JPH06319960A - Hollow fiber membrane module - Google Patents

Hollow fiber membrane module

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JPH06319960A
JPH06319960A JP11045593A JP11045593A JPH06319960A JP H06319960 A JPH06319960 A JP H06319960A JP 11045593 A JP11045593 A JP 11045593A JP 11045593 A JP11045593 A JP 11045593A JP H06319960 A JPH06319960 A JP H06319960A
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JP
Japan
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hollow fiber
adhesive layer
membrane module
fiber membrane
adhesive
Prior art date
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Application number
JP11045593A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazunari Sakai
一成 酒井
Kazumi Oi
和美 大井
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DIC Corp
Original Assignee
Dainippon Ink and Chemicals Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Dainippon Ink and Chemicals Co Ltd filed Critical Dainippon Ink and Chemicals Co Ltd
Priority to JP11045593A priority Critical patent/JPH06319960A/en
Publication of JPH06319960A publication Critical patent/JPH06319960A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To provide a hollow fiber membrane module which can be used always at high temperatures and whose range of application can be extended to a field in which the hollow fiber membrane module is normally used at high temperatures without causing damage to the membrane when the end part of the membrane is sealed to a case or when pressure is exerted on the module. CONSTITUTION:In a membrane module of the structure made up of the hollow fiber membrane which is arranged in a case and whose end part is sealed to the case with adhesive agent, its structure is of a laminate constituted of a heat resisting adhesive layer (A) formed with its adhesive part extending from the end of the hollow fiber in the lengthwise direction and consisting of a main epoxy agent having a glass transition point of 60-90 deg.C and a hardening agent and of an adhesive layer (B) consisting of a main epoxy agent having a glass transition point of 20-50 deg.C and a hardening agent.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、食品工業、医薬品工
業、電子工業、化学工業、排水処理、人工臓器、医療等
の種々の分離プロセスにおいて塵挨、タンパク、コロイ
ド、バクテリア、イオン、ガス等の濾過分離の目的で使
用される精密濾過膜、限外濾過膜、逆浸透膜、気液接触
用隔膜、脱気膜、給気膜、気体分離膜等からなる耐熱
性、耐久性に優れた中空糸膜モジュールに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to dust, protein, colloid, bacteria, ions, gas, etc. in various separation processes such as food industry, pharmaceutical industry, electronic industry, chemical industry, wastewater treatment, artificial organ, medical treatment and the like. It consists of microfiltration membrane, ultrafiltration membrane, reverse osmosis membrane, membrane for gas-liquid contact, degassing membrane, gas supply membrane, gas separation membrane, etc. The present invention relates to a hollow fiber membrane module.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年種々の分野において、分離膜の特質
を生かしたプロセスの革新が精力的に進められている。
しかし、常時60℃以上の高温で使用される分野ではあ
まり実用化されていない。高温で使用される為には、分
離膜自身の耐熱性が優れていなければならない事はもち
ろんであるが、ケースと分離膜端部とをシールする接着
剤部も耐熱性を有していなければならない。この傾向
は、接着剤の使用量の多い中空糸膜の場合に特に顕著で
ある。しかしながら、従来分離膜自身の耐熱性改良は精
力的に進められてきているが、接着剤部の耐熱性改良に
ついては、その報告例が少ないのが現状である。
2. Description of the Related Art In recent years, in various fields, process innovation utilizing the characteristics of a separation membrane has been vigorously pursued.
However, it has not been put to practical use in the field where it is constantly used at a high temperature of 60 ° C. or higher. In order to be used at high temperatures, it goes without saying that the heat resistance of the separation membrane itself must be excellent, but the adhesive part that seals the case and the end of the separation membrane must also have heat resistance. I won't. This tendency is particularly remarkable in the case of a hollow fiber membrane in which a large amount of adhesive is used. However, although the heat resistance of the separation membrane itself has been energetically advanced in the past, there are few reports on the heat resistance of the adhesive portion.

【0003】従来該用途に用いられる接着剤としては、
エポキシ系、ウレタン系、シリコン系、ビニルエステル
系などが用いられているが、耐熱性、耐溶剤性、接着性
等に優れるエポキシ系が最も広く用いられている。
As an adhesive conventionally used for the above-mentioned application,
Epoxy type, urethane type, silicon type, vinyl ester type, etc. are used, but epoxy type, which is excellent in heat resistance, solvent resistance, adhesiveness, etc., is most widely used.

【0004】しかし、通常のエポキシ系接着剤は、50
℃程度での使用が限度である。エポキシ系接着剤は、主
に硬化剤の選択により耐熱性を幅広く調整できることが
知られており、特公平3−47887号公報、特開平2
−268815号公報、特開平4−83518号公報に
見られるように、耐熱性向上の為には、酸無水物系、芳
香族ポリアミン系、環状脂肪族ポリアミン系、イミダゾ
ール系の硬化剤を用いるのが一般的である。
However, the usual epoxy adhesive is 50
There is a limit to use at about ℃. It is known that the epoxy adhesive can be widely adjusted in heat resistance mainly by selecting a curing agent, and it is disclosed in Japanese Patent Publication No. 3-47887 and Japanese Patent Laid-Open No. 2-887.
As disclosed in JP-A-268815 and JP-A-4-83518, in order to improve heat resistance, an acid anhydride-based, aromatic polyamine-based, cycloaliphatic polyamine-based, or imidazole-based curing agent is used. Is common.

