JPH04126527A - 中空糸型膜モジュール - Google Patents
中空糸型膜モジュールInfo
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- JPH04126527A JPH04126527A JP24844990A JP24844990A JPH04126527A JP H04126527 A JPH04126527 A JP H04126527A JP 24844990 A JP24844990 A JP 24844990A JP 24844990 A JP24844990 A JP 24844990A JP H04126527 A JPH04126527 A JP H04126527A
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- membrane module
- hollow fibers
- fiber membrane
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Links
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Landscapes
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
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。
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ジュールに関するものである。
（ロ）従来の技術
従来、一般に、逆浸透性装置、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。
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ジュールは、長さ１０
０〜２０００ｍｍ１外径０．０２〜３ｍｍ程度で数十本
〜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。
０〜２０００ｍｍ１外径０．０２〜３ｍｍ程度で数十本
〜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ジュールの中空糸束の端部およ
び膜モジュール用ケースは、−船釣にエ −ポキシ系接
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。特に耐熱性を要求される分野においてはエポキシ
系接着剤が用いられることが多い。
び膜モジュール用ケースは、−船釣にエ −ポキシ系接
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。特に耐熱性を要求される分野においてはエポキシ
系接着剤が用いられることが多い。
中空糸東端部の接着層においては、通常、中空糸の占め
る体積は非常に大きく、７０％程度に達する場合がある
。中空糸型膜モジュールは遠心接着により中空糸束端部
の封止を行プことが多いが、遠心条件をうまく設定すれ
ば、７０％程度中空糸を含んだ状態でも接着封止するこ
とが可能である。
る体積は非常に大きく、７０％程度に達する場合がある
。中空糸型膜モジュールは遠心接着により中空糸束端部
の封止を行プことが多いが、遠心条件をうまく設定すれ
ば、７０％程度中空糸を含んだ状態でも接着封止するこ
とが可能である。
これにより、コンパクト性がさらに向上し、また接着剤
の使用量を低下させることができる。さらに、中空糸を
束ねたとき、５５〜７０％程度の充填率（中空糸束体積
中の中空糸の体積量を％で表したもの）になり、この状
態のまま遠心接着するのが中空糸型膜モジュールの製造
上、比較的簡単である。
の使用量を低下させることができる。さらに、中空糸を
束ねたとき、５５〜７０％程度の充填率（中空糸束体積
中の中空糸の体積量を％で表したもの）になり、この状
態のまま遠心接着するのが中空糸型膜モジュールの製造
上、比較的簡単である。
（ハ）発明が解決しようとする課題
従来、このような中空糸型膜モジュールは、コンパクト
性がよく、°多くの分野で用いられてきた。
性がよく、°多くの分野で用いられてきた。
しかしながら、近年、中空糸型膜モジュールの用途の広
がりにつれて、高い耐熱性や高い信頼性が要求されるよ
うになってきた。
がりにつれて、高い耐熱性や高い信頼性が要求されるよ
うになってきた。
たとえば、蒸気滅菌に耐える中空糸型膜モジュールなど
である。このような中空糸型膜モジュールは、装置ごと
蒸気を通し１２０−１３０℃にした後、すぐに使用に供
