JP6036394B2 - 膜モジュール、膜ユニット - Google Patents

Description

本発明は、常温の環境下のみならず、比較的高温または耐薬品性が必要な特殊環境下においても適用されるモジュールとそのユニットに関する。

膜モジュールは濾過部材の一端側または両端側に濾過された流体が導出される濾過集合部材が接続されているのが一般的な構成である（特許文献１〜４等）。前記濾過部材と前記濾過集合部材とは融着剤、接着剤により接続されている。

特開平１１−７６７６４号公報 特開２００５−１２５１９８号公報 特開平１０−５７７７５号公報 特表２００３−５３３３４４号公報 特表２００８−５０７３９２号公報 特開平１０−１８００６０号公報 特開２０１１−７３９６７号公報

濾過部材及び濾過集合部材が高分子材料からなる場合、融着剤や接着剤により当該両者の部材の接着強度を確保させた膜モジュールが得られる。

しかしながら、濾過部材が無機材料（例えばセラミックス）からなる一方で濾過集合部材が高分子材料からなる場合、当該両者の部材の接合に高分子樹脂からなる接着剤を適用すると高分子材料同士の接合よりも耐久性のある接合強度を得ることが困難となる。

しかも、従来の膜モジュールにおける前記両者の接続部分は被処理水（例えば下水、廃水等）に直接接触する態様となっており被処理水に含まれる各種の物質、温度の影響を直接受けることとなる。

また、濾過部材の端部を自硬性無機質材料で固定した膜モジュールが特許文献５に開示されている。特許文献５の膜モジュールは、複数の濾過部材（中空糸膜）を束ねたものであるが、濾過部材の一端側を閉鎖する部材、濾過水を導出する濾過集合部材の機能を具備していない。一方、特許文献６，７に開示の膜モジュールは自硬化無機質部材を用いていないが、接続には加熱焼成を必要としている。

さらに、膜モジュールは、上述の水処理系に限定することなく、焼却炉、融炉等にて発生するダストを含む高温の排ガスの無害化やオイルサンドからのビチュメン生産の過程で生成する高温の油水の油水分離等の特殊環境下での適用のニーズが高まっている。

本発明は、上記の事情に鑑みなされたもので、濾過部材と濾過集合部材の接続部分の耐久性、耐薬品性及び耐高温性を向上させることを課題とする。

そこで、本発明の膜モジュールは、濾過部材の一端とこの一端から濾過された流体を導入する濾過集合部材との接続部分を含んで当該集合部材が自硬性無機質材料から成る被覆材の成型部によって被覆され、前記成型部の表面または当該成型部と前記濾過部材との境界部分は、合成樹脂材料を塗布されたことを特徴とする。また、本発明の膜ユニットは前記膜モジュールを複数備える。

以上の発明によれば少なくとも前記濾過部材と前記濾過集合部材との接続部分が被覆されるので当該接続部分が被処理対象に曝されなくなる。前記濾過部材と前記濾過集合部材は接着剤によって接続させると、当該部材間の液密性がより一層確保される。

前記濾過集合部材の態様としては、筒体から成り、この筒体には前記濾過部材の一端が挿入される挿入溝が当該筒体の軸方向と平行に形成されたものが挙げられる。尚、前記挿入溝は前記筒体の一端まで形成されると、前記濾過集合部材への前記濾過部材の挿入作業が容易となる。