【0005】しかし、これらの硬化剤を用いた場合に
は、接着剤の硬化収縮が大き過ぎる為、ケースと中空糸
膜端部をシールする際に中空糸膜の破損が発生しやすい
という問題点を有する。
However, when these curing agents are used, the curing shrinkage of the adhesive is too large, so that the hollow fiber membrane is likely to be damaged when the case and the end of the hollow fiber membrane are sealed. Have.

【0006】また、中空糸膜モジュールに60℃以上の
高温で圧力が作用する際、接着剤部に可撓性が無い為、
中空糸膜の接着剤部境界部分に応力が集中し、中空糸膜
の破損が発生しやすいという問題点を有する。
Further, when pressure is applied to the hollow fiber membrane module at a high temperature of 60 ° C. or higher, since the adhesive portion has no flexibility,
There is a problem that stress is concentrated on the boundary portion of the adhesive portion of the hollow fiber membrane, and the hollow fiber membrane is easily damaged.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来技術の
欠点に鑑みてなされたもので、常時60℃程度以上の高
温で使用可能であり、ケースと中空糸膜端部をシールす
る際や中空糸膜モジュールに圧力が作用する際に中空糸
膜の破損を起こさない中空糸膜モジュールを提供するこ
とを目的とするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the drawbacks of the prior art and can be used at a high temperature of about 60 ° C. or more at all times, and when sealing the case and the end of the hollow fiber membrane, An object of the present invention is to provide a hollow fiber membrane module that does not cause damage to the hollow fiber membrane when pressure is applied to the hollow fiber membrane module.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するため、耐熱性の異なる接着剤の組み合わせに
つき鋭意検討を重ねた結果、本発明を完成するに至っ
た。
In order to solve the above problems, the inventors of the present invention have conducted intensive studies on combinations of adhesives having different heat resistances, and as a result, have completed the present invention.

【0009】即ち、本発明は、ケース内に中空糸膜が配
置され、かつケースと中空糸膜端部とが接着剤でシール
された構造の膜モジュールであって、しかも接着剤部分
が、中空糸の長さ方向の端部側からガラス転移点50℃
以上の耐熱性接着剤層(A)、次いでこれよりガラス転
移点の低い接着剤層(B)の順で積層された構造を有す
るものであることを特徴とする膜モジュールを提供する
ものである。
That is, the present invention is a membrane module having a structure in which a hollow fiber membrane is arranged in a case and the case and the end of the hollow fiber membrane are sealed with an adhesive, and the adhesive part is hollow. Glass transition point 50 ° C from the end in the length direction of the yarn
It is intended to provide a membrane module having a structure in which the above heat-resistant adhesive layer (A) and then the adhesive layer (B) having a lower glass transition point are laminated in this order. .

【0010】本発明に使用される中空糸膜には特に制限
はなく、精密濾過膜、限外濾過膜、逆浸透膜、気液接触
用隔膜、脱気膜、給気膜、気体分離膜、パーベーパレー
ション膜、透析膜、イオン交換膜等いかなるものでもか
まわない。
The hollow fiber membrane used in the present invention is not particularly limited and includes microfiltration membranes, ultrafiltration membranes, reverse osmosis membranes, gas-liquid contacting membranes, degassing membranes, gas supply membranes, gas separation membranes, Any material such as a pervaporation membrane, a dialysis membrane, an ion exchange membrane may be used.

【0011】また、中空糸膜の材質は、常時60℃以上
の高温で使用可能なものであればいかなるものでもかま
わない。例えばポリスルホン、ポリエーテルスルホン、
ポリイミド、ポリプロピレン、ポリ4メチルペンテン
1、ポリアクリロニトリル、テフロン等を挙げる事がで
きる。
The hollow fiber membrane may be made of any material as long as it can always be used at a high temperature of 60 ° C. or higher. For example, polysulfone, polyether sulfone,
Examples thereof include polyimide, polypropylene, poly-4-methylpentene 1, polyacrylonitrile, and Teflon.

【0012】本発明に使用されるケースとしては、金
属、ガラス、セラミック、合成樹脂等いかなる材質から
なるものでもかまわない。接着剤と接着性を有さない場
合は、事前にプライマーを塗布した後に使用する事もで
きる。
The case used in the present invention may be made of any material such as metal, glass, ceramic and synthetic resin. When it does not have adhesiveness with an adhesive, it can be used after applying a primer in advance.

