JP4187326B2

JP4187326B2 - 中空糸膜モジュール素材の製造方法

Info

Publication number: JP4187326B2
Application number: JP29684898A
Authority: JP
Inventors: 正俊鎌田; 禎仁中原; 正則板倉
Original assignee: Mitsubishi Chemical Corp; Mitsubishi Rayon Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Chemical Corp; Mitsubishi Rayon Co Ltd
Priority date: 1998-10-19
Filing date: 1998-10-19
Publication date: 2008-11-26
Anticipated expiration: 2018-10-19
Also published as: JP2000117061A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流体の分離・精製などに用いられる中空糸膜モジュールを製造するのに使用される中空糸膜モジュール素材の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
中空糸膜モジュールは流体の分離・精製などに使用されるものであり、例えば、無菌水、飲料水、高純度水の製造や空気の浄化などの分野、更には、半導体分野などで使用される溶剤の洗浄精製などに使用されている。かかる中空糸膜モジュールは、複数本の中空繊維からなる中空繊維束の端部を、熱可塑性樹脂或いは熱硬化性樹脂などのポッテイング材によって固定し、全体が円筒状、円柱状、平板状などの多様な形態に一体化される。
【０００３】
前記中空糸膜モジュールは、その全体にわたって均一な分離性能、濾過性能が要求され、更には、耐溶剤性や多様な機械的特性なども要求されており、これらの要求を満たすための開発が続けられている。これらの中空糸膜モジュールのうち、精密濾過の分野に用いられてきた中空糸膜モジュールは、従来では、中空糸膜を円柱状や円筒状に収束固定したものが主流であった。しかしながら、近年では、特に、高汚濁性の液体を濾過するために用いられる中空糸膜モジュールにあっては、中空糸膜同士が固着し難いこと、更には、洗浄回復性に優れた構造であることが強く要求されていることから、平板状の中空糸膜モジュールが多用されるようになってきている。
【０００４】
一般に、中空糸膜モジュールを製造するには、先ず、中空糸膜をかせ状に巻いたもの或いは中空糸膜の編織物を所定の寸法に切断し、所望の形状の容器内に前記中空糸膜を収納する。その後、同容器内に所定の高さまで溶融したエポキシ樹脂又はウレタン樹脂などのポッティング材を充填し、同ポッティング材を硬化させて前記中空糸膜の端部を固定し、前記中空糸膜を所望の形状に収束する。その後、前記ポッティング材による固定部分において切断し、前記中空糸膜の端部を開口させた後、その外周に集水部材を取り付けて中空糸膜モジュールが製造される。
【０００５】
前記ポッティング材には中空糸膜が融着しないよう、中空糸膜よりも融点が低い樹脂を使用し、従来からエポキシ樹脂やウレタン樹脂などが多用されている。しかしながら、これらエポキシ樹脂やウレタン樹脂を使用すると、前記固定部分での耐溶剤性が低くなってしまうといった問題がある。
【０００６】
