KR101512517B1 - 중공 섬유 막의 모듈용 헤더 및 중공 섬유를 포팅하는 방법 - Google Patents

중공 섬유 막의 모듈용 헤더 및 중공 섬유를 포팅하는 방법 Download PDF

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Abstract

중공 섬유 막은 섬유를 포함하는 실질적으로 폐쇄된 공동(44) 내로 액체 물질을 주입함으로써 포팅된다. 상기 공동은 주형 헤더 팬(52)과 막의 다발에 미리 적용된 접착제의 층의 상호작용에 의해 일부 형성될 수 있다.

Description

중공 섬유 막의 모듈용 헤더 및 중공 섬유를 포팅하는 방법{HEADER FOR MODULE OF HOLLOW FIBER MEMBRANES AND METHOD OF POTTING HOLLOW FIBERS}
본 명세서는 중공 섬유 막(hollow fiber membrane)을 포팅(potting)하는 방법, 중공 섬유 막의 모듈용 헤더를 제조하는 방법, 포팅된 중공 섬유 막, 또는 포팅된 중공 섬유 막의 헤더 또는 모듈과 연관될 수 있다.
다음의 개시 내용은 이하에서 논의될 장치 또는 방법이 특정 국가의 당업자의 일반 지식의 일부 또는 종래 기술로서 인용될 수 있음을 허용하거나 의미하지 않는다.
중공 섬유 막으로 여과 또는 투과하기 위해, 복수의 얇은 중공 섬유(hollow fiber)는 그들의 외측면이 각각 헤더의 외측부에 완벽하게 밀봉되면서도 그들의 루멘(lumens)이 헤더의 내측 공간으로 개방되도록, 상기 헤더에 고정되어야 한다. 그 후, 헤더의 내측 공간은 흡입력 또는 압력의 공급원에 연결되어, 상기 막의 벽을 가로질러 막간 압력(transmembrane pressure)을 생성하고, 유체를 상기 막의 루멘으로 또는 상기 막의 루멘으로부터 이동시킨다.
미국 특허 제 5,639,373 호에서는, 섬유의 배열체의 단부는 왁스와 같은 가변액(fugitive liquid)이 그들 주위에서 응고될 때까지, 상기 가변액 내에 잠겨있게 된다. 그 후, 수지와 같은 고정액(fixing liquid)이 가변액 위로 부어지고, 상기 막 주위에서 경화되게 된다. 그 후, 가변액은 예를 들어, 가열 또는 용해에 의해 제거되어, 상기 막의 루멘이 앞서 가변액에 의해 점유된 공간으로 개방되게 된다. 미국 특허 제 6,042,677 호에서, 유사한 공정이 사용되지만, 섬유의 배열은 응고된 가변액의 적소에 사용되는 분말의 베드에 유지된다.
미국 특허 제 5,922,201 호에서, 섬유의 인접 길이가 서로 이격되고 개방 단부를 갖지 않도록 연속적인 중공 섬유가 제조되어 직물이 된다. 직물의 에지는 섬유 사이의 공간으로의 유동을 촉진하도록, 경화시 원심 분리되거나 진동하게 되는 액상 수지의 포트(pot) 내로 삽입된다. 수지가 경화된 후, 수지 및 섬유의 블록은 상기 직물을 개방 단부를 갖는 섬유 각각의 길이로 나누기 위해 절단된다. 그 후, 수지의 블록은 가스킷을 통해 헤더의 나머지 부분에 접착 또는 부착된다.
유럽 특허 출원 제 EP 0 931 582 호에서, 헤더를 제조하기 위해 탄성 파이프가 사용된다. 파이프에 구멍이 절개되어 생성되며, 위어(weir)가 상기 구멍 주위에 생성된다. 중공 섬유 막의 개방 단부는 먼저 구멍 개구를 잡아 당기고, 그 후에 이를 막 상에 인접시킴으로써 구멍 내에 삽입된다. 액상 수지가 막의 단부 위에 부어지고, 경화될 때까지 상기 위어에 의해 제 위치에 유지된다. 표면 장력은 상기 수지가 인접한 섬유 사이의 공간의 구멍을 통해 유동하는 것을 방지한다.
