JPS6353848B2 - - Google Patents
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- JPS6353848B2 JPS6353848B2 JP57169576A JP16957682A JPS6353848B2 JP S6353848 B2 JPS6353848 B2 JP S6353848B2 JP 57169576 A JP57169576 A JP 57169576A JP 16957682 A JP16957682 A JP 16957682A JP S6353848 B2 JPS6353848 B2 JP S6353848B2
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- fluid
- hollow fiber
- fluid separation
- separation module
- sheet
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Landscapes
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
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ユール
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
積層体をスパイラル状に芯管に巻き込んだ流体分
離モジユール及びその製造法に関する。
する中空糸を用いた中空糸型流体分離モジユール
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
積層体をスパイラル状に芯管に巻き込んだ流体分
離モジユ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ヨ
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社会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きくクロ
ーズアツプされて来た。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。
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ヨ
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社会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きくクロ
ーズアツプされて来た。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ユールとしては、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、体積効率が良い点において優れている。
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、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ユールにおいて選択透
過性を有する機能が該中空糸の外側表面に存在す
る場合に、処理されるべき原料流体が例えばモジ
ユール側面より流入し、圧力差又は濃度差等のド
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つ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ユ
ールでは、原料流体をモジユール内の全中空糸の
外側面に均一に流すことは非常に困難であり、流
動低抗の少ない所に集中して流れる所謂チヤンネ
リング現象が表われる。このチヤンネリング現象
によつて、分離機能を果すことのない所謂デツド
スペースが生ずる為に該中空糸型流体分離モジユ
ールの分離効率が著しく低下することになる。特
に該モジユールが大規模になる程、チヤンネリン
グ現象が生じやすくなり、モジユールの分離効率
は避け難いものであつた。
過性を有する機能が該中空糸の外側表面に存在す
る場合に、処理されるべき原料流体が例えばモジ
ユール側面より流入し、圧力差又は濃度差等のド
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つ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ユ
ールでは、原料流体をモジユール内の全中空糸の
外側面に均一に流すことは非常に困難であり、流
動低抗の少ない所に集中して流れる所謂チヤンネ
リング現象が表われる。このチヤンネリング現象
によつて、分離機能を果すことのない所謂デツド
スペースが生ずる為に該中空糸型流体分離モジユ
ールの分離効率が著しく低下することになる。特
に該モジユールが大規模になる程、チヤンネリン
グ現象が生じやすくなり、モジユールの分離効率
は避け難いものであつた。
そこで本発明者らは、該チヤンネリング現象等
の生じない中空糸型流体分離モジユール及びその
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つてモジユール使用での中
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。
の生じない中空糸型流体分離モジユール及びその
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つてモジユール使用での中
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、透過流体用流路及び外
套筒体を有する流体分離モジユールにおいて、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層又は多層
の層状中空糸束を重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、芯管を用いてスパ
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糸型流体分離モジユー
ル；及び該中空糸型流体分離モジユールの製造方
法である。
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、透過流体用流路及び外
套筒体を有する流体分離モジユールにおいて、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層又は多層
の層状中空糸束を重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、芯管を用いてスパ
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糸型流体分離モジユー
ル；及び該中空糸型流体分離モジユールの製造方
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ユール内にお
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つて、中空糸
外での流体のチヤ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
込むことによつてモジユールを成形し、原料流体
の流路を規制したものである。
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つて、中空糸
外での流体のチヤ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
込むことによつてモジユールを成形し、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、菌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。
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、菌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、モジユ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つて規制され
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つて、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12.7mmH2Oで測定した値）が1.0cm3/cm2・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0.1cm3/cm2・sec以下であり、特に好まし
くはフイルム状物である。該シート状物の形態の
具体例としては、フイルム、カレンダー加工等に
より通気度を少さくした紙、織布又は不織布等で
あり、中でもフイルムが好ましい。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
ジユ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、モジユ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
ユ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。
状物とは、モジユ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つて規制され
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つて、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12.7mmH2Oで測定した値）が1.0cm3/cm2・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0.1cm3/cm2・sec以下であり、特に好まし
くはフイルム状物である。該シート状物の形態の
具体例としては、フイルム、カレンダー加工等に
より通気度を少さくした紙、織布又は不織布等で
あり、中でもフイルムが好ましい。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
ジユ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、モジユ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
ユ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
該中空糸束を重ね合わせた積層体を用いるが、該