したがって、以上の発明によれば濾過部材と濾過集合部材との接続部分の耐久性、耐薬品性及び耐高温性が向上する。

（ａ）発明の実施形態における一端片引き方式の膜モジュールの縦断面図，（ｂ）発明の実施形態における両端片引き方式の膜モジュールの縦断面図，（ｃ）発明の実施形態における一端中央引き方式の膜モジュールの縦断面図，（ｄ）発明の実施形態における両端中央引き方式の膜モジュールの縦断面図。 （ａ）は発明の実施形態における一端両引き方式の膜モジュール，（ｂ）は発明の実施形態における濾過部材幅方向並設タイプの一端両引き方式の膜モジュールの縦断面図。 （ａ）は発明の第一の実施形態における膜ユニットの正面図，（ｂ）は同ユニットの片側側面図。 （ａ）は発明の第二の実施形態における膜ユニットの正面図，（ｂ）は同ユニットの片側側面図。 （ａ）は発明の第三の実施形態における膜ユニットの正面図，（ｂ）は同ユニットの片側側面図。 （ａ）は挿入溝が形成された濾過集合部材の側面図，（ｂ）は濾過部材が挿入固定された濾過集合部材の縦断面図。 （ａ）は濾過集合部材を被覆した被覆材の成型部の一端側側面図，（ｂ）は同成型部を備えた膜モジュールの一端側の正面図，（ｃ）は同膜モジュールの他端側における被覆材の成型部の一端側側面図，（ｄ）は同成型部を備えた膜モジュールの他端側の片側正面図。 （ａ）は製造架台上の膜モジュールの縦断面図，（ｂ）は濾過部材が挿入固定された濾過集合部材の端部側を示した側面図，（ｃ）は同集合部材の片側側面。 製造架台上にて被覆材成型部の型枠が装着された膜モジュールの縦断面図。 膜モジュールから被覆材成型部の型枠が撤去される過程を説明した縦断面図。 （ａ）は表面処理された濾過集合部材の側面図，（ｂ）は濾過集合部材の一端側近傍の外周面に形成されたストッパーを示す側面図，（ｃ）は挿入溝が一端まで形成された濾過集合部材の側面図，（ｄ）は同集合部材の挿入溝に挿入された濾過部材をその両端から固定部材によって固定される態様を示した側面図，（ｅ）はキャップ状，溝が形成されたキャップ状の固定部材の側断面、解放スリットが形成された筒状の固定部材の縦断面、筒体状の固定部材の側面、溝が形成されたキャップ状筒体状の固定部材の側面を示した図。 （ａ）は製造架台上にて円管状の中空糸膜が板状に収束されて成る濾過部材が挿入された濾過集合部材の端部を示した縦断面図，（ｂ）は同濾過部材を示した斜視図，（ｃ）は製造架台上にて極細の中空糸膜が板状に収束されて成る濾過部材が挿入された濾過集合部材の端部を示した縦断面図，（ｄ）は同濾過部材を示した斜視図。

以下、本発明の実施の形態について説明する。

［膜モジュールの態様］
図１（ａ）に例示された膜モジュール１ａは、一端片引き方式の膜モジュールであって、濾過部材２の一端とこの一端から濾過済みの流体（以下、濾過流体）を導入する濾過集合部材３との接続部分を含んで当該集合部材３を被覆材４によって被覆成型して成る。濾過流体を排出させる濾過集合部材３の一端は被覆材４の成型部４１から露出している。尚、濾過集合部材３が具備されていない濾過部材２の一端側にも被覆材４の成型部４１が形成される。

図１（ｂ）に例示された膜モジュール１ｂは、両端片引き方式の膜モジュールであって、濾過部材２の両端に濾過集合部材３が接続されている。濾過集合部材３は少なくとも濾過部材２との接続部分を含んで被覆材４の成型部４１によって被覆されている。濾過流体を排出させる濾過集合部材３の一端は成型部４１から露出している。

図１（ｃ）に例示された膜モジュール１ｃは、一端中央引き方式の膜モジュールであって、濾過部材２の一端とこの一端から濾過流体を導入する濾過集合部材３との接続部分を含んで当該部材３を被覆材４によって被覆成型して成る。濾過集合部材３の中央部には濾過流体の排出管５が接続され被覆材４の成型部４１から露出している。尚、濾過集合部材３が具備されていない膜モジュール１ｃの一端側にも成型部４１が形成される。

