KR20180103922A - Manufacturing method of hollow fiber membrane module and hollow fiber membrane module - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 통상 케이스와, 상기 통상 케이스 내에 수용된 복수의 중공사막을 갖는 중공사막 다발과, 상기 복수의 중공사막을 결속하는 적어도 하나의 결속부를 구비하며, 상기 결속부가 접착제를 함유하고, 상기 접착제는 유리 전이 온도가 80℃ 이상 160℃ 미만이며, 또한 특정 식으로 표시되는 상기 접착제의 Mc와, 상기 중공사막의 중공부가 개구된 상태에서 결속하는 상기 결속부 하나의 중량 W와, 상기 중공사막의 비캣 연화 온도 VST가 특정 식을 만족하는 중공사막 모듈에 관한 것이다.The present invention provides a hollow fiber membrane module comprising a normal case, a hollow fiber membrane bundle having a plurality of hollow fiber membranes housed in the ordinary case, and at least one binding portion binding the plurality of hollow fiber membranes, wherein the binding portion contains an adhesive, Of the hollow fiber membrane has a glass transition temperature of 80 ° C or more and less than 160 ° C, and the weight Mc of the adhesive, which is expressed by a specific formula, the weight W of the binding portion bound in a state where the hollow portion of the hollow fiber membrane is opened, The Vicat softening temperature VST satisfies a specific formula.
Description
본 발명은, 수처리 분야, 발효 공업 분야, 의약·의료 분야, 식품 공업 분야 등에서 사용하는 중공사막 모듈에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 내열성이 높은 결속부를 갖는 중공사막 모듈에 관한 것이다. 또한, 본 발명은, 해당 중공사막 모듈의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a hollow fiber membrane module for use in a water treatment field, a fermentation industry field, a medicament / medical field, a food industry field, and the like, and more particularly to a hollow fiber membrane module having a binding portion with high heat resistance. The present invention also relates to a method for producing the hollow fiber membrane module.
특허문헌 1에 개시된 바와 같이, 일반적으로 중공사막 모듈은, 약 몇백 내지 몇만개의 중공사막이 묶인 중공사막 다발을 통상 케이스 내에 수용하고, 해당 중공사막 다발의 적어도 한쪽의 단부를 결속하여, 통상 케이스 내에 수용한 구성이 되어 있다.As disclosed in
여기서, 결속된 중공사막은 적어도 한쪽의 단부에서 개구되어 있으며, 중공부가 여과액 또는 피여과액의 유로가 된다. 여기서, 결속부는 막을 묶음과 함께, 여과액과 피여과액을 격리하는 기능을 갖고 있다. 이 결속부는, 접착제를 사용하여 성형되는 경우가 많고, 그 중에서도 우레탄 수지 또는 에폭시 수지가 널리 사용되고 있다.Here, the bundled hollow fiber membrane is opened at at least one end, and the hollow part serves as a channel for the filtrate or the flux-overflow. Here, the binding portion has a function of binding the membrane and isolating the filtrate and the filtrate. In many cases, the binding portion is formed using an adhesive, and in particular, urethane resin or epoxy resin is widely used.
특허문헌 2에는, 한외 여과막 모듈 혹은 정밀 여과막 모듈에 의한, 정수 혹은 하수의 제탁(除濁)에 관한 적용 검토가 활발하게 실시되고 있는 것; 이와 같은 분야에서는, 막 모듈의 대형화에 의한 처리 비용의 비용 절감이 필요하다고 생각되고 있는 것; 막 모듈의 대형화에는 몇 가지의 문제가 있으며, 그 중 하나로 케이스가 내열성이 낮은 재질인 경우에는, 케이스의 변형을 발생시킨다는 문제가 발생하는 것; 및 이 변형이라는 문제는, 사용하는 접착제의 양이 2차 곡선적으로 증가하고, 접착제의 경화 발열도 비례하여 높아지기 때문으로 생각되는 것 등이 기재되어 있다.
또한, 특허문헌 2에는, 대형 모듈에서의 접착제의 경화 발열을 억제하는 방법으로서, 접착제를 소량별로 나누는 구획판을 설치하는 기술이 개시되어 있다.
그러나, 특허문헌 2와 같이 구획판을 사용하면, 통상 케이스 내에 충전할 수 있는 중공사막 면적이 감소하여, 중공사막 모듈의 여과 능력이 저하된다. 또한, 부재수가 증가하기 때문에 중공사막 모듈의 제조 비용이 커진다.However, when the partition plate is used as in
본 발명은, 상기 종래의 실정을 감안하여 이루어진 것이며, 접착제의 경화 발열에 의한 막, 하우징 등의 강도 저하, 열 변형이라는 문제를 특허문헌 2와 같이 구획판 등의 별도의 부재를 사용하지 않고 해결할 수 있는 중공사막 모듈을 제공하는 것을 과제로 한다.DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and it is an object of the present invention to solve the problem of strength reduction and thermal deformation of a film, a housing, and the like caused by curing heat of an adhesive without using a separate member such as a partition plate The hollow fiber membrane module comprising:
본 발명자들은, 접착제의 특정 범위의 유리 전이 온도 및 식 1로 표시되는 Mc와, 중공사막의 비캣 연화 온도 VST가 식 2를 만족하도록 선정함으로써, 중공사막 모듈의 내열성을 실현하면서 접착제 경화시의 발열을 억제할 수 있으며, 상기 과제를 해결할 수 있다는 새로운 지견을 얻었다.The present inventors have found that by selecting the glass transition temperature of a specific range of the adhesive, Mc represented by the
본 발명은, 이 새로운 지견에 기초한 것이며, 이하의 (1) 내지 (11)의 기술을 제공한다.The present invention is based on this new knowledge and provides the following techniques (1) to (11).
(1) 통상 케이스와, 상기 통상 케이스 내에 수용된 복수의 중공사막을 갖는 중공사막 다발과, 상기 복수의 중공사막을 결속하는 적어도 하나의 결속부를 구비하며, 상기 결속부가 접착제를 함유하고, 상기 접착제는 유리 전이 온도가 80℃ 이상 160℃ 미만이며, 또한 상기 접착제의 식 1로 표시되는 Mc와, 상기 중공사막의 중공부가 개구된 상태에서 결속하는 상기 결속부 하나의 중량 W와, 상기 중공사막의 비캣 연화 온도 VST가 식 2를 만족하는 중공사막 모듈.(1) A hollow fiber membrane module comprising a normal case, a hollow fiber membrane bundle having a plurality of hollow fiber membranes housed in the ordinary case, and at least one binding portion for binding the plurality of hollow fiber membranes, wherein the binding portion contains an adhesive, A glass transition temperature of 80 ° C or more and less than 160 ° C, and a value of Mc represented by the
Mc=2(1+μ)ρRT/E (식 1) Mc = 2 (1 + μ) ρRT / E (Equation 1)
μ: 푸아송비, ρ: 밀도(g/m3), R: 기체 상수(J/K/mol),(g / m 3 ), R is the gas constant (J / K / mol), μ is the Poisson's ratio,
T: 절대 온도(K), E: 저장 탄성률(Pa) T: absolute temperature (K), E: storage elastic modulus (Pa)
VST≥5.78×W/Mc+420 (식 2) VST? 5.78 × W / Mc + 420 (Equation 2)
VST: 중공사막의 비캣 연화 온도(K), W: 중공부가 개구된 결속부 하나의 중량(g) VST: Vicat softening temperature (K) of the hollow fiber membrane, W: Weight (g)
(2) 상기 접착제가, 상기 식 1로 표시되는 Mc가 140 이상 1760 미만인, (1)에 기재된 중공사막 모듈.(2) The hollow fiber membrane module according to (1), wherein the adhesive has Mc of 140 or more and less than 1760 represented by the formula (1).
(3) 상기 결속부가 (a) 에폭시 수지와, (b) 아민 경화제를 함유하는, (1) 또는 (2)에 기재된 중공사막 모듈.(3) The hollow fiber membrane module according to (1) or (2), wherein the binding portion comprises (a) an epoxy resin and (b) an amine curing agent.
(4) 상기 결속부가 (a) 비스페놀형 에폭시 수지와, (b) 지환식 아민 및 방향족 아민 중 적어도 한쪽을 주골격으로 하는 경화제를 함유하는, (1) 내지 (3) 중 어느 하나에 기재된 중공사막 모듈.(4) The hollow member according to any one of (1) to (3), wherein the binding portion contains a curing agent having at least one of a bisphenol type epoxy resin (a) and an alicyclic amine and / Desert module.
(5) 상기 결속부가 (a) 에폭시 당량이 150 이상 250 미만인 비스페놀형 에폭시 수지와, (b) 비스(4-아미노시클로헥실)메탄 및 비스(4-아미노페닐)메탄 중 적어도 한쪽을 주골격으로 하는 경화제를 함유하는, (1) 내지 (4) 중 어느 하나에 기재된 중공사막 모듈.(5) The epoxy resin composition as described in any one of (1) to (4) above, wherein the binding portion (a) has an epoxy equivalent of 150 or more and less than 250 and at least one of bis (4-aminocyclohexyl) methane and bis The hollow fiber membrane module according to any one of (1) to (4), wherein the hollow fiber membrane module further comprises a curing agent.
