JPS61141904A - 中空糸型モジユ−ル - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は中空糸型モジュールに関する。

さらに詳しくは可とう性接着剤をケース内周に環状に接
着させ、その環状の可とう性接着剤の内周に非可とう性
接着剤を配することによシ特に剥離が起こり易ｈケース
端部の耐剥離性を向上させ念ことを特徴とする中空糸型
モジュールに関する。

逆浸透法や限外濾過性装置の心臓部である半透膜モジュ
ールは用途に応じて各種の型式のものが用いられておシ
、その中の一つである中空糸型モジュールはそのコンパ
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。

この中空糸型そジュールは、長さ３００〜１０００ｎ、
外径０．１〜１ｎφ程度の中空糸を数千水〜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とう性
のエポキシ系接着剤によシ、接着封止して硬化後、端面
を開口させる念めとトリミングの念めの切断を行ない、
さらにキャップを接着寸たは溶着、せたはネジ込みによ
ってとりつけ。

本“１造される。

（従来技術） 従来、中空糸型モジュールの端部を接着封止するために
は主として非可とう性の工１ボキシ糸摘着剤が一種類だ
け使われている。

（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硬化時自己発熱が大
きいため、大量にっかつと温度分布を生じ硬化むらを生
じる。その結果として硬化した接着剤の内部に歪が蓄積
されることになる。

また、エポキシ系の接着剤は非可とり性であシ。

収縮率も比較的大きいので、特に大口径の中空糸型モジ
ュールでは使用する接着剤の量も多く、必然的に内部の
歪も大きくなり、ケースと接焉剤との剥離が生じるなど
の問題があった。

このような問題を解決するための技術として。

この非可とり性のエポキシ糸摘、着剤、を用１いて一旦
接着封止し、ケースと接着剤との間を熱衝撃。

機械的衝撃などで故意に剥離させ、生じた間隙に同じ接
着剤を再度注入する方法などが提案されているが、完全
ではない。

このようなケースと接着剤との剥離はモジュールの製造
時だけでなく、使用中、特に熱殺菌を行なったり、比較
的語基の液を処理して洗浄する時に冷水などを用いるよ
うな場合のｍ度変化にさらされるとケースと接着剤の膨
張−収縮率の差により剥離を生じることが多力）った。

中空糸型モジュールの接着封止部のこのような剥離は実
用上致命的なトラブルを招来する。

なぜならば、中空糸型モジュールを多数本使用したシス
テムにおいて、たとえ一本でもこのような状態になると
トラブル箇所の発見に時間を要し、且つリークしたモジ
ュールを交換したとしても。

一旦汚染したシステムを洗浄するのに長時間を要するこ
とになる。

特に除菌を目的とした液体処理装置などではたとえ微少
なリークでも漏洩したわずかな量の菌が増殖してシステ
ム全体に汚染が拡大するため、特に問題が大きい。

このような状況に鑑み１本発明者らは鋭意検討した結果
１本発明を完成させた。

（発明の構成） 即ち１本発明は「円筒状ケースｌこ中空糸束を充填し、
該中空糸束端部とケース端部との間が接着剤で接着封止
された中空糸型モジュールにおりで。

ケース端部内周に環状に接着される接着剤が可とう性接
着剤であり、該環状に接着された可とう性接着剤の内周
に非可とう性接着剤が配されてｂることを特徴とする中
空糸型モジュール。」である。

本発明のポイントは前記のように、中空糸型モジュール
の接着封止部、特に円筒状ケースとの接着封止部に可と
う性接着剤方環状になるように配し、さらにその内周に
非可とり性のエポキシ接着剤を用いれば、前記のように
収縮や膨張をくり返してもケース内周に接着されている
可とう性接着剤がその体積変化を吸収するため剥離が発
生しないようｌこしたというところにあ−る。

このような中空糸型モジュールを製造する手順を月下に
記述する。

通常、中空糸型モジュールの端部を接着封止する方法と
しては動的な遠心力方式、静的な加圧ま九は減圧式が知
られているが、どちらの方法でも本発明の中空糸型モジ
ュールを製造することができる。

まず円筒状ケースの端部内周にテフロン、シリコンゴム
など接着剤で接着しない材料力）らなる短冊状の薄板を
環状に内接するようにはめ込み１次に中空糸束をその環
状にはめ込まれた薄板の内側に配設する。

