JPH11253762A - 中空糸膜モジュールおよびその製造方法 - Google Patents
中空糸膜モジュールおよびその製造方法Info
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- JPH11253762A JPH11253762A JP8297798A JP8297798A JPH11253762A JP H11253762 A JPH11253762 A JP H11253762A JP 8297798 A JP8297798 A JP 8297798A JP 8297798 A JP8297798 A JP 8297798A JP H11253762 A JPH11253762 A JP H11253762A
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Abstract
ュールおよび該中空糸膜モジュールを容易に作製するこ
とが可能な中空糸膜モジュールの製造方法を提供する。 【解決手段】複数の中空糸膜からなり、固定端部及び封
止された自由端部を有する中空糸膜モジュールにおい
て、中空糸膜の自由端部における断面積が中空糸膜のそ
の他の部分の外周基準の断面積よりも小さくなっている
ことを特徴とする中空糸膜モジュール。
Description
ルおよびその製造方法に関するものであり、詳しくは、
複数の中空糸膜の片方の端部を開口させ、もう片方の端
部を封止させた中空糸膜モジュールおよびその製造方法
に関するものである。
型やチューブラー型モジュールと比べて、単位容積当た
りの有効膜面積が大きくとれ、精密濾過、限外濾過等の
水処理関係、窒素、酸素、水素等のガス分離関係、薬品
関係、バイオ関係など非常に多くの分野で使用されてい
る。
で中空糸膜と中空糸膜の間、および中空糸膜とモジュー
ル容器の間を気密にシール(ポッティング)する必要が
ある。これによって、中空糸膜の外部と内部を中空糸膜
自体によって隔離し、膜を通して分離処理を行うことが
できる。
ては、中空糸膜の両端部をポッティングした後、両端か
ら開口する、例えば、特開平3−238027号公報、
実開平2−100636号公報、実開平3−15628
号公報、実開平3−59028号公報などに見られるよ
うな「両端開口型」、実開平3−15629号公報など
に見られるような両端をポッティングした後に片方だけ
を開口させる「片端開口型」、実開平3−54733号
公報などに見られるような中空糸膜をU字型にして中空
糸膜端部を片方だけにして開口させる「U字型」が採用
されており、濾過方向としても中空糸膜の内側に処理対
象水を流す場合(内圧式)と外側に流す場合(外圧式)
がある。なお、「片端開口型」「U字型」は、中空糸内
側は出口しか存在せず、これらは、中空糸膜の外側に処
理対象水を供給し、中空糸膜内側から透過水を得る方式
(外圧式)になる。
なって中空糸膜モジュールを下水処理、排水処理など様
々な汚濁物質が含まれた処理対象水に展開されはじめて
おり、様々な処理対象水への適用が試みられている。と
くに、外圧式の場合は、処理対象水が汚れていても適用
できることから、今後の展開が非常に期待される方法で
ある。
糸膜に糸状のくずなどがからみつき、中空糸膜モジュー
ルの性能が大きく低下するという問題が生じている。
査したところ、外圧式中空糸膜モジュールへのくずのか
らみつきは、処理対象水の流れる下流側のポッティング
部分と「U字型」モジュールの中空糸折り返し部(すな
わち、U字部)によって生じることが判明した。
のような状況に陥る可能性のある処理対象水に中空糸膜
を適用するにあたり、中空糸膜の片方の端部をポッティ
ングの後、開口させることによって透過水を得るととも
に、反対端部を中空糸膜1本単位で封止して1本1本が
自由に揺動できる状態とし、ポッティング部分から自由
端の方へ処理対象水の流れを生じさせることによって、
くずのからみつきを防止する「くし型」中空糸膜モジュ
ールが特公平7−83823号公報、特開平3−242
230号公報公報などにより提案されている。
は、接着剤を中空糸膜の間および内部へ浸透させるにあ
たり、静置状態で行う方法「静置法」と、遠心力を用い
て浸透させる方法「遠心法」があるが、これらの方法で
は、中空糸膜間のみに接着剤を浸透させることはできて
も、中空糸膜内部のみに接着剤を浸透させることは実質
的にできなかった。
させるためには、中空糸膜の片端全体を封止して中空糸
膜内部に接着剤が侵入しないようにした後に、中空糸膜
間に接着剤を流し込み、先端を切除して中空糸膜の内側
を開口させればよい。しかし、この方法では、中空糸膜
の内側のみに接着剤を流し込むことはできず、本発明に
かかる「くし型」モジュールの自由端の中空糸膜1本ず
つを独立して封止することはできなかった。そのため、
これまで、封止された自由端を形成させる具体的な方法
はなく、本発明者らがかかる「くし型」モジュールの検
討を行うにあたっても、結局、1本ずつ手作業で、先端
部に充填材を浸透させて封止しなければならなかった。
術の問題点を解決しようとするものであり、中空糸膜の
片端が自由に揺動する中空糸膜モジュールおよび該中空
糸膜モジュールを容易に作製することが可能な中空糸膜
モジュールの製造方法を提供することを目的とするもの
である。
「複数の中空糸膜からなり、固定端部及び封止された自
由端部を有する中空糸膜モジュールにおいて、中空糸膜
の自由端部における断面積が中空糸膜のその他の部分の
外周基準の断面積よりも小さくなっていることを特徴と
