JP7077142B2 - 中空糸膜モジュール、および中空糸膜モジュールの製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、中空糸膜モジュール、および中空糸膜モジュールの製造方法に関する。
中空糸膜濾過による分離プロセスは、各種工業製品の製造プロセスや上水、下水、海水等の水処理等、幅広い分野において広く採用されている。
近年、中空糸膜濾過による造水プロセスにおいては、コストの低減のため、より大型の中空糸膜モジュール（以下、単にモジュールという）の使用、やより圧力負荷の大きな状態での運転が求められている。通常、一つの造水システムに対し複数本のモジュールを設置して運転する。一つ一つのモジュールを大型化すると、システムトータルの造水量を維持しながら、モジュール数を減らすことができるので、モジュール間を接続する配管を削減して、コストを抑えることができる。他にも、海水淡水化プロセスでの例が挙げられる。従来のプロセスは、ＭＦ膜やＵＦ膜モジュールを使用した濾過工程、濾過水を貯蔵する中間タンクを経て、淡水化処理工程へ続いていたが、近年は、中間タンクを排除した低コストプロセスに期待が寄せられている。従来のプロセスでは、濾過工程用のモジュールは低圧での運転が可能だったが、低コストプロセスでは、濾過工程用のモジュールと高圧運転が必要な淡水化工程用のモジュールとを直結配管で接続することになるので、モジュールの運転には、従来にはない高圧負荷がかかることになる。
従来の小型モジュールにおいては、ケースと中空糸膜とを連結して固定するポッティング材の体積が小さく、ポッティング材とケース表面の剥離が問題になることは少なかった。しかしながら近年のモジュールの大型化に伴ってポッティング材の量が増加する傾向にある。ポッティング材は硬化過程において収縮するが、ポッティング材の使用量が増加すると、その収縮量が増加する。これによりポッティング材とケース表面が剥離し、モジュール運転時に、被処理液の濾過側への漏洩が生じ得る。
また、運転時の操作圧力の上昇、加熱流体の供給等によるポッティング部への負荷の増加により、同様にポッティング材とケース表面が剥離し、被処理液の濾過側への漏洩が生じ得る。
これに対して、ケースとポッティング材との接着力の向上を目的としたケースとポッティング材の接触表面に対する加工、処理が提案されている。例えば、表面へのプラズマ処理（酸・火炎処理でも可）を実施することによって、ポッティング材とケースの接着強度を向上させ、剥離を抑制することが提案されている（特許文献１参照）。
しかしながら、ケース表面に対するプラズマ処理では、プラズマの照射距離がわずかに長くなるだけで接着強度が大きく低下してしまうため、接着強度を安定的に向上させることが難しい。また、プラズマ処理では、時間の経過と共にプラズマ照射の効果が低下してしまうため、向上させた接着強度の維持が困難である。
また、接着力を向上させる処理として、ケース表面の酸処理、火炎処理等も挙げられるが、いずれも作業の危険性があり、また処理時間が長く、生産性を向上させることが難しかった。
上記以外のケースとポッティング材の接着力の向上を目的としたケースとポッティング材の接触表面の加工法として、ケース表面の粗面化が挙げられる。成形時に接触表面に対して梨地加工を施す、成形後のケースに対して粗面化処理を施す等、様々な加工手段が挙げられ、かつ接着力の向上についても提案されている（特許文献２参照）。
例えば、特許文献２では、旋盤による粗面化処理が開示されているが、実際にモジュールとしての接着力の向上および耐久性の向上は確認されていない。
前述のとおり、ポッティング部におけるケース内表面の粗面化は、中空糸膜モジュールの接着力を向上させることは広く知られている。しかし、粗面化の指標と中空糸膜モジュールの耐久性との相関はとれておらず、粗面化を施したケースであっても高圧下や高温下において、中空糸膜モジュールの大型化の際に剥離が生じてしまうことがあった。
そこで本願発明者らは、ケースの粗面化の度合いと中空糸膜モジュールとしての耐久性の因果関係を鋭意検討した結果、従来表面の粗さの性状を表す際に用いられていた表面粗さＲａを大きくしても、中空糸膜モジュールの耐久性の向上にはつながらないことが判明した。また、表面性状を変化させることで、耐久性が大きく向上した中空糸膜モジュールの開発に至った。
本発明は、上記事情に鑑みなされたものであり、モジュールの大型化や高圧・高温での運転に対して高い耐久性を有し、かつ高い生産性を達成可能な中空糸膜モジュールを提供することを目的とする。
本発明者らは、中空糸膜モジュールの開発において、ポッティング材の接するケース内表面の、ミクロな表面積が中空糸膜モジュールの耐久性を大きく向上することを突き止めた。
即ち、本発明は以下の通りである。
〔１〕
中空糸膜と、該中空糸膜を収容する熱可塑性樹脂から成るケースと、前記ケースの少なくとも一端と中空糸膜とを連結して固定するポッティング材とを有する中空糸膜モジュールにおいて、
前記ポッティング材と接着している前記ケースの内表面の少なくとも一部における、表面十点平均高さをＲｚ（ｃｍ）、平均周期長をＳｍ（ｃｍ）、単位長さをＬ（ｃｍ）とすると、式（１）が成り立つことを特徴とする中空糸膜モジュール。
（Ｌ／Ｓｍ）×Ｒｚ≧０．１ｃｍ （１）
〔２〕
前記ケースの材質は、変性ＰＰＥ、ＰＥ、及びＡＢＳのいずれかであり、
前記ポッティング材の材質は、ウレタン樹脂、又はエポキシ樹脂である
ことを特徴とする［１］に記載の中空糸膜モジュール。
〔３〕
前記ポッティング材が前記ケースの内表面と接着している表面積をＳ（ｃｍ２）、前記ポッティング材の体積をＶ（ｃｍ３）とすると、
Ｓ／Ｖの値が０．２ｃｍ－１以上である
ことを特徴とする［１］又は［２］に記載の中空糸膜モジュール。
〔４〕
Ｓ／Ｖの値が０．６ｃｍ－１以下である
ことを特徴とする［３］に記載の中空糸膜モジュール。
〔５〕
以下の式（２）を満たす
ことを特徴とする〔３〕または［４］に記載の中空糸膜モジュール。
（Ｌ×Ｒｚ×Ｓ）／（Ｓｍ×Ｖ）≧０．０５ （２）
〔６〕
前記ケースとの、少なくとも前記ポッティング材とが接着している部分のケース素材が変性ＰＰＥ、ＰＥ、ＰＰ、ＡＢＳ、ポリスルフォン、塩化ビニルのいずれか、もしくはその組み合わせからなる
ことを特徴とする［１］から［５］のいずれか１つに記載の中空糸膜モジュール。
〔７〕
前記ポッティング材がウレタン樹脂、エポキシ樹脂およびその両方のいずれかからなる
ことを特徴とする［１］から［６］のいずれか１つに記載の中空糸膜モジュール。
〔８〕
前記ポッティング材がウレタン樹脂から成なる
ことを特徴とする［７］に記載の中空糸膜モジュール。
〔９〕
［１］に記載の中空糸膜モジュールの製造方法であって、
前記ケース内表面に式（１）を満たすような粗面化処理を実施する工程を含む
ことを特徴とする中空糸膜モジュールの製造方法。
〔１０〕
［１］に記載の中空糸膜モジュールの製造方法であって、
ケース成形工程が実施された後に、前記ケース内表面に対する粗面化処理工程を含む
ことを特徴とする中空糸膜モジュールの製造方法。
〔１１〕
［９］または［１０］に記載の中空糸膜モジュールの製造方法であって、
前記粗面化処理工程において、金属製ブラシおよびサンドペーパーのいずれかもしくは両方を使用して粗面化処理を実施する工程を含む
ことを特徴とする中空糸膜モジュールの製造方法。
〔１〕
中空糸膜と、該中空糸膜を収容する熱可塑性樹脂から成るケースと、前記ケースの少なくとも一端と中空糸膜とを連結して固定するポッティング材とを有する中空糸膜モジュールにおいて、
前記ポッティング材と接着している前記ケースの内表面の少なくとも一部における、表面十点平均高さをＲｚ（ｃｍ）、平均周期長をＳｍ（ｃｍ）、単位長さをＬ（ｃｍ）とすると、式（１）が成り立つことを特徴とする中空糸膜モジュール。
（Ｌ／Ｓｍ）×Ｒｚ≧０．１ｃｍ （１）
〔２〕
前記ケースの材質は、変性ＰＰＥ、ＰＥ、及びＡＢＳのいずれかであり、
