JPH09271641A - 中空糸膜モジュールの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 遠心法並びに浸漬法によるポッティングにお
いて特別な治具を使用する必要もなく、中空糸膜の浮き
上がり無しに確実なポッティングをすることができる中
空糸膜モジュールの製造方法を提供する。 【解決手段】 単又は複数の収容容器５内にそれぞれ中
空糸膜束４の端部をポッティング材にて同時に集束固定
する際に、収容容器内に中空糸膜束の少なくとも端部を
挿入した状態で、該端部を収容容器に対して固定的な注
型の適所に粘着手段（粘着テープ９）で固定することに
より、ポッティング材の注入時の際の中空糸膜束の浮き
上がりを防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は中空糸膜モジュール
の製造方法に関するものであり、更に詳しくは中空糸膜
束を集束固定するためのポッティング材を注入する際に
中空糸膜の浮き上がりを防止する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、中空糸膜モジュールは精密ろ過、
限外ろ過等に多く用いられているが、中空糸膜は収容容
器とともに両端又は一端でポッティング材によって集束
固定されている。

【０００３】この集束固定の方法としては収容容器内に
中空糸膜束の少なくとも一部を収容し、収容容器内の中
空糸膜間及び中空糸膜と収容容器の間にポッティング材
を充填し硬化させる浸漬法がある。この浸漬法ではポッ
ティング材に混入した気泡の除去やポッティング材の充
填高を均一にすることが難しく、また中空糸膜束を収容
容器内に気密又は液密に固定することが困難である。

【０００４】これに対し遠心力を利用した集束固定方法
は浸漬法での該欠点を克服することができる優れた方法
であるが、遠心力を利用するために中空糸膜が浮き上が
り、機材と接触する事による膜の損傷、中空糸膜が正確
に集束固定されないといったポッティング不良が生じる
という問題点も持ち合わせている。遠心法によるこの欠
点を克服するために例えば特開昭５５−１０４６０６
号、特開平４−２９３５２７号、特開平７−３１８５２
号の各公報に見られるように収容容器の集束固定すべき
箇所によりその際の中空糸膜の浮き上がりを防止する方
法が知られている。また特開昭５０−１４９５８６号公
報に見られるように中空糸膜を固定しつつポッティング
材を注型する治具を用いた方法も知られている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このような遠心法によ
るポッティングにおける中空糸膜の浮き上がり防止のた
めの従来技術において複数回にわけて固定を行う方法
は、工程数が多いため作業性が悪い。また、遠心力を加
える時間も長くなるため中空糸膜の損傷の可能性も考え
られる。また、中空糸膜を固定しながらポッティング材
を注型する治具では、中空糸膜の固定箇所面積が大き
く、固定並びに遠心注型作業時に中空糸膜を損傷するこ
ともある。

【０００６】また、浸漬法においてもポッティング材を
注型する際のポッティング材の圧入具合、収容容器内の
中空糸膜束の充填具合により中空糸膜の浮き上がりが生
じることがある。本発明は、遠心法並びに浸漬法による
ポッティングにおいて特別な治具を使用する必要もな
く、中空糸膜の浮き上がり無しに確実なポッティングを
することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者は鋭意検討した
結果、本発明に至った。即ち、中空糸膜束を収容容器内
の所定位置でのポッティング材による集束固定を中空糸
膜束の浮き上がり無しに容易に行うために、粘着手段を
用いることにより中空糸膜束の端面のみを固定し、ポッ
ティングを行うことができる中空糸膜モジュールの製造
方法を確立したのである。

【０００８】本発明は、単又は複数の収容容器内にそれ
ぞれ中空糸膜束の端部をポッティング材にて同時に集束
固定する際に、収容容器内に中空糸膜束の少なくとも端
部を挿入した状態で、該端部を収容容器に対して固定的
な注型の適所に粘着手段で固定することにより、ポッテ
ィング材の注入時の際の中空糸膜束の浮き上がりを防止
することを特徴とする中空糸膜モジュールの製造方法で
ある。ここで、前記粘着手段が、粘着剤層を有するシー
トであることが好ましく、更に粘着剤層を有するシート
が、粘着性のテープであることがより好ましい。