この時用いる短冊状の薄板の大きさは厚さが１〜５１１
１１．長さは円筒状ケースに内接してはめ込まれた場合
に隙間が出来ず、且つ重なシが出来ない種度、即ち円筒
状ケースの直径の約３．１４倍であり１通常の直径約１
（１ｃｍ程度のモジュ−／しの場合は３０α強となる。

巾は注入する接着剤の量、モジュールの大きさなどによ
シ異なるが、５〜１０αが適切である。

ま念短冊の長さ方向の端部を互すにくい違うような斜め
に切断しておいて重なシ合うようｌこして−６＝ もよい。

以上のよりに準備された円筒状ケースと糸束をたとえば
遠心力方式の場合は遠心装置にセットして通常行なわれ
て込る方法１条件で１ず本発明で定義する非可とう外接
着剤であるエポキシ接着剤を注入しながら遠心封止する
。

一定時間経過して中空糸束の個々の中空糸相互間にエポ
キシ接着剤が入シ込み、且つ糸束の周囲もエポキシ接着
剤にょシとり囲まれたようになシ。

前記のような非接着性の薄板で形成された環状の部分の
内周に清って接着封止部分が形成される。

次に遠心装置を停止させて、仮接漸封止された中空糸モ
ジュールの端部の非接着性薄板をと）除く２円筒状ケー
スの内側に１〜５ｎの間隔を有する環状の隙間が形成さ
れる。

次すで再度遠心装置を動かしながら今度は本発明で定義
する可とう外接着剤を注入し、一定時間経過すれば前述
の環状の隙間に可とう外接着剤が入シ込み１本発明の中
空糸型モジュールが祷られる。

接着部端面のトリミングと中空糸端部を開口させるため
の切断を行なう必要があるのは従来品と同じである。

本発明の中空糸型モジュールを製造する場合に用いる最
初の封止用接着剤は従来がら用いられている非可と５件
のエポキシ接着剤で、接着力は非常に優れている。

本発明で述べる可とう外接着剤とは具体的にはウレタン
結合を有する接着剤、またはシロキサン結合を有する接
着剤、およびエポキシ接着剤の中でもダイマー酸を主骨
格とする接着剤であシ、硬化後の硬度がショア硬度で６
５均下望ましくは５０以下、伸び率２０％旬上、望オし
くは５０〜３００壬程度のものと定義する。

なお従来力）ら中空糸型モジュールの端部封止に用いら
れているエポキシ系の接着剤は伸び率が嵩高５％程度で
ある、 この可とう性接Ｍ剤を注入する量としては多ければ多い
ほど膨張−収縮による体積の変化を吸収する能力が大き
いわけであるが、これには自づから限界があ夛、用すら
れるテフロン、シリコンゴムなど力）らなる非接着性材
料の薄板の厚さ力Ｘ１〜５朋、即ち可とう外接着剤が注
入される叉状の隙間が１〜５ｎ程度に、且つ最初の接着
封止部の長さと同じ８度になるように計算された量が注
入される。

可とう外接着剤を注入する量に制約がある理由は加圧使
用時における変形の問題である。これを第１図を用いて
説明する。

第１図は本発明になる中空糸型モジュールの端部接着封
止部分を示した模式図であシ、１−１は個々の中空糸、
２−２は最初に接着封止する時に用いられた非可とう外
接着剤による接着封止部分。

３−３は環状の間隙に注入された可とう性接着剤部分、
４−４はケースで、材質はアクリル系樹脂。

ポリスルホン系樹脂、ＰＶＣ，ＦＲＰなどである。

５−５は中空糸モジュールにおける個々の中空糸１−１
とケース４−４との間に形成される空間で。

限外ｐ過モジュールの場合は透過液の流路となる部分で
ある（用途によってはここが原液流路側になるような使
い方をする場合もある）、。

６−６は同モジュールの端部キャ・ツブの内側部分で、
限外濾過モジュールの場合は原液の流路となる部分であ
る（用途によってはここが透過液流路側となるような使
い方をする場合もある）。

この第１図にお−て可とう外接着剤３−３はケース４−
４の端部内周沿いに環状に注入されて硬化しており、前
述したような非可とう外接着剤とケースとの膨張−収縮
のくり返しによる体積変化は輪切シ面の直径（１＋は半
径）方向の伸び縮みで吸収するところに本発明のモジュ
ールの特徴がある。

