JPH0247929B2

JPH0247929B2 -

Info

Publication number: JPH0247929B2
Application number: JP60170524A
Authority: JP
Inventors: Arekusandaa Sumuuto Maikuru; Uiriamu Baachi Haabaato; Dasu Baruhadora
Original assignee: PPG Industries Inc
Current assignee: PPG Industries Inc
Priority date: 1984-08-02
Filing date: 1985-08-01
Publication date: 1990-10-23
Also published as: EP0170215A2; CA1258435A; EP0170215A3; JPS6142306A

Description

【発明の詳細な説明】

「産業上の利用分野」本発明は流体分配組立体、カートリツジおよび
流体分離装置に関する。「従来の技術」今日、多くの濾過作用において、膜は流体系の
種々の成分の濾過に利用されている。たとえば膜は、多種類のガス成分を含むガス流
の中で各ガス成分を分離するのに用いられたり、
溶液中の種々の溶解成分をそれぞれに分離するの
に用いられたり、あるいは他のイオンの通過を阻
止している間に溶液中の特定のイオンが膜を選択
的に通過しうるように用いられたりしている。膜
は、またタンパク質、酵素および細胞の固定化に
も非常に広く利用されている。固定化された酵素
は、触媒として化学反応速度を増大させたり、溶
解状態において物質をある形態から他の形態に転
換したりするのに用いられる。膜はさらに、今日の多くの応用例として、膜を
形成する基材（substrate）内で生体細胞を捕え
たり固定化するのにも用いられている。一般に種々のタイプの膜が前記目的のために使
用されている。電気分解の分野では、たとえば、
アルカリ金属イオンに対して選択的浸透性
（selectively permeable）のあるポリマーシート
膜が用いられている。多孔性のガラスビーズはま
た、化学反応で用いるために酵素を固定する目的
で、多くのプロセスにおいて用いられている。ま
た、有機繊維も、たとえば血液の透析などに数多
く使用されている。これらの有機繊維は中空およ
び多孔質の形態で用いられており、浄化すべき物
質、たとえば血液は中空有機繊維の中を通過しつ
つ、酸素が高められ、老廃物質が孔を通つて出る
ことによつて浄化される。無機材料は、一般にいわれているように、不活
性で、組成にもよるが、耐アルカリ性または耐酸
性を有することから、膜として使用することに特
に関心がもたれている。そのような特質は無機材
料を、酸性またはアルカリ性の浄化装置において
有用なものとしている。さらにそうした不活性な
性質は、前記無機材料が細胞、酵素、タンパク質
や被処理液中に存在するであろう微生物などのよ
うな汚染物質に対して反応しないので、細胞や酵
素、タンパク質を固定化するのに有用である。多くの有機材料が次亜塩素酸カルシウム溶液の
ような通常の洗浄剤を用いて洗浄することができ
ないのに対して、無機材料が洗浄または殺菌中に
深刻な損傷を被むることなく、容易に洗浄するこ
とができる。中空ガラスの形態における多孔質無機基材の利
点はつぎの文献に紹介されている。ピー・ダブリ
ユー・マクミラン（Ｐ・Ｗ・McMillan）、シ
ー・イー・マシユーズ（Ｃ・Ｅ・Matthews）、
ザ・ジヤーナル・オブ・マテリアル・サイエンス
（The Journal of Material Science）（11）、
1976年、1187〜1199頁（1976年）。また米国特許
第4042359号には、多孔質ガラスチユーブで作ら
れた装置が示されている。それらの装置は独立し
たチユーブを使用しており、それぞれのチユーブ
が互いに分離され各端部で抱束されているので、
リアクタの容量が制限されることは明白である。それゆえ、無機基材が商業ベースのリアクタに
おける逆浸透、限外濾過、タンパク質および細胞
の固定化その他それらに類するプロセスに効果的
に用いられるには、処理過程で用いられる多数の