【０００９】本発明は、遠心法並びに浸漬法によるポッ
ティングにおいて、粘着剤層を有するシートや粘着性の
テープからなる粘着手段によって中空糸膜束の端部を注
型の適所に仮固定することによって、ポッティング材の
注入時における中空糸膜束の収容容器に対する浮き上が
りを防止して該収容容器に集束固定を行うことができ、
従来法にない容易な方法にてポッティングを行うことが
できる。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１、図２及び図３はそれぞれ本
発明の浸漬法において用いる設備の一態様を示す簡略正
面図、簡略側面図、簡略平面図である。図中１〜３はプ
レート、４は中空糸膜束、５は収容容器をそれぞれ示し
ている。

【００１１】図３のＡ−Ａ線及びＢ−Ｂ線断面図である
図４及び図５におけるプレート１及びポッティング材の
流路となるプレート２には貫通した穴が８行、２列にて
配列されているが、行、列数ともそれ以外の数でも可能
である。プレート１に貫通形成した穴は中空糸膜束４を
集束固定する収容容器５を装着する装着穴６であり、プ
レート２に貫通形成した穴は中空糸膜束４の端部を収容
し且つポッティング材の流路となる注入穴７である。ま
た、プレート２には、前記各注入穴７に連通する注入溝
８が形成されている。そして、前記プレート１とプレー
ト２は、各穴を対応させて積層した状態で、プレート３
上に載置されてポッティング材の注型が構成される。前
記プレート１及びプレート２に形成した装着穴６及び注
入穴７の形状は特に限定されるものではないが水平断面
は円形が好ましく、その径も任意において可能であるが
１〜１０ｃｍが好ましい。プレート１とプレート２のそ
れぞれの装着穴６及び注入穴７の形状及び径は必ずしも
一致する必要はなく、ポッティング材の注型具合に応じ
て変化させることができる。

【００１２】またプレート１及びプレート２の対応する
装着穴６及び注入穴７の界面においてはポッティング材
が漏れることの無いように、該穴以外の箇所でプレート
１及びプレート２が液密に接するか、界面においてシー
リング材を介在させて密封する必要がある。穴の相互位
置関係、間隔は任意であるがプレート１及びプレート２
それぞれにおいて直線上に位置し、穴中心間距離は２〜
２０ｃｍが好ましく、プレート１とプレート２の対応す
る各該穴の中心は平面上に一致しているのが好ましい。
プレート１及びプレート２を設置するためのプレート３
を含めたプレート類の素材は特に限定されないが、ポッ
ティング材との離型性、耐熱性を考慮して金属製、樹脂
製が好ましい。樹脂製においては熱変形温度が５０℃以
上が好ましい。

【００１３】図４及び図５に示すように、プレート１の
装着穴６に挿入される、中空糸膜束４の収容容器５の素
材は、機械的強度、被処理液と洗浄液に対する耐久性、
及びポッティング材との親和性を有していれば良い。一
般的に組み立てが容易なポリ塩化ビニルが本発明におい
て好ましいが、成形性に優れたポリプロピレンも好まし
い。また金属製も可能である。収容容器５の形状、大き
さは任意で可能であるが、水平断面は円形が好ましい。
また、該プレート１の装着穴６はそれらに対応するもの
である。また、収容容器５とポッティング材との接着性
を強くするために該収容容器５のポッティング材との接
着面にコロナ放電処理を施した方が好ましい。

【００１４】プレート２とプレート３との間に設置され
る粘着手段としての粘着テープ９は、その空間の密封性
が保持でき、ポッティング材に対する耐久性を有してい
れば良い。一般的にはその強度、耐熱性から素材はポリ
プロピレン製が好ましい。粘着テープ９は両面に粘着性
を有するものはその設置上下方法はどちらでもよい。若
しくは片面のみに粘着性を有する場合はその粘着面を上
面に位置するように用いれば良い。その粘着強度におい
ては大きいほど好ましい。粘着テープ９のより広い概念
は、粘着剤層を有するシートであり、本発明において同
様に使用可能である。

