JPH02174916A - 中空糸状限外濾過膜束の製造法 - 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） 本発明は、流体濾通装置に用いられる中空糸状限外−過
膜束の製造法に関し、特に中空糸状限外濾過膜の端部を
熱溶融接着する方法に関する。

（従来の技術） チューブ束の端部を、熱溶融接着する技術としては、特
公昭４６−４２２８号公報に記載されているように、束
ねたチューブの内外に圧力差をつけて熱溶融接着する方
法がある。この方法は、チューブ自体が熱溶融し、相互
に接着するので、収束性にすぐれた強固な接着が得られ
る。一方。

半透過膜からなる中空糸束の端部接着においては、有効
膜面積を最大にとるために、中空糸間にある程度の間隙
をもたせ、中空糸間にまんべんなく液体が流れるよう配
慮されなければならない。

したがって、上記チューブ束の熱溶融接着方法を中空糸
状膜にそのまま採用すると、中空糸間に液が流れにくい
収束性の強い束となり、：６Ｍ過効率の低下を招く。

（発明が解決しようとする課題） 本発明は、中空糸間に適度の間隙をもたせたまま中空糸
束を形成する、中空糸状限外濾過膜束の端部接着方法を
提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 本発明は、熱可塑性樹脂からなる中空糸状限外濾過膜の
一端外周部を、上記熱可塑性樹脂の融点の５０〜２００
％の融点を有する熱可塑性樹脂からなるキャップ状物で
覆い、上記限外濾過膜素材の融点以上の温度で該端部を
加熱しつつ、他端から中空部へ気体を導入し、隣接する
端部相互を熱溶融接着することを第１の特徴とする。

また、本発明は、キャップ状物で覆われた端部な、限外
濾過ｌＦＱ素材の融点の５０〜２００％の融点を有する
熱可塑性樹脂からなるスリーブ内に挿入したのち、気体
を導入しつつ加熱して、隣接する端部相互および端部と
スリーブを熱溶融接着することを第２の特徴とする。

（作用） 以下、本発明の特徴をその作用と共に具体的に説明する
。

本発明でいう中空糸状限外＋２ｉ通膜は、平均孔径が０
．０５μｍ未満、好ましくは０．０１μｍ以下の膜で、
外径８ｍｍ以下、望ましくは２ｍｍ以下で、膜厚が５μ
ｍ以上、望ましくは３０〜５００μｍのものが通してお
り、膜の空隙率は３０〜９０％、特に５０〜８５％が好
適である。ここでいう空隙率（Ｐｒ）とは、ごく−数的
に用いられている意味と同じであり、次式で定義される
。

Ｐｒ＝　（１−Ｐｂ／Ｐａ）Ｘ１００　（％）ここで、
Ｐａは空隙を有さない膜素材の密度、ｐｂは膜の重量を
その壁膜の体積で割った値である。膜の孔径はＡＳＴＭ
　　Ｆ３１６−７０で測定した。

また、中空糸膜を構成する熱可塑性樹脂としては、ＦＥ
Ｐ　（テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピ
レン共重合樹脂）、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレン−
パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合樹脂）、Ｅ
ＴＦＥ（エチレン−テトラフルオロエチレン共重合樹脂
）、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）等のフッ素樹脂
；ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン；
ポリ塩化ビニル；ポリアミド；ポリエステル；ポリスル
ホン；ポリエーテルスルホン、ＰＥＥに（ポリエーテル
エーテルケトン）等を挙げることができる。

キャップ状物及びスリーブを構成する熱可塑性樹脂とし
ては、中空糸状ＩＩｉ素村の融点の５０〜２００％、好
ましくは８０〜１５０％の融点を有する熱可塑性樹脂で
あれば使用できるが、中空糸状膜素材と同一素材である
か、または融点がほぼ同じであればより好ましい。キャ
ップ状物等の融点が５０〜２００％の範囲外になると、
中空糸膜との物性が違いすぎて、シールが不十分となる
。

ここでいう融点とは、結晶性樹脂の場合は融点を、非品
性樹脂の場合はガラス転移点をいう。使用される上記熱
可塑性樹脂としては、例えば、ＦＥＰ（融点２５０〜２
９５℃）；ＰＦＡ（融点３０２〜３１０℃）；ＥＴＦＥ
（融点２７０℃）；ポリエチレン（融点１０８〜１３５
℃）；ポリスルホン（ガラス転移点１９０℃）等が挙げ
られる。

