JPWO2016051647A1 - 中空糸膜モジュール及びその製造方法 - Google Patents
中空糸膜モジュール及びその製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JPWO2016051647A1 JPWO2016051647A1 JP2016551484A JP2016551484A JPWO2016051647A1 JP WO2016051647 A1 JPWO2016051647 A1 JP WO2016051647A1 JP 2016551484 A JP2016551484 A JP 2016551484A JP 2016551484 A JP2016551484 A JP 2016551484A JP WO2016051647 A1 JPWO2016051647 A1 JP WO2016051647A1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- hollow fiber
- fiber membrane
- resin
- tip
- membrane module
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000012528 membrane Substances 0.000 title claims abstract description 755
- 239000012510 hollow fiber Substances 0.000 title claims abstract description 747
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 27
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims abstract description 145
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims abstract description 145
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 99
- 238000004382 potting Methods 0.000 claims abstract description 92
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims abstract description 54
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims abstract description 54
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 claims description 126
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 claims description 126
- 230000009477 glass transition Effects 0.000 claims description 76
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 61
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 claims description 25
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical group CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N N-Butanol Chemical compound CCCCO LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims description 9
- 229920002803 thermoplastic polyurethane Polymers 0.000 claims description 9
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 7
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 claims description 5
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 claims description 5
- 229920002050 silicone resin Polymers 0.000 claims description 5
- 229920006337 unsaturated polyester resin Polymers 0.000 claims description 5
- 229920001567 vinyl ester resin Polymers 0.000 claims description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 4
- 125000003158 alcohol group Chemical group 0.000 claims 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 abstract description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 60
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 37
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 35
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 23
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 13
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 13
- 238000005382 thermal cycling Methods 0.000 description 13
- 238000011001 backwashing Methods 0.000 description 12
