JP6192557B2 - 中空糸膜モジュールとその製造方法 - Google Patents
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Description
この種のカートリッジフィルタ1は、例えば、図6に示した態様に設けられる。図6のカートリッジフィルタ1では、中空糸膜2がポリプロピレン、ポリエチレン、ポリアミドなどの材料からなり、この中空糸膜2が複数束ねられた状態でポッティング剤3として低密度ポリエチレン樹脂を使って高密度ポリエチレン樹脂成形品からなるボデー4内にポッティング(端部溶着)され、中空糸膜モジュール5が形成される。この中空糸膜モジュール5と高密度ポリエチレンにより成形される流路を有するキャップ6a、6bとを熱溶着させることにより、カートリッジフィルタ1が構成される。
また、ポッティング時には、中空糸膜束を収納した筒状ボデーを外周及び底面より加熱しているため、ポッティング部付近の筒状ボデーも加熱された状態になっており、中空糸膜が筒状ボデーの内面に接触すると熱によりダメージを受ける可能性がある。
特に、例えば孔径の大きな中空糸膜を用いる場合などには、膜のコシが弱いためポッティング時にポッティング剤に埋没されていない部分の中空糸膜が倒れてポッティング剤及び筒状ボデーの内面に接触する傾向があり、中空糸膜表面の損傷及びリークがより発生し易くなる。
図1は、本発明の中空糸膜モジュールの一実施形態の模式縦断面である。中空糸膜モジュール10は、中空糸膜11を複数結束した中空糸膜束12と、ポッティング剤13と、筒状の保持部材14と、筒状ボデー15とから構成される。ポッティング剤13は、筒状ボデー15の内部に中空糸膜束12の端部を封止するポッティング部16を形成している。
また、筒状の保持部材14は、中空糸膜束12の根元部12aの周囲を囲むようにしてサポートしているので、ポッティング時に加熱用金型により筒状ボデー15の外周から加熱された際に、筒状ボデー15の内面15aからの輻射熱をある程度さえぎり、中空糸膜11に加わる熱履歴を軽減させ、中空糸膜11の変質を防ぐ効果もある。また、筒状の保持部材14はネット状に形成されているので、壁面に複数設けられている開口部20より前記保持部材14内部の熱を逃がして内部に熱が籠るのを防止し、中空糸膜11に加わる熱履歴を軽減させる効果もある。
中空糸膜束を筒状ボデー内にポッティングする方法としては、簾状に配置した中空糸膜の端部にフィルム状にしたポッティング剤を溶着して螺旋状に巻き込んだ後にボデー内に配置し、ポッティング剤を加熱溶融させる方法、中空糸膜を結束した中空糸膜束のポッティング部に粉末状にしたポッティング剤を介在させた後にボデー内に配置し、ポッティング剤を加熱溶融させる方法、中空糸膜を結束した中空糸膜束のポッティング部を、予め加熱溶融させたポッティング剤を入れたカップに浸漬させる方法等があり、本発明の中空糸膜を製造するためには、何れの方法を用いることができる。
先ず、ポリエチレン樹脂製中空糸膜11を一定間隔に配列し、上下2枚の帯状の低密度ポリエチレン樹脂フィルム21(ポッティング剤)で挟んで、熱溶着により簾状に一体化する。その後、二つ折りにして螺旋状に巻き込み、図4の(a)に示すような結束端部に低密度ポリエチレン樹脂フィルム21が溶着された中空糸膜束12を作製する。
この後、この中空糸膜モジュール10に、図示しない入口ポートを有する高密度ポリエチレン樹脂製のキャップを溶着すると、カートリッジフィルタが完成する。なお、必要により、入口ポートを有する高密度ポリエチレン樹脂製のキャップに加え、出口ポートを有する同一材質のキャップを更に溶着してもよい。
実施例として、図5(a)に示すように、高密度ポリエチレン(HDPE)樹脂製でネット状に形成した筒状の保持部材14を0.1μm高密度ポリエチレン(HDPE)樹脂製中空糸膜11を結束した中空糸膜束12に嵌挿し、高密度ポリエチレン(HDPE)樹脂で成形した筒状ボデー15に収納した後、低密度ポリエチレン(LDPE)樹脂フィルムのポッティング剤13により中空糸膜束12の端部をポッティングした中空糸膜モジュールを作製した。
〔比較例〕
比較例として、図6に示すように保持部材を有しない以外は、実施例と同様にして中空糸膜モジュールを作製した。
〔参考例〕
参考例1及び2として、図5(b)に示すように、ポリプロピレン(PP)樹脂製不織布を保持部材24として中空糸膜束12に装着したことを除いては、実施例と同様にして中空糸膜モジュールを作製した。ただし、参考例1の不織布の厚さを3mmとしたのに対し、参考例2では不織布の厚さを0.5mmとした。
参考例3として、図5(c)に示すように、低密度ポリエチレン(LDPE)樹脂製フィルムを保持部材24として中空糸膜束12に装着したことを除いては、実施例と同様にして中空糸膜モジュールを作製した。
高密度ポリエチレン製でネット状に形成した筒状の保持部材を装着して中空糸膜束をサポートした場合には、中空糸膜の倒れ防止効果を発揮するとともに、前記保持部材と中空糸膜との溶着も防ぐことができる。これに加え、前記保持部材からパーティクルが発生しないために濾過流体を汚染することもないため、本発明の部材に適している。また、ネットの網目を通過して濾過流体が中空糸膜に侵入できるため、中空糸膜の濾過面積を有効に活用することができる。
また、筒状の保持体の端部がポッティング剤に固定された状態で中空糸膜束の根元部をサポートするので、フィルタの使用時に、濾過流体により中空糸膜が揺れることにより発生する中空糸膜の根元の損傷発生を抑制する効果もある。
11 中空糸膜
12 中空糸膜束
12a 中空糸膜束の根元部
13 ポッティング剤
14 筒状の保持部材
14a 筒状の保持部材の高さ
15 筒状ボデー
16 ポッティング部
17 ポッティング部基端
18 筒状の保持部材の一端部
21 低密度ポリエチレン樹脂フィルム
22 ポティングカップ
23 金型
23a 金型の深さ
24 保持部材
Claims (5)
- 筒状ボデーの内部にポリオレフィン製の中空糸膜束の端部をポリオレフィン製のポッティング部を介して封止した中空糸膜モジュールにおいて、前記中空糸膜束のポッティング部基端の根元部に前記ポッティング部よりも融点が高い高密度ポリエチレン製の筒状の保持部材を嵌挿して前記中空糸膜束の根元部とその近傍部分をサポートするようにした中空糸膜モジュール。
- 前記中空糸膜束のポッティング部基端の根元部に嵌挿した前記保持部材の一端部と前記ポッティング部基端とを溶着した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。
- 前記保持部材は、筒状ネットである請求項1又は請求項2に記載の中空糸膜モジュール。
- 前記ポッティング部を形成するポッティング剤が低密度ポリエチレンである請求項1乃至請求項3の何れか1項に記載の中空糸膜モジュール。
- 筒状ボデーの内部にポリオレフィン製の中空糸膜束の端部をポッティングしてポリオレフィン製のポッティング部を形成する際に、前記中空糸膜束の前記ポッティング部基端の根元部に前記ポッティング部よりも融点が高い高密度ポリエチレン製の筒状の保持部材を嵌挿する工程を経ることにより製造することを特徴とする中空糸膜モジュールの製造方法。
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