(6) 상기 결속부가, 상기 (a) 에폭시 당량이 150 이상 250 미만인 비스페놀형 에폭시 수지 중의 에폭시기수를, 상기 경화제 중의 (b) 비스(4-아미노시클로헥실)메탄 및 비스(4-아미노페닐)메탄 중 적어도 한쪽을 주골격으로 하는 경화제의 아미노기수로 나눈 값이 6 이상 20 미만이 되는 상기 (a) 에폭시 당량이 150 이상 250 미만인 비스페놀형 에폭시 수지를 함유하는, (5)에 기재된 중공사막 모듈.(6) The epoxy resin composition according to any one of the above items (1) to (4), wherein the binding portion in the bisphenol-type epoxy resin (a) having an epoxy equivalent of 150 or more and less than 250 is modified with bis (4-aminocyclohexyl) (A) the bisphenol-type epoxy resin having an epoxy equivalent of 150 or more and less than 250, wherein the value of (a) the epoxy group equivalent of the epoxy group-containing epoxy resin is in the range of 6 or more and 20 or less divided by the number of amino groups in the curing agent having at least one of .
(7) 상기 결속부가, 평균 입경 40㎛ 이하의 입자를, 상기 접착제 100g에 대하여 침강 용적이 150 이상 1000ml 미만이 되도록 함유하는, (1) 내지 (6) 중 어느 하나에 기재된 중공사막 모듈.(7) The hollow fiber membrane module according to any one of (1) to (6), wherein the binding portion contains particles having an average particle size of 40 μm or less so that the sedimentation volume is less than 150 ml and less than 1000 ml per 100 g of the adhesive.
(8) 상기 통상 케이스와 상기 결속부가 시일재에 의해 액밀하게 고정되어 있는, (1) 내지 (7) 중 어느 하나에 기재된 중공사막 모듈.(8) The hollow fiber membrane module according to any one of (1) to (7), wherein the ordinary case and the coupling portion are liquid-tightly fixed by a sealing material.
(9) 상기 통상 케이스 내에 수용되는 제2 통상 케이스를 구비하며, 상기 제2 통상 케이스와 상기 결속부가 시일재에 의해 액밀하게 고정되어 있는, (1) 내지 (8) 중 어느 하나에 기재된 중공사막 모듈.(9) The hollow fiber membrane according to any one of (1) to (8), further comprising a second ordinary case housed in the ordinary case, wherein the second ordinary case and the binding portion are liquid- module.
(10) 통상 케이스와, 상기 통상 케이스 내에 수용된 복수의 중공사막을 갖는 중공사막 다발과, 상기 복수의 중공사막을 결속하는 적어도 하나의 결속부를 구비하는 중공사막 모듈의 제조 방법이며, 상기 결속부가 접착제를 함유하고, 상기 접착제의 유리 전이 온도가 80℃ 이상 160℃ 미만이며, 또한 상기 접착제의 식 1로 표시되는 Mc와, 상기 중공사막의 중공부가 개구된 상태에서 결속하는 상기 결속부 하나의 중량 W와, 상기 중공사막의 비캣 연화 온도 VST가 식 2를 만족하도록 상기 접착제 및 상기 중공사막을 선정하는, 중공사막 모듈의 제조 방법.(10) A method for producing a hollow fiber membrane module including a normal case, a hollow fiber membrane bundle having a plurality of hollow fiber membranes housed in the ordinary case, and at least one binding portion for binding the plurality of hollow fiber membranes, Wherein the adhesive has a glass transition temperature of 80 DEG C or more and less than 160 DEG C and is characterized by having a relationship of Mc represented by the
Mc=2(1+μ)ρRT/E (식 1) Mc = 2 (1 + μ) ρRT / E (Equation 1)
μ: 푸아송비, ρ: 밀도(g/m3), R: 기체 상수(J/K/mol),(g / m 3 ), R is the gas constant (J / K / mol), μ is the Poisson's ratio,
T: 절대 온도(K), E: 저장 탄성률(Pa) T: absolute temperature (K), E: storage elastic modulus (Pa)
VST≥5.78×W/Mc+420 (식 2) VST? 5.78 × W / Mc + 420 (Equation 2)
VST: 중공사막의 비캣 연화 온도(K), W: 중공부가 개구된 결속부 하나의 중량(g) VST: Vicat softening temperature (K) of the hollow fiber membrane, W: Weight (g)
(11) 상기 접착제로서, 상기 식 1로 표시되는 Mc가 140 이상 1760 미만인 접착제를 선정하는, 청구항 10에 기재된 중공사막 모듈의 제조 방법.(11) The method for producing a hollow fiber membrane module according to
본 발명의 중공사막 모듈에서는, 결속부가 함유하는 접착제의 유리 전이 온도가 80℃ 이상임으로써, 고온에서의 살균, 멸균시에 원수의 누설 등이 일어나지 않는 내열성을 실현할 수 있음과 함께, 중공사막의 비캣 연화 온도 VST가 식 2를 만족함으로써, 접착제의 경화시의 발열에 의한 중공사막 모듈의 손상을 억제할 수 있다.In the hollow fiber membrane module of the present invention, since the adhesive contained in the binding portion has a glass transition temperature of 80 DEG C or more, heat resistance that does not cause leakage of raw water during sterilization at high temperature and sterilization can be realized, When the softening temperature VST satisfies the
또한, 접착제의 유리 전이 온도가 160℃ 미만임으로써, 접착제 경화시의 발열 손상을 더욱 억제할 수 있다.Further, when the glass transition temperature of the adhesive is less than 160 캜, thermal damage during curing of the adhesive can be further suppressed.
도 1은, 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 중공사막 모듈(100A)의 개략 단면도이다.
도 2는, 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 중공사막 모듈(100A)의 제조 방법의 일례를 도시하는 흐름도이다.
도 3은, 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 중공사막 모듈(100A)의 제조 방법의 일례에서 사용되는 원심 포팅 장치이다.
도 4는, 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 중공사막 모듈(100B)의 개략 단면도이다.
도 5는, 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 중공사막 모듈(100C)의 제1단측의 개략 종단면도이다.1 is a schematic sectional view of a hollow fiber membrane module 100A according to a first embodiment of the present invention.
2 is a flowchart showing an example of a method of manufacturing the hollow fiber membrane module 100A according to the first embodiment of the present invention.
3 is a centrifugal potting device used in an example of a method of manufacturing the hollow fiber membrane module 100A according to the first embodiment of the present invention.
4 is a schematic cross-sectional view of a hollow
5 is a schematic longitudinal sectional view of the first end side of the hollow
이하에, 본 발명의 중공사막 모듈 형태를 도면에 기초하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, the mode of the hollow fiber membrane module of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
또한, 본 발명의 중공사막 모듈에 있어서, 「상측」, 「하측」은 도면에 도시한 상태에 기초하고 있고, 편의적인 것이며, 피여과액이 유입되는 측을 「하측」 방향, 여과액이 유출되는 측을 「상측」 방향이라 한다.Further, in the hollow fiber membrane module of the present invention, the terms "upper side" and "lower side" are based on the state shown in the drawing and are convenient, and the side to which the lead overflow is introduced is referred to as " Quot; upper side " direction.
또한, 「하측」으로부터 「상측」을 향하는 방향을 「높이 방향」으로 편의적으로 표현한다. 통상, 중공사막 모듈의 사용시의 자세에 있어서, 상하 방향은 도면에서의 상하 방향과 일치한다.Further, the direction from "lower side" to "upper side" is expressively referred to as "height direction". Normally, in the posture of the hollow fiber membrane module, the vertical direction coincides with the vertical direction in the drawing.
[제1 실시 형태] [First Embodiment]
본 발명의 제1 실시 형태에 관한 중공사막 모듈의 구성에 대하여, 도면을 참조하면서 설명한다. 도 1은, 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 외압식 중공사막 모듈(100A)의 개략 종단면도이다.The construction of the hollow fiber membrane module according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic vertical sectional view of an external pressure type hollow fiber membrane module 100A according to a first embodiment of the present invention.
