JPH0574408B2 - - Google Patents
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- JPH0574408B2 JPH0574408B2 JP60286734A JP28673485A JPH0574408B2 JP H0574408 B2 JPH0574408 B2 JP H0574408B2 JP 60286734 A JP60286734 A JP 60286734A JP 28673485 A JP28673485 A JP 28673485A JP H0574408 B2 JPH0574408 B2 JP H0574408B2
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- adhesive
- hollow fiber
- adhesive layer
- hollow
- fiber membrane
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- Expired - Lifetime
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Landscapes
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
(イ) 産業上の利用分野
本発明はポリスルホン又はポリエーテルスルホ
ン製中空糸型膜モジユールに関する。さらに詳し
くは、本発明は、接着封止部が中空糸を一部膨潤
させる作用をもつ非可撓性のエポキシ接着剤の層
と、中空糸を膨潤させる作用のない可撓性の接着
剤の層によりモジユールの長さ方向に層状に配設
され、それによつて接着封止部とモジユール内中
空糸との界面の中空糸の強度を向上させた構造を
有する中空糸型膜モジユールに関する。
ン製中空糸型膜モジユールに関する。さらに詳し
くは、本発明は、接着封止部が中空糸を一部膨潤
させる作用をもつ非可撓性のエポキシ接着剤の層
と、中空糸を膨潤させる作用のない可撓性の接着
剤の層によりモジユールの長さ方向に層状に配設
され、それによつて接着封止部とモジユール内中
空糸との界面の中空糸の強度を向上させた構造を
有する中空糸型膜モジユールに関する。
(ロ) 従来の技術
逆浸透法や限外濾過法装置の心臓部である半透
膜モジユールは用途に応じて各種の型式のものが
用いられておりその中の一つである中空糸型膜モ
ジユールはそのコンパクト性、プライミング容積
の小さなことなどの利点があるため各分野で広く
用いられている。
膜モジユールは用途に応じて各種の型式のものが
用いられておりその中の一つである中空糸型膜モ
ジユールはそのコンパクト性、プライミング容積
の小さなことなどの利点があるため各分野で広く
用いられている。
この中空糸型膜モジユールは長さ300〜1000mm、
外径0.1〜２mm程度の中空糸を数千〜数万本束ね
て円筒状のケースに挿入して端部を主として非可
撓性のエポキシ系の接着剤により接着封止して硬
化後、端部を開口させるためとトリミングのため
の切断を行い、さらにキヤツプを接着または熔
着、またはネジ込みによつてとりつけ製造され
る。従来このような中空糸型膜モジユールの端部
を接着封止するためには主としてエポキシ系接着
剤が単独で使われていた。
外径0.1〜２mm程度の中空糸を数千〜数万本束ね
て円筒状のケースに挿入して端部を主として非可
撓性のエポキシ系の接着剤により接着封止して硬
化後、端部を開口させるためとトリミングのため
の切断を行い、さらにキヤツプを接着または熔
着、またはネジ込みによつてとりつけ製造され
る。従来このような中空糸型膜モジユールの端部
を接着封止するためには主としてエポキシ系接着
剤が単独で使われていた。
(ハ) 発明が解決しようとする問題点
しかし、このエポキシ系の接着剤はポリスルホ
ン又はポリエーテルスルホン中空糸を一部膨潤又
は溶解する作用をもつている。以下このことを具
体的に説明する。
ン又はポリエーテルスルホン中空糸を一部膨潤又
は溶解する作用をもつている。以下このことを具
体的に説明する。