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 12
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 11
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 11
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 7
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 7
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 6
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 6
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 4
- 229920002492 poly(sulfone) Polymers 0.000 description 4
- 239000004848 polyfunctional curative Substances 0.000 description 4
- 229920005749 polyurethane resin Polymers 0.000 description 4
- 239000003566 sealing material Substances 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 3
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 3
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 3
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- -1 polyethylene Polymers 0.000 description 3
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 3
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 3
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 3
- WSSSPWUEQFSQQG-UHFFFAOYSA-N 4-methyl-1-pentene Chemical compound CC(C)CC=C WSSSPWUEQFSQQG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 description 2
- 239000002585 base Substances 0.000 description 2
- IISBACLAFKSPIT-UHFFFAOYSA-N bisphenol A Chemical compound C=1C=C(O)C=CC=1C(C)(C)C1=CC=C(O)C=C1 IISBACLAFKSPIT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PXKLMJQFEQBVLD-UHFFFAOYSA-N bisphenol F Chemical compound C1=CC(O)=CC=C1CC1=CC=C(O)C=C1 PXKLMJQFEQBVLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- ZBCBWPMODOFKDW-UHFFFAOYSA-N diethanolamine Chemical compound OCCNCCO ZBCBWPMODOFKDW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZUOUZKKEUPVFJK-UHFFFAOYSA-N diphenyl Chemical compound C1=CC=CC=C1C1=CC=CC=C1 ZUOUZKKEUPVFJK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 125000003700 epoxy group Chemical group 0.000 description 2
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 2
- 238000001000 micrograph Methods 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 229920000768 polyamine Polymers 0.000 description 2
- 238000011085 pressure filtration Methods 0.000 description 2
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 2
- 229920000219 Ethylene vinyl alcohol Polymers 0.000 description 1
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 1
- 239000004696 Poly ether ether ketone Substances 0.000 description 1
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 1
- 239000004695 Polyether sulfone Substances 0.000 description 1
- 239000004697 Polyetherimide Substances 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 150000008065 acid anhydrides Chemical class 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 238000007605 air drying Methods 0.000 description 1
- 125000002723 alicyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 1