多孔質ガラス繊維を備える必要がある。〔発明の解決しようとする問題点〕本発明はかかる必要性に応えるべく提供された
もので、分離処理や固定化処理に効果的に使用す
ることができる繊維ガラスを含む新規なカートリ
ツジおよびリアクタに関する。分離または固定化
ユニツト（以下、リアクタという）は酵素、タン
パク質、細胞の固定化用だけでなく、限外濾過、
逆浸透、マイクロフイルトレーシヨン用に適する
ようにつくることができる。カートリツジおよびリアクタはコンパクトで小
さな横断面積の中に大量のガラス繊維を保持しう
るよう設計されている。それらはまた洗浄するの
に適しており、カートリツジを、特別の用途に望
まれる物理的特性を有する繊維を与えるべく、リ
アクタに挿入する前に処理することが可能にされ
ている。〔問題点を解決するための手段〕本発明においては、カートリツジまたはモジユ
ールは、流体分配チユーブ、好ましくはそれを取
り囲む流体浸透性の膜を有する流体分配チユーブ
を備えている。好ましい構成例では、ガラス繊
維、ガラス繊維ストランドまたはガラス繊維ロー
ビングの層が、流体浸透性膜の上に、または流体
分配チユーブ自体上に、繊維、ストランドまたは
ロービングが流体分配チユーブの長軸に平行とな
るように配置される。流体浸透性材料の第２層は前記ガラス繊維、ス
トランドまたはロービングの上に置かれる。カー
トリツジは、繊維、ストランドまたはロービング
の層と流体浸透性材料の層とを、好ましくはカー
トリツジの外層とともに流体浸透性材料となりか
つガラス繊維、ストランドまたはロービングが所
望の数になるまで交互に重ねることによつて完成
される。ガラス繊維、ストランドまたはロービン
グおよび流体浸透層は、分配チユーブに、その上
端と下端を適当な成形材料、たとえば触媒作用ま
たは熱硬化により硬化しうる樹脂を注型すること
により成形される単一のモジユールやカートリツ
ジに取りつけられる。また本発明の別の実施態様では、流体分離装置
または固定化リアクタは、一般に頂部と底部と側
壁とで囲まれた容器を備えている。容器へ流体を
導く手段が設けられ、また容器から流体を除去す
る手段も設けられている。前記最初に記載したカートリツジは容器の中に
取りつけられる。容器の外部からカートリツジの
内部へ流体を通す手段も設けられている。容器は
またカバーの所にシール手段が設けられ、さらに
流体導入手段から離れた側のカートリツジの端部
において容器の壁に対しカートリツジをシールす
る手段が設けられる。本発明の種々の構成例は、以下の説明を考慮す
ることにより明らかになるであろう。〔実施例〕第１図は本発明で好適に用いられるマツトの構
造の平面図、第２図は第１図に示されるマツトに
おける−線横断面図、第３図は本発明のカー
トリツジの概略縦断面図、第４図は第３図に示さ
れるカートリツジを備えた本発明のリアクタの概
略縦断面図、第５図は実施例３における塩排除率
の試験結果を示すグラフである。つぎに図面に基づき、まず第１図および第２図
について説明する。ここでは、本発明のカートリ
ツジおよびリアクタで用いられる、ガラス繊維ス
トランドを使用したマツトの実施例が説明され
る。ストランドを構成する繊維はガラス製である。
本実施例においては、ガラス繊維は中空である。
それは多孔質だけのものでもよく多孔質で中空の
ものでもよい。またこれらの３つの形態の全てま
たは２つの組合せでもよく、それらはいずれも本
発明の範囲内に含まれる。同様に、第１〜２図中
では中空のガラス繊維のストランドが用いられて
いるが、マツトはストランドに代えてガラス繊
維、ストランドおよびロービングのグループの２
以上の組合せや独立したガラス繊維またはロービ
ングからつくることができる。第１図において、平坦な流体浸透性シート１
は、該浸透性シート１の両端縁１ｃ，１ｄに平行
に整列され、浸透性シート１の表面に互いに平行
に固定された多数の中空ガラス繊維ストランド７
上に配置されている。浸透性シート１の長手方向
に沿つて伸び、かつその両端縁１ａ，１ｂに沿つ
て平行に２本の接着ストリツプまたはリボン３，
４が設けられている。ストリツプまたはリボン
３，４はストランド７を、たがいに固定し平行に
整列された状態に保つのに充分な深さと幅を有す
る接着性材料から形成されている。ストリツプ３，４または第３図に示される形状
のカートリツジにマツトを注型成形する間、繊維
