JPH04122422A

JPH04122422A - 中空糸型膜モジュールおよびその製造方法

Info

Publication number: JPH04122422A
Application number: JP24495090A
Authority: JP
Inventors: Kazuhisa Kumami; 和久熊見
Original assignee: Daicel Chemical Industries Ltd
Current assignee: Daicel Corp
Priority date: 1990-09-14
Filing date: 1990-09-14
Publication date: 1992-04-22
Anticipated expiration: 2014-06-14
Also published as: JP2904896B2

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】（イ）産業上の利用分野この発明は中空糸型膜モノニールおよびその製造方法に
関するものである。

（ロ）従来の技術従来、一般に、逆浸透法装置、限外ろ過装置あるいは精
密ろ過装置の心臓部である半透膜モジュールは用途に応
じて各種形式のものが用いられている。

その中の１つである中空糸型膜モノニールは、長さＩ　
Ｏ（１−２０００ｍｍ、外径０．０２−３ｍｍ程度で数
十水〜数万本の多数の中空糸からなる中空糸束を含んで
いる。そして、コンパクトであるため各分野で広く用い
られている。

このような中空糸型膜モノニールの中空糸束の端部およ
び膜モノ、−ル用ケースは、一般的にエボキン系接着剤
あるいはウレタン系接着剤によって接着封止されている
。これは、中空糸を１本、１本、機械的な力によって簡
便に封止する方法がないためである。ここで、エボキノ
系接着剤あるいはウレタン系接着剤を用いるのは、無溶
剤型で粘度の低いものを選択することかでき、また、硬
化後の樹脂収縮も比較的小さいからである。

（ハ）発明か解決しようとする課題しかしながら、これらの接着剤は不純物を含んでいたり
、硬化が充分均一に進まなかったりするこ七から、でき
あがった中空糸型膜モジュールを使用すると、ごく微量
ながら不純物か溶出してくる。これを避けるため、あら
かじめ中空糸型膜モノニールを高い温度の水などで洗浄
してから使用する方法か考えられている。ところが、こ
の方法でも、用途によっては不純物低溶出に関するユー
ザーからのきびしい要求に応じるために、かなりきびし
い条件で長時間洗浄しなければならない。

このため、今後さらに不純物低溶出の要求かきびしくな
ることが予想されることから、中空糸型膜モジュールの
新しい中空糸封止方法の開発か期待されている。

また近年、中空糸の材質か多様化しているか、その材質
によってはエボキノ系接着剤あるいはウレタン系接着剤
では接着されにくいものかある。

たとえば、フッ素含有樹脂（ＰＦＡ、、ＰＴＦＥなと）
、ポリオレフィン系樹脂（ＰＥ、ＰＰなと）かそうであ
る。特にフッ素含有樹脂からなる中空糸は、上記接着剤
によっては接着することかはとんと不可能である。

これらの材質による中空糸は、その表面に激しい化学処
理やプラズマなどの処理を施すことにより、接着が可能
である。しかし、このような煩雑な処理方法は工業的に
は困難なこと、中空糸の接着部分のみの表面処理は困難
なことから、一般的には行われていない。

方、上記フッ素含有樹脂などの封止を主な目的として、
中空糸よりも低い融点を有する樹脂を溶かした状態で中
空糸を封止する方法が考えられている。しかし、信頼性
の高い封止を行うためには、樹脂の粘度を下げることか
必要であり、これにはかなり高温の加熱状態で遠心封止
をしなければならない。

また、中空糸の表面の多孔度か大きいものでは、溶融し
た樹脂あるいは接着剤では、樹脂が中空糸の内部まで入
り込んでしまい、封止に失敗することかある。

この発明は上記の実情に鑑みてなされたものであり、接
着剤もしくは溶融した樹脂を用いることなく中空糸端部
の封止をした中空糸型膜モノクールを提供することおよ
びその製造方法を提供することを目的とする。

（ニ）課題を解決するための手段および作用この発明は
、多数の中空糸をほぼ同し長さに束ねてなる中空糸束を
膜モジユール用ケースに装填し、これらの中空糸の両端
部のうち少なくとも一方端部とうじを物理的締め付け手
段で締め付けることにより密着封止してなる中空糸型膜
モノニールである。

