JPH05161828A - 中空糸膜モジュールの組立方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 微粒子の発生、溶出、目止不良、硬化性樹脂
回り込み不十分といった問題のない中空糸膜モジュール
組立法の提供 【構成】 中空糸膜の中空部を開口させた中空糸膜モジ
ールの組立方法において（１）上記中空糸膜からなる束
２の全長よりやや短く、上記中空糸膜からなる束２の径
より大きい開口部１２をその両端に有し、かつ気体導入
口１１を有する容器１に上記中空糸膜からなる束２をそ
の両端部が該容器１の開口部にかかるようにセットし、
（２）上記中空糸膜からなる束２と容器１の開口部１２
との隙間をシール材３で封止し、（３）上記容器１の気
体導入口１１より気体を送入しながら上記中空糸膜から
なる束２の端面に目止材４を塗布することを特徴とする
中空糸膜モジュールの組立方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は流体分離用中空糸膜モジ
ュールの組立方法に関し、さらに詳しくは、多数の中空
糸膜からなる束の両端部の開口した中空部を、まず目止
材で目止し、次に遠心成形により硬化性樹脂を用いて束
の両端部の中空糸膜間の隙間および中空糸膜とケースの
隙間を封止した後、硬化性樹脂により封止された中空糸
膜束の両端部を切断し、該中空糸膜束の両端部を開口さ
せる中空糸膜モジュールの組立方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】流体分離用中空糸膜モジュールは、最近
では、半導体製造用超純水を供給するなど、特にクリー
ン度を高く要求される用途で活躍するようになってき
た。従って、モジュールにおいても微粒子が存在または
発生せず、封止材や樹脂及びケースからの溶出分も少な
く、菌の発生の原因となるようなデッドスペースがない
構造のものが要求される。そのためには、製造段階にお
いても上記課題がクリアできるような方法で品質を造り
込むことが必要である。中空糸膜モジュールの一般的な
製法としては、多数の中空糸膜からなる束の両端部の開
口した中空部を、まず目止材で目止し、次に遠心成形に
より硬化性樹脂を用いて中空糸膜間の隙間及び中空糸膜
とケースの隙間を封止した後、束の両端部の硬化性樹脂
封入部でかつ目止材が入っていない部分において中空糸
膜束を切断し、中空糸膜の中空部を開口させる方法があ
る。なお、本明細書中においては束の両端部の開口した
中空部をふさぐ操作を目止め、ふさぐ材料を目止材と呼
び、遠心成形による硬化性樹脂を用いての中空糸膜間及
び中空糸膜とケースの隙間の封止及び封止材とを区別す
ることにする。

【０００３】さて、特開昭５０−１５１７７５号公報に
は、中空糸膜束の両端部の開口した中空部を目止するた
めに石膏を用いる方法が開示されているが、この方法で
は開口した中空部の目止め完了後、中空糸膜間の隙間に
入っている石膏を払い落とさないと封止するための樹脂
が中空糸膜間の隙間に入って行けず封止できない。一方
払い落とすとモジュール成形後、石膏の微粒子がモジュ
ールケース内に残存する危険性がある。

【０００４】特開昭５８−１６８１６号公報には、中空
糸膜束の両端部の開口した中空部を目止めするために水
銀を用いる方法が開示されているが、この方法では水銀
が残存し使用中に溶出する危険性がある。一方、特開昭
５３−２２１６４号公報には、まず少量の硬化性樹脂を
用い中空糸膜束の両端部の開口した中空部を目止めした
後、引き続き硬化性樹脂を中空糸膜間及び中空糸膜とケ
ースの隙間に注入する方法が開示されている。この方法
では、目止材および中空糸膜間、ケースとの接着剤が同
一樹脂であるため上記の溶出等の問題は起こらないが、
特に粘度の高い樹脂を用いた場合に、中空糸膜間の隙間
に樹脂が十分に回り込まず、接着不良による漏れを発生
させたり、デッドスペースを作ってしまう可能性があ
る。

