JPH02107318A - 中空糸型膜モジュール - 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、中空糸とエポキシ接着封止層との界面を補強
した、外力によるリークの発生の少ない中空糸型膜モジ
ュールに関するものである。

〔従来の技術及び発明が解決しようとする課題〕逆浸透
性装置、限外濾過装置、あるいは精密濾過装置の心臓部
である半透膜モジュールは用途に応じて各種の形式のも
のが用いられており、その中の１つである中空系型膜モ
ジュールは、長さ１００〜２０００＋ａ転外径０．０２
〜２開φ程度で数十本〜数万本の中空糸束を含有してお
り、端部の接着封止は、主としてエポキシ系接着剤によ
って封止されている。

この様な中空糸型膜モジュールは、コンパクトなことよ
り、各分野で広く用いられている。

中空糸型膜モジュールにおいて、接着封止部と中空糸膜
との界面は、多少機械的強度が弱い部分ではあるが、通
常の使用に対しては、全く問題はなかった。ところが、
近年、中空糸型膜モジュールの使用範囲の拡大により、
より激しい条件での使用を望まれる様になった。例えば
、蒸気滅菌に耐えるもの、また、中空糸をエアーによっ
てゆさぶることを必要とするものなどがある。特に前者
は、何の特別な操作をせずに、蒸気と水とを自由に出し
入れできるものが７求されており、この様な場合、中空
糸型膜モジュールに蒸気を入れるときと、蒸気から冷水
に入れ換えるときに、激しい中空糸膜のゆれが生じる。

このとき、接着封止部と中空糸膜との界面にリークが生
じることがある。

また、中空糸のゆれを防ぐために中空糸束のまわりをネ
ットによって保護したモジュールがあるが、このような
モジュールでも簡単にリークをおこしてしまう。

〔課題を解決するための手段〕

この様な状況に濡み、本発明者らは鋭意検討した結果、
本発明を完成させた。

即ち、本発明は、エポキシ系樹脂によって接着封止され
た中空系末端部を有する中空糸型膜モジュールにおいて
、中空系の外周部にエポキシ系樹脂と中空糸との界面を
覆う様な保護層を有し、その一部が隣接した中空系間か
ら、高さが１ｍｍ以上で中空糸のみの外周部を覆ってい
ることを特徴とする中空糸型膜モジュールを提供するも
のである。

中空糸型膜モジュールにおいて、中空糸の端部封止に用
いるエポキシ系樹脂は、耐熱性、耐薬品性などを考慮し
た樹脂を用いるが、一般的にこの様な樹脂は硬く、伸度
は１０％以下である。

一方、中空糸膜は、伸びは大きいがさほど大きな強度は
なく、一般的に破断強度は５０ｇ〜１０００ｇ程度、破
断伸度は１０〜６０％程度である。

この様に全く異なる物質同志が接着している界面では、
中空糸膜に力がかかった場合、応力が集中し、この部分
の中空糸にキレツが入り、リークにつながってしまうこ
とを、本発明者らは明らかにした。

そこで、この部分に、より中空糸膜の性質に近い保護層
を設けて中空糸膜を保護することによって、応力の集中
をさけることに成功した。

ここで重要なことは、保護層の一部を、中空糸のみの外
周部を覆う様にしたことである。これによって、まさに
この部分が比較的強度のない中空糸の補強となり、かつ
、応力の集中をさけることができる様になった。またこ
の部分の隣接した中空糸間からの高さは１ｍｓ＋以上あ
ることが必要である。１１Ｉ＋１未満の高さであると、
保護層としての十分な効果が期待できないことになる。

この様な保護層の材質は、どの様なものでもよいが伸び
率が１０％以上のものが好ましい。具体的には、例えば
、ゴム系のエポキシ樹脂、シリコーンゴム系樹脂、ニト
リルゴム系樹脂などがある。特に、ウレタン系樹脂につ
いては、−般に伸び率が１０％以上あり、しかも、近年
、大きな耐熱性を有するものがあるので特に好ましい。

また、中空糸膜の材質は、どの様なものでもよく、例え
ば、ポリエーテルスルホン系樹脂、ポリスルホン系樹脂
、ポリイミド系樹脂、ポリアクリロニトリル系樹脂、ポ
リメタクリル系樹脂、酢酸セルロース系樹脂、ポリオレ
フィン系樹脂、シリコーン系樹脂、Ｐｖ叶系樹脂、ポリ
アミド系樹脂、またこれらの複合膜などが挙げられる。