<중공사막 모듈 구조> <Structure of Hollow Fiber Membrane Module>
제1 실시 형태에 관한 중공사막 모듈(100A)은, 높이 방향에서의 제1단(端)과 제2단을 갖는 통상 케이스(1)와, 통상 케이스(1) 내에 수용되며, 제1단측의 단부가 개구되고, 제2단측의 단부가 폐색되어 있는 복수의 중공사막(2)을 갖는 중공사막 다발(12)과, 중공사막(2)의 제1단측의 단부를 결속하는 제1 결속부(3)와, 제2단측의 단부를 결속하는 제2 결속부(4)를 구비하고 있다.The hollow fiber membrane module 100A according to the first embodiment includes a
통상 케이스(1)는, 중공상의 통상 케이스 본체(1)와, 해당 통상 케이스 본체(1)의 양단부에 설치된 상부 캡(6)과 하부 캡(7)으로 구성되어 있다.The
도 1에 도시한 바와 같이, 통상 케이스 본체(1)의 상부에는 여과액 출구(8)를 갖는 상부 캡(6)이, 통상 케이스 본체(1)의 하부에는 피여과액 유입구(9)를 갖는 하부 캡(7)이 각각 액밀하면서도 기밀(氣密)하게 접속되어 있다. 상부 캡(6) 및 하부 캡(7)은, 예를 들어 도 1에 도시한 바와 같이 가스킷(10)을 사용하고, 클램프 등으로 통상 케이스 본체(1)에 고정된다.1, an
통상 케이스 본체(1)는, 그의 상단 및 하단에 통상 케이스 본체(1)의 전체 둘레에 걸쳐서 플랜지부(1A) 및 플랜지부(1B)를 갖고 있다. 또한, 통상 케이스 본체(1)의 측부에는, 여과액 출구(8) 근처에 피여과액 출구(11)가 설치되어 있다.Normally, the
상부 캡(6)은 통상 케이스 본체(1)의 내경과 대략 동등한 내경을 갖고, 그의 상단측이 직경 축소되어 여과액 출구(8)를 성형하고 있다. 상부 캡(6)의 하단측에는, 통상 케이스 본체(1)와 접속했을 때에 홈을 성형하기 위한 단차부(6A)가 상부 캡(6)의 전체 둘레에 걸쳐서 성형되어 있다.The
하부 캡(7)은 통상 케이스 본체(1)의 내경과 대략 동등한 내경을 갖고, 그의 하단측이 직경 축소되어 피여과액 유입구(9)를 성형하고 있다.The
또한, 중공사막 모듈(100A)은, 복수의 중공사막(2)을 포함하는 중공사막 다발(12)과, 중공사막 다발(12)의 단부에서 중공사막(2) 사이를 결속하는 결속부를 구비한다. 결속부는, 통상 케이스(1)의 여과액 출구(8)측에 배치되는 제1 결속부(3)와, 통상 케이스(1)의 피여과액 유입구(9)측에 배치되는 제2 결속부(4)를 갖는다. 제2 결속부(4)에는, 피여과액의 유로가 되는 구멍(5)이 설치되어 있다.The hollow fiber membrane module 100A further includes a hollow
또한, 중공사막 모듈(100A)은, 피여과액 출구(11)와, 통상 케이스(1)의 직경 방향에서 늘어서도록 통상 케이스(1)와 중공사막 다발(12) 사이에 배치되며, 또한 측면에 복수의 정류 구멍(14)을 갖는 제2 통상 케이스(15)를 구비하며, 제2 통상 케이스(15)를 통상 케이스(1)의 제1단측에 고정하고 있다.The hollow fiber membrane module 100A is provided with a
<중공사막> <Hollow fiber membrane>
본 실시 형태의 중공사막 모듈은, 분리막으로서 중공사막(2)을 구비한다. 중공사막은 일반적으로 평막보다도 비표면적이 크고, 단위 시간당 여과할 수 있는 액량이 많기 때문에 유리하다. 중공사막의 구조로서는, 전체적으로 구멍 직경이 균일한 대칭막이나, 막의 두께 방향에서 구멍 직경이 변화되는 비대칭막, 강도를 유지하기 위한 지지층과 대상 물질의 분리를 행하기 위한 분리 기능층을 갖는 복합막 등이 존재한다.The hollow fiber membrane module of this embodiment has a
중공사막의 평균 구멍 직경은 분리 대상에 따라 적절히 선택하면 되지만, 세균류나 진균류 등의 미생물이나, 동물 세포의 분리 등을 목적으로 하는 경우, 10nm 이상 600nm 이하인 것이 바람직하다. 평균 구멍 직경이 10nm 미만이면 투수성이 낮아지고, 600nm를 초과하면 미생물 등이 누설될 가능성이 있다. 본 발명에서의 평균 구멍 직경이란, 가장 구멍 직경이 작은 치밀층의 구멍 직경으로 한다.The average pore diameter of the hollow fiber membrane may be appropriately selected depending on the subject to be separated, but it is preferably 10 nm or more and 600 nm or less when it is intended to separate microorganisms such as bacteria or fungi or animal cells. If the average pore diameter is less than 10 nm, the water permeability is lowered. If the average pore diameter exceeds 600 nm, microorganisms may leak. The average pore diameter in the present invention is defined as the pore diameter of the dense layer having the smallest pore diameter.
중공사막의 재질은 특별히 한정되지 않지만, 중공사막은, 예를 들어 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리불화비닐리덴, 폴리불화비닐, 사불화에틸렌·육불화프로필렌 공중합체, 에틸렌·사불화에틸렌 공중합체 등의 불소계 수지, 셀룰로오스아세테이트, 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트, 셀룰로오스아세테이트부티레이트 등의 셀룰로오스에스테르, 폴리술폰, 폴리에테르술폰 등의 폴리술폰계 수지, 폴리아크릴로니트릴, 폴리이미드, 폴리프로필렌 등의 수지를 함유할 수 있다.The material of the hollow fiber membrane is not particularly limited, but examples of the hollow fiber membrane include polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, polyvinyl fluoride, ethylene tetrafluoride · hexafluoropropylene copolymer, ethylene · tetrafluoroethylene copolymer Based resin, cellulose ester such as cellulose acetate, cellulose acetate propionate and cellulose acetate butyrate, polysulfone-based resin such as polysulfone and polyethersulfone, resin such as polyacrylonitrile, polyimide and polypropylene .
특히, 불소계 수지나 폴리술폰계 수지를 포함하는 중공사막은 내열성, 물리적 강도, 화학적 내구성이 높다는 점에서, 증기 멸균이나 온수 살균이 필요한 발효 공업 분야, 의약품 제조 분야, 식품 공업 분야, 수처리 분야 등에서 중공사막 모듈에 적합하게 사용할 수 있다.Particularly, since hollow fiber membranes containing fluorine resins or polysulfone resins are highly resistant to heat, physical strength and chemical durability, hollow fiber membranes, such as fermentation industry, pharmaceutical manufacturing industry, food industry and water treatment industry, which require steam sterilization or hot water sterilization Suitable for desert modules.
또한, 중공사막은, 불소계 수지나 폴리술폰계 수지에 더하여, 친수성 수지를 더 함유해도 된다. 친수성 수지에 의해 중공사막의 친수성을 높이고, 막의 투수성을 향상시킬 수 있다.The hollow fiber membrane may further contain a hydrophilic resin in addition to the fluorine resin or the polysulfone resin. The hydrophilic resin can improve the hydrophilicity of the hollow fiber membrane and improve the water permeability of the membrane.
친수성 수지는 중공사막에 친수성을 부여할 수 있는 수지이면 되고, 구체적인 화합물로 한정되는 것은 아니지만, 예를 들어 셀룰로오스에스테르, 지방산 비닐에스테르, 비닐피롤리돈, 에틸렌옥사이드, 프로필렌옥사이드, 폴리메타크릴산에스테르계 수지 및 폴리아크릴산에스테르계 수지 등이 적합하게 사용된다.The hydrophilic resin may be a resin capable of imparting hydrophilicity to the hollow fiber membrane, and is not limited to a specific compound. For example, a cellulose ester, a fatty acid vinyl ester, vinyl pyrrolidone, ethylene oxide, propylene oxide, polymethacrylic acid ester Based resin and a polyacrylic ester-based resin are suitably used.
중공사막 모듈을 제작할 때에는, 중공사막은 접착제를 사용하여 결속한다. 이 경우, 결속부 성형용 지그에 중공사막을 충전하고, 접착제로 고정하지만, 핸들링이나 접착의 문제로부터 미리 중공사막을 건조시켜 둔다.When fabricating a hollow fiber membrane module, the hollow fiber membrane is bound using an adhesive. In this case, the hollow fiber membrane is filled in the jig for forming a binding portion and fixed with an adhesive, but the hollow fiber membrane is dried in advance from the problem of handling or adhesion.
그러나, 중공사막의 대부분은 건조에 의해 수축이 일어나고, 투수성이 저하된다는 문제가 있기 때문에, 글리세린 수용액에 침지한 후에 건조시킨 것을 사용한다. 글리세린 수용액에 침지한 후에 건조하면, 글리세린이 세공 내에 잔류함으로써 건조에 의한 수축을 방지할 수 있으며, 그 후 에탄올 등의 용매로 침지 처리를 행함으로써 투수성을 회복시킬 수 있다.However, most of the hollow fiber membranes have shrinkage due to drying and deteriorate water permeability. Therefore, the hollow fiber membranes are preferably immersed in an aqueous glycerin solution and then dried. When it is immersed in an aqueous solution of glycerin and then dried, glycerin remains in the pores to prevent shrinkage due to drying, and then permeability can be restored by immersion treatment with a solvent such as ethanol.
후술하는 제1 결속부의 통상 케이스와 수직인 방향의 단면에서, 중공사막이 점유하는 면적은 30% 이상 90% 미만인 것이 바람직하다.It is preferable that the area occupied by the hollow fiber membrane in the cross section perpendicular to the normal case of the first binding portion which will be described later is 30% or more and less than 90%.
