JPH0567324U - 中空糸膜モジュ−ル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 中空糸膜の束に巻かれたシート状物が、作業
性の向上及び傷つき防止に加えて、気体抜き機能も兼ね
備えるようにする。 【構成】 可撓性のシート状物４が巻き付けられること
で束ねられた多数本の中空糸膜２をケース５内に挿入
し、各中空糸膜２およびシート状物４の端末を充填接着
剤６にてケース５に封止固定する中空糸膜モジュールに
おいて、シート状物４が抜気用通気路４５を備えてなる
ことを特徴とする中空糸膜モジュール。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、たとえば浄水器等に用いられる水性液体ろ過用の中空糸膜モジュー ルの構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来のこの種の水性液体ろ過用の中空糸膜モジュールとしては、たとえば特開 平１−３１１７３４号公報記載のものが知られている。この中空糸膜モジュール は、多数本の中空糸の束を可撓性のシート状物を巻付けて束ね、その後ケース内 に挿入したものであり、挿入の際に中空糸に傷をつけず、作業性も向上するとい った利点を有していた。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、上記した従来技術の場合、水性液体流入側から混入した空気を 抜くためには、疎水性の気体抜き用中空糸などをケース内に配設しなければなら ず、その分だけ水性液体のろ過効率が低下するという問題があった。

【０００４】 また、濾過用の親水性の中空糸膜と抜気用の疎水性中空糸膜を混合して束ねる 必要があり、作業性が極めて悪く、中空糸膜のケース挿入工程の自動化を図る上 で大きな障害となっている。

【０００５】 さらに、空気はケース内周壁付近に滞留しやすい傾向があり、抜気効率を考慮 すると疎水性中空糸膜をケース外周壁付近に配置することが好ましいが、従来は 抜気用の疎水性中空糸膜をケース内の所定の位置に配置することが困難であった 。

【０００６】 本考案は上記課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは 、中空糸膜の束に巻かれたシート状物に気体抜き機能を持たせることにより、濾 過効率を高めると共に、作業性の向上、ひいては充填作業の自動化を図り得る中 空糸膜モジュールを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するために本考案にあっては、可撓性のシート状物が巻き付け られることで束ねられた多数本の中空糸膜をケース内に挿入し、各中空糸膜およ びシート状物の端末を充填接着剤にてケースに封止固定する中空糸膜モジュール において、前記シート状物が抜気用通気路を備えてなることを特徴とする。

【０００８】

【作用】

上記構成の中空糸膜モジュールにあっては、中空糸膜の束はシート状物を巻き つけてケース内に挿入されるので、作業性の向上及び中空糸膜の傷つき防止がな される。しかも、シート状物に抜気用通気路が設けられているので、ケース内に 混入した気体は抜気用通気路を介して排出される。

【０００９】 また、ケース内に挿入した際に、シート状物は中空糸膜束の拡がりによってケ ース内周壁に押しつけられ、抜気用通気路は空気の溜り易いケース内周壁付近に 自動的に位置することになり、抜気効率を高めることができる。

【００１０】 抜気用通気路は、気体の流通を許容し液体の流通を阻止する微細孔を有する多 孔質膜の袋体により構成することが好適である。

【００１１】 抜気用通気路を構成する袋体内には、気体の流通を許容するスペーサを介在さ せることが効果的である。

【００１２】 抜気用通気路を構成する袋体はシート状の多孔質膜を二枚重ねにして内部が中 空となるように接着することで袋状に成形することが好ましい。

【００１３】 また、抜気用通気路を構成する多孔質膜にてシート状物を構成するもので、シ ート状の多孔質膜を二枚重ねにし、抜気用通路部分を残して接着することにより 構成してなることが好適である。

【００１４】 さらに、二枚重ねのシート状の多孔質膜はヒートシールにて接着することが好 ましい。

【００１５】 また、ヒートシール部の少なくとも、充填接着剤により接着される部位に、多 孔質膜の外周に多孔質膜よりも融点の高い高融点結合材を介在させ、該高融点結 合材の内周側を多孔質膜をヒートシールする際の溶融樹脂を内部組織に含浸させ ることで結合し、一方高融点結合材の外周側は充填接着材を内部組織に含浸させ ることで結合し、高融点結合材を介してヒートシール部外周を封止固定すること が効果的である。