の間に樹脂材料が入るのを妨げる。ストリツプ
３，４はまたストランド７を浸透性シート１に結
合する。第２図は、ストランド７を形成する中空繊維２
を示す、第１図の−線断面図の拡大図であ
る。第２図に示すごとく中空ガラス繊維２は繊維
２の長手方向に伸びる内腔（lumen）５を有して
いる。第２図中に示されているようにストランド
７は浸透性シート１の表面で用いいられているの
で、多数の中空繊維２（７本図示されている）は
互いにストランド７内で平行に配置されている。
第２図にはまた、第２の流体浸透性シート６が示
されている。これは短い幅を有するもので浸透性
シート１に固定されたストランド７の最初の数列
の上に載せられている。浸透性シート６の目的はマツトの一端において
浸透性膜を提供するにある。それによつて分配チ
ユーブを通つて流体が導かれる濾過装置や透析シ
ステムで使用されるカートリツジ中において役立
たせられる。浸透性シート６は、本発明のカート
リツジ中で流体分配器のまわりに巻きつけられた
マツトが、流体流の力が加わることによつて損傷
することからストランドの最初の層を保護する。ここで用いられる流体浸透性シートは、流体が
液体であつても気体であつてもその表面を流体の
流れが通過し、流体の攻撃に対して耐久性を有す
る織布マツトまたは不織布マツト、織物、紙その
他これに類似するものであれば、どのような形態
のものも意味するように意図されている。そのよ
うな材料としては、ガラス単繊維マツト、ペーパ
ーマツト、ポリエステル繊維マツト、織布；また
は合成繊維、ガラス、木綿またはこれに類するも
ので作られた織布またはニツト編布などが用いら
れる。流体浸透性シートとして用いられる材料を
選択するばあいの重要な要素としては、流体浸透
性シートに取りつけられる繊維、ストランドおよ
びロービングを保持し、その中を流体が自由に通
過しうるように構成されていることがあげられ
る。シートの主たる目的は流体の流れの力によつ
惹き起される損傷から、また使用中にマツトが巻
きつけられたり押しつけられたりする表面やそれ
ら相互の磨減から、繊維やストランド、ロービン
グを保護することにある。ストリツプ３，４として利用される材料として
は、ホツトメルト型の熱可塑性樹脂または熱硬化
性樹脂がある。ホツトメルト型熱可塑性樹脂の例
としては、酢酸ビニルのホモポリマーまたはコポ
リマー、アクリレート樹脂類、アクリロニトリル
樹脂類、ポリスルフオン類、ポリアミド類などが
あげられる。熱硬化性樹脂の例としては、無水物
またはアミン硬化性エポキシ樹脂類（anhydride
or amine curable epoxy resins）、ペルオキシ
ド硬化性ポリエステル類、ポリイミド類またはこ
れらのポリマー類の種々のコポリマー類があげら
れる。これらのポリマー類はある種の溶剤に溶解
させることができ、またた触媒とともにチユーブ
の中に入れておくことができる。この触媒は加
熱、酸素、水または種々の環境において活性化さ
れうる。第１図〜第４図に示されたマツトで用いられて
いる中空繊維はガラス繊維であつて、そのガラス
繊維は、流体が繊維の一端から他端へ向けて邪魔
されないで流れるように繊維の一端から他端に向
けて内腔を有するように作製されている。中空繊
維の便利な製造法は本出願人の米国特許第
3268313号明細書に詳述されている。また使用し
うる特別なガラス繊維は米国特許第3510393号明
細書に詳述されている。繊維を形成するガラスの組成は、本発明に関す
る限りは、とくに重要ではなく、前記米国特許明
細書に詳述されているような中空構造に引き抜き
うるガラス繊維を作るための適当な組成であれば
どのような組成でもよい。この目的に使用しうる
代表的なガラスとしては、たとえばＥガラスまた
は621ガラスおよび（または）ガラス組成物を基
準としてB₂O₃を８〜28重量％含有するホウ珪酸
ガラスがある。これらのタイプのガラスは米国特
許第2106744号明細書、同第2334961号明細書、同
第2571074号明細書、同第3650721号明細書に記載
されている。米国特許第3847626号明細書および
1983年12月19日付で出願した係属中の特許出願第
562945号明細書に記載されているフツ素もホウ素
を含んでいないガラスと同様に米国特許第
4166747号明細書に記載されているごときB₂O₃の