30% 이상이면 장치 부피당의 막 면적이 크고, 막 면적당의 제조 비용을 저감할 수 있다. 또한, 제1 결속부를 성형할 때에 접착제의 경화 반응에 의한 발열을 중공사막에 의해 방열하여, 과잉의 온도 상승을 억제할 수 있다.If it is 30% or more, the film area per unit volume is large, and the manufacturing cost per film area can be reduced. Further, when forming the first binding portion, the heat generated by the curing reaction of the adhesive can be dissipated by the hollow fiber membrane to suppress the excessive temperature rise.
90% 미만으로 함으로써, 중공사막 모듈을 제조할 때에 중공사막끼리가 서로 밀어서 찌그러져버리는 것을 방지할 수 있다.By making the amount less than 90%, it is possible to prevent the hollow fiber membranes from being squeezed out of each other when the hollow fiber membrane module is manufactured.
중공사막 모듈은, 증기 멸균이나 온수 살균한 후 사용하는 것도 가능하지만, 중공사막의 종류에 따라서는 증기 멸균 및 온수 살균에 의해 수축이 일어나는 것이 있다. 그 때문에, 중공사막 모듈 제작 후에 증기 멸균 혹은 온수 살균을 행하면 중공사막의 수축에 의해 중공사막이 손상되거나, 중공사막이 결속부로부터 탈락되거나 할 가능성이 있다. 따라서, 미리 중공사막을 증기 처리 혹은 온수로 처리하고, 수축시킨 후 단부 결속을 행하여 중공사막 모듈을 제작하는 것이 바람직하다.The hollow fiber membrane module can be used after steam sterilization or hot water sterilization, but depending on the type of the hollow fiber membrane, shrinkage may occur due to steam sterilization or hot water sterilization. Therefore, if steam sterilization or hot water sterilization is performed after the production of the hollow fiber membrane module, there is a possibility that the hollow fiber membrane is damaged due to shrinkage of the hollow fiber membrane or the hollow fiber membrane is separated from the binding part. Therefore, it is preferable that the hollow fiber membrane module is manufactured by treating the hollow fiber membrane with a vapor treatment or hot water in advance, shrinking it, and then performing end binding.
일반적으로, 증기 멸균은 121℃ 이상에서 실시하기 때문에, 121℃ 이상의 증기로 전처리를 실시해두는 것이 바람직하다. 또한, 온수 살균은 80℃ 정도에서 실시하는 것이 일반적이지만, 공정에 따라 온도를 변경하는 경우가 종종 있다. 그 때문에, 상정되는 사용 온도 이상의 온수로 미리 중공사막을 처리해두는 것이 바람직하다.Generally, steam sterilization is carried out at 121 占 폚 or higher, and therefore, it is preferable to carry out pretreatment with a steam of 121 占 폚 or higher. The sterilization of hot water is generally carried out at about 80 DEG C, but the temperature is often changed depending on the process. Therefore, it is preferable to treat the hollow fiber membrane in advance with hot water at an expected use temperature or higher.
또한, 중공사막 다발(12)은, 중공사막 모듈(100A)을 제작하는 작업성이나 중공사막 모듈 세정에 있어서의 중공사막(2)의 세정성을 감안하여, 느슨함을 갖는 상태에서 양단의 결속부(3) 또는 결속부(4)를 통해 통상 케이스(1) 내에 수용되어 있다.The hollow
느슨함이 있다는 것은, 제1 결속부(3)의 제2단측 단부면으로부터 제2 결속부(4)의 제1단측 단부면까지의 직선 거리보다도 해당 부분의 중공사막(2)의 길이 쪽이 긴 상태를 말한다.The reason for the slackness is that the length of the
<제1 결속부> ≪ First binding portion &
통상 케이스(1)의 제1단측에는, 중공사막 모듈(100A)의 상단측인 제1 결속부(3)가 배치되어 있다. 제1 결속부(3)는, 다수개의 중공사막(2)을 포함하는 중공사막 다발(12)을 결속하여 구성된다. 여기서, 중공사막(2)의 중공부가 밀봉되어 있지 않고, 개구되어 있는 상태로 되어 있으며, 개구부로부터 여과액을 상부 캡(6)측으로 취출한다. 또한, 제1 결속부(3)의 외경은 통상 케이스(1)의 외경보다도 작은 구성으로 되어 있다.Normally, on the first end side of the
결속부는, 유리 전이 온도가 80℃ 이상 160℃ 미만인 접착제를 함유한다. 유리 전이 온도의 측정 방법은 여러가지가 있지만, 예를 들어 시차 주사 열량 측정(DSC)을 행하면 된다. 시차 주사 열량 측정기는 시판되어 있으며, 예를 들어 가부시키가이샤 시마즈 세이사쿠쇼제 DSC-60 Plus 등을 사용할 수 있다.The binding portion contains an adhesive having a glass transition temperature of 80 DEG C or more and less than 160 DEG C or less. There are various methods of measuring the glass transition temperature, for example, differential scanning calorimetry (DSC) may be performed. The differential scanning calorimeter is commercially available, for example, DSC-60 Plus manufactured by Shimadzu Corporation.
유리 전이 온도가 80℃ 이상임으로써 고온 액체의 여과, 온수 살균, 증기 멸균 등의 고온 조건에서의 사용이 가능하게 된다. 또한, 유리 전이 온도가 160℃ 미만임으로써, 중합체제의 중공사막을, 경화 발열에 의해 열화시키지 않고 대용량 접착제를 경화 성형할 수 있다. 또한, 경화 수축에서 작용하는 응력을 억제하여, 결속부와 케이스를 접착하고 있는 경우에는 접착 박리를 방지할 수 있다.As the glass transition temperature is 80 ° C or higher, it can be used under high temperature conditions such as filtration of hot liquid, hot water sterilization, and steam sterilization. Further, when the glass transition temperature is lower than 160 占 폚, the high-capacity adhesive can be cured and molded without deteriorating the hollow fiber membrane made of the polymer due to the curing heat. Further, the stress acting on the hardening shrinkage is suppressed, and when the binding portion and the case are bonded, the peeling of the adhesive can be prevented.
결속부는, 식 1로 표시되는 Mc가 140 이상 1760 미만인 접착제를 함유하는 것이 바람직하다. Mc가 140 이상임으로써, 경화 발열이 더욱 억제되기 쉽다. 또한, Mc가 1760 미만임으로써, 적합한 유리 전이 온도 범위의 접착제를 경화 성형하는 것이 가능하게 되기 쉽다.It is preferable that the binding portion contains an adhesive having Mc of 140 or more and less than 1760 represented by the formula (1). When Mc is 140 or more, curing heat generation is more likely to be suppressed. Further, when Mc is less than 1760, it is likely that the adhesive having an appropriate glass transition temperature range can be cured and molded.
Mc=2(1+μ)ρRT/E (식 1) Mc = 2 (1 + μ) ρRT / E (Equation 1)
μ: 푸아송비, ρ: 밀도(g/m3), R: 기체 상수(J/K/mol),(g / m 3 ), R is the gas constant (J / K / mol), μ is the Poisson's ratio,
T: 절대 온도(K), E: 저장 탄성률(Pa) T: absolute temperature (K), E: storage elastic modulus (Pa)
측정은, 경화한 접착제를 사용한다. 실제로 중공사막 모듈을 제작한 경우에는, 그의 결속부로부터 절편을 잘라내어 측정을 행할 수 있다. 푸아송비는, JIS K 7161에 준하여 인장 시험을 행하여 구할 수 있다. 밀도는, JIS K 0061에 준하여 피크노미터법도 사용하여 구할 수 있다. 저장 탄성률은, JIS K 7244에 준하여 동적 점탄성 시험을 행하여 구할 수 있다. 모두 유리 전이 온도 이상에 있어서의 측정값을 사용하고, 측정한 온도를 식 1에 대입하여 산출한다.For the measurement, a cured adhesive is used. In fact, when a hollow fiber membrane module is actually fabricated, it is possible to cut out the section from the bundling section and perform measurement. The Poisson's ratio can be obtained by performing a tensile test according to JIS K 7161. The density can be obtained by using a pycnometer method in accordance with JIS K 0061. The storage elastic modulus can be determined by performing a dynamic viscoelasticity test according to JIS K 7244. All of the measured values at or above the glass transition temperature are used, and the measured temperature is substituted into
가교점간 분자량 Mc는, 고전 고무론(Flory, P.J.: Chem. Rev. 35 (1944), 51)에 의해 식 1과 같이 표시된다. 이 방법으로 추정되는 가교점간 분자량은, 화학 결합 유래의 가교 뿐만 아니라 분자쇄의 얽힘 등의 물리 가교도 포함된다.The molecular weight Mc between the crosslinking points is represented by
중공사막 및 통상 케이스 등의 중공사막 모듈 부재는 온수 살균이나 증기 멸균 등에 견딜 수 있는 내열성을 갖는 재질을 사용하는 것이 바람직하다.The hollow fiber membrane module member such as the hollow fiber membrane and the ordinary case is preferably made of a material having heat resistance capable of withstanding sterilization by hot water or steam sterilization.