【0013】ケースの形状としては、円筒状が一般的で
あるが、中空糸膜モジュールに用いられるものであれば
いかなるものでもかまわない。本発明に用いられる接着
剤層(A)、接着剤層(B)としては、エポキシ系、ウ
レタン系、シリコン系、ビニルエステル系、不飽和ポリ
エステル系などを用いることができるが、耐熱性、耐溶
剤性、接着性等に優れるエポキシ系を用いる事が好まし
い。
The shape of the case is generally cylindrical, but any shape may be used as long as it is used in the hollow fiber membrane module. As the adhesive layer (A) and the adhesive layer (B) used in the present invention, epoxy-based, urethane-based, silicon-based, vinyl ester-based, unsaturated polyester-based, etc. can be used, but the heat resistance and resistance It is preferable to use an epoxy type which is excellent in solvent properties and adhesiveness.

【0014】エポキシ系接着剤のエポキシ主剤として
は、例えばビスフェノールA、ビスフェノールF、ノボ
ラックフェノール、臭素化ビスフェノールA、フェノー
ル等のフェノール類、およびブタノール、アリルアルコ
ール、グリセリン、ポリプロピレングリコール等のアル
コール類のグリシジルエーテルタイプエポキシ樹脂、環
式脂肪族エポキシ樹脂、グリシジルエステルタイプエポ
キシ樹脂、グリシジルアミンタイプエポキシ樹脂、ヒダ
ントイン型エポキシ樹脂、トリグリシジルイソシアヌレ
ート等を挙げる事ができる。
The epoxy main agent of the epoxy adhesive is, for example, glycidyl of bisphenol A, bisphenol F, novolac phenol, brominated bisphenol A, phenol and other phenols, and alcohols such as butanol, allyl alcohol, glycerin and polypropylene glycol. Examples thereof include ether type epoxy resins, cycloaliphatic epoxy resins, glycidyl ester type epoxy resins, glycidyl amine type epoxy resins, hydantoin type epoxy resins, triglycidyl isocyanurate and the like.

【0015】接着剤層(B)にエポキシ系接着剤を用い
る場合には、硬化剤として鎖状脂肪族ポリアミン及び/
またはその変性物を用いることが好ましい。使用される
鎖状脂肪族ポリアミンとしては、例えばジエチレントリ
アミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペン
タミン、ペンタエチレンヘキサミン、イミノビスプロピ
ルアミン、ビス(ヘキサメチレン)トリアミン、ジメチ
ルアミノプロピルアミン、ジエチルアミノプロピルアミ
ン、アミノエチルエタノールアミン、1,3,5−トリ
スアミノメチルヘキサン、トリメチルヘキサメチレンジ
アミン等及びこれらのポリアミド、エポキシアダクツ、
シアノエチル化等の変性物を挙げることができる。
When an epoxy adhesive is used for the adhesive layer (B), a chain aliphatic polyamine and / or a curing agent is used.
Alternatively, it is preferable to use a modified product thereof. Examples of the chain aliphatic polyamine used include diethylenetriamine, triethylenetetramine, tetraethylenepentamine, pentaethylenehexamine, iminobispropylamine, bis (hexamethylene) triamine, dimethylaminopropylamine, diethylaminopropylamine, aminoethyl. Ethanolamine, 1,3,5-trisaminomethylhexane, trimethylhexamethylenediamine, etc. and their polyamides, epoxy adducts,
Modifications such as cyanoethylation can be mentioned.

【0016】接着剤層(A)にエポキシ系接着剤を用い
る場合には、硬化剤として環状脂肪族ポリアミン、芳香
族ポリアミン、イミダゾール類及びこれらの変性物から
なる群から選ばれる一種以上の硬化剤を用いることが好
ましい。
When an epoxy adhesive is used for the adhesive layer (A), one or more curing agents selected from the group consisting of cycloaliphatic polyamines, aromatic polyamines, imidazoles and modified products thereof as a curing agent. Is preferably used.

【0017】環状脂肪族ポリアミンとしては、例えばメ
ンセンジアミン、イソホロンジアミン、ビス(4−アミ
ノ−3−メチルシクロヘキシル)メタン、N−アミノエ
チルピペラジン、ビス(4−アミノシクロヘキシル)メ
タン、1,3−ビスアミノメチルシクロヘキサン等及び
それらの変性物を挙げることができる。
Examples of the cycloaliphatic polyamine include menthenediamine, isophoronediamine, bis (4-amino-3-methylcyclohexyl) methane, N-aminoethylpiperazine, bis (4-aminocyclohexyl) methane, 1,3- Examples thereof include bisaminomethylcyclohexane and modified products thereof.

【0018】芳香族ポリアミンとしては、メタキシレン
ジアミン、メタフェニレンジアミン、ジアミノジフェニ
ルメタン、ジアミノジフェニルスルホン等及びそれらの
変性物を挙げることができる。
Examples of aromatic polyamines include metaxylenediamine, metaphenylenediamine, diaminodiphenylmethane, diaminodiphenylsulfone and the like, and modified products thereof.