含有量の小さいガラスも使用することができる。以上の実施例においては、多孔質のガラス繊維
が用いられている。ガラス繊維に孔を設けること
は、業界でよく知られている幾つかの技術を使用
することによつて達成しうる。たとえば、ホウ珪
酸ガラスの処理では、代表的には鉱酸で処理した
のちガラスを一定時間熱処理してホウ珪酸に富ん
だ相（phase）をリーチング（leachout）させ、
特定な直径の孔が作られる。このシステムはガラ
ス粒子に関連して本出願人の米国特許第3630700
号明細書に記載されている。しかしこのシステム
はガラス繊維を含む処理にも適用される。本出願
人の米国特許第3650721号明細書には、類似の熱
処理をしたのち酸を浸出させて多孔質にされたホ
ウ素含有ガラスの繊維の処理システムが示されて
いる。ガラス繊維を多孔質にする類似の処理方法
は米国特許第4042359号明細書にも記載されてい
る。これらの特許明細書において開示されている
原理により、中実または中空のガラス繊維を多孔
質にする処理が可能である。中空繊維のばあい、
所望ならば、リーチングは充分な時間行なわれ、
中空繊維の内腔と連通される。孔を生ぜしめる繊
維の処理は、繊維、ストランドまたはロービング
の形態でも可能であり、また繊維やストランド、
ロービングがマツト状になつた形態でも可能であ
る。繊維に孔を生ぜしめるのはマツト状にした後
の方が好ましく、第３図に示されるごときカート
リツジ状にした後の方が最も好ましい。第３図には本発明のカートリツジが示されてい
る。第１図のマツトの組立体における中空ストラ
ンド７は、流体分離システムに用いることができ
るカートリツジに垂直に整列せられている。カートリツジは上部ケーシングメンバー１０を
有し、そこにストランド７および流体浸透性シー
ト１，６が注型成形されている。接着性バイヤー
であるストリツプ３はちようどケーシングメンバ
ー１０の直下に位置されている。同様に、中空ス
トランド７は下部ケーシングメンバー１１に注型
成形されており、接着性バリヤーであるストリツ
プ４がケーシングメンバー１１の直上に配置され
ている。このストリツプ４はメンバー１１を注型
成形するあいだ繊維の内部に樹脂が混入して芯を
形成するのを防止するのに役立つ。第３図に示す
内腔５は概略的に示されているが、それがストラ
ンド７に含まれるそれぞれの繊維の内腔を表わし
ていることは容易に理解されよう。流体浸透性シート６は符号１２で示される分配
チユーブのまわりに巻きつけられている。分配チ
ユーブ１２の中空ストランド７を含むカートリツ
ジに関連してカートリツジの中心に配置され、カ
ートリツジの頂部を形成するケーシングメンバー
１０の内部まで伸びている。分配チユーブ１２の
他端１４は下部ケーシングメンバー１１に埋め込
まれている。第３図から容易に理解されるように、第２浸透
性シート６は分配チユーブ１２のまわりに完全に
巻きつけられており、つづいて中空ストランド７
の層と浸透性シート１の層とが交互に設けられて
いる。そしてマツト状の中空ストランド７が連続
的に分配チユーブ１２のまわりを取り巻いてい
る。薄いプラスチツクシート１６がカートリツジ
の頂部でカラー１３のまわりに設けられている。流体分離装置の運転において、第４図に示す新
規な流体分離装置が用いられる。第４図に示す液
体分離装置は、流体入口ライン２１、流体出口ラ
イン２２およびそれらに組合わされたカバーメン
バー２３を有する筒状のケーシング２０を備えて
いる。カバーメンバー２３は、溝２４と適当なガ
スケツテイングＯリング２５とを用いてケーシン
グ２０の側壁に対してケーシング２０の頂部でシ
ールされている。底部では、カートリツジ自体が
有する溝２６とその中に取りつけられたＯリング
２７とを備え、カートリツジのケーシング底部を
分離ユニツトの壁に対しシールするようにしてい
る。第４図に示される実施態様では、ストランド７
を形成するガラス繊維は内腔を有するのと共に孔
を有している。流体は入口ライン２１から分配チ
ユーブ１２へ供給され、分配チユーブ１２の開口
２８を通つて矢印で示されるように通過し、つい
で多孔質中空ストランド７の繊維の壁を通り抜け
る。ストランド７を構成するガラス繊維の壁を通
り抜ける物質は、ストランド７中の中空繊維の内
腔５を通り、樹脂製の下部ケーシングメンバー１
