JPS6328649B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は選択透過性を有する多数本中空糸束を
特定の方法により配列せしめる中空糸型流体分離
エレメントの製造方法に関する。

膜分離法は流体混合物内に存する種々の成分の
うちある種の成分を優先的に透過させる選択透過
膜の片側あるいは両側に圧力差，濃度差等のエネ
ルギ勾配を付与せしめて一部の成分を分離あるい
は濃縮させる操作であり、気体、液体について
種々の応用例が見られ、小規模の例では人工腎
臓、人工肺に、大規模の工業的用途では海水の淡
水化，食品工業での濃縮，更には空気よりの酸素
の濃縮，ケミカルプラントでの水素の分離など多
くの具体例が挙げられる。

一方膜形態としては単位体積当りの膜面積を大
きくしうるため小型で大容量となることより中空
糸型が多用され、中空糸を用いた膜分離装置につ
いて多くの提案がなされ、それらは主として中空
糸を如何に効率よく集束させ分離モジユールに形
成しうるかに重点が置かれ、中空系単糸の強度に
注目し単糸切れ等の問題点に言及していないとか
生産性で凝問のあるものが見られる。

例えば特公昭44―5526号公報にはかせに形成さ
れた。中空糸をかせよりはずし鉤要素を操作して
かせを扁平かつ縦長にし、単一のコンパクトな束
を作る方法が示されているが、該方法では上記コ
ンパクトな束を多数用意してモジユールを形成す
る必要があり、生産性が悪いとともにコンパクト
な束を作る際に中空糸単糸に余計な力がかかり単
糸切れの可能性がある欠点をもつ。

又特開昭47―8595号公報にはウエブに、または
特開昭47―22387号公報にはほとんど平行に位置
した一対の支持体に中空糸を巻きつけこれを回旋
状に巻いてモジユールを形成する方法が示されて
いるが、中空糸を送り出す手段を低速で回して中
空糸を送り出す必要上から生産性が悪いとともに
送り出す部位で中空糸に予期せぬ荷重があるいは
捩りがかゝり、これ又単糸切れの生ずる欠点をも
つ。

本発明者等は以上の如きの欠点を解決し、特に
中空糸を集束させるに際し中空糸に過大な荷重あ
るいは捩りを与えずに単糸切れの無い又複雑な装
置を用いずして相当寸法の大きいモジユールを効
率よく形成し、もつて工業的に安価でかつ信頼性
の高い中空糸型流体分離エレメントを提供するこ
とを目的として鋭意研究を行なつた結果、以下に
示す如き特定の中空糸巻取り装置を用い特定の方
法で集束成形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
透過性を有する中空糸を、外縁が少なくとも２ケ
所欠如した巻取り装置に巻きつけ、該装置外縁の
欠如する部分に可撓性線状物を通した後巻きつけ
られた中空糸束を該装置から取りはずし、該線状
物及び／又は他の線状物２本により該中空糸を引
き揃え、その両端の線状物により中空糸束を結束
することによつて全体がほぼ円柱状の中空糸束を
形成せしめ、さらに該中空糸束の両端を固化材に
より固化成形して流密構造となし、その少なくと
も１端に該中空糸の開口部を設けることを特徴と
する中空糸型流体分離エレメントの製造方法であ
る。

以下に図面を参照しながら本発明について更に
詳しく説明する。

本発明で用いる中空糸とは、通常気体混合物あ
るいは液体混合物の分離用に用いられる選択透過
性を有する全ての中空糸を意味する。

本発明に用いられる中空糸の巻取り装置は、そ
の外縁の少なくとも２ケ所に実質上軸方向に直線
上の欠如部を有するものであつて、その具体例と
しては第１図ａに示す如き複数のピン状体を円筒
状に配列した構造からなるかせ類、第２図に示す
如き外縁の少なくとも２ケ所に溝を有するような
ボビン類等が挙げられる。これらの巻取り装置の
外縁あるいはその機能を有する部分は、その半径
方向に縮めることができることが望ましい。

