34
に加圧部材35、36、ヒータブロック37、38を装
着して加熱し、加熱後開口端33、34先端部分を切断
することにより、図5に示す中空糸膜型分離モジュール
本体39を得る。開口端33、34は収縮端部40、4
1となり、フィルム片付着部は封止部42、43とな
り、収縮端部40、41と封止部42、43との間もそ
れぞれ封止されている。
【0020】次にケーシング32の縮径端部41に流通
孔44を有するキャップ45を熱溶着し、縮径端部40
を閉塞するカバー46を熱溶着して中空糸膜型分離モジ
ュール47を得る。なお、このような中空糸膜型分離モ
ジュールの場合、開口端33先端部分を切断しなくても
よい。また、カバー46に代えて、縮径端部40にも縮
径端部41と同様のものすなわち流通孔44を有するキ
ャップ45を熱融着するようにしてもよく、この場合濾
過液を一方の流通孔から他方の流通孔に流し、選択濾過
をし、所定の液を流通孔より取出すようにする。
【0021】請求項1、請求項2、請求項3の上記各実
施例において、中空糸膜と封止用のフィルムとはポリオ
レフィン系のものを用いたが、この組合せのほか、中空
糸膜とフィルムとの材質の組合わせを、(1)ポリサル
ホンとポリオレフィン、(2)ビニリデンフルオライド
樹脂(PVDF)とポリオレフィン系、(3)四フッ化
エチレン樹脂(PTFE)と四フッ化エチレン・パーフ
ルオロアルコキシエチレン共重合樹脂(PFA)又は四
フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合樹脂(FE
P)としてもよい。
【0022】
【発明の効果】この発明の製造方法により中空糸膜束を
形成するのが簡単で能率よく行うことができ、中空糸膜
束ユニットをケーシングに挿入して封止する方法が簡単
な工程で確実に行なわれ、各中空糸膜モジュールの目詰
まりのおそれもない。
【図面の簡単な説明】
【図1】請求項1、請求項2の発明の前段の工程を示す
図。
【図2】請求項1の発明の中段の工程を示す図。
【図3】請求項1の発明の後段の工程を示す図。
【図4】請求項2の発明の中段の工程を示す図。
【図5】請求項2の発明の後段の工程を示す図。
【符号の説明】
1 中空糸膜 2 フィルム片 4 ドラム 8、30 中空糸膜ユニット 9、32 ケーシング 19、45 キャップ 46 カバー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B01D 61/00 - 71/82 C02F 1/44

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 高分子材料でなる中空糸膜に、順次に等
    ピッチで、高分子材料でなるフィルム片を、熱融着によ
    り付着させ、この中空糸膜を巻取機のドラムに多重に巻
    取り、巻取った多重の環状をなす中空糸膜を各フィルム
    片の中央位置で切断して両端にフィルム片付着部を有す
    る中空糸膜束とし、次にこの中空糸膜束を中央から折り
    曲げて、フィルム片付着部を一方端に集中させた中空糸
    膜束ユニットとし、この中空糸膜束ユニットを、ポリオ
    レフィン製で壁面に流通孔を設けたカップ状ケーシング
    に収容するとともにフィルム片付着部の端部をケーシン
    グの開口端に位置させ、ケーシングの開口端部分を、直
    径縮小方向に加圧しながら加熱してフィルム片を溶融さ
    せ、フィルム片が冷却固化した後加圧を解除し、フィル
    ム片付着部の端部を切除して各中空糸膜の両端を開通さ
    せ、ケーシングの開口端に、流通孔を有するキャップを
    熱融着する中空糸膜型分離モジュールの製造方法。
  2. 【請求項2】 高分子材料でなる中空糸膜に、順次に等
    ピッチで、高分子材料でなるフィルム片を、熱融着によ
    り付着させ、この中空糸膜を巻取機のドラムに多重に巻
    取り、巻取った多重の環状をなす中空糸膜を各フィルム
    片の中央位置で切断して両端にフィルム片付着部を有す
    る中空糸膜束ユニットとし、この中空糸膜束ユニットを
    ポリオレフィン製の両端開口かつ壁面に流通孔を有する
    筒状ケーシングに収容するとともに両フィルム片付着部
    の端部をケーシングの両開口端に位置させ、ケーシング
    の両開口端部分を、直径縮小方向に加圧しながら加熱し
    てフィルム片を溶融させ、フィルム片が冷却固化した後
    加圧を解除し、フィルム片付着部の一方の端部を切除し
    て各中空糸膜を開通させ、この開通された側のケーシン
    グの開口端に、流通孔を有するキャップを、ケーシング
    の他方の開口端に該開口端を閉塞するカバーを、それぞ
    れ熱融着する中空糸膜型分離モジュールの製造方法。
  3. 【請求項3】 高分子材料でなる中空糸膜に、順次に等
    ピッチで、高分子材料でなるフィルム片を、熱融着によ
    り付着させ、この中空糸膜を巻取機のドラムに多重に巻
    取り、巻取った多重の環状をなす中空糸膜を各フィルム
    片の中央位置で切断して両端にフィルム片付着部を有す
    る中空糸膜束ユニットとし、この中空糸膜束ユニットを
    ポリオレフィン製の両端開口かつ壁面に流通孔を有する
    筒状ケーシングに収容するとともに両フィルム片付着部
    の端部をケーシングの両開口端に位置させ、ケーシング
    の両開口端部分を、直径縮小方向に加圧しながら加熱し
    てフィルム片を溶融させ、フィルム片が冷却固化した後
    加圧を解除し、フィルム片付着部の端部を切除して各中
    空糸膜の両端を開通させ、ケーシングの両開口端に、ポ
    リオレフィン製で、流通孔を有するキャップを、それぞ
    れ熱融着する中空糸膜型分離モジュールの製造方法。
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