본 발명의 상세한 설명은 본 명세서를 독자에게 소개하고자 하는 것이지, 본 발명을 한정하고자 하는 것은 아니다. 본 발명(들)은 본 발명의 상세한 설명 또는 예를 들면 특허청구범위와 같은 본 명세서 상의 다른 부분에서 제시된 특징의 컴비네이션 또는 서브-컴비네이션으로 존재할 수도 있다.
본 발명자는 종래 기술 상의 포팅 방법에 있어서의 여러 문제점을 인지하였다. 특히, 경화성 수지제 액체의 사용은 여러 다양한 결점을 발생시킨다. 예를 들어, 폴리우레탄, 에폭시 또는 실리콘과 같은 경화성 물질은 고가이다. 이들 물질을 경화하는데 소요되는 시간도 길어서, 통상적으로 적어도 10분 가량 소요되며, 경우에 따라서는 대형 블록의 수지에 대한 신속한 경화가 과도한 열을 발생시키기 때문에 수시간이 걸리기도 한다. 또한, 수지는 주의 깊은 혼합 또는 경화 공정을 요구하거나, 경화시 유해한 화학물질을 방출할 수도 있다. 경화에 앞서 섬유의 길이 위로 액상 수지를 위킹(wicking)하는 것 역시 문제일 수 있다.
중공 섬유 막을 포팅하는 방법에 있어서, 막은 상기 막의 단부로부터 이격된 평면에서 상기 막을 둘러싸는 압축 물질의 층을 갖는 다발(bundle)에 제공된다. 압축 물질의 층은 섬유의 시트 위로 속건성 접착제(hot melt adhesive)의 층을 위치시킴으로써, 선택적으로는 섬유의 다중 시트를 함께 적층시킴으로써 형성될 수 있다. 그 후, 섬유는 주형에 위치되며, 상기 주형은 압축 물질의 밴드(band)를 가압하여 섬유를 포함하는 대체로 밀봉된 공동을 형성한다. 막을 둘러싸기 위해 용융성 포팅 물질(molded potting material)이 공동 내에 주입된다. 포팅 물질이 주형 내에서 냉각되고, 막에 밀봉식으로 연결된 고체 포팅 물질의 블록 형성을 공고하게 한다. 선택적으로, 압축 물질의 2개의 이격된 층이 상기 다발 상에 제공될 수 있다. 주형이 양 층을 가압하여 주입된 포팅 물질로 충전되는 2개의 층 사이의 공동을 제공한다. 이러한 경우에, 고정액은 여전히 개방되어 있는 막의 단부로 유동하지 않게 된다.
포팅된 중공 섬유 막을 갖는 헤더를 제조하는 방법에 있어서, 포팅 물질의 블록내에 막을 포팅하기 위해 전술된 바와 같은 방법이 사용된다. 하나의 방법에 있어서, 포팅 물질은 주형으로부터 제거되고, 그 후에 섬유의 단부를 재개방하도록 절단된다. 그 후, 포팅 물질의 블록은 헤더 팬에 대해 밀봉되어 섬유 단부와 연통하는 투과 수집 영역을 형성한다. 다른 방법에 있어서, 압축 물질의 2개의 밴드 사이에 형성되는 포팅 물질의 블록은 상기 투과 수집 영역 내에서 섬유의 개방 단부, 및 이들에 가장 근접한 압축 물질의 층을 구비한 헤더 팬에 대해 밀봉된다. 또 다른 방법에 있어서, 적어도 상기 막의 단부에 가장 근접해 있는 압축 물질의 밴드가 헤더 팬 내로 삽입되는 동안, 포팅 물질의 블록이 압축 물질의 2개의 밴드 사이에 형성된다. 선택적으로, 압축 물질의 밴드 양자는 헤더 팬 내에 삽입될 수 있다. 이러한 방식에서, 포팅 물질의 블록은 동시에, 막 및 헤더 팬의 상부 내 또는 주위에 형성되어 이들에 대해 밀봉된다.