내열성을 갖는 재질 중에서, 금속이나 세라믹과 비교하여 내열성이 비교적 낮은 중합체제의 재료를 사용하는 경우에는, 접착제의 경화 중의 온도는 중공사막의 비캣 연화 온도 미만인 것이 바람직하다. 접착제의 경화 중의 온도가 중공사막의 비캣 연화 온도 미만이면 중합체제 중공사막은 강도, 투수성 및 분리 성능을 유지할 수 있다. 더욱 바람직하게는, 접착제의 경화 중의 온도가 130℃ 미만이면 중공사막 모듈 또는 결속부의 성형시에 사용하는 지그 등에 보다 광범위한 재료를 사용할 수 있다.Among the materials having heat resistance, in the case of using a material made of a polymer having a relatively low heat resistance as compared with metals or ceramics, the temperature during curing of the adhesive is preferably lower than the Vicat softening temperature of the hollow fiber membrane. If the temperature during the curing of the adhesive is below the Vicat softening temperature of the hollow fiber membrane, the polymeric hollow fiber membrane can maintain strength, water permeability and separation performance. More preferably, when the temperature during curing of the adhesive agent is less than 130 캜, a wider range of materials can be used, such as a hollow fiber membrane module or a jig used for molding a binding portion.
접착제의 경화 중의 온도는, 중공사막 내에 열전대를 설치 등을 하여 측정할 수 있다.The temperature during curing of the adhesive can be measured by placing a thermocouple in the hollow fiber membrane.
또한, 중공사막의 비캣 연화 온도는 JISK7206에 준하여 측정할 수 있다. 비캣 연화 온도의 측정기는 시판되어 있으며, 예를 들어 도요 세끼 세이사꾸쇼제 3M-2형 HDT 시험 장치 등을 사용할 수 있다. 중공사막의 비캣 연화 온도는, 중공사막을 제조하는 원재료 또는 중공사막 자신의 절편을 용융하고, 판상으로 성형하여 측정을 행하면 된다.The Vicat softening temperature of the hollow fiber membrane can be measured in accordance with JIS K7206. The Vicat softening temperature measuring instrument is commercially available, for example, a 3M-2 type HDT testing device such as a Toyo Seiki Seisakusho Co., Ltd. can be used. The Vicat softening temperature of the hollow fiber membrane may be measured by melting the raw material for producing the hollow fiber membrane or the section of the hollow fiber membrane itself, shaping the hollow fiber membrane into a plate shape.
경화 중의 접착제는 결속부의 중앙 부근일수록 방열이 작고, 발열 온도가 높아지기 때문에, 중공사막의 비캣 연화 온도는 중앙 부근에 있어서 발열 온도보다도 낮은 것이 바람직하다.Since the adhesiveness of the adhesive during curing is smaller in heat radiation and higher in heat generation temperature in the vicinity of the center of the binding portion, it is preferable that the Vicat softening temperature of the hollow fiber membrane is lower than the heat generation temperature in the vicinity of the center.
접착제, 특히 에폭시 수지의 유리 전이 온도는, 조성 분자의 선택에 따라 높은 것에서 250℃에 달하는 것이 알려져 있다. 높은 유리 전이 온도를 나타내는 접착제는 높은 내열성을 갖지만, 그 반면 경화시키기 위해 높은 온도를 필요로 한다. 또한, 높은 유리 전이 온도를 갖는 접착제는 경화시에 큰 열을 발생하며, 특히 몇백그램 이상 접착제를 경화시킬 때에는 현저하다.It is known that the glass transition temperature of an adhesive, particularly an epoxy resin, is from 250 ° C to 250 ° C depending on the selection of composition molecules. Adhesives that exhibit high glass transition temperatures have high heat resistance, while requiring high temperatures to cure. Further, an adhesive having a high glass transition temperature generates a large amount of heat at the time of curing, and is remarkable particularly when curing an adhesive of several hundred grams or more.
또한, 중합체제의 중공사막은, 세라믹제의 중공사막 등과 비교하여 내열성이 떨어지지만, 저렴하게 제조할 수 있으며, 공업적으로 사용되기 쉽다. 중합체제 중공사막에 있어서 열 열화가 일어난 경우, 여과 대상액이 누설된다는 등의 문제가 일어난다. 본 발명자들은 예의 검토한 결과, 중공사막 모듈에 있어서 열 열화에 의한 여과 대상액의 누설 등이 일어나는 시동 원리를 밝힐 수 있었다.The hollow fiber membrane made of a polymer is inferior in heat resistance as compared with a hollow fiber membrane made of ceramic, but can be produced at low cost and is easily used industrially. When thermal degradation occurs in the polymer hollow fiber membrane, there arises a problem that the liquid to be filtered leaks. As a result of intensive studies, the inventors of the present invention have been able to disclose the starting principle in which leakage of the filtrate due to thermal degradation occurs in the hollow fiber membrane module.
중합체제 중공사막은 재질에 따라 그의 내열성이 상이하지만, 특히 개구부를 갖는 결속부에 있어서는, 기계적 강도를 유지하기 위해 중공사막의 비캣 연화 온도가 경화 발열 온도보다 높은 것이 중요하다. 그리고, 결속부의 경화 발열은, 접착제의 Mc 및 그의 중량과 관계가 있다는 것을 알아내어, 원하는 내열성을 갖는 중공사막 모듈을 제조하는 데 최적인 중공사막의 선정 방법으로서 식 2를 도출하였다.The polymer hollow fiber membrane is different in heat resistance depending on the material, but it is important that the Vicat softening temperature of the hollow fiber membrane is higher than the curing heat generation temperature, especially in the binding portion having the opening portion, in order to maintain the mechanical strength. The hardening heat of the binding portion was found to be related to the Mc of the adhesive and its weight, and
즉, 본 발명에 의해, 원하는 내열성을 갖는 결속부를 구성하는 접착제는 우선 식 1에 따라 Mc를 산출하고, 또한 식 2를 지표로 하여 중공사막과 결속부를 구성하는 접착제를 선정하는 제조 방법에 의해, 내열성을 갖는 중공사막 모듈을 막의 열화 등 없이 수율 양호하게 얻는 것이 가능하게 된다.That is, according to the present invention, the adhesive constituting the binding portion having the desired heat resistance is obtained by firstly calculating Mc according to
VST≥5.78×W/Mc+420 (식 2) VST? 5.78 × W / Mc + 420 (Equation 2)
VST: 중공사막의 비캣 연화 온도(K), W: 중공부가 개구된 결속부 하나의 중량(g) VST: Vicat softening temperature (K) of the hollow fiber membrane, W: Weight (g)
또한, 특허문헌 2에 개시된 바와 같이, 중공사막의 열 열화를 일으키는 경화 발열을 억제하기 위해, 에폭시 수지를 소량별로 나누는 구획판을 설치하는 기술이 개시되어 있다. 그러나, 구획판을 사용한 경우에는 통상 케이스 내에 충전할 수 있는 중공사막 면적이 감소하고, 중공사막 모듈의 여과 능력이 저하된다. 또한, 부재수가 증가하기 때문에 중공사막 모듈의 제조 비용이 커진다.Further, as disclosed in
일반적으로, 80℃ 이상의 높은 유리 전이 온도를 갖는 접착제를 경화시키는 방법으로서, 가교점을 증가시키는 방법, 즉 본 발명에 있어서는 Mc를 작게 하는 방법을 들 수 있다. 그러나, Mc가 140보다 작으면 유리 전이 온도는 높아지지만, 한편 경화 발열이 커지고, 중공사막 등의 중공사막 모듈 부재의 열화로 이어지기 쉽다.Generally, as a method for curing an adhesive having a high glass transition temperature of 80 캜 or more, a method of increasing the crosslinking point, that is, a method of reducing Mc in the present invention can be mentioned. However, when Mc is smaller than 140, the glass transition temperature is increased, but the heat of curing is increased, which tends to lead to deterioration of hollow fiber membrane module members such as hollow fiber membranes.
또한, Mc가 140 이상임으로써 경화시의 발열의 억제 뿐만 아니라, 충분한 인성을 구비하기 쉽다. Mc가 1760 미만임으로써, 80℃ 이상의 유리 전이 온도를 실현하기 쉬워진다.Further, when Mc is 140 or more, not only suppression of heat at the time of curing is suppressed, but sufficient toughness is easily provided. When Mc is less than 1760, it becomes easy to realize a glass transition temperature of 80 캜 or higher.
Mc는, 보다 바람직하게는 200 이상, 더욱 바람직하게는 250 이상이다. 또한, Mc는, 보다 바람직하게는 1600 미만, 더욱 바람직하게는 1500 미만이다.Mc is more preferably 200 or more, and still more preferably 250 or more. Further, Mc is more preferably less than 1600, and still more preferably less than 1500.
Mc가 이 범위에 있음으로써 접착제의 적절한 유리 전이 온도와, 경화 발열 온도를 실현하기 쉬워진다.When Mc is in this range, it is easy to realize an appropriate glass transition temperature of the adhesive and a curing heat generating temperature.
중공사막 모듈의 막 결속에 적합하게 사용되는 접착제는, 에폭시 수지 또는 우레탄 수지이다. 이 중에서도 에폭시 수지는, 내열성이 비교적 내열성이 높음으로써 적합하게 사용된다.The adhesive suitably used for membrane bonding of the hollow fiber membrane module is an epoxy resin or a urethane resin. Of these, epoxy resins are suitably used because they have relatively high heat resistance.