図１（ｄ）に例示された膜モジュール１ｄは、両端中央引き方式の膜モジュールであって、濾過部材２の両端に濾過集合部材３が接続されている。濾過集合部材３は少なくとも濾過部材２との接続部分を含んで被覆材４の成型部４１によって被覆されている。膜モジュール１ｃの濾過集合部材３と同様に、当該集合部材３の中央部に濾過流体の排出管５が接続され被覆材４の成型部４１から露出している。

図２（ａ）に例示された膜モジュール１ｅは、一端両引き方式の膜モジュールであって、濾過部材２の一端とこの一端から濾過流体を導入する濾過集合部材３との接続部分を含んで当該集合部材３を被覆材４によって被覆成型して成る。濾過流体を排出させる濾過集合部材３の両端は被覆材４の成型部４１から露出している。尚、濾過集合部材３が具備されていない濾過部材２の一端側にも成型部４１が形成される。

図２（ｂ）に例示された膜モジュール１ｆは、一端両引き方式の膜モジュールであって、濾過部材２を複数幅方向に並設させたものの一端とこの一端から濾過流体を導入する濾過集合部材３との接続部分を含んで当該集合部材３を被覆材４によって被覆成型して成る。膜モジュール１ｅの濾過集合部材３と同様に、濾過流体を排出させる当該集合部材３の両端は被覆材４の成型部４１から露出している。尚、濾過集合部材３が具備されていない濾過部材２の一端側にも成型部４１が形成される。

濾過部材２は有機膜、セラミック膜、セラミック膜以外の無機膜に例示される分離膜を備えた板状のセルから成る。例えば、有機膜中空糸膜、有機平膜、無機平膜、無機単管膜等を備えたものが挙げられる。有機膜の材料としては、セルロース、ポリオレフィン、ポリスルホン、ＰＶＤＦ（ポリビニリデンフロライド）、ＰＴＦＥ（ポリ四フッ化エチレン）などが例示される。濾過部材２に設けられる濾過膜の孔径は固液分離の対象となる物質の粒径に応じて選択される。例えば、活性汚泥の固液分離に用いるのであれば、０．５μｍ以下の孔径を有する濾過膜が適用され、また、浄水の濾過のように除菌が必要な場合は０．１μｍ以下の孔径を有する濾過膜が用いられる。

濾過集合部材３は、金属，セラミックスに例示される無機材料または樹脂等の有機材料が円筒状若しくは角柱状の筒体に形成された部材である。前記金属としてはＳＵＳ材が例示される。前記セラミックスから成るものとしては、セラミックス繊維筒を無機接着剤等で硬化して成るものが挙げられる。前記樹脂としては、熱硬化性樹脂，熱可塑性樹脂，二液硬化型樹脂，紫外線硬化型樹脂等から選択される。また、使用温度が２００℃程度以下であれば、有機系材料の例えばポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリイミド、ポリフェニリンサルファイト（ＰＰＳ）、セラミックフッ素繊維からなるパイプを適用すればよい。この濾過集合部材３を後述の自硬性無機質材料からなる被覆材４の成型部４１で被覆した場合、当該部材３は成型部４１の補強材としても機能する。

図６（ａ）（ｂ）に示したように濾過集合部材３には濾過部材２の一端が挿入される挿入溝３１が当該部材２の軸方向と平行に形成されている。濾過集合部材３は濾過流体と接触するが被処理対象に直接曝されることがなく濾過排出口以外の部位が被覆材４によって被覆されることで補強される。また、濾過集合部材３の材質は濾過流体や膜モジュールを洗浄する薬剤のｐＨ等の使用環境を考慮すると共に部材本体の製作の容易さ並びに濾過部材２，被覆材４との接着の作業性から選択される。さらに、図１１（ａ）に示したように濾過集合部材３の表面は被覆される前に薬剤（プライマー）処理，粗面処理等の表面処理３２を施すとよい。そして、同図（ｂ）に示したように濾過集合部材３の濾過流体排出側端部付近の外周面には当該部材３に装着される配管の脱落を防止のためのストッパー３４が適宜に形成される。