そこで、例えば、特開平７−７７１号公報に開示された中空糸膜モジュールの製造方法では、中空糸膜布帛に耐溶剤性の熱可塑性樹脂を溶融状態で帯状に押し出しながら、軸に巻き取ることにより、円筒状の中空糸膜モジュール素材を製造している。更に前記中空糸膜モジュール素材を円筒形ハウジングの内部にシールすることで、中空糸膜モジュールが製造される。前記中空糸膜モジュール素材を製造する際に、前記樹脂の押出し位置と布帛の巻き取り位置との距離や布帛の走行速度などを前記樹脂が自然冷却するに充分な値に設定すると共に、融点の低い樹脂を使用することで、巻き取り時に前記樹脂は自然冷却されるが溶融状態を維持することができ、巻き取られた布帛の樹脂が互いに接着して、円筒状の中空糸膜モジュール素材が製造される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記公報の製造方法では中空糸膜布帛は一枚で供給されているため、製造効率や容積効率が悪い。そこで上記公報の製造方法において多数の布帛を同時に供給し、製造効率や容積効率を向上させようとした場合、同時に供給される多数の布帛は、それら布帛と布帛との間に樹脂を十分に充填させることができず、リークが発生する虞れがある。そのため、中空糸膜モジュールとしての十分な分離性能・濾過性能を達成することができない。
また、上述したように、近年では平板状の中空糸膜モジュールが多用されているが、上記公報の製造方法では円筒状又は円柱状の中空糸膜モジュールに限られ、平板状の中空糸膜モジュールの製造には適用できない。
【０００８】
しかも、平板状の中空糸膜モジュールは、円筒状や円柱状の中空糸膜モジュールに比べて、ポッティング材による固定部分の寸法が大きくなるため、中空糸膜を収納した容器内にポッティング材を充填する際に、遠心力を用いて前記ポッティング材を隙間なく充填させる遠心方式によるポッティングが困難である。そのため、作業台上にて前記容器に振動を与えながら前記ポッティング材を注入して充填する振動方式や、前記ポッティング材の自重に任せて充填させる自重方式を採用せざるを得ない。
【０００９】
しかしながらこれらの振動方式や自重方式では、前記ポッティング材を容器内に注入し、隙間無く充填させて同ポッティング材が硬化するまでに、数時間にわたって前記容器を静置する必要があるため、生産性を向上させることが困難であった。
【００１０】
本発明はかかる従来の問題点を解決するためになされたものであり、中空糸膜モジュールを製造する際に使用される中空糸膜モジュール素材を提供するにあたって、中空糸膜が均等に配されており、容積効率や製造効率に優れ、平板状や円筒状、円柱状などのいかなる形状の中空糸膜モジュールにも適用可能である中空糸膜モジュール素材の製造方法を提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するため、本発明は、複数の中空糸膜が幅方向に並列して配された２枚以上の長尺の中空糸膜シートをそのシート面を平行に長尺方向に走行させ、対面するそれぞれの前記中空糸膜シートの間に、前記シートの幅方向に配された一以上の押出口から溶融した熱可塑性樹脂を細幅で押し出す工程、前記中空糸膜シートを重ね合わせて幅方向に一以上の帯状樹脂部を有する中空糸膜シート積層体を形成する工程、所定の間隔をもって配された一対の走行ベルトの各表面に、前記帯状樹脂部と対応する位置に熱可塑性樹脂を細幅で供給し、一以上の帯状溶融樹脂層を形成する工程、前記走行ベルトにより前記中空糸膜シート積層体を両面から挟持、移送して前記帯状溶融樹脂層を前記中空糸膜シート積層体に含浸させる工程、及び前記中空糸膜シート積層体を前記熱可塑性樹脂の融点未満の温度に冷却し固定して樹脂固定部を形成する工程、を含んでなることを特徴とする中空糸膜モジュール素材の製造方法を主要な構成としている。
【００１２】
前記走行ベルトに前記熱可塑性樹脂を溶融状態で供給することによって、前記帯状溶融樹脂層を形成することができる。また、前記走行ベルトに、硬化した状態の前記熱可塑性樹脂のフィルムを供給し、同フィルムを加熱することによって、前記帯状溶融樹脂層を形成することができる。
【００１３】