するため水を通すことが要求される。このとき、激しい
熱ショックと水の流れによる中空糸の激しい振動があり
、中空糸型膜モジュールにリークが生じることかある。
である。このような中空糸型膜モジュールは、装置ごと
蒸気を通し１２０−１３０℃にした後、すぐに使用に供
するため水を通すことが要求される。このとき、激しい
熱ショックと水の流れによる中空糸の激しい振動があり
、中空糸型膜モジュールにリークが生じることかある。
中空糸型膜モジュールにおいて比較的リークを生じやす
い部分は中空糸東端部の接着封止部である。たとえば、
ケースと接着封止部との間や、中空糸と接着封止部との
界面付近などがあげられる。
い部分は中空糸東端部の接着封止部である。たとえば、
ケースと接着封止部との間や、中空糸と接着封止部との
界面付近などがあげられる。
中空糸型膜モジュールにリークが生じると、これを使用
してできた製品に不良が生じる他、製造ラインを停止さ
せなければならず、多大の損失をこうむることになる。
してできた製品に不良が生じる他、製造ラインを停止さ
せなければならず、多大の損失をこうむることになる。
この発明は上記の実情に鑑みてなされたものであり、中
空糸東端部の接着封止部などにリークの生じるおそれの
ない中空糸型膜モジュールを提供することを目的とする
。
空糸東端部の接着封止部などにリークの生じるおそれの
ない中空糸型膜モジュール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を開口させ、中空糸束とケ
ースとを接着封止した中空糸型獲モジュールにおいて、
中空糸の接着封止部で隣り合う中空糸とうしの最短距離
の平均値Ｘと中空糸の外径ｄとの間に、式；Ｘ≧０．４
ｄが成立していることを特徴とする中空糸型膜モジュー
ルである。
、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を開口させ、中空糸束とケ
ースとを接着封止した中空糸型獲モジュールにおいて、
中空糸の接着封止部で隣り合う中空糸とうしの最短距離
の平均値Ｘと中空糸の外径ｄとの間に、式；Ｘ≧０．４
ｄが成立していることを特徴とする中空糸型膜モジュー
ルである。
すなわち、発明者は上記課題を解決すべく鋭意研究を重
ねた結果、中空糸型膜モジュールの信頼性を低下させる
リーク、のうち中空糸と接着封止部との界面付近で生じ
るリークの原因の１つが接着剤の中空糸上への、はい上
がりの不均一によるものであることを解明した。この接
着封止部において、中空糸どうしの距離をある一定値以
上とり、不均一な接着剤のはい上がりを防ぐことで、信
頼性の高い中空糸型膜モジュールを完成させた。
ねた結果、中空糸型膜モジュールの信頼性を低下させる
リーク、のうち中空糸と接着封止部との界面付近で生じ
るリークの原因の１つが接着剤の中空糸上への、はい上
がりの不均一によるものであることを解明した。この接
着封止部において、中空糸どうしの距離をある一定値以
上とり、不均一な接着剤のはい上がりを防ぐことで、信
頼性の高い中空糸型膜モジュールを完成させた。
この発明において、接着封止部で隣り合う中空糸どうし
の最短距離はすべてが上式を満たすものであるのが好ま
しい。しかし、実際には、隣り合う中空糸どうしの最短
距離の平均値が上式を満たすものであれば、充分な信頼
性を得ることができる。これは、この発明を完成させる
にあたり、確かめられた事実である。
の最短距離はすべてが上式を満たすものであるのが好ま
しい。しかし、実際には、隣り合う中空糸どうしの最短
距離の平均値が上式を満たすものであれば、充分な信頼
性を得ることができる。これは、この発明を完成させる
にあたり、確かめられた事実である。
この発明における中空糸の材質はどのようなものでもよ
い。たとえば、ポリアクリロニトリル系樹脂、酢酸セル
ロース系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリアミド系樹
脂、ポリイミド系樹脂、ポリサルホン系樹脂、ポリエー
テルサルホン系樹脂、アクリル系樹脂などがあげられる
。特に好ましくは、激しい使用状態でその効力を発揮で
きることから、耐熱性、耐蒸気性の高いポリサルホン系
樹脂、ポリエーテルサルホン系樹脂か用いられる。
い。たとえば、ポリアクリロニトリル系樹脂、酢酸セル
ロース系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリアミド系樹
脂、ポリイミド系樹脂、ポリサルホン系樹脂、ポリエー
テルサルホン系樹脂、アクリル系樹脂などがあげられる
。特に好ましくは、激しい使用状態でその効力を発揮で
きることから、耐熱性、耐蒸気性の高いポリサルホン系
樹脂、ポリエーテルサルホン系樹脂か用いられる。
この発明において、隣り合う中空糸どうしの最短距離の
平均を測定する場所は、次のいずれかである。すなわち
、第１図に示すように、中空糸４の接着封止部３におい
てリークを起こす可能性のある中空糸４と接着封止部３
との界面部分で中空糸型膜モジュールを直径方向に切っ
た部分１（測定部Ａ）か、または中空糸型膜モジュール
の接着封止部で測定部Ａと反対側にあたる中空糸開口部
分２（測定部Ｂ）である。ただし、後者の場合、測定部
Ａ（１）と実質的に同様な中空糸４の分散状態にあるこ
とが必要である。
平均を測定する場所は、次のいずれかである。すなわち
、第１図に示すように、中空糸４の接着封止部３におい
てリークを起こす可能性のある中空糸４と接着封止部３
との界面部分で中空糸型膜モジュールを直径方向に切っ
た部分１（測定部Ａ）か、または中空糸型膜モジュール
の接着封止部で測定部Ａと反対側にあたる中空糸開口部
分２（測定部Ｂ）である。ただし、後者の場合、測定部
Ａ（１）と実質的に同様な中空糸４の分散状態にあるこ
とが必要である。
測定方法は以下のようにして行う。すなわち、第３図に
示すように、測定部Ａ（１）または測定部Ｂ（２）で、
中空糸束の最外周の中空糸４の中心を直線で結んだ部分
６の内側の面積に占める中空糸４（中空部を含む）の面
積の割合をＰとする。
示すように、測定部Ａ（１）または測定部Ｂ（２）で、
中空糸束の最外周の中空糸４の中心を直線で結んだ部分
６の内側の面積に占める中空糸４（中空部を含む）の面
積の割合をＰとする。
もちろんこの場合、中空糸束から極端に離れて存在する
中空糸７は含まない。また、中空糸４の平均外径をｄｃ
ｍとし、隣り合う中空糸４どうしの最短距離の平均値を
Ｘｃｍとすると、第２図に示すようなモデルに従い、Ｘ
ｃｍを求めることができる。
中空糸７は含まない。また、中空糸４の平均外径をｄｃ
ｍとし、隣り合う中空糸４どうしの最短距離の平均値を
Ｘｃｍとすると、第２図に示すようなモデルに従い、Ｘ
ｃｍを求めることができる。
（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。
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。
なお、以下の耐久性評価は、１２０℃の蒸気を１５分間
通した後、２０℃の水を２４０１／ｈで１５分間通す操
作を１回として、この操作を繰り返した。そして、５０
回目、１００回目、１５０回目で中空糸型膜モジュール
の接着封止部における中空糸と接着部との界面からリー
クかあるかないかにより、評価を行った。
通した後、２０℃の水を２４０１／ｈで１５分間通す操
作を１回として、この操作を繰り返した。そして、５０
回目、１００回目、１５０回目で中空糸型膜モジュール
の接着封止部における中空糸と接着部との界面からリー
クかあるかないかにより、評価を行った。
実施例１
第１図〜第３図に示すように、内径８４ｍｍ、外径９０
ｍｍ、長さ３２ｃｍのポリサルホン製ケース５に、内径
８００μｍ、外径ｄ１３００μｍのポリエーテルサルホ
ン製中空糸４を１７９０本挿入した。そして、できるだ
け均一に分散させて、耐熱エポキシ接着剤でケース５両
端部および中空糸４相互間を遠心シールし、中空糸型膜
モジュールとした。このとき、０．４ｄ＝０．４ｘＯ，
１３ｃｍ＝０．０５２ｃｍである。
ｍｍ、長さ３２ｃｍのポリサルホン製ケース５に、内径
８００μｍ、外径ｄ１３００μｍのポリエーテルサルホ
ン製中空糸４を１７９０本挿入した。そして、できるだ
け均一に分散させて、耐熱エポキシ接着剤でケース５両
端部および中空糸４相互間を遠心シールし、中空糸型膜
モジュールとした。このとき、０．４ｄ＝０．４ｘＯ，
１３ｃｍ＝０．０５２ｃｍである。
この中空糸型膜モジュールにおけるＸの値は測定部Ｂ（
２）で０．０５５ ｃｍとなった。したがって、Ｘ≧０
．４ｄを満たしている。このとき、耐久性評価により１
５０回目でもリークは見当たらなかった。また、耐久性
試験評価後、測定部Ａ（１）でのＸの値を求めたところ
０．０５３ ｃｍとなり、測定部Ｂ（２）と同様、Ｘ≧
０．４ｄを満たしていた。
２）で０．０５５ ｃｍとなった。したがって、Ｘ≧０
．４ｄを満たしている。このとき、耐久性評価により１
５０回目でもリークは見当たらなかった。また、耐久性
試験評価後、測定部Ａ（１）でのＸの値を求めたところ
０．０５３ ｃｍとなり、測定部Ｂ（２）と同様、Ｘ≧
０．４ｄを満たしていた。
実施例２
中空糸４の本数を１６００本にした以外は実施例１と全
く同様にして中空糸型膜モジュールを作製した（０．４
ｄ＝０．０５２ ａｍ）。Ｘの値は測定部Ｂ（２）で
０．０６８ ｃｍとなった。したがってＸ≧０．４ｄで
ある。耐久性評価の結果、１５０回目でもリークは見当
たらなかった。また、耐久性試験評価後、測定部Ａ（１
）でのＸの値を求めたところ０．０６６ ｃｍとなり、
測定部Ｂ（２）同様、Ｘ≧０．４ｄを満たしていた。
く同様にして中空糸型膜モジュールを作製した（０．４
ｄ＝０．０５２ ａｍ）。Ｘの値は測定部Ｂ（２）で
０．０６８ ｃｍとなった。したがってＸ≧０．４ｄで
ある。耐久性評価の結果、１５０回目でもリークは見当
たらなかった。また、耐久性試験評価後、測定部Ａ（１
）でのＸの値を求めたところ０．０６６ ｃｍとなり、
測定部Ｂ（２）同様、Ｘ≧０．４ｄを満たしていた。
実施例３
中空糸４の本数を１４００本にした以外は実施例１と全
く同様にして中空糸型膜モジュールを得た（０．４ｄ＝
０．０５２ ｃｍ）。Ｘの値は測定部Ｂ（２）で０．０
８０ ｃｍとなった。耐久性評価の結果、１５０回目で
もリークは見当たらなかった。耐久性試験評価後、測定
部Ａ（１）でのＸの値を求めたところ０．０７８ ｃｍ
となり、測定部Ｂ（２）同様、Ｘ≧０．４ｄを満たして
いた。
く同様にして中空糸型膜モジュールを得た（０．４ｄ＝
０．０５２ ｃｍ）。Ｘの値は測定部Ｂ（２）で０．０
８０ ｃｍとなった。耐久性評価の結果、１５０回目で
もリークは見当たらなかった。耐久性試験評価後、測定
部Ａ（１）でのＸの値を求めたところ０．０７８ ｃｍ
となり、測定部Ｂ（２）同様、Ｘ≧０．４ｄを満たして
いた。
実施例４
実施例Ｉに使用したケース５に内径１０００μｍ１外径
ｄ１６００μｍのポリエーテルサルホン製中空糸４を１
１５０本挿入し、実施例１と全く同様にして中空糸型膜
モジュールを得た。このとき、０．４ｄ＝０．４ＸＯ，
１６ｃｍ＝０．０５２ｃｍである。Ｘの値は測定部Ｂ（
２）で０．０６９Ｃｍとなった。耐久性評価の結果、１
５０回目でもリークは見当たらなかった。また、耐久性
試験評価後、測定部Ａ（１）でのＸの値を求めたところ
０．０６８ ｃｍとなり、測定部Ｂ（２）同様、Ｘ≧０
．４ｄを満たしていた。
ｄ１６００μｍのポリエーテルサルホン製中空糸４を１
１５０本挿入し、実施例１と全く同様にして中空糸型膜
モジュールを得た。このとき、０．４ｄ＝０．４ＸＯ，
１６ｃｍ＝０．０５２ｃｍである。Ｘの値は測定部Ｂ（
２）で０．０６９Ｃｍとなった。耐久性評価の結果、１
５０回目でもリークは見当たらなかった。また、耐久性
試験評価後、測定部Ａ（１）でのＸの値を求めたところ
０．０６８ ｃｍとなり、測定部Ｂ（２）同様、Ｘ≧０
．４ｄを満たしていた。
比較例！
中空糸４の本数を２２００本にした以外は実施例１と全
く同様にして中空糸型膜モジュールを作製した（ｄ−０
，１３ｃｍ）。Ｘの値は測定部Ｂ（２）で０．０３５
ｃｍとなり、Ｘ＝０．２７ｄとなった。耐久性評価の結
果、５０回目ですでにリークが確認された。また、耐久
性試験評価後、測定部Ａ（１）でのＸの値を求めたとこ
ろ０．０３５ｃｍとなった（Ｘ＝０．２７ｄ）。
く同様にして中空糸型膜モジュールを作製した（ｄ−０
，１３ｃｍ）。Ｘの値は測定部Ｂ（２）で０．０３５
ｃｍとなり、Ｘ＝０．２７ｄとなった。耐久性評価の結
果、５０回目ですでにリークが確認された。また、耐久
性試験評価後、測定部Ａ（１）でのＸの値を求めたとこ
ろ０．０３５ｃｍとなった（Ｘ＝０．２７ｄ）。
比較例２
中空糸４の本数を１４００本にした以外は実施例４と全
く同様にして中空糸型膜モジュールを作製した（ｄ＝ｏ
、１６ｃｍ）。Ｘの値は測定部Ｂ（２）で０．０４５
ｃｍとなり、Ｘ＝０．２８ｄとなった。耐久性評価の結
果、５０回目ですでにリークが確認された。また、耐久
性試験評価後、測定部Ａ（＋）でのＸの値を求めたとこ
ろ０．０４４ｃｍとなり、Ｘ＝０．２８ ｄとなった。
く同様にして中空糸型膜モジュールを作製した（ｄ＝ｏ
、１６ｃｍ）。Ｘの値は測定部Ｂ（２）で０．０４５
ｃｍとなり、Ｘ＝０．２８ｄとなった。耐久性評価の結
果、５０回目ですでにリークが確認された。また、耐久
性試験評価後、測定部Ａ（＋）でのＸの値を求めたとこ
ろ０．０４４ｃｍとなり、Ｘ＝０．２８ ｄとなった。
以上をまとめると、この発明のＸ≧０．４ｄという条件
を満たした各実施例の中空糸型膜モジュールは１５０回
の耐久性試験でもリークは見当たらなかった。一方、こ
の発明の条件を満たさない各比較例のモジュールは５０
回目ですでにリークが確認された。
を満たした各実施例の中空糸型膜モジュールは１５０回
の耐久性試験でもリークは見当たらなかった。一方、こ
の発明の条件を満たさない各比較例のモジュールは５０
回目ですでにリークが確認された。
（へ）発明の効果
この発明によれば、中空糸束端部の接着封止部などにリ
ークの生じるおそれがない。
ークの生じるおそれがない。
この発明の中空糸型膜モジュールの応用用途はどのよう
な分野でもよい。純水製造、有価物回収、超純水のファ
イナルフィルタ、除菌、除パイロジエン、パーベーパレ
ーション、下水あるいはし尿処理などさまざまである。
な分野でもよい。純水製造、有価物回収、超純水のファ
イナルフィルタ、除菌、除パイロジエン、パーベーパレ
ーション、下水あるいはし尿処理などさまざまである。
この発明は、信頼性の高く望まれる分野、あるいは激し
い使用が望まれる分野、たとえば激しい熱ショックがか
かったり、蒸気滅菌を行ったりする用途には特に有効と
なる。
い使用が望まれる分野、たとえば激しい熱ショックがか
かったり、蒸気滅菌を行ったりする用途には特に有効と
なる。
第１図から第３図まではこの発明の実施例を示す。すな
わち、第１図はＸを測定する部分（測定部Ａおよび測定
部Ｂ）を示す中空糸型膜モジュールの断面図、第２図は
隣り合う中空糸においてＸときのモデルを示す平面図、
第３図はＰを得るときの中空糸束の最外周の中空糸の中
心を直線で結んだ部分と、中空糸束から極端に離れて存
在する中空糸とを示す平面図である。 ｌ・・・・・・測定部Ａ１ ２・・・・・・測定部Ｂ、 ３・・・・・・接着封止部、 ４・・・・・・中空糸、 ５・・・・・・ケース。 −ど 代理人 弁理士 野 河 信太部−−−第１１１Ｗ 第 ２１！１
わち、第１図はＸを測定する部分（測定部Ａおよび測定
部Ｂ）を示す中空糸型膜モジュールの断面図、第２図は
隣り合う中空糸においてＸときのモデルを示す平面図、
第３図はＰを得るときの中空糸束の最外周の中空糸の中
心を直線で結んだ部分と、中空糸束から極端に離れて存
在する中空糸とを示す平面図である。 ｌ・・・・・・測定部Ａ１ ２・・・・・・測定部Ｂ、 ３・・・・・・接着封止部、 ４・・・・・・中空糸、 ５・・・・・・ケース。 −ど 代理人 弁理士 野 河 信太部−−−第１１１Ｗ 第 ２１！１
Claims (1)
- 【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を開口させ、中空糸束と
ケースとを接着封止した中空糸型膜モジュールにおいて
、 中空糸の接着封止部で隣り合う中空糸どうしの最短距離
の平均値Ｘと中空糸の外径ｄとの間に、式：Ｘ≧０．４
ｄが成立していることを特徴とする中空糸型膜モジュー
ル。 ２、中空糸の材質が、ポリエーテルサルホン樹脂または
ポリサルホン樹脂からなる請求項１記載の中空糸型膜モ
ジュール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24844990A JP2904224B2 (ja) | 1990-09-17 | 1990-09-17 | 中空糸型膜モジュール |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24844990A JP2904224B2 (ja) | 1990-09-17 | 1990-09-17 | 中空糸型膜モジュール |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04126527A true JPH04126527A (ja) | 1992-04-27 |
| JP2904224B2 JP2904224B2 (ja) | 1999-06-14 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP24844990A Expired - Fee Related JP2904224B2 (ja) | 1990-09-17 | 1990-09-17 | 中空糸型膜モジュール |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2904224B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010167367A (ja) * | 2009-01-22 | 2010-08-05 | Asahi Kasei Chemicals Corp | 浄水膜処理装置 |
-
1990
- 1990-09-17 JP JP24844990A patent/JP2904224B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010167367A (ja) * | 2009-01-22 | 2010-08-05 | Asahi Kasei Chemicals Corp | 浄水膜処理装置 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2904224B2 (ja) | 1999-06-14 |
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