また、図１１（ｃ）に示したように挿入溝３１は濾過集合部材３の一端まで形成してもよい。この態様によれば濾過集合部材３への濾過部材２の挿入作業が容易となる。尚、この場合、同図（ｄ）に示されたように、挿入溝３１に挿入された濾過部材２は挿入溝３１の両端から固定部材３３によって固定される。

固定部材３３は濾過集合部材３と同様の構成材料によって形成される。固定部材３３の態様としては図１１（ｅ）に例示された固定部材３３ａ〜３３ｅが挙げられる。固定部材３３ａ，３３ｂは同図（ｄ）に示された挿入溝３１の解放端に装着される。固定部材３３ａは濾過集合部材３の一端側開口部を閉塞させる筒状のキャップタイプのものである。固定部材３３ｂは前記キャップタイプのものにおいて濾過部材２が挿入される挿入溝３３１が部材３３ｂの軸方向と平行に形成されている。固定部材３３ｃ〜３３ｅは挿入溝３１の非開放端に装着される。固定部材３３ｃは解放スリット３３２が形成された筒体からなる。固定部材３３ｄは筒体からなる。固定部材３３ｅは筒体から成り、濾過部材２が挿入される挿入溝３３１が当該筒体の軸方向と平行に形成されている。

被覆材４は自硬性無機質材料からなる。自硬性無機質材料とは粉末状の本材料を適量の水と混合して流動性を確保し、モールド部材として使用可能なものであり、水和反応により凝結して強度が得られ、その後の水中に置いても強度が低下しない水硬性を発現する性質をもつ材料である。自硬性無機質材料としては、キャスタブル材、セメント系材料が例示される。

キャスタブル材とは、水硬性セメント（アルミナセメント等）を結合材として使用し、耐火骨材と混合した耐火物である。前記耐火骨材には、粘土質、高アルミナ質などの種々の耐火物が用いられ、結合材としてリン酸塩（例えば第一リン酸アルミニウム）やケイ酸ナトリウムを配合させるとキャスタブル材に耐酸性を確保させることができる。

キャスタブル材の最高使用温度は、配合された骨材の種類により差があり、高アルミナ質耐火物は粘土質耐火物よりも最高使用温度が高い。但し、粘土質耐火物であっても、最高使用温度は９００℃以上あるので、本実施形態では耐熱条件を十分満たす。そのため、キャスタブル材の選択基準は、使用環境（耐酸性、耐アルカリ性等）、材料特性（要求される圧縮強度、熱膨張率、熱伝導率など）や作業性に基づき行うこととなる。

セメント系材料としてはセメントやセメントと骨材とを組み合わせたものが挙げられる。セメント、水を練り混ぜたものはセメントペーストと呼ばれ、セメント、水、砂などの骨材を練り混ぜたものがモルタルである。また、セメント、水、砂等の細骨材、砂利等を粗骨材を練り混ぜたものがコンクリートである。粗骨材は５ｍｍ以上のものが重量で８５％以上含まれる骨材である。細骨材とは１０ｍｍふるいを全て通過し、５ｍｍ以下のものが重量で８５％以上含まれる骨材である。これらの骨材の含有率を含めたセメント系材料の種類は、成型部４１の平滑程度等を含めて膜モジュール１ａ〜１ｆの機能に支障のない条件で選択される。

前記セメントとしては、周知のポルトランドセメント、混合セメント、特殊セメントが挙げられ、用途に応じて選択すればよい。

成型したセメント系材料の強度、耐久性、水密性は、セメントと水を練り混ぜる際の水セメント比と密接な関係があるので、膜モジュールの用途に応じた水セメント比は５５％以下にするとよい。