前記ポッティング材の材質は、ウレタン樹脂、又はエポキシ樹脂である
ことを特徴とする［１］に記載の中空糸膜モジュール。
〔３〕
前記ポッティング材が前記ケースの内表面と接着している表面積をＳ（ｃｍ２）、前記ポッティング材の体積をＶ（ｃｍ３）とすると、
Ｓ／Ｖの値が０．２ｃｍ－１以上である
ことを特徴とする［１］又は［２］に記載の中空糸膜モジュール。
〔４〕
Ｓ／Ｖの値が０．６ｃｍ－１以下である
ことを特徴とする［３］に記載の中空糸膜モジュール。
〔５〕
以下の式（２）を満たす
ことを特徴とする〔３〕または［４］に記載の中空糸膜モジュール。
（Ｌ×Ｒｚ×Ｓ）／（Ｓｍ×Ｖ）≧０．０５ （２）
〔６〕
前記ケースとの、少なくとも前記ポッティング材とが接着している部分のケース素材が変性ＰＰＥ、ＰＥ、ＰＰ、ＡＢＳ、ポリスルフォン、塩化ビニルのいずれか、もしくはその組み合わせからなる
ことを特徴とする［１］から［５］のいずれか１つに記載の中空糸膜モジュール。
〔７〕
前記ポッティング材がウレタン樹脂、エポキシ樹脂およびその両方のいずれかからなる
ことを特徴とする［１］から［６］のいずれか１つに記載の中空糸膜モジュール。
〔８〕
前記ポッティング材がウレタン樹脂から成なる
ことを特徴とする［７］に記載の中空糸膜モジュール。
〔９〕
［１］に記載の中空糸膜モジュールの製造方法であって、
前記ケース内表面に式（１）を満たすような粗面化処理を実施する工程を含む
ことを特徴とする中空糸膜モジュールの製造方法。
〔１０〕
［１］に記載の中空糸膜モジュールの製造方法であって、
ケース成形工程が実施された後に、前記ケース内表面に対する粗面化処理工程を含む
ことを特徴とする中空糸膜モジュールの製造方法。
〔１１〕
［９］または［１０］に記載の中空糸膜モジュールの製造方法であって、
前記粗面化処理工程において、金属製ブラシおよびサンドペーパーのいずれかもしくは両方を使用して粗面化処理を実施する工程を含む
ことを特徴とする中空糸膜モジュールの製造方法。
本発明の中空糸膜モジュールは、モジュールの大型化や高圧・高温での運転に対して高い耐久性を示し、ケースとポッティング材の剥離を抑制する効果がある。また本発明の中空糸膜モジュールでは、粗面化のみで高耐久性を付与することが可能であるため、薬品を使用する等の危険性を伴う工程を必要とせず、高い生産性を達成可能である。
以下、本発明を実施するための形態（以下、単に「本実施形態」ともいう。）について、図面を参照して、詳細に説明する。以下の本実施形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明を以下の内容に限定する趣旨ではない。本発明はその要旨の範囲内で適宜に変形して実施できる。
図１は、本発明の一実施形態にかかる中空糸膜モジュール１００を示す概略縦断面図である。図１に示す中空糸膜モジュール１００においては、両端が開口した筒状ケース（ケース）３内に多数本の中空糸膜１からなる中空糸膜束２が収納され、中空糸膜１の端面の一方が開口されもう一方が閉塞した状態で、中空糸膜束２の両方の端部がポッティング材４Ａ、４Ｂによって筒状ケース３に液密かつ気密に固定されている。
筒状ケース３の一方の端部には、濾過液出口１３を有する第１のキャップ１１Ａが、固定具７により接続されている。筒状ケース３またはポッティング材４Ａと第１のキャップ１１Ａとにシール材８を挟持させることにより、筒状ケース３および第１のキャップ１１Ａの接続は液密かつ気密となっている。なお、本実施形態においては、ポッティング材４Ａと第１のキャップ１１Ａとがシール材８を挟持している。
また、筒状ケース３の他方の端部には、原水流入口１２を有する第２のキャップ１１Ｂが固定具７により接続されている。筒状ケース３またはポッティング材４Ｂと第２のキャップ１１Ｂとにシール材８を挟持させることにより、筒状ケース３および第２のキャップ１１Ｂの接続は液密かつ気密となっている。なお、本実施形態においては、ポッティング材４Ｂと第２のキャップ１１Ｂとがシール材８を挟持している。第２のキャップ１１Ｂ側のポッティング材４Ｂには、筒状ケース３の軸線に垂直な断面において中空糸膜１と重ならない位置に、軸線に平行な貫通孔を画定する内壁１５が形成されている。
なお、中空糸膜モジュール１００は、第１のキャップ１１Ａが上側に、かつ第２のキャップ１１Ｂが下側に向くように設置し、立てた状態で、使用してもよいし、横に寝かせた状態で使用してもよい。中空糸膜表面の濁質を除去するために空気を送り込むエアースクラビング（ＡＳ）を実施する場合、縦型の方が好ましい。モジュールを集積化して、システム設置面積あたりの造水量を稼ぎたい場合は、横に寝かせた状態で、多段に積み重ねた状態で使用する方が好ましい。
原水は第２のキャップ１１Ｂに備わっている原水流入口１２より中空糸膜モジュール１００内に流入し、中空糸膜１を透過しなかった原水は、筒状ケース３の側面部に形成された原水出口１４より中空糸膜モジュール１００の外部に排出される。中空糸膜１によって濾過された液は、中空糸膜１の中空部を通り、第１のキャップ１１Ａに備わっている濾過液出口１３より回収される。
本実施形態において、中空糸膜１は多孔質であり、通過する流体を濾過する。中空糸膜１の製造方法や材質は特に限定されない。例えば、ポリフッ化ビニリデン、ポリエチレンおよびポリプロピレンなどのポリオレフィン、エチレン－ビニルアルコール共重合体、ポリアミド、ポリエーテルイミド、ポリスチレン、ポリビニルアルコール、ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンサルファイド、ポリスルフォン、ポリエーテルスルフォン、アクリロニトリル、及び酢酸セルロース等を中空糸膜１に用いることができる。中でも、結晶性を有する、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレンービニルアルコール共重合体、ポリビニルアルコール、及びポリフッ化ビニリデンなどの結晶性熱可塑性樹脂は強度発現の面から好適に用いることができる。さらに好適には、疎水性ゆえ耐水性が高く、通常の水系液体の濾過において耐久性が期待できる、ポリオレフィン、ポリフッ化ビニリデン等を用いることができる。特に好適には、耐薬品性等の化学的耐久性に優れるポリフッ化ビニリデンを用いることができる。ポリフッ化ビニリデンとしては、フッ化ビニリデンホモポリマーや、フッ化ビニリデンの比率が５０モル％以上であるフッ化ビニリデン共重合体が挙げられる。フッ化ビニリデン共重合体としては、フッ化ビニリデンと、四フッ化エチレン、六フッ化プロピレン、三フッ化塩化エチレンまたはエチレンから選ばれた１種以上との共重合体が挙げられる。ポリフッ化ビニリデンとしては、フッ化ビニリデンホモポリマーがもっとも好ましい。なお、図１から５において、中空糸膜１は視認を容易にするために大径化され且つ互いに間隔を開けて描画されているが、図１の縮尺より細径である中空糸膜１が、図１の縮尺より密に筒状ケース３に収容されていてもよい。
本実施形態において、筒状ケース３の材質は、熱可塑性樹脂であれば特に限定されない。筒状ケース３の材質として、例えば、ポリスルフォン系樹脂、ＡＢＳ、ポリカーボネート、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルケトン、変性ポリフェニレンエーテル（変性ＰＰＥ）、塩化ビニル等を挙げることができる。一般的に、表面自由エネルギーの小さな素材は、素材自体の表面が他の物質で濡れなくても安定化されているため接着が難しい。そこで、比較的表面エネルギーの小さなＡＢＳ、変性ＰＰＥ、ＰＥ、ＰＰ、ポリスルフォン、塩化ビニルのような素材を材質に用いることにより、後述する剥離抑制効果が、顕著に発現する。