する中空糸膜モジュール」により基本的に達成される。
く説明する。
における断面積を中空糸膜のその他の部分の外周基準の
断面積よりも小さくすることにより、本発明における
「くし型」モジュールを得ることが可能となるのであ
る。これは、具体的には、中空糸膜の自由端部を変形さ
せて封止することによって達成することができる。
観と中空糸膜自由端の封止された部分の形状の一例を図
1に示す。
部、3はポッティング部分、4は集水部分であり、本発
明においては、中空糸膜1の自由端部(封止端部)にお
ける断面積を中空糸膜のその他の部分の外周基準の断面
積よりも小さくすることを特徴とするものである。な
お、封止された断面の形状としては、円状、だ円状、扁
平状など特に限定されるものではない。
準の断面積に対する自由端部における断面積としては、
中空糸膜の自由端部を封止できるために必要な断面積で
あることが求められるが、この値は、中空糸膜の膜厚に
よって変化するため、一概には言及できない。ただし、
中空糸膜を封止することを考えると、外周基準の断面積
から内周基準の断面積を引いた実質的な中空糸膜断面積
よりも大きすぎると十分な封止ができない場合が生じて
くる。したがって、具体的には、自由端部における断面
積が実質的な中空糸膜断面積の2倍以下であることが好
ましい。
面積が小さくなっている部分としては、特に限定される
ものではなく、先端部が封止されさえすればよいが、作
業精度などを考慮すると、欠陥のない十分な封止を行う
ためには長い方が好ましい。しかし、この部分は、実質
的な膜性能を発揮できないため、これらをあわせて考慮
すると、5mm以上20mm以下であることが好まし
い。
における断面積が中空糸膜のその他の部分の外周基準の
断面積よりも小さくなるようにするための最も簡便な方
法としては、中空糸膜を圧力によって変形させることが
挙げられる。具体的には、例えば、ロールプレス機を用
いて扁平させたり、ハンマーでつぶすなどがあげられる
が、特に方法が限定されるものではない。
は、中空糸膜を変形させやすい状態にすることが好まし
く、封止部分の近傍を加熱したり、溶媒を含浸させて、
変形を容易にする方法があげられる。
高温のガスや液体を封止部分に接触させたり、前述した
変形させるための装置であるロールプレスやハンマーな
どを高温状態にするなどいろいろな手段をあげることが
できるが、温度をコントロールしやすいことからして、
一定温度にコントロールされたガスや液体を封止部分に
接触させる方法が最も適している。ここで、中空糸膜に
与える熱としては、中空糸膜素材が融解してしまわない
温度が好ましく、具体的には中空糸膜の温度を融点以下
の温度に保つとよい。
が溶解もしくは膨潤する成分を添加した溶媒を用いるこ
とによって目的を達成することができるが、中空糸膜が
溶解する成分を用いる場合、あまり濃度が高いと膜が完
全に溶解してしまうので、溶解してしまわないような濃
度に最適化するものである。
溶媒としては、特に限定されるものではないが、Nメチ
ル−2ピロリドン、ジメチルスルホオキシド、テトラヒ
ドロフラン、ヘキサンなどがあげられる。また、中空糸
膜に対して浸透性が高い場合や粘度が低い溶媒を用いる
場合は、中空糸膜の封止しない部分への溶媒の浸入が生
じてしまい、膜性能を損なう危険性があるので、そのよ
うな場合は溶媒に適量の増粘剤を添加することが好まし
い。
状で行っても特に問題はないが、なるべく薄束状で行っ
た方が均一につぶしやすい。
着を防止することが可能となり、課題であるところの
「中空糸膜の自由端部を1本ずつを独立して封止する」
ことが容易に可能となる。なお、中空糸膜のもう片方の
端部は従来より行っているポッティング法によりポッテ
ィングを行った後、開口させればよい。
糸膜としては特に限定されるものではないが、押しつぶ
して変形しなかったり、割れてしまうような中空糸膜に
は適用が困難である。具体的には高分子膜が好適で、均
質中空糸膜、多孔質中空糸膜、複合中空糸膜などが挙げ
られるが、特に限定はない。これらの中空糸膜の具体例
として、ポリアクリロニトリル多孔質中空糸膜、ポリイ
ミド多孔質中空糸膜、ポリエーテルスルホン多孔質中空
糸膜、ポリフェニレンスルフィドスルホン多孔質中空糸
膜、ポリテトラフルオロエチレン多孔質中空糸膜、ポリ
プロピレン多孔質中空糸膜、ポリエチレン多孔質中空糸
膜等の多孔質中空糸膜や、これら多孔質中空糸膜に機能
層としては架橋型シリコーン、ポリブタジエン、ポリア
クリロニトリルブタジエン、エチレンプロピレンラバ
ー、ネオプレンゴム等のゴム状高分子を複合化した複合
中空糸膜や架橋型シリコーンチューブなどの均質中空糸
膜を挙げることができる。
制限されるものではなく、1mm以下の内径を有するも
のから数mm以上の内径を有するものでも適用可能であ
るが、内径が大きなものは変形させるのが困難になって
くるため、1mm以下の内径の中空糸膜に適用すると効
果的である。
体的に説明する。ただし、本発明はこれにより限定され
るものではない。 実施例1 ポリアクリロニトリルを素材とする平均細孔径0.01
μm、外径450μm、内径350μm、長さ400m
mの多孔質中空糸膜80本からなる中空糸膜束の片方の
先端を、表面を60℃に加熱したプレス機を用いて5m
mの長さにわたって押しつぶした。
0.6mm、厚みが約0.1mmの扁平状になり、断面
積は0.06mm2 で、中空糸膜のその他の部分の外周
基準の断面積は0.16mm2 であった。この膜束を1
0束作製した。
て2列にして、封止していない側を内幅150mm、内
厚4mmのアクリル製の容器に挿入して、中空糸端部の
