JPS6359311A - 多孔質中空糸膜の接合方法 - 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】 λ里府辣亘史１ 本発明は、各種濾過膜、ガス分離膜、逆浸透膜等のフィ
ルタとして用いられる、多数の多孔質中空糸膜の接合方
法に関し、さらに詳しくは、フィルタを構成する熱溶融
性多孔質中空糸膜の末端を接着剤により接着することな
く、加熱融着により一体化して接合するための方法に関
する。

−明の技術的背景ならびにその問題点 最近に至って、半導体の高集積度化が急激に進み、シリ
コンなどのウェハ上に極めて微細なパターンが形成され
るようになってきた。このため、シリコンなどのウェハ
上への微粒子の付着を避ける必要性が高まっている。

このような状況のもとでは、ウェハを洗浄するための水
おるいはエツチングなどの諸工程時に用いられる各種の
薬液中に存在するコロイド状物質、微粒子などを除去し
なければならない。このため、第２図に示すような、多
数のたとえばポリエチレンあるいはポリプロピレン製の
多孔質中空糸ＩＩ！２を集束させてなるフィルタ１が開
発されている。

このフィルタ１では、液体導入口３および液体導出口４
ならびに濾過液取出口５を有するケーシング６内に一体
化された多数の多孔質中空糸膜２がＯ−リング７を介し
て収められている。中空糸膜２の端部は、例えば、特開
昭６１−４５１１号公報にみられるように、ポリウレタ
ン、シリコン樹脂あるいは耐薬品性に優れたエポキシ樹
脂などの接着剤によって一体化されていた。

このようなフィルタ１は、処理液として水が用いられて
いるような場合には、何らの問題点も生じてこないが、
たとえば硫酸などの薬液を処理する場合には、中空糸膜
２の端部を一体化しているエポキシ樹脂が劣化すること
があったり、あるいはポリオレフィン製の多孔質中空糸
膜２が薬液によって破壊されてしまうという問題点が生
じていた。また接着剤が被処理液中に溶解してしまうと
いう問題点も生じていた。

このため、例えばエポキシ樹脂などの接着剤を用いずに
多孔質中空糸膜を一体化させる試みおよびポリエチレン
あるいはポリプロピレンなどよりも耐薬品性に富んだフ
ッ素樹脂製の中空糸膜を用いてフィルタ１を形成しよう
とする試みがなされている。ところが特にフッ素樹脂製
の中空糸膜は、耐薬品性、耐熱性などには著しく優れて
いるが、反面フッ素樹脂は非粘着性であるため、エポキ
シ樹脂などの接着剤を用いて一体化することは困難であ
るという新たな重大な問題点が生じてきた。

Ｒ皿り亘灼 本発明は、上記のような従来技術に伴なう問題点を解決
しようとするものであって、ポリエチレンあるいはポリ
プロピレンなどの従来用いられてきた多孔質中空糸膜を
用いる場合はもちろん、たとえ非粘着性であるフッ素樹
脂製の多孔質中空糸膜を用いた場合にも、エポキシ樹脂
などの接着剤を用いることなく多孔質中空糸膜を一体化
でき、したがって耐薬品性に優れたフィルタに用いられ
る多数の多孔質中空糸膜の接合方法を提供することを目
的としている。

発明の概要 本発明に係るフィルタに用いられる多数の熱溶融性合成
樹脂製の多孔質中空糸膜の接合方法は、多孔質中空糸膜
の端部をこの多孔質中空糸膜を構成する合成樹脂の溶融
温度以上に予じめ加熱した後、この端部外周に外枠スリ
ーブを嵌め込み、次いで、この端部下面から前記溶融温
度以上に加熱された加熱流体を多孔質中空糸膜の内部に
通した後、または通しながら、前記中空糸膜の内周面と
外周面間に圧力差をもうけて、端部における中空糸膜同
士を接合することを特徴としている。

本発明に係る多孔質中空糸膜の接合方法によれば、多孔
質中空糸膜の端部を溶融温度以上に予じめ加熱した後、
この端部周囲に外枠スリーブを嵌め込むとともに、この
外枠スリーブの外周を固定し、次いでこの端部下面から
中空糸膜内部に、中空糸膜の溶融温度以上の加熱流体を
通した後、または通しながら、中空糸膜の内周面と外周
面との間に圧力差を設けて中空糸膜を拡開することによ
って、中空糸膜同士を熱融着により接合させている。し
たがって、各中空糸膜の集束部は多孔質ではない状態で
融着されており、各中空糸膜をエポキシ樹脂などの接着
剤を用いることなく確実に一体化でき、耐薬品性に優れ
たフィルタに用いられる多孔質中空糸膜を得ることがで
きる。特に多孔質中空糸膜がフッ素樹脂製である場合に
は、耐薬品性に優れたものが得られる。