【0019】イミダゾール類としては、2ーエチルー4
ーメチルイミダゾール、2ーメチルイミダゾール、2ー
ウンデシルイミダゾール、2ーヘプタデシルイミダゾー
ル、2ーフェニルイミダゾール、1ーベンジルー2ーメ
チルイミダゾール等及びそれらの変性物を挙げることが
できる。
As the imidazoles, 2-ethyl-4
-Methylimidazole, 2-methylimidazole, 2-undecylimidazole, 2-heptadecylimidazole, 2-phenylimidazole, 1-benzyl-2-methylimidazole and the like and modified products thereof.

【0020】接着剤層のガラス転移は、新実験化学講座
19高分子化学(II)12・4・4ガラス転移による
と、高分子のガラス転移は非晶部分の分子鎖運動の凍結
・解放に関する緩和現象である。ガラス転移温度で熱膨
張係数、熱容量、弾性率、力学的減衰、屈折率等が不連
続変化を示す。接着剤層は、非晶質高分子であり、ガラ
ス転移温度以下では、硬くて変形しにくいガラス状であ
り、ガラス転移温度以上では、柔軟でたわみやすく、エ
ラストマー状となる。接着剤層の弾性率は、温度がガラ
ス転移領域の下から上昇するとき、1000分の1以下
に低下する。
The glass transition of the adhesive layer is based on New Experimental Chemistry Course 19 Polymer Chemistry (II) 12.4-4 glass transition, and the glass transition of the polymer is related to the freezing / releasing of the chain motion of the amorphous part. It is a relaxation phenomenon. At the glass transition temperature, the coefficient of thermal expansion, heat capacity, elastic modulus, mechanical damping, refractive index, etc. show discontinuous changes. The adhesive layer is an amorphous polymer, which is hard and hard to be deformed at a glass transition temperature or lower, and is soft and easily bendable and an elastomer at a glass transition temperature or higher. The elastic modulus of the adhesive layer drops by a factor of 1000 or less as the temperature rises from below the glass transition region.

【0021】接着剤層のガラス転移温度は、示差熱分析
(DTA)、示差走査熱量測定(DSC)により熱容量
の変化点として求めることができる。また、力学測定、
粘弾性測定によってもガラス転移温度を求めることがで
きる。
The glass transition temperature of the adhesive layer can be obtained as a change point of the heat capacity by differential thermal analysis (DTA) and differential scanning calorimetry (DSC). Also, mechanics measurements,
The glass transition temperature can also be obtained by viscoelasticity measurement.

【0022】本発明における耐熱性接着剤層(A)のガ
ラス転移点は、50℃以上であり、60℃〜90℃であ
ることが好ましい。接着剤層(B)のガラス転移点は、
耐熱性接着剤層(A)のガラス転移点よりも低ければよ
いが、20〜50℃であることが好ましい。
The glass transition point of the heat resistant adhesive layer (A) in the present invention is 50 ° C. or higher, preferably 60 ° C. to 90 ° C. The glass transition point of the adhesive layer (B) is
It may be lower than the glass transition point of the heat resistant adhesive layer (A), but it is preferably 20 to 50 ° C.

【0023】本発明における接着剤層(A)と接着剤層
(B)の厚さの比(A)/(B)には、特に限定は無
い。しかし、接着剤層(A)は、耐熱性を発現させる役
割を有する為、充分な厚みを有することが必要であり、
接着剤層(B)は、緩衝作用を発現させる役割である為
厚みを必要としない。従って、(A)/(B)は、80
/20〜99/1の範囲にあることが好ましい。
There is no particular limitation on the thickness ratio (A) / (B) of the adhesive layer (A) and the adhesive layer (B) in the present invention. However, since the adhesive layer (A) has a role of exhibiting heat resistance, it is necessary to have a sufficient thickness,
The adhesive layer (B) does not need to have a thickness because it has a role of expressing a buffering action. Therefore, (A) / (B) is 80
It is preferably in the range of / 20 to 99/1.

【0024】本発明において、ケース内に中空糸膜を配
置し、該中空糸膜端部に接着剤を充填した後、硬化させ
てケースと中空糸膜端部とをシールする方法は、モジュ
ール形式に適した任意の方法で行うことができる。一例
を示すと、中空糸膜を束ねて円筒状ケースに挿入し、ケ
ースの両端部にキャップを取り付け、ケースの中心を軸
に回転させながら接着剤をケース端部に注入し、そのま
まケースの回転を継続し接着剤を硬化させる。
In the present invention, a method of placing a hollow fiber membrane in a case, filling the hollow fiber membrane end portion with an adhesive, and then curing it to seal the case and the hollow fiber membrane end portion is a module type. Can be carried out by any suitable method. As an example, the hollow fiber membranes are bundled and inserted into a cylindrical case, caps are attached to both ends of the case, the adhesive is injected into the case end while rotating around the center of the case, and the case is rotated as it is. Continue to cure the adhesive.

