JP5040610B2 - 中空糸膜モジュールの製造方法 - Google Patents
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Description
この方法では、図5(a)に示すように、中空糸膜の束101が収納された筒状のケース102の端部(図示下端部)にポッティング用カップ103が嵌着される。ケース102の端部には、他の部分よりも径がやや小さく形成された接着剤塞止め部102aが形成されており、この塞止め部はカップ103の内周に密着する。
前記中空糸束が収納された前記筒状ケースの端部に、ポッティング剤が入った袋の開口部を取り付ける工程と、
前記袋に外側から力を加えて内部の前記ポッティング剤を前記筒状ケースの端部へ移動させる工程と、
前記ポッティング剤を硬化させて、前記中空糸膜間、及び、前記中空糸束と前記筒状ケースとを固着させる工程と、
前記中空糸束が前記ポッティング剤により固着された部分を切断して各中空糸膜を開口状態にする工程と、
を含むことを特徴とする。
(第1の実施形態)
図1は、本発明の中空糸膜モジュール製造方法の一形態によって製造されるモジュールの一例を示す断面図である。なお、ケースの側壁に設けられる透過流体排出口については、他の実施形態の図面で説明するものとし、図1では省略している。
各中空糸膜1の両端部は、各管板12を厚み方向に貫通し、端部の開口部(不図示)が外部に露出している。
なお、以下の説明では、図面の記載に合わせて「上下」・「左右」といった方向を示す語句を用いるが、これらの方向は本発明を何ら限定するものではない。
この例では、筒状ケース3′は縦置きとされ、中空糸束2の下端がケース3′の下端開口部からやや突出している。
ポッティング剤4は、特に限定されるものではなく熱可塑性樹脂であっても構わない(この場合には、硬化ではなく加熱と冷却が必要になる)。また、エポキシ樹脂やウレタン樹脂からなる熱硬化性樹脂であっても構わない。この熱硬化性樹脂組成物では、硬化剤、硬化促進剤、触媒などが好適に配合され、熱をかけて硬化される。なお、好適には、ウレタン樹脂からなる化学反応型樹脂であり、この樹脂組成では、主剤、硬化剤が好適に配合され、特に熱をかけることなく硬化できる。
具体的な一例として、袋5の開口部5aの厚みが、他の部分に比べて厚くなっていることが好ましい。これにより、締付け冶具などを用いなくても十分な密閉性が保たれ、バリの発生も抑制できる。また、袋の開口部5aを折り返して厚みを増加させることで十分な締付け力を得るようにしてもよい。
袋5に外力を加えることで袋5が縮められ、袋の中のポッティング剤4が、筒状ケース3′内へと押し込まれていく。
なお、略均一的に外力を加えるには、例えば、図2(b)の矢印で示すように袋5の下部側を左右両側から指でつまむようにしてもよい。
ポッティング剤4の種類や配合、及び、触媒の有無に応じて、適当な硬化条件が採用される。室温で静置する方法でもよいし、必要に応じて加熱処理を行ってもよい。なお、通常は、中空糸膜の分離性能を低下させない範囲内の温度に保たれる。
切断された袋5は使い捨てとし、袋5を含む切断部を廃棄しても構わない。
図3は、本発明の中空糸膜モジュール製造方法に係る態様の他の一例を示す断面図である。
以下に説明する方法では、押圧器25を用いて、袋内のポッティング剤4が筒状ケース3′内に押し込む。なお、ポッティング剤の入った袋を取り付ける工程、ポッティング剤を硬化させる工程、及び、ケース端部を切断する工程、については、前述と同様である。
筒状ガイド27は、一例として樹脂製の円筒であり、この例では筒状ケース3′とほぼ同じ直径を有している。なお、これに限らず、筒状ガイド27の直径は、筒状ケース3′よりも大径であってもよいし小径であってもよい。
なお、ここでいう「スライド」とは、可動部材26の外周面と筒状ガイド27の内周面とが摺動しながら可動部材26が移動する形態に限らず、可動部材26の外周面と筒状ガイド27の内周面との間にある程度の隙間が開いている状態で可動部材26が移動する形態も含む。
また、本実施形態のように、ネジ28を利用して可動部材26がスライドされる場合、可動部材26を任意の位置に停止させることが可能である。このような構成によれば、特別な固定治具などを用いなくても可動部材26の位置を所望の位置に固定できるので、ポッティング剤の界面4aの位置を正確に定めることが可能となる。
上記実施形態の製造方法で製造される中空糸膜モジュールの利用例について、以下、図4を参照して説明する。
図4に示す装置では、中空糸膜モジュール20の両端にキャップ8、9が取り付けられている。図示左側に示されたキャップ8は、入り口側に配置されたものであり、キャップ中心部に混合流体導入口8aを有している。反対側のキャップ9は、出口側に配置されており、キャップ中心部に非透過流体排出口9aを有している。
本発明の製造方法で製造可能な中空糸膜モジュール20は、このような除湿モジュールに好適に利用することができる。
例えば、筒状ケース内に収納する多数本の中空糸膜からなる中空糸束は、中空糸膜を一定の長さに切断したものを束ねたものでもよいし、カセ取装置によって巻き付けられたものであってもよい。また、中空糸束は、直線状、U字状、スパイラル状などの種々の形態で筒状ケース内に収納することができる。
さらに本発明の中空糸膜モジュールは、中空フィードでもシェルフィードでも構わない。
〔実施例1〕
図4に示すような、パージガス導入口、透過ガス排出口、及びパージガス排出口を備えた、全長100mm、外径12mm、内径10mmのポリカーボネート製の筒状ケースを用いた。中空糸束は、外径400μm、内径300μmのポリイミド製非対称中空糸膜を300本束ねたものを用いた。中空糸膜の開口端は、ポッティング剤の浸入を防止するためにエポキシ接着剤で封をした。
筒状ケースの反対側の端部でも、同じ方法で、ポッティング剤によって中空糸束の各中空糸膜間及び中空糸束と筒状ケースとを固着させた。
図3に示した押圧器を用いてポッティング剤を移動させる製造方法の例を実施した。
ポッティング剤を移動させる工程では、ポッティング剤が入った袋を、可動部材が備わった筒状ガイドの内部に配置した。可動部材を移動させることにより袋に外側から外力を加えて、ポッティング剤を筒状ケースの端部へ移動させた。可動部材は、ネジによって回転しながら押し込むように構成されているので、ポッティング剤厚みが所定の量となったところでネジをその位置で固定し、袋を押し込むのを止めてポッティング剤の界面を所定位置に維持することができた。以降、実施例1と同様の方法によって実施例1と同様な除湿用中空糸膜モジュールを得た。
2 中空糸束
3 筒状ケース
3′ 筒状ケース
3a フランジ部
4 ポッティング剤
4a ポッティング剤の界面
5 袋
5a 開口部
8、9 キャップ
8a 混合流体導入口
9a 非透過流体排出口
10 透過流体排出口
11 パージ流体導入口
12 管板
13 流量調節バルブ
20 中空糸膜モジュール
25 押圧器
26 可動部材
26a 押圧面
27 筒状ガイド
28 ネジ
29 エンドプレート
Claims (5)
- 多数の中空糸膜が集合した中空糸束がポッティング剤により筒状ケース内に固定された中空糸膜モジュールの製造方法において、
(a)前記中空糸束が収納された前記筒状ケースの端部に、ポッティング剤が入った袋の開口部を取り付ける工程と、
(b)前記袋に外側から力を加えて内部の前記ポッティング剤を前記筒状ケースの端部へ移動させる工程と、
(c)前記ポッティング剤を硬化させて、前記中空糸膜間、及び、前記中空糸束と前記筒状ケースとを固着させる工程と、
(d)前記中空糸束が前記ポッティング剤により固着された部分を切断して各中空糸膜を開口状態にする工程と、
を含み、
前記袋の開口部が伸縮性を有しており、
前記開口部を取り付ける(a)工程では、前記開口部を前記筒状ケースの端部に被せて取り付けることを特徴とする、中空糸膜モジュールの製造方法。 - 前記ポッティング剤を筒状ケースの端部へ移動させる前記(b)工程では、筒状ガイド及び該筒状ガイド内でスライド可能な可動部材を有する押圧器を用い、
前記可動部材を前記筒状ケースに向けて移動させることで、袋内の前記ポッティング剤を前記筒状ケース内へと押し込むことを特徴とする、請求項1に記載の中空糸膜モジュールの製造方法。 - 前記袋がゴム製である、請求項1又は2に記載の中空糸膜モジュールの製造方法。
- 前記中空糸束が前記ポッティング剤により固着された部分を切断して各中空糸膜を開口状態にする前記(d)工程では、
前記筒状ケースのうち前記袋の開口部が取り付けられた部分より上方の位置で、前記筒状ケースも一緒に切断することを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項に記載の中空糸膜モジュールの製造方法。 - ポッティング剤が入った袋の開口部を取り付ける前記(a)工程では、
前記袋の開口部を、前記筒状ケースの端部に形成されたフランジ部に取り付けることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか1項に記載の中空糸膜モジュールの製造方法。
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