１本の破断強度130ｇのポリエーテルスルホン
中空糸に20ｇの力をかけた状態にしておき、この
中空糸の中間部を、70℃のエポキシ主剤であるエ
ピコート828（登録商標、油化シエル製）に漬けた
ところ約10分で、つけたところから切断した。同
じように80℃のエピコート828につけたところ、
約２分で切断した。次に同様の実験をエピコート
815（登録商標、油化シエル製）について実施した
ところ50℃で約２分にて切断した。同様の実験を
ポリスルホン中空糸についても実施したが、これ
はポリエーテルスルホン中空糸より数倍速く切断
した。
中空糸に20ｇの力をかけた状態にしておき、この
中空糸の中間部を、70℃のエポキシ主剤であるエ
ピコート828（登録商標、油化シエル製）に漬けた
ところ約10分で、つけたところから切断した。同
じように80℃のエピコート828につけたところ、
約２分で切断した。次に同様の実験をエピコート
815（登録商標、油化シエル製）について実施した
ところ50℃で約２分にて切断した。同様の実験を
ポリスルホン中空糸についても実施したが、これ
はポリエーテルスルホン中空糸より数倍速く切断
した。
以上までのことを考えると、ポリスルホンおよ
び、ポリエーテルスルホンは、エポキシにより膨
潤し、この膨潤の速さは温度が高いほど速く、長
い間にはエポキシにより溶解してゆくことがわか
る。しかし、エポキシ系の接着剤は耐熱性が高
く、接着力も強いので一般に使用されている。こ
れは、上記の膨潤作用が、接着剤が液状のときの
み問題であり、硬化してしまうとその作用がなく
なることを利用しているからであり、中空糸が膨
潤して劣化する前に接着剤を硬化して中空糸型膜
モジユールを作つているのが現実である。しか
し、この方法では、中空糸は一部劣化する。その
時の一番の問題点は中空糸と接着部の界面に生じ
る。接着部の中では、中空糸は接着剤により強固
に支持されており、問題はないが、中空糸と接着
部の界面の劣化は、中空糸に力が加わつた時に問
題となる。
び、ポリエーテルスルホンは、エポキシにより膨
潤し、この膨潤の速さは温度が高いほど速く、長
い間にはエポキシにより溶解してゆくことがわか
る。しかし、エポキシ系の接着剤は耐熱性が高
く、接着力も強いので一般に使用されている。こ
れは、上記の膨潤作用が、接着剤が液状のときの
み問題であり、硬化してしまうとその作用がなく
なることを利用しているからであり、中空糸が膨
潤して劣化する前に接着剤を硬化して中空糸型膜
モジユールを作つているのが現実である。しか
し、この方法では、中空糸は一部劣化する。その
時の一番の問題点は中空糸と接着部の界面に生じ
る。接着部の中では、中空糸は接着剤により強固
に支持されており、問題はないが、中空糸と接着
部の界面の劣化は、中空糸に力が加わつた時に問
題となる。
エポキシ系接着剤を使用する際のもう１つの問
題点は、エポキシ系接着剤の非可撓性である。接
着剤と中空糸の界面部では第２図のように接着剤
が中空糸と中空糸の間に毛管作用により這い上が
る。この高さは、中空糸と中空糸の間の距離に反
比例する。這い上がりの先端部は中空糸は外から
接着剤に取り囲まれている部分と中空糸との界面
となつている。この界面より上の方で中空糸に横
方向の力が働くと非常に弱い力で中空糸は折れて
しまう。これはエポキシ系接着剤が非可撓性であ
り変形して力を逃がす作用がほとんどないためと
考えられる。このことは中空糸モジユールを非常
に弱くする原因となる。すなわち、モジユールに
通水することにより、中空糸に横方向の力は加わ
るしまた中空糸モジユールを落下して衝撃を与え
る時にも問題となる（不注意により）。更にまた、
生蒸気を通気して行なう蒸気滅菌では水と蒸気の
気液界面が生じ激しいバブリング状態になること
があり、これにより、糸が激しく揺さぶられ同様
中空糸切断のおそれがある。以上のように使用に
より中空糸が接着界面で切断しリークにつながる
危険がある。このような状況に鑑み本発明者らは
鋭意検討した結果本発明を完成させた。
題点は、エポキシ系接着剤の非可撓性である。接
着剤と中空糸の界面部では第２図のように接着剤
が中空糸と中空糸の間に毛管作用により這い上が
