JPH01148310A - 中空系膜端部の封止方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は中空糸膜端部封止方法に関し、さらに詳しくは
、中空糸膜の中空部に硬化性の封止用樹脂が侵入硬化し
て封止される構造の中空糸膜中空端部の封止方法に関す
る。

［従来の技術］ 近年、エレクトロニクス技術の発達に伴う超純水の製造
、バイオテクノロージーにおける分離・精製、工業およ
び都市排水の処理に膜を用いる膜分離技術が急速に発達
してきている。これらの膜分離に用いられる膜モジュー
ルに中空糸状の膜を用いると、コンパクトで膜面積を大
きくすることができ、しかも耐圧性などの機械的強度が
優れているなどの点から、最近では中空糸膜を用いたモ
ジュールが主流となってきている。中空糸膜を用いたモ
ジュールの構造は２つのタイプに大別され、中空糸膜の
両端が開孔されているタイプと、一端は封止され、他端
は開孔してシール材に収容されているタイプ（以下片側
封止モジュールと称する）のものがある。

片側封止モジュールは、限外濾過または逆浸透用として
有用であり１例えば米国特許第３４９８９０９号には、
中空糸膜を用いた脱塩用の片側封止モジュールが開示さ
れている。

この片側封止モジュールは工業的に有用であるが、径の
小さな中空糸膜−本一本を封止することは極めて困難で
ある。従来は硬化性樹脂中に中空糸膜端部を浸し、毛細
管現象を利用して中空糸膜中空端部への硬化性樹脂の侵
入をはかったり、中空糸膜の他端から吸気して、減圧に
より中空糸膜中空端部への硬化性樹脂の侵入をはかつて
中空糸膜中空端部の封止を行っていた。しかし、かかる
方法では数百ないし数千本もの中空糸膜中空端部を均一
かつ確実に封止することは事実上困難である。これを改
善する方法として、特公昭５７−１８９２５に、遠心力
を用いて中空糸膜中空端部を硬化性樹脂により封止する
方法において、遠心力の働く方向に対し、下面側に硬化
性樹脂を供給し、さらに硬化性樹脂の上面側に該硬化性
樹脂より比重が小さくかつ非硬化性の液体を供給し、遠
心力を作用せしめ硬化性樹脂を中空糸膜中空端部に侵入
硬化させる方法がある。

しかし、この方法では中空糸膜中空端部を封止するため
の遠心力を作用させる大きな設備、スペースを必要とし
、しかも遠心力を作用させる以前に中空糸膜中空端部が
完全に開口していなければならないが、−本一本フリー
な中空糸膜中空端部を完全に開口させることは極めて困
難である。

さらに、中空糸膜中空端部への硬化性樹脂の侵入に際し
て毛細管現象のため、封止端部の長さを所定のものにす
ることも困難である。

［発明が解決しようとする問題点］ 本発明者らは、かかる問題について検討した結果、大き
な設備を必要とせず、中空糸膜中空端部の封止長さを所
定の長さまで確実に中空糸膜中空端部を封止する発明を
なすに至った。

［問題点を解決するための手段、作用］すなわち本発明
は。

（１）容器に、中空糸膜束と樹脂液面Ｉｉｌ！察用細管
用細管にセットし、硬化性樹脂で該中空糸膜束と該樹脂
液面観察用細管の下端を閉塞させ、ついで両者の外側を
シール及び保持のために硬化性樹脂で固めたのち、該容
器ごと横切断して一体化した開口された該中空糸膜束と
該樹脂液面観察用細管とを得、次いで該開口部下部に封
止用樹脂の注入器をセットし該樹脂液面観察用細管内の
該封止用樹脂の液面を観測しながら該中空糸膜の該開口
部に該封止用樹脂を所定長さまで注入して、該封止用樹
脂を硬化させて封止する、中空糸膜端部の封止方法、で
あり又 （２）封止用樹脂が有色で常温硬化性樹脂である、前記
（１）の、中空糸膜端部の封止方法、である。

本発明の対象とする中空糸膜は、ポリサルホン。

ポリアミド、ポリビニルアルコール、セルロース系など
を素材とする中空糸膜が可能である。また、その本数は
、モジュールの大きさ、取扱易さなどから１，０００〜
２０　、０００本程度がよい。

