JP5919672B2 - 中空糸膜シート状物の製造方法及び製造装置 - Google Patents

Description

本発明は、中空糸膜シート状物の製造方法及び製造装置に関する。

ろ過膜として、中空糸膜をシート状に形成した中空糸膜シート状物を用いる水処理装置が従来から知られている。中空糸膜シート状物の製造方法のひとつとして、編機で編成する方法が従来から知られており、例えば特許文献１には、中空糸膜シート状物をラッセル編機で編成することが記載されている。また、特許文献２には中空糸膜シート状物を編成するラッセル編機の構成が詳しく開示されている。

特開平０４−２６８８６号公報 特開２０１０−５９５９６号公報

ところで、中空糸膜シート状物は、水処理装置の大きさ等によって比較的小型なものが求められる場合があるが、ラッセル編機等の編機を用いて、編幅の小さい編地を編成する場合、緯糸ガイドの１回の移動動作で編成できる編地の量が小さくなるため、編幅の大きな編地を編成する場合に比べ、編機１台当たりの生産量が低下してしまう課題がある。

これに対し、生産量を高くする方法の１つとして多錘化する方法があるが、この方法は、緯糸ガイド、緯糸張力制御部、及びクリール等を錘数分設置する必要があるため、設備費用が増大する問題がある。また、その他の方法として、緯糸ガイドの移動動作の速度を増加する方法があるが、この方法では、中空糸膜を編む際の加速度や速度が増加するため、中空糸膜を切断してしまったり、表面を傷つけてしまったりする問題が生じ得る。

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、中空糸膜シート状物を効率的に製造可能な中空糸膜シート状物の製造方法及び製造装置の提供を目的とする。

上記課題の解決手段として、本発明は、中空糸膜をシート状に形成した中空糸膜シート状物を複数製造する製造方法であって、前記中空糸膜を所定領域内に折り返しながら往復させ、該中空糸膜の往復方向の両端部、及び、該中空糸膜の前記両端部間に設定される所定位置の両側を、４つ以上の経糸ガイドが並列して固定されたガイドハンガーを用いて、前記往復方向に直交する方向に拘束して、該中空糸膜をシート状に形成する形成工程と、前記形成工程で形成した前記中空糸膜を、前記所定位置で切断する切断工程と、を有する中空糸膜シート状物の製造方法を提供する。

また、本発明では、前記形成工程において、編機を用い、前記中空糸膜を緯糸ガイドで所定領域内に往復させながら、該中空糸膜の往復方向の両端部、及び、該中空糸膜の前記両端部間に設定される所定位置の両側を、経糸によって拘束することが好ましい。

また、本発明では、前記切断工程において、円形の切刃を回転させながら前記中空糸膜を切断することが好ましい。

また、本発明では、前記形成工程において、編機を用い、前記中空糸膜を緯糸ガイドで所定領域内に往復させながら、該中空糸膜の往復方向の両端部を経糸によって拘束し、該中空糸膜の前記両端部間に設定される所定位置の両側は、接着又は融着によって拘束するようにしてもよい。

また、本発明は、中空糸膜をシート状に編成した中空糸膜シート状物を複数製造する製造装置であって、前記中空糸膜を所定領域内で折り返しながら往復させる緯糸ガイドと、前記所定領域内で折り返されながら往復された該中空糸膜の往復方向の両端部、及び、該中空糸膜の前記両端部間に設定される所定位置の両側を、前記往復方向に直交する方向に拘束して、前記中空糸膜をシート状に形成する、ガイドハンガーに並列して固定された４つ以上の経糸ガイドと、該シート状に形成された前記中空糸膜を、前記所定位置で切断する切断手段を備えている中空糸膜シート状物の製造装置を提供する。

上記中空糸膜シート状物の製造装置では、当該中空糸膜シート状物の製造装置が、前記シート状に形成された前記中空糸膜を、回転して前記切断手段側に搬送するローラ部材をさらに備え、前記切断手段は、回転可能な円形の切刃を備え、該切刃は、前記ローラ部材に近接して配置されるとともに、前記ローラ部材の回転方向と逆方向に回転駆動されることが好ましい。