前記中空糸膜の樹脂材料としては、例えばポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン樹脂や、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂など、一般に中空糸膜の材料として使用されている樹脂を用いることが可能であり、熱可塑性樹脂に限定されるものではない。また、前記樹脂材料は、用途や相接触物質に応じて、また分離物性に鑑みて適切な材料を選択可能である。更に、前記中空糸膜の形状は、その口径、空孔率、膜厚、外径などに特に制限はなく、適宜選択される。
【００１４】
また、前記中空糸膜シートは中空糸膜が幅方向に配されていればよく、長手方向に所定の間隔で固定用糸により固定したものや、少なくとも緯糸として中空糸膜を使用した編織物を使用することができる。なお編織物とする場合には経糸として例えばポリエステル繊維などが使用される。
【００１５】
更に、前記熱可塑性樹脂は、ポリ酢酸ビニルなど各種のものが使用できるが、特に耐溶剤性が要求される場合は、ポリオレフインを用いることが価格的にも安価であるため好ましい。また、前記熱可塑性樹脂としては、特願平９−１６１１１５号にあるように、メルトフローレートが１．５ｇ／１０ｍｉｎ以上の樹脂を使用することが、流動性が良好となり、全面にわたって均等な加圧及び加熱ができるため、中空糸膜を押しつぶすことなく帯状樹脂中に中空糸膜を埋設することができ、好ましい。
【００１６】
なお、前記中空糸膜モジュール素材は単独で、或いは複数を重ねた状態でケーシングに装填し、前記樹脂固定部の部分をポッティング材によりポッティングして中空糸膜モジュールが製造される。そのため、前記樹脂固定部に使用される前記熱可塑性樹脂としては、前記ポッティング材との融着性や中空糸膜間隙への含浸性を考慮して、前記ポッティング材と同種の樹脂材料を採用することが好ましい。また、前記熱可塑性樹脂の融点は前記ポッティング材と同一であるか、或いは同ポッティング材よりも低い融点であり、メルトフローレート値の高い樹脂材料であることが更に好ましい。
【００１７】
前記中空糸膜シート積層体を前記走行ベルトで挟持移送する途中で冷却することが好ましい。所定の間隔をもって配された前記走行ベルトで挟持移送する途中で冷却することにより、得られた中空糸膜モジュール素材の樹脂固定部の厚みを高精度に制御することが可能となる。
【００１８】
前記帯状樹脂層を冷却固定するまで溶融状態が維持されるよう加熱することが望ましい。前記帯状樹脂層の樹脂を溶融状態に維持することにより、前記樹脂を速やかに前記中空糸膜シート積層体の両面から内部へと含浸させることができる。
更に、本発明は、上述した中空糸膜モジュール素材の製造方法により製造されてなることを特徴とする中空糸膜モジュール素材を他の主要な構成としている。上述した製造方法によれば、少なくとも２枚以上の前記中空糸膜シートを、それぞれのシート間に熱可塑性樹脂からなる帯状樹脂部を介在させた状態で、積層させることができる。従って、得られた本発明の中空糸膜モジュール素材を単独で、或いは積層させてケーシングに装填し、前記樹脂固定部においてポッティング材によりポッティングを行う際に、前記樹脂固定部が押圧されても、前記中空糸膜シートの間、及びその中空糸膜同士の間に充填されている熱可塑性樹脂がクッション材として機能するため、中空糸膜がつぶれる虞れはない。
【００１９】
また、前記中空糸膜モジュール素材は、前記樹脂固定部において切断し、中空糸膜の端部を開口させると共に、同樹脂固定部を含む所望の寸法に切り出して使用する。なお、前記中空糸膜モジュール素材は平板状の中空糸膜モジュールに適用可能であるのは勿論、前記熱可塑性樹脂として固化した状態でも可撓性をもつ樹脂を採用した場合には、円筒状や円柱状の中空糸膜モジュールにも容易に適用可能である。また、前記可撓性をもつ樹脂を採用していない場合であっても、前記樹脂固定部は上述したように熱可塑性樹脂を採用しているため、前記樹脂固定部を加熱して軟化させれば、円筒状や円柱状の中空糸膜モジュールに適用できる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して具体的に説明する。