る。この高さは、中空糸と中空糸の間の距離に反
比例する。這い上がりの先端部は中空糸は外から
接着剤に取り囲まれている部分と中空糸との界面
となつている。この界面より上の方で中空糸に横
方向の力が働くと非常に弱い力で中空糸は折れて
しまう。これはエポキシ系接着剤が非可撓性であ
り変形して力を逃がす作用がほとんどないためと
考えられる。このことは中空糸モジユールを非常
に弱くする原因となる。すなわち、モジユールに
通水することにより、中空糸に横方向の力は加わ
るしまた中空糸モジユールを落下して衝撃を与え
る時にも問題となる（不注意により）。更にまた、
生蒸気を通気して行なう蒸気滅菌では水と蒸気の
気液界面が生じ激しいバブリング状態になること
があり、これにより、糸が激しく揺さぶられ同様
中空糸切断のおそれがある。以上のように使用に
より中空糸が接着界面で切断しリークにつながる
危険がある。このような状況に鑑み本発明者らは
鋭意検討した結果本発明を完成させた。
(ニ) 問題点を解決するための手段及びその作用
本発明は円筒状のケースに中空糸束を充填し、
該中空糸相互間および中空糸束端部とケース端部
との間が接着剤で接着封止された中空糸型膜モジ
ユールであつて、その接着封止部の接着剤層の構
成が、モジユールの長さ方向の末端からモジユー
ルの中心に向つて各中空糸を一部膨潤させる作用
をもつ非可撓性の接着剤層を１段に、そして中空
糸を膨潤させる作用のない可撓性の接着剤層を次
段にそれぞれ配設されていることを特徴とする中
空糸型膜モジユールである。
該中空糸相互間および中空糸束端部とケース端部
との間が接着剤で接着封止された中空糸型膜モジ
ユールであつて、その接着封止部の接着剤層の構
成が、モジユールの長さ方向の末端からモジユー
ルの中心に向つて各中空糸を一部膨潤させる作用
をもつ非可撓性の接着剤層を１段に、そして中空
糸を膨潤させる作用のない可撓性の接着剤層を次
段にそれぞれ配設されていることを特徴とする中
空糸型膜モジユールである。
すなわち、本発明は、接着強度の大きな非可撓
性の接着剤を硬化して各中空糸を接着し、この接
着部が使用中に働く力の大部分を受け持つように
した後、中空糸を膨潤させる作用のない可撓性の
接着剤を保護コート層として導入し硬化すること
である。これによりエポキシ接着剤の硬化途中で
劣化した中空糸の部分を保護コート層の内に入る
ようにし、また保護コート層が可撓性を持つこと
により、中空糸に横方向の力が作用しても保護コ
ート層が変形し、中空糸が鋭角的に曲げられるこ
とがないので中空糸の折れに対して非常に強くな
る。
性の接着剤を硬化して各中空糸を接着し、この接
着部が使用中に働く力の大部分を受け持つように
した後、中空糸を膨潤させる作用のない可撓性の
接着剤を保護コート層として導入し硬化すること
である。これによりエポキシ接着剤の硬化途中で
劣化した中空糸の部分を保護コート層の内に入る
ようにし、また保護コート層が可撓性を持つこと
により、中空糸に横方向の力が作用しても保護コ
ート層が変形し、中空糸が鋭角的に曲げられるこ
とがないので中空糸の折れに対して非常に強くな
る。
(ホ) 実施例
次に第１図を用いて本発明を説明する。なお、
これによつて本発明が限定されるものではない。
第１図は本発明に係る中空糸型膜モジユールの一
実施例を示す要部構成説明図、つまりモジユール
Ｍ端部の縦断面模式図であり、１は個々の中空糸
膜、２は中空糸１を膨潤させる作用のない、耐熱
性の高い、可撓性のある２段の接着剤層、３は中
空糸を一部膨潤させる作用をもつ非可撓性の次段
のエポキシ接着剤層、４は円筒状ケースで、通常
はアクリル樹脂、ホリスルホン樹脂、塩化ビニル
樹脂製またはFRP製などである。
これによつて本発明が限定されるものではない。
第１図は本発明に係る中空糸型膜モジユールの一
実施例を示す要部構成説明図、つまりモジユール
Ｍ端部の縦断面模式図であり、１は個々の中空糸
膜、２は中空糸１を膨潤させる作用のない、耐熱
性の高い、可撓性のある２段の接着剤層、３は中
空糸を一部膨潤させる作用をもつ非可撓性の次段
のエポキシ接着剤層、４は円筒状ケースで、通常
はアクリル樹脂、ホリスルホン樹脂、塩化ビニル