すなわち、この発明に係る中空糸型膜モジュールは、中
空糸を構成する中空糸の両端部のうち少なくとも一方端
部どうしを物理的締め付け手段で締め付けることにより
密着封止したことを特徴とする。

ここで、物理的締め付け手段としては、接着を伴わない
物理的な力によって中空糸の端部を締め付ける手段をい
う。たとえば、０リングやテープを機械的な力によって
締め付けたり、熱収縮チューブを用い、熱収縮力によっ
て締め付けたりする手段がある。特に、熱収縮チューブ
を用いると作業効率もよく実用性が高い。また、その熱
収縮チ。

−ブの材質としては、耐熱性、耐薬品性、耐溶剤性など
で高い性能を有するフッ素を含有する樹脂を選ぶのが好
ましい。

熱収縮チューブを用いる中空糸型膜モジュールの製造方
法としては次のような方法が考えられる。

すなわち、中空糸の端部をその中空糸の外径より大きい
（わずかに大きいのが好ましい）内径を有する熱収縮チ
ューブの中に挿入した後、熱を加えることでその熱収縮
デユーを収縮させて、中空糸端部と熱収縮チューブとを
密着させる方法である。

このとき、熱収縮チューブの中空糸とつながっていない
方の端部は、中空糸をつなぎたい部分にあらかじめ差し
込んでおき、熱をかけて熱収縮チューブを収縮させたと
き同時に密着させてつなぎとめることができる。その際
、つなぎたい部分にあらかじめ凹凸をつけておけば、大
きな引っ張り力に対しても熱収縮チューブか抜けること
がなくなる。

膜モジクール用ケースと中空糸との封止についてはとの
ような形態でもよいが、この発明の利点を出すためには
、この部分についても、以下の実施例１〜４のように物
理的な力による封止か望ましい。

この発明でフッ素を含有する樹脂とは、樹脂の分子中の
一部にフッ素基か入っているものを示す。

たとえば、四フッ化エチレン樹脂（Ｐ　Ｔ　Ｆ　Ｂ　）
、四フッ化エチレンーパーフロロアルキルビニルエ−チ
ル共重合樹脂（ＰＦＡ）　、四フッ化エチレン六フッ化
プロピレン共重合樹脂（ＦＥＰ）　、四フフ化工ヂレン
ーエヂレン共重合樹脂（ＥＴＦＢ）、三フッ化塩化エヂ
レン樹脂（Ｐ　ＣＴ　Ｆ　Ｅ　）、フッ化ヒニリデン樹
脂（ＰＶＤＦ）なとがあげられる。

また、この発明における中空糸あるいはブロック体（後
述）の材質はとのようなものでらよい。

たとえば、ポリエーテルサルホン樹脂、ポリサルポン樹
脂、フッ素を含有する樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリ
エチレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル系樹脂
、アクリロニトリル系樹脂なとかあげられる。

この発明で得られる中空糸型膜モノ、−ルは、材質とし
て、耐熱性、耐薬品性、あるいは耐溶剤性のあるものを
選択することで、多くのきびしい条件の要求される用途
に容易に用いられる。たとえば、有機溶剤またはこれを
含有する水溶液の処理、強酸や強アルカリの処理、蒸気
処理または蒸気滅菌、超純水製造などがあげられる。

（ホ）実施例以下、図に示す４つの実施例に基づいて、この発明の詳
細な説明する。なおこの発明は、これらによって限定さ
れるものではない。

実施例１第１図において、膜モジュールＭ１のケース５にフィツ
トし、中空糸２をつなぎ止める中空突き４を有するブロ
ック体１をあらかじめつくっておく。ついで、ブロック
体１に、中空糸２と、中空糸２の外径よりわずかに大き
い内径を有する適当な長さの熱収縮チューブ３とを通す
。そして、熱収縮チューブ３を中空突き４と中空糸２が
つなぎ止められる位置におく。