本発明の製造方法によれば、両端部、及び、この両端部間に設定された所定位置の両側を拘束されてシート状に形成された中空糸膜を、上記所定位置で切断することで、両端部が拘束された中空糸膜シート状物を複数得ることができるため、中空糸膜シート状物を効率的に製造できる。

なお、切断される所定位置の設定数は限定されないが、所定位置を１つ設定すれば、切断せずに中空糸膜の両端部のみを拘束する場合に比べて２倍の製造量が得られる。

とりわけ、編機を用いる場合、従来は編幅の小さい中空糸膜シート状物を編成する際に、緯糸ガイドの移動動作を短く設定するようにしていたが、これに比べて、本発明で編機を用いる場合は、緯糸ガイド移動動作１回あたりの中空糸膜シート状物の編成量を増加することができるので、編機１台あたりの生産量を増加させることができる。
ここで、切断手段の増設は必要だが、既存の編機を多錘化する場合に比べると、緯糸ガイド、緯糸張力制御部、及びクリールを増設する必要が無いので設備増設費用を低く抑えることができる。
さらに、緯糸ガイドの移動動作の速度を増加することなく（すなわち、中空糸膜への負担を増加することなく）、中空糸膜シート状物の編成量を増加することができる。

また、切断工程において、円形の切刃を回転させながら中空糸膜を切断すれば、中空糸膜を簡単に切断することができる。

また、本発明の中空糸膜シート状物の製造装置では、両端部、及び、この両端部間に設定された所定位置の両側を拘束されてシート状に形成された中空糸膜を、上記所定位置で切断することで、両端部が拘束された中空糸膜シート状物を複数得ることができるため、中空糸膜シート状物を効率的に製造できる。とりわけ、本発明の中空糸膜シート状物の製造装置は、既存の編機を簡易的に改変するのみで構成できるため、製造コストを抑えながら、製造量の増加を図ることができる。

また、本発明の中空糸膜シート状物の製造装置において、ローラ部材でシート状の中空糸膜を搬送し、円形の切刃をローラ部材に近接してローラ部材の回転方向と逆方向に回転駆動すれば、切断手段の設置スペースを可及的に抑えながら、好適に中空糸膜を切断できる。

本発明の実施形態に係る中空糸膜シート状物の製造装置である編機の概略構成図である。 上記編機が備えるガイドハンガー（緯糸ガイド、経糸ガイド）と経糸針の動きを説明する側面図である。 上記編機の各構成部材の動作を説明する概略説明図である。 上記編機に設けられた切断装置の側面図である。 上記編機で編成された中空糸膜を示す図であり、（Ａ）は切断前の状態を示し、（Ｂ）切断後の状態を示し、（Ｃ）は切断後に膜エレメントに組み込まれた状態を示す図である。 本発明の編機で編成される中空糸膜の別の例を示す図である。

以下、図面に基づいて本発明の実施形態を詳細に説明する。

＜装置構成＞
先ず、本発明の実施形態に係る経編機である編機１（中空糸膜シート状物の製造装置）について説明する。
図１〜図３は、緯糸挿入が可能な編機１と、その編成時における経糸ガイド２及び緯糸ガイド３の前後振り動作と、緯糸反転時の緯糸ガイド３の反転動作とを模式的に示している。これらの図において、経糸ガイド２及び緯糸ガイド３は同一のガイドハンガー４に取り付けられているが、緯糸ガイド３はガイドハンガー４に対して横振り往復動可能に設けられており、緯糸５を編幅全体に挿入できる。