【００１６】 高融点結合材を二枚重ねのシート状の多孔質膜と同一の大きさに成形すると共 に、重ね合わせた二枚の多孔質膜を挟むようにして重ねて、四枚重ね状態でヒー トシールを行うことが好ましい。

【００１７】 さらに、スペーサを二枚重ねのシート状の多孔質膜と同一の大きさに成形して 、多孔質膜とスペーサを一度にヒートシールにて接着固定することが効果的であ る。

【００１８】 また、ヒートシール部においては、二枚重ねの多孔質膜の間に多孔質膜よりも 融点の低い低融点結合材を介在させ、多孔質膜の融点よりも低く低融点結合材の 融点よりも高い温度でヒートシールを行うことにより低融点結合材のみを溶融し て二枚重ねの多孔質膜間を接着固定し、ヒートシール部表面には多孔質膜の地肌 を残して該ヒートシール部表面に充填接着材を気密状態にて固定するようにして もよい。

【００１９】 この低融点結合材によってスペーサを構成し、該スペーサを二枚重ねのシート 状の多孔質膜と同一の大きさに成形して、多孔質膜とスペーサを一度にヒートシ ールにて接着固定することが効果的である。

【００２０】

【実施例】

（第一の実施例） 以下に本考案を図示の実施例に基づいて説明する。図１(a),(b) は本考案の第 一の実施例に係る中空糸膜モジュールを示している。この中空糸膜モジュール１ は、濾過用の中空糸膜２，…の束３と、この中空糸膜の束３に巻きつけられる可 撓性のシート状物４と、シート状物４が巻かれた中空糸膜の束３を収納するケー ス５と、ケース５に収納されたシート状物４及び中空糸膜の束３をケース５一端 に固定する充填接着剤６と、から構成されている。

【００２１】 ここで、中空糸膜２は、内部に全長に渡って中空穴が設けられた繊維で、中央 位置にてＵ字状に折り曲げられている。

【００２２】 中空糸膜の束３に巻き付けられるシート状物４の形状は、図１(d) に示すよう に長方形状で、その幅は中空糸膜２の二つ折りにした長さとほぼ等しい寸法、こ の例ではやや小さめに設定してある。また、シート状物４の長さは、図１(c) に 示すように少なくとも中空糸膜の束３を一巻きするだけの寸法が必要であり、一 巻き分以上の長さがあればよい。

【００２３】 また、シート状物４は可撓性と疎水性を備えるような材質及び構造から成る。 例えば図２(a) に示すような複数の可撓性の布材が重ね合わされて構成されてい る。即ち、シート状物４の外層を成す高融点結合材としての外層布材（以下、単 に外層と言う）４１はポリエステル製の不織布（以下、ＰＥＴ不織布と言う）か ら成り、外層４１の内側に隣接する疎水性多孔質膜としての内層布材４２（以下 、単に内層という）はポリプロピレン製の疎水性布（以下、ＰＰ疎水性布と言う ）から成っている。

【００２４】 なお、ＰＰ疎水性布４２は二つの布材が張り合わされて形成されたもので、外 層４１に隣接する側（第一内層）４２ａはポリプロピレン製の多孔質膜（以下、 ＰＰ多孔質膜と言う）で、第一内層４２ａの内側の第二内層４２ｂはポリプロピ レン製の不織布（以下、ＰＰ不織布と言う）である。

【００２５】 そして、上記したような二枚の外層４１，４１と二枚の内層４２，４２から成 る四枚の積層された布材は、所定温度で、所定箇所を所定形状でヒートシールさ れて、一枚のシート状物４が形成される。

【００２６】 ヒートシールする温度は、ＰＰ疎水性布４２は溶融するがＰＥＴ不織布４１は 溶融しない温度に設定される。即ち、ＰＰの融点は約１４０℃、ＰＥＴの融点は 約２４０℃なので、ヒートシール温度は約１４０℃〜２４０℃とされる。この温 度内でヒートシールすることで、ヒートシールされた部分４３は、図２(b) に示 すようにＰＰ疎水性布４２，４２同士が互いに溶けて融着して融着部４０を形成 し、さらに溶融したＰＰ疎水性布４２がＰＥＴ不織布４１の内面の内部組織に含 浸して溶着し、溶着部４０ａを形成するので、外層のＰＥＴ不織布４１の地肌の 状態を変化させることなく４枚の布材のヒートシールがなされる。