樹脂製またはFRP製などである。
接着剤層２の接着剤としては、化学的性質で
は、ソフトセグメントを含有するウレタン結合を
有する接着剤、シロキサン結合を有する接着剤な
どが選ばれる。次に次段の接着剤層２の接着剤と
１段の接着剤層３の接着剤のそれぞれの接着剤の
量的な比率について述べる。一般的に中空糸型膜
モジユールＭの端部を接着剤で接着封止する際は
モジユールＭの端部から10〜100mmの長さになる
ように接着剤の量を計算して注入する。この接着
長さはモジユールＭの大きさ、特に円筒状ケース
４の内径および中空糸１の充填率などによつて適
宜長くしたり、短かくしたり選択する。この接着
長さが短か過ぎると運転中モジユールＭに印加さ
れる圧力は限外濾過の場合でも１〜10Kg／cm2であ
るのでこれに耐えることができず、中空糸１の接
着剤隣接部分が破壊される。また、この長さを必
要以上に長くすると中空糸１の有効濾過部分が少
なくなりモジユールＭ全体の効率が低下する。
は、ソフトセグメントを含有するウレタン結合を
有する接着剤、シロキサン結合を有する接着剤な
どが選ばれる。次に次段の接着剤層２の接着剤と
１段の接着剤層３の接着剤のそれぞれの接着剤の
量的な比率について述べる。一般的に中空糸型膜
モジユールＭの端部を接着剤で接着封止する際は
モジユールＭの端部から10〜100mmの長さになる
ように接着剤の量を計算して注入する。この接着
長さはモジユールＭの大きさ、特に円筒状ケース
４の内径および中空糸１の充填率などによつて適
宜長くしたり、短かくしたり選択する。この接着
長さが短か過ぎると運転中モジユールＭに印加さ
れる圧力は限外濾過の場合でも１〜10Kg／cm2であ
るのでこれに耐えることができず、中空糸１の接
着剤隣接部分が破壊される。また、この長さを必
要以上に長くすると中空糸１の有効濾過部分が少
なくなりモジユールＭ全体の効率が低下する。
この接着長さの中で接着剤層２の接着長さは１
〜40％が好ましい。
〜40％が好ましい。
ここで以上の中空糸系膜モジユールＭの効果を
具体例により説明する。
具体例により説明する。
具体例 １
１本の破断強度130ｇのポリエーテルスルホン
中空糸に20ｇの力をかけた状態にしておき、この
中空糸の中間部分を90℃のウレタン系接着剤に漬
けたが１時間でも切れなかつた。また同様に90℃
のシリコン系接着剤に漬けたが切れなかつた。
中空糸に20ｇの力をかけた状態にしておき、この
中空糸の中間部分を90℃のウレタン系接着剤に漬
けたが１時間でも切れなかつた。また同様に90℃
のシリコン系接着剤に漬けたが切れなかつた。
具体例 ２
内径82mmφ、外形90mmφ、長さ320mmのポリス
ルホン製円筒状ケースに内径500μｍ、外径700μ
ｍのポリエーテルスルホン中空糸6400本よりなる
糸束を挿入し、これを遠心シール機の中にセツト
して温度50℃、回転数900rpmでエポキシ系接着
剤を使つて片側の接着長さが25mmになるように遠
心シールし、硬化させた後、同じ遠心条件でシリ
コン系接着剤を使つて片側の接着長さが５mmにな
るように遠心シールした。これを第１図のごとき
モジユールとして完成した後温度130℃の蒸気と
25℃の水を交互に100回通した（この時、中空糸
はかなり激しく揺さぶられた。）が終了後に検査
しても接着界面に原因があるリークは全くなかつ
た。
ルホン製円筒状ケースに内径500μｍ、外径700μ
ｍのポリエーテルスルホン中空糸6400本よりなる
糸束を挿入し、これを遠心シール機の中にセツト
して温度50℃、回転数900rpmでエポキシ系接着
剤を使つて片側の接着長さが25mmになるように遠
心シールし、硬化させた後、同じ遠心条件でシリ
コン系接着剤を使つて片側の接着長さが５mmにな
るように遠心シールした。これを第１図のごとき
モジユールとして完成した後温度130℃の蒸気と
25℃の水を交互に100回通した（この時、中空糸
はかなり激しく揺さぶられた。）が終了後に検査
しても接着界面に原因があるリークは全くなかつ
た。
比較例 １
具体例２のシリコン系接着剤を入れなかつた他
は、具体例１と全く同様に行なつたところ、蒸気
を３回通した時に中空糸と接着剤の界面に亀裂が