적절한 유리 전이 온도를 갖고, 또한 경화 발열을 억제하기 위해서는, Mc에 더하여 주골격의 대칭성 및 강직함을 제어하는 것이 바람직하다.In order to have an appropriate glass transition temperature and to suppress curing heat generation, it is preferable to control the symmetry and rigidity of the main skeleton in addition to Mc.
결속부가 (a) 에폭시 수지와, (b) 아민 경화제를 함유하고, 그들을 혼합하여 경화 성형함으로써, 접착제의 적합한 유리 전이 온도와, 경화 발열의 억제를 실현하기 쉽다.It is easy to realize a favorable glass transition temperature of the adhesive and suppression of curing heat by mixing the epoxy resin and the amine curing agent (a) and (b) and curing them.
(a) 에폭시 수지는, 보다 바람직하게는 (a) 비스페놀형 에폭시 수지이다. 또한, (b) 아민 경화제는, 보다 바람직하게는 (b) 지환식 아민 및 방향족 아민 중 적어도 한쪽을 주골격으로 하는 경화제이다.The epoxy resin (a) is more preferably (a) a bisphenol-type epoxy resin. The amine curing agent (b) is more preferably a curing agent having at least one of (b) an alicyclic amine and an aromatic amine as a main skeleton.
(a) 에폭시 수지는, 더욱 바람직하게는 (a) 에폭시 당량이 150 이상 250 미만인 비스페놀형 에폭시 수지(하기 식 (a))이다. 또한, (b) 아민 경화제는, 더욱 바람직하게는 (b) 비스(4-아미노시클로헥실)메탄(하기 식 (b1)) 및 비스(4-아미노페닐)메탄(하기 식 (b2)) 중 적어도 한쪽을 주골격으로 하는 경화제이다.(a) The epoxy resin is more preferably (a) a bisphenol-type epoxy resin having an epoxy equivalent of 150 or more and less than 250 (the following formula (a)). The amine curing agent (b) is more preferably at least one selected from the group consisting of bis (4-aminocyclohexyl) methane (the following formula (b1)) and bis (4-aminophenyl) It is a hardening agent having one side as a main skeleton.
상기 식 (a) 중, n은 0 이상의 정수이며, X는 수소 원자 또는 메틸기이다.In the formula (a), n is an integer of 0 or more, and X is a hydrogen atom or a methyl group.
지환식 아민으로서는, N-아미노에틸피페라진, 비스(4-아미노-3-메틸시클로헥실)메탄, 멘센디아민, 이소포론디아민, 비스(4-아미노페닐)메탄, 1,3-비스아미노메틸시클로헥산 등을 들 수 있다.Examples of the alicyclic amine include N-aminoethylpiperazine, bis (4-amino-3-methylcyclohexyl) methane, mencenediamine, isophoronediamine, bis Hexane and the like.
방향족 아민으로서는, m-크실릴렌디아민, 크실릴렌디아민 유도체, 크실릴렌디아민 삼량체, m-페닐렌디아민, 비스(4-아미노페닐)메탄, 디아미노디페닐술폰 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 사용해도 되고, 복수종을 혼합해도 된다.Examples of the aromatic amine include m-xylylenediamine, xylylenediamine derivative, xylylenediamine trimer, m-phenylenediamine, bis (4-aminophenyl) methane, diaminodiphenylsulfone and the like. These may be used alone or in combination of plural kinds.
비스페놀형 에폭시 수지는 여러가지가 있지만, X=H의 비스페놀 F형 또는 X=CH3의 비스페놀 A형이 액상이며 취급하기 쉬워, 바람직하다.There are various bisphenol-type epoxy resins, but bisphenol F type having X = H or bisphenol A type having X = CH 3 is liquid and easy to handle.
(a) 에폭시 수지 중, (a) 에폭시 당량이 150 이상 250 미만인 비스페놀형 에폭시 수지(상기 식 (a))는 60% 이상 포함되는 것이 바람직하다.(a) the bisphenol type epoxy resin (a) having an epoxy equivalent of 150 or more and 250 or less (a) is preferably contained in an amount of 60% or more.
(b) 아민 경화제 중, (b) 비스(4-아미노시클로헥실)메탄(상기 식 (b1)) 및 비스(4-아미노페닐)메탄(상기 식 (b2)) 중 적어도 한쪽을 주골격으로 하는 경화제는 40% 이상 포함되는 것이 바람직하다. (b) 아민 경화제 중, (b) 비스(4-아미노시클로헥실)메탄(상기 식 (b1)) 및 비스(4-아미노페닐)메탄(상기 식 (b2)) 중 적어도 한쪽을 주골격으로 하지 않는 경화제는 특별히 제한은 없지만, 지방족 아민을 사용하는 것이 바람직하다.(b1) and bis (4-aminophenyl) methane (the above formula (b2)) among the amine curing agents (b) The curing agent is preferably contained in an amount of 40% or more. at least one of (b) bis (4-aminocyclohexyl) methane (formula (b1)) and bis (4-aminophenyl) methane (formula (b2)) among the amine curing agents (b) The curing agent which is not particularly limited is preferably an aliphatic amine.
(a) 에폭시 당량이 150 이상 250 미만인 비스페놀형 에폭시 수지(상기 식 (a)) 중의 에폭시기수를, (b) 비스(4-아미노시클로헥실)메탄(상기 식 (b1)) 및 비스(4-아미노페닐)메탄(상기 식 (b2)) 중 적어도 한쪽을 주골격으로 하는 성분 중의 아미노기수로 나눈 값은 6 이상 20 미만인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 8 이상 13 미만이다.(b) bis (4-aminocyclohexyl) methane (the above formula (b1)) and bis (4-aminocyclohexyl) methane in an amount of (a) an epoxy equivalent in the bisphenol- Amino phenyl) methane (the above formula (b2)) divided by the number of amino groups in the component having the main skeleton is preferably 6 or more and less than 20. More preferably, it is 8 or more and less than 13.
쇄상 지방족 아민 등의 다른 경화제를 병용한 경우, (a)의 에폭시기수를 (b)의 아미노기수로 나누어 산출되는 값이 커지고, 경화한 에폭시 수지의 반복 단위의 대칭성이 낮아져, 중합체쇄의 패킹이 정연하게 일어나기 어렵고, 접착제의 유리 전이 온도가 낮아진다.When a curing agent such as a chain aliphatic amine is used in combination, the value calculated by dividing the number of epoxy groups in (a) by the number of amino groups in (b) becomes large and the symmetry of the cured repeating unit of the epoxy resin becomes low, The glass transition temperature of the adhesive is lowered.
또한, 활성 수소 당량이 큰 경화제를 첨가한 경우 등에는, (a)의 에폭시기수를 (b)의 아미노기수로 나누어 산출되는 값이 작아지고, 이 경우에는 첨가한 경화제에 의해 가소화되어, 접착제의 유리 전이 온도는 낮아진다.Further, in the case where a curing agent having a large active hydrogen equivalent is added, the value calculated by dividing the number of epoxy groups in (a) by the number of amino groups in (b) becomes small. In this case, Is lowered.
(a) 비스페놀형 에폭시 수지(상기 식 (a))와, (b) 비스(4-아미노시클로헥실)메탄(상기 식 (b1)) 및 비스(4-아미노페닐)메탄(상기 식 (b2)) 중 적어도 한쪽의 주골격은, 모두 탄소의 육원환을 대칭성 양호하게 갖고 있으며, 이 조합으로 경화한 에폭시 수지는 중합체쇄의 반복 단위의 패킹이 정연하게 일어나기 쉽다.(b2), bis (4-aminocyclohexyl) methane (the above formula (b1)) and bis (4-aminophenyl) methane (the above formula (b2) ), All of the carbon rings have a good symmetry, and the epoxy resin cured by this combination tends to cause the packing of the repeating units of the polymer chain to take place regularly.
또한, (a) 에폭시 수지는 방향환, (b) 아민 경화제는 지방족 육원환 및 방향환 중 적어도 한쪽을 갖고 있기 때문에, 쇄상 지방족과 비교하여 강직하다. 또한,에폭시 당량이 150 이상 250 미만인 비스페놀형 에폭시 수지(상기 식 (a))는, 에폭시 당량이 비교적 낮기 때문에, 동일한 주골격을 사용하는 에폭시 수지 중에서는 가교점수가 많아진다. 이에 의해 80℃ 이상의 높은 유리 전이 온도를 갖고, Mc가 70 이상인 접착제를 얻을 수 있다.Further, since the epoxy resin (a) has at least one of an aromatic ring and (b) an amine curing agent, at least one of an aliphatic six-membered ring and an aromatic ring is more rigid than a chain aliphatic. In addition, the bisphenol type epoxy resin having an epoxy equivalent of 150 or more and 250 or less (the above formula (a)) has a relatively low epoxy equivalence, so that the number of crosslinking points increases among epoxy resins using the same main skeleton. As a result, an adhesive having a glass transition temperature of 80 DEG C or higher and Mc being 70 or more can be obtained.