【0025】本発明において、接着剤の硬化は室温にお
いて行ってもかまわないが、膜モジュールが使用される
温度以上の温度で硬化させることが好ましい。その際、
硬化の当初から高温で硬化させると接着剤の硬化発熱が
大きく、ケースや分離膜として耐熱性の高いものを使用
する必要がある。該硬化発熱を避ける為には、第1段と
して0〜60℃で固化させ、次いで70〜150℃にて
後硬化させることが好ましい。
In the present invention, the adhesive may be cured at room temperature, but it is preferably cured at a temperature higher than the temperature at which the membrane module is used. that time,
If the adhesive is cured at a high temperature from the beginning of curing, the heat generated by the curing of the adhesive is large, and it is necessary to use a case or a separation film having high heat resistance. In order to avoid the curing heat generation, it is preferable that the first step is solidification at 0 to 60 ° C. and then post-curing at 70 to 150 ° C.

【0026】[0026]

【実施例】以下、実施例により本発明をさらに具体的に
説明するが、本発明の範囲がこれにより限定されるもの
ではない。
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the scope of the present invention is not limited thereto.

【0027】[実施例1] (膜モジュールの製造)ケースとして内径110mm、
外径120mm、長さ500mmの耐熱塩化ビニル樹脂
製のパイプを用意し、ケース内に内径200μm、外径
280μmのポリ4メチルペンテン1製中空糸多孔質膜
50,000本を挿入した。ケースの両端にポリプロピ
レン製のキャップを取り付け、遠心成形機にセットし
た。
Example 1 (Manufacture of Membrane Module) An inner diameter of 110 mm as a case,
A pipe made of a heat-resistant vinyl chloride resin having an outer diameter of 120 mm and a length of 500 mm was prepared, and 50,000 hollow polytetramethylpentene membranes having an inner diameter of 200 μm and an outer diameter of 280 μm were inserted into the case. Caps made of polypropylene were attached to both ends of the case and set in a centrifugal molding machine.

【0028】接着剤層(A):エピクロン850(大日
本インキ化学工業製、ビスフェノールA型エポキシ樹
脂)200g、エピクロンB−065(大日本インキ化
学工業製、変性鎖状脂肪族ポリアミン)38g、1,3
−ビスアミノメチルシクロヘキサン16gを混合したも
の(該混合物の硬化物のガラス転移点は、DSC測定に
より60℃であった)を用意し、40℃の雰囲気中40
0rpmで回転させたケース内に流し込んだ。回転を5
時間継続した。この層の厚さは25mmであった。
Adhesive layer (A): Epiclon 850 (Dainippon Ink and Chemicals, bisphenol A type epoxy resin) 200g, Epicron B-065 (Dainippon Ink and Chemicals, modified chain aliphatic polyamine) 38g, 1 , 3
-Preparation of a mixture of 16 g of bisaminomethylcyclohexane (the glass transition point of the cured product of the mixture was 60 ° C by DSC measurement) and 40 in an atmosphere of 40 ° C.
It was poured into a case rotated at 0 rpm. Rotation 5
It continued for hours. The thickness of this layer was 25 mm.

【0029】接着剤層(B):エピクロン850(大日
本インキ化学工業製、ビスフェノールA型エポキシ樹
脂)20g、エピクロンB−065(大日本インキ化学
工業製、変性鎖状脂肪族ポリアミン)8gを混合したも
の(該混合物の硬化物のガラス転移点は、DSC測定に
より40℃であった)を用意し、40℃の雰囲気中40
0rpmで回転させたケース内に流し込んで、回転を5
時間継続した。ケースを遠心成形機から取り出し、80
℃に保たれた恒温槽内で10時間の後硬化を行った後、
両端を切断することにより中空糸膜モジュール1を得
た。この層の厚さは2mmであった。
Adhesive layer (B): 20 g of Epicron 850 (Dainippon Ink and Chemicals, bisphenol A type epoxy resin) and 8 g of Epicron B-065 (Dainippon Ink and Chemicals, modified chain aliphatic polyamine) are mixed. Prepared (the glass transition point of the cured product of the mixture was 40 ° C. by DSC measurement), and 40
Pour into a case rotated at 0 rpm and rotate it for 5
It continued for hours. Remove the case from the centrifugal molding machine and
After post-curing for 10 hours in a constant temperature bath kept at ℃,
Hollow fiber membrane module 1 was obtained by cutting both ends. The thickness of this layer was 2 mm.

【0030】(膜モジュールの評価)得られた中空糸膜
モジュール1の中空糸内部に60℃の熱水を流しなが
ら、0kgf/cm2・Gと5kgf/cm2Gの加圧を
交互に繰り返す試験を10万回行ったが、接着剤とケー
スの剥離、中空糸の破損による水漏れは発生しなかっ
た。
(Evaluation of Membrane Module) While hot water of 60 ° C. is caused to flow inside the hollow fiber of the obtained hollow fiber membrane module 1, pressurization of 0 kgf / cm 2 · G and 5 kgf / cm 2 G is alternately repeated. The test was performed 100,000 times, but no water leakage due to peeling of the adhesive from the case or breakage of the hollow fiber occurred.