また、セメント系材料に耐熱性、耐酸性を確保させる場合には、セメントには特殊セメントに分類されるアルミナセメントを選択し、これと配合させる骨材にはアルミナ、コージェライト、ムライト、シリカに例示される耐熱特性に富む材料の微粉末、粒子を適用すればよい。

さらに、上記セメント系材料以外にも、ポリマーセメントモルタルやポリマーセメントコンクリートを使用できる。ポリマーセメントモルタルやポリマーセメントコンクリートとは、セメント、水、骨材を練り混ぜの際にセメント改質材としてポリマー混和剤が混合されたコンクリート及びモルタルのことであり、普通モルタルに比べて接着性、水密性、耐薬品性に優れる性質を有する。

また、必要に応じて被覆材４の靭性化のために繊維材が配合される。繊維材としては、ガラス繊維、ロックウール、セラミックファイバー（例えばＡｌ₂Ｏ₃とＳｉＯ₂からなるファイバー）、Ａｌ₂Ｏ₃含有量の高いアルミナ繊維などが使用される。繊維の大きさは例えば直径６〜１０μｍ程度、繊維の長さは例えば１〜５ｍｍ程度に設定される。尚、前記長さは被覆材４の成形体の厚みも考慮される。

繊維材の使用量は自硬性無機質材料１００重量部に対して０．５〜３重量部程度とする。０．５重量部未満では機械的強度の向上の効果は少なく、３重量部を越えると、混練物の流動性が低下し、作業性が悪くなる傾向がある。

被覆材４の成型部４１は図７（ａ）（ｂ）に例示したように直方体形状に成型されている。尚、膜モジュール１ａ，１ｃ，１ｅ，１ｆが図３に示したように一端側から垂下配置される場合、下端側の成型部４１は同図（ｃ）（ｄ）に示したように縦断面が下に凸の台形状に形成されると複数の膜モジュールを備えるユニット内における据付の位置決めが容易となる。

濾過部材２と濾過集合部材３とは図６（ｂ）に示したように接着剤６によって接続される。接着剤６は接着機能と液密機能とを兼ねる。接着機能は一時的な仮止めとしても機能する。また、同図に示したように濾過集合部材３を取り付けない濾過部材２の一端はシール部材２０によって封止されることで液密機能が確保される。前記液密機能は膜モジュール１ａ〜１ｆの製造過程での被覆材４成分の濾過集合部材３内や濾過部材２内への浸入を防止させる。液密機能は被覆材４による濾過集合部材３の被覆が形成されるまで機能すればよく過度の耐圧は必要としない。これらの機能は最低限、被覆材４による一体成型の作業終了までその機能を果たしていればよく、その作業終了後（モールド成型、固化後）には当該機能は被覆材４で代替できる。

接着剤６としては無機系接着剤、有機系接着剤が挙げられる。無機系接着剤はシリカ系接着剤、セラミック系接着剤が例示される。有機系接着剤はアクリル樹脂系接着剤、ウレタン樹脂系接着剤、エポキシ樹脂系接着剤、塩化ビニル樹脂溶剤系接着剤、シリコーン系接着剤、ニトロセルロース系接着剤、フェノール樹脂系接着剤、ポリビニルアルコール系接着剤、メラミン樹脂系接着剤、ユリア樹脂系接着剤が例示される。また、接着剤６の特徴、機能面から瞬間系接着剤、弾性系接着剤、二液常温硬化樹脂系接着剤、熱硬化性樹脂系接着剤、ホットメルト接着剤等に分類でき、適宜、膜モジュール１ａ〜１ｆの使用条件に応じて選択する。