さらに中空糸膜の内径は、毛細管現象の問題となる０、
３ミリ以上２ミリ程度の中空糸膜に対して本発明は有効
である。

以下、図面を用いて説明する。

第１図から第３図は本発明の中空糸膜中空端部を封止す
る方法の一例を示すものである。

第１図に示すように中空糸膜埋め込みカップ（４）と埋
め込み管（３）を例えばテープなどにより接続した容器
に垂直に、中空糸膜束（１）と樹脂液面観察用の細管（
２）をいれる、中空糸膜は通常不透明であるので、樹脂
液面ｍ管用の細管は本発明の特徴である硬化性樹脂液面
ｍ測用に必要であり、透明である。その役割を果すため
にはアクリル細管またはビニール細管等の透明細管が使
用でき、該細管の内径は中空糸膜の内径にほぼ等しいこ
とが望ましく、その長さは中空糸膜中空部に封止用の硬
化性樹脂を注入する目的の長さ以上であればよい。容器
に中空糸膜束と樹脂液面観察用細管を垂直に入れた状態
に常温硬化性樹脂または熱溶融性物質（５）を数センチ
入れて硬化させて中空糸膜（１）および樹脂液面ｔＲ察
用細管（２）の中空端部を閉塞する。第１図における閉
塞は、中空糸膜端部に封止用樹脂を注入するための良好
に開口した中空糸膜端部および樹脂液面ａｍ用細管の端
部を確実に得るために必須の操作である。この操作で用
いられる閉塞剤は、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、
シリコン樹脂等の二液あるいは二液反応型の常温硬化性
樹脂またはパラフィン等の常温で硬化する熱溶融性物質
が使用可能である。

次に第２図に示すように、中空糸膜束及び樹脂液面ｖＲ
察用細管を固定するための硬化性樹脂または熱溶融性物
質（６）を、容器の上より、埋め込み管（３）の上部ま
で入れて硬化させ、中空糸膜束と樹脂液面観察用細管の
外側を固定させ、次に埋め込みカップ（４）と埋め込み
管（３）の接続部で容器ごと容器内容物を切断すること
により、本発明の中空糸膜端部を封止するための封止用
の硬化性樹脂を注入するのに必要な、良好に開口した中
空糸膜束端部および樹脂液面観察用細管端部を得ること
ができる。第２図での中空糸膜束と樹脂液面ＩＩ察用細
管を固定するための硬化性樹脂または熱溶融性物質は、
本発明を行う上で、中空糸膜束と樹脂液面観察用細管の
中空部を良好に開口させるためと１次のステップでその
開口した中空部に封止用の硬化性樹脂を注入するときの
シールの役割を果すものである。また、埋め込みカップ
（４）は、その内側に離型剤を塗っておくと繰り返し使
用可能である。

また容器は、埋め込みカップ（４）と埋込管（３）が１
体の容器として、高さの途中で切断して使用してもよい
。

次に第３図に示すように硬化性樹脂注入口を１つ以上有
する封止用硬化性樹脂注入用のカップ（７）を接続し、
硬化性樹脂注入口から硬化性樹脂注入器（８）により封
止用硬化性樹脂（９）を注入する。

このとき中空糸膜束と共に固定した樹脂液面観察用細管
（２）内の封止用硬化性樹脂を所定の中空糸膜端部封止
長さまで注入することにより、不透明な中空糸膜内の硬
化性樹脂による封止を所定の長さにすることができる。

封止用の硬化性樹脂が硬化後、中空糸膜束の固定面上部
で中空糸膜束を切断することにより、−本一本がフリー
で中空糸膜中空部に硬化性樹脂が入り込んで硬化封止さ
れたタイプの中空糸膜束を得ることができる。封止用と
して注入する硬化性樹脂の種類は硬化性で、しかもモジ
ュールとして用いるためには耐圧性のある常温硬化性の
エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂。

シリコン樹脂等が使用可能であり、本発明の特徴である
樹脂液面観察用細管内の封止用硬化性樹脂液面を所定長
さまで注入し易くするという点で。

観察が容易となるカーボン粉末等を分散させて有色とし
た常温硬化性樹脂がより望ましい、埋め込み管（３）と
封止用硬化性樹脂注入用のカップ（７）の接続は、中空
糸膜端部封止用硬化性樹脂が漏れない程度にテープなど
により簡単に行える０本発明により、樹脂液面ａｍ用細
管の内径を中空糸膜の内径にほぼ等しく選ぶことにより
、中空糸膜の毛細管現象を考慮しつつ、樹脂液面ａ管用
細管内の封止用の硬化性樹脂液面を所定の位置まで到達
させることにより、硬化性樹脂が所定の位置まで注入硬
化して封止された中空糸膜束を得ることが可能である。