なお、特公昭４６−４２２８号公報には、熱交換に使用
するのに適したチューブ束の製造方法が開示されており
、この熱交換器用チューブ束の製造方法は、熱塑性チュ
ーブの端部を集め一体的に接着される端部分の長さを上
記チューブの平均壁厚の少なくとも１０倍とし、このチ
ューブの端部にスリーブを嵌挿し、この加熱流体をチュ
ーブの端部分の内部に導入し、次いで圧力差を加熱され
たチューブの内壁および外壁間に加え、かつその後加熱
されたチューブの端部分を冷却することを特徴としてい
る。

ところがこの方法で接合されるチューブは、あくまでも
熱交換器に用いるためのものであるため、多孔質ではな
く、したがって、もし多孔質チューブを特公昭４６−４
２２８号公報に開示された方法によって接合して一体化
しようとすると、多孔質チューブは加熱時に収縮して大
きく変形してしまい、チューブ同士の間のシールができ
ず、チューブ同士で接合することはできない。

ｌ団０且誂仰碧旦 以下、本発明に係る多孔質中空糸膜の接合方法について
、具体的に説明する。

本発明に係る方法で接合される多孔質中空糸膜は、ポリ
エチレン、ポリプロピレンなどの従来広く用いられてい
るポリオレフィン糸樹脂であってもよく、またフッ素樹
脂製であってもよい。フッ素樹脂としては、ポリテトラ
フルオロエチレンであるＰＴＦＥ、テトラフルオロエチ
レンとパーフルオロビニルエーテルとの共重合体である
ＰＦＡ、テトラフルオロエチレンとへキサフルオロプロ
ピレンとの共重合体であるＦＥＰ１テトラフルオロエチ
レンとへキサフルオロプロピレンとパーフルオロビニル
エーテルとの共重合体であるＥＰＥなどが用いられる。

中空糸膜がフッ素樹脂製である場合には、優れた耐薬品
性および耐熱性を有する中空糸膜が得られる。

本発明では、まず、多孔質中空糸膜の端部を、この多孔
質中空糸膜を構成する合成樹脂の溶融温度以上に加熱す
る。このようにすると多孔質中空糸膜の端部は溶融して
収縮し、多孔質ではなくなる。このような加熱工程を多
孔質中空糸膜の端部に加えることによって、後の工程で
中空糸膜同士を融着させる際に収縮することがなく、強
固に中空糸膜同士を一体化させることができる。

次に第１図に示すように、端部が予じめ溶融湿度以上に
熱処理された中空糸膜２の端部をそろえるように集束し
、この端部外周に外枠スリーブ９を嵌め込むとともに、
この外枠スリーブ９を類１０内に挿入する。

炉１０の外周には、バンドヒーター１０８のような加熱
源が設けられており、炉内の温度を中空糸膜の溶融温度
以上に加熱できるようになっている。

また上記外枠スリーブ９は、中空糸膜２と加熱時に融着
する材料で形成されていることが好ましい。たとえば、
中空糸膜２がポリエチレン製あるいはポリプロピレン製
でおる場合には、外枠スリーブ９はそれぞれポリエチレ
ン製あるいはポリプロピレン製でおることが好ましく、
また、中空糸膜２がＰＦＡ、ＦＥＰなとのフッ素樹脂製
である場合には、外枠スリーブ９はやはりそれぞれＰＦ
Ａ、ＦＥＰなどのフッ素樹脂製であることが好ましい。

しかし、中空糸膜２がＰＴＦＥ製である場合には、外枠
スリーブ９はＰＴＦＥと一体化しうるＰＦＡ、ＦＥＰな
どの熱溶融性フッ素樹脂で形成されていることが好まし
い。

このような炉１０には、フランジ１２を有する筒状アダ
プター１３が、断熱材１１を介して、ボルト１４などに
より固着されている。この筒状アダプター１３は、中間
部に真空ポンプなどを接続しうる排気口１５を有してお
り、またこの筒状アダプター１３の上部には、ゴム製キ
ャップ１６が設けられており、このゴム製キャップ１６
により筒状アダプター１３と多孔質中空糸膜２との間が
シールされるようになっている。

断熱材１１をフランジ１２と筒状アダプター１３との間
に設けることによって、熱が中空糸膜２の上方にまで伝
達することが防止され、中空糸ｖＡ２が多孔質部分が不
必要に加熱されて非多孔質に変化されることが防止され
る。

次に、このようにして類１０内にセットされた多孔質中
空糸膜２の下端部に、中空糸膜の溶融温度以上の温度に
温度制御された加熱流体たとえば熱風（矢印Ａ）を、加
熱流体供給装置１７から供給する。供給された加熱流体
たとえば熱風は、中空糸膜２の内部を通り、中空糸膜２
の上端より吐出される。この際、炉１０の内部は、あら
かじめバンドヒーター／ρｄなどによって予熱されてい
ることが好ましい。