図２は、図１の中空糸膜モジュール１００の第１のキャップ１１Ａ側のポッティング材４Ａの拡大図である。図２に示すように、ポッティング材４Ａと接する筒状ケース３の内表面の、少なくとも一部ＣＳは、次の（１）式を満たす。なお、ポッティング材４Ａと接する筒状ケース３の内表面の全体が（１）式を満たすことが好ましい。本実施形態においては、ポッティング材４Ａと接着している筒状ケース３の内表面の全体が（１）式を満たす。
（Ｌ／Ｓｍ）×Ｒｚ≧０．１ｃｍ （１）
（１）式において、Ｌ（ｃｍ）は単位長さで、１．０ｃｍである。また、（１）式において、Ｓｍ（ｃｍ）はポッティング材４Ａと接している筒状ケース３の内表面の、少なくとも一部ＣＳにおける凹凸の平均周期長である。また、（１）式において、Ｒｚ（ｃｍ）はポッティング材４Ａと接している筒状ケース３の内表面の、少なくとも一部ＣＳにおける表面十点平均高さである。
本実施形態に係るケース表面の表面粗さのパラメータであるＲｚ、Ｓｍの測定場所および測定方法を以下に説明する。
本発明におけるＲｚ、Ｓｍの測定場所には、中空糸膜モジュール１００を解体して得られるポッティング材４Ａを筒状ケース３から剥がし、ポッティング材４Ａと接触していた筒状ケース３の表面を使用する。なお、測定箇所はポッティング材４Ａと接触していた部分なら何処でもよく、例えば濾過液出口１３側の端面から１ｃｍで、周方向の原水出口１４の逆側の部分が測定に用いられる。なお、本願発明者らの検討の結果、モジュール化前の筒状ケース３の内表面のＲｚ、Ｓｍの値と、中空糸膜モジュール１００を解体して得られた筒状ケース３の内表面のＲｚ、Ｓｍの値は相関があり、モジュール化前の筒状ケース３の内表面における値の方が、解体して得られる筒状ケース３の内表面における値よりも大きな値を示すことが多い。
粗さの測定方法は、接触法および非接触法のいずれでも測定可能である。接触法による測定とは、針が試料に触れながら試料上を走査し表面粗さを測定する測定法のことである。非接触法による測定とは、レーザーや白色ＬＥＤなどの光源が発する光線を試料に当て、その表面から反射された光の波長や影の長さ、角度などを元に表面粗さを測定する測定法のことである。なお、接触法での粗さ測定の規格はＪＩＳ Ｂ ０６０１－１９９４とする。
接触法で測定する場合は、ＲｚとＳｍの測定方向は、中空糸膜モジュール１００の長手方向に対して平行な方向である。これは、ポッティング材４Ａの剥離において、筒状ケース３の内表面の長手方向に対して垂直に刻まれたミクロな溝が剥離の抑制に有効に働くので、当該長手方向に垂直に刻まれた溝の表面粗さをより高い感度で示すようにＲｚおよびＳｍが測定されることが好ましいからである。例えば、長手方向に対して垂直な方向に沿って表面をなぞる場合には、長手方向に垂直な溝の底をなぞるだけであり、当該垂直な溝による凹凸を高感度で検出することは難しい。一方、長手方向に対して平行な方向に沿って表面をなぞる場合には、長手方向に垂直な複数の溝の凹凸に沿ってなぞるため凹凸をなぞる道のりが長くなり、表面粗さが高感度で検出され得る。なお、筒状ケース３の内表面が曲面や凹凸面になっている構成においても、筒状ケース３の内表面を長手方向に平行に測定する。測定範囲は基準長さ０．８ｍｍであり、測定の繰り返し回数は３回であり、Ｓｍのカットオフ値は１０％とする。
凹凸の平均周期長Ｓｍを短くする手段の一例として、加工する際に使用する表面加工機器の目の粗さを細かくするという手段が挙げられる。より目の細かい表面加工機器で表面を加工することにより、被加工表面の凹凸の平均周期長Ｓｍは短くなり、（１）式の左辺は大きくなる。
Ｒｚ(十点平均高さ)は、測定した基準長さの範囲内において、１～５番目に高い凸の高さの絶対値の和と、１～５番目に低い凹の高さの絶対値の和を足して５で割った値である。すなわち、Ｒｚを大きくするためには、測定長方向における凹凸の差が大きく、さらにその凹凸の差がモジュールの長手方向にわたって継続されていることが重要である。これを達成する手段の一例として、表面加工機器の素材を、被加工表面である筒状ケース３の素材に対して十分に硬いものを使用するという手段が挙げられる。被加工表面の素材よりも硬い素材を表面加工機器に使用することにより、被加工部表面に対して表面加工機器が当たった際に大きな凹部を作製可能である。
（Ｌ／Ｓｍ）×Ｒｚは、表面加工の程度が小さい場合、凹凸の高さ（Ｒｚ）が小さく、式（１）を満たさないことがある。一方、荒らしの程度が大きく、凹凸の高さを大きくしたとしても、同時に凹凸の周期が著しく大きくなってしまう場合、（Ｌ／Ｓｍ）×Ｒｚは式（１）を満たさないことがあり、接着強度の低下が見られる。
本実施形態において、筒状ケース３のポッティング材４Ａと接着している内表面の少なくとも一部ＣＳの加工方法は、（Ｌ／Ｓｍ）×Ｒｚ≧０．１ｃｍを満たすものであれば特に限定されない。例えば、シボ加工やブラシ、サンドペーパー、溶剤、サンドブラスト、ドライアイスブラスト等による粗面化等が挙げられる。中でも、平均周期長と十点平均高さのバランスをとるという観点から、金属製のワイヤーブラシ、サンドペーパーを使用することが好ましい。さらに好適には、凹凸を有する形状の加工に優れる、ステンレススチール製のブラシを使用することが好ましい。一方で、成形時にシボ加工を施すという加工方法は、生産性の向上という観点で好ましい。
本実施形態において、筒状ケース３の内表面の加工の工程は、成形時から中空糸束２を挿入する前までの作業工程の間であれば、どこで実施してもよい。
なお、上記においては、ポッティング材４Ａと接着している筒状ケース３の内表面の状態を説明したが、ポッティング材４Ｂと接着している筒状ケース３の内表面の状態も同様である。以下の説明においても、ポッティング材４Ａと筒状ケース３との接触に関する説明は、ポッティング材４Ｂと筒状ケース３との接触に対しても適用され得る。
ポッティング材４Ａ、４Ｂは、中空糸膜１と筒状ケース３とを液密かつ気密に固定、封止する。ポッティング材４Ａ、４Ｂの材質は特に限定されないが、通常二液混合型硬化性樹脂や熱可塑性樹脂、ワックス類が用いられる。二液混合型硬化性樹脂としては、例えば、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂等が好適に使用される。ウレタン樹脂およびエポキシ樹脂の少なくとも一方を用いることにより、硬化までの時間が十分に得られ、筒状ケース３の内表面の加工がポッティング材に転写されることにより十分な接着強度を得ることができる。また、熱可塑性樹脂としては、該樹脂の融点が中空糸膜を構成するポリマーの融点より低く、かつ濾過対象原水に対して物理的及び化学的に安定である樹脂が望ましい。具体的には、熱可塑性樹脂としては、ポリエチレンやポリプロピレン等が挙げられる。
さらに、本実施形態において、ポッティング材４Ａに関して、次の（３）式および（４）式の少なくとも一方を満たすことが好ましい。
Ｓ／Ｖ≦０．６ｃｍ-1 （３）
Ｓ／Ｖ≧０．２ｃｍ-1 （４）
Ｓ／Ｖ≧０．２ｃｍ-1 （４）
（３）、（４）式において、Ｓ（ｃｍ2）はポッティング材４Ａが筒状ケース３の内表面と接着している表面積である。ポッティング材４Ａの表面積Ｓの測定方法としては、解体したモジュールケースに対して、音響式表面積測定法、レーザー測定、および解体部を写真撮影もしくは３Ｄスキャナによりスキャニングした後ＣＡＤソフトを用いた計測などの手法が挙げられる。
（３）、（４）式において、Ｖ（ｃｍ3）はポッティング材４Ａの体積である。なお、ポッティング材４Ａの体積Ｖは、ポッティング材４Ａに埋設された中空糸膜１および当該中空糸膜１の中空部を含めた、ポッティング材４Ａの長手方向における両端面および筒状ケース３との界面によって画定される全空間のことを指す。体積Ｖの測定方法としては、筒状ケース３の平均内径Ｄとポッティング材４Ａの、中空糸膜モジュール１００の長手方向の平均厚みｌから、Ｖ＝（Ｄ／２）2×π×ｌとして求める方法、音響式容積計、液体を容器に充填させてその体積を測定するビュレット法等が挙げられる。
一般的にポッティング材は、体積が大きくなるほど残存する歪みが大きくなり、剥離しやすくなる。そのため、（４）式を満たすように、筒状ケース３の内表面に接する表面積およびポッティング材４Ａの体積を規定することにより、より剥離の発生しやすい構成において、（１）式を満たすことによる剥離抑制の効果が顕著となる。