【０００５】上記の問題解決のために以下の提案がなさ
れている。すなわち、特開平２−２１４５２７号公報に
は、中空糸膜間の隙間への樹脂の流れ込みを促進するた
めにまず樹脂注入口のついた治具を中空糸膜間の隙間に
あらかじめ挿入しておいてから目止め材として樹脂を用
いて中空糸膜束の開口した中空部を目止めした後、引き
続き硬化性樹脂を上記あらかじめ挿入しておいた治具の
注入口から注入封止する方法が開示されている。

【０００６】また、特開昭５９−１１５７０２号公報に
は、同様に中空糸膜間への樹脂の流れ込みを促進するた
めに突起のついた治具をあらかじめ中空糸膜間の隙間に
挿入しておいてから目止め材として樹脂を用いて中空糸
膜束の開口した中空部を目止めした後、上記治具を引き
抜き突起の抜けた穴から硬化性樹脂を注入封止する方法
が開示されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の方法では治具を中空糸膜の隙間に挿入する時に中空糸
膜を押し上げてしまい中空糸膜の開口した中空部の目止
め不良を起こし、この中に封止用の樹脂が入り込んでし
まったり、樹脂注入口の数をそれほど多くはできないの
で、結局封止用樹脂が十分に中空糸膜間の隙間に回らず
に接着不良による漏れを起こすことがあった。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は上記のような目
止め工程で発生する微粒子の発生、樹脂等の溶出、目止
め不良、硬化性樹脂の中空糸膜間の隙間への回り込み不
十分といった問題の解決のためになされたものである。
すなわち、本発明は、多数の中空糸膜からなる束の両端
部の中空糸膜の開口した中空部を、目止材で目止し、次
に上記束の両端部の中空糸膜間の隙間及び中空糸膜とケ
ースとの隙間を遠心成形により硬化性樹脂を用いて封止
した後、上記中空糸膜からなる束の硬化性樹脂により封
止された両端部を切断し、上記中空糸膜の中空部を開口
させる中空糸膜モジュールの組立方法において、（１）
上記中空糸膜からなる束２の全長よりやや短く、上記中
空糸膜からなる束２の径より大きい開口部１２をその両
端に有し、かつ気体導入口１１を有する容器１に上記中
空糸膜からなる束２をその両端部が該容器１の開口部に
かかるようにセットし、（２）上記中空糸膜からなる束
２と容器１の開口部１２との隙間をシール材３で封止
し、（３）上記容器１の気体導入口１１より気体を送入
しながら上記中空糸膜からなる束２の端面に目止材４を
塗布することを特徴とする中空糸膜モジュールの組立方
法である。

【０００９】以下、本発明を説明する。中空糸膜の材質
は制約がない。公知のポリマー単独、ポリマーブレン
ド、コーテイングのような複合膜、無機膜等いかなるも
のでも良い。中空糸膜の孔径、材質により通気性がよい
ものだと目止め材が空気で押し出されてしまうのでグリ
セリン等を中空糸膜に含浸して、場合によってはこれを
乾燥したりして膜の通気性を下げることも併用する場合
がある。

【００１０】図１に中空糸膜束２の全長よりやや短く、
該中空糸膜束径より大きい開口部１２を両端に有し、気
体導入口１１を有する容器１を示す。容器１の材質は特
に規定はない。またこの容器はモジュールケースと同じ
材質である必要もない。開口部の大きさは中空糸膜束よ
り大きければ良い。形状は問わないが束の形状に合わせ
るのがよい。気体導入口１１の形状、個数、位置に特に
規定はないが、中空糸膜間に十分に気体が供給し得る大
きさを有することが必要である。容器１の材質も特に規
定はしないが、エポキシ樹脂がついても繰り返し使用で
きるようにテフロンコートされているようなものが好ま
しい。

【００１１】中空糸膜束２の端部は片端で１ｍｍ以上、
好ましくは１０ｍｍ以上容器より出た方がよい。束の全
長はこの条件から決まる。中空糸膜束の端部はテープ等
でシールすることにより気体の逸散を防ぐ手だてがされ
ているとより効果的である。すなわち、図２において容
器の開口部１２と中空糸膜束２の隙間をシールするため
のシール材３は中空糸膜束と開口部の隙間の形状にあわ
せることができ、かつ中空糸膜束を傷つけない柔軟性と
気体透過の障害となる程度の密度をあわせもつものであ
れば良い。好ましい材質としては発泡ポリスチレン等の
発泡ポリマーシート等があげられる。