図１は本発明の第１実施例である樹脂固定部付き中空糸膜モジュール素材の製造方法を実施可能である樹脂固定部付き中空糸膜モジュール素材の製造装置の概略図である。
【００２１】
前記製造装置では、経糸に中空糸膜を使用し緯糸にポリエステル繊維を使用した編物からなる中空糸膜シートＡ₁,Ａ₂の２本の原反ロール１ａ，１ｂが、同一平面内に平行に設置され、更に２本の前記原反ロール１ａ，１ｂの間に、それぞれの中空糸膜シートＡ₁,Ａ₂を引き出す引取ロール２ａ，２ｂが、２枚の前記中空糸膜シートＡ₁,Ａ₂の厚みよりも僅かに大きな所定の間隔ｔで平行に設置されている。前記原反ロール１ａ，１ｂからは、中空糸膜シートＡ₁,Ａ₂がそれぞれ、前記引取ロール２ａ，２ｂにより水平方向に引き出される。更に前記中空糸膜シートＡ₁,Ａ₂は同引取ロール２ａ，２ｂにそれぞれ１／４周にわたって掛け回されて、両シートＡ₁,Ａ₂は前記引取ロール２ａ，２ｂの前記間隔ｔをもって、相対向して平行に引き揃えられた状態で垂直方向に送られる。
【００２２】
前記引取ロール２ａ，２ｂ間の上方には第１吐出ダイ３が、その押出口を同引取ロール２ａ，２ｂ間に向けて設置されており、同押出口からは溶融された熱可塑性樹脂Ｒが細幅で押し出される。同第１吐出ダイ３から前記引取ロール２ａ，２ｂ間に向けて押し出された前記樹脂Ｒは、押し出された直後に所定の間隔ｔをもって平行に引き揃えられた２枚の前記中空糸膜シートＡ_１,Ａ_２の間に供給される。このとき、２枚の前記中空糸膜シートＡ_１,Ａ_２が重ね合わされて前記樹脂Ｒが帯状樹脂部となり、同帯状樹脂部を有する中空糸膜シート積層体Ｂが形成される。なお、このときに中空糸膜が前記樹脂Ｒにより溶融されないように前記樹脂Ｒの温度が設定されている。
【００２３】
垂直方向に走行する前記中空糸膜シート積層体Ｂの両側には、同積層体Ｂの走行路に沿って第１ニップロール４ａ，４ｂと、その更に下流側には第２ニップロール５ａ，５ｂとが、それぞれ、前記間隔ｔよりも大きな間隔Ｔで設置されている。更に、前記第１ニップロール４ａ，４ｂと第２ニップロール５ａ，５ｂとの間には冷却装置９ａ，９ｂが配されている。同冷却装置９ａ，９ｂには冷却方法として、例えば冷却エア、冷却プレート、冷却ブロック、冷却ロールなどを利用でき、その方法は特に限定されるものではない。
【００２４】
以下に述べる前記装置の構成は、前記中空糸膜シート積層体Ｂの走行路を中心として左右対象に配されており、以下の装置の説明では一方の符号を省略する。前記中空糸膜シート積層体Ｂの前記走行路から離れた位置には、ベルト駆動調整ロール６ａと加熱ロール７ａとが配されており、前記第１ニップロール４ａ、第２ニップロール５ａ、ベルト駆動調整ロール６ａ、加熱ロール７ａの順に、４つのロールに無端の走行ベルト８ａが掛け回されている。
【００２５】
前記ベルト駆動調整ロール６ａは前記走行ベルト８ａのテンション調整及び蛇行調整を行うためのものである。更に、前記第１ニップロール４ａの前流側に配された前記加熱ロール７ａは、前記走行ベルト８ａと、同ベルト８ａを介して後述する熱可塑性樹脂Ｒを加熱するためのものであり、同ロール７ａの表面温度を制御可能な構造であることが好ましい。その制御方法としては、例えばヒータ、温度制御エア或いは熱媒など公知の手段を使用することが可能であり、これらの手段を組み合わせて使用することにより正確な温度制御を行うことが更に好ましい。また、前記走行ベルト８ａの材質には、例えばスチールやテフロンなどが挙げられ、特にスチール製のベルトを使用する場合は、表面にテフロンコーティングを施したステンレスベルトが好ましい。
【００２６】
