JPS5962308A - 中空糸型流体分離モジユ−ル及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、流体混合物に対して選択透過性を有する中空
糸を用いた中空糸型流体分離モジュール及びその製造法
に関する。さらに詳しくは実質上非通気性のシート状物
と中空糸層を重ね合わせたＭ　７層体をスパイラル状に
芯管１巻を込んだ流体分離モジュール及びその製造法に
関する。

選択透過性を有する膜を用いて流体混合物の成分を分離
する方法には、気体透過、液体透過。

透析、限外ろ過、逆浸透およびパーベーパレーションな
どがある。特に近年は省エネルギー。

公害対策の抜本的改善に対する仕・金的要望から高分子
分離膜による酸素富化空気の製造技術が大キくクローズ
アップされて来た。しかるに膜による混合ガス流体から
成分の分離技術は、海水淡水化、排水中からの有価物回
収などの液相分離の技術と比較しまだ緒についたばかり
である。

これらの流体分離用モジュールとしては、中空糸型、チ
ープラー型、スパイラル型あるいは平板型等があるが、
中でも中空糸型がその有効面積の大きさ１体積効率が良
い点において優れている。

該中空糸型流体分離モジュール（ｒおいて選択透過性を
有する機能が核中空糸の外側表面に存在する場合に、処
理されるべ練原料流体が例えばモジュール側面より流入
し、圧力差又は濃度差等とドライビングホースとして特
定成分が中空糸膜壁を選択透過することによって分離が
行なわれる。しかしながら、これまでの中空糸型流体分
離モジュールでは、原料流体をモジュール内の全中空糸
の外側面に均一に流すことは非常に内錐であり、流動抵
抗の少ない所に集中して流れる所謂チャンネリング現象
が表われる。

この牛ヤンネリング現象によって、分離機能を果すこと
のない所謂デッドスペースが生ずる為に、該中空糸ｍ流
体分離モジュールの分離効率が著しく低下することにな
る。特に該モジュールが大規模になる程、チャンネリン
グ現象が生じやすくなり、モジュールの分離効率は避は
難いものであった。

そこで本発明者らは、該チャンネリング現象等の生じな
い中空糸型流体分離モジュール及びその製造方法につい
て鋭意研究した結果、実質上非通気性のシート状物によ
ってモジュール使用での中空糸外の流体の流路をコント
ロールすることが有効であることを見い出し本発明に到
達した。

すなわち本発明とは、流体混合物に対して選択透過性を
有する巾四糸を主体とする流体分離エレメント、原料流
体用流路、透過流体用流路及び外套筒体を有する流体分
離モジュールにおいて、該エレメントが、帯状の実質上
非通気性シート状物と該シート状物の巾方向に配された
１層又は多Ｉｖ４の層状中空県東な東ね合わせた積層体
を１組であるいは複数組を重ねた状態で、芯管な用いて
スパイラル状に巻込むことにより成形されたものである
ことを特徴とする中空県警流体分離モジュール；及び該
中空糸型流体分離モジュールの製造方法である。

以下、本発明についてさらに詳細に説明する。

本発明は、中空糸型流体分離モジュール内における中空
糸外での、流体の流れを実質上非通気性シート状物によ
り規制することによって、中空糸外での流体のチャンネ
リング現象の発生を防ぐものである。すなわち帯状の該
シート状物と、そのシート状物の巾方向にほぼ平行に配
列された１層又は多層の層状選択透過性中空糸束を重ね
合わせた積層体を１組として、その１組をあるいはその
複数組を重ねた状態で、芯管にスパイラル状に巻込むこ
とによってモジュールを成形し、原料流体の流路を規制
したものである。

本発明において用いられる中空糸は、流体混合物に対し
て選択透過性を有するものであればいかなるものでもよ
い。ここで言う流体混合物とは、２種以上の気体を含む
気体混合物、２種以上の液体を含む液体混合物又は、塩
類、糖類。

蛋白質類、繭類あるいはコロイド等を含有した液状物等
の通常中空糸型分離法の対象とされている全てを意味す
る。該中空糸の材質は、通常用いられるいかなるもので
もよく、またその外径は特に限定されるものではないが
、具体例としては約１０〜約１０００μの範囲にあるも
のが好ましい。

また本発明で用いられる実質上非通気性シート状物とは
、モジュールを使用する際に中空糸の外側を流れる流体
が該シート状物によって規制される機能を持つものであ
ればよい。すなわち実質的に流体を通しにくいシート状
物であって、具体的にはその通気度（フラジル型測定装
置を使用し差圧１２．７　ＮＨ２Ｏで測定した値）が１
、０　ｃｒｌ／ｄｉ　ｍ　ｓｅｃ以下のシート状物が好
ましく、さらに好ましくはその通気度が０．１　ａｄ／
ｄｉ−ｓｅｃ以下であり、特に好ましくはフィルム状物
である。

該シート状物の形態の具体例としては、フィルム、カレ
ンダー加工等により通気度を少さくした紙、峨布又は不
織布等であり、中でもフィルムが好ましい。また該シー
ト状物の材質は、特に限定されるものではなく、モジュ
ール使用時の耐久性あるいは製造コスト等により選定さ
れる。さらに該シート状物の厚さとしては、モジュール
製造時において取扱い上充分な強度、剛性があればいか
なる値でもよいが、モジュールの体積効率の点から支障
のない限り出来るだけ薄い方が好ましい。