【００１２】図３において気体導入口１１より送入する
気体の種類は特に限定されないが、供給気体量は、中空
糸膜の気体透過性、外径、中空糸膜束の外径、及びその
充填密度、塗布する目止め材の粘度、量等の諸条件に応
じて適宜調節する必要がある。 目止め材４としてはモ
ジュールケースと中空糸膜を接着するのと同じエポキシ
樹脂を用いれば溶出等の問題を回避でき好ましい。ただ
しエポキシ樹脂は硬化の際発熱して中空糸膜内の気体の
膨張を促すため冷却をしないと目止め材自体が膨らんで
しまい目止めできないことがある。この問題を回避する
ためには、従来公知のオリゴマーやポリグリコール等の
ポリマー、シリコンゴムの溶液といった目止め材を使用
しても良い。

【００１３】

【実施例】以下、実施例でさらに具体的に説明する。

【００１４】

【実施例１】グリセリンを含浸後乾燥したポリアクリロ
ニトリル製中空糸膜（内径１．４ｍｍ、外径２．４ｍ
ｍ、長さ３００ｍｍ）７０本を束ねて得た直径３１ｍｍ
の円形状の束を内径３６ｍｍ、長さ２８０ｍｍで長手方
向の中央に直径１０ｍｍの気体導入口を有する円筒状容
器に挿入した。束の周囲を発泡ポリスチレンでくるみ容
器との隙間をシールした。気体導入口より冷却加圧した
空気を２５リットル／ｍｉｎで供給しながら平ナイフで
速硬化性エポキシ樹脂を中空糸膜束端面に塗布した。中
空糸膜と中空糸膜の間からは空気が吹き出しているため
樹脂が中空糸膜間には入れず開口していたが、中空糸膜
の中空部は空気が通らないためエポキシ樹脂が表面を覆
い中空部の目止めができた。この状態で放置しエポキシ
樹脂が硬化した後容器から取り出し、モジュールケース
に改めて挿入しエポキシ樹脂による遠心接着を行った。
樹脂硬化後、樹脂の封止された束の両端部において、所
定長で切断したところ、中空糸膜の中空部はすべて開口
しており、中空糸膜間はすべてエポキシ樹脂で隔壁が形
成されていた。

【００１５】

【発明の効果】本発明により微粒子の発生、目止め材等
の溶出、目止不良、硬化性樹脂回り込み不十分といった
問題のない中空糸膜モジュール組立法が提供された。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の容器に中空糸膜束を収納する工程を示
す図である。

【図２】本発明の容器と中空糸膜束の隙間をシールする
工程を示す図である。

【図３】本発明の中空糸膜束端面に目止め材を塗布する
工程を示す図である。

【符号の説明】

１ 容器 ２ 中空糸膜束 ３ 隙間シール材 ４ 目止め材 ５ 空気 １１ 気体導入口 １２ 開口部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 多数の中空糸膜からなる束の両端部の中
   空糸膜の開口した中空部を目止材で目止し、次に上記束
   の両端部の中空糸膜間の隙間及び中空糸膜とケースとの
   隙間を遠心成形により硬化性樹脂を用いて封止した後、
   上記中空糸膜からなる束の硬化性樹脂により封止された
   両端部を切断し、上記中空糸膜の中空部を開口させる中
   空糸膜モジュールの組立方法において、 （１）上記中空糸膜からなる束２の全長よりやや短く、
   上記中空糸膜からなる束２の径より大きい開口部１２を
   その両端に有し、かつ気体導入口１１を有する容器１に
   上記中空糸膜からなる束２をその両端部が該容器１の開
   口部にかかるようにセットし、 （２）上記中空糸膜からなる束２と容器１の開口部１２
   との隙間をシール材３で封止し、 （３）上記容器１の気体導入口１１より気体を送入しな
   がら上記中空糸膜からなる束２の端面に目止材４を塗布
   することを特徴とする中空糸膜モジュールの組立方法。