発生しリークが発生した。
は、具体例１と全く同様に行なつたところ、蒸気
を３回通した時に中空糸と接着剤の界面に亀裂が
発生しリークが発生した。
(ヘ) 発明の効果
本発明による中空糸型膜モジユールは、保護コ
ート層となる特定接着剤層を次段に導入すること
により、従来型の１段の接着剤層のみを有する中
空糸型膜モジユールに比較し、中空糸の折れによ
る切断トラブルが防止できる。
ート層となる特定接着剤層を次段に導入すること
により、従来型の１段の接着剤層のみを有する中
空糸型膜モジユールに比較し、中空糸の折れによ
る切断トラブルが防止できる。
第１図は本発明の一実施例を示す要部構成説明
図、第２図は中空糸間を接着剤が這い上がる状態
を示す説明図である。 Ｍ……中空糸型膜モジユール、１……中空糸、
２……１段の接着剤層、３……２段の接着剤層、
４……円筒状ケース。
図、第２図は中空糸間を接着剤が這い上がる状態
を示す説明図である。 Ｍ……中空糸型膜モジユール、１……中空糸、
２……１段の接着剤層、３……２段の接着剤層、
４……円筒状ケース。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 円筒状のケースに中空糸束を充填し、該中空
糸相互間および中空糸束端部とケース端部との間
が接着剤で接着封止された中空糸型膜モジユール
であつて、その接着封止部の接着剤層の構成が、
モジユールの長さ方向の末端からモジユールの中
心に向つて各中空糸を一部膨潤させる作用をもつ
非可撓性の接着剤層を１段に、そして中空糸を膨
潤させる作用のない可撓性の接着剤層を次段にそ
れぞれ配設されていることを特徴とする中空糸型
膜モジユール。 ２ 中空糸がポリスルホン又はポリエーテルスル
ホンよりなる特許請求の範囲第１項記載の中空糸
型膜モジユール。 ３ １段の接着剤層がエポキシ系接着剤より、次
段の接着剤層がウレタン結合を有する接着剤より
なる特許請求の範囲第１項記載の中空糸型膜モジ
ユール。 ４ １段の接着剤層がエポキシ系接着剤より、次
段の接着剤層がシロキサン結合を有する接着剤よ
りなる特許請求の範囲第１項記載の中空糸型膜モ
ジユール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28673485A JPS62144708A (ja) | 1985-12-19 | 1985-12-19 | 中空糸型膜モジユ−ル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28673485A JPS62144708A (ja) | 1985-12-19 | 1985-12-19 | 中空糸型膜モジユ−ル |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62144708A JPS62144708A (ja) | 1987-06-27 |
| JPH0574408B2 true JPH0574408B2 (ja) | 1993-10-18 |
Family
ID=17708327
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28673485A Granted JPS62144708A (ja) | 1985-12-19 | 1985-12-19 | 中空糸型膜モジユ−ル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62144708A (ja) |
Families Citing this family (30)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2529726B2 (ja) * | 1988-10-14 | 1996-09-04 | ダイセル化学工業株式会社 | 中空糸型膜モジュ―ル |
| JPH0711785Y2 (ja) * | 1989-07-25 | 1995-03-22 | 日東電工株式会社 | 中空糸膜モジュール |
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