【００１５】図４及び図５において中空糸膜束４は、プ
レート１の装着穴６に装着した収容容器５内に丁寧に挿
入し、その端末部を粘着テープ９に固定させるようにゆ
っくりと押し込む。また、押し込む程度は、押し込まれ
た中空糸膜束４の端末が挿入開始時の形状が維持できる
程度が好ましい。そして、プレート２の注入溝８に連通
し、その側面に開口した注入口１０からポッティング材
を注入して中空糸膜束４の各中空糸膜間及び収容容器５
との間に充填した後、硬化させて多数の中空糸膜束４を
同時に集束固定するのである。

【００１６】本発明に用いる中空糸膜は、被処理液の溶
液が浸透する孔径を有する限外ろ過や精密ろ過などに利
用する中空糸膜である。その素材に特に制限はないが、
例えばセルロース系、ポリスルホン系、ふっ素樹脂系、
ポリオレフィン系、ポリビニルアルコール系等の中空糸
膜が使用できる。

【００１７】ポッティング材には、エポキシ樹脂あるい
はウレタン樹脂のような熱硬化性樹脂が好適に用いられ
る。この熱硬化性樹脂の粘度は、配合時１〜２Ｐａ・ｓ
で、硬化後の引張強度が１５０〜４００ｋｇｆ／ｃ
ｍ² 、伸びが５０％〜１５０％が好ましい。

【００１８】図６及び図７は本発明の遠心法において用
いる設備の一態様を示す簡略図である。収容容器１１の
形状、大きさは、ポッティングを行う中空糸膜の本数、
長さに対応し任意で可能である。形状においては円筒状
が好ましい。この収容容器１１の素材は、浸漬法の収容
容器５と同様で、該要求性を満たしていれば任意で可能
である。

【００１９】前記収容容器１１の一端部に外嵌するモー
ルド１２においての形状、大きさは、該収容容器１１に
対応するものであれば任意であり、その素材においても
ポッティング材との離型性、耐熱性を考慮して金属製、
樹脂製が好ましい。樹脂製においては熱変形温度が５０
℃以上が好ましい。

【００２０】図６で、モールド１２において注型口１３
以外で中空糸膜束４の末端と接着する箇所に設置される
粘着テープ９は両面テープが好ましく、その空間におい
て液密性を保持し、ポッティング材に対する耐久性を有
していれば良い。浸漬法の時と同様にその素材は強度、
耐熱性からポリプロピレン製が好ましい。粘着強度は大
きいほど好ましく、遠心中に初期組立時のモールド１２
と中空糸膜束４の末端の位置をずらすことなく固定して
おく強度が必要である。

【００２１】また、図６において中空糸膜束４はモール
ド１２内に丁寧に挿入し、その末端部が粘着テープ９に
しっかりと固定されるようにゆっくりと押し込む。ま
た、その押し込む程度は、押し込まれた中空糸膜束４の
端末の形状が挿入開始時の形状を維持できる程度が好ま
しい。そして、注型口１３からポッティング材を注入し
て中空糸膜間及び収容容器１１の隙間に充填し、該注型
口１３を塞いでモールド１２を回転半径外方に向けた状
態で回転させるとともに、ポッティング材を硬化させ
る。

【００２２】

【実施例】以下に、実施例及び比較例を挙げて本発明を
詳細に説明するが本発明はこれらに限定されるものでは
ない。

【００２３】（実施例１）分離性能を有するポリスルホ
ン中空糸膜（外径８００μｍ、内径５００μｍ、長さ約
１５０ｃｍ、孔径０．４５μｍ）を８００本集束して得
られた束を８組準備した。また長さ、幅、厚さがそれぞ
れ５５ｃｍ、１６ｃｍ及び３ｃｍのアルミ製のプレート
に該プレートを貫通した内径３１ｍｍの装着穴６を１６
個設けたプレート１と、該装着穴６に挿入される内径３
０ｍｍ、高さ３０ｍｍのＰＶＣ製リング５（収容容器）
と、長さ、幅、厚さがそれぞれ５２ｃｍ、１４ｃｍ及び
２ｃｍのポリプロピレン製プレートにポッティング材の
注入溝８及び貫通した内径３０ｍｍの注入穴７を設けた
プレート２と、プレート１及びプレート２を図１のよう
に設置するための長さ、幅、厚さがそれぞれ５５ｃｍ、
１８ｃｍ及び２ｃｍのアルミ製プレート３も準備した。