前記走行ベルト８ａの走行路に沿って、加熱ロール７ａの前流側に第２吐出ダイ１０ａが設置されており、同第２吐出ダイ１０ａの押出口からは、前記走行ベルト８ａの表面に向けて溶融した熱可塑性樹脂Ｒが帯状に押し出され、前記走行ベルト８ａの表面には帯状樹脂層が形成される。このとき、前記帯状樹脂層が、前記中空糸膜シート積層体Ｂの帯状樹脂部の形成された位置に対応する位置となるよう、前記第２吐出ダイ１０ａの設置位置が調整されている。なお、帯状樹脂層の厚さは前記第２吐出ダイ１０ａの吐出量により変えることができるため、前記第２吐出ダイ１０ａは吐出量の調整が可能なものを採用することが好ましい。
【００２７】
また、使用する熱可塑性樹脂の種類によって吐出温度を変える必要があるため、温度制御も可能なものであることが好ましい。
【００２８】
なお、前記第２吐出ダイ１０ａの更に前流側には、前記走行ベルト８ａを予め加熱するためのヒータ１１ａが設置されており、前記走行ベルト８ａの表面は前記樹脂Ｒが溶融状態を保つ温度、例えば同樹脂Ｒの融点以上の温度に予め加熱される。従って、前記樹脂Ｒは前記走行ベルト８ａに接触しても急激に冷却されることがなく、更に、前記樹脂Ｒが吐出された後も、前記加熱ロール７ａにより前記走行ベルト８ａを介して前記樹脂Ｒが加熱されるため、同樹脂Ｒは前記第１ニップロール４に至まで溶融状態を維持することができる。なお、前記ヒータ１１ａには例えば赤外線ヒータや温風ヒータを利用することができる。
【００２９】
垂直方向に走行する前記中空糸膜シート積層体Ｂは、前記第１ニップロール４ａ，４ｂの間へと導入される。その際、前記中空糸膜シート積層体Ｂは、表面に帯状樹脂層を有する一対の走行ベルト８ａ，８ｂにより、その両面から挟まれた状態で、前記間隔Ｔをもって配された前記第１ニップロール４ａ，４ｂにより押圧される。このとき、前記帯状樹脂層は上述したように前記樹脂Ｒが溶融状態にあるため、同樹脂Ｒは速やかに前記中空糸膜シート積層体Ｂに含浸される。
【００３０】
なお、本実施例では前記中空糸膜シート積層体Ｂには前記樹脂Ｒを溶融した状態で供給しているが、前記樹脂Ｒを硬化した状態、例えば細幅の樹脂フィルムを供給することもできる。この場合、樹脂フィルムは前記ヒータ１１ａにより予め加熱された前記走行ベルト８ａ，８ｂに接触して、或いは前記加熱ローラ７ａ，７ｂを通過する際に加熱され、溶融される。また、このとき完全な溶融状態とはならずに一部が硬化状態で残っていても、その樹脂Ｒは後に中空糸膜モジュールを製造する際にポッティング材の持つ熱量により溶融させることができる。
【００３１】
その後、前記中空糸膜シート積層体Ｂは前記走行ベルト８ａ，８ｂに挟持された状態で、前記冷却装置９ａ，９ｂへと導入され、前記樹脂Ｒが同樹脂Ｒの融点より低い温度まで強制冷却される。更に、前記第２ニップロール５ａ，５ｂへと至るまでの間も、前記中空糸膜シート積層体Ｂは前記走行ベルト８ａ，８ｂに挟持した状態で走行する。この間に、前記樹脂Ｒの流動性がなくなるまで自然冷却され、同樹脂Ｒにより樹脂固定部が形成され、中空糸膜モジュール素材Ｃが製造されて前記第２ニップロール５ａ，５ｂから引き出される。
【００３２】
このように、本発明では前記第２ニップロール５ａ，５ｂの間隔を前記第１ニップロール４ａ，４ｂと同一の間隔Ｔとし、前記第１ニップロール４ａ，４ｂと前記第２ニップロール５ａ，５ｂとの間で、前記中空糸膜シート積層体Ｂは常に、前記間隔Ｔをもって平行に走行する一対の前記走行ベルト８ａ，８ｂに挟持されている。そのため、帯状樹脂層が付与された前記中空糸膜シート積層体Ｂの帯状樹脂部は、その厚みが前記間隔Ｔに維持され、得られた樹脂固定部付き中空糸膜モジュール素材Ｃの樹脂固定部の厚みは前記間隔Ｔとなり、その精度をより正確に制御することができる。なお、前記樹脂固定部の厚みは、前記第１ニップロール４ａ，４ｂ及び前記第２ニップロール５ａ，５ｂの間隔Ｔを狭くすれば薄くでき、前記間隔Ｔを大きくすれば厚くでき、前記間隔Ｔの値を適宜変更することにより、所望の厚みに調整できる。