又封止された中空糸膜束の他端は、公知の方法により中
空糸膜束をシール材に収容してその中空部を開口させる
ことにより、工業的に有用な片側封止モジュールを得る
ことができる。以下、実施例により本発明の詳細な説明
する。

［実施例］ 内径８０１■、外径９０ａｗｅ高さ２０＋＋＋閣の埋め
込み管と内径８０■ｌ、外径９０ｍｍ、深さ３０ｍｍの
中空糸膜埋め込みカップをアルミ製のテープにより接続
して容器とした。これに内径０．５ｍｍ、外径０．８−
一、長さ１ｍのポリアミド中空糸膜２，０００本と内径
０．４６ｍｍ、外径０．９２−■、長さ１５（ｌａｍの
樹脂液面観察用の透明アクリル細管１本を端部をそろえ
て垂直に入れた。

これにポリアミド中空糸膜とアクリル細管の中空端部閉
塞用の閉塞剤として常温硬化性エポキシ樹脂を容器の深
さ１１０５ｔまで入れて該中空糸膜及びアクリル細管の
中空端部を閉塞した。閉塞剤が硬化した後、常温硬化性
エポキシ脂を、埋め込みケースの上から５閣朧のところ
まで入れて硬化させ該中空糸膜および樹脂液面観察用ア
クリル細管の外側を固定させた０次に容器の埋め込み管
と中空糸膜埋め込みカップの接続部で切断すると、該中
空糸膜およびアクリル細管の中空部はすべて開口してい
た。これに、下部に硬化性樹脂注入口を一つ設けた内径
８０＊曹、外径９０鵬■、深さ１０鵬閣の封止用硬化性
樹脂注入用カップをアルミナープにより接続し、硬化性
樹脂注入口に接続した注射器状の硬化性樹脂注入器によ
り黒色の封止用の常温硬化性エポキシ樹脂（カーボン粉
末分散）を加圧し、アクリル細管内の封止用硬化性樹脂
の液面が埋め込み管の該中空糸膜束及びアクリル細管の
固定面より５０腫■の高さまで注入して硬化させた。

封止用硬化性樹脂が中空部で硬化した中空糸膜を該中空
糸膜束およびアクリル細管の固定用硬化樹脂面から２０
■謹のところで切断したところ、すべての中空糸膜の中
空部がその切断面より３０ｍｍのところまで封止用硬化
性樹脂が注入硬化し封止されていた。

［発明の効果］ 本発明により、全ての中空糸膜の中空端部が確実に封止
されて且つ中空端部は全て同じ彊さの封止用硬化性樹脂
で封止された中空糸膜を製造することが可能となる。又
本発明では大きな設備を必要とせず簡易に実施すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図、第３図は本発明の実施の手順の一例を
示す図 （１）・・・中空糸膜束、（２）・・・硬化性樹脂液面
観察用細管、（３）・・・埋め込み管、（４）・・・中
空糸膜埋め込みカップ、（５）・・・閉塞剤（硬化性樹
脂または熱溶融性物質）、（６）・・・中空糸膜固定用
の硬化性樹脂または熱溶融性物質、（７）・・・封止用
硬化性樹脂注入用カップ、（８）・・・硬化性樹脂注入
器、（９）・・・封止用硬化性樹脂。 特許出願人　　新日本１１鐵株式会社

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）容器に、中空糸膜束と樹脂液面観察用細管を垂直
   にセットし、硬化性樹脂で該中空糸膜束と該樹脂液面観
   察用細管の下端を閉塞させ、ついで両者の外側をシール
   及び保持のために硬化性樹脂で固めたのち、該容器ごと
   横切断して一体化した開口された該中空糸膜束と該樹脂
   液面観察用細管とを得、次いで該開口部下部に封止用樹
   脂の注入器をセットし該樹脂液面観察用細管内の該封止
   用樹脂の液面を観測しながら該中空糸膜の該開口部に該
   封止用樹脂を所定長さまで注入して、該封止用樹脂を硬
   化させて封止する、中空糸膜端部の封止方法。
2. （２）封止用樹脂が有色で常温硬化性樹脂である、特許
   請求の範囲第１項に記載の、中空糸膜端部の封止方法。