- 235000010290 biphenyl Nutrition 0.000 description 1
- 239000004305 biphenyl Substances 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 1
- 229920002301 cellulose acetate Polymers 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 1
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 1
- 238000009295 crossflow filtration Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000007865 diluting Methods 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 1
- 229920000840 ethylene tetrafluoroethylene copolymer Polymers 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002576 ketones Chemical class 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000001471 micro-filtration Methods 0.000 description 1
- 239000004843 novolac epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 1
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920000962 poly(amidoamine) Polymers 0.000 description 1
- 229920001643 poly(ether ketone) Polymers 0.000 description 1
- 229920002239 polyacrylonitrile Polymers 0.000 description 1
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 1
- 229920006393 polyether sulfone Polymers 0.000 description 1
- 229920002530 polyetherether ketone Polymers 0.000 description 1
- 229920001601 polyetherimide Polymers 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 1
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 1
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 1
- 239000012925 reference material Substances 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 1
- 238000009987 spinning Methods 0.000 description 1
- 238000000108 ultra-filtration Methods 0.000 description 1
- 238000004506 ultrasonic cleaning Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D63/00—Apparatus in general for separation processes using semi-permeable membranes
- B01D63/02—Hollow fibre modules
- B01D63/021—Manufacturing thereof
- B01D63/022—Encapsulating hollow fibres
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D63/00—Apparatus in general for separation processes using semi-permeable membranes
- B01D63/02—Hollow fibre modules
- B01D63/021—Manufacturing thereof
- B01D63/022—Encapsulating hollow fibres
- B01D63/023—Encapsulating materials
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D63/00—Apparatus in general for separation processes using semi-permeable membranes
- B01D63/02—Hollow fibre modules
- B01D63/021—Manufacturing thereof
- B01D63/022—Encapsulating hollow fibres
- B01D63/0222—Encapsulating hollow fibres using centrifugal forces
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Abstract
Description
Pa < Pb < Pc
の関係を満たすことが望ましい。
Pa < Pb < Pc
の関係を満たすことが望ましい。
中空糸膜2の内表面の平均孔径は、以下のようにして測定する。まず、中空糸膜2を長さ方向に切断して、中空糸膜の内表面側を露出させた状態で走査型電子顕微鏡を用いて中空糸膜2の内表面を極力多数の細孔の形状が明確に確認できる程度の倍率で撮影する。なお、孔径が0.1μmから50μm程度であれば、500倍程度の倍率の電子顕微鏡画像を用いるのが適当である。次に、電子顕微鏡画像のコピーの上に透明シートを重ね、黒いペン等を用いて細孔部分を黒く塗り潰し、透明シートを白紙にコピーすることにより、細孔部分は黒、非細孔部分は白と明確に区別する。その後、市販の画像解析ソフトを利用して任意に選んだ細孔100個の孔径を求め、その相加平均値を出すことで平均孔径を算出する。画像解析ソフトは例えば三谷商事株式会社から販売されているソフトウェア“WinRoof”を用いることができる。なお、孔径とは、細孔の円周上における任意の点から、該任意の点に対向する位置にある細孔の円周上の点とを結んだ距離を指す。