本発明の製造法は、まず、熱溶融接着を行おうとする中
空糸状膜の端部にキャップ状物をかぶせる。キャップ状
物の長さは５ｍｍ以上必要であり、望ましくは１０〜３
０ｍｍである。キャップ状物のかわりにチューブ状物を
かぶせ、端部を目止めしてもよい。この封止した中空糸
状膜の端部を揃えて束ねる。目止めした側と反対の束の
端部をテープで巻いて締めつけるか、ホットメルト接着
剤などで中空部が閉塞しないように液密的にシールする
。このシール部にガスボンベにつないだチューブを取り
つける。すなわち、チューブを通って流れてくるガスは
中空糸状膜の中空部だけに流れ込むことになる。次に、
束ねた中空糸状膜束の外周部全体にテフロンシールテー
プのようなテープを固く巻きつける。この糸束を加熱炉
に入れ、中空糸状膜の中空部にガスを流して加圧しなが
ら加熱し、中空糸状膜の端部を熱溶融接着する。加熱炉
に入れる前に、キャップ状物で覆われた端部のまわりに
スリーブをかぶせると、端部全体を一気に熱溶融接着す
ることができる。炉内に入れる糸束の長さはキャップ状
物部分プラス５ｍｍ以トが良く、望ましくは１０〜３０
ｍｍである。加熱温度は中空糸状膜素材の融点以上であ
ることが必要であり一望ましくは中空糸状膜素材の融点
より１０〜１００℃高い温度であり、さらに望ましくは
中空系状ｌｌ１２素材の融点より２０〜５０℃高い温度
である。また、加熱時間はキャップのみの場合と、キャ
ップとスリーブを併用した場合で相違するが、２０分〜
１時間が良く、さらには２５〜４０分か望ましい。中空
糸状膜の中空部を加圧する気体の圧力はｊ、ｏｍｒｎＨ
ｇ以上であることが必愛であり、望ましくは３０〜５０
ｒｎｍＨｇである。

また、加Ｉトに使用する気体としては常温の空気、窒素
ガスなどが用いられるが、中空糸状膜との反応などを起
こさないために、不活性の気体であることが望ましい。

膜を劣化させるので、加圧に使用する気体を加熱するこ
とは好ましくない。

以上のようにして端部を熱溶融接着した中空糸状膜の糸
束を徐冷した後、テープを除去し、端部の一部分を切断
し、熱溶融接着部に孔を開［−」する。キャップ状物を
用いて端部を熱溶融接着した束の端部に、さらにスリー
ブをつける場合は、束の外径とスリーブの内径の最大す
き間が０．２ｍｍ以下となるようにセットし、加熱炉内
で素材の融点以上の温度で加熱し、融着させ、徐冷後端
部を開口させる。

同様にして反対側の端部を熱溶融接着し、両端を熱可塑
性樹脂で液密的に熱溶融接着した濾過素子を作成するこ
とができる。ただし、反対側を熱溶融接着する際は既に
片側が液密的に熱溶融接着されているため、ホットメル
ト接着剤などを用いる必要はなく、チューブを熱溶融接
着部にはめてガスを流せばよい。

本発明では、中空糸状膜の端部にギヤ９ブ状物を配置し
たことによって、接着された中空糸１漠束の端部外径の
縮みが防止でき、さらにスリーブを併用することによっ
てケースに装着した際十分な濾液空間を有する濾過素子
が得られる。

（実施例１） ポリスルホンからなる外径１．４ｒｎｒｎ、内径０．８
ｍｍ、長さ３５０ｍｍの中空糸状限外濾過膜（旭化成工
業（株）製、公称分画分子１６０００）の一端に、限外
濾過膜と同一素材からなる長さ６０ｍｍ、外径１．９ｍ
ｍ、内径１．６ｍｍのキャップ状物をすっぽりかぶせ、
それを５０本ひきそろえて束ねたのち、キャップ状物を
かぶせた側の束の端部外周部じテープ（商品名ＮＩＴＯ
ＦＬＯＮ　　ＰＩＰＥＳＥＡＬ）を巻いて束を固定した
。