중공 섬유 막을 포팅하는 방법은 그들 단부 근처의 막의 일부 주위에 실질적으로 폐쇄된 공동을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 액체 포팅 물질이 공동 내로 주입되고, 공동 내에서 응고될 수 있게 된다. 포팅 물질은 열가소성 또는 열경화성 수지일 수 있다.
명세서는 포팅된 막 또는 헤더를 더 개시한다. 일부 경우에 있어서, 포팅된 막의 조립체는 접착제의 밴드, 압축 물질 및 응고된 열가소성 또는 반응 사출 성형 포팅 물질의 블록을 구비한다. 일부 경우에 있어서, 포팅된 막의 조립체는 접착식 압축 물질의 2개의 밴드 및 상기 밴드 사이의 응고된 포팅 물질의 블록을 구비한다. 다른 경우에 있어서, 전술된 것과 같은 조립체는 헤더 팬에 대해 밀봉된 포팅 물질의 블록을 구비하여 막의 단부와 연통하는 투과성 공동을 형성한다.
본 발명(들)의 실시예에 대한 예들이 다음의 도면을 참조하여 이하 설명될 것이다.
도 1은 섬유의 시트 상에 위치된 접착성 압축 물질의 층에 대한 평면도,
도 2는 접착성 압축 물질의 층을 갖는 대형 섬유 다발로 조립된 도 1의 섬유 시트에 대한 등축도,
도 3은 제 1 주형 내로 삽입된 도 2의 다발에 대한 절단 등축도,
도 4는 제 2 주형 내로 삽입된 도 2의 다발에 대한 절단 등축도,
도 5는 헤더 팬에 부착된 막의 포팅된 다발에 대한 절단도,
도 6은 포팅 물질을 통해 절단된 포팅된 섬유의 다발에 대한 사진,
도 7은 포팅된 물질의 조립체에 대한 사진.
도 1은 중공 섬유 막(hollow fiber membrane; 12)의 시트(10)를 도시한다. 상기 시트(10)는, 상기 막(12)이 일반적으로 서로 평행하지만 적어도 개방 단부(16) 근처의 포팅 영역(14)에서 예를 들어, 직경의 0.2 내지 2배에 이르기까지 서로 이격되도록 테이블과 같은 지지면 상에 막(12)을 놓아 형성된다. 선택적으로, 상기 시트(10)는 소정의 적합한 직물 형성 방법에 의해 형성될 수 있으며, 상기 막(12)을 제 위치에 유지하는 것을 돕기 위해 비활성 섬유를 상기 막(12)을 가로질러 연장하도록 한다. 또한 선택적으로, 상기 시트(10)는 바람직하게는, 요구되는 간격으로 드럼 주위에 나선형으로 섬유를 배치하는, 드럼의 회전 속도에 상대적인 속도로 드럼의 면에 걸쳐 진행하는 가이드를 통해 드럼 상에 상기 막(12)을 권취함으로써 형성될 수 있다. 상기 막(12)은 예를 들어, 0.5 내지 2.5㎜의 직경을 가질 수 있으며, 시트(10)에 예를 들어 50 내지 400개의 막(12)이 있을 수 있다. 시트(10)의 폭은, 예를 들어 400㎜ 내지 1200㎜일 수 있으며, 시트(10) 및 그 막(12)의 길이는 예를 들어, 200 내지 3200㎜일 수 있다. 여러 도면에서, 막(12)은 다른 부분이 보다 크게 보일 수 있도록 짧은 길이로 절단된 것으로 도시된다.