ところで、外枠スリーブ９は、当初中空糸膜２と炉壁１
８との間などにある程度のクリアランス１９をもって挿
入されるが、加熱時の熱膨張（矢印Ｂ）によってアダプ
ター１３のフランジ１２の下面、および炉１０の底面２
０とに密着して、良好なシールが提供される。なお、束
ねられた多孔質中空糸膜もまた、微細の間隙を有してい
るが、この多孔質中空糸膜に加熱流体を供給することに
よって中空糸膜表面が溶融し、上記微細な間隙部が閉塞
される。この際、束ねられた中空糸膜束東部は、中空糸
膜を構成する合成樹脂の溶融温度以上に、いったん加熱
されているので、この集束部における中空糸膜の収縮は
ない。

このようにして、中空糸膜外周部は、ゴム製キャップ１
６、アダプター１３、フランジ１２および外枠スリーブ
９によって、外界とシールされる。

次に、熱風などの加熱流体を中空糸膜２に供給した後、
あるいは供給しつつ、アダプター１３の中間に設けられ
た排気口１５から真空ポンプなどによって排気すること
によって、中空糸膜内周面と中空糸膜外周面とに差圧を
与える。この際、中空糸膜の寸法、材質、融着温度によ
って異なるが、少なくとも３０ｍＨＯ以上の差圧が中空
糸膜内周面と中空糸膜外周面との間に与えられることが
好ましい。また、加熱液体温度、炉内予熱温度は、中空
糸膜の材質によって異なるが、例えば中空糸膜が、ＰＦ
Ａのようなフッ素樹脂である場合には、炉内の予熱温度
は約３００〜３０５℃とＰＦＡの融点以下であることが
好ましく、また、熱風などの加熱流体の温度は約３１５
〜３４０℃であることが好ましい。

以上のように、中空糸膜の内周面と外周面との間に差圧
を得ることによって、中空糸膜の膜面が外方に拡開しよ
うとし、その結果中空糸膜の膜面が圧着され、集束され
た中空糸膜２同士が強固に融着される。この際、中空糸
１ｉ１２と外枠スリーブ９とも融着されて一体化する。

融着後、中空糸膜は冷却されるが、好ましくは急冷処理
されることが好ましい。この急冷処理は、例えば融着後
、水冷却もしくは冷風を供給することによって行なわれ
る。

以上のようにして、端部における中空糸膜同士を、接着
剤を用いずに強固に接合することができる。

上記の説明では、加熱流体の供給は、熱風を供給するこ
とによって行なわれているが、集束された中空系膜の端
部に外枠スリーブを嵌め込んで、この中空糸膜に加熱さ
れた液体などを供給することによって、中空糸膜同士お
よび中空糸膜と外枠スリーブとを融着してもよい。

発明の効果 本発明に係る多孔質中空糸膜の接合方法によれば、多孔
質中空糸膜の端部をこの多孔質中空糸膜を構成する合成
樹脂の溶融温度以上に予じめ加熱した後、多孔質中空糸
膜の端部をほぼ揃うように集め、端部周囲に外枠スリー
ブを嵌め込み、この端部下面から中空糸膜を構成する合
成樹脂の溶融温度以上に加熱された加熱流体を中空糸膜
に供給し、同時に中空糸膜内外に差圧を与えることによ
って、中空糸膜を融着させて接合している。したがって
、各中空糸膜の集束部は多孔質中空糸膜ではない状態で
融着されており、各中空糸膜をエポキシ樹脂などの接着
剤を用いることなく確実に一体化でき、耐薬品性に優れ
たフィルタに用いられる多孔質中空糸膜を得ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る多孔質中空糸膜の接合方法の説明
図であり、第２図は従来公知の多孔質中空糸膜を備えた
フィルタの説明図である。 １・・・フィルタ　２・・・多孔質中空糸膜９・・・外
枠スリーブ　１０・・・炉　１１・・・断熱材代理人　
　弁理士　　銘木　俊一部 第１図 Ｘ 第　　２　　図 へ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）多孔質中空糸膜の端部をこの多孔質中空糸膜を構
   成する合成樹脂の溶融温度以上に予じめ加熱した後、こ
   の端部外周に外枠スリーブを嵌め込み、次いで、この端
   部下面から前記溶融温度以上に加熱された加熱流体を多
   孔質中空糸膜の内部に通した後、または通しながら、前
   記中空糸膜の内周面と外周面間に圧力差をもうけて、端
   部における中空糸膜同士を接合することを特徴とする多
   孔質中空糸膜の接合方法。
2. （２）外枠スリーブが設けられた多孔質中空糸膜の端部
   を前記溶融温度以上に加熱して中空糸膜同士を融着させ
   るとともに、中空糸膜と外枠スリーブとをも融着させる
   特許請求の範囲第１項に記載の接合方法。
3. （３）多孔質中空糸膜がフッ素樹脂である特許請求の範
   囲第１項に記載の接合方法。
4. （４）外枠スリーブがフッ素樹脂からなる特許請求の範
   囲第３項に記載の接合方法。