한편, (b) 비스(4-아미노시클로헥실)메탄(상기 식 (b1)) 및 비스(4-아미노페닐)메탄(상기 식 (b2)) 중 적어도 한쪽을 주골격으로 하는 경화제는, 다른 아민계 경화제와 비교하여 활성 수소 당량이 크고, 따라서 가교점간 분자량이 커진다. 이에 의해 유리 전이 온도가 160℃ 미만이며, 또한 Mc가 1760 미만인 접착제를 얻기 쉽다.On the other hand, the curing agent having at least one of (b) bis (4-aminocyclohexyl) methane (formula (b1)) and bis (4-aminophenyl) methane (formula (b2) The active hydrogen equivalent is larger than that of the curing agent, and thus the molecular weight between the crosslinking points becomes larger. As a result, it is easy to obtain an adhesive having a glass transition temperature of less than 160 캜 and a Mc of less than 1760.
이와 같이, 가교점간 분자량 뿐만 아니라, 주골격의 대칭성 및 강직함을 제어함으로써, 80℃ 이상 160℃ 미만의 적정한 유리 전이 온도 및 Mc가 140 이상 1760 미만인 접착제를 얻을 수 있으며, 이에 의해 접착제의 경화 발열을 억제하기 쉬워진다.Thus, by controlling not only the molecular weight between the crosslinking points but also the symmetry and rigidity of the main skeleton, it is possible to obtain an adhesive having an appropriate glass transition temperature and Mc of not less than 140 and less than 1760 of not less than 80 DEG C and less than 160 DEG C, It becomes easy to suppress.
결속부의 주성분이 (a) 에폭시 수지인 경우, 결속부는 (a) 에폭시 수지 및 (b) 아민 경화제 이외의 다른 성분을 포함하고 있어도 된다.When the main component of the binding portion is (a) an epoxy resin, the binding portion may contain other components than the (a) epoxy resin and (b) amine curing agent.
예를 들어, 접착제의 경화 반응 시간을 제어하기 위한 3급 아민류 또는 이미다졸 등의 경화 촉진제, 반응성 희석제, 필러 등을 첨가해도 된다.For example, a curing accelerator such as a tertiary amine or imidazole for controlling the curing reaction time of the adhesive, a reactive diluent, a filler and the like may be added.
또한, 접착제의 경화 성형시의 중공사막간으로의 유동성이나, 혼합시의 취급성을 감안하여 점도를 조정하는 경우가 있으며, 필러, 계면활성제, 실란 커플링제 등을 첨가해도 된다.In addition, the viscosity may be adjusted in consideration of the fluidity into the hollow fiber membrane at the time of curing molding of the adhesive and the handling property at the time of mixing, and a filler, a surfactant, a silane coupling agent and the like may be added.
경화 성형한 접착제의 인성 향상이 과제가 되는 경우에는, 고무 성분이나 고무 입자를 첨가하는 경우가 많다. 그 중에서도, 코어 셸형 고무 입자는, 내열성을 손상시키지 않고 인성을 향상할 수 있기 때문에 효과적이다.In the case where the toughness-improving adhesive tends to be tough, rubber components or rubber particles are often added. Among them, the core-shell type rubber particles are effective because the toughness can be improved without deteriorating the heat resistance.
실리카, 탈크, 제올라이트, 수산화칼슘, 탄산칼슘 등의 필러는 경화 발열의 억제, 강도 향상, 증점 등의 다양한 목적으로 첨가되는 경우가 있다. 그러나, 다량으로 첨가함으로써 점도가 상승하고, 취급성이 저하되는 경우가 있어, 바람직하지 않다.Silica, talc, zeolite, calcium hydroxide, calcium carbonate and the like fillers are sometimes added for various purposes such as suppression of curing heat generation, strength improvement, and thickening. However, when added in a large amount, the viscosity is increased and the handling property is lowered, which is not preferable.
중공사막의 외측으로부터 중공부측으로, 세공 내를 접착제가 투과하여 중공부가 폐색되는 접착제의 과침투가 일어나는 경우가 있다. 과침투가 제1 결속부에서 발생하면, 여과액의 유로가 없어져, 여과할 수 없다.There is a case where over-penetration of an adhesive agent, in which an adhesive passes through the pores and blocks the hollow portion, may occur from the outside of the hollow fiber membrane to the hollow portion side. And penetration occurs in the first binding portion, the flow path of the filtrate disappears, and filtration can not be performed.
이 과침투를 억제하기 위해서는, 상기 결속부가, 평균 입경 40㎛ 이하의 입자를 접착제 100g에 대하여 침강 용적이 150ml 이상 1000ml 미만이 되도록 함유하면 된다.In order to suppress penetration of the binder, the binding portion may contain particles having an average particle size of 40 탆 or less so that the sedimentation volume is less than 150 ml and less than 1000 ml per 100 g of the adhesive.
보다 바람직하게는, 상기 결속부가, 평균 입경 20㎛ 이하의 입자를 접착제 100g에 대하여 침강 용적이 200ml 이상 500ml 미만이 되도록 함유하면 된다.More preferably, the binding portion may contain particles having an average particle size of 20 占 퐉 or less so that the sedimentation volume is less than 200 ml and less than 500 ml per 100 g of the adhesive.
평균 입경은 레이저 회절/산란식 입자 직경 분포 측정 장치를 사용하여 측정할 수 있다. 예를 들어, 가부시키가이샤 호리바 세이사꾸쇼제 Partica mini LA-350 등의 시판품을 사용하면 된다.The average particle diameter can be measured using a laser diffraction / scattering particle diameter distribution measuring apparatus. For example, a commercially available product such as Partica mini LA-350 manufactured by Horiba Seisakusho Co., Ltd. can be used.
침강 용적은, 빈 메스실린더 중에 입자를 넣고, 정치했을 때의 입자 용적으로서 구할 수 있다. 침강 용적이 150ml 미만인 경우, 접착제의 과침투를 완전히 방지하는 것이 어렵다.The sedimentation volume can be obtained as the volume of particles when the particles are put in an empty measuring cylinder and allowed to stand. When the sedimentation volume is less than 150 ml, it is difficult to completely prevent over-penetration of the adhesive.
또한, 침강 용적이 1000ml 이상인 경우, 입자를 첨가한 접착제의 점도가 높고, 중공사막간으로의 유동성이나 혼합시의 취급성이 손상된다.When the sedimentation volume is 1000 ml or more, the viscosity of the adhesive to which the particles are added is high, and the fluidity into the hollow fiber membrane and the handling property at the time of mixing are impaired.
첨가하는 입자의 재질은 크기, 침강 용적을 만족하면 상관없지만, 점도 제어가 실란 커플링제 등의 타성분으로 조정하기 쉽다는 점에서, 실리카가 적합하게 사용된다.The material of the particles to be added does not need to satisfy the size and the sedimentation volume, but silica is suitably used because viscosity control is easy to control with other components such as a silane coupling agent.
또한, 첨가하는 입자는, 예를 들어 (a) 에폭시 수지 및 (b) 아민 경화제 중 어느 것에, (a) 에폭시 수지와 (b) 아민 경화제의 혼합에 의한 경화 전에 미리 분산시켜 두면 된다. 통상, (a) 에폭시 수지와 (b) 아민 경화제 중 점도가 높은 쪽게 입자를 첨가해둠으로써, 장기간 보관하여도 입자가 액체 중에서 침강되기 어렵다. 실란 커플링제를 첨가하여 점도를 조정하는 경우에는, 입자와 동일한 액체 중에 미리 첨가해두는 것이 바람직하다.The particles to be added may be dispersed beforehand in any of the (a) epoxy resin and (b) amine curing agent before curing by mixing the (a) epoxy resin and (b) amine curing agent. Usually, particles are added to the epoxy resin (a) and the amine curing agent (b) in a higher viscosity, so that the particles are hardly precipitated in the liquid even after storage for a long period of time. When the viscosity is adjusted by adding a silane coupling agent, it is preferable to add the silane coupling agent in advance in the same liquid as the particles.
이와 같이 얻어진 접착제는, 중공사막 모듈을 사용하는 프로세스에서 범용으로 사용되는 막 세정용의 약품, 구체적으로는 염산, 황산 등의 무기산이나, 아세트산, 시트르산, 락트산 등의 유기산 및 차아염소산나트륨, 수산화나트륨, 탄산나트륨 등의 알칼리, 또한 아황산수소나트륨 등의 환원제에 대한 화학적 내구성도 높다. 그 때문에, 식품, 바이오, 의약 등의 분야에서 이 중공사막 모듈을 사용했을 때에도 용출물의 우려 등은 적다.The adhesives thus obtained can be used for cleaning membranes used for general purposes in a process using a hollow fiber membrane module, specifically inorganic acids such as hydrochloric acid and sulfuric acid, organic acids such as acetic acid, citric acid and lactic acid, and sodium hypochlorite, sodium hydroxide , Alkali such as sodium carbonate, and also a reducing agent such as sodium hydrogensulfite is also high in chemical durability. Therefore, even when the hollow fiber membrane module is used in the fields of food, biotechnology, medicine, etc., there is little concern about the elution.