압축성 접착제(20)의 제 1 층(18)은, 막(12)의 단부(16) 및 접착제(20)의 제 1 층(18)이 포팅 영역(14)의 양측에 있도록 시트(10) 상에 위치된다. 접착제(20)는 시트(10)를 함께 유지한다. 또한, 접착제(20)는 비록, 완벽한 버블 밀봉(bubble tight seal)이 형성될 필요는 없더라도, 상기 막(12)의 외주 전체에 대해 밀봉한다. 접착제(20)의 제 1 층(18)의 길이, 폭 및 두께는 이하 설명될 주형과 협력할 크기로 유지된다. 접착제(20)는 열가소성일 수 있으며, 막(12)의 상부 및 주위로 유동할 수 있도록, 먼저 상기 접착제를 용융시켜 적용될 수 있다. 또한, 접착제(20)는 막(12)에 상기 접착제를 적용한 후에 용융될 수도 있으며, 또는 보다 균일한 형상 또는 보다 주의깊게 제어된 크기의 층을 제공하도록 상기 접착제가 용융되는 동안 성형 또는 형성될 수 있다. 또한, 접착제(20)는 이하 설명되는 바와 같이, 주형과의 밀봉부로 보다 용이하게 압축될 수 있고, 막(12)에 대한 쿠션층을 제공하기 위해, 일반적으로 연성일 수 있다. 예를 들어, 접착제(20)는 폴리에틸렌 또는 에틸렌-비닐 아세테이트 코폴리머의 혼합물일 수 있는 속건성 접착제(hot melt glue)로 통상 지칭되는 유형일 수 있다. 이와 달리, 접착제는 폴리우레탄 또는 에폭시와 같은 수지일 수 있다. 선택적으로, 접착제(20)의 제 2 층(22) 역시 제 1 층(18)에 대해 설명된 방식으로 제공될 수 있다. 그러나, 제 2 층(22)은 단부(16)와 포팅 영역(14) 사이에 적용된다. 제 2 층(22)은 막(12)의 단부(16)를 덮거나 충전하지 않는다. 그러나, 제 2 층(22)은 바람직하게는, 마감된 헤더의 투과성 공동으로 돌출되고, 상기 공동 내 유체의 유동과 간섭하게 될 막(12)의 길이를 감소시키기 위해 단부(16)를 폐쇄함이 없이, 막(12)의 단부(16)에 실질적으로 근접하게 위치된다.
도 2는 복수의 시트(10), 예를 들어 1 내지 30 또는 10 내지 20개의 시트를 함께 적층하여 이루어진 막(12)의 다발(24)을 도시한다. 시트(10)는 접착층(18, 22)이 서로의 상단부 상에 놓여 대체로 평행 6면체를 형성하도록 적층된다. 선택적으로, 하나 이상의 시트(10)가 함께 감아 올려져 대체로 원통형을 형성하거나, 또는 그 외 다른 형상으로 제조된다. 시트(10)는 함께 접착, 용접 또는 클램핑될 수 있으며, 또는 간단히 수동으로 함께 유지되거나, 스트링, 와이어, 밴드 또는 그 외 다발(24) 주위의 다른 랩(wrap)을 둘러감쌈으로써 함께 유지될 수 있다.
도 3은 제 1 주형(30) 내에 위치된 다발(24)을 도시한다. 주형은 접촉면(36) 및 주형면(38)을 갖는 제 1 플레이트(32) 및 제 2 플레이트(34)를 구비한다. 다발(24)이 상기 플레이트(32, 34) 사이에 삽입된 후, 플레이트(32, 34)는 도시되지 않은 나사를 나사 구멍(40)에서 조임으로써 서로를 향해 이동된다. 플레이트(32, 34)가 함께 이동함에 따라, 접촉면(36)이 접착층(18, 22)을 가압하고, 일시적인 밀봉부를 생성한다. 공동(44)은 접착층(18, 22)의 단부와 접촉하는 제 1 주형의 단부(도시되지 않음), 접착층(18, 22) 및 플레이트(32, 34)의 주형면(38) 사이에 형성된다. 다발(24)의 포팅 영역(14)은 공동(44)의 내부에 있다. 하나 이상의 입구 노즐(42)은 용융된 포팅 물질이 공동(44)으로 주입될 수 있도록 한다. 