中空糸膜2の内表面と外表面との間の肉厚部における平均孔径は、以下のようにして測定する。まず、中空糸膜2を長さ方向に垂直な断面で切断する。次に、その断面において、中空糸膜を外表面から内表面に向けて膜厚方向に3等分し、外表面を含む領域を領域a、内表面を含む領域を領域c、領域aと領域cの間の領域を領域bとする。その後、各領域毎に平均孔径を求める。例えば、領域aの平均孔径を求める場合、領域a内における任意の位置から膜厚方向に対して全膜厚の10%の範囲内を走査型電子顕微鏡で撮影する。この時、領域a内における任意の位置から膜厚方向に対して全膜厚の10%の範囲内が、必ず領域a内に収まるように、領域a内における任意の位置を設定する必要がある。その後、撮影した画像を基に、中空糸膜の内表面の平均孔径の測定法と同様にして平均孔径を算出することで、領域aにおける平均孔径を求めることができる。なお、領域b、領域cにおいても領域aと同様にして、平均孔径を求めることができる。
中空糸膜2の阻止孔径は、以下のようにして測定する。一定径の粒子が分散した粒子分散液を中空糸膜中空部へ流入し濾過を行う。この時、粒子径を0.1μmから0.1μm刻みで変えながら濾過液の濃度を測定し、濾過前の粒子分散液の濃度と比較することで粒子の濾過阻止率を求める。濾過阻止率が90%であるときの粒子径を阻止孔径とする。
樹脂含浸部2aを形成するために用いる樹脂のガラス転移温度とポッティング材として用いる樹脂のガラス転移温度は、パーキンエルマー社製の示差走査熱量計(DSC)装置(型版:DSC8000)を用いて測定した。測定方法はJIS K7121のガラス転移温度の測定方法に準拠した。なお、基準物質としてはインジウムを使用した。
中空糸膜2の内径及び外径は、以下のようにして求める。中空糸膜2を膜長手方向に垂直な向きにカミソリなどで薄く切り、走査型電子顕微鏡を用いて断面の内径の長径と短径、外径の長径と短径を測定し、以下の式(1)、(2)により、それぞれ内径と外径を決定した。なお、本実施形態では任意に選んだ中空糸膜2、20本についてそれぞれ内径および外径を測定し、相加平均値を算出することで求めている。
中空糸膜2の膜厚方向の厚さは、以下のようにして測定する。上述したように中空糸膜2の内径( A )および外径( B )を測定し、以下の式(3)にて求めた。
中空糸膜2の膜厚 = ( B − A ) / 2・・・(3)
なお、本実施形態では任意に選んだ中空糸膜2、20本についてそれぞれ膜厚を測定し、相加平均値を算出することで求めている。
樹脂含浸部2aの中空糸膜2の膜厚方向の厚さは、以下のようにして測定する。まず、中空糸膜2において樹脂含浸部2aが形成されている箇所を膜長手方向に垂直な向きにカミソリなどで薄く切り、走査型電子顕微鏡を用いてこの断面を撮影する。次に、撮影した断面画像を基に樹脂含浸部2aを特定する。断面画像において、樹脂含浸部2aは、中空糸膜2の細孔が接着予備工程において使用された樹脂により閉塞されているため細孔を確認できないが、樹脂含浸部が形成されていない箇所は、中空糸膜2の細孔を確認することができる。よって、断面画像において、細孔を確認することができるか否かにより、樹脂含浸部2aと樹脂含浸部2aが形成されていない箇所との境界を特定することができる。その後、中空糸膜2の膜厚方向の厚さの測定方法と同様に、樹脂含浸部2aの内径及び外径を求め、樹脂含浸部2aの厚さを算出する。なお、本実施形態では任意に選んだ中空糸膜2、20本についてそれぞれ樹脂含浸部2aの中空糸膜2の膜厚方向の厚さを測定し、相加平均値を算出することで求めている。
実施例1では、平均空孔率70%、内表面平均孔径30μm、阻止孔径0.4μm、内径1.4mm、外径2.3mm、肉厚幅450μmのポリスルホン性多孔性中空糸膜を使用した。また、ポッティング材は、モメンティブ社のエポキシ樹脂(主剤:BisA系エポキシ樹脂(EPIKOTE828EL), 硬化剤:脂肪族アミン(EPIKURE9280))を主剤:硬化剤=100:51で混合したものを使用した。混合直後の初期粘度は約800mPa・sであり、粘度はJIS K7215の規定に従って測定した。
実施例2では、中空糸膜および有機溶媒は、実施例1と同様のものを使用したが、接着予備工程および接着工程で用いるエポキシ樹脂は、実施例1よりもガラス転移温度が高いものを使用した。それ以外は、実施例1と同じ工程で中空糸膜モジュールを製造した。
実施例3では、中空糸膜、ポッティング材および接着予備工程で用いる樹脂溶液は、実施例1と同様のものを使用したが、有機溶媒は、エタノールではなく1−ブタノールを用いた。それ以外は、実施例1と同じ工程で中空糸膜モジュールを製造した。
実施例4では、中空糸膜および接着予備工程で用いる樹脂溶液は、実施例1と同様のものを使用したが、ポッティング材は、エポキシ樹脂ではなく、日本ポリウレタン社製のポリウレタン樹脂を使用した。それ以外は、実施例1と同じ工程で中空糸膜モジュールを製造した。
実施例5では、中空糸膜とポッティング材は、実施例1と同様のものを使用し、接着予備工程で使用する樹脂溶液の濃度を実施例1よりも低い濃度とし、中空糸膜の肉厚部の厚さに対する樹脂含浸部の厚さの比率を10%とした。それ以外は、実施例1と同じ工程で中空糸膜モジュールを製造した。
実施例6では、中空糸膜とポッティング材は、実施例1と同様のものを使用し、接着予備工程において使用する樹脂溶液の濃度を実施例1よりも低い濃度とし、中空糸膜の肉厚部の厚さに対する樹脂含浸部の厚さの比率を27%とした。それ以外は、実施例1と同じ工程で中空糸膜モジュールを製造した。
実施例7では、中空糸膜とポッティング材は、実施例1と同様のものを使用し、接着予備工程において使用する樹脂溶液の濃度を実施例1よりも高い濃度とし、中空糸膜の肉厚部の厚さに対する樹脂含浸部の厚さの比率を56%とした。それ以外は、実施例1と同じ工程で中空糸膜モジュールを製造した。
実施例8では、中空糸膜とポッティング材は、実施例1と同様のものを使用し、接着予備工程において使用する樹脂溶液の濃度を実施例7よりもさらに高い濃度とし、中空糸膜の肉厚部の厚さに対する樹脂含浸部の厚さの比率を67%とした。それ以外は、実施例1と同じ工程で中空糸膜モジュールを製造した。
実施例9では、中空糸膜、ポッティング材および接着予備工程で使用する樹脂溶液は、実施例1と同様のものを使用し、接着予備工程において、樹脂含浸部の中空糸膜の端面からの長さを実施例1よりも長くし、これにより中空糸膜の切断端面からの樹脂含浸部の先端と接着部の先端との間隔を実施例1よりも長くした。それ以外は、実施例1と同じ工程で中空糸膜モジュールを製造した。