【００２７】 ヒートシールする箇所及び形状は、４枚の布材が互いにずれたりせず、なおか つ、ケース５に収納されたときに充填接着剤６にて接着される抜気側１ａ一辺が 全てヒートシールされたものでなければ、どのような箇所にどのような形状のヒ ートシールを行っても構わない。そして、ヒートシールを施されなかった部分４ ４には、対向する二枚のＰＰ疎水性布４２，４２の間に隙間ができて、抜気用通 気路４５が形成される。

【００２８】 本実施例においては、図１(d) に示すように、抜気側一辺４６ａに対向する液 体流入側一辺４６ｂと、その両側辺４６ｃ，４６ｄとをヒートシールし、さらに 液体流入側一辺４６ｂから抜気側一辺４６ａに伸びる短冊状のヒートシール部を 、長さ方向に向けて、抜気用通気路４５と交互になるように形成したものである 。

【００２９】 次に、上記構成の中空糸膜モジュールの製造方法の概略及びその効果について 説明する。

【００３０】 まず、図３(a) に示すように、不図示のヒートシール装置によって、シート状 物４にヒートシールを行う。ただし、この時点においては、抜気側一辺４６ａに もヒートシール部４３が設けられている。

【００３１】 次に、図３(b) に示すように、二つ折りにした中空糸膜の束３にシート状物４ を巻き付けて束ね、これをケース５内に挿入する。

【００３２】 その際、中空糸膜の束３がケース５の端面に当ってもシート状物４によって保 護されているので、傷付きが防止される。

【００３３】 また、シート状物４にて巻かれていることから挿入途中で中空糸膜の束３がば らけるおそれは無く、挿入時の作業性が向上する。

【００３４】 そして、ケース５内に中空糸膜の束３を挿入した後、シート状物４を取付けた ままの状態でケース５一端にポリウレタン等の充填接着剤６を注入する。すると 、充填接着剤６は中空糸膜２と中空糸膜２との間、中空糸膜の束３とシート状物 ４との間、シート状物４の外層を形成するＰＥＴ不織布４１の内部組織の中、シ ート状物４とケース５内周との間に入り込んでアンカー効果によって固着し、ポ ッティングが完了する。

【００３５】 なお、ＰＥＴ不織布４１の充填接着剤６との当接箇所にヒートシールが施され ていたとしても、ヒートシール温度は前述のようにＰＥＴの溶融温度以下なので 、ＰＥＴ不織布４１の地肌は溶けていず、充填接着剤６はＰＥＴ不織布４１の内 部組織の中に入り込むことが可能となり、アンカー効果が得られる。

【００３６】 その後、図３(c) に示すようにケース５から露出した中空糸膜の束３および抜 気側一辺のヒートシール部を切除して中空糸膜モジュール１が図１(a) に示すよ うに、完成する。

【００３７】 次に、上記構成及び製造方法にて作られた中空糸膜モジュール１の作用，効果 について説明する。

【００３８】 ケース５底部に設けた流入ポート５ａ（図１(a) ）を介してケース５内部に原 水と同時に空気も混入した場合、空気はケース５内周壁付近に溜りやすい。しか し、ケース５内周には、図１(b) に示すようにＰＰ疎水性布４２，４２を壁面と する抜気用通気路４５を備えたシート状物４が全周に渡って位置しているので、 滞留した空気はＰＰ疎水性布４２を通して抜気用通気路４５に取り込まれ、抜気 用通気路４５内を上昇して充填接着剤６にて接着固定された端末の開口部５ｂか らケース５外に排出される。

【００３９】 これにより、混入した空気によって水性液体のろ過効率が低下されるのを防ぐ ことができる。

【００４０】 また、シート状物４がケース５内周面に配設されているため、ポッティング工 程において、充填接着剤がケース５内周面に吸い上げられるといった現象が防が れる。