ガイドハンガー４には、多数の経糸ガイド２が並列して固定され、この編機１では、ガイドハンガー４の一端側及び他端側と、ガイドハンガー４の中央位置Ｃ１を挟んで両側とに、経糸ガイド２が配設され、４つの経糸ガイド２が設けられている。図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、ガイドハンガー４がその回動軸４ａを中心に前後に揺動（スイング）することにより、多数の前記経糸ガイド２は、同経糸ガイ２に対応する数の経糸針６列を挟んで前後にスイングする。このとき、緯糸ガイド２もガイドハンガー４の前記回転軸４ａを中心として同様に（一体に）スイングする。

また、このスイング時に多数の経糸針６は針板７に形成された多数の図示せぬ針溝に沿って上下に動き、そのガイドハンガー４の動きに合わせて前記経糸ガイド２は一斉に編幅方向に横振り運動（ショギング）を行う。経糸針６の上下動と、経糸ガイド２のスイングとショギングの複合した動作を行い、経糸８の編目を形成し、これを繰り返すことにより編成が進む。しかしながら、この経糸８の編目が形成されるときに、緯糸ガイド３に対して緯糸挿入のための横振り動作を同時にさせると、緯糸ガイド３と経糸針６とが干渉するため、緯糸ガイド３が経糸針６より後部側に位置している間は、緯糸ガイド３を編幅端部から横振り運動をさせないようにしておく必要がある。

すなわち、経糸ガイド２のショギング時（経編目形成時）には緯糸ガイド３を経糸針６の後部側で待機させ、その横振り動作を停止させておく。しかして、前方へのスイング動作によって緯糸ガイド３が経糸針６より前部側の位置に移ると、次回の緯糸挿入のため緯糸ガイド３は横振り動作を開始し、経糸針６の鉤の突出していない前部を編幅全体にわたって移動する。緯糸ガイド３が編幅端部に達すると、そこで横振り動作は一旦停止し、経糸針６の上下動と、経糸ガイド２のスイングとショギングの複合した動作を行い、先に挿入されている緯糸５を、そのとき形成される経編目に挿入して編み込む。緯糸ガイド３、経糸針６及び経糸ガイド２が以上の動作を繰り返して編成が進行する。

これらの緯糸ガイド３、経糸針６及び経糸ガイド２の動きを、図１及び図２に基づいて具体的に説明する。

図１に示すように、単一の上記ガイドハンガー４は編成部の全幅にわたって延設されている。図２に示すように、このガイドハンガー４は長尺の円筒軸４ｂを有し、その中心に上記回転軸４ａが挿入され、回転軸４ａの回転とともに前記円筒軸４ｂを回転させる。前記回転軸４ａは図１に示す緯糸ガイド駆動装置９と連動して、図示せぬ駆動部により所定の角度の間を正逆回転する。図２に示すように、前記円筒軸４ｂには、その長さ方向に所定の間隔をおいて平行に固設されたブラケット４ｃを有しており、ブラケット４ｃには、緯糸ガイド３の走行を案内するガイドレール４ｄと、このガイドレール４ｄと所要の角度で長さ方向に交差するように配された多数の経糸ガイド２を支持する経糸ガイド支持部材４ｅとが固設されている。

緯糸ガイド３は、上下方向に沿う板部材３ａと、同板部材３ａの上部前面に配され上記ガイドレール４ｄを上下から挟んで転動する４個の転動ロール３ｂと、前記板部材３ａの下部後面に配され、左右ロール対の間において緯糸５をガイドしつつ繰り出す左右一対の緯糸ガイドロール３ｃ（緯糸ガイド体）と、を有している。前記経糸ガイド２は、直線状のピン部材からなり、その下端には経糸８を案内する目孔２ａが形成されている。経糸ガイド２は細長い円筒部材であってもよく、その場合には経糸８を円筒内部に挿通させてガイドする。