束のもう一方の端部における中空糸状限外濾過１１Ｑを
液密的に相互に接した状態にするため、上記テープを束
のもう一方の端部に巻いて締め付け、固定した。

次にキャップ状物が装着された側の束の端部の端面に、
２００〜２５５℃の熱風を、キャップ状物相互か溶融し
接着するまで、約ｉｏ分間吹きつけた。熱風発生源とし
て、熱風乾燥器（ＬＥ　Ｘ　５ＴＥＲ製Ｃ）！−６０５
６Ｔｙｐ、８Ｄ１）を用いた。

２５０℃に保たれた円筒状の炉内に、溶融接着したキャ
ップ状物が装着された束の端部を入れ、束のもう一方の
端部開口端から約２０ｍｆｆ１／分の流頃の窒素を導入
しながら、さらに約６分間保持した後、徐冷してテープ
を取除き、＠部が溶融接着された中空糸状限外濾過膜東
を得た。

溶融接着された端部を、端面から約２５ｒｏｍの位置で
ナイフで切断し、限外濾過膜の開［１端を得た。上記と
ほぼ同様な方法で束のもう一方の端部を溶融接着し、開
口させた。

得られた中空糸状限外濾過膜からなる濾過素子−は、溶
融接着部における中空糸状膜束の外周減少（くびれ）が
なく、中空糸状膜がほぼ平行にひきそろえられた状態の
ままで接着固定されていた。

また、端部の開口の径は中空糸状限外濾過膜の内径と同
一であった。

（実施例２） ポリスルホンからなる外径２．０ｍｍ、内径１．１ｒｎ
ｍ、長さ３５０ｒｙｉｍの中空糸状限外濾過膜（ロミコ
ンＪｌ製、ＰＭ−１０公称分画分子琶１ｏｏｏｏ）と、
ポリスルホン製の長さ６０ｍｍ、外径２．４ｍｍ、内径
２．１ｍｍのキャップ状物を用いた以外は、実施例１と
同様の方法で両端部が溶融接着された中空糸状限外濾過
膜束を得た。

実施例１と同じく、溶融接着部における束のくびれはな
かった。また、束の端部を実施例１と同様に一部切断し
て得られる開口の径は、束を形成する中空糸状限外濾過
膜の内径と同一であった。

（実施例３） 実施例１で得られた徐冷後のまだ開口されていない中空
糸状限外濾過膜束の端部を、該限外濾過膜と同一素材か
らなる長さ６０ｍｍ、厚さ７ｍｍの中空円筒状のスリー
ブ内に挿入した。スリーブの内径は、束の外径との最大
すき間が０．２ｍｍ以下となるようにした。

束の端部がスリーブに挿入された状態で、スリーブを炉
内に入れ、テープが巻かれた束のもう一方の端部端面か
ら約２５ｍｊ２７分の流量で窒素を導入しつつ、炉内の
温度を約２５０℃まで昇温した。約８分間保持した後、
徐冷し、スリーブを炉から抜き出した。

得られた中空糸状限外濾過膜束の溶融接着された端部を
、スリーブの端部か６２５ｍｍの位置で切断し、限外濾
過膜の開口端を得た。

上記とほぼ同様な方法で束のもう一方の端部を溶融接着
し、スリーブ付きの端部を得、開口させた。開口の径は
中空糸状限外濾過膜の内径と同一であった。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、熱可塑性樹脂からなる中空糸状限外濾過膜の一端外
   周部を、上記熱可塑性樹脂の融点の５０〜２００％の融
   点を有する熱可塑性樹脂からなるキャップ状物で覆い、
   上記限外濾過膜素材の融点以上の温度で該端部を加熱し
   つつ、他端から中空部へ気体を導入し、隣接する端部相
   互を熱溶融接着することを特徴とする端部が接着された
   中空糸状限外濾過膜束の製造法。 ２、キャップ状物で覆われた端部を、限外濾過膜素材の
   融点の５０〜２００％の融点を有する熱可塑性樹脂から
   なるスリーブ内に挿入したのち、気体を導入しつつ加熱
   して、隣接する端部相互および端部とスリーブを熱溶融
   接着する請求項１記載の中空糸状限外濾過膜束の製造法
   。