筒状ケース３の直径が大きくなると、ポッティング材４Ａの体積が大きく、またそれに対して筒状ケース３の内表面と接触する表面積が十分に大きくならないために、筒状ケース３とポッティング材４Ａとの剥離が発生しやすくなる。そのため、（５）式を満たすことにより、筒状ケース３とポッティング材４Ａとの剥離抑制効果が、さらに向上する。
さらに、本実施形態において、ポッティング材４Ａおよび筒状ケース３に関して、次の（２）式を満たすことが好ましい。
（Ｌ×Ｒｚ×Ｓ）／（Ｓｍ×Ｖ）≧０．０５ （２）
このように、ポッティング材４Ａが筒状ケース３の内表面と接着している表面積Ｓと、ポッティング材４Ａの体積Ｖとが、表面粗さに関するＲｚ、Ｌ、Ｓｍとともに（２）式を満たすことにより、筒状ケース３とポッティング材４Ａとの剥離抑制効果が総合的に調整され得る。
中空糸膜モジュール１００は、中空糸膜１の束を整束し、それを筒状ケース３に収納して端部をポッティング材４Ａ、４Ｂで固定した構造を有している。筒状ケース３の両端部に対するポッティング材４Ａ、４Ｂの充填方法には、遠心力を利用して液状のポッティング材を中空糸膜１間に浸透させてから硬化させる遠心接着法と、液状のポッティング材を定量ポンプやヘッド差により送液し自然に流動させることにより中空糸膜１間に浸透させた後に硬化させる静置接着法とがある。なお、筒状ケース３へ中空糸膜束２を挿入した後、図２、３に示すように樹脂製の仕切り板５や、図１、２に示すように、整流筒６等を筒状ケース３内にセットし、その後ポッティング材の注入を行ってもよい。また、接着工程は、一度に全ポッティング材の注入を実施しても、二度以上に分けて実施してもよい。
次に、ポッティング材４Ａの端部を切断することにより中空糸膜１を開口させ、筒状ケース３の長手方向の両端それぞれに第１のキャップ１１Ａおよび第２のキャップ１１Ｂを固定具７を用いて接続することにより、中空糸膜モジュール１００の製造が終了する。
本発明は、上述の実施形態に限定されるものではない。例えば、図４に示す変形例１のようにポッティング材４Ａと触れる補助部材９と、ケース本体１６とによって筒状ケース３０を構成してもよい。なお、補助部材９は、外径が筒状ケース３の内径に略等しい短軸の円筒状であり、内周面に環状の溝が形成されている。補助部材９の材質としては、例えば、ポリスルフォン系樹脂、ＡＢＳ、ポリカーボネート、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルケトン、変性ポリフェニレンエーテル（変性ＰＰＥ）等が挙げられる。ケースとの接着性の観点から、ケースと同材質のものが好ましい。
補助部材９は、図４の変形例１に示すような角状の溝を有する形状の他に、波状の溝やレの字状の溝、溝のない円環など、Ｓ／Ｖ値が調整可能なものであれば、形状は特に限定されない。
さらに、補助部材９の内表面は、予め成形時のシボ加工や成形後にブラシ加工され、上述の実施形態の筒状ケース３と同様に、ポッティング材４Ａと接する部分において（１）式を満たしている。このような補助部材９を有する筒状ケース３０の構成により、ポッティング材４Ａの体積を低減させ、筒状ケース３０とポッティング材４Ａの接触する表面積を増やし得る。このような構成によれば、筒状ケース３全体が大きく、その結果ケース本体１６の直径が大きなままであっても、Ｓ／Ｖを大きくし得る。
また、図５に示す変形例２のように、ポッティング材４Ａと触れる筒状ケース３１の内表面に旋盤等で溝加工を施し、筒状ケース３とポッティング材４Ａの接触する表面積を増やしてもよい。このような構成によっても、筒状ケース３が大きく、その直径が大きなままであっても、Ｓ／Ｖを大きくし得る。
また、本発明は、中空糸膜束の両端が開放した形態等の公知の中空糸膜モジュール技術にも応用することが可能である。
次に、本発明の実施例および比較例について説明する。本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。
筒状ケースの加工方法
＜参考例１＞
筒状ケースの内表面のうち、ポッティング材と接する部分を、ＡＰ－５０のサンドペーパーを使用して１５分程度、万遍なくサンディングを実施した。
＜参考例１＞
筒状ケースの内表面のうち、ポッティング材と接する部分を、ＡＰ－５０のサンドペーパーを使用して１５分程度、万遍なくサンディングを実施した。
＜参考例２＞
筒状ケースの内表面のうち、ポッティング材と接する部分を、ステンレススチール製のワイヤーを有し、線径０．５ｍｍ、ワイヤー本数３８０本のブラシを用いて表面を加工した。加工時に使用したドリルの回転数は２０００ｒｐｍ、荒らし加工には１０分を費やした。
筒状ケースの内表面のうち、ポッティング材と接する部分を、ステンレススチール製のワイヤーを有し、線径０．５ｍｍ、ワイヤー本数３８０本のブラシを用いて表面を加工した。加工時に使用したドリルの回転数は２０００ｒｐｍ、荒らし加工には１０分を費やした。
＜参考例３＞
筒状ケースの内表面のうち、ポッティング材と接する部分を、鋼製のワイヤーを有し、線径０．３ｍｍ、ワイヤー本数５０００本のブラシを用いて表面を加工した。加工時に使用したドリルの回転数は５５０ｒｐｍ、荒らし加工には１０分を費やした。
筒状ケースの内表面のうち、ポッティング材と接する部分を、鋼製のワイヤーを有し、線径０．３ｍｍ、ワイヤー本数５０００本のブラシを用いて表面を加工した。加工時に使用したドリルの回転数は５５０ｒｐｍ、荒らし加工には１０分を費やした。
以下に記述する評価方法において、それぞれの実施例および比較例に記載の中空糸膜モジュールの製法により、実施例および比較例毎に２つの中空糸膜モジュールを作製し、一方の中空糸膜モジュールを評価方法１により、他方の中空糸膜モジュールを評価方法２にて評価を実施した。
［評価方法１］
中空糸膜モジュールの濾過液出口側で、筒状ケース３の端面から１０ｍｍの部分を周方向に沿って切断し、円筒状の切断片を得た。得られた切断片から、筒状ケース３とポッティング材４Ａが接着している部分において、ポッティング材４Ａとケース３との界面を含む、幅１５ｍｍ、長さ５０ｍｍの試験片を切り出した。
中空糸膜モジュールの濾過液出口側で、筒状ケース３の端面から１０ｍｍの部分を周方向に沿って切断し、円筒状の切断片を得た。得られた切断片から、筒状ケース３とポッティング材４Ａが接着している部分において、ポッティング材４Ａとケース３との界面を含む、幅１５ｍｍ、長さ５０ｍｍの試験片を切り出した。
得られた試験片を用いて、３点曲げ試験を実施し、界面が剥離した際の応力を最大応力（ＭＰａ）として測定した。後に示すように、（Ｌ／Ｓｍ）×Ｒｚが０．１ｃｍ以上の試験片では、最大応力が５ＭＰａ以上であった。
［評価方法２］
作製した中空糸膜モジュールを、原水流入口を鉛直下方に向けて縦置きして、原水出口を塞いだ後、ポンプを用いて原水流入口から７０℃の温水を注入した。注入した７０℃の温水は、全て濾過液出口から排出させた。この時、原水側と濾過水側の差圧を０．０２ＭＰａに調整し、この温水での運転を１２分続けた。
作製した中空糸膜モジュールを、原水流入口を鉛直下方に向けて縦置きして、原水出口を塞いだ後、ポンプを用いて原水流入口から７０℃の温水を注入した。注入した７０℃の温水は、全て濾過液出口から排出させた。この時、原水側と濾過水側の差圧を０．０２ＭＰａに調整し、この温水での運転を１２分続けた。
運転終了後、原水流入口から温水を抜き出し、続いて原水出口を塞いだままポンプを用いて原水流入口から２０℃の冷水を注入した。注入した２０℃の冷水は、全て濾過液出口１４から排出させた。この時、原水側と濾過水側の差圧を０．０２ＭＰａに調整し、この冷水での運転を１２分続けた。