回転軸４ａを中心としてガイドレール４ｄとガイド支持部材４ｅとを前後方向に揺動（スイング）させるための図示せぬ駆動機構と、緯糸ガイド３を横振りさせるための図１に示すエンドレスベルト１０を駆動する緯糸ガイド駆動装置９とは連動しており、緯糸ガイド３は、両機構により伝達される運動を複合した複合運動をするようになっている。緯糸ガイド３は、経糸ガイド２のスイング運動とショギング運動に同期して同じくスイングとショギングを行う。そのときの経糸ガイド２の一回のスイング、すなわち緯糸ガイド３の一回のスイング時間は緯糸ガイド３の片道の横振り時間に一致している。

図３は、編機１の編成部における緯糸ガイド３、経糸針６及び経糸ガイド２の動きを示している。

いま、図３（Ａ）に示すように、経糸針６が図示せぬ針溝から押し上げられて、針板７の上面から上方に向けて起立状態にあり、経糸ガイド２は経糸８の経編目を形成すべく、経糸８を先に挿入された緯糸５を跨ぐようにして経糸針６の前部右側にガイドしている。この状態から図３（Ｂ）に示すように経糸ガイド２は経糸針６の右側を通ってその後側に回り込むスイング動作及びショギング動作の複合した動きをして、経糸８を経糸針６に巻き回す。このとき、緯糸ガイド３もまた経糸ガイド２と同じ動きをする。すなわち、緯糸ガイド３もまた、経糸ガイド２と同様に、経糸針６の左斜め後方に位置するようになる。

ここで、経糸ガイド２及び緯糸ガイド３がスイング動作により経糸針６の後部側から前部側へと移動しながら、経糸針６が針溝を下降して経編目を形成する。このとき緯糸１は、図３（Ｃ）に示すように、前記経編目により拘束される。スイング動作により後方から前方へ移動中に、緯糸ガイド３の位置が経糸針６よりも前部側になると、緯糸ガイド３は前記経編目を中心に経糸針６の前部にて折り返し、経糸針６列の前面を通過して右方向へと走行する。

緯糸ガイド３が右方向に走行して編幅の右端に達すると、緯糸ガイド３、経糸針６及び経糸ガイド２は緯糸ガイド３の折り返し方向を逆にする以外、同様の動きをして、左端部にて右方向に走行してきた緯糸５を拘束しつつ経編目を形成したのち緯糸ガイド３を反転させる。その後、緯糸ガイド３は右端の経糸針６の前部を通過して左方向へと走行する。この走行中の左端部の経糸針６と経糸ガイド２とは図３（Ｄ）に示す位置関係にある。ここで、右側から経糸針６列の前面を走行してきた緯糸５が左端部に達すると、図３（Ａ）〜（Ｃ）に示す動きをして、新たな緯糸挿入経編目を形成する。このように、緯糸ガイドロール３ｃを往復させることにより緯糸５を折り返しながら経糸４により拘束して編地を編成する。

上記編機１では、緯糸５を中空糸膜として、上述のようにして、図１に示すようなシート状の中空糸膜シート中間体１１を編地として編成する。ここで、中空糸膜シート中間体１１は、該中間体の下方に位置して、回転駆動するローラ部材１２によって搬送される。

そして、上記ローラ部材１２の下流側には、ローラ部材１２により搬送された中空糸膜シート中間体１１を切断する切断装置１３が備えられている。図４は、切断装置１３の側面図である。切断装置１３は、回転可能な円形の切刃１４と、切刃１４を回転可能に保持するハウジング１５と、ハウジング１５に固定され切刃１４をチェーン駆動するモータ１６と、を備えている。切刃１４は、その回転軸をローラ部材１２と同軸に配置されるとともに、ローラ部材１２で搬送される中空糸膜シート中間体１１を切断可能な程度にローラ部材１２に近接して配置され、ここで切刃１４の下方は空間が形成される。そして、図中回転矢印に参照されるように、切刃１４は、ローラ部材１２の回転方向と逆方向に回転駆動され、中空糸膜シート中間体１１を切断する。

切断装置１３は、ガイドハンガー４の中央位置Ｃ１であって、この中央位置Ｃ１の両側の経糸ガイド２間の中央延長上に、切刃１４を配置しており、中空糸膜シート中間体１１を、中央位置Ｃ１の両側の経糸ガイド２によって編込まれた経糸８の間で切断することが可能となっている。