尚、成型部４１の表面または成型部４１と濾過部材２との境界部分に合成樹脂材料を塗布して当該表面または境界部分に連続した被膜を形成することで耐薬品性、水密性等の特性を向上させることできる。これにより、上記のセメント系材料を用いた膜モジュールの信頼性がさらに向上する。前記合成樹脂塗料としては、フェノール樹脂塗料、合成樹脂調合ペイント、フタル酸樹脂塗料、エポキシ樹脂塗料、変性エポキシ樹脂、タールエポキシ樹脂塗料、ポリウレタン樹脂塗料、アルキド変性シリコン樹脂塗料、アクリルシリコン樹脂塗料、塩化ゴム系樹脂塗料、塩化ビニル樹脂塗料、フッ素樹脂塗料等が例示される。これらの合成樹脂塗料は使用目的に応じて単一または適宜複数組み合わせて選択される。

［膜ユニットの態様］
膜モジュール１ａ〜１ｆを備えた膜ユニットの態様について説明する。

図３（ａ）（ｂ）に例示された膜ユニット７は膜モジュール１ａ，１ｅ，１ｆのいずれかを複数備えたユニットである。膜ユニット７は膜モジュール１ａ，１ｅ，１ｆの長手方向が垂直に当該モジュールを複数並列に配置させるフレーム７０を備える。同図（ａ）に記載の実線矢印は「被処理対象の流れ」を示し、点線矢印は「濾過流体の流れ」を示す。膜ユニット７においては膜モジュール１ａ，１ｅ，１ｆの上端側の成型部４１から露出した濾過集合部材３の一端側が負圧状態となることにより被処理対象が当該膜モジュールの濾過部材２によって固液分離されて得られた濾過流体が当該一端から排出される。

フレーム７０は、当該フレーム７０の上端枠部７１にて膜モジュール１ａ，１ｅ，１ｆ上端側の成型部４１を支持する一対の上端支持部７２と、当該フレーム７０の下端枠部７３にて当該膜モジュール１ａ，１ｅ，１ｆの下端側の成型部４１を支持する下端支持部７４とを備える。また、フレーム７０の上端には前記上端側の成型部４１を押え付ける上端押さえ部７５を備える。下端支持部７４には前記下端側の成型部４１と嵌合する凹部が形成されており、当該フレーム７０における膜モジュール１ａ，１ｅ，１ｆの位置決めが容易となっている。尚、膜モジュール１ａ，１ｅ，１ｆの上端側の成型部４１から露出した濾過集合部材３の一端にはフレキシブル管等の配管５０が接続され、この配管５０にはさらに各モジュールから導入された濾過流体を系外に移送させる濾過導出管５１が接続されている。

図４（ａ）（ｂ）に例示された膜ユニット８は膜モジュール１ｃの長手方向が水平に当該モジュールを複数並列に配置させたフレーム８１をユニットフレーム８０内に積層させている。ユニットフレーム８０は架台８２上に固定されている。膜モジュール１ｃは両端の成型部４１の上端，下端がフレーム８１の上端枠部８１１，下端枠部８１２とそれぞれ嵌合することでフレーム８１内に支持されている。個々の膜モジュール１ｃの排出管５にはフレキシブル管等の配管５０が接続され、この配管５０にはさらに各モジュールから導入された濾過流体を集める導出枝管５２が接続されている。この枝管５２には前記集めた濾過流体を系外に移送させる濾過導出管５１が接続されている。尚、両端中央引き方式の膜モジュール１ｄを具備する場合には、濾過部材２両端の成型部４１から露出した排出管５に対して膜モジュール１ｃと同様の濾過流体の取り出し用の配管系（前記配管５０，枝管５２，導出管５１）が接続される。

図５（ａ）（ｂ）に例示された膜ユニット９は膜モジュール１ｂの長手方向が水平に当該モジュールを複数並列に配置させたフレーム９１をユニットフレーム９０内に積層させている。ユニットフレーム９０は基礎架台９２上に固定されている。

膜モジュール１ｂは成型部４１上端がフレーム９１の上端枠部９１１と嵌合する一方で成型部４１下端から露出した濾過集合部材３の一端がフレーム９１の下端枠部９１２上に支持された導出枝管９３にコネクタ管９４を介して接続されることでフレーム９１内に支持されている。この枝管９３には各膜モジュール１ｂから集められた濾過流体を系外に移送させる濾過導出管９５が接続されている。

ユニットフレーム９０には膜モジュール１ａも具備できる。膜モジュール１ａの場合は濾過集合部材３を露出させていない成型部４１の下端部はフレーム９１の下端枠部９１２上に配置された図示省略の支持部にて嵌合支持される。

［膜モジュールの製造方法の一例］
本実施形態の膜モジュールの製造方法の一例について説明する。ここでは、膜モジュール１ａの製造工程の一例について説明する。

先ず、図８（ａ）に示したように濾過部材２の一端が濾過集合部材３の挿入溝３１に挿入される一方で当該部材２の他端が当該集合部材３と同形態の筒状支持体１２の支持溝１２１に挿入された状態で当該集合部材３，当該支持体１２が製造架台１０上の窪み部１１ａ，１１ｂにそれぞれ鉛直に載置される。

次いで、濾過部材２の全長と同等の間隔で配置される支持棒１３ａ，１３ｂが、濾過集合部材３，筒状支持体１２のそれぞれに挿通された状態で、窪み部１１ａ，１１ｂにて着脱自在に鉛直支持される。この支持棒１３ａ，１３ｂは製造架台１０上での濾過集合部材３の支持と膜モジュール１ａの全長規制の機能を果たす。

図１２（ａ）に例示された態様は同図（ｂ）に例示した円管状の中空糸膜が板状に収束されて成る濾過部材２が挿入された濾過集合部材３を製造架台１０の窪み部１１ａにて支持棒１３ａによって支持した形態となっている。同図（ｃ）に例示された態様は同図（ｄ）に例示された極細の中空糸膜を板状に収束させて成る濾過部材２の端部側樹脂層２１が挿入された濾過集合部材３を製造架台１０の窪み部１１ａにて支持棒１３ａによって支持した形態となっている。

そして、図８（ａ）（ｂ）（ｃ）に示したように濾過集合部材３の挿入溝３１と濾過部材２とが接着剤６によって接着される。

次いで、図９に示したように濾過部材２の両端にそれぞれ組まれた型枠１４ａ，１４ｂが被覆材注入工程の製造架台１０上に着脱自在に設置される。型枠１４ａ，１４ｂの内面には被覆材４の成型後の型枠離れを容易にするためにグリース等の潤滑油が適宜塗布される。型枠１４ａ，１４ｂと濾過部材２，濾過集合部材３との間にはＯリング，角リング等に例示される封止部材１５を適宜に介在させている。また、濾過流体の排出口として機能させない濾過集合部材３の端部側の開口部には封止栓１６が装着される。その後、型枠１４ａ，１４ｂ内の空間部に被覆材４が注入される。例えば、粉末状のキャスタブル材に適量の水を混合して混練したものが注入される。この混練物の水分は流動性を確保でき且つ水分過多とならないように１８〜２４質量％に調整される。注入の過程においては型枠１４ａ，１４ｂの隅々まで前記混練物の成分が流れ込むようにバイブレーターによる振動や攪拌棒による攪拌により当該混練物の脱気が行われる。その後、静置させ、混練物を充分に硬化させる。尚、加熱による乾燥を行ってもよい。

型枠１４ａ，１４ｂ内の空間部に注入された被覆材４が硬化した後、図１０に示したように濾過部材２は型枠１４ａ，１４ｂが装着されたままで製造架台１から取り外される。次いで、濾過部材２から型枠１４ａ，１４ｂが撤去される。そして、濾過部材２，濾過集合部材３から封止部材１５が取り外される。

上記の工程により、濾過部材２の両端に被覆材４からなる成型部４１が形成され、一方の成型部４１が濾過部材２と濾過集合部材３との接続部分を含んで被覆すると共に当該部材３の濾過流体排出口を露出させた膜モジュール１ａが出来上がる。尚、膜モジュール１ｂ〜１ｆも上述の工程と同様の要領で製造される。

［本実施形態の効果］
以上の膜モジュール１ａ〜１ｆによれば、少なくとも濾過部材２と濾過集合部材３との接続部分が被覆材４によって被覆されるので当該部分が被処理対象に曝されなくなる。これにより、濾過部材２が有機材料（若しくは無機材料）からなる一方で濾過集合部材３が無機材料（若しくは有機材料）からなる場合であっても、両者の接続部分は、被処理対象に含まれる各種の物質、温度の影響を直接受なくなり、耐久性、耐薬品性及び耐高温性が向上する。

また、濾過集合部材３が被覆される前に濾過部材２と当該集合部材３とが接着剤によって接着されることで当該部材２，３間の液密性がより一層確保される。したがって、膜モジュール１ａ〜１ｆの製造過程での被覆材４成分の濾過集合部材３内への浸入を防止できる。尚、濾過集合部材３の挿入溝３１に濾過部材２を挿入させて接着させる態様は、当該部材２が平板状の濾過膜に限定することなく、パイプ状の濾過膜、軟質のシート状若しくはパイプ状の濾過膜、または極細の中空糸膜でも適用できる。

また、挿入溝３１は濾過集合部材３の一端まで形成させることで、膜モジュール１ａ〜１ｆの製造過程において当該濾過集合部材３への濾過部材２の挿入作業が容易となる。

例えば、図８（ａ）の態様では、筒状支持体１２においても挿入溝３１と同様の挿入溝が形成される。濾過集合部材３の挿入準備過程においては、製造架台１０の溝部１１ａには支持棒１３ａが装着され、当該濾過集合部材３は挿入溝３１の解放端が上端となるように溝部１１ａに載置される。一方、溝部１１ｂには支持棒１３ｂが装着され、筒状支持体１２は挿入溝の解放端が上端となるように溝部１１ｂに載置される。濾過部材２を濾過集合部材３の挿入溝３１に挿入させる際には、濾過部材２の幅方向側両端をそれぞれ濾過集合部材３の挿入溝３１，支持体１２の挿入溝に合わせて当該部材２を下方に移動させればよい。

さらに、濾過集合部材３において濾過流体の排出口を任意に確保することで膜モジュール１ａ〜１ｆ，膜ユニット７〜９に例示される多様な膜モジュール及び膜ユニットの態様が実現する。

１ａ〜１ｆ…膜モジュール
２…濾過部材
３…濾過集合部材、３１…挿入溝
４…被覆材、４１…成型部
６…接着剤
７〜９…膜ユニット

Claims (6)

1. 濾過部材の一端とこの一端から濾過された流体を導入する濾過集合部材との接続部分を含んで当該集合部材が自硬性無機質材料から成る被覆材の成型部によって被覆され、
   前記成型部の表面または当該成型部と前記濾過部材との境界部分は、合成樹脂材料を塗布されたこと
   を特徴とする膜モジュール。
2. 前記濾過部材と前記集合部材とは、接着剤によって接続されたこと
   を特徴とする請求項１に記載の膜モジュール。
3. 前記濾過集合部材は筒体から成り、この筒体には前記濾過部材の一端が挿入される挿入溝が当該筒体の軸方向と平行に形成され、前記挿入溝は前記筒体の一端まで形成されたこと
   を特徴とする請求項１または２に記載の膜モジュール。
4. 請求項１から３のいずれか１項に記載の膜モジュールを複数備えたこと
   を特徴とする膜ユニット。
5. 前記膜モジュールをその長手方向が垂直に複数並列に配置したこと
   を特徴とする請求項４に記載の膜ユニット。
6. 前記膜モジュールをその長手方向が水平に複数並列に配置したこと
   を特徴とする請求項４に記載の膜ユニット。

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