実施例10では、中空糸膜、ポッティング材および接着予備工程で使用する樹脂溶液は、実施例1と同様のものを使用し、中空糸膜の切断端面からの樹脂含浸部の先端と接着部の先端との間隔を実施例9よりもさらに長くした。それ以外は、実施例1と同じ工程で中空糸膜モジュールを製造した。
実施例11は、実施例1〜実施例10で使用した中空糸膜とは異なる材料からなる中空糸膜を使用した。具体的には、平均空孔率60%、内表面平均孔径0.2μm、阻止孔径0.2μm、内径1.4mm、外径2.0mm、肉厚幅300μmのポリビニリデンジフロライド(PVDF)性多孔性中空糸膜を使用した。また、ポッティング材および接着予備工程で用いる樹脂溶液は、実施例1と同じものを使用した。その他、接着予備工程および接着工程における中空糸膜束1セットの本数を600本ではなく1000本としたこと以外は、実施例1と同じ工程で中空糸膜モジュールを製造した。
実施例12では、実施例11と同様のポリビニリデンジフロライド(PVDF)性多孔性中空糸膜を使用し、ポッティング材は、実施例1と同様のエポキシ樹脂を使用した。有機溶媒は、エタノールを用いずに1−ブタノールを用いた。その他、接着予備工程および接着工程における中空糸膜束1セットの本数を600本ではなく1000本としたこと以外は、実施例1と同じ工程で中空糸膜モジュールを製造した。
実施例13では、中空糸膜とポッティング材は、実施例11と同様のものを使用し、接着予備工程において使用する樹脂溶液の濃度を実施例11よりも低い濃度とし、中空糸膜の肉厚部の厚さに対する樹脂含浸部の厚さの比率を10%とした。その他、接着予備工程および接着工程における中空糸膜束1セットの本数を600本ではなく1000本としたこと以外は、実施例1と同じ工程で中空糸膜モジュールを製造した。
比較例1では、実施例1で使用したポリスルホン性多孔性中空糸膜、ポッティング材を用いて、接着予備工程を実施せずに中空糸膜束をケーシングへ挿入し、接着固定した。接着工程での条件は実施例1と同様である。
比較例2では、中空糸膜とポッティング材は、実施例1と同様のものを使用し、接着予備工程において使用する樹脂溶液の濃度を実施例1よりも低い濃度とし、中空糸膜の肉厚部の厚さに対する樹脂含浸部の厚さの比率を4%とした。
比較例3では、中空糸膜とポッティング材は、実施例1と同様のものを使用し、接着予備工程において使用する樹脂溶液の濃度を実施例1よりも高い濃度とし、中空糸膜の肉厚部の厚さに対する樹脂含浸部の厚さの比率を80%とした。
比較例4では、中空糸膜、ポッティング材および接着予備工程において使用する樹脂溶液は、実施例1と同様のものを使用した。また、それ以外は、実施例1と同じ工程で中空糸膜モジュールを製造した。
比較例5では、実施例11で使用したPVDF性多孔性中空糸膜、ポッティング材を用いて、接着予備工程を実施せずに中空糸膜束をケーシングへ挿入し、接着固定した。接着工程での条件は実施例11と同様である。
Claims (18)
- 複数の中空糸膜が束ねられた中空糸膜束を備えた中空糸膜モジュールであって、
前記各中空糸膜の少なくとも一端部において、前記各中空糸膜同士をポッティング材により接着固定してなる接着部を備え、
前記各中空糸膜は、少なくとも前記各中空糸膜が接着固定された一端部において前記各中空糸膜の外表面側に樹脂が含浸された樹脂含浸部を有し、
前記中空糸膜の一端部において、前記樹脂含浸部の他端方向の先端が、前記接着部の他端方向の先端よりも他端側に位置し、
前記樹脂含浸部の前記中空糸膜の肉厚方向の厚さが、前記中空糸膜の厚さに対して10〜70%であることを特徴とする中空糸膜モジュール。 - 前記ポッティング材のガラス転移温度と前記樹脂含浸部を形成する樹脂のガラス転移温度との差が0℃以上10℃以下である請求項1記載の中空糸膜モジュール。
- 前記ポッティング材及び前記樹脂含浸部を形成する樹脂のガラス転移温度が70℃以上である請求項1又は2記載の中空糸膜モジュール。
- 前記ポッティング材及び前記樹脂含浸部を形成する樹脂が、エポキシ樹脂、ビニルエステル樹脂、ウレタン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、オレフィン系ポリマー、シリコーン樹脂およびフッ素含有樹脂の少なくとも一つを含むものである請求項1から3いずれか1項記載の中空糸膜モジュール。
- 前記ポッティング材がエポキシ樹脂であり、
前記樹脂含浸部を形成する樹脂が、前記ポッティング材と同一である請求項1から4いずれか1項記載の中空糸膜モジュール。 - 前記接着部の他端方向の先端と前記樹脂含浸部の他端方向の先端との間隔が、相加平均で1cm以上である請求項1から5いずれか1項記載の中空糸膜モジュール。
- 前記接着部の他端方向の先端と前記樹脂含浸部の他端方向の先端との間隔が、相加平均で1cm以上5cm以下である請求項1から6いずれか1項記載の中空糸膜モジュール。
- 前記複数の中空糸膜において、
前記中空糸膜の内表面の平均孔径が1〜50μmであり、
前記中空糸膜の阻止孔径が0.1〜1μmであり、
前記中空糸膜を外表面から内表面に向けて膜厚方向に3等分して、前記中空糸膜の外表面を含む領域を領域a、内表面を含む領域を領域c、前記領域a及び前記領域cの間の領域
を領域bとして分割したときに、前記領域aの平均孔径Pa,前記領域bの平均孔径Pb,前記領域cの平均孔径Pcが
Pa < Pb < Pc
の関係を満たす請求項1から7いずれか1項記載の中空糸膜モジュール。 - 複数の中空糸膜が束ねられた中空糸膜束を備えた中空糸膜モジュールの製造方法であって、
前記各中空糸膜の少なくとも一端部を、有機溶媒で樹脂を希釈した樹脂溶液中へ浸漬後、乾燥させることによって前記中空糸膜の外表面側に樹脂含浸部を形成する接着予備工程と、
前記接着予備工程の後、前記各中空糸膜の前記樹脂含浸部を有する一端部同士をポッティング材によって接着固定して接着部を形成する接着工程とを有し、
前記接着予備工程で使用する樹脂溶液における樹脂の濃度が10〜70質量%であり、
前記接着工程において、全ての前記中空糸膜の一端部における前記樹脂含浸部の他端方向の先端が、前記接着部の他端方向の先端よりも他端側に位置するように前記接着部を形成することを特徴とする中空糸膜モジュールの製造方法。 - 前記ポッティング材のガラス転移温度と前記樹脂含浸部を形成する樹脂のガラス転移温度との差が0℃以上10℃以下である請求項9記載の中空糸膜モジュールの製造方法。
- 前記ポッティング材及び前記樹脂含浸部を形成する樹脂のガラス転移温度が70℃以上である請求項9又は10記載の中空糸膜モジュールの製造方法。