１の端部から出ていく。分配チユーブ１２のカラ
ー１４はメンバー１１に埋め込まれているので、
入口ライン２１から入つてきた流体は、システム
から出るためには開口２８を通つて出ていくしか
ない。ストランド７の中空繊維の内腔５を流下し
なかつた流体は、ストランド７を収容するカート
リツジの外側へ通り抜け、ケーシング２０の壁と
カートリツジを形成しているストラツド７の外側
との間を通り、出口ライン２２へ向けて上昇し、
システムから外へ出される。本発明のカートリツジで使用される多孔質ガラ
ス繊維を作る際、種々の方法を用いることができ
る。もしマツト中のガラス繊維、ストランドまた
はロービングがＥガラスまたは621ガラスで作ら
れているばあい、マツトは第３図に示されるごと
きカートリツジに用いることができる。このばあ
い、カートリツジは第４図に示されるごときユニ
ツトとして配置することができる。入口ライン２１はキヤツプが被せられ、排出口
３３には栓が詰められる。容器２０内の上部ケー
シングメンバー１０のところまで3H−HClを満
たし、0.5〜５時間、40〜95℃に保つ。ついで容
器内を空にし、蒸留水をどつと流し込んで、使用
に供される。ガラス繊維ストランド７をリーチングしている
間ストランドが縮む傾向にあるので、分配チユー
ブ１２のカラーのまわりにプラスチツクフイルム
またはシート１６を設けることは重要な配慮事項
である。このフイルムは薄いマイラー３（Mylar
３）またはポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ
エチレンテレフタレート、テフロン３（Teflon
３）などのプラスチツク材料で作られており、上
部ケーシングメンバー１０をストランド７の縮み
にしたがつて下方に動くことを可能にし、ストラ
ンドが破れることを最小限度におさえている。Ｅガラスまたは621ガラスを用いる他の方法で
は、マツトは第３図に示されるカートリツジ状
に、また第４図に示されるごとき容器に取りつけ
られる。この方法では、代表的には3N−HClの
ようなリーチング用の酸を入口ライン２１から入
れ、出口ライン２２から取り出してマツトをリー
チングする。あるいは、リーチング用の酸を出口
ライン２２から入れ、入口ライン２１から出すよ
うにしてもよい。このリーチング液は、代表的に
は0.5〜５時間、40〜95℃の温度で巡環される。ホウ素含有量の高いガラスを処理するばあい
は、マツトは熱処理され、ガラスの相分離を起こ
させる。これは、マツトを充分な時間オーブン中
で200〜750℃の温度におき、ガラス中にシリカに
富む相とホウ珪酸塩に富む相を形成させることに
よつて行なわれる。これは５分から24時間の間で
行なうことができる。接着剤はオーブンの温度に
耐えられないので、接着性ストリツプ３，４を、
相分離させたマツトのリーチング前に再度取りつ
ける必要がある。好ましくは、マツトの相分離が
行なわれた後、第３図に示されるごときカートリ
ツジに形成し、または第４図に示すリアクタに類
似のリアクタに取りつける。一旦マツトが第４図
に示されるごとき容器に入れられたばあいでも、
Ｅガラスまたは621ガラスについての前記方法と
同様の方法でリーチングすることができる。ガラ
ス繊維ストランドまたはロービングの熱処理はマ
ツトに形成する前でも、またマツトに形成した後
でもできる。用いる酸は代表的には１〜６規定のHCl、
H₂SO₄、H₂NO₃のような無機鉱酸が使用される。
クエン酸のごとき強有機酸も使用することができ
るが、鉱酸の方がより好ましい。もし望むならば、相分離されたホウ珪酸ガラス
と同様にＥガラスまたは621ガラスのマツトも酸
処理して浸出させることができる。そのばあいカ
ートリツジの処理で示される時間と温度で処理さ
れる限り、カートリツジの形態よりマツトの形態
で行なうのが好ましい。つぎにロービング状の中空ガラス繊維で第１図
に類似するマツトを組立てるのに使われる方法を
説明する。実施例１第１図に示すマツトと同様のマツトはつぎのよ
うにして作られる。中空ガラス繊維ストランドは米国特許第
3268313号明細書記載の方法によつて作られ、ド
ラムに巻き取られたロービングのパツケージ中に
含まれている。使用されるドラムはオハイオ州、
クリーブランドのシー・エー・リツツラー社（C.