上述の温水および冷水を用いた運転を１サイクルとして運転を実施した。３サイクルごとに筒状ケースとポッティング材との間の剥離の発生の有無を確認し、剥離が発生した際のサイクル回数を測定した。後に示すように、（Ｌ×Ｒｚ×Ｓ）／（Ｓｍ×Ｖ）が０．０５以上の中空糸膜モジュールでは、サイクル回数が１５回以上となった。
（実施例１）
筒状ケースのケース本体（原料：変性ＰＰＥ、全長：２０００ｍｍ）には、変性ＰＰＥ素材の補助部材（長さ：５０ｍｍ、最大内径：１５５ｍｍ、最小内径：１３５ｍｍ）を予め溶着固定した。補助部材をケース本体に固定した後、参考例１の加工方法によってポッティング材と接する筒状ケースの内表面を加工し、その加工部の十点平均高さＲｚ、平均周期長Ｓｍを測定した。
筒状ケースのケース本体（原料：変性ＰＰＥ、全長：２０００ｍｍ）には、変性ＰＰＥ素材の補助部材（長さ：５０ｍｍ、最大内径：１５５ｍｍ、最小内径：１３５ｍｍ）を予め溶着固定した。補助部材をケース本体に固定した後、参考例１の加工方法によってポッティング材と接する筒状ケースの内表面を加工し、その加工部の十点平均高さＲｚ、平均周期長Ｓｍを測定した。
粗さ測定の位置は、濾過液出口側の端面から１０－３０ｍｍで、周方向の原水出口の逆側の部分であった。測定機として、ミツトヨ社製小型表面粗さ測定機ＳＪ－２１０を使用した。また、粗さ測定の規格はＪＩＳ Ｂ ０６０１－１９９４であって、基準長さを０．８ｍｍ、繰り返し回数を３回、Ｓｍのカットオフ値を１０％として測定した。以降、特に記述のない限り、ポッティング材と接する部分のケース内表面のＲｚとＳｍを、モジュール化前も評価方法１または評価方法２による評価後も、上記の方法により求めた。
ポリフッ化ビニリデンポリマーから成る中空糸膜（内径：０．５ｍｍおよび外径：１．０ｍｍ）の膜６０００本を一束とした中空糸膜束を、上述の筒状ケースに充填した。中空糸膜束の端部を目止めした後、ウレタン樹脂を用いてポッティングをした。その後、目止めを実施した端部を切断し、筒状ケースの両端に第１のキャップおよび第２のキャップを接続することにより、実施例１の中空糸膜モジュールを得た。実施例１の２つの中空糸膜モジュールを別々に、評価方法１および評価方法２によって評価を行った。評価結果を表１及び図６、７に示した。
ポッティング材と接する部分の筒状ケースの表面積Ｓは、製作した中空糸膜モジュールを評価後に解体し、３Ｄスキャナを用いてポッティング材と接触している部材を読込み、３Ｄ－ＣＡＤソフトに計測させることにより求めた。ポッティング材の体積Ｖは、ポッティング材と接触している箇所の筒状ケースの平均内径Ｄと、ポッティング材の平均厚みｌを用いて、Ｖ＝(Ｄ／２)2×π×ｌで求めた。以降、特に記述のない限り、ポッティング材と接する部分の筒状ケースの表面積Ｓとポッティング材の体積Ｖを上記の方法により求めた。
また、評価後の中空糸膜モジュールの解体後の筒状ケースの内表面の十点平均高さＲｚと平均周期長Ｓｍを、上述のように、表面粗さ計を用いて測定した。
（実施例２）
筒状ケースのケース本体（原料：変性ＰＰＥ、全長：２０００ｍｍ）を、予め参考例２の加工方法によって加工した。また、ケース本体に、参考例２の加工方法によって加工した変性ＰＰＥ素材の補助部材（長さ：５０ｍｍ、最大内径：１５５ｍｍ、最小内径：１３５ｍｍ）を予め溶着固定し、筒状ケースの加工部分の十点平均高さＲｚ、平均周期長Ｓｍを測定した。
筒状ケースのケース本体（原料：変性ＰＰＥ、全長：２０００ｍｍ）を、予め参考例２の加工方法によって加工した。また、ケース本体に、参考例２の加工方法によって加工した変性ＰＰＥ素材の補助部材（長さ：５０ｍｍ、最大内径：１５５ｍｍ、最小内径：１３５ｍｍ）を予め溶着固定し、筒状ケースの加工部分の十点平均高さＲｚ、平均周期長Ｓｍを測定した。
ポリフッ化ビニリデンポリマーから成る中空糸膜（内径：０．５ｍｍおよび外径：１．０ｍｍ）の膜６０００本を一束とした中空糸膜束を、上述の筒状ケースに充填した。中空糸膜束の端部を目止めした後、ウレタン樹脂を用いてポッティングをした。その後、目止めを実施した端部を切断し、筒状ケースの両端に第１のキャップおよび第２のキャップを接続することにより実施例２の中空糸膜モジュールを得た。実施例２の２つの中空糸膜モジュールを別々に、評価方法１および評価方法２によって評価を行った。評価結果を表１及び図６、７に示した。
評価後の中空糸膜モジュールを解体し、筒状ケースの内表面の十点平均高さＲｚ、平均周期長Ｓｍ、ポッティング材と接する筒状ケースの部分の平均内径Ｄ、ポッティング材の厚みｌを測定した。
（実施例３）
筒状ケース（原料：変性ＰＰＥ、全長：２０００ｍｍ）を、予め参考例３の加工方法によって加工し、筒状ケースの内表面の十点平均高さＲｚ、平均周期長Ｓｍを測定した。
筒状ケース（原料：変性ＰＰＥ、全長：２０００ｍｍ）を、予め参考例３の加工方法によって加工し、筒状ケースの内表面の十点平均高さＲｚ、平均周期長Ｓｍを測定した。
ポリフッ化ビニリデンポリマーから成る中空糸膜（内径：０．５ｍｍおよび外径：１．０ｍｍ）の膜６０００本を一束とした中空糸膜束を、筒状ケースに充填した。中空糸膜束の端部を目止めした後、ウレタン樹脂を用いてポッティングをした。その後、目止めを実施した端部を切断し、筒状ケースの両端に第１のキャップおよび第２のキャップを接続することにより実施例３の中空糸膜モジュールを得た。実施例３の２つの中空糸膜モジュールを別々に、評価方法１および評価方法２によって評価を行った。評価結果を表１及び図６、７に示した。
評価後の中空糸膜モジュールを解体し、筒状ケースの内表面の十点平均高さＲｚ、平均周期長Ｓｍ、ポッティング材と接する筒状ケースの部分の平均内径Ｄ、ポッティング材の厚みｌを測定した。
（実施例４）
予め溝加工を施した筒状ケース（原料：変性ＰＰＥ、全長：８００ｍｍ）を、参考例２の加工法方によって加工し、筒状ケースの内表面の十点平均高さＲｚ、平均周期長Ｓｍを測定した。
予め溝加工を施した筒状ケース（原料：変性ＰＰＥ、全長：８００ｍｍ）を、参考例２の加工法方によって加工し、筒状ケースの内表面の十点平均高さＲｚ、平均周期長Ｓｍを測定した。
ポリフッ化ビニリデンポリマーから成る中空糸膜（内径：０．５ｍｍおよび外径：１．０ｍｍ）の膜２０００本を一束とした中空糸膜束を、筒状ケースに充填した。中空糸膜束の端部を目止めした後、ウレタン樹脂を用いてポッティングをした。その後、目止めを実施した端部を切断し、筒状ケースの両端に第１のキャップおよび第２のキャップを接続することにより実施例４の中空糸膜モジュールを得た。実施例４の２つの中空糸膜モジュールを別々に、評価方法１および評価方法２によって評価を行った。評価結果を表１及び図６、７に示した。
評価後の中空糸膜モジュールを解体し、筒状ケースの内表面の十点平均高さＲｚ、平均周期長Ｓｍ、ポッティング材と接する筒状ケースの部分の平均内径Ｄ、ポッティング材の厚みｌを測定した。
（実施例５）
筒状ケース（原料：変性ＰＰＥ、全長：１０００ｍｍ）を、予め参考例３の加工方法によって加工し、筒状ケースの内表面の十点平均高さＲｚ、平均周期長Ｓｍを測定した。
筒状ケース（原料：変性ＰＰＥ、全長：１０００ｍｍ）を、予め参考例３の加工方法によって加工し、筒状ケースの内表面の十点平均高さＲｚ、平均周期長Ｓｍを測定した。
ポリフッ化ビニリデンポリマーから成る中空糸膜（内径：０．５ｍｍおよび外径:１．０ｍｍ）の膜４０００本を一束とした中空糸膜束を、筒状ケースに充填した。中空糸膜束の端部を目止めした後、ウレタン樹脂を用いてポッティングをした。その後、目止めを実施した端部を切断し、筒状ケースの両端に第１のキャップおよび第２のキャップを接続することにより実施例５の中空糸膜モジュールを得た。実施例５の２つの中空糸膜モジュールを別々に、評価方法１および評価方法２によって評価を行った。評価結果を表１及び図６、７に示した。
評価後の中空糸膜モジュールを解体し、筒状ケースの内表面の十点平均高さＲｚ、平均周期長Ｓｍ、ポッティング材と接する筒状ケースの部分の平均内径Ｄ、ポッティング材の厚みｌを測定した。
（実施例６）
筒状ケースのケース本体（原料：変性ＰＰＥ、全長：２０００ｍｍ）を、予め参考例２の加工方法によって加工した。また、ケース本体に、参考例２の加工法方によって加工した変性ＰＰＥ素材の補助部材（長さ：５０ｍｍ、最大内径：１８５ｍｍ、最小内径：１６０ｍｍ）を溶着固定し、筒状ケースの加工部分の十点平均高さＲｚ、平均周期長Ｓｍを測定した。
筒状ケースのケース本体（原料：変性ＰＰＥ、全長：２０００ｍｍ）を、予め参考例２の加工方法によって加工した。また、ケース本体に、参考例２の加工法方によって加工した変性ＰＰＥ素材の補助部材（長さ：５０ｍｍ、最大内径：１８５ｍｍ、最小内径：１６０ｍｍ）を溶着固定し、筒状ケースの加工部分の十点平均高さＲｚ、平均周期長Ｓｍを測定した。
ポリフッ化ビニリデンポリマーから成る中空糸膜（内径：０．５ｍｍおよび外径:１．０ｍｍ）の膜１００００本を一束とした中空糸膜束を、上述の筒状ケースに充填した。中空糸膜束の端部を目止めした後、ウレタン樹脂を用いてポッティングをした。その後、目止めを実施した端部を切断し、筒状ケースの両端に第１のキャップおよび第２のキャップを接続することにより実施例６の中空糸膜モジュールを得た。実施例６の２つの中空糸膜モジュールを別々に、評価方法１および評価方法２によって評価を行った。評価結果を表１及び図６、７に示した。
評価後の中空糸膜モジュールを解体し、筒状ケースの内表面の十点平均高さＲｚ、平均周期長Ｓｍ、ポッティング材と接する筒状ケースの部分の平均内径Ｄ、ポッティング部厚みｌを測定した。
（実施例７）
筒状ケース（原料:変性ＰＰＥ、全長：２０００ｍｍ）を、予め参考例３の加工方法によって加工し、筒状ケースの内表面の十点平均高さＲｚ、平均周期長Ｓｍを測定した。
筒状ケース（原料:変性ＰＰＥ、全長：２０００ｍｍ）を、予め参考例３の加工方法によって加工し、筒状ケースの内表面の十点平均高さＲｚ、平均周期長Ｓｍを測定した。
ポリフッ化ビニリデンポリマーから成る中空糸膜（内径：０．５ｍｍおよび外径:１．０ｍｍ）の膜１００００本を一束とした中空糸膜束を、筒状ケースに充填した。中空糸膜束の端部を目止めした後、ウレタン樹脂を用いてポッティングをした。その後、目止めを実施した端部を切断し、筒状ケースの両端に第１のキャップおよび第２のキャップを接続することにより実施例７の中空糸膜モジュールを得た。実施例７の２つの中空糸膜モジュールを別々に、評価方法１および評価方法２によって評価を行った。評価結果を表１及び図６、７に示した。
評価後の中空糸膜モジュールを解体し、筒状ケースの内表面の十点平均高さＲｚ、平均周期長Ｓｍ、ポッティング材と接する筒状ケースの部分の平均内径Ｄ、ポッティング材の厚みｌを測定した。
（実施例８）
筒状ケースのケース本体（原料：ＰＥ、全長：２０００ｍｍ）を、予め参考例２の加工方法によって加工した。また、ケース本体に、参考例２の加工法方によって加工したＰＥ素材の補助部材（長さ：５０ｍｍ、最大内径：１５５ｍｍ、最小内径：１３５ｍｍ）を溶着固定し、筒状ケースの加工部分の十点平均高さＲｚ、平均周期長Ｓｍを測定した。
筒状ケースのケース本体（原料：ＰＥ、全長：２０００ｍｍ）を、予め参考例２の加工方法によって加工した。また、ケース本体に、参考例２の加工法方によって加工したＰＥ素材の補助部材（長さ：５０ｍｍ、最大内径：１５５ｍｍ、最小内径：１３５ｍｍ）を溶着固定し、筒状ケースの加工部分の十点平均高さＲｚ、平均周期長Ｓｍを測定した。
ポリフッ化ビニリデンポリマーから成る中空糸膜（内径：０．５ｍｍおよび外径:１．０ｍｍ）の膜６０００本を一束とした中空糸膜束を、上述の筒状ケースに充填した。中空糸膜束の端部を目止めした後、ウレタン樹脂を用いてポッティングをした。その後、目止めを実施した端部を切断し、筒状ケースの両端に第１のキャップおよび第２のキャップを接続することにより実施例８の中空糸膜モジュールを得た。実施例８の２つの中空糸膜モジュールを別々に、評価方法１および評価方法２によって評価を行った。評価結果を表２及び図６、７に示した。
評価後の中空糸膜モジュールを解体し、筒状ケースの内表面の十点平均高さＲｚ、平均周期長Ｓｍ、ポッティング材と接する筒状ケースの部分の平均内径Ｄ、ポッティング材の厚みｌを測定した。
（実施例９）
筒状ケース（原料：ＡＢＳ、全長：２０００ｍｍ）を、予め参考例３の加工方法によって加工し、筒状ケースの内表面の十点平均高さＲｚ、平均周期長Ｓｍを測定した。
筒状ケース（原料：ＡＢＳ、全長：２０００ｍｍ）を、予め参考例３の加工方法によって加工し、筒状ケースの内表面の十点平均高さＲｚ、平均周期長Ｓｍを測定した。
ポリフッ化ビニリデンポリマーから成る中空糸膜（内径：０．５ｍｍおよび外径:１．０ｍｍ）の膜６０００本を一束とした中空糸膜束を、筒状ケースに充填した。中空糸膜束の端部を目止めした後、ウレタン樹脂を用いてポッティングをした。その後、目止めを実施した端部を切断し、筒状ケースの両端に第１のキャップおよび第２のキャップを接続することにより実施例９の中空糸膜モジュールを得た。実施例９の２つの中空糸膜モジュールを別々に、評価方法１および評価方法２によって評価を行った。評価結果を表２及び図６、７に示した。
評価後の中空糸膜モジュールを解体し、筒状ケースの内表面の十点平均高さＲｚ、平均周期長Ｓｍ、ポッティング材と接する筒状ケースの部分の平均内径Ｄ、ポッティング材の厚みｌを測定した。
（実施例１０）
筒状ケース（原料:変性ＰＰＥ、全長:２０００ｍｍ）を、予め参考例２の加工方法によって加工し、筒状ケースの内表面の十点平均高さＲｚ、平均周期長Ｓｍを測定した。
筒状ケース（原料:変性ＰＰＥ、全長:２０００ｍｍ）を、予め参考例２の加工方法によって加工し、筒状ケースの内表面の十点平均高さＲｚ、平均周期長Ｓｍを測定した。
ポリフッ化ビニリデンポリマーから成る中空糸膜（内径：０．５ｍｍおよび外径:１．０ｍｍ）の膜６０００本を一束とした中空糸膜束を、筒状ケースに充填した。中空糸膜束の端部を目止めした後、ウレタン樹脂を用いてポッティングをした。その後、目止めを実施した端部を切断し、筒状ケースの両端に第１のキャップおよび第２のキャップを接続することにより実施例１０の中空糸膜モジュールを得た。実施例１０の２つの中空糸膜モジュールを別々に、評価方法１および評価方法２によって評価を行った。評価結果を表２及び図６、７に示した。
評価後の中空糸膜モジュールを解体し、筒状ケースの内表面の十点平均高さＲｚ、平均周期長Ｓｍ、ポッティング材と接する筒状ケースの部分の平均内径Ｄ、ポッティング材の厚みｌを測定した。
（実施例１１）
筒状ケース（原料:変性ＰＰＥ、全長:２０００ｍｍ）を、予め参考例３の加工方法によって加工し、筒状ケースの内表面の十点平均高さＲｚ、平均周期長Ｓｍを測定した。
筒状ケース（原料:変性ＰＰＥ、全長:２０００ｍｍ）を、予め参考例３の加工方法によって加工し、筒状ケースの内表面の十点平均高さＲｚ、平均周期長Ｓｍを測定した。
ポリフッ化ビニリデンポリマーから成る中空糸膜（内径：０．５ｍｍおよび外径:１．０ｍｍ）の膜６０００本を一束とした中空糸膜束を、筒状ケースに充填した。中空糸膜束の端部を目止めした後、エポキシ樹脂を用いてポッティングをした。その後、目止めを実施した端部を切断し、筒状ケースの両端に第１のキャップおよび第２のキャップを接続することにより実施例１１の中空糸膜モジュールを得た。実施例１１の２つの中空糸膜モジュールを別々に、評価方法１および評価方法２によって評価を行った。評価結果を表２及び図６、７に示した。
評価後の中空糸膜モジュールを解体し、筒状ケースの内表面の十点平均高さＲｚ、平均周期長Ｓｍ、ポッティング材と接する筒状ケースの部分の平均内径Ｄ、ポッティング材の厚みｌを測定した。
（実施例１２）
筒状ケース（原料:変性ＰＰＥ、全長:２０００ｍｍ）を、予め参考例１の加工方法によって加工し、筒状ケースの内表面の十点平均高さＲｚ、平均周期長Ｓｍを測定した。
筒状ケース（原料:変性ＰＰＥ、全長:２０００ｍｍ）を、予め参考例１の加工方法によって加工し、筒状ケースの内表面の十点平均高さＲｚ、平均周期長Ｓｍを測定した。