【0031】[実施例2] (膜モジュールの製造)ケースとして内径110mm、
外径120mm、長さ500mmのポリスルホン樹脂製
のパイプを用意し、ケース内に内径650μm、外径8
30μmのポリスルホン製中空糸多孔質膜8,000本
を挿入した。ケースの両端にポリスルホン樹脂製のキャ
ップを取り付け、遠心成形機にセットした。
Example 2 (Manufacture of Membrane Module) A case having an inner diameter of 110 mm,
Prepare a pipe made of polysulfone resin with an outer diameter of 120 mm and a length of 500 mm, and have an inner diameter of 650 μm and an outer diameter of 8 in the case.
8,000 hollow fiber porous membranes of 30 μm made of polysulfone were inserted. Caps made of polysulfone resin were attached to both ends of the case and set in a centrifugal molding machine.

【0032】接着剤層(A):エピクロン830(大日
本インキ化学工業製、ビスフェノールF型エポキシ樹
脂)200g、トリエチレンテトラミン15g、メタキ
シレンジアミン15gを混合したもの(該混合物の硬化
物のガラス転移点は、DSC測定により70℃であっ
た)を用意し、40℃の雰囲気中400rpmで回転さ
せたケース内に流し込んだ。流し込みが終了した直後か
ら雰囲気温度50℃に昇温し、回転を5時間継続した。
この層の厚さは25mmであった。
Adhesive layer (A): A mixture of 200 g of Epicron 830 (Dainippon Ink and Chemicals, bisphenol F type epoxy resin), 15 g of triethylenetetramine, and 15 g of metaxylenediamine (glass transition of the cured product of the mixture) The point was 70 ° C. according to the DSC measurement) was prepared and poured into a case rotated at 400 rpm in an atmosphere of 40 ° C. Immediately after the pouring was completed, the ambient temperature was raised to 50 ° C. and the rotation was continued for 5 hours.
The thickness of this layer was 25 mm.

【0033】接着剤層(B):コロネート4403(日
本ポリウレタン工業製、ウレタン樹脂主剤)20g、ニ
ッポラン4221(日本ポリウレタン工業製、ウレタン
樹脂硬化剤)15gを混合したもの(該混合物の硬化物
のガラス転移点は、DSC測定により0℃以下であっ
た)を用意し、50℃の雰囲気中400rpmで回転さ
せたケース内に流し込んで、回転を5時間継続した後ケ
ースを遠心成形機から取り出し、100℃に保たれた恒
温槽内で10時間の後硬化を行って中空糸膜モジュール
2を得た。この層の厚さは2mmであった。
Adhesive layer (B): A mixture of 20 g of Coronate 4403 (manufactured by Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd., urethane resin main agent) and 15 g of Nipporan 4221 (manufactured by Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd., urethane resin curing agent) (glass of cured product of the mixture) The transition point was 0 ° C. or lower according to the DSC measurement), poured into a case rotated at 400 rpm in an atmosphere of 50 ° C., the rotation was continued for 5 hours, and then the case was taken out from the centrifugal molding machine. The hollow fiber membrane module 2 was obtained by post-curing for 10 hours in a constant temperature bath kept at ° C. The thickness of this layer was 2 mm.

【0034】(膜モジュールの評価)得られた中空糸膜
モジュール2の中空糸内部に70℃の熱水を流しなが
ら、0kgf/cm2・Gと5kgf/cm2Gの加圧を
交互に繰り返す試験を10万回行ったが、接着剤とケー
スの剥離、中空糸の破損による水漏れは発生しなかっ
た。
(Evaluation of Membrane Module) Pressurization of 0 kgf / cm 2 · G and 5 kgf / cm 2 G is alternately repeated while flowing hot water at 70 ° C. inside the hollow fiber of the obtained hollow fiber membrane module 2. The test was performed 100,000 times, but no water leakage due to peeling of the adhesive from the case or breakage of the hollow fiber occurred.

【0035】[実施例3] (膜モジュールの製造)接着剤層(A)において、接着
剤を注入する際の雰囲気温度が50℃であり、接着剤層
(B)封止後に後硬化を行わないこと以外は実施例1と
同様にして中空糸膜モジュール3を得た。接着剤層
(A)及び(B)の厚さは実施例1と同様であった。
Example 3 (Production of Membrane Module) In the adhesive layer (A), the atmospheric temperature at the time of injecting the adhesive is 50 ° C., and the adhesive layer (B) is post-cured after sealing. A hollow fiber membrane module 3 was obtained in the same manner as in Example 1 except that it was not present. The thickness of the adhesive layers (A) and (B) was the same as in Example 1.