積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
入した平板状中空糸集束体を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
該端部において連続していてもよく、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
つ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。
該中空糸束を重ね合わせた積層体を用いるが、該
積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
入した平板状中空糸集束体を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
該端部において連続していてもよく、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
つ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、流体の流路とすべく多孔管、ス
リツトを有する管等が用いられる。モジユール使
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ツトを通つて流れるが、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、材質及び接着剤等は通常用いられる
いかなるものでもよく、モジユールの使用目的等
に応じて選定される。
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、流体の流路とすべく多孔管、ス
リツトを有する管等が用いられる。モジユール使
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ツトを通つて流れるが、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、材質及び接着剤等は通常用いられる
いかなるものでもよく、モジユールの使用目的等
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１端を、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固化材
により固化成形せしめて流密構造となし、さらに
固化成形した少なくとも１端の適当な部分を切断
して該中空糸の開口部を設けることによつて流体
分離エレメントが得られる。
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１端を、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固化材
により固化成形せしめて流密構造となし、さらに
固化成形した少なくとも１端の適当な部分を切断
して該中空糸の開口部を設けることによつて流体
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、これらによつて何ら本発明が限定され
るものではない。
明するが、これらによつ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。
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１定巾例えば巾
50cmに長さ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ツト
管に該積層体末端部の非通気性シート１を接着固
定し、該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
糸型流体分離モジユールが製造される。
ニールシート、極端には和紙）を１定巾例えば巾
50cmに長さ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ツト
管に該積層体末端部の非通気性シート１を接着固
定し、該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
糸型流体分離モジユールが製造される。
以上説明した様にして製造される本発明の中空
糸型流体分離モジユールは、この使用において中
空糸の外側における流体のチヤンネリングが生ず
ることなく、広い範囲の使用条件に対して流体の
高い分離効率が安定して得られる優れた利点を持
つものである。この利点は、大規模のモジユール
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、この様な優れた利点を持つモジユー
ルを簡単に、工業的に安定に製造する方法を提供
したものである。
糸型流体分離モジユールは、この使用において中
空糸の外側における流体のチヤンネリングが生ず
ることなく、広い範囲の使用条件に対して流体の
高い分離効率が安定して得られる優れた利点を持
つものである。この利点は、大規模のモジユール
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、この様な優れた利点を持つモジユー
ルを簡単に、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ユールの具
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
素の精製等の限外過；人工腎臓等の透析などが
挙げられる。
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
素の精製等の限外過；人工腎臓等の透析などが
挙げられる。
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図の積層体をスパイラル状に巻込
みつつある状態の図であり、４は芯管である。
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図の積層体をスパイラル状に巻込
みつつある状態の図であり、４は芯管である。
Claims (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、透過流体用流路及び外套筒体を有する流体
分離モジユールにおいて、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層又は多層の層状中空糸束を重
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、芯管を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
中空糸型流体分離モジユール。 ２ 該シート状物が、1.0cm3/cm2・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項記載
の中空糸型流体分離モジユール。 ３ 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
層に配列された中空糸束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ユール。 ４ 該芯管が多孔管又はスリツト管である特許請
求の範囲第１項記載の中空糸型流体分離モジユー
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
分離モジユールにおいて、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層又は多層の層状中空糸束を重ね
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ユールの製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16957682A JPS5962308A (ja) | 1982-09-30 | 1982-09-30 | 中空糸型流体分離モジユ−ル及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16957682A JPS5962308A (ja) | 1982-09-30 | 1982-09-30 | 中空糸型流体分離モジユ−ル及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5962308A JPS5962308A (ja) | 1984-04-09 |
| JPS6353848B2 true JPS6353848B2 (ja) | 1988-10-25 |
Family
ID=15889036
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16957682A Granted JPS5962308A (ja) | 1982-09-30 | 1982-09-30 | 中空糸型流体分離モジユ−ル及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5962308A (ja) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4946711A (ja) * | 1972-09-09 | 1974-05-04 | ||
| JPS523905A (en) * | 1975-06-27 | 1977-01-12 | Toshiba Corp | Safety device for prime mover |
| JPS5213709A (en) * | 1975-07-23 | 1977-02-02 | Rolm Corp | Method and device for generating multiple bit digital indication |
-
1982
- 1982-09-30 JP JP16957682A patent/JPS5962308A/ja active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4946711A (ja) * | 1972-09-09 | 1974-05-04 | ||
| JPS523905A (en) * | 1975-06-27 | 1977-01-12 | Toshiba Corp | Safety device for prime mover |
| JPS5213709A (en) * | 1975-07-23 | 1977-02-02 | Rolm Corp | Method and device for generating multiple bit digital indication |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5962308A (ja) | 1984-04-09 |
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