本発明の中空糸型膜モジュールの用途は、広く、どの様
なところにでも適用できる。特に、中空糸膜に激しいゆ
れを生じるところには適している。このような用途とし
ては、例えば、蒸気滅菌モジュール、原子力発電におけ
る微粒子の濾過用モジュールなどが挙げられる。

〔実施例〕

以下、本発明を実施例により説明するが、本発明はこれ
らに何等限定されない。

実施例１ 第１図に示すような、内径８９ｎｍφ、厚さ５ｍｍ、長
さ３２０ｍｍのポリスルホン製ケースｌに内径５００μ
、外径８００ｍのポリエーテルスルホン製中空糸４　１
０００本よりなる糸束を挿入し、これを遠心シール機の
中にセットして、耐熱性のエポキシ接着剤２を注入し、
遠心シールして硬化させた。これを取り出し、中空糸モ
ジュールをたてておき、コロネート４４０３　（日本ポ
リウレタン社製）とニラポラン４２３５（日本ポリウレ
タン社製）を５８　：　４２の重量比で混合したウレタ
ン接着剤３を、入口６からエポキシ接着剤２による中空
糸膜端部封止部に流し込み、５分後に流し込んだ接着剤
の大部分を出して硬化後、隣接した中空糸間からの中空
糸外周部のみを覆っている部分の高さ（以後、外周部高
さとする）が約５＋ａｍの保護層５をつくった。

もう一方の端部も同様にして処理した後、ケース端末部
を切断後、１００°Ｃにて接着剤を十分に硬化させた。

実施例２ 保護層の外周部高さを２＋＋ａ＋とすること以外は実施
例１と同様にして中空糸型膜モジエールを製造した。

比較例１ 実施例１においてウレタン接着剤を中空糸膜端部封止部
に流し込む操作をしなかった以外は全く同様にして中空
糸型膜モジュールを製造した。

実施例３ 内径８９ＩＩＩｌφ、厚さ５　ｍｍ、長さ３２０Ｉｌｌ
Ｉ＋のポリスルホン製ケースに、内径５００−１外径８
００４のポリエーテルスルホン製中空糸５０００本より
なる糸束を挿入し、これを遠心シール機の中にセットし
て耐熱性のエポキシ接着剤を注入し、遠心シールして硬
化させた。この後、コロネート４４０３とニラポラン４
２３５を５８　：　４２の重量比で混合したウレタン接
着剤を遠心で片側の中空糸膜端部封止部に注入し、３分
後に遠心シール機から取り出し、ウレタン接着剤を注入
した側を下にして静置して、硬化させた。この静置によ
ってウレタン接着剤が中空糸膜上にはい上がり、外周部
高さが約ｌｌｌｌ１１の保護層ができた。同様にして、
もう一方の中空糸膜端部封止部も処理した。

この後、ケース端末部を切断し、ｉｏｏ　’ｃにて接着
剤を十分に硬化させた。

耐久性測定例 上記実施例１〜３及び比較例１で得られた中空糸型膜モ
ジュールに、１２０℃の蒸気を３０分通気した後、すぐ
に２０’Ｃの水を２４０４２／ｈで通水し３０分間保っ
た。この操作を２０回繰り返した後、中空糸のエアーリ
ークの本数を調べた結果を第１表に示す。

第　　　１　　　表 ・・・ウレタン接着剤 ・・・ポリエーテルスルホン中空糸膜 ・・・高さが約５ｍｓ＋の外周部保護層・・・ウレタン
接着剤を流し込む入口 部しい中空糸のゆれを伴う上記の実験に対し、保護層を
有する実施例１，２．３の中空糸型膜モジュールは、何
ら異常を示さなかった。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例１で製造した中空糸型膜モジュールの中
空糸端部封止部分の拡大断面図である。 １・・・ポリスルホンケース ２・・・エポキシ接着剤

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、エポキシ系樹脂によって接着封止された中空糸末端
   部を有する中空糸型膜モジュールにおいて、中空糸の外
   周部にエポキシ系樹脂と中空糸との界面を覆う様な保護
   層を有し、その一部が隣接した中空糸間から、高さが１
   ｍｍ以上で中空糸のみの外周部を覆っていることを特徴
   とする中空糸型膜モジュール。 ２、保護層が伸び率１０％以上の材質からなる請求項１
   記載の中空糸型膜モジュール。 ３、保護層の材質がポリウレタン系樹脂である請求項１
   記載の中空糸型膜モジュール。