＜製造方法＞
図５を参照し、編機１における中空糸膜シート状物の製造工程を説明する。

先ず、編機１では、緯糸５である中空糸膜を、緯糸ガイド３の往復動可能な範囲内に折り返しながら往復させ、該中空糸膜の往復方向の両端部（折り返し部）、及び、該中空糸膜の両端部間に設定される中央位置Ｃ１の両側を、経糸８によって中空糸膜往復方向に直交する方向に拘束する。これにより、図５（Ａ）に示す、中空糸膜シート中間体１１が得られる（形成工程）。

次に、中空糸膜シート中間体１１は、切断装置１３によって切断され、切断される位置は、本例では、中空糸膜シート中間体１１の長手方向の中央に設定されている。そして、図５（Ｂ）に示すような、２つに分割された中空糸膜シート状物２０が得られる（切断工程）。この中空糸膜シート状物２０は、両端が経糸８で拘束されてシート状を呈し、切断側の端部が開放したものとなる。

なお、図５（Ｃ）は、中空糸膜シート状物２０を組み込んだ膜エレメント２２を示し、この膜エレメントは、中空糸膜シート状物２０と、中空糸膜シート状物２０の一端側に固定されるハウジング２３と、他端側に固定されるハウジング２４と、で構成されている。ハウジング２３、２４には、中空糸膜シート状物２０で処理した処理水を流出させる取水口が設けられることになる。ここで、膜エレメントの取水口の形成方法としては、中空糸膜シート状物２０の開放端側をハウジングに接着固定し、固定用樹脂で中空部を封止し、このハウジングには取水口を設けず、中空糸膜シート状物２０の非開放端側をハウジングに接着固定した後に固定用樹脂とともに中空糸膜シート状物２０の固定側端部を切断して中空部を形成し、ハウジングに連通させ、そして、この後者のハウジングに取水口を設けることが好ましい。また、例えば、中空糸膜シート状物２０の両端をカットして開放状態とし、ハウジング２３、２４に中空部が封止されないように接着固定した場合には、ハウジング２３、２４の両方に設けてもよい。さらに、中空糸膜シート状物２０の開放端側をハウジングに中空部が封止されないように接着固定し、このハウジングに取水口を設けるようにしてもよい。

このように本実施形態では、両端部、及び、この両端部間に設定された所定位置（切断位置）の両側を経糸８により拘束されてシート状に形成された中空糸膜シート中間体１１を、上記所定位置で切断することで、両端部が経糸８によって拘束された中空糸膜シート状物２０を複数得ることができるため、中空糸膜シート状物を効率的に製造できる。

具体的に、上記実施形態では、切断位置を１つとして中空糸膜シート中間体１１の長手方向中央としたが、この場合、切断せずに中空糸膜の両端部のみを拘束する場合に比べて、個数にして２倍の製造量が得られる。なお、本発明において、上記切断位置に対応する所定位置は、設定数や位置を限定されるものでなく、１つの場合に中央でないところに設定してもよいし、２以上設定してもよい。

そして、上記実施形態では、編機１を用いるが、この場合、従来は編幅の小さい中空糸膜シート状物を編成する際に、緯糸ガイドの移動動作を短く設定するようにしていたが、これに比べて、緯糸ガイド移動動作１回あたりの中空糸膜シート状物の編成量を増加することができるので、編機１台あたりの生産量を増加させることができる。
そして、切断装置１３の増設は必要だが、既存の編機を多錘化する場合に比べると、緯糸ガイド、緯糸張力制御部、及びクリールを増設する必要が無いので設備増設費用を低く抑えることができる。すなわち、編機１は、既存の編機を簡易的に改変するのみで構成できるため、製造コストを抑えながら、製造量の増加を図ることができる。
さらに、緯糸ガイドの移動動作の速度を増加することなく（すなわち、中空糸膜への負担を増加することなく）、中空糸膜シート状物の編成量を増加することができる。

