JP5657852B2 - Hollow fiber membrane module and manufacturing method thereof - Google Patents

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Description

本発明は、電子工業、食品工業、飲料工業等の分野において使用される中空糸膜モジュールに関し、更に詳しくは、耐溶剤性を有する分離・脱気用の中空糸膜モジュールに関する。   The present invention relates to a hollow fiber membrane module used in fields such as the electronics industry, food industry, and beverage industry, and more particularly to a separation / deaeration hollow fiber membrane module having solvent resistance.

パーベーパレーション、溶剤濾過、溶剤処理、薬液脱気等の工程において、例えば、逆浸透膜、限外濾過膜、精密濾過膜、気体分離膜、透析膜等の分離膜のモジュールが使用されている。このような用途においては、分離膜自体だけでなく、モジュールを構成する他の部材にも耐溶剤性が必要である。   Separation membrane modules such as reverse osmosis membranes, ultrafiltration membranes, microfiltration membranes, gas separation membranes, and dialysis membranes are used in processes such as pervaporation, solvent filtration, solvent treatment, and chemical degassing. . In such applications, solvent resistance is required not only for the separation membrane itself but also for other members constituting the module.

例えば、熱硬化性樹脂からなるポッティング部(封止部)を有する中空糸膜モジュールを上述した用途に使用すると、溶剤や薬液の種類によっては熱硬化性樹脂が膨潤、溶出してクラック等が発生し、これに伴い接着性の低下、リークの発生、処理物の純度低下等の問題が生じることがある。そこで特許文献1及び特許文献2では、熱硬化性樹脂ではなく、ポリエチレン樹脂等の熱可塑性樹脂を成形加工してポッティング部を形成し、これにより耐溶剤性を向上させる方法が提案されている。   For example, when a hollow fiber membrane module having a potting part (sealing part) made of a thermosetting resin is used for the above-mentioned applications, the thermosetting resin swells and elutes depending on the type of solvent or chemical solution, and cracks are generated. As a result, problems such as a decrease in adhesiveness, occurrence of leakage, and a decrease in the purity of the processed product may occur. Therefore, Patent Document 1 and Patent Document 2 propose a method of forming a potting portion by molding a thermoplastic resin such as polyethylene resin instead of a thermosetting resin, thereby improving the solvent resistance.

特許文献1では、例えば一回目はポリエチレンワックス、二回目はポリエチレンワックスと低分子量ポリエチレンの混合物を使用し、2段階で中空糸膜を溶着する方法が開示されている。しかし、そのようにして形成されたポッティング部は、分子量の小さな部分がダメージを受け易く、モジュールが化学的又は物理的な侵襲を受けた場合にポッティング部自体又は中空糸膜に亀裂が生じ易い。   For example, Patent Document 1 discloses a method of welding a hollow fiber membrane in two stages using a polyethylene wax for the first time and a mixture of polyethylene wax and low molecular weight polyethylene for the second time. However, the potting portion formed in this way is easily damaged at a portion having a small molecular weight, and when the module is subjected to chemical or physical invasion, the potting portion itself or the hollow fiber membrane is easily cracked.

特許文献2の実施例では、ポリプロピレン製中空糸膜に対してポリエチレンを用いてポッティング部を形成している。しかし、ポリエチレンとポリプロピレンの間の接着性が低いので、ラインの洗浄などに伴う有機溶媒の切り替えにより接着界面に欠陥を生じたり、その加工時の熱収縮差による歪みが残り、モジュールが化学的又は物理的な侵襲を受けた場合に、ポッティング部自体又は中空糸膜に亀裂が生じ易い。
特開平7−171356号公報 特許第3174267号公報
In the Example of patent document 2, the potting part is formed using polyethylene with respect to the polypropylene hollow fiber membrane. However, since the adhesion between polyethylene and polypropylene is low, defects may occur at the adhesive interface due to switching of organic solvents accompanying line cleaning, etc., or distortion due to thermal shrinkage differences during processing remains, and the module is chemically or When subjected to physical invasion, the potting part itself or the hollow fiber membrane tends to crack.
JP 7-171356 A Japanese Patent No. 3174267

本発明は、上述した従来技術の課題を解決すべくなされたものである。すなわち本発明の目的は、中空糸膜の特性を損なうことなく、ポッティング部とモジュールケースや中空糸膜とが高度に液密又は気密に接着固定され、かつ成形性、機械的強度、耐溶剤性、低溶出性などの特性に優れた中空糸膜モジュール及びその製造方法を提供することにある。   The present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art. That is, the object of the present invention is that the potting part, the module case and the hollow fiber membrane are bonded and fixed in a highly liquid-tight or air-tight manner without impairing the properties of the hollow fiber membrane, and the moldability, mechanical strength, solvent resistance An object of the present invention is to provide a hollow fiber membrane module excellent in characteristics such as low elution and a method for producing the same.

本発明は、中空糸膜を、ポリエチレンもしくはポリプロピレンを用いて固定及び封止した中空糸膜モジュールにおいて、
モジュールの封止部に使用される材料が、数平均分子量(Mn)が2000以上、重量平均分子量と数平均分子量の比率(Mw/Mn)が3以下のメタロセン触媒を用いて重合されたポリエチレンもしくはポリプロピレンからなり、
中空糸膜が、ポリエチレンもしくはポリプロピレンからなり、
モジュールの封止部に接する部分のケース材料が、重量平均分子量と数平均分子量の比率(Mw/Mn)が2.0〜5.0のメタロセン触媒を用いて重合されたポリエチレンもしくはポリプロピレンからなる
ことを特徴とする中空糸膜モジュールである。
The present invention is a hollow fiber membrane module in which a hollow fiber membrane is fixed and sealed using polyethylene or polypropylene ,
The material used for the sealing part of the module is polyethylene polymerized using a metallocene catalyst having a number average molecular weight (Mn) of 2000 or more and a ratio of the weight average molecular weight to the number average molecular weight (Mw / Mn) of 3 or less. polypropylene Tona is,
The hollow fiber membrane is made of polyethylene or polypropylene,
The case material of the part in contact with the sealing part of the module is made of polyethylene or polypropylene polymerized using a metallocene catalyst having a weight average molecular weight to number average molecular weight ratio (Mw / Mn) of 2.0 to 5.0. A hollow fiber membrane module characterized by the above.

さらに本発明は、中空糸膜を、ポリエチレンもしくはポリプロピレンを用いて固定及び封止した上記の中空糸膜モジュールにおいて、モジュールの封止部に接する部分のケース材料が、数平均分子量(Mn)が2000以上、重量平均分子量と数平均分子量の比率(Mw/Mn)が3以下のポリエチレンもしくはポリプロピレンからなる上記の中空糸膜モジュールである。 Furthermore, the present invention provides the above hollow fiber membrane module in which the hollow fiber membrane is fixed and sealed with polyethylene or polypropylene , and the case material of the portion in contact with the sealing portion of the module has a number average molecular weight (Mn) of 2000. The above-described hollow fiber membrane module made of polyethylene or polypropylene having a weight average molecular weight to number average molecular weight ratio (Mw / Mn) of 3 or less.

さらに本発明は、上記の中空糸膜モジュールを製造する為の方法であって、封止部の成形温度が、以下の関係式を満たす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。 The present invention further provides a method for producing Soraitomaku module in the above, the molding temperature of the sealing portion, is in the production method of the hollow fiber membrane module and satisfies the following relationship .

中空糸膜の軟化点>成形温度≧ケース部材の軟化点>封止部に使用される材料の融点   Softening point of hollow fiber membrane> Molding temperature ≧ Softening point of case member> Melting point of material used for sealing part

本発明においては中空糸膜モジュールの封止部用の材料やケース材料に特定の樹脂を用いるので、中空糸膜の特性を損なうことなく、ポッティング部とモジュールケースや中空糸膜とが高度に液密又は気密に接着固定され、かつ諸特性に優れた中空糸膜モジュール及びその製造方法を提供できる。   In the present invention, since a specific resin is used for the material for the sealing part of the hollow fiber membrane module and the case material, the potting part, the module case, and the hollow fiber membrane are highly liquid without impairing the characteristics of the hollow fiber membrane. It is possible to provide a hollow fiber membrane module which is tightly or airtightly bonded and fixed and excellent in various characteristics, and a method for producing the same.