- 前記ポッティング材及び前記樹脂含浸部を形成する樹脂が、エポキシ樹脂、ビニルエステル樹脂、ウレタン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、オレフィン系ポリマー、シリコーン樹脂およびフッ素含有樹脂の少なくとも一つを含むものである請求項9から11いずれか1項記載の中空糸膜モジュールの製造方法。
- 前記ポッティング材がエポキシ樹脂であり、
前記樹脂含浸部を形成する樹脂が、前記ポッティング材と同一である請求項9から12いずれか1項記載の中空糸膜モジュールの製造方法。 - 前記接着部の他端方向の先端と前記樹脂含浸部の他端方向の先端との間隔が、相加平均で1cm以上である請求項9から13いずれか1項記載の中空糸膜モジュール。
- 前記接着工程において、前記接着部の他端方向の先端と前記樹脂含浸部の他端方向の先端との間隔が、相加平均で1cm以上5cm以下となるように前記接着部を形成する請求項9から14いずれか1項記載の中空糸膜モジュールの製造方法。
- 前記有機溶媒が、アルコールである請求項9から15いずれか1項記載の中空糸膜モジュールの製造方法。
- 前記有機溶媒が、エタノール、1−ブタノールまたはこれらの混合物である請求項9から15いずれか1項記載の中空糸膜モジュールの製造方法。
- 前記複数の中空糸膜において、
前記中空糸膜の内表面の平均孔径が1〜50μmであり、
前記中空糸膜の阻止孔径が0.1〜1μmであり、
前記中空糸膜の外表面から内表面に向けて膜厚方向に3等分して、前記中空糸膜の外表面を含む領域を領域a、内表面を含む領域を領域c、前記領域a及び前記領域cの間の領域
を領域bとして分割したときに、前記領域aの平均孔径Pa,前記領域bの平均孔径Pb,前記領域cの平均孔径Pcが
Pa < Pb < Pc
の関係を満たす請求項9から17いずれか1項記載の中空糸膜モジュールの製造方法。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014202437 | 2014-09-30 | ||
JP2014202437 | 2014-09-30 | ||
PCT/JP2015/004125 WO2016051647A1 (ja) | 2014-09-30 | 2015-08-19 | 中空糸膜モジュール及びその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2016051647A1 true JPWO2016051647A1 (ja) | 2017-07-06 |
JP6278541B2 JP6278541B2 (ja) | 2018-02-14 |
Family
ID=55629727
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016551484A Active JP6278541B2 (ja) | 2014-09-30 | 2015-08-19 | 中空糸膜モジュール及びその製造方法 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US10159938B2 (ja) |
EP (1) | EP3202485A4 (ja) |
JP (1) | JP6278541B2 (ja) |
CN (1) | CN106714943B (ja) |
WO (1) | WO2016051647A1 (ja) |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109414652B (zh) * | 2016-06-29 | 2022-01-04 | Dic株式会社 | 中空纤维膜组件及其制造方法、其中使用的环氧树脂 |
US20180126329A1 (en) * | 2016-11-04 | 2018-05-10 | Eaton Corporation | Tube sheet design for use in air separation modules |
KR102236177B1 (ko) * | 2017-08-31 | 2021-04-05 | 주식회사 하이필 | 중공사막 모듈 및 그 제조방법 |
JP7169129B2 (ja) * | 2017-09-07 | 2022-11-10 | 旭化成株式会社 | 多孔質膜を用いた糖化液の製造方法 |
JP7456116B2 (ja) | 2018-10-31 | 2024-03-27 | 東レ株式会社 | 中空糸膜モジュールの製造方法 |
CA3149967A1 (en) * | 2019-09-06 | 2021-03-11 | Michael BRANSBY | Scale-down tangential flow depth filtration systems and methods of filtration using same |
JP7351715B2 (ja) * | 2019-11-01 | 2023-09-27 | 株式会社クラレ | 複合ろ過膜モジュールの製造方法 |
KR102574621B1 (ko) * | 2020-05-15 | 2023-09-06 | 도레이 카부시키가이샤 | 카트리지식 중공사막 모듈의 제조 방법 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5922606A (ja) * | 1982-07-30 | 1984-02-04 | Nok Corp | 含浸膜モジユ−ルの製造方法 |
JPH0315631U (ja) * | 1990-06-28 | 1991-02-18 | ||
JP2008289977A (ja) * | 2007-05-23 | 2008-12-04 | Mitsubishi Rayon Eng Co Ltd | 脱気用中空糸膜モジュールの製造方法 |
JP2009165913A (ja) * | 2008-01-11 | 2009-07-30 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 分離膜エレメント、分離膜モジュール及び分離膜エレメントの製造方法 |
US20120074054A1 (en) * | 2010-09-28 | 2012-03-29 | Burr Scott T | Tubesheet and method for making and using the same |
WO2013031968A1 (ja) * | 2011-08-31 | 2013-03-07 | 三菱レイヨン株式会社 | 中空糸膜モジュールの検査方法 |