A.Litzler Co.）製である。それは48インチの幅
と48インチの直径を有している。巻取りに先立つ
て、汚れのないポリプロピレンシートがドラムの
表面に巻きつけられる。これは後から用いられる
接着剤がワインダにくつつかないようにするため
である。流体浸透性の10ミル（mil）のポリエス
テルのサーフエースマツト〔デユボン社のリーメ
イ３（Reemay３）〕、ポリプロピレンシートの上
からドラムワインダに巻きつけられる。多孔質ポ
リエステルマツトは巻きとられるガラスロービン
グの支持裏張り（support backing）を形成す
る。２％のエポキシサイズ剤を有するＥガラス繊維
を含むロービングがマツト用繊維を供給するため
に用いられる。ロービングは40本のストランドか
らなり、各ストランドはほぼ12ミクロンの外径と
６ミクロンの内径を有する。102本の独立した中
空繊維からなる。ロービングがドラム上に巻きつけられると、そ
の結果ロービングはインチ当り14本、ストランド
がインチ当り560本、繊維はインチ当り57120本と
なる。ロービングはドラム上に連続的に全般にた
がいに平行にドラムをおおうまで巻きつけられ
る。えられるマツトはドラム上で13インチ毎に計
測せられ、マークをつけられる。それぞれのマツ
トのセクシヨンは13インチ×44インチの大きさの
ピース（Pieces）からえられる（２インチ分はド
ラムの両端で失われる）。マツトをカツテイング
し、ドラムから取外す前に、接着性ストリツプ
３，４が塗布される。このばあい、オハイオ州コ
ロンブスのフランクリンケミカル社（Franklin
Chemical）製の接着剤（contact cement）が用
いられる。２本の１／２インチの接着ライン（adhesive
lines）であるストリツプはそれぞれのマツトの
ピースに塗布される。１本のストリツプは１つの
端から１インチ離して接着され、他方のストリツ
プは他端から２1/2インチ離して接着される。接
着性ストリツプは繊維の方向に直角に伸びてお
り、それは樹脂の内部への混合を抑制するのに役
立つのと共に、繊維相互の結合とポリエステル製
の流体浸透性シートとの結合の双方に役立つ。一
旦接着剤が乾けば、ブランケツト（blanket）が
マツト中のある１カ所で切断され、ドラムワイン
ダからマツトが取り外される。ブランケツトはカ
ツテイングテーブルの上に置かれ、13インチ×22
インチの中空繊維マツトが適当な長さに切断され
る。このような方法により作られたマツトは、直
径が２インチのモジユールまたは第３図に示され
るようなカートリツジに用いるときき、370486本
の中空繊維を有するカートリツジに利用すること
ができる。実施例２第３図のごときカートリツジはつぎのようにし
て作られる。流体浸透性膜は、この例では、リー
メイ３（Reemay３）のポリエステルシートであ
り、それが分配チユーブのまわりを包んでいる。
分配チユーブはガラス繊維強化ポリエステル樹脂
製であり、流体を通すため孔が開けられた長さが
８〜９インチの管部分を有する長さが121/2イン
チのチユーブである。ガラス繊維のサイドが浸透性シートに向いてい
るガラス繊維を有する第１図のマツトは分配チユ
ーブ上に巻きつけられており、マツトの全体が、
最外層に浸透性シートが位置するようになるま
で、ガラス繊維ストランドの層と流体浸透シート
層が交互になるように巻きつけられる。マイラー
３フイルムはマツトのまわりに巻きつけられてお
り、取り扱い中巻かれた状態から開かないように
本来あるべき位置にとじ合せられている。コパー
ズ（Koppers）1060−５ポリエステル樹脂と炭酸
カルシウムとの50／50（重量％）混合物がウイ
コ・ケミカル社（Witco Chemical Co）のハイ
ポイント（Hi−Point）90触媒1.5ミリリツターと
ともにライトニンミキサー（Lightnin mixer）
に加え１分間混合して調製される。センタピンと
該センタピンの基部のまわりに等距離離れて配置
された４個の１／８インチのくぼみとを有するダ
イを備えた直径２インチのモールドが使用され
る。樹脂混合物はモールドの中にダイの床から
１／８インチの深さの所まで流し込まれる。カー
トリツジのセンタチユーブはピンの上に位置さ
れ、ダイの部分に押し込まれ、樹脂がキユアされ
る。成形の第１段階におけるキユアが完了したの
ち、カートリツジはモールドから取り出される
と、底部に４個の１／８インチの足ができる。樹脂混合物は、200ｇのエポキシ樹脂（エポン
828シエル化学社製）、170ｇのポリアミド樹脂
（チバガイギー社製のハイ906（Hy906））、41.2ｇ
のCaCO₃フイラーおよび1.2ｇのDY062促進剤
（accelerator）（チバガイギー社製）を使用して
調製される。２つの樹脂とフイラーとが約54.4℃
（130〓）で加熱される。樹脂はライトニンミキサ
ーを使つて約５分間互いに混合され、ペーストが
CaCO₃と小量の樹脂混合物から作られる。つい
で残りの樹脂が加えられ、促進剤を含む全ての成
分が５分間互いに混合される。モールドは２インチの高さと２インチの直径を
有する平底シリンダで、その内部のまわりで底か
ら１インチの高さの所に１／８インチの肩部が設
けられており、93.3℃（200〓）まで加熱される。
樹脂は54.4℃（130〓）に維持される。樹脂を保持する容器は、真空チヤンバ内に置か
れ、27インチHgの真空下に15分間置かれる。つ
いで樹脂容器を離脱させる。カートリツジとモー
ルドをともに真空チヤンバ内に置き、27インチ
Hgの真空に10分間吸引される。供給チユーブは樹脂容器の中に置かれ、カート
リツジを保持する真空チヤンバ内のバルブに連結
される。バルブはチユーブと連通されており、成
形空間上に位置しており、樹脂はモールドの注入
線（fill line）までモールドチヤンバ内に排出さ
れる。注入線までモールドを満たしたのち、モー
ルドとカートリツジはチヤンバーから取り出さ
れ、オーブンで93.3℃（200〓）で２時間、さら
に、148.8℃（300〓）で４時間加熱して硬化させ
る。硬化したのち、第１次成形品は切り離されて
中空繊維がむき出しにされ、擦つてルーズな粒子
および維維を分離することにより、表面を清浄化
する。カートリツジを逆さにして、他端を直径が1.75
インチ、高さが1.25インチの平底を有するモール
ド中に置く。カートリツジはモールドの底部から
13／16インチの所に保持され、エポン828とバー
サミド140（Versamid140、ヘンケル（Henkel）
社製）の50／50（重量％）の混合物をモールドに
注入し、93.3℃（200〓）で６時間加熱して硬化
させる。それにより繊維の端部がシールされカー
トリツジの上部が形成される。実施例３第３図に示される形態で、実施例２に詳述され
たように調合されたカートリツジが第４図に示さ
れるごときタイプの圧力容器内に配置され、アク
リル樹脂によつて成形された。モジユールは、チ
ユーブ２１を通りストランド７と出口チユーブ２
２を横切つて連続的に流れる3N−HClによつて、
50℃で１時間リーチングされる。１時間のリーチ
ングの後、モジユールは蒸留水ですすがれた。
0.5％NaCl溶液がリーチングされたモジユールに
150時間以上通され、塩排除率（percent salt
rejection）とシステム中の流量が計測された。
その結果を第５図に示す。第５図中、黒四角は圧
力400psiでの流量、黒丸は圧力400psiでの塩排除
率をそれぞれ示す。実施例４第３図に示される形態のカートリツジを実施例
２で説明したようにして作り、また第４図に表わ
されているタイプのリアクタに取りつけた。モジ
ユールは、実施例３と同様の処置により、50℃で
１時間、3N−HClでリーチングした。モジユー
ルは蒸留水ですすがれたのち、種々の圧力下で水
中濃度が0.5％と0.3％のNaClを用いて、塩排除率
の試験を行なつた。加えた圧力と排除率の試験結
果と流量とを第１表に示す。

〔発明の効果〕

本発明にかかわるマツト、カートリツジおよび
リアクタは濾過作用に利用できる多数の繊維を備
えた、広範な流体システムに適用できる利用価値
の高い分離システムを提供することができる。同様の方法でカートリツジおよびリアクタは酵
素、細胞およびタンパク質をモジユール内の多孔
質ガラスの孔中に捕捉することにも利用すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明で用いられるマツトの構造の平
面図、第２図は第１図に示されたマツトにおける
−線横断面図、第３図は本発明にかかわるカ
ートリツジの断面図、第４図は第３図に示された
カートリツジを備えた本発明のリアクタの断面
図、第５図は実施例３における塩排除試験の結果
を示すグラフである。図面の主要符号、１……流体浸透性シート、２
……中空ガラス繊維、３，４……ストリツプ、５
……内腔、６……第２の流体浸透性シート、７…
…ストランド、１０……上部メンバー、１１……
下部メンバー、１２……流体分配チユーブ、２０
……ケーシング、２１……入口、２２……出口。

Claims

【特許請求の範囲】１多数の開口をその長手方向に沿つて有する長
いチユーブとマツトとを有し、該マツトが、マツ
トの面積を定める流体浸透性シートと、マツトの
両端の間に並列にかつ他の両端に対しほぼ直角に
並べてマツトに取りつけられた多数の流体浸透性
中空ガラス繊維と、前記中空繊維の両端の内側寄
りでありかつその間に流体浸透性中空ガラス繊維
が配列されているマツトの両端の近傍に設けられ
ており、しかも流体浸透性中空ガラス繊維を互い
にかつマツトに対し取りつける２本の接着性のス
トリツプと、前記他の両端の一方の内側寄りにあ
る多数の流体浸透性中空ガラス繊維を覆いかつ前
記長いチユーブの円周と同じかまたは少し大きい
幅の流体浸透性シートのストリツプとを備えてお
り、前記チユーブに前記浸透性ストリツプとそれ
に組み合わされているマツトを取り囲むように巻
きつけることにより、前記チユーブが浸透性シー
トで覆われ、ついで浸透性中空ガラス繊維層と浸
透性シート層の連続層で覆われ、かつ前記浸透性
中空ガラス繊維が互いに、かつチユーブに対し平
行に配置されてなる流体分離モジユール用の流体
分配組立体。２前記中空ガラス繊維がロービングおよび（ま
たは）ストランドの形態である特許請求の範囲第
１項記載の組立体。３前記中空繊維が多孔質である特許請求の範囲
第１項記載の組立体。４前記中空繊維が多孔質である特許請求の範囲
第２項記載の組立体。５流体分離システム用のカートリツジであつ
て、内部に開口を有する固体の上部メンバーと、一
端で前記開口を通つて前記カートリツジの長軸に
沿つて延び、かつ長手方向に沿つて多数の開口を
有し、さらに他端において固体の下部メンバーに
埋め込まれ密閉された流体分配チユーブと、前記上部メンバーの長さの全体にわたつて前記
チユーブのまわりに位置された応力軽減部材と、流体分配チユーブの表面からカートリツジの外
側に向けて流体浸透性シートと流体浸透性ガラス
繊維の層を交互に連続的に巻いて、前記分配チユ
ーブのまわりに固定して取りつけられた多数の流
体浸透性ガラス繊維を有する流体浸透性シートの
マツトとを備えており、前記ガラス繊維が互い
に、かつ分配チユーブに対し平行に配置され、前
記上部メンバー中にその上表面の少し下まで埋め
られ、かつ前記下部メンバー中に埋められその下
表面で終つているカートリツジ。６前記ガラス繊維がロービングの形態である特
許請求の範囲第５項記載のカートリツジ。７前記ガラス繊維が中空である特許請求の範囲
第５項記載のカートリツジ。８前記ガラス繊維が多孔質である特許請求の範
囲第５項記載のカートリツジ。９前記ガラス繊維が中空でかつ多孔質である特
許請求の範囲第５項記載のカートリツジ。１０前記ガラス繊維が中空である特許請求の範
囲第６項記載のカートリツジ。１１前記ガラス繊維が多孔質である特許請求の
範囲第６項記載のカートリツジ。１２前記ガラス繊維が中空でかつ多孔質である
特許請求の範囲第６項記載のカートリツジ。１３前記ガラス繊維がストランドの形態である
特許請求の範囲第５項記載のカートリツジ。１４前記ガラス繊維が多孔質である特許請求の
範囲第１３項記載のカートリツジ。１５前記ガラス繊維が中空である特許請求の範
囲第１３項記載のカートリツジ。１６前記ガラス繊維が中空でかつ多孔質である
特許請求の範囲第１３項記載のカートリツジ。１７頂部、底部および側壁を有する圧力容器
と、容器に流体を導入する手段と、容器から流体を除去する少なくとも１つの手段
と、容器内に壁から離れて配置されているカートリ
ツジと、容器壁に対してカートリツジの下部メンバーを
シールする手段と、容器の流体導入手段からカートリツジの分配チ
ユーブに流体を導入する手段からなり、前記カートリツジが、内部に開口を有する固体の上部メンバーと、一端で前記開口を通つて前記カートリツジの長
軸に沿つて延び、長手方向に沿つて多数の開口を
有し、さらに他端において固体の下部メンバーに
埋め込まれ密閉された流体分配チユーブと、前記上部メンバーの長さ全体にわたつて前記チ
ユーブのまわりに位置された応力軽減部材と、流体浸透性シートおよび平行に配置された流体
浸透性ガラス繊維の層であつて前記分配チユーブ
のまわりに配置されている連続層とを有し、前記
ガラス繊維が互いに、かつ分配チユーブに対し平
行に配置され、前記上部メンバー中にその上表面
の少し下まで埋められ、かつ前記下部メンバー中
に埋められその下表面で終つている流体分離装
置。１８前記ガラス繊維がロービングの形態である
特許請求の範囲第１７項記載の分離装置。１９前記ガラス繊維がストランドの形態である
特許請求の範囲第１７項記載の分離装置。２０前記ガラス繊維が多孔質である特許請求の
範囲第１８項記載の分離装置。２１前記ガラス繊維が中空である特許請求の範
囲第１８項記載の分離装置。２２前記ガラス繊維が中空でかつ多孔質である
特許請求の範囲第１８項記載の分離装置。２３前記ガラス繊維が多孔質である特許請求の
範囲第１９項記載の分離装置。２４前記ガラス繊維が中空である特許請求の範
囲第１９項記載の分離装置。２５前記ガラス繊維が中空でかつ多孔質である
特許請求の範囲第１９項記載の分離装置。