しかしながら、モジュールを実用に供する場合は前述の
透過液流路５−５と原液流路６−６との間には限外−過
モジュールで１〜３）、９／ｄの圧力差がかかシ、可と
う外接着剤の注入量が多い場合。

即ち厚さが厚！Ａ場合はこの圧力差によシモジュール両
端面からモジュール中間部へ向かって抑圧がかかるため
ケース内部で中空糸束が変形する可能性がある。これが
長時間の使用で洩れの原因とな−】〇− るので不都合である、 前述のような１〜５隨の厚さであればこのような心配は
なり。

ま六本発明の中空糸モジュールを製造する場合に用いる
円筒状ケースの端部内周は非接着性の薄板が抜き取るこ
と一；できる程度であれば凹部や貫通孔を有してｂるも
のでもよい。

また１本発明の方法は遠心方式などの動的な接着封止方
法、真空または加圧方式などの静的な接着封止方法いづ
れにも適用できる。

（発明の効果） 本発明の中空糸モジュールは最も剥離が発生しやすいケ
ース端部内局部における剥離が皆無になっ之。

以下ｌこ本発明の効果を実施例と比較例にょシ説明する
。

実施例および比較例 実施例１ 内径８２龍φ、外径９０１＋１φ、長さ３２（１ｍのポ
リスルホン製ケースの接着部をあらかじめ、サンプイン
ク処理し１表面を粗化した後、厚さ２闘。

幅４　ｎ　ｍｒｘ　−長す２　Ｓ　７　龍のシ１１コン
ゴムシートをケースの両端部内周接着部に巻−て環状に
形成させ内径５００μｍ、外径７００μｍのポリエーテ
ルスルホン中空糸４５００本よりなる糸束をケースに挿
入した。これを遠心装置の中にセットして温度５５度１
回転数８０　Ｏｒｐｍで非可とり件のエポキシ接着剤を
用員て片側の接着長さが２５朋ｌこなるように遠心力を
付与しながら接着封止した。

これをとり出して環状にしたシ１１コンゴムシートをと
如除くとケースと接着封止した中空糸束の間に２ｎの環
状の間隙が形成される。ここに再度遠心力を付与しなか
らシ１１コンゴム接着剤を注入して、ケースとエポキシ
接着部を接着し、ケースの端末部を切断後モジュールの
漏れ検査を行ったが漏れはなかった。

この中空糸型モジュールに９０℃の熱水を３０分間通し
た後、即座に熱水をぬき、１０℃の冷水を３０分間通す
操作を連続５回線シ返しｆＰがケースと接着剤とは剥離
しなかった。

比較例１ 実施例１に用いたものと同じ寸法のポリヌルホン製ケー
スの接着部をあらかじめサンディング処理し表面を粗化
しｔ後内径５００μｍ、外径７ｆ００μｍのポリエーテ
ルスルホン中空糸４５００本よ如なる糸束をケースに挿
入し遠心シール機の中にセットして温度５５℃９回転数
８００　ｒｐｍで実施例１で用いたものと同じ非可撓性
のエポキシ系接着剤を使って片側の接着長さが２５．、
になるように遠心シールした。

ケースの端末部を切断後モジュールの漏れ検査を行った
が漏れはなかった。

この中空糸型モジュールに９０℃の熱水を３０分間通し
た後即座に水をぬき１０℃の冷水を３０分通す操作を連
続５回繰り返した後、漏れ検査を行うとケースと接着剤
との間に漏れが生じた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明になる中空糸型モジ為−ルの端部接着封
止部分を示す模式図であ、９．３−３が可とう性液Ｊ−
分を示す。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）円筒状ケースに中空糸束を充填し、該中空糸束端
   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
   型モジュールにおいて、ケース端部内周に現状に接着さ
   れる接着剤が可とう性接着剤であり、該環状に接着され
   た可とう性接着剤の内周に非可とう性接着剤が配されて
   いることを特徴とする中空糸型モジュール。
2. （２）可とう性接着剤がウレタン結合を有する接着剤で
   ある特許請求の範囲第（１）項記載の中空糸型モジュー
   ル。
3. （３）可とう性接着剤がシロキサン結合を有する接着剤
   である特許請求の範囲第（１）項記載の中空糸型モジュ
   ール。
4. （４）可とう性接着剤がダイマー酸を主骨格とするエポ
   キシ接着剤である特許請求の範囲第（１）項記載の中空
   糸型モジュール。