JPH01231905A - 中空糸束組立体 - 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〕 本発明は、液体或いは気体を浄化、分離処理したり、液
中への散気又は液中よりの脱ガス等に使用される耐熱性
、耐溶剤性、耐薬品性等に優れた中空糸束組立体に関す
る。

〔従来の技術〕

従来、中空糸束の開口端の少なくとも一端が、開口状態
を保持したまま、ポッティング材により密着固定されて
いる中空糸束組立体はよく知ろれている。これらは用途
に応じた形状、材質のハウジングに収納され或いは開口
端近傍で流密にシールされて、化学、石油化学、医薬、
電子材料等の製造工程に用いられる液体或いは気体の浄
化、分離処理等に使用されている。又、液中へ特定のガ
スをバブリングする散気管、液中より特定のガスを除去
する脱ガス装置、特定のガスを中空糸内外で交換するガ
ス交換器等に使用されている。これら中空糸束組立体で
は、中空糸束が多孔質ポリオレフィン中空糸膜から構成
されている場合、ポッティング材としては、その成形の
容易さ、シールの良好性等から、主としてポリウレタン
系の材料が使用されている。又、耐熱性、耐溶剤性、耐
薬品性等が要求される用途では、ポツティング材として
エポキシ系の材料を使用することも試みられている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、従来よりポツティング材として多用され
ているポリウレタン系の材料は、耐熱性、耐溶剤性、ｍ
薬品性等が不充分であって、多くの場合、中空糸束を構
成する多孔質ポリオレフィン中空糸の有する優れた耐熱
性、耐溶剤性、尉藁品性等が充分に活かされていない。

又、ポッティング材としてエポキシ系の材料を使用する
場合は、用いられる硬化剤に種・管の問題がある。例え
ば、脂肪族ポリアミン系の硬化剤は毒性が強く、ポツテ
ィング作業時に危険であるばかりでなく、食品関係、浄
水器関係の中空糸束組立体には使用することができない
。芳香族ポリアミン系の硬化剤は耐熱性、耐溶剤性に優
れるものの、毒性があり、且つ、硬化に長時間を要し作
業性が劣る。又、通常高融点の固体であり、主剤（エポ
キシ樹脂）との混合作業が面倒であり、更に、配合物が
高粘度であるため、本来接着性のない多孔質ポリオレフ
ィン中空糸膜のポツティング材としては、中空糸膜間及
び多孔質層内に充分侵入するために必要な流動性に欠は
適さない、酸無水物系の硬化剤は、硬化するのに極めて
高温、長時間を必要とし、組立体の成形作業性が極めて
劣る。又、通常高融点の面体であり、主剤（エポキシ樹
、詣）と高温で混合しなければならないが、高温では有
害な刺激性ガスを発生し、ポンティング作業時に危険で
ある。

更に、配合物が高粘度であるため、本来接着性のないポ
リオレフィン系中空糸膜のポンティング材には通さない
。

以上述べた如（、従来より使用されているポリウレタン
系の材料からなるポツティング材、エポキシ系の材料か
らなるポツティング材は何れも欠点を有している。

（課題を解決するための手段） 本発明は、ポツティング材として、エポキシ樹脂と特定
の硬化剤とからなる材料を用いた、多孔質ポリオレフィ
ン中空糸膜を使用した中空糸束組立体に関する。

即ち、本発明は、中空糸束の開口端の少なくとも一端が
、開口状態を保持したまま、ポツティング材により密着
固定されている中空糸束組立体に於いて、該中空糸束が
多数の多孔質ポリオレフィン中空糸膜からなり、該ポッ
ティング材がエポキシ樹）とポリアミド樹脂との反応便
化吻であることを特数とする中空糸束組立体に関する。

多孔質ポリオレフィン中空糸膜を構成するポリオレフィ
ンとしては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ−４
−メチルペンテン−１、ポリ−３＝メチルブテン−１或
いはこれらの共重合体、混合物等の浩品性ポリオレフィ
ンが挙げられる。これらのポリオレフィンを使用して多
孔質中空糸膜を成形する方法は特に躍定されない。例え
ば、ポリオレフィンに被溶出物質を混合して成膜した後
、膜中から被溶出物質を溶出させ多孔質膜とする？容出
法或いは中空原糸を紡糸した後、特定温度範囲及び／又
は特定媒体中で延伸して多孔質化する延伸法等によって
製造することができる。

エポキシ樹脂としては特に制限はなく、グリシジルエー
テル型、グリシジルエステル型、グリシジルアミン型、
脂肪族エポキサイド型、脂環族エポキサイド型等が使用
できるが、グリシジル型が−ｉ的であり、グリシジルエ
ーテル型、グリシジルエステル型のエポキシ樹脂が常温
で液状であって待に好ましい９例示すれば、グリシジル
エーテル型としては、ビスフェノールＡジグリシジルエ
ーテル、ビスフェノールＦジグリシジルエーテル、ポリ
プロピレングリコールジグリシジルエーテル等が、又、
グリシジルエステル型としては、フタル酸ジグリシジル
エステル、ダイマー酸ジグリシジルエステル等が挙げら
れる。常温で固体状のものは、硬化剤との混合時、加熱
するか溶剤で希釈する必要があり、作業性がやや不良で
あり、又、ポツティング時の粘度が比較的高くなるため
、中空糸束の各中空糸により形成される空隙へのポツテ
ィング材の侵入が若干不充分であり、グリシジル型に比
べてやや劣るものの使用はできる。