JP2013208544A (ja) * | 2012-03-30 | 2013-10-10 | Mitsubishi Rayon Co Ltd | 脱気複合中空糸膜及び中空糸膜モジュール |
Family Cites Families (23)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3422008A (en) * | 1963-10-24 | 1969-01-14 | Dow Chemical Co | Wound hollow fiber permeability apparatus and process of making the same |
JPS493910B1 (ja) * | 1970-12-26 | 1974-01-29 | ||
JPS493910A (ja) | 1972-04-25 | 1974-01-14 | ||
US3944485A (en) * | 1973-05-23 | 1976-03-16 | California Institute Of Technology | Ion-exchange hollow fibers |
US4361455A (en) * | 1980-03-03 | 1982-11-30 | The Gates Rubber Company | Method of forming hose with improved resistance to deformation |
US4311661A (en) * | 1980-05-05 | 1982-01-19 | Mcdonnell Douglas Corporation | Resin impregnation process |
JPS61141903A (ja) | 1984-12-15 | 1986-06-28 | Mitsubishi Rayon Co Ltd | 中空糸膜モジユ−ルの製造方法 |
US5201979A (en) * | 1987-05-08 | 1993-04-13 | Research Association For New Technology Development Of High Performance Polymer | Method of manufacturing a sheet-prepreg reinforced with fibers |
JPH0315631A (ja) | 1989-06-12 | 1991-01-24 | Nippon Carbureter Co Ltd | エンジンの吸気量制御装置 |
US5639368A (en) * | 1994-03-16 | 1997-06-17 | Davis; Dennis W. | Capillary membrane device |
US6290756B1 (en) * | 1997-12-03 | 2001-09-18 | Praxair Technology, Inc. | Hollow fiber membrane tubesheets of variable epoxy composition and hardness |
US6582496B1 (en) * | 2000-01-28 | 2003-06-24 | Mykrolis Corporation | Hollow fiber membrane contactor |
JP2003093850A (ja) | 2001-09-26 | 2003-04-02 | Kurita Water Ind Ltd | 中空糸膜モジュールの補修方法及び中空糸膜モジュール |
JP4332329B2 (ja) * | 2002-02-26 | 2009-09-16 | 三菱レイヨン株式会社 | 中空糸膜モジュールの製造装置並びに製造方法 |
ES2387333T3 (es) * | 2002-07-18 | 2012-09-20 | Mitsubishi Rayon Co., Ltd. | Preimpregnado, material intermedio para moldeado de FRP, y procedimientos de producción para el mismo, y procedimientos de producción para material compuesto reforzado con fibras |
JP4020891B2 (ja) * | 2004-06-14 | 2007-12-12 | 三洋電機株式会社 | 素子搭載基板の製造方法 |
TWI457169B (zh) * | 2008-01-11 | 2014-10-21 | Sumitomo Electric Industries | 分離膜元件、分離膜模組、及分離膜元件之製法 |
RU2481947C2 (ru) * | 2008-11-18 | 2013-05-20 | Мицубиси Хеви Индастриз, Лтд. | Способ изготовления композитного материала и устройство для его осуществления |
US9504962B2 (en) * | 2012-08-10 | 2016-11-29 | Ube Industries, Ltd. | Gas-separating membrane module |
CN106977754B (zh) * | 2012-09-06 | 2021-05-28 | 三菱化学株式会社 | 预浸料及其制造方法 |
JP2014226618A (ja) | 2013-05-23 | 2014-12-08 | ダイセン・メンブレン・システムズ株式会社 | 中空糸膜モジュールとその製造方法 |
US9283524B2 (en) * | 2013-12-20 | 2016-03-15 | L'Air Liquide Société Anonyme Pour L'Étude Et L'Exploitation Des Procedes Georges Claude | Woven membrane module with controlled tubesheet epoxy wicking |
US10099181B2 (en) * | 2015-08-17 | 2018-10-16 | Asahi Kasei Kabushiki Kaisha | Hollow fiber membrane module |
-
2015
- 2015-08-19 US US15/514,228 patent/US10159938B2/en active Active
- 2015-08-19 EP EP15847685.3A patent/EP3202485A4/en not_active Withdrawn