本発明において、中空糸膜は所望の耐溶剤性、耐薬品性を満たすものであれば良く、従来より知られる各種の中空糸膜を使用できる。中空糸膜の柔軟性、強度、耐薬品性、低コスト性等の観点から、特にテトラフロロエチレン樹脂又はポリオレフィン系樹脂からなる中空糸膜が好ましい。中でも、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ(4−メチル−1−ペンテン)等のポリオレフィン系樹脂からなる中空糸膜が好適である。さらに、ポリオレフィン系樹脂からなるポッティング部(封止部)との接着性、相溶性の観点から、ポリエチレン又はポリプロピレンを主体とするポリオレフィン系樹脂からなる中空糸膜が好ましい。   In the present invention, the hollow fiber membrane only needs to satisfy desired solvent resistance and chemical resistance, and various conventionally known hollow fiber membranes can be used. From the viewpoints of flexibility, strength, chemical resistance, low cost, etc. of the hollow fiber membrane, a hollow fiber membrane made of a tetrafluoroethylene resin or a polyolefin resin is particularly preferable. Among these, a hollow fiber membrane made of polyolefin resin such as polyethylene, polypropylene, poly (4-methyl-1-pentene) is preferable. Furthermore, from the viewpoint of adhesiveness and compatibility with a potting portion (sealing portion) made of a polyolefin resin, a hollow fiber membrane made of a polyolefin resin mainly composed of polyethylene or polypropylene is preferable.

中空糸膜は、通常の濾過に用いるような多孔質膜であっても、あるいはガス分離等に用いるような非多孔の均質膜であってもよい。膜構造については、均一な内部構造の膜であっても、あるいは多孔質層と均質層との両方を具備する複合膜であってもよい。   The hollow fiber membrane may be a porous membrane used for normal filtration or a non-porous homogeneous membrane used for gas separation or the like. The film structure may be a film having a uniform internal structure, or a composite film having both a porous layer and a homogeneous layer.

中空糸膜の太さは、特に限定されない。通常、その外径は100〜2000μm程度が好ましい。外径を100μm以上にすると、中空糸膜間の隙間が比較的広くなりポッティング用材料が浸入し易くなる。また2000μm以下にすると、多数本の中空糸膜を有するモジュール全体のサイズが小さくなり、これに伴いポッティング部の容積が小さくなり、その結果、ポッティング部の成形加工時の収縮による寸法精度の低下を抑制できる。   The thickness of the hollow fiber membrane is not particularly limited. Usually, the outer diameter is preferably about 100 to 2000 μm. When the outer diameter is 100 μm or more, the gap between the hollow fiber membranes is relatively wide and the potting material can easily enter. If it is 2000 μm or less, the overall size of the module having a large number of hollow fiber membranes will be reduced, and the volume of the potting part will be reduced accordingly. Can be suppressed.

本発明の中空糸膜モジュールは、ポリオレフィン系樹脂を用いて固定及び封止することにより、中空糸膜をポッティングしてなるものである。例えば、複数本の中空糸膜からなる集束体(中空糸膜集束体)がモジュールケース内に配置され、その中空糸膜集束体の少なくとも一方の端部が開口状態となっており、中空糸膜集束体の開口端部付近がポリオレフィン系樹脂により固定されると同時に中空糸膜集束体が配置された空間がケース内に封止されている。中空糸膜モジュールの「封止部」とは、上述のように中空糸膜の端部付近を固定すると同時にポッティングの為の封止を行なう部分である。本発明においては、必要に応じて、封止部を「ポッティング部」と言い、封止部に使用される材料を「ポッティング用材料」と言う。また、中空糸膜モジュールの封止部に接する部分のケース材料とは、モジュールの本体容器であるモジュールケースのうち封止部に接する部分を構成する材料である。   The hollow fiber membrane module of the present invention is formed by potting a hollow fiber membrane by fixing and sealing with a polyolefin resin. For example, a bundle of hollow fiber membranes (hollow fiber membrane bundle) is disposed in a module case, and at least one end of the hollow fiber membrane bundle is in an open state. A space in which the hollow fiber membrane focusing body is disposed is sealed in the case while the vicinity of the opening end of the focusing body is fixed by the polyolefin resin. The “sealing portion” of the hollow fiber membrane module is a portion that fixes the vicinity of the end portion of the hollow fiber membrane and performs sealing for potting as described above. In the present invention, as necessary, the sealing portion is referred to as a “potting portion”, and the material used for the sealing portion is referred to as a “potting material”. Moreover, the case material of the part which contacts the sealing part of a hollow fiber membrane module is a material which comprises the part which contact | connects a sealing part among the module cases which are the main body containers of a module.

本発明において、ポッティング用材料は、数平均分子量(Mn)が2000以上、重量平均分子量と数平均分子量の比率(Mw/Mn)が3以下のポリオレフィン系樹脂からなる。ポリオレフィン系樹脂のMnが2000以上であれば、ポッティング部の機械的強度や靭性が向上し、長期間の使用に耐えうる耐久性や耐衝撃性が付与される。Mnの上限値については、150000以下が好ましい。さらに、ポリオレフィン系樹脂のMw/Mnが3以下であれば、成形性を維持しながら強度が向上し、機械的欠陥(クレイズ)が低減される。しかも、このポリオレフィン系樹脂は低分子量成分が少ないので、モジュール部の成形温度を低くでき、かつ溶出を低減できる。その結果、中空糸膜の特性を損なうことなく、ポッティング用材料に必要とされる成形性、機械的強度、耐溶剤性、低溶出性などの特性を良好に満たすことになる。   In the present invention, the potting material is made of a polyolefin resin having a number average molecular weight (Mn) of 2000 or more and a ratio of the weight average molecular weight to the number average molecular weight (Mw / Mn) of 3 or less. If the Mn of the polyolefin resin is 2000 or more, the mechanical strength and toughness of the potting part are improved, and durability and impact resistance that can withstand long-term use are imparted. About the upper limit of Mn, 150,000 or less is preferable. Furthermore, if Mw / Mn of the polyolefin resin is 3 or less, the strength is improved while maintaining the moldability, and mechanical defects (craze) are reduced. Moreover, since this polyolefin resin has few low molecular weight components, the molding temperature of the module part can be lowered and elution can be reduced. As a result, the properties such as moldability, mechanical strength, solvent resistance and low elution properties required for the potting material are satisfactorily satisfied without impairing the properties of the hollow fiber membrane.

ポッティング用材料として用いるポリオレフィン系樹脂の密度は、0.85〜0.90g/cm3が好ましい。この密度は、後述する実施例で採用した条件により測定した値である。 The density of the polyolefin resin used as the potting material is preferably from 0.85 to 0.90 g / cm 3 . This density is a value measured under the conditions employed in the examples described later.

ポッティング用材料として用いるポリオレフィン系樹脂の具体例としては、ポリエチレン、エチレン−α−オレフィン共重合体、ポリプロピレンが挙げられる。エチレン−α−オレフィン共重合体としては、エチレンと炭素数4以上8以下のα−オレフィンの少なくとも一種の共重合体が好ましい。   Specific examples of the polyolefin resin used as the potting material include polyethylene, ethylene-α-olefin copolymer, and polypropylene. The ethylene-α-olefin copolymer is preferably at least one copolymer of ethylene and an α-olefin having 4 to 8 carbon atoms.

一般に市販されているポリエチレンの商品名としては、例えば、クレオレックス(旭化成ケミカルズ(株)製)、ハーモレックス・カーネル(日本ポリエチ(株)製)、アフィニティ(Affinity)(ダウケミカル(株)製)が挙げられる。ポリプロピレンの商品名としては、例えば、ウィンテック(日本ポリプロ(株)製)、セリダスト(Ceridust)(クラリアント(株)製)が挙げられる。   Examples of commercially available polyethylene trade names include, for example, Creolex (Asahi Kasei Chemicals Corporation), Harmolex Kernel (Nippon Polyethylene Co., Ltd.), Affinity (Dow Chemical Co., Ltd.) Is mentioned. As a trade name of polypropylene, for example, Wintech (manufactured by Nippon Polypro Co., Ltd.), Ceridust (manufactured by Clariant Co., Ltd.) can be mentioned.

ポッティング用材料としてポリエチレンを用いる場合は、その融点(Tm)は55〜120℃が好ましい。エチレンの共重合体を用いる場合は、融点(Tm)は30〜115℃が好ましい。ポリプロピレンを用いる場合は、融点(Tm)は80〜140℃が好ましい。これらのTmは、示差走査型熱量計(DSC)で測定した値である。   When polyethylene is used as the potting material, the melting point (Tm) is preferably 55 to 120 ° C. In the case of using an ethylene copolymer, the melting point (Tm) is preferably 30 to 115 ° C. When polypropylene is used, the melting point (Tm) is preferably 80 to 140 ° C. These Tm are values measured with a differential scanning calorimeter (DSC).

ポッティング用材料として用いるポリオレフィン系樹脂は、メタロセン触媒を使用して得た重合体である。メタロセン触媒を使用すると、他の触媒(チグラーナッター系触媒等)を使用した場合と比較して、基本的には同種のポリオレフィン系樹脂であるにも関わらず分子量分布が狭く、低分子量成分や低結晶成分が少なく、かつ低融点のポリオレフィン系樹脂が得られる。また、メタロセン触媒を使用して得たポリオレフィン系樹脂は、分子量分布が狭いために他の触媒を使用したポリマーの場合は接着しないような例えばポリエチレン/ポリプロピレン等の組み合わせでも接着性を発現するので、樹脂の選択範囲を広げる意味からも好ましい。 Polyolefin resin used as the potting material, Ru polymer der obtained using a metallocene catalyst. When using a metallocene catalyst, the molecular weight distribution is basically narrow compared to the case of using other catalysts (such as Ziegler-Natta catalyst), although it is the same type of polyolefin resin, low molecular weight components and A polyolefin resin having a low crystalline component and a low melting point can be obtained. In addition, since the polyolefin resin obtained using the metallocene catalyst has a narrow molecular weight distribution, in the case of a polymer using another catalyst, it exhibits adhesiveness even in a combination such as polyethylene / polypropylene that does not adhere. It is also preferable from the viewpoint of expanding the selection range of the resin.

ポッティング用材料には、必要に応じて、酸化防止剤、紫外線吸収剤、滑剤、アンチブロッキング剤等の添加物を、本発明の目的を損なわない範囲で添加できる。   If necessary, additives such as antioxidants, ultraviolet absorbers, lubricants and antiblocking agents can be added to the potting material as long as the object of the present invention is not impaired.

本発明において、モジュールの封止部に接する部分のケース材料は、数平均分子量(Mn)が2000以上、重量平均分子量と数平均分子量の比率(Mw/Mn)が3以下のポリオレフィン系樹脂からなる。Mnが2000以上であれば、封止部に接するケース部分の機械的強度や靭性が向上し、長期間の使用に耐え得る耐久性や耐衝撃性が付与される。Mnの上限値については、成形性などの観点から150000以下が好ましい。また、Mw/Mnが3以下であれば、成形性を維持しながら強度が向上し、機械的欠陥(クレイズ)が低減される。しかも、このポリオレフィン系樹脂は低分子量成分が少ないので、溶出が低減し、かつ強度を維持しながら融点を低くできるので、接着性及び相溶性が向上する。このような観点から、ケース材料においても、先に説明したメタロセン触媒を使用して得たポリオレフィン系樹脂を用いることが好ましい。また、ケース材料としては、メルトフローレート(MFR)の低い高分子量のポリオレフィン系樹脂を用いることが好ましい。具体的には、ケース材料として用いるポリオレフィン系樹脂のMFRは、0.1〜10g/10minが好ましい。このMFRは、後述する実施例で採用した条件により測定した値である。   In the present invention, the portion of the case material in contact with the sealing portion of the module is made of a polyolefin resin having a number average molecular weight (Mn) of 2000 or more and a weight average molecular weight to number average molecular weight ratio (Mw / Mn) of 3 or less. . If Mn is 2000 or more, the mechanical strength and toughness of the case portion in contact with the sealing portion will be improved, and durability and impact resistance that can withstand long-term use will be imparted. The upper limit of Mn is preferably 150,000 or less from the viewpoint of moldability and the like. If Mw / Mn is 3 or less, the strength is improved while maintaining the moldability, and mechanical defects (craze) are reduced. Moreover, since the polyolefin resin has few low molecular weight components, elution is reduced, and the melting point can be lowered while maintaining the strength, so that the adhesiveness and compatibility are improved. From such a viewpoint, it is preferable to use the polyolefin resin obtained by using the metallocene catalyst described above also in the case material. As the case material, it is preferable to use a high molecular weight polyolefin resin having a low melt flow rate (MFR). Specifically, the MFR of the polyolefin resin used as the case material is preferably 0.1 to 10 g / 10 min. This MFR is a value measured under the conditions adopted in the examples described later.

ケース材料として用いるポリオレフィン系樹脂の具体例としては、ポリエチレン、ポリプロピレン等が挙げられる。ポリエチレンの融点(Tm)は120℃以下が好ましく、ポリプロピレンの融点(Tm)は140℃以下が好ましい。一般に市販されているポリエチレンの商品名としては、例えば、クレオレックス(旭化成ケミカルズ(株)製)、アフィニティ(ダウケミカル(株))が挙げられる。また、ポリプロピレンの商品名としては、例えば、ウィンテック(日本ポリプロ(株)製)等が挙げられる。   Specific examples of the polyolefin resin used as the case material include polyethylene and polypropylene. The melting point (Tm) of polyethylene is preferably 120 ° C. or lower, and the melting point (Tm) of polypropylene is preferably 140 ° C. or lower. Examples of commercially available polyethylene trade names include Creolex (manufactured by Asahi Kasei Chemicals Corporation) and affinity (Dow Chemical Co., Ltd.). Moreover, as a trade name of polypropylene, for example, Wintech (manufactured by Nippon Polypro Co., Ltd.) and the like can be mentioned.

中空糸膜モジュールは、例えば、以下のような方法で製造できる。   A hollow fiber membrane module can be manufactured by the following methods, for example.

複数本の中空糸膜を、例えば綛取りして集束体とし、この中空糸膜集束体の少なくとも一方の端部を揃え、適宜接着剤や熱融着で集束体端部を、中空糸膜に開口部があるときにはその閉塞も含めて、仮固定する。次いで、集束体端部がモジュールケース端部にほぼ位置するように、中空糸膜集束体をモジュールケース内に配置する。次いで、モジュールケース内に配置した中空糸膜集束体の少なくとも一方の端部のポッティング部を形成すべき部分にポリオレフィン系樹脂を供給する。このポリオレフィン系樹脂を加熱溶融し、その後冷却固化する。これによりポッティング部が成形され、中空糸膜集束体の端部がモジュールケース内に固定される。その後、ポッティング部をモジュールケース端部面で切断して、中空糸膜の開口端面を形成する。   For example, a plurality of hollow fiber membranes are scraped to form a converging body, and at least one end of the hollow fiber membrane converging body is aligned, and the end of the converging body is appropriately attached to the hollow fiber membrane by an adhesive or heat fusion. When there is an opening, temporarily fix it including the blockage. Next, the hollow fiber membrane focusing body is disposed in the module case so that the end of the focusing body is substantially located at the end of the module case. Next, a polyolefin resin is supplied to a portion where a potting portion of at least one end portion of the hollow fiber membrane bundle disposed in the module case is to be formed. This polyolefin resin is heated and melted, and then cooled and solidified. Thereby, a potting part is shape | molded and the edge part of a hollow fiber membrane focusing body is fixed in a module case. Thereafter, the potting part is cut at the end face of the module case to form the open end face of the hollow fiber membrane.

また、中空糸膜集束体については、別の構造のものを用いることもできる。例えば、1本又は複数本の中空糸膜を所定の長さで折り返して、その折り返されたループ状をなす隣接する中空糸膜の端部の相互を糸条で拘束してシート状の中空糸膜編織物とする。そして中空糸膜の配列方向と平行に渦巻状に巻き束ねて、つまりシート状の中空糸膜編織物を中空糸膜の配列方向と平行に簾巻き状に巻き束ねて、中空糸膜集束体とする。このようなシート状の中空糸膜編織物を用いると、モジュールケース内にて均一に中空糸膜を配置することができ、さらには集束体端部を揃えるための工程や開口部閉塞を目的とした仮固定工程が不要になる。   Moreover, about a hollow fiber membrane focusing body, the thing of another structure can also be used. For example, one or a plurality of hollow fiber membranes are folded back at a predetermined length, and the ends of adjacent folded hollow fiber membranes forming a looped shape are constrained by yarns to form a sheet-like hollow fiber Membrane knitted fabric. Then, the spiral bundles are wound in parallel with the arrangement direction of the hollow fiber membranes, that is, the sheet-like hollow fiber membrane knitted fabric is wound in a spiral form in parallel with the arrangement direction of the hollow fiber membranes, To do. When such a sheet-like hollow fiber membrane knitted fabric is used, the hollow fiber membranes can be arranged uniformly in the module case, and further, for the purpose of aligning the ends of the focusing body and closing the opening. The temporary fixing step thus made becomes unnecessary.

次に、ポッティング部の成形方法について詳しく説明する。   Next, a method for forming the potting portion will be described in detail.

ポッティング部は、例えば、モジュールケース内に配置した中空糸膜集束体の少なくとも一方の端部に形成する。まず、このポッティング部を形成すべき部分(ポッティング成形加工部)にポッティング用材料を供給し、加熱溶融し、その後冷却固化することによってポッティング部が形成される。このポッティング部の成形により、中空糸膜の端部相互の固定とモジュールケースに対する中空糸膜集束体の固定が行なわれる。   A potting part is formed in the at least one edge part of the hollow fiber membrane focusing body arrange | positioned in a module case, for example. First, a potting material is supplied to a portion (potting forming portion) where the potting portion is to be formed, heated and melted, and then cooled and solidified to form a potting portion. By molding the potting portion, the ends of the hollow fiber membranes are fixed to each other and the hollow fiber membrane focusing body is fixed to the module case.

ポッティング成形加工部にポッティング用材料を供給する操作は、複数の中空糸膜を集束体にするのと同時に行なってもよいし、集束体とした後に行なってもよい。特に、ポッティング成形加工部における中空糸膜集束体の少なくとも一方の端部の外表面及び中空糸膜間に均一に充填させることが好ましい。また、モジュールケースの容積に対する中空糸膜の充填率は、20%以上、60%以下が好ましい。   The operation of supplying the potting material to the potting forming portion may be performed simultaneously with the formation of the plurality of hollow fiber membranes or after the formation of the converging body. In particular, it is preferable to uniformly fill the space between the outer surface of at least one end of the hollow fiber membrane bundle and the hollow fiber membrane in the potting molding processing part. The filling rate of the hollow fiber membrane with respect to the volume of the module case is preferably 20% or more and 60% or less.

ポッティング用材料は、成形加工時の分散性の点から、粉体として用いることが好ましい。粉体の形状は特に限定されず、例えば、球状、矩形状、針状、楕円状等の如何なる形状であってもよい。粉体の粒径は、中空糸膜の孔径よりも大きいことが好ましく、これにより成形加工時に粉体が中空糸膜の中空内部に侵入し難くなる。さらに、粉体の分散性を向上さるために、ポリオレフィン系樹脂粉体と揮発性有機溶剤や水とからなる分散液を調製し、ポッティング成形加工部にその分散液を供給することが好ましい。分散液は、例えば、ポッティング成形加工部に塗布又は充填したり、あるいは中空糸膜集束体の端部を分散液に浸漬するなどして、ポッティング成形加工部に供給できる。   The potting material is preferably used as a powder from the viewpoint of dispersibility during molding. The shape of the powder is not particularly limited, and may be any shape such as a spherical shape, a rectangular shape, a needle shape, or an elliptical shape. The particle diameter of the powder is preferably larger than the hole diameter of the hollow fiber membrane, which makes it difficult for the powder to enter the hollow interior of the hollow fiber membrane during molding. Furthermore, in order to improve the dispersibility of the powder, it is preferable to prepare a dispersion composed of a polyolefin resin powder and a volatile organic solvent or water, and supply the dispersion to the potting molding processing section. The dispersion liquid can be supplied to the potting molding processing section by, for example, applying or filling the potting molding processing section, or immersing the end of the hollow fiber membrane focusing body in the dispersion liquid.

ポリオレフィン系樹脂粉体の製造方法は特に限定されず、所望の粒径分布の粉体が得られる方法であればよい。具体例としては、(1)機械的粉砕法(常温・冷凍粉砕、湿式粉砕、ジェット粉砕等)、(2)化学粉砕・噴霧法、(3)強制乳化法(溶融乳化、溶液乳化等)、(4)懸濁重合法などが挙げられる。中でも、残留物の問題などの観点から、(1)機械的粉砕法と(2)化学粉砕・噴霧法が好ましい。   The method for producing the polyolefin resin powder is not particularly limited as long as the powder having a desired particle size distribution can be obtained. Specific examples include (1) mechanical pulverization method (room temperature / freeze pulverization, wet pulverization, jet pulverization, etc.), (2) chemical pulverization / spraying method, (3) forced emulsification method (melt emulsification, solution emulsification, etc.), (4) Examples include suspension polymerization. Of these, (1) mechanical pulverization method and (2) chemical pulverization / spraying method are preferable from the viewpoint of the problem of residues.

ポッティング成形加工部にポリオレフィン系樹脂粉体を充填した後、粉体の分散のために溶液を用いることもできる。この方法は、残留物を減らす観点からも好ましい。   After filling the potting molding processing part with polyolefin resin powder, a solution can be used for dispersion of the powder. This method is also preferable from the viewpoint of reducing residues.

ポッティング成形加工部にポッティング用材料の粉末が均一に供給された状態で、例えば、モジュールケースを回転しながら加熱、すなわち厚密化のために遠心力を付加しながら加熱してもよい。   In a state where the potting material powder is uniformly supplied to the potting molding processing section, for example, heating may be performed while rotating the module case, that is, while applying centrifugal force for thickening.

本発明において、ポッティング部の成形温度は、中空糸膜を構成する樹脂材料の軟化点(以下、「中空糸膜の軟化点」と言う)未満であることが好ましい。成形温度がその軟化点未満であれば、中空糸膜の熱収縮が小さく、また中空糸膜の多孔質構造も維持されるのでポッティング用材料が多孔質構造内に含浸してアンカー効果が発現し、その結果、中空糸膜とポッティング部の接着性が良好となる。このような観点から、ポッティング用材料として用いるポリオレフィン系樹脂の融点(Tm)は、特に、中空糸膜を構成する樹脂材料の融点よりも10℃以上低いことが好ましく、20℃以上低いことがより好ましい。   In the present invention, the molding temperature of the potting part is preferably lower than the softening point of the resin material constituting the hollow fiber membrane (hereinafter referred to as “the softening point of the hollow fiber membrane”). If the molding temperature is lower than the softening point, the thermal shrinkage of the hollow fiber membrane is small, and the porous structure of the hollow fiber membrane is maintained, so that the potting material is impregnated into the porous structure and the anchor effect is exhibited. As a result, the adhesion between the hollow fiber membrane and the potting part is improved. From this point of view, the melting point (Tm) of the polyolefin resin used as the potting material is preferably 10 ° C. or more lower than the melting point of the resin material constituting the hollow fiber membrane, more preferably 20 ° C. or more. preferable.

さらに、ポッティング部の成形温度は、ケース部材を構成する樹脂材料の軟化点(以下、「ケース部材の軟化点」と言う)近傍又は軟化点以上であることが好ましく、特に、「ケース部材の軟化点」〜「ケース部材の軟化点+20℃程度」の範囲内が好ましい。これにより、ケース部材に対する溶着を可能とすると共に、成形時のポッティング用材料(ポリオレフィン系樹脂)の粘度を低くでき、中空糸膜間へのポッティング用材料の含浸が良好となる。また、ポッティング用材料の融点は、通常は、ケース部材の融点よりも低い。   Further, the molding temperature of the potting part is preferably near or above the softening point of the resin material constituting the case member (hereinafter referred to as “softening point of the case member”). The range of “point” to “the softening point of the case member + about 20 ° C.” is preferable. This enables welding to the case member, lowers the viscosity of the potting material (polyolefin resin) during molding, and improves the impregnation of the potting material between the hollow fiber membranes. Moreover, the melting point of the potting material is usually lower than the melting point of the case member.

以上の各点をまとめると、ポッティング部の成形温度は、以下の関係式を満たすことが好ましい。   Summarizing the above points, it is preferable that the molding temperature of the potting portion satisfies the following relational expression.

中空糸膜の軟化点>成形温度≧ケース部材の軟化点>ポッティング用材料の融点   Softening point of hollow fiber membrane> Molding temperature ≧ Softening point of case member> Melting point of potting material

また、ポッティング部の成形時の加熱は段階的に行なうことも可能である。例えば、最初にケース部材の軟化点以下、ポッティング用材料の融点以上で予備加熱して、中空糸膜の多孔質構造中にポッティング用材料を充分に含浸させ、その後、連続又はバッチ処理で中空糸膜の軟化点未満、ケース部材の軟化点以上の成形温度で成形加工することができる。このような段階的な加熱方法は、ポッティング部の欠陥を防ぐ観点から好ましい。   Further, the heating at the time of molding the potting part can be performed in stages. For example, preheating is first performed below the softening point of the case member and above the melting point of the potting material, and the porous structure of the hollow fiber membrane is sufficiently impregnated with the potting material, and then the hollow fiber is continuously or batch processed. Molding can be performed at a molding temperature lower than the softening point of the film and higher than the softening point of the case member. Such a stepwise heating method is preferable from the viewpoint of preventing defects in the potting portion.

上述のような成形温度でポッティング部を成形し、その後ポッティング部近傍の中空糸膜の端面をカットして開口端面を形成する。このようにして、本発明の中空糸膜モジュールが得られる。   The potting part is molded at the molding temperature as described above, and then the end face of the hollow fiber membrane in the vicinity of the potting part is cut to form the open end face. In this way, the hollow fiber membrane module of the present invention is obtained.

以下、本発明を実施例に基づいてさらに詳しく説明する。なお、各物性は以下の方法より測定した。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on examples. Each physical property was measured by the following method.

[融点(Tm)]
融点(Tm)の測定には、セイコー電子工業製の示差走査型熱量計(DSC)を用いた。具体的には、約5mgの試料を200℃で5分間融解し、40℃まで10℃/minの速度で降温して結晶化し、その後更に10℃/minで200℃まで昇温して融解した時の融解ピーク温度及び融解終了温度により融点を求めた。
[Melting point (Tm)]
A differential scanning calorimeter (DSC) manufactured by Seiko Denshi Kogyo was used for the measurement of the melting point (Tm). Specifically, about 5 mg of sample was melted at 200 ° C. for 5 minutes, crystallized by cooling to 40 ° C. at a rate of 10 ° C./min, and then further heated to 200 ° C. at 10 ° C./min to melt. The melting point was determined from the melting peak temperature at the time and the melting end temperature.

[ビカット軟化点]
ビカット軟化点の測定とは、ASTMD 1525−70或いは、JISK7206によって測定した温度であり、プラスチック表面に1kgの荷重をかけたゲージを配置して過熱したとき、ゲージの針先がプラスチック中に1mm入り込んだ時の温度で表される。
[Vicat softening point]
The Vicat softening point is a temperature measured by ASTM D 1525-70 or JISK7206. When a gauge with a 1 kg load is placed on the plastic surface and overheated, the needle tip of the gauge enters 1 mm into the plastic. It is expressed by the temperature at the time.

[重量平均分子量と数平均分子量の比率(Mw/Mn)]
ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー(GPC)により、以下の条件で測定した。
GPC測定装置:WATERS 150−GPC(WATERS社製)
温度:140℃
溶媒:1,2,4−トリクロロベンゼン
濃度:0.05%(インジェクション量:500マイクロリットル)
カラム:Shodex GPC AT−807/S 1本、Tosoh TSK−GEL GMH6−HT 2本
溶解条件:160℃、2.5時間
キャリブレーションカーブ:ポリスチレンの標準試料を測定し、ポリエチレン換算定数(0.48)を使用し、3次で計算。
[Ratio of weight average molecular weight to number average molecular weight (Mw / Mn)]
It measured by the following conditions by gel permeation chromatography (GPC).
GPC measuring device: WATERS 150-GPC (manufactured by WATERS)
Temperature: 140 ° C
Solvent: 1,2,4-trichlorobenzene concentration: 0.05% (injection amount: 500 microliters)
Column: One Shodex GPC AT-807 / S, two Tosoh TSK-GEL GMH6-HT Dissolution conditions: 160 ° C., 2.5 hours Calibration curve: A polystyrene standard sample was measured, and a polyethylene conversion constant (0.48) ) And calculated in the third order.

[メルトフローレート(MFR)]
JIS K7210に準拠して、ポリエチレンは、メルトインデクサを用いて190℃における2.16Kg荷重での10分間にストランド状に押し出される樹脂の質量を測定することによりメルトフローレート(MFR2.16)(g/10min)を求めた。ポリプロピレンの場合は、210℃での10分間にストランド状に押し出される樹脂の質量を測定することによりメルトフローレート(MFR2.16)(g/10min)を求めた。
[Melt flow rate (MFR)]
In accordance with JIS K7210, polyethylene is melt flow rate (MFR 2.16) (g) by measuring the mass of resin extruded in a strand form for 10 minutes at a load of 2.16 Kg at 190 ° C. using a melt indexer. / 10 min). In the case of polypropylene, the melt flow rate (MFR 2.16) (g / 10 min) was determined by measuring the mass of the resin extruded in a strand shape for 10 minutes at 210 ° C.

[密度]
JIS K7112に準拠して、190℃で2.16Kg荷重におけるMFR測定時に得られるストランドを100℃で1時間熱処理し、1時間かけて室温まで徐冷したサンプルを、密度勾配管を用いて測定した。
[density]
In accordance with JIS K7112, a sample obtained by heat-treating a strand obtained at the time of MFR measurement at 190 ° C. under a 2.16 Kg load at 100 ° C. for 1 hour and gradually cooling to room temperature over 1 hour was measured using a density gradient tube. .

<実施例1>
原料として、MFRが1.1g/10minのチーグラーナッター触媒系高密度ポリエチレン(商品名サンテックB161、旭化成ケミカルズ(株)製、軟化点130℃、融点140℃、Mw/Mn=10.3)を用いて、外径380μm、内径270μm、孔径0.1μmの中空糸膜を製造した。
<Example 1>
A Ziegler-Natta catalyst high-density polyethylene (trade name Suntech B161, manufactured by Asahi Kasei Chemicals Corporation, softening point: 130 ° C., melting point: 140 ° C., Mw / Mn = 10.3) having an MFR of 1.1 g / 10 min is used as a raw material. A hollow fiber membrane having an outer diameter of 380 μm, an inner diameter of 270 μm, and a pore diameter of 0.1 μm was manufactured.

この中空糸膜2000本を結束して集束体とし、モジュールケース内に挿入した。モジュールケースとしては、MFRが1.1g/10minのメタロセン触媒系高密度ポリエチレン(商品名アフィニティ(Affinity)PL1840G、ダウケミカル(株)製、密度0.9090g/cm3、ビカット軟化点95℃、融点106℃、Mn110000、Mw/Mn=2.0)からなるケースを用いた。 Two thousand hollow fiber membranes were bound to form a converging body and inserted into a module case. As the module case, a metallocene catalyst-based high-density polyethylene having an MFR of 1.1 g / 10 min (trade name Affinity PL1840G, manufactured by Dow Chemical Co., Ltd., density 0.9090 g / cm 3 , Vicat softening point 95 ° C., melting point 106 ° C., Mn 110000, Mw / Mn = 2.0).

ポッティング用材料には、MFRが500g/10min・190℃のメタロセン触媒系低密度ポリエチレン(商品名アフィニティGA1950、ダウ・ケミカル(株)製、密度0.870g/cm3、融点70℃、Mn22000、Mw/Mn=2.10)を凍結粉砕して得た平均粒径100μmの粉末を用いた。 The potting material is a metallocene catalyst low density polyethylene (trade name Affinity GA1950, manufactured by Dow Chemical Co., Ltd., density 0.870 g / cm 3 , melting point 70 ° C., Mn 22000, Mw, MFR 500 g / 10 min · 190 ° C. /Mn=2.10) was used and a powder having an average particle diameter of 100 μm obtained by freeze pulverization was used.

そして、中空糸膜集束体の一方の端部の膜間に上記粉末を供給し、遠心しながら110℃で加熱溶融し固化した。次いで、中空糸膜の端部を切って開口させて、中空糸膜モジュールを得た。   And the said powder was supplied between the films | membranes of the one end part of a hollow fiber membrane focusing body, and it heat-melted and solidified at 110 degreeC, having centrifuged. Next, the hollow fiber membrane module was obtained by cutting and opening the end of the hollow fiber membrane.

この中空糸膜モジュールをMEK(メチルエチルケトン)に常温で3日間浸漬し、さらにNMP(n−メチルピロリドン)に3日間浸漬し、エチルアルコールで洗浄し、40℃で48時間乾燥し、再度エチルアルコール中で親水化した。その後、バブルポイント法で孔径を計ると、正規のバブルポイント値200kPaを得た。また、モジュールケースとポッティング部の間の接着部及び膜とポッティング部の間の接着部の何れにおいてもリークは見られなかった。さらに、モジュール外筒部のゆがみも見られなかった。   This hollow fiber membrane module is immersed in MEK (methyl ethyl ketone) at room temperature for 3 days, further immersed in NMP (n-methylpyrrolidone) for 3 days, washed with ethyl alcohol, dried at 40 ° C. for 48 hours, and again in ethyl alcohol. To make it hydrophilic. Then, when the hole diameter was measured by the bubble point method, a normal bubble point value of 200 kPa was obtained. In addition, no leak was observed in any of the adhesion portion between the module case and the potting portion and the adhesion portion between the film and the potting portion. Further, no distortion of the module outer cylinder portion was observed.

<実施例2>
原料として、MFRが1.9g/10minのチーグラーナッター触媒系ポリプロピレン(商品名FY6H、日本ポリプロ(株)製、Mw/Mn=5.0、軟化点160℃、融点170℃)を用いて、外径266μm、内径208μmの中空糸膜を製造した。
<Example 2>
As a raw material, Ziegler-Natta catalyst polypropylene (trade name FY6H, manufactured by Nippon Polypro Co., Ltd., Mw / Mn = 5.0, softening point 160 ° C., melting point 170 ° C.) having an MFR of 1.9 g / 10 min, A hollow fiber membrane having a diameter of 266 μm and an inner diameter of 208 μm was produced.

この中空糸膜590本を結束して集束体とし、モジュールケース内に挿入した。モジュールケースとしては、MFRが7.0g/10minのメタロセン触媒系ポリプロピレン(商品名ウィンテックWFX4T、日本ポリプロ(株)製、ビカット軟化点、115℃、融点125℃、Mn85000、Mw/Mn=2.8)からなるケースを用いた。   590 hollow fiber membranes were bound to form a converging body and inserted into a module case. As a module case, a metallocene catalyst polypropylene having a MFR of 7.0 g / 10 min (trade name Wintech WFX4T, manufactured by Nippon Polypro Co., Ltd., Vicat softening point, 115 ° C., melting point 125 ° C., Mn 85000, Mw / Mn = 2. The case consisting of 8) was used.

ポッティング用材料には、メタロセン触媒で製造されたポリプロピレンワックス(商品名リコセンPP1502、クラリアント(株)製、融点100℃、Mn2900、Mw/Mn=2.31)を凍結粉砕して得た平均粒径100μmの粉末を用いた。   For the potting material, an average particle diameter obtained by freeze-pulverizing polypropylene wax (trade name Ricocene PP1502, Clariant Co., Ltd., melting point 100 ° C., Mn2900, Mw / Mn = 2.31) produced with a metallocene catalyst. A 100 μm powder was used.

そして、中空糸膜集束体の一方の端部の膜間に上記粉末を供給し、130℃で加熱溶融し固化した。次いで、中空糸膜の端部を切って開口させて中空糸膜モジュールを得た。   And the said powder was supplied between the films | membranes of one edge part of a hollow fiber membrane focusing body, and it heat-melted at 130 degreeC and solidified. Next, the hollow fiber membrane module was obtained by cutting and opening the end of the hollow fiber membrane.

この中空糸膜モジュールについて、実施例1と同様にしてMEKへの浸漬からエチルアルコール中での親水化までの工程を実施した。その後、バブルポイント法で孔径を計ると、中空糸膜と同等のバブルポイント値500kPaを得た。また、モジュールケースとポッティング部の間の接着部及び膜とポッティング部の間の接着部の何れにおいてもリークは見られなかった。さらに、モジュール外筒部のゆがみも見られなかった。   About this hollow fiber membrane module, the process from the immersion to MEK to the hydrophilization in ethyl alcohol was implemented like Example 1. FIG. Thereafter, when the pore diameter was measured by the bubble point method, a bubble point value of 500 kPa equivalent to that of the hollow fiber membrane was obtained. In addition, no leak was observed in any of the adhesion portion between the module case and the potting portion and the adhesion portion between the film and the potting portion. Further, no distortion of the module outer cylinder portion was observed.

<実施例3>
実施例1と同様にして、中空糸膜の集束体をモジュールケース内に挿入した。
<Example 3>
In the same manner as in Example 1, a hollow fiber membrane bundle was inserted into the module case.

ポッティング用材料には、メタロセン触媒で製造されたポリプロピレンワックス(商品名リコセンPP1502、クラリアント(株)製、密度0.870g/cm3、融点100℃、Mn6700、Mw/Mn=2.3)を凍結粉砕して得た平均粒径100μmの粉末を用いた。 For the potting material, polypropylene wax (trade name Ricocene PP1502, manufactured by Clariant Co., Ltd., density 0.870 g / cm 3 , melting point 100 ° C., Mn 6700, Mw / Mn = 2.3) was frozen as a material for potting. A powder having an average particle diameter of 100 μm obtained by pulverization was used.

そして、中空糸膜集束体の一方の端部の膜間に上記粉末を供給し、125℃で加熱溶融し固化した。次いで、中空糸膜の端部を切って開口させて中空糸膜モジュールを得た。   And the said powder was supplied between the films | membranes of one edge part of a hollow fiber membrane focusing body, and it heat-melted at 125 degreeC and solidified. Next, the hollow fiber membrane module was obtained by cutting and opening the end of the hollow fiber membrane.

この中空糸膜モジュールについて、実施例1と同様にしてMEKへの浸漬からエチルアルコール中での親水化までの工程を実施した。その後、バブルポイント法で孔径を計ると、中空糸膜と同等のバブルポイント値500kPaを得た。また、モジュールケースとポッティング部の間の接着部及び膜とポッティング部の間の接着部の何れにおいてもリークは見られなかった。さらに、モジュール外筒部のゆがみも見られなかった。   About this hollow fiber membrane module, the process from the immersion to MEK to the hydrophilization in ethyl alcohol was implemented like Example 1. FIG. Thereafter, when the pore diameter was measured by the bubble point method, a bubble point value of 500 kPa equivalent to that of the hollow fiber membrane was obtained. In addition, no leak was observed in any of the adhesion portion between the module case and the potting portion and the adhesion portion between the film and the potting portion. Further, no distortion of the module outer cylinder portion was observed.

<実施例4>
中空糸膜集束体としては実施例2で用いたものと同じもの、モジュールケース及びポッティング用材料としては実施例1で用いたものと同じものを用いた。
<Example 4>
The same hollow fiber membrane bundle as that used in Example 2 was used, and the same module case and potting material as those used in Example 1 were used.

そして、中空糸膜集束体の一方の端部の膜間に上記粉末を供給してから、中空糸膜集束体をモジュールケース内に挿入した。最初に90℃で1時間加熱溶融し、中空糸膜の多孔質構造中にポッティング部材を含浸させた。引き続き125℃に昇温し、ケース部とポッテイング部間が熱融着するようにし、その後徐々に冷却固化させた。次いで、端部を切って膜端部を開口させて、中空糸膜モジュールを得た。   And after supplying the said powder between the films | membranes of one edge part of a hollow fiber membrane focusing body, the hollow fiber membrane focusing body was inserted in the module case. First, it was melted by heating at 90 ° C. for 1 hour, and a potting member was impregnated into the porous structure of the hollow fiber membrane. Subsequently, the temperature was raised to 125 ° C. so that the case portion and the potting portion were heat-sealed, and then gradually cooled and solidified. Subsequently, the edge part was cut and the film | membrane end part was opened, and the hollow fiber membrane module was obtained.

この中空糸膜モジュールについて、実施例1と同様にしてMEKへの浸漬からエチルアルコール中での親水化までの工程を実施した。その後、バブルポイント法で孔径を計ると、正規のバブルポイント値200kPaを得た。また、モジュールケースとポッティング部の間の接着部及び膜とポッティング部の間の接着部の何れにおいてもリークは見られなかった。さらに、モジュール外筒部のゆがみも見られなかった。   About this hollow fiber membrane module, the process from the immersion to MEK to the hydrophilization in ethyl alcohol was implemented like Example 1. FIG. Then, when the hole diameter was measured by the bubble point method, a normal bubble point value of 200 kPa was obtained. In addition, no leak was observed in any of the adhesion portion between the module case and the potting portion and the adhesion portion between the film and the potting portion. Further, no distortion of the module outer cylinder portion was observed.

<実施例5>
3層からなるノズルを用いて内層と外層の部分(支持層)にチーグラ・ナッター系触媒を用いて製造されたポリプロピレン(商品名FY6H、日本ポリプロ(株)製、MFR1.1g/10min、密度0.87g/cm3、融点160℃、軟化点150℃、Mw/Mn=5.0)を用い、中間層の部分(均質層)にポリプロピレン系軟質材(商品名ゼラス7023、三菱化学(株)製、MFR2.0g/10min、密度0.89g/cm3、融点140℃、Mw/Mn=4.5)を用いたこと以外は、実施例1と同様にして紡糸して未延伸中空糸を得た。未延伸中空糸の内径は230μmであり、三層が同心円状に配されていた。
<Example 5>
Polypropylene produced using a Ziegler-Natta catalyst for the inner layer and outer layer (support layer) using a three-layer nozzle (trade name FY6H, manufactured by Nippon Polypro Co., Ltd., MFR 1.1 g / 10 min, density 0 .87 g / cm 3 , melting point 160 ° C., softening point 150 ° C., Mw / Mn = 5.0), and an intermediate layer portion (homogeneous layer) with a polypropylene soft material (trade name: Zelas 7023, Mitsubishi Chemical Corporation) The unstretched hollow fiber was spun in the same manner as in Example 1 except that MFR 2.0 g / 10 min, density 0.89 g / cm 3 , melting point 140 ° C., Mw / Mn = 4.5) was used. Obtained. The inner diameter of the unstretched hollow fiber was 230 μm, and the three layers were arranged concentrically.

得られた未延伸糸を、23±2℃下で1.25倍に延伸し、引き続き130℃の加熱炉中で、で3.4倍の延伸を行った上で、100℃の加熱炉中で0.4倍の緩和工程を設け、最終的に総延伸倍率が3倍になるように成形し、複合中空糸膜を得た。この多層複合中空糸膜は、均質膜(非多孔質薄膜)が二つの多孔質層で挟まれた三層構造であった。   The obtained undrawn yarn was drawn 1.25 times at 23 ± 2 ° C., and subsequently drawn by 3.4 times in a heating furnace at 130 ° C., and then in a heating furnace at 100 ° C. Was provided with a relaxation step of 0.4 times, and finally molded so that the total draw ratio was 3 times to obtain a composite hollow fiber membrane. This multilayer composite hollow fiber membrane had a three-layer structure in which a homogeneous membrane (non-porous thin film) was sandwiched between two porous layers.

この複合中空糸膜の空気透過速度を測定したところ、室温(23±2℃)における酸素透過速度(QO2)は0.12m/hr・Mpa、窒素透過速度(QN2)は0.03m/hr・Mpaであり、分離係数(QO2/QN2)は4.0であった。また、均質層に用いたポリマーの分離係数4.0が維持されていた。さらに、BCA液を0.5MPaで加圧送液してもリークを生じなかった。 When the air permeation rate of this composite hollow fiber membrane was measured, the oxygen permeation rate (Q O2 ) at room temperature (23 ± 2 ° C.) was 0.12 m / hr · Mpa, and the nitrogen permeation rate (Q N2 ) was 0.03 m / hr · Mpa, and the separation factor (Q O2 / Q N2 ) was 4.0. In addition, the separation factor of the polymer used in the homogeneous layer was maintained at 4.0. Further, no leakage occurred even when the BCA liquid was pressurized and fed at 0.5 MPa.

この中空糸膜を実施例1と同様に結束して集束体とし、モジュールケース内に挿入した。モジュールケースとしては、メタロセン系触媒により製造されたポリプロピレン(商品名ウィンテックWFX4T、日本ポリプロ(株)製、MFR7.0g/10min・230℃、密度0.90g/cm3、融点125℃、Mw/Mn=2.8)からなるケースを用いた。 This hollow fiber membrane was bound in the same manner as in Example 1 to form a converging body and inserted into the module case. As a module case, polypropylene produced by a metallocene catalyst (trade name Wintech WFX4T, manufactured by Nippon Polypro Co., Ltd., MFR 7.0 g / 10 min · 230 ° C., density 0.90 g / cm 3 , melting point 125 ° C., Mw / A case consisting of Mn = 2.8) was used.

ポッティング用樹脂には、実施例2と同じポリプロピレンワックス(商品名リコセンPP1502)を凍結粉砕して得た平均粒径100μmの粉末を用いた。   As the potting resin, powder having an average particle size of 100 μm obtained by freeze-pulverizing the same polypropylene wax (trade name Ricosen PP1502) as in Example 2 was used.

そして、遠心しながらの加熱溶融温度を125℃に変更して、実施例1と同様にして中空糸膜モジュールを作製した。   Then, the heating and melting temperature while centrifuging was changed to 125 ° C., and a hollow fiber membrane module was produced in the same manner as in Example 1.

この中空糸膜モジュールについて、MEK液を0.4Mpaで加圧送液及び6日間放置を行なったが、真空側(脱気膜の外側)に薬液のリークは見られなかった。   About this hollow fiber membrane module, MEK solution was pressure-fed at 0.4 MPa and allowed to stand for 6 days, but no leakage of chemical solution was found on the vacuum side (outside the degassing membrane).

<実施例6>
実施例5で用いた中空糸膜2000本を結束して集束体とし、モジュールケース内に挿入した。モジュールケースとしては、MFRが1.1g/10minのメタロセン触媒系高密度ポリエチレン(商品名クレオレックスK4125、旭化成ケミカルズ(株)製、ビカット軟化点121℃、融点130℃、Mn16000、Mw/Mn=5.0)からなるケースを用いた。
<Example 6>
The 2000 hollow fiber membranes used in Example 5 were bundled into a converging body and inserted into the module case. As the module case, a metallocene catalyst-based high-density polyethylene having a MFR of 1.1 g / 10 min (trade name Cleorex K4125, manufactured by Asahi Kasei Chemicals Corporation, Vicat softening point 121 ° C., melting point 130 ° C., Mn 16000, Mw / Mn = 5 0.0) was used.

ポッティング用材料には、MFRが500g/10min・190℃のメタロセン触媒系低密度ポリエチレン(商品名アフィニティGA1950、ダウ・ケミカル(株)製、密度0.870g/cm3、融点70℃、Mn22000、Mw/Mn=2.10)を凍結粉砕して得た平均粒径100μmの粉末を用いた。 The potting material is a metallocene catalyst low density polyethylene (trade name Affinity GA1950, manufactured by Dow Chemical Co., Ltd., density 0.870 g / cm 3 , melting point 70 ° C., Mn 22000, Mw, MFR 500 g / 10 min · 190 ° C. /Mn=2.10) was used and a powder having an average particle diameter of 100 μm obtained by freeze pulverization was used.

そして、中空糸膜集束体の一方の端部の膜間に上記粉末を供給し、遠心しながら120℃で加熱溶融し固化した。次いで、中空糸膜の端部を切って開口させて、中空糸膜モジュールを得た。   And the said powder was supplied between the films | membranes of one edge part of a hollow fiber membrane convergence body, and it heat-melted and solidified at 120 degreeC, carrying out centrifugation. Next, the hollow fiber membrane module was obtained by cutting and opening the end of the hollow fiber membrane.

この中空糸膜モジュールについて、膜のモジュールの内部に対してMEK液を0.4Mpaで加圧送液及び6日間放置を行なったが、真空側(脱気膜の外側)に薬液のリークは見られなかった。   Regarding this hollow fiber membrane module, MEK solution was pressurized and delivered to the inside of the membrane module at 0.4 Mpa and left for 6 days. However, leakage of the chemical solution was observed on the vacuum side (outside the degassing membrane). There wasn't.

<比較例1>
中空糸膜集束体としては実施例2で用いたものと同じものを用いた。
<Comparative Example 1>
The same hollow fiber membrane bundle as that used in Example 2 was used.

モジュールケースとしては、チーグラーナッタ系触媒で製造された低密度ポリエチレン(商品名FLEXMORE DFDB−1085NT、ダウケミカル(株)製、MFR1.0g/10min、軟化点108℃、融点118℃、Mn32000、Mw/Mn=7)を用いた。   As a module case, a low density polyethylene (trade name FLEXMORE DFDB-1085NT, manufactured by Dow Chemical Co., Ltd., MFR 1.0 g / 10 min, softening point 108 ° C., melting point 118 ° C., Mn 32000, Mw / Mn = 7) was used.

ポッティング用材料には、チーグラーナッタ系低密度ポリエチレン(商品名スミカセンG807、住友化学(株)製、MFR75g/10min、密度0.919g/cm3、融点107℃、Mn8600、Mw/Mn=11.3)を凍結粉砕して得た平均粒径100μmの粉末を用いた。 Potting materials include Ziegler-Natta low density polyethylene (trade name Sumikasen G807, manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd., MFR 75 g / 10 min, density 0.919 g / cm 3 , melting point 107 ° C., Mn 8600, Mw / Mn = 11.3. ) Was used to obtain a powder having an average particle diameter of 100 μm obtained by freeze-pulverizing.

そして、中空糸膜集束体の一方の端部の膜間に上記粉末を供給し、115℃で加熱溶融し固化した。次いで、中空糸膜の端部を切って開口させて中空糸膜モジュールを得た。   And the said powder was supplied between the films | membranes of one edge part of a hollow fiber membrane focusing body, and it heat-melted at 115 degreeC and solidified. Next, the hollow fiber membrane module was obtained by cutting and opening the end of the hollow fiber membrane.

このモジュールのケース部とポッティング部の間の接着部にリークは無かったが、ケース部材は歪みがみられた。膜とポッティング部材の間においては、ポッティング樹脂が多孔質構造中に含浸していない箇所が有った。   There was no leakage at the adhesive part between the case part and the potting part of this module, but the case member was distorted. Between the membrane and the potting member, there was a portion where the potting resin was not impregnated in the porous structure.

この中空糸膜モジュールについて、実施例1と同様にしてMEKへの浸漬からエチルアルコール中での親水化までの工程を実施した。その後、バブルポイント法で孔径を計ろうとしたが、膜とポッティング樹脂との間に欠陥が生じていたので膜の孔径を計ることが出来なかった。   About this hollow fiber membrane module, the process from the immersion to MEK to the hydrophilization in ethyl alcohol was implemented like Example 1. FIG. Thereafter, an attempt was made to measure the pore diameter by the bubble point method, but because the defect occurred between the membrane and the potting resin, the pore size of the membrane could not be measured.

<比較例2>
ポッテイング樹脂にチーグラーナッタ系低密度ポリエチレン(商品名スミカセンG807、住友化学(株)製、MFR75g/10min・190℃、密度0.919g/cm3、融点107℃、Mn8600、Mw/Mn=11.3)を凍結粉砕して得た平均粒径100μmの粉末を用い事以外は、実施例6と同様にして中空糸膜モジュールを作製した。
<Comparative example 2>
Ziegler-Natta low-density polyethylene (trade name Sumikasen G807, manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd., MFR 75 g / 10 min · 190 ° C., density 0.919 g / cm 3 , melting point 107 ° C., Mn 8600, Mw / Mn = 11.3) A hollow fiber membrane module was produced in the same manner as in Example 6 except that a powder having an average particle diameter of 100 μm obtained by freeze-pulverizing was used.

この中空糸膜モジュールについて、膜のモジュールの内部に対してMEK液を0.4Mpaで加圧送液及び6日間放置を行うと、、真空側(脱気膜の外側)に薬液のリークが見られた。   About this hollow fiber membrane module, when MEK solution is pressurized and fed to the inside of the membrane module at 0.4 Mpa and left for 6 days, leakage of the chemical solution is seen on the vacuum side (outside the degassing membrane). It was.

Claims (6)

中空糸膜を、ポリエチレンもしくはポリプロピレンを用いて固定及び封止した中空糸膜モジュールにおいて、
モジュールの封止部に使用される材料が、数平均分子量(Mn)が2000以上、重量平均分子量と数平均分子量の比率(Mw/Mn)が3以下のメタロセン触媒を用いて重合されたポリエチレンもしくはポリプロピレンからなり、
中空糸膜が、ポリエチレンもしくはポリプロピレンからなり、
モジュールの封止部に接する部分のケース材料が、重量平均分子量と数平均分子量の比率(Mw/Mn)が2.0〜5.0のメタロセン触媒を用いて重合されたポリエチレンもしくはポリプロピレンからなる
ことを特徴とする中空糸膜モジュール。
In the hollow fiber membrane module in which the hollow fiber membrane is fixed and sealed using polyethylene or polypropylene ,
The material used for the sealing part of the module is polyethylene polymerized using a metallocene catalyst having a number average molecular weight (Mn) of 2000 or more and a ratio of the weight average molecular weight to the number average molecular weight (Mw / Mn) of 3 or less. polypropylene Tona is,
The hollow fiber membrane is made of polyethylene or polypropylene,
The case material of the part in contact with the sealing part of the module is made of polyethylene or polypropylene polymerized using a metallocene catalyst having a weight average molecular weight to number average molecular weight ratio (Mw / Mn) of 2.0 to 5.0. A hollow fiber membrane module characterized by the above.
以下の関係式
中空糸膜の軟化点>成形温度≧ケース部材の軟化点>封止部に使用される材料の融点
を満たす成形温度で封止部が成形された請求項1記載の中空糸膜モジュール。
The following relational expression
Softening point of hollow fiber membrane> Molding temperature ≧ Softening point of case member> Melting point of material used for sealing part
The hollow fiber membrane module according to claim 1 , wherein the sealing portion is molded at a molding temperature satisfying the above.
中空糸膜を、ポリエチレンもしくはポリプロピレンを用いて固定及び封止した中空糸膜モジュールにおいて、
モジュールの封止部に接する部分のケース材料が、数平均分子量(Mn)が2000以上、重量平均分子量と数平均分子量の比率(Mw/Mn)が3以下のポリエチレンもしくはポリプロピレンからなる請求項1または2記載の中空糸膜モジュール。
In the hollow fiber membrane module in which the hollow fiber membrane is fixed and sealed using polyethylene or polypropylene ,
Part of the case material in contact with the sealing portion of the module, the number-average molecular weight (Mn) of 2,000 or more, the weight-average ratio of molecular weight to number average molecular weight (Mw / Mn) of 3 or less of polyethylene or polypropylene claim 1 or 3. The hollow fiber membrane module according to 2.
モジュールの封止部に使用される材料が、融点(Tm)が140℃以下のポリプロピレン、又は、融点(Tm)が120℃以下のポリエチレンである請求項3記載の中空糸膜モジュール。 The hollow fiber membrane module according to claim 3, wherein the material used for the sealing part of the module is polypropylene having a melting point (Tm) of 140 ° C or lower, or polyethylene having a melting point (Tm) of 120 ° C or lower. 請求項1〜4の何れか一項記載の中空糸膜モジュールを製造する為の方法であって、封止部の成形温度が、以下の関係式を満たすことを特徴とする中空糸膜モジュールの製造方法。
中空糸膜の軟化点>成形温度≧ケース部材の軟化点>封止部に使用される材料の融点
It is a method for manufacturing the hollow fiber membrane module as described in any one of Claims 1-4, Comprising: The molding temperature of a sealing part satisfy | fills the following relational expressions, The hollow fiber membrane module characterized by the above-mentioned. Production method.
Softening point of hollow fiber membrane> Molding temperature ≧ Softening point of case member> Melting point of material used for sealing part
モジュールの封止部に使用される材料を、ケース部材の融点以下、封止部に使用される材料の融点以上の温度で予備加熱して溶融液とし、中空糸膜の集束体の少なくとも一方の端部に該溶融液を含浸させる工程と、該含浸後に、中空糸膜の軟化点未満、ケース部材の融点以上の温度で加熱して封止部の成形加工を行なう工程とを有する請求項5記載の中空糸膜モジュールの製造方法。   The material used for the sealing part of the module is preheated at a temperature not higher than the melting point of the case member and not lower than the melting point of the material used for the sealing part to obtain a melt, and at least one of the bundles of hollow fiber membranes. 6. A step of impregnating the end portion with the melt, and a step of forming a sealing portion by heating at a temperature below the softening point of the hollow fiber membrane and above the melting point of the case member after the impregnation. The manufacturing method of the hollow fiber membrane module of description.
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