続いて、これをケース５にＯリング７とともに挿入した
後、もう片端を同様にして熱収縮チューブ３と中空糸２
をブロック体１に入れる。そして、０リング７とともに
キャップ６てシールをし、熱をかけて熱収縮チューブ３
を収縮させることにより、膜モジュールＭ１を完全に封
止した。

ここで、熱収縮チューブ３に熱をかける際、片端ごとに
熱をかけて順次シールしてもよく、両端に同時に熱をか
けて１度にシールしてもよい。また、中空糸２の本数は
数本であってもよく、数千水であってもよい。

実施例２第２図に示すような形のポリエチレン製ブロック体１１
をつくり、内径１．２ｍｍ、外径２．０ｍｍのポリエー
テルサルポン製中空糸１２を２０本、ブロック体１１に
通す。そして、中空糸１２の先端部に内径２　、３　ｍ
　ｍのＦＥＰ製熱製綿収縮チューブ１３し、ドライヤー
で約１５０°Ｃにあふって収縮させた。ついて、収縮部
分を木づちでブロック体１１中にたたき込んだ。

これを内径２．２ｃｍ、長さ１００ｃｍのポリカーホネ
ート製ケース１５にＯリング１７とともに入れ、キャッ
プ１６をつけてＯリング１７を締め込んだ。その後、中
空糸１２の他方端部も同様に熱収縮チューブ１３で処理
し、キャップ１６で締め込んだ。

この中空糸型膜モジュールＭ２のキャップノズルから（
中空糸１２内側から）空気圧力で３ｋｇ／　ｃ　ｍ　’
　　かけたか、中空糸１２外側への空気漏れはなかった
。

実施例３第３図に示すように、ブロック体２１の中空突き２４の
外径は中空糸２２の内径とほぼフィツトしている。ここ
で、中空糸２２を中空突き２４にはめかぶせた状聾で、
中空糸２２の外径よりわずかに大きい内径を有する熱収
縮チューブ２３をこの部分に入れて熱で収縮させる。こ
れにより封止することができた。

実施例４第４図に示すように、ブロック体３１の形状あるいは中
空突き３４の形状を上記実施例と変えることによっても
、中空糸３２端部の封止が可能であった。

（へ）発明の効果この発明の中空糸型膜モジュールによれば、中空糸端部
の封止に接着剤あるいは溶融した樹脂を用いていないた
め、不純物の溶出か少なくなる。

また、中空糸の材質、中空糸表面の多孔性がどのような
ものでも封止か可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図から第４図まではこの発明の４つの実施例を示す
。すなわち、第１図は実施例１の要部構成説明図、第２
図は実施例２の要部構成説明図、第３図は実施例３の要
部構成説明図、第４図は実施例４の要部構成説明図であ
る。１・１１・２１・３１　・　・ブロック体、２・１２・
２２・３２　・中空糸、３・Ｉ３・２３・３３・　熱収縮チューブ（物理的締め
付け手段）４・２４・３４　　中空突き、５　　ケース、６・１６・−・キャップ、７・Ｉ７・・・０リング。第２図Ｍ２第３図第４図

Claims

【特許請求の範囲】１、多数の中空糸をほぼ同じ長さに束ねてなる中空糸束
を膜モジュール用ケースに装填し、これらの中空糸の両
端部のうち少なくとも一方端部どうしを物理的締め付け
手段で締め付けることにより密着封止してなる中空糸型
膜モジュール。２、物理的締め付け手段が熱収縮チューブである請求項
１記載の中空糸型膜モジュール。３、熱収縮チューブの材質がフッ素を含有する樹脂を含
んだものである請求項２記載の中空糸型膜モジュール。４、請求項１記載の中空糸型膜モジュールの製造方法で
あって、中空糸束を構成する中空糸の端部をその中空糸の外径よ
り大きな内径を有する物理的締め付け手段としての熱収
縮チューブの中に挿入した後、熱を加えてその熱収縮チ
ューブを収縮させることにより、中空糸の端部と熱収縮
チューブとを密着封止することを特徴とする中空糸型膜
モジュールの製造方法。５、熱収縮チューブの材質がフッ素を含有する樹脂を含
んだものである請求項４記載の中空糸型膜モジュールの
製造方法。