前記の如く本発明では、該シート状物と層状の該中空糸
束な重ね合わせた積層体を用いるが、該８１層体の形態
としては両者を重ね合わせた状態でスパイラル状に巻込
むことができるものであればいかなるものでもよい。該
積層体の具体例としては、（１）該シート状物上に中空
糸束を１層又は多層に配列したもの、（２）２枚のシー
ト状物の間に中空糸束を１層又は多層に配列したもの、
（３）該シート状物状に、２枚の網等の通気性シート状
物間に挿入した平板状中９来県束体を１層又は多層配列
したもの、（４）該シート状物に平面状を維持したまま
中空糸を連続的に巻きつけたもの等があげられる。尚該
中空糸は、該非通気性シート状物の巾方向の端部以′外
において切断されることなく、また該端部において違萩
していてもよく、あるいは切断されていてもよい。さら
に該中空糸は、該シート状物の巾方向に対して平行でも
よく、角度をもっていてもよく互いに交差していてもよ
くあるいはランダムでもよい。

本発明では以上説明した如き積層体を１組として、その
１組をあるいは複数組を重ねた状態で、芯管にスパイラ
ル状に巻込むが、ここで用いられる芯管としては、流体
の流路とすべ（多孔管、スリットを有する管等が用いら
れる。モジュール便用時における中空糸の外側を流れる
流体はこの芯管の孔部あるいはスリットを通って流れる
が、その流を均一にする為に、該シート状物の巻きはじ
めの部分を該芯管の孔部以外にほぼ均一に接着剤等で固
定することが望ましい。ここで使用される芯管の形状、
材質及び接層剤等は通常用いられるいかなるものでもよ
く、モジュールの使用目的等に応じて選定される。

本発明では、この様にして該積層体を芯管にスパイラル
状に巻込んだ後、全体をほぼ円柱状のその構造体の少な
くとも１ｙｓを、中空糸が両端で切断された状態にある
ときは両端を樹脂等の同化材により固化成形せしめて流
密構造となし、さらに固化成形した少な（とも１端の適
当な部分を切断して咳中空糸の開口部を設けることによ
って流体分離エレメントが得られ、る。

以下図面により本発明の一実施態様について説明するが
、これらによって何ら本発明が限定されるものではない
。

第１図は本発明にかかれる２枚の非通気性シート状物１
と中空糸束３からなる積層体である。

第２図は第１図の積層体をスパイラル状に巻込みつつあ
る状態を示している。

第１図において、非通気性シート１（例えばビニールシ
ート、極端には和紙）を工定巾例えば巾５００１１長さ
１ｍに切断された２枚の間に該選択性透過中空糸３を配
列した積層体を、第２図に示すように芯管材４、例えば
多孔管あるいはスリット管に該積層体末端部の非通気性
シートｌを接着固定し、腋芯管にスパイラル状に巻きつ
けることにより得られるエレメントを用いて、本発明の
中空糸型流体分離モジュールが製造される。

以上説明した様にして製造される本発明の中空糸型流体
分離モジュールは、この使用に粘いて中空糸の外側にお
ける流体のチャンネリングが生ずることなく、広い範ｉ
の使用条件に対して流体の高い分篩効率が安定して得ら
れる優れた同点を持つものである。この利点は、大規模
のモジュールになる程、大きく生かされるものである。

本発明の製造法は、この様か憂れた利点を持つモジュー
ルを債単に、工業的に安定に製造する方法を提供したも
のである。

本発明による中空糸型流体分離モジュールの具体的な応
用例としては、例えば空気中の酸素富化（医療用又は工
業用）、水素ガスの分離等の気体分離；かん水の脱塩、
海水の淡水化等の逆浸透；酵素の精製等の眼外濾過；人
工腎嘘等の透析などが挙げられる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかわる積層体の１例である。図にお
いて１は実質上非通気性のシート状物、３は選択透過性
中空糸である。 第２図は第１図の積層体をスノくイラル状に巻込みつつ
ある状態の図であり、４は芯管である。 特許出願人　帝人株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）　　流体混合物に対して選択透過性を有する中空
   糸を主体とする流体分離エレメント、）原料流体用流路
   、透過流体用流路及てメ外套筒体を有する流体分離モジ
   ュールにお℃・て、該エレメントが、帯状の実質上非通
   気性シート状物と該シート状物の巾方向に配された１ｊ
   −又（ま多＋１！の１−状中空糸束Ｖ重ね合わせたｍ　
   ｔｊ体を１組であるいは複数組を重ねた状態で、芯管な
   用いてス・（イラル状に巻込む□ことによす成形された
   ものであることケ特徴とする中空糸型流体分離モジュー
   ル。 （２１ｔＪ　’／　−）状物が、１．　ｏ　ｃＩ！／ｃ
   ｄｔ　・Ｓｅｃ以下の通気度を有するものである特許請
   求の範囲第１項３゜記載の中空糸型流体分離モジュール
   。 ｌ＃　該積層体が、２枚の該シート状物及びその間に該
   シート状物の巾方向にほぼ平行に１層又は多＃に配列さ
   れた中空県東からなる特許請求の範囲第１項記載の中空
   糸型流体分離モジュール。 （４）　　該芯管が多孔管又はスリット管である特許請
   求の範囲第】項記載の中空糸型流体分離モジュール。 （５）　　流体混合物に対して選択透過性を有する中空
   糸を生体とする流体分離エレメント、原料流体用流路、
   透過流体用流蕗及び外套筒体を有する流体分離モジュー
   ルにおいて、１濱エレメントが帯状の実質上非通気性シ
   ート状物と該シート状物の巾方向に配された１層又は多
   層のノー状中空糸束を重ね合わせた積層体を１組あるい
   は複数組を重ねた状態で、芯管を用いてスパイラル状に
   巻込むことを特徴とする中空糸型流体分離モジュールの
   製造方法。