- 2015-08-19 WO PCT/JP2015/004125 patent/WO2016051647A1/ja active Application Filing
- 2015-08-19 CN CN201580052345.4A patent/CN106714943B/zh active Active
- 2015-08-19 JP JP2016551484A patent/JP6278541B2/ja active Active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5922606A (ja) * | 1982-07-30 | 1984-02-04 | Nok Corp | 含浸膜モジユ−ルの製造方法 |
JPH0315631U (ja) * | 1990-06-28 | 1991-02-18 | ||
JP2008289977A (ja) * | 2007-05-23 | 2008-12-04 | Mitsubishi Rayon Eng Co Ltd | 脱気用中空糸膜モジュールの製造方法 |
JP2009165913A (ja) * | 2008-01-11 | 2009-07-30 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 分離膜エレメント、分離膜モジュール及び分離膜エレメントの製造方法 |
US20120074054A1 (en) * | 2010-09-28 | 2012-03-29 | Burr Scott T | Tubesheet and method for making and using the same |
WO2013031968A1 (ja) * | 2011-08-31 | 2013-03-07 | 三菱レイヨン株式会社 | 中空糸膜モジュールの検査方法 |
JP2013208544A (ja) * | 2012-03-30 | 2013-10-10 | Mitsubishi Rayon Co Ltd | 脱気複合中空糸膜及び中空糸膜モジュール |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US10159938B2 (en) | 2018-12-25 |
JP6278541B2 (ja) | 2018-02-14 |
EP3202485A1 (en) | 2017-08-09 |
CN106714943B (zh) | 2019-11-26 |
CN106714943A (zh) | 2017-05-24 |
US20170282126A1 (en) | 2017-10-05 |
WO2016051647A1 (ja) | 2016-04-07 |
EP3202485A4 (en) | 2017-08-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6278541B2 (ja) | 中空糸膜モジュール及びその製造方法 | |
JP6467920B2 (ja) | カートリッジ式中空糸膜モジュールの製造方法 | |
TWI457169B (zh) | 分離膜元件、分離膜模組、及分離膜元件之製法 | |
JP6607038B2 (ja) | 中空糸膜モジュールおよび中空糸膜モジュールの製造方法 | |
WO2013146080A1 (ja) | 中空糸膜モジュールおよびその製造方法 | |
JP5811738B2 (ja) | 中空糸膜モジュールの補修方法及び中空糸膜モジュール | |
US20020168491A1 (en) | Hollow fiber membrane contactor and method for making same | |
JP2015142886A (ja) | カートリッジ式中空糸膜モジュールおよび中空糸膜カートリッジのポッティング部成形用治具およびカートリッジ式中空糸膜モジュールの製造方法 | |
JP2017177021A (ja) | 中空糸膜モジュール及びその製造方法 | |
WO2013031968A1 (ja) | 中空糸膜モジュールの検査方法 | |
JP2009165913A (ja) | 分離膜エレメント、分離膜モジュール及び分離膜エレメントの製造方法 | |
JP7456116B2 (ja) | 中空糸膜モジュールの製造方法 | |
JP2009189903A (ja) | 中空糸膜モジュールの製造方法 | |
JP2010184228A (ja) | 中空糸膜モジュール及びその製造方法 | |
WO2022114227A1 (ja) | 中空糸膜モジュール | |
JPH044024A (ja) | 中空糸状多孔質分離膜エレメントの製造方法 | |
JP2024022033A (ja) | 中空糸膜モジュールおよび中空糸膜モジュールの製造方法 | |
JP7081723B2 (ja) | カートリッジ式中空糸膜モジュールの製造方法 | |
JP6628352B2 (ja) | 中空糸膜モジュール | |
JP6834532B2 (ja) | 中空糸膜モジュールの補修方法及び中空糸膜モジュール | |
JPH03106422A (ja) | 流体分離モジュール及びその製造方法 | |
JP2019018143A (ja) | 中空糸膜の封止方法、集束体を得る方法、および中空糸膜モジュールの製造方法 | |
JP2019025420A (ja) | 中空糸膜モジュールおよび中空糸膜モジュールの製造方法 | |
CN117180993A (zh) | 外压式中空纤维膜组件 | |
CN114425240A (zh) | 外压式中空纤维膜组件及其制造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20170328 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20170328 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20171003 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20171127 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20180109 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20180112 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6278541 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |