JPH04293527A

JPH04293527A - 中空糸型膜モジュールおよびその製造方法

Info

Publication number: JPH04293527A
Application number: JP5693291A
Authority: JP
Inventors: Kazuhisa Kumami; 和久熊見
Original assignee: Daicel Chemical Industries Ltd
Current assignee: Daicel Corp
Priority date: 1991-03-20
Filing date: 1991-03-20
Publication date: 1992-10-19
Anticipated expiration: 2015-12-11
Also published as: JP3115624B2

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、中空糸型膜モジュール
およびその製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、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、
用途に応じて各種の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１００〜
２０００ｍｍ、外径０．０２〜２ｍｍ程度で数十本〜数
万本の中空糸からなる中空糸束を含有している。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
。

【０００３】このような中空糸型膜モジュールにおける
中空糸束の端部の接着封止には、一般的にエポキシ系接
着剤あるいはウレタン系接着剤が用いられている。これ
らは単一素材で使用されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】エポキシ系接着剤は、
硬化後に硬く強靱となり、耐薬品性、耐溶剤性、耐熱性
なども高いため、中空糸型膜モジュールの端部封止材に
適している。ところが、中空糸は比較的柔軟であるため
、このように硬化後、硬くなる樹脂と接着した場合、接
着力が期待した程度に出にくい傾向にある。

【０００５】また、中空糸の材質がエポキシ系接着剤と
特に接着しにくい樹脂の場合、たとえばポリオレフィン
系樹脂などの場合は、接着が難しい。さらに、中空糸の
製造時において、接着剤による端部封止後に通常、余分
な接着剤硬化物をカッターや回転板などで切断して中空
糸端部を開口させる。このとき、中空糸と接着剤がよく
接着されていないと、切断中にカッターや回転板の刃が
中空糸の開口部をこすることで中空糸がつぶれ、開口部
が閉じてしまうという不都合が起きる。

【０００６】このようになった中空糸型膜モジュールを
使用すると、中空糸端部の中空糸開口部が閉じているこ
とから、モジュールの流路が充分にとれず、モジュール
の圧力損失が大きくなる。また、端部のつまった中空糸
の有効膜部に流体が流れて行かないことから、モジュー
ル全体としての有効膜面積が減るなど、いろいろな問題
が生じることになる。

【０００７】また、エポキシ系樹脂のような比較的硬い
樹脂は切断後の樹脂端面が比較的荒れやすい。このため
、その部分に使用中に異物がひっかかりやすい。そして
、ひっかかった異物によって中空糸の開口部が閉塞する
というトラブルを生じやすい。

【０００８】一方、ウレタン系樹脂は、硬化後の樹脂が
柔軟であることから、比較的大きな力のかからない小型
のモジュールを中心に使用されている。しかしながら、
ウレタン系樹脂は耐熱性、耐薬品性に欠けることから、
耐久性の要求されるモジュールには使用しにくい面があ
る。また、樹脂が柔軟であるため、充分に耐圧性を持た
せるには中空糸型膜モジュールの端部を厚くする必要が
ある。そのため、モジュール当りの有効膜面積が小さく
なって、ロスが大きいという欠点がある。

【０００９】本発明は、上記実情に鑑みてなされたもの
であり、トラブルを生じるおそれがなく信頼性の高い中
空糸型膜モジュ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。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は多数の中空糸を
束ねてなる中空糸束が膜モジュール用ケースに装填され
、その中空糸束の端部とケースとが接着封止され、これ
らの中空糸の両端部のうち少なくとも一方端部が開口さ
れてなる中空糸型膜モジュールにおいて、中空糸の開口
端部の接着封止された部分は、中空糸の開口端側から中
空糸の長さ中間方向へ順次、ウレタン系樹脂接着剤層お
よびエポキシ系樹脂接着剤層が積層されてなることを特
徴とする中空糸型膜モジュールである。

【００１１】本発明の中空糸型膜モジュールでは、接着
部のエポキシ系樹脂接着剤層が、主として中空糸型膜モ
ジュールの耐圧、耐熱、耐薬品性など強度にかかわる性
能を受け持つ。一方、中空糸の開口部にあたる部分のウ
レタン系樹脂接着剤層は、その柔軟さを生かして中空糸
型膜モジュール製造時の中空糸端部の切断を容易に行う
役割を果たす。すなわち、確実に中空糸を開口させると
ともに、異物のひっかからない平滑な端面をつくる。

【００１２】本発明に用いる中空糸膜の材質はどのよう
なものでもよい。たとえば、ポリアクリロニトクル系樹
脂、ポリメチルメタクリル樹脂、酢酸セルロース系樹脂
、ポリオレフィン系樹脂、ポリサルホン系樹脂、ポリエ
ーテルサルホン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド
系樹脂、フッ素基含有樹脂などがあげられる。これらの
うち、特に本発明の効果が大きいのは、ポリオレフィン
系樹脂である。

【００１３】これらの樹脂を含有する中空糸膜および、
これらの樹脂により構成された中空糸膜は、接着剤と充
分に接着しないうえ、樹脂のガラス転位点が比較的低い
。このため、中空糸型膜モジュール製造時において、接
着封止後の中空糸束端部の切断時に、上述したような中
空糸端部の閉塞を生じやすい。つまり、接着剤との接着
力がとぼしいことから、カッターなどの切断具で切断す
る時にカッターなどの刃によって接着剤から中空糸の１
部がはがれ、中空糸が閉塞しやすい。また、接着剤の耐
熱性が高い場合、熱をかけながら接着剤を切断する場合
があるとしても、熱によって中空糸がちぢんでしまい、
同じく閉塞してしまうおそれがある。

【００１４】したがって本発明のウレタン系樹脂接着剤
層を含む部分で切断を行えば、ウレタン系樹脂は比較的
、伸びが大きくやわらかいため、やわらかい中空糸との
間で剥離が生じにくく、また、樹脂の切断が容易であり
高速で切断できることから、中空糸端部の閉塞が生じに
くくなる。

【００１５】また、耐熱性の高い樹脂を中空糸型膜モジ
ュールの接着封止部に用いたい場合は、中空糸端部の切
断と関係のないエポキシ系樹脂層に用いればよいことと
なる。さらに、中空糸端部の開口が確実にできているた
め、モジュールの使用中でもゴミなどが中空糸開口部に
付着しにくく、トラブルの生じにくいモジュールとなる
。

【００１６】本発明において、ウレタン系樹脂接着剤層
およびエポキシ系樹脂接着剤層のケース長さ方向の厚み
については、特に制限はない。しかしながら、エポキシ
系樹脂接着剤層は、モジュールの強度を保つものである
ことから厚い方が好ましい。一方、ウレタン系樹脂接着
剤層は、それにともなって薄い方が好ましい。具体的に
は、切断の容易さを考慮すると、ウレタン系樹脂接着剤
層は０．１〜１０ｍｍであればより好ましい。

【００１７】本発明は別の観点からすると、多数の中空
糸を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
を開口させて中空糸束の端部とケースとを接着封止する
中空糸型膜モジュールの製造方法において、開口させる
べき中空糸端部の処理が、ウレタン系樹脂接着剤層とエ
ポキシ系樹脂接着剤層とを開口端となる側から中空糸の
長さ中間方向へ順次積層して接着封止し、そのウレタン
系樹脂接着剤層を切断して開口させるものであることを
特徴とする中空糸型膜モジュールの製造方法である。

【００１８】本発明に係る中空糸型膜モジュールは、様
々な分野に用いることができる。たとえば、水の精製、
超純水の微粒子除去、廃液の処理、懸濁物含有液の処理
、有機物含有水の処理、中水道やし尿の処理、果汁濃縮
などの食品用途があげられる。また液体の脱気、パーベ
ーパレーション、ガス分離などの用途があげられる。

【００１９】

【実施例】以下、図に示す１つの実施例に基づいて詳細
に説明する。なお、本発明はこの実施例によって限定さ
れるものではない。

【００２０】実施例図１に示すように、内径２４０μｍ、外径３００μｍの
ポリプロピレン製中空糸２の３２，０００本からなる糸
束を長さ３２ｃｍ、内径８０ｍｍ、外径８９ｍｍの円筒
状のポリサルホン製ケース１に挿入した。ついで、中空
糸２の両端部をエポキシ系の速硬型接着剤で仮止めする
。その後、遠心シール機にセットし、切断後の中空糸余
長がケース端部から４ｍｍの厚さでケース内に残る量の
ウレタン系樹脂接着剤を遠心注入し、硬化させた。さら
に、厚さ２１ｍｍの接着剤層になる量だけ耐熱型エポキ
シ系樹脂接着剤を遠心注入し、硬化させることによりエ
ポキシ系樹脂接着剤層４を得た。その後、遠心シール機
から取り出し、ウレタン系樹脂接着剤層３の余分な部分
を切断して両端を開口させた。

【００２１】両端部の中空糸２はすべてきれいに開口し
ていた。この中空糸型膜モジュールに、９０℃の温水を
２４０リットル／ｈで１５分、そして２０℃の水を２４
０リットル／ｈで１５分、中空糸２の内側に通す操作を
１回として、２０回の操作を繰り返した。その結果、中
空糸型膜モジュールにリークは生じなかった。

【００２２】比較例１遠心シール時にウレタン系樹脂接着剤層をケース端部か
ら２５ｍｍの厚さにし、耐熱型エポキシ系接着剤を用い
ることなく、それ以外は実施例と全く同様にして中空糸
型膜モジュールを作製した。両端部の中空糸はすべてき
れいに開口していた。また、実施例と同様のテストをこ
のモジュールに行った。その結果、中空糸型膜モジュー
ルのケースとの接着部分に剥離が発生し、そこからリー
クを生じた。

【００２３】比較例２遠心シール時にウレタン系接着剤を用いることなく、耐
熱型エポキシ系樹脂接着剤層をケース端部から２５ｍｍ
の厚さにした以外は、実施例と全く同様にして、中空糸
型膜モジュールを作製した。ところが、両端部の中空糸
は、ほとんどが、エポキシ系樹脂接着剤層から一部はが
れて押しつぶされたように閉塞した。このため、性能テ
ストを行うことはできなかった。

【００２４】

【発明の効果】本発明の中空糸型膜モジュールは、ウレ
タン系樹脂接着剤層の柔軟性から中空糸の容易な切断を
可能にするとともに、モジュール端部での中空糸を完全
に均一に開口する。したがって、中空糸型膜モジュール
内の中空糸を１００％有効に活用でき、不要な圧力損失
を招くことなく、中空糸間の流速が均一になり中空糸内
に異物がつまりにくくなるという格別の効果を奏する。

【００２５】また、モジュール端部における接着箇所の
表面がきれいに平滑に切断されていることから、接着箇
所の表面に異物が付着しにくく、中空糸の閉塞が起こり
にくくなるという効果も奏する。

【００２６】さらに、エポキシ系樹脂接着剤層が強固に
モジュール全体の強度を保つ。したがって耐圧性、耐久
性なども従来のエポキシ系樹脂を用いた中空糸型膜モジ
ュールと全くかわらないうえウレタン系樹脂接着剤のみ
で封止された中空糸型膜モジュールでは得られない耐久
性、耐熱性などを得ることが可能になる。

【００２７】本発明の中空糸型膜モジュールは、従来接
着しにくいとされていたポリオレフィン系樹脂を含有す
る中空糸に適用すると、特に効果を発揮し、耐熱性、信
頼性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の中空糸型膜モジュールにおけるケース
端部の接着部分の断面図である。

【符号の説明】

１　　　　ケース２　　　　中空糸３　　　　ウレタン系樹脂接着剤層４　　　　エポキシ系樹脂接着剤層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　多数の中空糸を束ねてなる中空糸束が
膜モジュール用ケースに装填され、その中空糸束の端部
とケースとが接着封止され、これらの中空糸の両端部の
うち少なくとも一方端部が開口されてなる中空糸型膜モ
ジュールにおいて、中空糸の開口端部の接着封止された
部分は、中空糸の開口端側から中空糸の長さ中間方向へ
順次、ウレタン系樹脂接着剤層およびエポキシ系樹脂接
着剤層が積層されてなることを特徴とする中空糸型膜モ
ジュール。
【請求項２】　　中空糸がポリオレフィン系樹脂を含有
している請求項１記載の中空糸型膜モジュール。
【請求項３】　　ウレタン系樹脂接着剤層の中空糸長さ
方向の厚みが０．１〜１０ｍｍである請求項１または２
記載の中空糸型膜モジュール。
【請求項４】　　多数の中空糸を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て中空糸束の端
部とケースとを接着封止する中空糸型膜モジュールの製
造方法において、開口させるべき中空糸端部の処理が、
ウレタン系樹脂接着剤層とエポキシ系樹脂接着剤層とを
開口端となる側から中空糸の長さ中間方向へ順次積層し
て接着封止し、そのウレタン系樹脂接着剤層を切断して
開口させるものであることを特徴とする中空糸型膜モジ
ュールの製造方法。
【請求項５】　　中空糸がポリオレフィン系樹脂を含有
している請求項４記載の中空糸型膜モジュールの製造方
法。
【請求項６】　　ウレタン系樹脂接着剤層の中空糸長さ
方向の厚みが０．１〜１０ｍｍである請求項４または５
記載の中空糸型膜モジュールの製造方法。