ポッティング部分にポッティング材が入り目詰まりを起
こさないように、コロネート4403、ニッポラン42
26(日本ポリウレタン社製、配合比53:47)によ
り目止め接着した。次に、同じ接着剤を用いてポッティ
ングを行った後、ポッティング固定部を切断し、中空糸
膜内部を開口させた。さらに、開口させたポッティング
部分に集水具を取り付け、中空糸膜有効長さ350mm
モジュールを作製した。得られたモジュールは、漏れも
なく、これまで通り良好な濾過性能を発揮した。 実施例2 中空糸膜束全体を60℃の水に浸漬し、水中でプレス機
を用いて5mmの長さにわたって押しつぶす他は、実施
例1と同じ方法で自由端部の封止を行った。この中空糸
膜束を実施例と同じアクリル製の容器に入れて、あとは
実施例1と同じ条件のモジュールを製作した。得られた
モジュールは、漏れもなく、これまで通り良好な濾過性
能を発揮した。
り、固定端部及び封止された自由端部を有する中空糸膜
モジュールにおいて、中空糸膜の自由端部における断面
積が中空糸膜のその他の部分の外周基準の断面積よりも
小さくしたため、下水処理、排水処理など様々な汚濁物
質が含まれた処理対象水に適した中空糸膜モジュールを
容易に作製することが可能となった。
外観図である。
Claims (4)
- 【請求項1】複数の中空糸膜からなり、固定端部及び封
止された自由端部を有する中空糸膜モジュールにおい
て、中空糸膜の自由端部における断面積が中空糸膜のそ
の他の部分の外周基準の断面積よりも小さくなっている
ことを特徴とする中空糸膜モジュール。 - 【請求項2】複数の中空糸膜からなり、固定端部及び封
止された自由端部を有する中空糸膜モジュールの製造方
法において、中空糸膜の自由端部における断面積を中空
糸膜のその他の部分の外周基準の断面積よりも小さくす
ることを特徴とする中空糸膜モジュールの製造方法。 - 【請求項3】前記中空糸膜の自由端部を封止するにあた
り、封止端部となる中空糸膜部分を加熱しながら変形さ
せることを特徴とする請求項2記載の中空糸膜モジュー
ルの製造方法。 - 【請求項4】前記中空糸膜部分に、高温の気体もしくは
液体を接触させながら変形させることを特徴とする請求
項3記載の中空糸膜モジュールの製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8297798A JPH11253762A (ja) | 1998-03-13 | 1998-03-13 | 中空糸膜モジュールおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8297798A JPH11253762A (ja) | 1998-03-13 | 1998-03-13 | 中空糸膜モジュールおよびその製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11253762A true JPH11253762A (ja) | 1999-09-21 |
Family
ID=13789284
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8297798A Pending JPH11253762A (ja) | 1998-03-13 | 1998-03-13 | 中空糸膜モジュールおよびその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11253762A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7988855B2 (en) | 2003-10-21 | 2011-08-02 | Zenon Technology Partnership | Membrane bioreactor having single header membrane module |
WO2023120589A1 (ja) * | 2021-12-24 | 2023-06-29 | 住友電工ファインポリマー株式会社 | 中空糸膜モジュール及びモジュール用中空糸膜 |
-
1998
- 1998-03-13 JP JP8297798A patent/JPH11253762A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7988855B2 (en) | 2003-10-21 | 2011-08-02 | Zenon Technology Partnership | Membrane bioreactor having single header membrane module |
WO2023120589A1 (ja) * | 2021-12-24 | 2023-06-29 | 住友電工ファインポリマー株式会社 | 中空糸膜モジュール及びモジュール用中空糸膜 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20050202 |
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RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
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A02 | Decision of refusal |
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