포팅 후 공동(44)으로부터 다발(24)을 제거하기 위해, 그리고 부수적으로는 공동(44)의 공기 배출을 허용하기 위해 하나 이상의 이젝터 핀(46)이 사용될 수 있다. 공동(44)은 상기 공동은 작은 배출 또는 주입 핀을 제외하고 포팅 영역을 둘러싸 실질적으로 폐쇄된다. 막(12)의 포팅을 완료하기 위해, 용융된 포팅 물질이 노즐(42)에 주입되어 공동(44)을 충전한다. 접착층(18, 22)은 포팅 물질이 공동(44)을 벗어나는 것을 방지한다. 포팅 물질은 다발(24) 주위를 유동하고, 이어서 막(12) 사이의 공간으로 스며든다. 그 후, 포팅 물질은 막(12)에 대한 손상 또는 접착층(18, 22)의 과도한 용융을 방지하기에 충분히 신속하게 냉각된다. 포팅 물질이 경화된 후에, 플레이트(32, 34)는 서로로부터 멀어지게 이동되어 포팅된 다발(24)을 제거할 수 있다. 공동(44)의 내측면은 실질적으로 포팅 물질의 고형 질량의 외측면 전체를 형성하게 될 것이다. 포팅 물질은 여러 열가소성 폴리머 중 하나, 또는 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE), 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 열가소성 엘라스토머(TPE), 열가소성 폴리우레탄(TPU), 아크로릴로니트릴 부타디엔 시티렌(ABS), 폴리아미드(PA), 폴리스티렌(PS), 폴리프로핀렌(PP), 폴리에틸렌 코폴리머 또는 폴리올레핀계 속건성 폴리머 또는 아교, 또는 예를 들어 유리 충전형의 충전 형태의 이들 물질 중 일부와 같은 사출 성형에 통상적으로 사용되는 수지일 수 있다. 또한, 막(12)은 종래 기술에 공지된 다양한 유형의 구성일 수 있으나, 주입된 포팅 물질에 의해 쓰러지지 않을 정도로 충분한 강성을 가져야 한다. 예를 들어, 막(12)은 ZEEWEEDTM500 시리즈 모듈이라는 상표로 제논 인바이런먼탈 사(ZENON Environmental Inc.)에 의해 제조된 막과 같은 편복 지지체(braided support)를 갖는 강화 섬유일 수 있다. 포팅 물질은 50℃ 이상의 녹는점을 가질 수 있다.
포팅된 다발(24)이 제거된 후, 상기 다발은 헤더 팬(52)에 부착될 수 있다. 도 5에서 도시된 바와 같이, 막(12)의 단부(16)는 투과성(또는 공급) 공동(54)이 형성되는 헤더 팬(52)의 내부로 삽입된다. 포팅 물질(50)은 막(12)의 단부(16) 및 헤더 팬(52) 내의 하나 이상의 포트(58)를 제외하고, 투과성/공급 공동(54)을 폐쇄하기 위해 헤더 팬(52)의 벽(56)에 대해 밀봉된다. 헤더 팬(52)과 포팅 물질(50) 사이의 연결은 접착, 용접 또는 기계적 고정구와 같은 다양한 방법에 의해, 선택적으로는 가스킷 또는 그 외 다른 중간 물질을 통해 이루어질 수 있다. 또한 선택적으로, 포팅 물질은 헤더 팬(52)에 대한 부착 이전에, 라인(60)을 따라 절단될 수 있다. 이는 예를 들어, 헤더 팬(52)이 포팅 물질(50)의 블럭의 측(64)이 아닌 하단면(62)에 부착되는 경우, 완만한 하단면(62)을 제공하기 위해 실행될 수 있다. 또한, 포팅 물질(50)의 절단은, 예를 들어 접착제(20)의 제 1 층(18)으로부터 막(12)의 단부(16)를 지나 연장되는 공동을 생성하는데 사용되는 개량 주형에 접착제(20)의 하부의 제 2 층(22)이 사용되지 않는다면, 막(12)의 단부(16)를 재개방하도록 요구되는 경우에 실행될 수 있다.
도 4는 제 2 주형(70)을 도시한다. 제 2 주형(70)은 한 세트의 접촉면(36)이 미리 제조된 헤더 팬(52)을 수용하도록 구성된다는 점을 제외하고는 제 1 주형(30)과 유사하다. 막(12)의 다발(24)은 접착제(20)의 제 1 층(18)의 바닥이 헤더 팬(52)의 상단 에지 위에 있는 반면, 접착제(20)의 제 2 층(22)의 바닥이 헤더 팬(52)의 상단 에지 아래에 있도록, 헤더 팬(52) 내로 삽입된다. 플레이트(32, 34)가 함께 이동하는 경우, 한 세트의 접촉면은 접착제(20)의 제 1 층(18)을 가압하고, 상기 제 1 층(18)에 대해 일시적으로 밀봉되는 반면, 접촉면(36)의 다른 세트는 접착제(20)의 제 2 층(22)을 가압하여 밀봉하는 헤더 팬(52)에 대해 가압 및 일시적으로 밀봉된다. 이는 포팅 영역(14) 및 헤더 팬(52)의 상단의 영역을 포함하는 공동(44)을 형성한다. 헤더 팬(52)의 상단의 영역은 헤더 팬(52)의 내부, 외부 또는 양자일 수 있다. 용융된 포팅 물질이 주입되는 경우, 포팅 물질은 막(12) 사이 및 주위로 유동하게 되고, 고체로 냉각되는 경우 서로에 대해 상대적으로, 그리고 헤더 팬(52)에 대해 밀봉된다. 선택적으로, 헤더 팬(52)의 벽은 접착제(20)의 제 1 층(18)을 중첩하도록 상방으로 연장될 수 있으며, 헤더 팬(52)의 벽 사이의 공간으로 포팅 물질의 주입을 위한 포트가 제공될 수 있다. 그 후, 제 2 주형(70)의 측의 내부는 헤더 팬(52)의 외부와 동일 평면 상으로 형성될 수 있다.
전술한 바와 같이 포팅 물질의 사출 성형은 20 내지 340℃ 또는 160 내지 340℃의 온도에서 1 내지 300 바아 범위의 적용 압력으로 실행될 수 있다. 포팅 물질은 모든 목적된 적용분야에서 충분한 강성의 고체를 유지해야 하며, 60℃ 이상의 유체와의 접촉을 수반할 수 있다. 속건성 아교 및 포팅 물질의 표본 특성이 아래에 제시된다:
속건성 접착제(hot melt)
용융 온도 140-300℃
(최대) 강도 1-4Mpa
경도(쇼어 "A") 쇼어 경도 "A" 40 이상
MFI(용융 온도에서 g/10분) 100-1000g/10분
포팅 물질
용융 온도 160-340℃
(최대) 강도 10-150Mpa
인장 탄성률 500Mpa 이상
경도(쇼어 "A") 쇼어 경도 "A" 50 이상
MFI(용융 온도에서 g/10분) 5-1000g/10분
예를 들어, 제논 인바이런먼탈 사에 의한 ZEEWEEDTM 500 시리즈 모듈에 사용되는 것과 같은 막(12)이 약 10g/10분 내지 1000g/10분의 용융 흐름 지수를 갖는 3가지 유형의 폴리프로필렌을 사용하여 제 1 주형(30)에서 포팅되었다. 195 내지 230℃의 온도 및 90 내지 110 바아의 사출 압력을 사용하여 막(12)의 14개의 시트(10)를 갖는 포팅 다발(24)에서 만족할만한 결과가 얻어졌다. 도 6은 폴리프로필렌 포팅 물질(50)을 통해 절단된 하나의 이러한 포팅된 다발(24)을 도시한다. 도 7은 또 하나의 이러한 다발의 외부에 대한 사진이다.
전술된 공정 및 장치는 화학적 반응 수지 시스템과 사용될 수도 있다. 이러 한 경우에 있어서, 액체 폴리머는 2가지 이상의 화학적 반응 성분을 혼합하여 생성될 수 있다. 상기 액체는 여전히 일정 압력 하에서 주입되며, 여전히 발열 반응으로 인해 주형으로 열을 운반할 수 있으나, 포팅 물질은 화학 반응에 의해 응고된다. 종래의 포팅 수지 사용시, 전술된 방법 및 장치는, 포팅 물질이 응고되기 전에 섬유 위로 확장되는 것을 방지하면서, 원심 분리 또는 가변적 포팅 물질(fugitive potting material)에 대한 요구를 회피하는 것과 같은 이점을 제공할 수 있다. 그러나, 액체 포팅 물질이 반응 사출 성형 공정에 따라 생성 및 주입되는 경우, 주입 및 경화 시간은 5분 이하 또는 2분 이하의 범위에 있을 수 있다. 반응 사출 성형에 있어서, 2 가지의 화학 반응성 액체 성분, 예를 들어 이소시아네이트 및 폴리올은 별도의 온도 제어식 및 교반식 공급 탱크에 각각 유지된다. 이들 탱크로부터, 액체는 고압하에서, 공급 라인 및 계량 유닛을 통해 공동(44)에 연결된 출구를 갖는 믹스헤드(mixhead) 장치로 전달된다. 액체 포팅 물질을 주입하기 위해, 액체가 혼합되는 믹스헤드 및 공동(44)으로 상기 액체가 진입할 수 있도록, 상기 믹스헤드 내의 밸브가 개방된다. 비록, 믹스헤드 내의 압력이 예를 들어, 1,000psi 이상과 같이 매우 높을 수 있지만, 믹스헤드를 떠나는 압력은 대기압보다 약간 높은 정도로 낮을 수 있다. 응고된 액체는 공동(44) 내에서, 포팅 물질의 고체 블럭, 예를 들어 폴리우레탄으로 경화된다. 경화 후, 막 조립체는 주형 해체될 수 있다.
본 발명은 본 발명의 범위를 벗어나지 않고, 전술된 실시예로부터 여러 다양한 변형예로 실행될 수 있다. 예를 들어, 제한하고자 하는 것은 아니며, 본 발명 은 관형 막과 함께 사용될 수도 있다.

Claims (22)

  1. 막 모듈을 제조하는 방법에 있어서,
    a) 중공 섬유 막(hollow fiber membrane)의 다발을 형성하는 단계로서, 상기 막은 상기 막의 단부로부터 이격된 접착 물질의 층에 의해 함께 유지되어 상기 접착 물질의 층과 상기 막의 단부 사이에 포팅 영역을 제공하는, 상기 중공 섬유 막의 다발 형성 단계와,
    b) 상기 포팅 영역을 둘러싸는 폐쇄된 공동을 형성하기 위해 상기 접착 물질에 대해 밀봉되는 주형에 상기 막의 다발을 위치시키는 단계와,
    c) 상기 공동 내로 액체 포팅 물질을 주입하여 상기 포팅 물질이 상기 막 주위를 유동하게 하는 단계와,
    d) 상기 막과의 밀봉부에서 상기 포팅 물질을 응고시키는 단계를 포함하며,
    상기 다발은 상기 접착 물질로부터 상기 포팅 영역의 반대편 상에 접착 물질의 제 2 층이 형성되며, 상기 공동은 부분적으로 상기 접착 물질의 제 2 층에 의해 형성되는
    막 모듈 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 포팅 물질은, 용융에 의해 액체가 되고 냉각에 의해 응고되는 열가소성 물질인
    막 모듈 제조 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 포팅 물질은 열경화성 수지인
    막 모듈 제조 방법.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 공동은 부분적으로 상기 접착 물질의 제 2 층에 대해 밀봉하는 상기 주형에 의해 형성되는
    막 모듈 제조 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 공동은 부분적으로 상기 막의 단부를 둘러싸는 헤더 팬에 대해 밀봉하는 주형 및 상기 접착 물질의 제 2 층에 대해 밀봉하는 헤더 팬에 의해 형성되며, 또한 상기 공동은 상기 헤더 팬의 벽의 표면의 일부를 포함하도록 배열되는
    막 모듈 제조 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 헤더 팬은 접착 물질의 양쪽 층에 대해 밀봉되는
    막 모듈 제조 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 막의 단부와 연통하는 헤더 팬에 유체 공동을 형성하도록, 상기 헤더 팬에 대해 상기 포팅 물질을 밀봉하는 단계를 더 포함하는
    막 모듈 제조 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 포팅 물질은 열가소성 물질이며, 상기 단계 c)는 상기 열가소성 물질을 용융하는 단계를 포함하는
    막 모듈 제조 방법.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 단계 c)는 상기 액체 포팅 물질을 형성하도록 적어도 2가지의 화학 반 응 성분을 혼합하는 단계를 포함하는
    막 모듈 제조 방법.
  12. 삭제
  13. 포팅된 중공 섬유 막의 다발에 있어서,
    a) 중공 섬유 막의 배열체와,
    b) 상기 막을 둘러싸고 연결하는 접착제의 층과,
    c) 상기 막에 대해, 그리고 상기 막 사이에 밀봉되는 열가소성 또는 열경화성 포팅 물질의 층으로서, 상기 포팅 물질의 층은 접착제의 층으로부터 상기 막의 단부 지점으로 또는 상기 단부로부터 이격된 지점으로 연장되는, 상기 열가소성 또는 열경화성 포팅 물질의 층과,
    d) 상기 막을 둘러싸고 연결하며, 상기 포팅 물질의 층으로부터 상기 막의 단부 지점으로 또는 상기 막의 단부 근처 지점으로 연장되는 접착제의 제 2 층과,
    e) 벽을 포함하는 헤더 팬으로서, 상기 벽은 상기 헤더 팬의 하부 부분으로부터 상방으로 연장되는, 상기 헤더 팬을 포함하며,
    상기 포팅 물질의 층은 상기 포팅 물질과 상기 헤더 팬 사이의 접착제에 의해 또는 상기 포팅 물질을 상기 헤더 팬에 직접 접착시킴으로써 상기 헤더 팬의 벽에 밀봉되며, 상기 막의 단부는 상기 헤더 팬의 하부 부분 내의 투과성 공동으로 개방되는
    포팅된 중공 섬유 막의 다발.
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 제 13 항에 있어서,
    상기 포팅 물질의 일부는 상기 헤더 팬의 외측면의 일부에 부착되는
    포팅된 중공 섬유 막의 다발.
  17. 중공 섬유 막을 포팅하는 방법에 있어서,
    a) 상기 막의 단부 근처에서, 상기 막의 일부 주위에 폐쇄된 공동을 형성하는 단계와,
    b) 액체 포팅 물질을 상기 공동 내로 주입하는 단계와,
    c) 상기 액체 포팅 물질을 응고시키는 단계를 포함하며,
    상기 막은 상기 막의 단부로부터 이격된 접착 물질의 층에 의해 함께 유지되어, 상기 접착 물질의 층과 상기 막의 단부 사이에 포팅 영역을 제공하며, 상기 접착 물질의 제 2 층은 상기 접착 물질로부터 상기 포팅 영역의 반대편 상에 마련되며, 상기 공동은 부분적으로 상기 접착 물질의 제 2 층에 의해 형성되는
    중공 섬유 막 포팅 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 포팅 물질은 50℃ 이상의 녹는점을 갖는 열가소성 수지 또는 폴리머, 또는 열경화성 수지이며, 상기 단계 b)는 상기 수지 또는 폴리머를 용융하는 단계를 포함하는
    중공 섬유 막 포팅 방법.
  19. 삭제
  20. 삭제
  21. 제 13 항에 있어서,
    상기 투과성 공동은 접착제의 제 2 층과 헤더 팬의 하부 부분에 의해 형성되는
    포팅된 중공 섬유 막의 다발.
  22. 제 13 항에 있어서,
    상기 포팅 물질의 층은 상기 포팅 물질과 상기 헤더 팬 사이의 아교에 의해 상기 헤더 팬의 벽에 밀봉되는
    포팅된 중공 섬유 막의 다발.
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