本発明で硬化剤として使用されるポリアミド樹脂として
は、リノール酸の２量体であるダイマー酸や脂肪酸とポ
リアミンとの縮合生成物等が挙げられる。これらポリア
ミド樹脂は、通常、常温で液状であり、特に加熱を要す
ることなくエポキシ樹脂との混合が可能である。又、や
や加温すれば（５０〜１００°Ｃ程度）混合粘度が極め
て低くなリ、本来接着性の；い多孔質ポリオレフィン中
空糸膜の地部のシール材として充分使用できる。用いら
れるポリアミド樹脂ｉヨ、７５°Ｃｆ、変の温度に於い
て７０ポイズ以下、好ましくは５０ボイズ以下程度の粘
度のものが、得られるボンティング材の流動性が良好で
あって、中空糸膜間及び多孔質層内に充分侵入して、充
分なアンカー効果を発揮しシールが完全となるため好ま
しい。粘度が７０ボイズを越えて高い場合は、得られる
ポッティング材の流動性が不良となり、ポッティング材
が中空糸膜間に侵入し難くなり、シール不良となる恐れ
がある。

本発明で用いられるポリアミド樹脂系硬化剤は、芳香族
ポリアミン系及び酸無水物系の硬化剤に比較して、硬化
温度は常温から１００°Ｃ程度と低く（芳香族ポリアミ
ン系、酸無水物系では通常１００°Ｃ以上）、硬化時間
も２０〜８０分程度であって短い。（芳香族ポリアミン
系、酸無水物系では１〜５時間程度）又、ポリアミド樹
脂系硬化剤は、エポキシ樹脂との混合作業時の毒性や刺
激性が極めて低いばかりではな（、エポキシ樹脂の硬化
剤として食品、Ｘ薬品関係に使用可能なことがＦＤＡの
第１７５・１０５節、第１７５・３００節等に認められ
ており、多孔質ポリオレフィン中空糸膜との組合せによ
り食品、Ｘ薬品関係、浄水器関係への使用が可能となり
、極めて広Ｎ囲の用途への使用が可能である。更に、従
来のポリウレタン系のポツティング材に比較して耐熱性
、耐溶剤性、耐薬品性が優れているため、例えば多孔質
ポリプロピレン中空糸膜と組合せた濾過体とすれば、高
圧蒸気減面処理（通常１２０°Ｃ程度）の繰り返しにも
耐えることができ、又、酸、アルカリ性溶液、アルコー
ル、エステル、ケトン類等のを線溶剤の処理に用いられ
る組立体への適用も可能であり、多孔質ポリオレフィン
中空糸膜が本来有する耐溶剤性、耐薬品性等が充分発揮
され得る。　上記したエポキシ樹脂とポリアミド樹脂と
の混合は、常温又は必要に応じて５０〜１２０°Ｃに加
温して行う。一般には高温側の方が混合時の粘度が低く
、且つ、硬化時間も短くなるが、あまりに高温になると
可使時間が極めて短く；るため、５０〜１００°Ｃ程度
の範囲の温度が枠に好ましい、　中空糸束地部をポンテ
ィング材によって国定成形する方法は、糸束の長平方向
に遠心力を加えながら、糸束を収納した型内にポツティ
ング材を注入、成形する回転遠心成形法でもよいし、糸
束を型内に収納し、静１した状態で型内にポッティング
材を注入する静置成形法でもよい。

次に、本実施例に於けるバブルポイント法よる孔径の測
定方法は、溶媒に濡らした中空糸膜の中空糸内側に空気
による圧力を徐々に加えていき、中空糸の外側に気泡が
最初に出てくる時の圧力から、下記式により孔径を求め
るものである。

γ＝２δ／Ｐ ここで、γは孔径の半径（印）、δは表面張力（ｄｙｎ
ｅ／ｃｍ）、Ｐは圧力（ｄｙｎｅ／ａｆｌ）である。

本測定方法によれば、多孔質中空糸膜の孔径の測定ばか
りでなく、例えば、ポツティング部の回着性不良（所謂
リーク現象）、中空糸膜壁の損傷（所謂ピンホール）等
の発生の有無の確認もてきる。即ち、中空糸束地部体に
加えちれる温度、圧力或いは接触する有機溶媒等の影響
により、リーク現象、ピンホール等が発生した場合は、
上記方法で求めた孔径が中空糸膜本来の孔径より見掛は
上大きな値となり、異常発生の有無の確認ができるもの
である。