【0036】(膜モジュールの評価)得られた中空糸膜
モジュール3の中空糸内部に60℃の熱水を流しなが
ら、0kgf/cm2・Gと5kgf/cm2Gの加圧を
交互に繰り返す試験を10万回行ったが、接着剤とケー
スの剥離、水漏れは発生しなかった。
(Evaluation of Membrane Module) Pressurization of 0 kgf / cm 2 · G and 5 kgf / cm 2 G is alternately repeated while flowing hot water at 60 ° C. inside the hollow fiber of the obtained hollow fiber membrane module 3. The test was performed 100,000 times, but no peeling of the adhesive from the case or water leakage occurred.

【0037】[実施例4] (膜モジュールの製造)接着剤層(A)として、エピク
ロン850(大日本インキ化学工業製、ビスフェノール
A型エポキシ樹脂)200g、エピクロンB−065
(大日本インキ化学工業製、変性鎖状脂肪族ポリアミ
ン)65g、2ーエチル4ーメチルイミダゾール8gを
混合したもの(該混合物の硬化物のガラス転移点は、D
SC測定により70℃であった)を用いる以外は実施例
1と同様にして膜モジュール4を得た。接着剤層(A)
及び(B)の厚さは実施例1と同様であった。
Example 4 (Production of Membrane Module) As an adhesive layer (A), 200 g of Epicron 850 (a bisphenol A type epoxy resin manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc.) and Epicuron B-065 are used.
(Dai Nippon Ink Chemical Co., Ltd., modified chain aliphatic polyamine) 65 g, 2-ethyl 4-methyl imidazole 8 g mixed (the glass transition point of the cured product of the mixture is D
A membrane module 4 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the temperature was 70 ° C. according to SC measurement). Adhesive layer (A)
The thicknesses of (B) and (B) were the same as in Example 1.

【0038】(膜モジュールの評価)得られた中空糸膜
モジュール4の内部に70℃の熱水を流しながら、0k
gf/cm2・Gと5kgf/cm2Gの加圧を交互に繰
り返す試験を5万回行ったが、接着剤とケースの剥離、
水漏れは発生しなかった。
(Evaluation of Membrane Module) While flowing hot water of 70 ° C. into the obtained hollow fiber membrane module 4, 0 k
A test of alternately repeating pressurization of gf / cm 2 · G and 5 kgf / cm 2 G was performed 50,000 times.
No water leakage occurred.

【0039】[比較例1]接着剤層(B)を作成しない
こと以外は実施例1と同様にして中空糸膜モジュール5
を得た。
[Comparative Example 1] A hollow fiber membrane module 5 was prepared in the same manner as in Example 1 except that the adhesive layer (B) was not prepared.
Got

【0040】(膜モジュールの評価)得られた中空糸膜
モジュール5の中空糸内部に60℃の熱水を流しなが
ら、0kgf/cm2・Gと5kgf/cm2Gの加圧を
交互に繰り返す試験を行ったところ、1万回で水漏れが
発生した。
(Evaluation of Membrane Module) While hot water of 60 ° C. is caused to flow inside the hollow fiber of the obtained hollow fiber membrane module 5, pressurization of 0 kgf / cm 2 · G and 5 kgf / cm 2 G is alternately repeated. When the test was conducted, water leakage occurred after 10,000 times.

【0041】[比較例2]接着剤層(A)として、エピ
クロン830(大日本インキ化学工業製、ビスフェノー
ルF型エポキシ樹脂)200g、エピクロンB−050
(大日本インキ化学工業製、変性鎖状脂肪族ポリアミ
ン)80g、を混合したもの(該混合物の硬化物のガラ
ス転移点は、DSC測定により40℃であった)を用
い、接着剤層(B)を作成しないこと以外は実施例2と
同様にして中空糸膜モジュール6を得た。
[Comparative Example 2] As the adhesive layer (A), 200 g of Epicron 830 (Dainippon Ink and Chemicals, bisphenol F type epoxy resin), Epicron B-050
80 g of modified chain aliphatic polyamine manufactured by Dainippon Ink and Chemicals, Inc. (the glass transition point of the cured product of the mixture was 40 ° C. by DSC measurement) was used, and the adhesive layer (B A hollow fiber membrane module 6 was obtained in the same manner as in Example 2 except that () was not prepared.

【0042】(膜モジュールの評価)得られた中空糸膜
モジュール6の中空糸内部に60℃の熱水を流しなが
ら、0kgf/cm2・Gと5kgf/cm2Gの加圧を
交互に繰り返す試験を行ったところ、5千回で水漏れが
発生した。中空糸膜モジュールの両端を観察したところ
接着剤部分のモジュール内部方向への凹みが見られた。
(Evaluation of Membrane Module) While hot water of 60 ° C. is caused to flow inside the hollow fiber of the obtained hollow fiber membrane module 6, pressurization of 0 kgf / cm 2 · G and 5 kgf / cm 2 G is alternately repeated. When the test was conducted, water leakage occurred 5,000 times. When observing both ends of the hollow fiber membrane module, a dent in the adhesive portion toward the inside of the module was observed.