【００４１】 また、短冊状のヒートシール部４３を抜気用通気路４５と交互に設けてあるの で外層および内層の各層が互いにずれるといった不具合を防止することができる 。

【００４２】 以下に本発明に係る中空糸膜モジュールの他の実施例について説明する。第一 の実施例と同一の構成部分には同一の番号を付してその説明を省略する。 （第二の実施例） 図４(a),(b) に示すように、第一の実施例におけるシート状物４のＰＰ疎水性 布４２，４２の間に、スペーサとしてＰＰ不織布４７を挟み込んだものである。

【００４３】 このようにすることで、圧力が加わった場合でも抜気用通気路４５が潰れるこ となく通気路断面を確保することができ、抜気の効率を高めることができる。 （第三の実施例） 図４(c),(d) に示すように、シート状物４の外層４２′を成すのは、ＰＰ疎水 性布で、内層４８を成すのはポリエチレン製の不織布（以下、ＰＥ不織布と称す ）である。

【００４４】 ＰＥの溶融温度はおよそ７０〜８０℃であるから、ヒートシール温度を約８０ 〜１４０℃に設定すれば、ポッティング時に第一の実施例と同一の作用効果を示 す。

【００４５】 そしてヒートシールされない部分４４は抜気用通気路４５を形成し、その部分 ４４におけるＰＥ不織布４８はスペーサとしての機能を果す。従って、シート状 物４を本実施例におけるような材質及び構成としても、第二の実施例と同様の効 果を得ることができる。

【００４６】 以下にあげる実施例は、シート状物にヒートシールを行う箇所及び形状を、第 一の実施例と違えたものである。 （第四の実施例） 本実施例においては、図５(a) に示すように、抜気側一辺４６ａに対向する液 体流入側一辺４６ｂと、その両側辺４６ｃ，４６ｄだけをヒートシールしたもの である。

【００４７】 これによって、抜気用通気路４５の表面積は第一の実施例よりも広くなるので 、外層および内層の各層が多少互いにずれるといったことが起きるが、抜気効率 は高くなる。 （第五の実施例） 第一の実施例における短冊状のヒートシール部４３ａを、図５(b) に示すよう に斜めに傾斜させたものである。

【００４８】 このようにすることで、第一の実施例の効果に加えて中空糸膜モジュール１を 水平方向に取付ける場合においても、図５(c) に示すように、抜気用通気路４５ の排気口４３ｂが上方へ向けられ、抜気を行うことが可能となる。 （第六の実施例） 図５(d) に示すように、第二の実施例のヒートシール部４３に加えて、そのヒ ートシール部４３に囲まれた抜気用通気路４５の適宜箇所に、適宜個数の点状の ヒートシール部４３ｃを設けたものである。

【００４９】 このようにすることで、第一の実施例の抜気効率よりもさほど劣ることなく、 シート状物４の各層がずれるのを防ぐことができる。 （その他の実施例） その他にも図６に示すような種々のヒートシールのパターンが考えられる。

【００５０】 なお、シート状物としては、可撓性と疎水性を備え、なおかつシート状物の外 層の融点が内層の融点より高いものであれば、第一，第二の実施例で示された材 質及び構造に限定されるものではない。

【００５１】 また、第一の実施例においては、シート状物４の外層４１としてＰＥＴ不織布 を用いたが、他の材質の不織布でもいいし、又、不織布に限られるものではない 。ただ、不織布を用いることによって、衛生的、無害、安価、しなやか、接着剤 の浸透性良好といった利点が得られる。

【００５２】 上記各実施例では、シート状物と一体的に抜気用通気路を設けた場合について 説明したが、抜気用通気路を別体構成として、シート状物に取り付けるようにし てもよい。 （第七の実施例） 本実施例は、図７に示すように、モジュール製造時に充填接着剤６が充填され て固着されるシート状物４の抜気側の部分（以下、ポッティング部４９という） のうち、短冊状を成す複数の抜気用通気路４５を、互いに他と連通させる連通部 ４５ａを設けている。