以下に、実施例によって本発明を更にわしく説明する。

実施例１ 外径４００μｍ、周壁部厚さ５０μ１１孔径０゜５３μ
ｍの多孔質ポリプロピレン中空糸膜（商品名：レフタン
、宇部興産■製’）１０００本を集束し、且つ、その長
手方向中央部で折り曲げてＵ字状の中空糸束を形成した
。この中空糸束の開口端をポツティング型に収納し、ポ
ッティング型内にポッティング材を注入した。ポッティ
ング材はグリシジルエーテル型常温液状タイプのエポキ
シ樹脂（商品名：エピコート８２８、油化シェルエポキ
シ＠製）とポリアミド樹脂硬化剤（商品名：パーサミド
１２５、ヘンケル白水＠製）を重量比６５：３５、温度
τ５°Ｃで混合′−タも（Ｄ　Ｏ’　ｖ　’＝　’３、
ポリアミド樹脂硬化剤の７５°Ｃに於ける粘度は７゜５
ボイズであった。

ポッティング型にポンティング材を注入し１こ通約１特
開静置し硬化させた。その後中空糸束をポツティング型
より離型し、中空糸束端部のポツティング材で密着固定
された部分の略中央部を中空糸束の長手方向と直角方向
に切断し、その切断面に中空糸の開口端を形成した。

上記の様にして製造した多孔質ポリプロピレン中空糸束
とエポキシ樹脂硬化物とからなる中空糸束組立体を、バ
ブルポイント測定用容器中に挿入し、中空糸束開口端近
傍のエポキシ樹脂硬化物の周囲をＯ−リングでシールし
た後、孔径を測定したところ０．５２μｍであった。

次に、この中空糸束組立体をオートクレーブ中に静置し
、温度１２１℃、時間３０分の条件で高圧蒸気滅菌処理
を行った後、再びバブルポイント法で孔径を測定した。

この操作を５回操り返した。

各滅菌処理後の孔径は０．５４．０．５２．０．５３、
ｏ、５４．０．５３μｍであった。この結果かる、±発
明の中空糸束組立体は、高温での高圧蒸気滅菌処理にも
充分耐えることが分かる。

実施例２ 実施例１と同じ多孔質ポリプロピレン中空糸を用い、同
一本数、形状の中空糸束を形成した後、この中空糸束を
ボンティング型に挿入した。グリシジルエーテル型常温
液状タイプエポキシ樹脂（商品名：エピコート８１５、
油化シェルエポキシ■製）とポリアミド樹脂硬化剤（商
品名：パーサミド１１５、ヘンケル白水ｆｌＪ製）を重
量比６０：４０、温度１００°Ｃで混合作製したポッテ
ィング材をポッティング型内に注入し、約１時間静置し
硬化させた。このポリアミド樹脂硬化剤の７５°Ｃに於
ける粘度は３３ポイズである。

実施例１と同様切断、開口した後、バブルポイント法で
孔径を測定したところ０．５３μｍであった。

この中空糸束組立体を、エタノール循環濾過試験用のポ
リプロピレン製容器に挿入し、中空糸末輩ロ１近傍０エ
ボモシ樹、指ヲ化吻の周方を０−リングでシールした後
、中空糸束の外側から内側へ、温度４０゛Ｃのエタノー
ル１００％溶液を差圧０．５檀／ｄで連続流通し、中空
糸束開口端より流出するエタノールを回収し、耳び循環
させるエタノール液′＃ｉ環濾過試験を実施した。

約６ケ月経過後、再びバプルポ・インド法で孔径を測定
したところ、０．５４μｍであった。又、中空糸束組立
体を構成するエポキシ樹脂硬化物は色、形状等外観に何
ら異常は認められなかった。

〔発明の効果〕

本発明のポリアミド系の硬化剤は、流動性が良好である
ため、主剤のエポキシ樹脂との混合作業が極めて容易で
あり、且つ、本来接着性のない多孔質ポリオレフィン中
空糸膜の端部のシール材として極めて優れている。又、
毒性、刺激性ガスの発生等がほとんどないため、ポッテ
ィング部形成作業時に危険がなく、食品、医薬品関係等
に使用される中空糸束組立体のポッティング材としても
使用できる。又、耐熱性、耐溶剤性、耐薬品性に優れる
ため、実温Ｃ扁三薫気減Ｍ処理を施される用途にも使月
可詣であり、酸、アル刀す性溶剤或いはを機溶剤等と接
触する用途に於いても使用できる。

特許出１人　宇部興産株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 中空糸束の開口端の少なくとも一端が、開口状態を保持
   したまま、ポッティング材により密着固定されている中
   空糸束組立体に於いて、該中空糸束が多数の多孔質ポリ
   オレフィン中空糸膜からなり、該ポッティング材がエポ
   キシ樹脂とポリアミド樹脂との反応硬化物であることを
   特徴とする中空糸束組立体。