すなわち第１図は本発明の実施態様の一例を工
程別に具体的に示したもので、本発明がこれによ
り何ら限定されるものではない。まず第１図ａは
中空糸がかせの周辺部材１（周辺部材を支持する
枠組構造及び枠組構造を支える芯棒等は図示せ
ず）に巻きとられた状態を示す。かせ上に巻き取
る中空糸量は最後に形成されるモジユールの大き
さあるいは操作上取扱いやすい量のいずれかによ
りあらかじめ決められる。この状態でかせの周辺
部材１の間の隙間（ａ図では矢印Ａ，Ｂ等の位
置）に可撓性線状物が挿入され、然る後かせの枠
組構造の半径方向の長さを小さくすることにより
かせ上の中空糸束がかせより取りはずされ、挿入
された可撓性線状物２，３をｂ図の様に緊迫させ
て中空糸束を引き揃える。この時中空糸束がほゞ
平面状になるように引き揃えるのが好ましい。こ
の場合可撓性線状物２，３以外に４の如く追加の
可撓性線状物を中空糸束の構成するループの中に
挿入するとより好適である。可撓性線状物４の効
用については後述する。この様に集束された中空
糸束を可撓性線状物２，３を矢印Ｃの方向にその
端部を互いに引き寄せると中空糸はＣ図の様に
ほゞ円柱状の中空糸束に集束される。可撓性線状
物は中空糸束の端部があらかじめ設定された太さ
になる迄緊張させられ然る後結果あるいは中空糸
束外面に接着されて、中空糸束の端部の径が大き
くならない様にされる。この際中空糸束の中央部
は端部より太目になるあるいは扁平となるため、
別途容易した結束部材５で外側よりその外周を緊
められ、両端の直径と同程度になるよう形成せし
められる。ここで前述した追加の可撓性線状物４
があると中央部の中空糸を同時に集束させ得ると
ともに該可撓性線状物５の長さを最終中空糸束の
円周の２倍以上にしておくと集束後再び中空糸束
の外周に周すことが出来、外層部に周つた中空糸
を固定できる利点がある。図面においては可撓性
線状物５あるいは結束部材５は１本しか例示され
ていないが、中空糸束の長さに応じ適宜複数本用
意することあるいはこれらを混在せしめて中空糸
束を固定することも好適である。この様に集束固
定された中空糸束の両端に樹脂等の固化材によつ
て鋳型硬化させるなどして固化成形せしめて流密
構造となし固化成形部の中空糸束長手方向の適当
な位置で切断し中空糸の開口部を出現せしめるこ
とによつて、中空糸型流体分離エレメントが形成
され、使用に供される。

前記可撓性線状物２，３は中空糸を損傷しない
性状をもち中空糸を集束させる際の緊張力に耐え
るものであれば如何なるものも使用出来るが、通
常は糸，紐，細目のロープ，線状ゴム，スプリツ
トフアイバー束が好適である。

又前記結束部材５は将来接触する流体で損傷を
うけないものであれば如何なるものでもよいが、
より好適にはゴム輪，ゴム紐，糸，紐，細目のロ
ープ，スプリツトフアイバー束が挙げられる。

第２図はかせの代りにボビンを用いた例を示
し、ボビンの外周には少なくとも２ケ所の切欠６
が設けられ、こゝに可撓性線状物２，３を針金等
の細いが剛性を有する部材を可撓性線状物の挿入
材として挿入することにより第１図ａと同じ効果
が得られる。ボビンのより好ましい形としては半
径方向に外縁を縮めることのできる分割型が挙げ
られ、この場合は内側より分割部を支持する部材
あるいは機構を要することは言う迄もない。

本発明は、上述の如く形成された中空糸束を複
数個用意し、複数個を同時に配列した状態で両端
部を固化成形して流密構造部を形成してよい事は
勿論である。

また本発明では、該流体分離エレメントを作成
する際に必要に応じて他の棒状，管状，板状等の
支持体を用いることも可能である。

本発明の方法は以上の如き構成をとつているた
め、複雑な装置を用いなくとも簡便に中空糸を集
束しうる利点をもつのみならず、巻きとられた中
空糸に過大な荷重あるいは捩りを付与せず単糸切
れの危惧も解消される利点も有する。更に中空糸
を集束せしめる際に力のかゝるのは中空糸束の端
部のみであり、又多数本同時に巻きこむため中空
糸間の絡みがありたとえ中空糸が切れても単糸が
外へ出るとこがなくこの部位は固化成形部分に少
なくとも鋳こまれるため漏洩の問題がなくなる。

【図面の簡単な説明】

第１図において、１は中空糸巻取り用かせの外
縁機能をもつピン、２，３及び４は可撓性線状
物、５は結束部材であり、第２図における６は中
空糸巻取りボビンの外縁欠如部を示し、さらに第
１図及び第２図の７は中空糸を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 流体混合物に対して選択透過性を有する中空
   糸を、外縁が少なくとも２ケ所欠如した巻取り装
   置に巻きつけ、該装置外縁の欠如する部分に可撓
   性線状物を通した後巻きつけられた中空糸束を該
   装置から取りはずし、該線状物及び／又は他の線
   状物２本により該中空糸を引き揃え、その両端の
   線状物により中空糸束を結束することによつて全
   体がほぼ円柱状の中空糸束を形成せしめ、さらに
   該中空糸束の両端を固化材により固化成形して流
   密構造となし、その少なくとも１端に該中空糸の
   開口部を設けることを特徴とする中空糸型流体分
   離エレメントの製造方法。