【００３３】
図２は上記装置により製造された本発明の好適な実施例である中空糸膜モジュール素材Ｃの斜視図、図３は図２におけるＸ−Ｘ線に沿った断面図である。
前記中空糸膜モジュール素材Ｃは、中空糸膜部２１と樹脂固定部２２とから構成されている。前記中空糸膜部２１は、経糸が中空糸膜Ｈ、緯糸がポリエステル繊維Ｐである編物からなる中空糸膜シートＡが２枚、平行に重ねられている。前記樹脂固定部２２は、平行な２枚の前記中空糸シートＡ₁,Ａ₂の間、及び両中空糸シートＡ₁,Ａ₂の外側表面に、厚みＴとなるよう熱可塑性樹脂Ｒが含浸して硬化されている。
【００３４】
前記中空糸膜モジュール素材Ｃは、前記樹脂固定部２２において切断し、中空糸膜Ｈの端部を開口させると共に、前記樹脂固定部２２を含む所要の形状に切り出して、中空糸膜モジュールの製造に使用される。なお、前記製造装置において、吐出ダイ３の押出口を中空糸膜シートＡの幅方向の中央に一か所、配している場合には、前記中空糸膜モジュール素材Ｃの幅方向中央に細幅の樹脂固定部２２が形成される。前記中空糸膜モジュール素材Ｃを前記樹脂固定部２２の中心で切断し、中空糸膜Ｈの端部を開口させることにより、１枚の中空糸膜モジュール素材Ｃから２つの素材シートを形成することができ、更に製造効率か向上すると共に、中空糸膜モジュール素材Ｃを無駄なく使用できる。
【００３５】
従来は、中空糸膜モジュールを製造するにあたって、中空糸膜編織物を２枚以上重ねてポッティングを行うと、中空糸膜の変形が発生する場合があった。また、中空糸膜同士の間や中空糸膜編織物同士の間に溶融した樹脂を充填させる際に、中空糸膜編織物を押圧ロールに通して前記樹脂を圧入させようとすると、押圧ロールの圧力により重なりあった中空糸膜が互いにつぶし合い、中空糸膜に変形が発生していた。
【００３６】
しかしながら、本発明の中空糸膜モジュール素材Ｃを使用して中空糸膜モジュールを製造する場合には、所要の形状に切り出された前記中空糸膜モジュール素材Ｃを単独で、或いは複数を重ねた状態でケーシングに装填し、ポッティング材によりポッティングを行うが、このとき、前記中空糸膜モジュール素材Ｃは樹脂固定部２２により中空糸膜Ｈが固定されているため、中空糸膜Ｈが変形することがない。また、前記中空糸膜モジュール素材Ｃは中空糸膜Ｈ同士の間隙に熱可塑性樹脂Ｒが隙間無く充填されており、特に前記樹脂Ｒとしてポッティング材との融着性が高い樹脂を採用した場合には、同樹脂Ｒが前記ポッティング材と融着し、前記中空糸膜同士の固定がよりしっかりとなされる。
【００３７】
また、中空糸膜モジュールを製造する際に押圧ロールを通過させる必要があった場合にも、中空糸膜編織物Ａ，Ａ間には熱可塑性樹脂Ｒを介在しているため、かかる樹脂Ｒがクッション材的な役割となり、中空糸膜Ｈが互いにつぶし合うことがない。
【００３８】
更には、前記中空糸膜モジュール素材Ｃは前記樹脂固定部２２に熱可塑性樹脂Ｒを採用しているため、前記樹脂固定部２２を加熱して軟化させることができ、円筒状や円柱状、更には平板状の中空糸膜モジュールなど、いかなる形状の中空糸膜モジュールを製造する際にも、使用することができる。
【００３９】
図４は、本発明の第２実施例である樹脂固定部付き中空糸膜モジュール素材の製造方法を実施可能である樹脂固定部付き中空糸膜モジュール素材の製造装置の概略図である。
前記製造装置は、４枚の中空糸膜シートＡ₁〜Ａ₄から樹脂固定部付き中空糸膜モジュール素材Ｃ′を製造するための装置である。同装置では４本の原反ロール１ａ〜１ｄがそれぞれ２本一対で同一平面内に平行に設置されている。それぞれの前記原反ロール１ａ，１ｂの間には、各中空糸膜シートＡ₁,Ａ₂を引き出す引取ロール２ａ，２ｂが所定の間隔ｔで平行に設置されている。前記原反ロール１ａ，１ｂからは中空糸膜シートＡ₁,Ａ₂がそれぞれ、前記引取ロール２ａ，２ｂにより水平方向に引き出され、同引取ロール２ａ，２ｂに１／４周にわたって掛け回されて、両シートＡ₁,Ａ₂は前記間隔ｔをもって、相対向して平行に引き揃えられた状態で垂直方向に送られる。前記中空糸膜シートＡ₃,Ａ₄も同様に平行に引き揃えられた状態で垂直方向に送られる。
【００４０】
前記引取ロール２ａ，２ｂ間、及び引取ロール２ｃ，２ｄの間のそれぞれの上方には第１吐出ダイ３ａ，３ｂが、その押出口を各引取ロール間に向けて設置されており、同押出口からは溶融された熱可塑性樹脂Ｒが細幅で押し出される。同第１吐出ダイ３ａ，３ｂから前記各引取ロール間に向けてに押し出された前記樹脂Ｒは、押し出された直後に所定の間隔ｔをもって平行に引き揃えられた２枚の前記中空糸膜シートＡ₁,Ａ₂の間、及び前記中空糸膜シートＡ₃,Ａ₄の間にそれぞれ供給される。このとき、２枚の前記中空糸膜シートＡ₁,Ａ₂及びＡ₃,Ａ₄はそれぞれ重ね合わされ、前記樹脂Ｒからなる帯状樹脂部を有する２枚の積層シートＡ′，Ａ′が形成される。
【００４１】
更に、本実施例にあっては、垂直方向に走行する前記積層シートＡ′，Ａ′がそれぞれ、ガイドロール１２ａ，１２ｂにより走行方向を水平方向に変更される。その後、前記ガイドロール１２ａ，１２ｂと同一平面内に、所定の間隔ｔ′で平行に設置された引取ロール２ｅ，２ｆに１／４周にわたって掛け回され、両積層シートＡ′，Ａ′は前記間隔ｔ′をもって、相対向して平行に引き揃えられた状態で垂直方向に送られる。
【００４２】
前記引取ロール２ｅ，２ｆ間の上方には第１吐出ダイ３ｃが、その押出口を引取ロール２ｅ，２ｆ間に向けて設置されており、同押出口からは溶融された熱可塑性樹脂Ｒが細幅で押し出される。同第１吐出ダイ３ｃから前記引取ロール２ｅ，２ｆ間に向けてに押し出された前記樹脂Ｒは、押し出された直後に所定の間隔ｔ′をもって平行に引き揃えられた２枚の前記積層シートＡ′，Ａ′の間、即ち、前記中空糸膜シートＡ₂とＡ₃との間に供給される。このとき、２枚の前記積層シートＡ′，Ａ′が重ね合わされ、全ての中空糸膜シートＡ₁〜Ａ₄の間に前記樹脂Ｒからなる帯状樹脂部が形成された中空糸膜積層体Ｂ′が形成される。
【００４３】
本実施例にあっては、後の前記中空糸膜積層体Ｂ′から更に中空糸膜モジュール素材Ｃ′が形成されるまでの工程は、上述した第１実施例と同一であるため、その説明は省略する。
【００４４】
上述した第２実施例では、４枚の中空糸膜シートＡ₁〜Ａ₄のそれぞれの間に帯状樹脂部をもつ中空糸膜積層体Ｂ′を形成するために、２段階にわけて樹脂の供給を行っている。また、本発明は、上述の２枚や４枚の中空糸膜シートＡからなる中空糸膜積層体Ｂ，Ｂ′に限定されるものではなく、同様に装置を設計変更することにより、更に多数枚の中空糸膜シートＡを積層させて中空糸膜積層体Ｂを形成することも可能である。
【００４５】
また、第１及び第２実施例ではいずれも、中空糸膜積層体Ｂ，Ｂ′は帯状樹脂層が供給されてから冷却されるまでの間、垂直下方へ向けて走行する一対の走行ベルト８ａ，８ｂにより常に挟持された状態にある。このように前記中空糸膜積層体Ｂ，Ｂ′の帯状樹脂部がその流動性を失うまでの間、所定の間隔Ｔを維持して垂直下方へ走行する走行ベルト８ａ，８ｂにより挟持、移送することが、樹脂固定部の厚み精度の高い中空糸膜モジュール素材Ｃ，Ｃ′を製造するうえで好ましい。
【００４６】
また、前記吐出ダイ３，３ａ〜３ｃから押し出された樹脂Ｒの温度を変化させないために、前記引取ロール２ａ〜２ｆを表面温度が制御可能である構造とすることが好ましい。なお、前記表面温度の制御方法は上述した加熱ロール７ａ，７ｂと同様の方法を採用することが好ましい。
【００４７】
なお、上述した実施例では、いずれも吐出ダイ３は中空糸膜シートＡの幅方向に一の押出口を有しており、製造された中空糸膜モジュール素材Ｃはその幅方向に一の樹脂固定部を有するものであるが、前記第１吐出ダイ３及び第２吐出ダイ１０の押出口を前記中空糸膜シートＡの幅方向に複数設けることにより、幅方向に複数の樹脂固定部を所定の間隔で有する中空糸膜モジュール素材を形成することができる。かかる中空糸膜モジュール素材は前記樹脂固定部において切断して使用することができる。
【００４８】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明の製造方法によれば多数の積層された中空糸膜シートの間に帯状に熱可塑性樹脂を介在させ、且つ最も外側の中空糸膜シートの表面にも熱可塑性樹脂を帯状に付与された中空糸膜モジュール素材を容易に効率よく製造することができる。また、得られた樹脂固定部付き中空糸膜モジュール素材は中空糸膜が等間隔で配列した状態で樹脂固定部により固定されており、容積効率にも優れたものとなる。また、前記中空糸膜モジュール素材は、各中空糸膜シート間に熱可塑性樹脂が介在しているため、後に中空糸膜モジュールを製造する際にも、前記熱可塑性樹脂がクッション材となって、中空糸膜のつぶれや変形を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の中空糸膜モジュール素材の製造方法を実施するのに好適な中空糸膜モジュール素材の製造装置の概略図である。
【図２】本発明による好適な中空糸膜モジュール素材の斜視図である。
【図３】図２におけるＸ−Ｘ線に沿った断面を模式的に示した断面図である。
【図４】本発明の中空糸膜モジュール素材の製造方法を実施するのに好適な中空糸膜モジュール素材の他の製造装置の概略図である。
【符号の説明】
１ａ〜１ｄ原反ロール
２ａ〜２ｆ引取ロール
３，３ａ〜３ｃ第１吐出ダイ
４ａ，４ｂ第１ニップロール
５ａ，５ｂ第２ニップロール
６ａ，６ｂベルト駆動調整ロール
７ａ，７ｂ加熱ロール
８ａ，８ｂ走行ベルト
９ａ，９ｂ冷却装置
１０ａ，１０ｂ第２吐出ダイ
１１ａ，１１ｂヒータ
１２ａ，１２ｂガイドロール
２１中空糸膜部
２２樹脂固定部
Ａ中空糸膜シート
Ｂ中空糸膜シート積層体
Ｃ中空糸膜モジュール素材
Ｒ熱可塑性樹脂
Ｈ中空糸膜
Ｐポリエステル繊維

Claims

複数の中空糸膜が幅方向に並列して配された２枚以上の長尺の中空糸膜シートをそのシート面を平行に長尺方向に走行させ、対面するそれぞれの前記中空糸膜シートの間に、前記シートの幅方向に配された一以上の押出口から溶融した熱可塑性樹脂を細幅で押し出す工程、
前記中空糸膜シートを重ね合わせて幅方向に一以上の帯状樹脂部を有する中空糸膜シート積層体を形成する工程、
所定の間隔をもって配された一対の走行ベルトの各表面に、前記帯状樹脂部と対応する位置に熱可塑性樹脂を細幅で供給し、一以上の帯状溶融樹脂層を形成する工程、
前記走行ベルトにより前記中空糸膜シート積層体を両面から挟持、移送して前記帯状溶融樹脂層を前記中空糸膜シート積層体に含浸させる工程、及び
前記中空糸膜シート積層体を前記熱可塑性樹脂の融点未満の温度に冷却し固定して樹脂固定部を形成する工程、
を含んでなることを特徴とする中空糸膜モジュール素材の製造方法。
前記所定の間隔をもって配された一対の走行ベルトの各表面における、前記帯状樹脂部と対応する位置に、溶融状態の前記熱可塑性樹脂を細幅で供給することによって、前記帯状溶融樹脂層を形成する、請求項１記載の中空糸膜モジュール素材の製造方法。
前記所定の間隔をもって配された一対の走行ベルトの各表面における、前記帯状樹脂部と対応する位置に、前記熱可塑性樹脂のフィルムを細幅で供給し、このフィルムを加熱することによって、前記帯状溶融樹脂層を形成する、請求項１記載の中空糸膜モジュール素材の製造方法。
前記中空糸膜シート積層体を前記走行ベルトで挟持移送する途中で冷却する請求項１〜３のいずれかに記載の中空糸膜モジュール素材の製造方法。