【００５３】 このような構成とすることで、本実施例は、先の実施例に加えて次のような効 果を更に有することになる。

【００５４】 即ち、充填接着剤６が充填されるポッティング部４９において、短冊状の抜気 用通気路４５間に連通部４５ａを形成してあるので、その連通部４５ａを形成し た分だけ、ヒートシールされない部分の面積が増し、従ってアンカー効果が期待 できる部分の面積が増すことになり、固着力がより高められる。

【００５５】 それから、ポッティングを行う際には、抜気用通気路４５の抜気側の一辺は、 仮止めされているが（図３(a) 参照）、仮止めが不完全であったりすると、抜気 用通気路４５内に充填接着剤６が侵入し、有効膜面積が減少してしまうこともあ るが、本実施例のようにポッティング部４９に連通部４５ａを設けることで、仮 に短冊状の複数の抜気用通気路４５のうちいずれかが充填接着剤６の侵入によっ て塞がったとしても、連通部４５ａを介して、他の抜気用通気路の出口から抜気 がなされる。従って、抜気用通気路４５の有効膜面積が失われることなく、一定 の抜気量を得ることができる。

【００５６】

【考案の効果】

以上説明したように本考案にあっては、中空糸膜の束にシート状物を巻きつけ てケース内に挿入するので、作業性の向上及び中空糸の傷つき防止がなされ、し かも、シート状物に抜気用通気路が設けられているので、ケース内に混入した気 体は抜気用通気路を介して排出することができる。

【００５７】 また、作業性が向上することにより、中空糸膜モジュール製造の自動化を促進 することができる。

【００５８】 さらに、シート状物に抜気用通気路を設けたので、空気抜き用の中空糸膜等を 中空糸膜の束に入れる必要がなくなり、シート状物を巻き付けるだけで抜気を行 うことが可能となる。

【００５９】 また、これに関連して抜気用の疎水性中空糸膜等を入れる必要がないので、そ のスペースの分だけ、ろ過効率を上げることができる。

【００６０】 さらにまた、シート状物に抜気用通気路を設けることにより、抜気用通気路は 自動的にケース内周壁近傍に配置することができ、抜気効率を高めることができ る。

【図面の簡単な説明】

【図１】(a) は本考案の第１の実施例に係る中空糸膜モ
ジュールの概略構成図、(b) は(a) のＡ矢視図、(c) は
同モジュールのシート状物の斜視図、(d) は同モジュー
ルのシート状物の平面図である。

【図２】(a) は同モジュールのシート状物の組成説明
図、(b) は同モジュールのシート状物の一部断面図であ
る。

【図３】同モジュールの製造方法を説明する図である。

【図４】(a),(b) は本考案の第二の実施例に係る中空糸
膜モジュールのシート状物の一部断面図、(c),(d) は本
考案の第三の実施例に係る中空糸膜モジュールのシート
状物の一部断面図である。

【図５】図５(a) は本考案の第四の実施例に係る中空糸
膜モジュールのシート状物の平面図、(b) 及び(c) は本
考案の第五の実施例に係る中空糸膜モジュールのシート
状物を示す図、(d) は本考案の第六の実施例に係る中空
糸膜モジュールのシート状物の平面図である。

【図６】その他の実施例に係る中空糸膜モジュールのシ
ート状物の平面図である。

【図７】本考案の第七の実施例に係る中空糸膜モジュー
ルに係り、(a) は同モジュールのシート状物の平面図、
(b) は同モジュールの斜視図、(c) は同モジュールの概
略構成図である。

【符号の説明】

１ 中空糸膜モジュール ２ 中空糸膜 ３ 中空糸膜の束 ４ シート状物 ５ ケース ６ 充填接着材 ４１ 外層布材 ４２ 内層布材 ４５ 抜気用通気路

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【手続補正書】

【提出日】平成５年１月２８日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【図２】

【図３】

【図４】

【図５】

【図６】

【図７】

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 可撓性のシート状物が巻き付けられるこ
   とで束ねられた多数本の中空糸膜をケース内に挿入し、
   各中空糸膜およびシート状物の端末を充填接着剤にてケ
   ースに封止固定する中空糸膜モジュールにおいて、 前記シート状物が抜気用通気路を備えてなることを特徴
   とする中空糸膜モジュール。