【００２４】このプレート３の上面に長さ５０ｃｍ、幅
１２ｃｍの粘着テープ９を図８のように設置した後、図
１〜図５に示すようにプレート１とプレート２を積層し
てプレート３上に載置し、プレート１の装着穴６にリン
グ５を装着して組み立てた。以上に準備した後、リング
５中に末端を力学的に封じた該中空糸膜束４の両末端を
行毎に丁寧に挿入し、粘着テープ９と中空糸膜束４の末
端をしっかり固定させ、中空糸膜束４の中央部を折り返
して形成したループ部を支柱１４にて支え、長さ５０ｃ
ｍ、内径１０ｍｍのチューブ１５を送液ポット１６及び
プレート２の注入口１０に接続し、図９のように準備し
た。送液ポット１６を高さ１５ｃｍに設置し、送液ポッ
ト１６にポッティング材を入れ、注型を行ったところ中
空糸膜束４の浮き上がりは全く観察されずポッティング
を行うことができた。

【００２５】（実施例２）図６に示すように、実施例１
記載の長さ約５０ｃｍの中空糸膜１７００本の両末端を
束ね力学的圧力にて中空糸膜末端を封じたＵ字型の中空
糸膜束４をポリプロピレン製収容容器１１に挿入した
物、また、該束末端が固定される箇所でポッティング材
が注型される箇所以外に粘着テープ９を設置したモール
ド１２を準備した。この収容容器１１及びモールド１２
を図７のように固定し、注型口１３から遠心力にてポッ
ティング材を注型したところ束の浮き上がりはまったく
無く、ポッティングを行うことができた。

【００２６】（比較例１）実施例１において粘着テープ
を用いずにポッティングを行ったところ中空糸膜が浮き
上がり収容容器５の所定位置でのポッティングができ
ず、ポッティング不良が生じた。

【００２７】（比較例２）実施例２において粘着テープ
を設置しないモールドを用い、ポッティングを行ったと
ころ、中空糸膜が浮き上がり収容容器１１の所定位置で
のポッティングができず、ポッティング不良が生じた。

【００２８】

【発明の効果】本発明の中空糸膜モジュールの製造方法
によれば、収容容器に挿入した中空糸膜束の端部を粘着
テープ等の粘着手段にて、収容容器に対して固定的な注
型の適所に固定したことにより、浸漬法及び遠心法にお
いてもポッティグ材の注型時に中空糸膜束の浮き上がり
なしで容易にポッティングを行うことができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】浸漬法によるポッティングの一態様を示す簡略
正面図である。

【図２】同じく簡略側面図である。

【図３】同じく簡略平面図である。

【図４】図３のＡ−Ａ線部分断面図である。

【図５】図３のＢ−Ｂ線部分断面図である。

【図６】遠心法によるポッティングの一態様を示す一部
省略斜視図である。

【図７】同じく側面図である。

【図８】プレート３に粘着テープ９を貼った状態の斜視
図である。

【図９】浸漬法によるポッティングの実施例を示す説明
用斜視図である。

【符号の説明】

１ プレート ２ プレート ３ プレート ４ 中空糸膜束 ５ 収容容器 ６ 装着穴 ７ 注入穴 ８ 注入溝 ９ 粘着テープ １０ 注入口 １１ 収容容器 １２ モールド １３ 注型口 １４ 支柱 １５ チューブ １６ 送液ポット

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 単又は複数の収容容器内にそれぞれ中空
   糸膜束の端部をポッティング材にて同時に集束固定する
   際に、収容容器内に中空糸膜束の少なくとも端部を挿入
   した状態で、該端部を収容容器に対して固定的な注型の
   適所に粘着手段で固定することにより、ポッティング材
   の注入時の際の中空糸膜束の浮き上がりを防止すること
   を特徴とする中空糸膜モジュールの製造方法。
2. 【請求項２】 前記粘着手段が、粘着剤層を有するシー
   トである請求項１記載の中空糸膜モジュールの製造方
   法。
3. 【請求項３】 粘着剤層を有するシートが、粘着性のテ
   ープである請求項２記載の中空糸膜モジュールの製造方
   法。