【0043】[比較例3]接着剤層(A)と接着剤層
(B)の順序を逆にすること以外は、実施例1と同様に
して中空糸膜モジュール7を得た。
[Comparative Example 3] A hollow fiber membrane module 7 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the order of the adhesive layer (A) and the adhesive layer (B) was reversed.

【0044】(膜モジュールの評価)得られた中空糸膜
モジュール7の中空糸内部に60℃の熱水を流しなが
ら、0kgf/cm2・Gと5kgf/cm2Gの加圧を
交互に繰り返す試験を行ったところ、7千回で水漏れが
発生した。中空糸膜モジュールの両端を観察したところ
接着剤部分のモジュール内部方向への凹みが見られた。
(Evaluation of Membrane Module) While hot water of 60 ° C. is caused to flow inside the hollow fiber of the obtained hollow fiber membrane module 7, pressurization of 0 kgf / cm 2 · G and 5 kgf / cm 2 G is alternately repeated. When the test was conducted, water leakage occurred 7,000 times. When observing both ends of the hollow fiber membrane module, a dent in the adhesive portion toward the inside of the module was observed.

【0045】[0045]

【発明の効果】常時60℃程度以上の高温で使用可能で
あり、ケースと中空糸膜端部をシールする際や中空糸膜
モジュールに圧力が作用する際に中空糸膜の破損を起こ
さない膜モジュールを提供する。本発明により、従来中
空糸分離膜が実用化されていなかった常時高温で使用さ
れる分野にその応用範囲を広げる効果が期待される。
EFFECT OF THE INVENTION A membrane that can be constantly used at a high temperature of about 60 ° C. or higher and does not cause damage to the hollow fiber membrane when sealing the case and the end of the hollow fiber membrane or when pressure is applied to the hollow fiber membrane module. Provide the module. The present invention is expected to have an effect of expanding its application range to a field in which a hollow fiber separation membrane has not been put to practical use in the past and is always used at high temperature.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】ケース内に中空糸膜が配置され、かつケー
スと中空糸膜端部とが接着剤でシールされた構造の膜モ
ジュールであって、しかも接着剤部分が、中空糸の長さ
方向の端部側からガラス転移点50℃以上の耐熱性接着
剤層(A)、次いでこれよりガラス転移点の低い接着剤
層(B)の順で積層された構造を有するものであること
を特徴とする膜モジュール。
1. A membrane module having a structure in which a hollow fiber membrane is arranged in a case, and the case and the end of the hollow fiber membrane are sealed with an adhesive, wherein the adhesive portion is the length of the hollow fiber. The heat-resistant adhesive layer (A) having a glass transition point of 50 ° C. or higher from the end side in the direction, and then the adhesive layer (B) having a lower glass transition point in that order. Characteristic membrane module.
【請求項2】接着剤層(A)及び接着剤層(B)が、い
ずれもエポキシ主剤と硬化剤とからなる接着剤層である
請求項1記載の膜モジュール。
2. The membrane module according to claim 1, wherein each of the adhesive layer (A) and the adhesive layer (B) is an adhesive layer composed of an epoxy main agent and a curing agent.
【請求項3】接着剤層(B)の硬化剤が、鎖状脂肪族ポ
リアミン及び/またはその変性物である請求項2記載の
膜モジュール。
3. The membrane module according to claim 2, wherein the curing agent for the adhesive layer (B) is a linear aliphatic polyamine and / or a modified product thereof.
【請求項4】接着剤層(A)の硬化剤が、環状脂肪族ポ
リアミン、芳香族ポリアミン、イミダゾール類及びこれ
らの変性物からなる群から選ばれる一種以上の硬化剤を
含有するものである請求項2記載の膜モジュール。
4. The curing agent for the adhesive layer (A) contains at least one curing agent selected from the group consisting of cycloaliphatic polyamines, aromatic polyamines, imidazoles and modified products thereof. Item 2. The membrane module according to item 2.
【請求項5】接着剤層(A)のガラス転移点が60〜9
0℃であり、かつ接着剤層(B)のガラス転移点が20
〜50℃である請求項2、3または4記載の膜モジュー
ル。
5. The glass transition point of the adhesive layer (A) is 60-9.
The temperature is 0 ° C. and the glass transition point of the adhesive layer (B) is 20.
The membrane module according to claim 2, 3 or 4, which has a temperature of -50C.
【請求項6】接着剤層(A)と接着剤層(B)の厚さの
比(A)/(B)が、80/20〜99/1である請求
項1〜5のいずれか1つに記載の膜モジュール。
6. The thickness ratio (A) / (B) of the adhesive layer (A) and the adhesive layer (B) is 80/20 to 99/1, and any one of claims 1-5. Membrane module described in 1.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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