また、上記実施形態の編機１では、ローラ部材１２で中空糸膜シート中間体１１を搬送し、円形の切刃１４をローラ部材１２に近接してローラ部材１２の回転方向と逆方向に回転駆動するが、この構成では、切断装置１３の設置スペースを可及的に抑えながら、好適に中空糸膜を切断できる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。

例えば、上記実施形態では、中空糸膜の両端部及び両端部間に設定された所定位置の両側を経糸８によって拘束したが、別の態様として、中空糸膜の両端部は経糸８によって拘束し、所定位置の両側は、接着又は融着によって拘束してもよい。

また、上記実施形態における編機の構成は適宜設計変形可能である。例えば、上記実施形態では、図に明らかなように、緯糸ガイド３で往復させる中空糸膜が１本である構成であるが、複数本同時に往復させた場合でも、本発明は適用できる。さらに、上記実施形態では、中空糸膜を拘束する経糸８の本数が各所定箇所で１本の構成を説明したが、例えば、図６に示すように、経糸８を各箇所で３本等、複数本編み込んでもよい。

１ 編機
２ 経糸ガイド
３ 緯糸ガイド
５ 緯糸
８ 経糸
１１ 中空糸膜シート中間体
１３ 切断装置
１４ 切刃
２０ 中空糸膜シート状物

Claims (6)

1. 中空糸膜をシート状に形成した中空糸膜シート状物を複数製造する方法であって、
   前記中空糸膜を所定領域内に折り返しながら往復させ、該中空糸膜の往復方向の両端部、及び、該中空糸膜の前記両端部間に設定される所定位置の両側を、４つ以上の経糸ガイドが並列して固定されたガイドハンガーを用いて、前記往復方向に直交する方向に拘束して、該中空糸膜をシート状に形成する形成工程と、
   前記形成工程で形成した前記中空糸膜を、前記所定位置で切断する切断工程と、を有する中空糸膜シート状物の製造方法。
2. 前記形成工程において、編機を用い、前記中空糸膜を緯糸ガイドで所定領域内に往復させながら、該中空糸膜の往復方向の両端部、及び、該中空糸膜の前記両端部間に設定される所定位置の両側を、経糸によって拘束する請求項１に記載の中空糸膜シート状物の製造方法。
3. 前記切断工程において、円形の切刃を回転させながら前記中空糸膜を切断する請求項１又は２に記載の中空糸膜シート状物の製造方法。
4. 前記形成工程において、編機を用い、前記中空糸膜を緯糸ガイドで所定領域内に往復させながら、該中空糸膜の往復方向の両端部を経糸によって拘束し、該中空糸膜の前記両端部間に設定される所定位置の両側は、接着又は融着によって拘束する請求項１に記載の中空糸膜シート状物の製造方法。
5. 中空糸膜をシート状に編成した中空糸膜シート状物を複数製造する装置であって、
   前記中空糸膜を所定領域内で折り返しながら往復させる緯糸ガイドと、
   前記所定領域内で折り返されながら往復された該中空糸膜の往復方向の両端部、及び、該中空糸膜の前記両端部間に設定される所定位置の両側を、前記往復方向に直交する方向に拘束して、前記中空糸膜をシート状に形成する、ガイドハンガーに並列して固定された４つ以上の経糸ガイドと、
   該シート状に形成された前記中空糸膜を、前記所定位置で切断する切断手段を備えている、複数の中空糸膜シート状物の製造装置。
6. 前記シート状に形成された前記中空糸膜を、回転して前記切断手段側に搬送するローラ部材をさらに備え、
   前記切断手段は、回転可能な円形の切刃を備え、該切刃は、前記ローラ部材に近接して配置されるとともに、前記ローラ部材の回転方向と逆方向に回転駆動される請求項５に記載の中空糸膜シート状物の製造装置。

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