ポリフッ化ビニリデンポリマーから成る中空糸膜（内径：０．５ｍｍおよび外径:１．０ｍｍ）の膜１５０００本を一束とした中空糸膜束を、筒状ケースに充填した。中空糸膜束の端部を目止めした後、ウレタン樹脂を用いてポッティングをした。その後、目止めを実施した端部を切断し、筒状ケースの両端に第１のキャップおよび第２のキャップを接続することにより実施例１２の中空糸膜モジュールを得た。実施例１２の２つの中空糸膜モジュールを別々に、評価方法１および評価方法２によって評価を行った。評価結果を表２及び図６、７に示した。
評価後の中空糸膜モジュールを解体し、筒状ケースの内表面の十点平均高さＲｚ、平均周期長Ｓｍ、ポッティング材と接する筒状ケースの部分の平均内径Ｄ、ポッティング材の厚みｌを測定した。
（実施例１３）
筒状ケース（原料:変性ＰＰＥ、全長:２０００ｍｍ）を、予め参考例２の加工方法によって加工し、筒状ケースの内表面の十点平均高さＲｚ、平均周期長Ｓｍを測定した。
筒状ケース（原料:変性ＰＰＥ、全長:２０００ｍｍ）を、予め参考例２の加工方法によって加工し、筒状ケースの内表面の十点平均高さＲｚ、平均周期長Ｓｍを測定した。
ポリフッ化ビニリデンポリマーから成る中空糸膜（内径：０．５ｍｍおよび外径:１．０ｍｍ）の膜１５０００本を一束とした中空糸膜束を、筒状ケースに充填した。中空糸膜束の端部を目止めした後、ウレタン樹脂を用いてポッティングをした。その後、目止めを実施した端部を切断し、筒状ケースの両端に第１のキャップおよび第２のキャップを接続することにより実施例１３の中空糸膜モジュールを得た。実施例１３の２つの中空糸膜モジュールを別々に、評価方法１および評価方法２によって評価を行った。評価結果を表２及び図６、７に示した。
評価後の中空糸膜モジュールを解体し、筒状ケースの内表面の十点平均高さＲｚ、平均周期長Ｓｍ、ポッティング材と接する筒状ケースの部分の平均内径Ｄ、ポッティング材の厚みｌを測定した。
（比較例１）
中空糸膜モジュールの作製前に、筒状ケース（原料：変性ＰＰＥ、全長：２０００ｍｍ）の内表面の十点平均高さＲｚ、平均周期長Ｓｍを測定した。
中空糸膜モジュールの作製前に、筒状ケース（原料：変性ＰＰＥ、全長：２０００ｍｍ）の内表面の十点平均高さＲｚ、平均周期長Ｓｍを測定した。
ポリフッ化ビニリデンポリマーから成る中空糸膜（内径：０．５ｍｍおよび外径:１．０ｍｍ）の膜６０００本を一束とした中空糸膜束を、筒状ケースに充填した。中空糸膜束の端部を目止めした後、ウレタン樹脂を用いてポッティングをした。その後、目止めを実施した端部を切断し、筒状ケースの両端に第１のキャップおよび第２のキャップを接続することにより比較例１の中空糸膜モジュールを得た。比較例１の２つの中空糸膜モジュールを別々に、評価方法１および評価方法２によって評価を行った。評価結果を表２及び図６、７に示した。
評価後の中空糸膜モジュールを解体し、筒状ケースの内表面の十点平均高さＲｚ、平均周期長Ｓｍ、ポッティング材と接する筒状ケースの部分の平均内径Ｄ、ポッティング材の厚みｌを測定した。
（比較例２）
筒状ケースのケース本体（原料：変性ＰＰＥ、全長：２０００ｍｍ）に、予め成形時にシボ加工が施された変性ＰＰＥ素材の補助部材（長さ：５０ｍｍ、最大内径：１５５ｍｍ、最小内径：１３５ｍｍ）を溶着固定し、筒状ケースの加工部分の十点平均高さＲｚ、平均周期長Ｓｍを測定した。
筒状ケースのケース本体（原料：変性ＰＰＥ、全長：２０００ｍｍ）に、予め成形時にシボ加工が施された変性ＰＰＥ素材の補助部材（長さ：５０ｍｍ、最大内径：１５５ｍｍ、最小内径：１３５ｍｍ）を溶着固定し、筒状ケースの加工部分の十点平均高さＲｚ、平均周期長Ｓｍを測定した。
ポリフッ化ビニリデンポリマーから成る中空糸膜（内径：０．５ｍｍおよび外径:１．０ｍｍ）の膜６０００本を一束とした中空糸膜束を、筒状ケースに充填した。中空糸膜束の端部を目止めした後、ウレタン樹脂を用いてポッティングをした。その後、目止めを実施した端部を切断し、筒状ケースの両端に第１のキャップおよび第２のキャップを接続することにより比較例２の中空糸膜モジュールを得た。比較例２の２つの中空糸膜モジュールを別々に、評価方法１および評価方法２によって評価を行った。評価結果を表３及び図６、７に示した。
評価後の中空糸膜モジュールを解体し、筒状ケースの内表面の十点平均高さＲｚ、平均周期長Ｓｍ、ポッティング材と接する筒状ケースの部分の平均内径Ｄ、ポッティング材の厚みｌを測定した。
（比較例３）
筒状ケース（原料：変性ＰＰＥ、全長：２０００ｍｍ）の、ポッティング材と接する部分を、鋼製のワイヤーを有し、線径０．８０ｍｍ、ワイヤー本数１５０本のブラシを用いて予め２０００ｒｐｍで３０分表面加工を施し、筒状ケースの内表面の十点平均高さＲｚ、平均周期長Ｓｍを測定した。
筒状ケース（原料：変性ＰＰＥ、全長：２０００ｍｍ）の、ポッティング材と接する部分を、鋼製のワイヤーを有し、線径０．８０ｍｍ、ワイヤー本数１５０本のブラシを用いて予め２０００ｒｐｍで３０分表面加工を施し、筒状ケースの内表面の十点平均高さＲｚ、平均周期長Ｓｍを測定した。
ポリフッ化ビニリデンポリマーから成る中空糸膜（内径：０．５ｍｍおよび外径:１．０ｍｍ）の膜６０００本を一束とした中空糸膜束を、筒状ケースに充填した。中空糸膜束の端部を目止めした後、ウレタン樹脂を用いてポッティングをした。その後、目止めを実施した端部を切断し、筒状ケースの両端に第１のキャップおよび第２のキャップを接続することにより比較例３の中空糸膜モジュールを得た。比較例３の２つの中空糸膜モジュールを別々に、評価方法１および評価方法２によって評価を行った。評価結果を表３及び図６、７に示した。
評価後の中空糸膜モジュールを解体し、筒状ケースの内表面の十点平均高さＲｚ、平均周期長Ｓｍ、ポッティング材と接する筒状ケースの部分の平均内径Ｄ、ポッティング材の厚みｌを測定した。
（比較例４）
筒状ケース（原料：変性ＰＰＥ、全長：８００ｍｍ）に、予め成形時に筒状ケースの内表面にシボ加工を施し、筒状ケースの内表面の十点平均高さＲｚ、平均周期長Ｓｍを測定した。
筒状ケース（原料：変性ＰＰＥ、全長：８００ｍｍ）に、予め成形時に筒状ケースの内表面にシボ加工を施し、筒状ケースの内表面の十点平均高さＲｚ、平均周期長Ｓｍを測定した。
ポリフッ化ビニリデンポリマーから成る中空糸膜（内径：０．５ｍｍおよび外径:１．０ｍｍ）の膜２０００本を一束とした中空糸膜束を、筒状ケースに充填した。中空糸膜束の端部を目止めした後、ウレタン樹脂を用いてポッティングをした。その後、目止めを実施した端部を切断し、筒状ケースの両端に第１のキャップおよび第２のキャップを接続することにより比較例４の中空糸膜モジュールを得た。比較例４の２つの中空糸膜モジュールを別々に、評価方法１および評価方法２によって評価を行った。評価結果を表３及び図６、７に示した。
評価後の中空糸膜モジュールを解体し、筒状ケースの内表面の十点平均高さＲｚ、平均周期長Ｓｍ、ポッティング材と接する筒状ケースの部分の平均内径Ｄ、ポッティング材の厚みｌを測定した。
（比較例５）
筒状ケース（原料：変性ＰＰＥ、全長：１０００ｍｍ）に、予め成形時に筒状ケースの内表面にシボ加工を施し、筒状ケースの内表面の十点平均高さＲｚ、平均周期長Ｓｍを測定した。
筒状ケース（原料：変性ＰＰＥ、全長：１０００ｍｍ）に、予め成形時に筒状ケースの内表面にシボ加工を施し、筒状ケースの内表面の十点平均高さＲｚ、平均周期長Ｓｍを測定した。
ポリフッ化ビニリデンポリマーから成る中空糸膜（内径：０．５ｍｍおよび外径:１．０ｍｍ）の膜４０００本を一束とした中空糸膜束を、筒状ケースに充填した。中空糸膜束の端部を目止めした後、ウレタン樹脂を用いてポッティングをした。その後、目止めを実施した端部を切断し、筒状ケースの両端に第１のキャップおよび第２のキャップを接続することにより比較例５の中空糸膜モジュールを得た。比較例５の２つの中空糸膜モジュールを別々に、評価方法１および評価方法２によって評価を行った。評価結果を表３及び図６、７に示した。
評価後の中空糸膜モジュールを解体し、筒状ケースの内表面の十点平均高さＲｚ、平均周期長Ｓｍ、ポッティング材と接する筒状ケースの部分の平均内径Ｄ、ポッティング材の厚みｌを測定した。
（比較例６）
筒状ケース（原料：変性ＰＰＥ、全長：２０００ｍｍ）に、予め成形時に筒状ケースの内表面にシボ加工を施し、筒状ケースの内表面の十点平均高さＲｚ、平均周期長Ｓｍを測定した。
筒状ケース（原料：変性ＰＰＥ、全長：２０００ｍｍ）に、予め成形時に筒状ケースの内表面にシボ加工を施し、筒状ケースの内表面の十点平均高さＲｚ、平均周期長Ｓｍを測定した。
ポリフッ化ビニリデンポリマーから成る中空糸膜（内径：０．５ｍｍおよび外径:１．０ｍｍ）の膜１００００本を一束とした中空糸膜束を、筒状ケースに充填した。中空糸膜束の端部を目止めした後、ウレタン樹脂を用いてポッティングをした。その後、目止めを実施した端部を切断し、筒状ケースの両端に第１のキャップおよび第２のキャップを接続することにより比較例６の中空糸膜モジュールを得た。比較例６の２つの中空糸膜モジュールを別々に、評価方法１および評価方法２によって評価を行った。評価結果を表３及び図６、７に示した。
評価後の中空糸膜モジュールを解体し、筒状ケースの内表面の十点平均高さＲｚ、平均周期長Ｓｍ、ポッティング材と接する筒状ケースの部分の平均内径Ｄ、ポッティング材の厚みｌを測定した。
（比較例７）
筒状ケースのケース本体（原料：ＰＥ、全長：２０００ｍｍ）に、予め成形時にシボ加工が施されたＰＥ素材の補助部材（長さ：５０ｍｍ、最大内径：１５５ｍｍ、最小内径：１３５ｍｍ）を溶着固定し、筒状ケースの加工部分の十点平均高さＲｚ、平均周期長Ｓｍを測定した。
筒状ケースのケース本体（原料：ＰＥ、全長：２０００ｍｍ）に、予め成形時にシボ加工が施されたＰＥ素材の補助部材（長さ：５０ｍｍ、最大内径：１５５ｍｍ、最小内径：１３５ｍｍ）を溶着固定し、筒状ケースの加工部分の十点平均高さＲｚ、平均周期長Ｓｍを測定した。
ポリフッ化ビニリデンポリマーから成る中空糸膜（内径：０．５ｍｍおよび外径:１．０ｍｍ）の膜６０００本を一束とした中空糸膜束を、筒状ケースに充填した。中空糸膜束の端部を目止めした後、ウレタン樹脂を用いてポッティングをした。その後、目止めを実施した端部を切断し、筒状ケースの両端に第１のキャップおよび第２のキャップを接続することにより比較例７の中空糸膜モジュールを得た。比較例７の２つの中空糸膜モジュールを別々に、評価方法１および評価方法２によって評価を行った。評価結果を表３及び図６、７に示した。
評価後の中空糸膜モジュールを解体し、筒状ケースの内表面の十点平均高さＲｚ、平均周期長Ｓｍ、ポッティング材と接する筒状ケースの部分の平均内径Ｄ、ポッティング材の厚みｌを測定した。
（比較例８）
中空糸膜モジュールの作製前に、筒状ケース（原料:ＡＢＳ、全長:２０００ｍｍ）の内表面の十点平均高さＲｚ、平均周期長Ｓｍを測定した。
中空糸膜モジュールの作製前に、筒状ケース（原料:ＡＢＳ、全長:２０００ｍｍ）の内表面の十点平均高さＲｚ、平均周期長Ｓｍを測定した。
ポリフッ化ビニリデンポリマーから成る中空糸膜（内径：０．５ｍｍおよび外径:１．０ｍｍ）の膜６０００本を一束とした中空糸膜束を、筒状ケースに充填した。中空糸膜束の端部を目止めした後、ウレタン樹脂を用いてポッティングをした。その後、目止めを実施した端部を切断し、筒状ケースの両端に第１のキャップおよび第２のキャップを接続することにより比較例８の中空糸膜モジュールを得た。比較例８の２つの中空糸膜モジュールを別々に、評価方法１および評価方法２によって評価を行った。評価結果を表３及び図６、７に示した。
評価後の中空糸膜モジュールを解体し、筒状ケースの内表面の十点平均高さＲｚ、平均周期長Ｓｍ、ポッティング材と接する筒状ケースの部分の平均内径Ｄ、ポッティング材の厚みｌを測定した。
本発明の中空糸膜モジュールは、モジュールの大型化や高圧・高温での運転に対して高い耐久性を有し、高い生産性を達成可能である。また、本発明の中空糸膜モジュールは各種工業製品の製造プロセスや上水、下水、海水等の水処理等、幅広い分野に好適に利用できる。
１００ 中空糸膜モジュール
１ 中空糸膜
２ 中空糸膜束
３、３０、３１ 筒状ケース（ケース）
４Ａ、４Ｂ ポッティング材
５ 仕切り板
６ 整流筒
７ 固定具
８ シール材
９ 補助部材
１１Ａ 第１のキャップ
１１Ｂ 第２のキャップ
１２ 原水流入口
１３ 濾過液出口
１４ 原水出口
１５ 内壁
１６ ケース本体
ＣＳ ポッティング材と接する筒状ケースの内表面の少なくとも一部
１ 中空糸膜
２ 中空糸膜束
３、３０、３１ 筒状ケース（ケース）
４Ａ、４Ｂ ポッティング材
５ 仕切り板
６ 整流筒
７ 固定具
８ シール材
９ 補助部材
１１Ａ 第１のキャップ
１１Ｂ 第２のキャップ
１２ 原水流入口
１３ 濾過液出口
１４ 原水出口
１５ 内壁
１６ ケース本体
ＣＳ ポッティング材と接する筒状ケースの内表面の少なくとも一部
Claims (11)
- 中空糸膜と、該中空糸膜を収容する熱可塑性樹脂から成るケースと、前記ケースの少なくとも一端と前記中空糸膜とを連結して固定するポッティング材とを有する中空糸膜モジュールにおいて、
前記ポッティング材と接着している前記ケースの内表面の、少なくとも一部における、表面十点平均高さをＲｚ（ｃｍ）、平均周期長をＳｍ（ｃｍ）、単位長さをＬ（ｃｍ）とすると、式（１）が成り立つ中空糸膜モジュール。
（Ｌ／Ｓｍ）×Ｒｚ≧０．１ｃｍ （１） - 前記ケースの材質は、変性ＰＰＥ、ＰＥ、及びＡＢＳのいずれかであり、
前記ポッティング材の材質は、ウレタン樹脂、又はエポキシ樹脂である
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。 - 前記ポッティング材が前記ケースの内表面と接着している表面積をＳ（ｃｍ２）、前記ポッティング材の体積をＶ（ｃｍ３）とすると、
Ｓ／Ｖの値が０．２ｃｍ－１以上である
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の中空糸膜モジュール。 - Ｓ／Ｖの値が０．６ｃｍ－１以下である
ことを特徴とする請求項３に記載の中空糸膜モジュール。 - 以下の式（２）を満たす
ことを特徴とする請求項３または４に記載の中空糸膜モジュール。
（Ｌ×Ｒｚ×Ｓ）／（Ｓｍ×Ｖ）≧０．０５ （２） - 前記ケースの、少なくとも前記ポッティング材と接着している部分が、変性ＰＰＥ、ＰＥ、ＰＰ、ＡＢＳ、ポリスルフォン、塩化ビニルのいずれか、もしくはその組み合わせからなる
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の中空糸膜モジュール。 - 前記ポッティング材がウレタン樹脂、エポキシ樹脂およびその両方のいずれかからなる
ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の中空糸膜モジュール。 - 前記ポッティング材がウレタン樹脂からなる
ことを特徴とする請求項７に記載の中空糸膜モジュール。 - 請求項１に記載の中空糸膜モジュールの製造方法であって、
前記ケース内表面に式（１）を満たすような粗面化処理を実施する粗面化処理工程を含む
ことを特徴とする中空糸膜モジュールの製造方法。 - 請求項１に記載の中空糸膜モジュールの製造方法であって、
ケース成形工程が実施された後に、前記ケース内表面に対する粗面化処理工程を含む
ことを特徴とする中空糸膜モジュールの製造方法。 - 請求項９または１０に記載の中空糸膜モジュールの製造方法であって、
前記粗面化処理工程において、金属製ブラシおよびサンドペーパーのいずれかもしくは両方を使用して粗面化処理を実施する工程を含む
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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