제1 결속부는 통상 원기둥에 가까운 형상으로 성형되지만, 직육면체 혹은 정육면체에 가까운 형상이어도 된다. 원기둥에 가까운 형상인 경우, 케이스를 통상으로 하기 쉽고, 원수 등을 이액하는 배관과의 접속이 용이하기 때문에 바람직하다. 원기둥상으로 성형된 제1 결속부는, 외경이 70mm 이상 250mm 미만이면 된다. 70mm 이상임으로써 장치 부피당의 막 면적을 증대할 수 있어, 막 면적당의 장치 제조 비용을 억제할 수 있다.The first binding portion is usually formed into a shape close to a cylinder, but it may be a rectangular parallelepiped or a shape close to a cube. In the case of a shape close to a cylinder, it is preferable to make the case easy to be normal, and to easily connect with a pipe for draining raw water or the like. The first binding portion formed into a cylindrical shape may have an outer diameter of 70 mm or more and less than 250 mm. 70 mm or more, it is possible to increase the film area per unit volume and to suppress the manufacturing cost of the apparatus per film area.
상기한 방법으로 얻어진 접착제는 내열성이 높고, 또한 경화시의 발열이 억제되어 있기 때문에, 제1 결속부의 외형이 70mm 이상으로 대형이어도, 경화시에 과잉의 온도 상승을 일으키지 않는다. 또한, 외경을 250mm 미만으로 함으로써, 장치 자신의 중량을 억제하여, 접속하는 배관 등으로의 부하를 억제할 수 있다.Since the adhesive obtained by the above method has high heat resistance and suppresses the heat generation at the time of curing, even if the outer shape of the first binding portion is 70 mm or more, the adhesive does not cause an excessive temperature rise at the time of curing. Further, by making the outer diameter less than 250 mm, the weight of the apparatus itself can be suppressed, and the load on the piping or the like to be connected can be suppressed.
발효 공업이나 의약·의료 분야에서는, 피여과액, 혹은 여과액으로의 잡균 혼입(콘타미네이션)을 방지할 필요가 있으며, 그러한 분야에서 중공사막 모듈을 사용할 때에는 사용 전에 중공사막 모듈 내를 살균, 혹은 멸균 조작을 행한다.In the fermentation industry or the medical or medical field, it is necessary to prevent contaminants from entering the filtration fluids or the filtration liquid (contamination). When using the hollow fiber membrane module in such fields, it is necessary to sterilize the hollow fiber membrane module A sterilization operation is performed.
일반적인 살균, 멸균의 방법으로서는, 온수 살균, 건열 멸균, 자비(boiling) 멸균, 증기 멸균, 자외선 멸균, 감마선 멸균, 가스 멸균 등의 방법을 들 수 있다. 특히, 대형의 조나, 조에 연결된 배관, 분리막 모듈의 살균 또는 멸균을 행하는 경우에는, 온수 살균(통상은 80℃, 1시간) 또는 증기 멸균(통상은 121℃, 20분간)이 가장 유효한 방법이다. 그러나, 접착제의 유리 전이 온도가 낮은 경우, 온수 살균 혹은 증기 멸균 조작에 있어서 기계적 강도가 현저하게 저하되고, 결속부에서 액밀하게 공간을 격리하는 것이 어렵다.Examples of general sterilization and sterilization methods include hot water sterilization, dry heat sterilization, boiling sterilization, steam sterilization, ultraviolet sterilization, gamma sterilization and gas sterilization. In particular, in the case of sterilization or sterilization of a large-sized jaw, piping and membrane module connected to a tank, hot water sterilization (usually 80 ° C for 1 hour) or steam sterilization (usually 121 ° C for 20 minutes) is the most effective method. However, when the glass transition temperature of the adhesive is low, the mechanical strength is remarkably lowered in the hot water sterilization or steam sterilization operation, and it is difficult to isolate the space liquid tightly in the binding portion.
이에 비해, 이상에서 설명한 특정한 범위의 유리 전이 온도와 Mc를 갖는 접착제는 양호한 내열성을 가짐과 함께, 경화시의 발열에 의한 다른 부재의 열화를 야기하기 어렵다.On the other hand, the adhesive having the glass transition temperature and Mc in the specific range described above has good heat resistance and hardly causes deterioration of other members due to heat generation at the time of curing.
<제2 결속부> ≪ Second binding portion &
통상 케이스(1)의 피여과액 유입구(9)측, 즉 중공사막 모듈(100A)의 하단측에 배치되는 제2 결속부(4)는, 중공사막(2)을 제2 단부에 있어서 중공부를 폐색한 상태로 결속되어 있다.The second
결속 방법은, 결속부의 기계적 강도, 화학적 내구성, 열적 내구성 등을 만족하면 특별히 한정되지 않지만, 열수축 튜브 등으로 중공사막 다발(12)의 외주를 덮고, 가열하여 결속하는 방법이나, 시트에 중공사막을 배열하여 김초밥 형상으로 결속하는 방법, 접착제를 사용하여 접착하는 방법 등을 들 수 있다.The binding method is not particularly limited as long as the binding strength of the binding portion satisfies the mechanical strength, chemical durability, thermal durability, etc. However, a method of covering the outer periphery of the hollow
접착제는, 실리콘 수지, 에폭시 수지 또는 폴리우레탄 수지 등을 주성분으로서 함유할 수 있지만, 제1 결속부(3)와 동일한 접착제를 중합체 주성분으로 하는 것이 바람직하다. 또한, 중합체 주성분이란 함유 성분 중에 포함되는 중합체 중, 가장 질량이 많이 포함되는 성분을 말한다. 제2 결속부(4)는, 통상 케이스(1)에 액밀하게 혹은 통액 가능하게 고정되어 있어도 되고, 그의 고정 방법은 본 발명과는 아무런 관계가 없다.The adhesive may contain a silicone resin, an epoxy resin, a polyurethane resin or the like as a main component, but it is preferable to use the same adhesive as the first
<제2 결속부 중의 관통 구멍> ≪ Through hole in second binding portion >
제2 결속부(4)는, 피여과액 등의 유체 유로가 되는 구멍(5)을 갖고 있다. 제2 결속부(4)의 제1 단부측 단부면 근방에서의 흐름의 체류부를 저감하기 위해서는, 높이 방향에 수직인 단면에서의 구멍(5)의 총 면적이, 상기 제2 결속부를 포함하는, 상기 높이 방향에 수직인 단면에서의 상기 통상 케이스 내측의 면적에 대하여 2% 이상 35% 미만인 것이 바람직하다.The second binding section (4) has a hole (5) serving as a fluid flow path, such as a bonded superfluid. The total area of the
구멍(5)의 총 면적을 2% 이상으로 함으로써 체류 개소가 될 수 있는 각 구멍(5) 사이의 면적을 작게 할 수 있다. 또한, 구멍(5)을 유체가 통과할 때의 압력 손실을 저감하고, 아래로부터 위로 유체가 흐르는 경우에는 펌프 동력 비용을 삭감할 수 있다. 또한, 위로부터 아래로 유체가 흐르는 경우에는 흐름이 일어나기 쉬워, 탁질이 구멍(5)을 막을 가능성이 억제된다. 또한, 제2 결속부를 제1 결속부와 마찬가지로 접착제를 사용하여 성형하는 경우에는, 구멍(5)은 경화 발열에서 발생한 열을 방열하는 역할을 한다.By setting the total area of the
한편, 구멍(5)의 총 면적을 35% 미만으로 함으로써, 제2 결속부(4)에 있어서의 중공사막(2) 이외의 부분의 단면적이 커지기 때문에, 중공사막(2)이 밀집하여 중공사막(2)의 제2단측 밀봉 불량이 발생하거나, 혹은 중공사막(2) 사이에 퇴적된 탁질을 배출하기 어려워진다는 등의 문제를 방지할 수 있다. 또한, 구멍(5)을 유체가 아래로부터 위로 흐르는 경우에 유입되는 흐름에 치우침이 있으면, 체류부가 발생하기 쉬워, 탁질이 퇴적되기 쉽다. 구멍(5)의 총 면적이 35% 미만이면 유체의 압력 손실은 충분하며, 구멍(5)에 유입되는 흐름에 치우침은 작다.On the other hand, when the total area of the
복수의 구멍(5)이 존재하는 것이 바람직하며, 각 구멍(5)의 배치는, 다수의 정삼각형의 정점의 위치나, 방사선과 동심원의 교점의 위치, 격자 상의 교점의 위치 등 임의이지만, 인접하는 구멍끼리의 간격에 치우침이 있으면, 해당 간격이 다른 것보다 큰 개소는 체류하기 쉽기 때문에, 해당 간격에 큰 차가 없도록 등간격으로 하는 것이 바람직하다.It is preferable that a plurality of
또한, 제2 결속부(4)의 제1단측 단부면 중, 가장 낮은 부위로부터 높이 3mm 이내의 범위의 영역에, 적어도 하나의 구멍(5)의 종단부가 배치되어 있으면 보다 바람직하다. 유체가 위로부터 아래로 흘러내리는 경우에 있어서, 제2 결속부(4)의 제1단측 단부면이 수평이 아닌 경우에는, 가장 낮은 부위에 체류부가 발생하기 쉬워, 해당 부위로부터의 배수를 확실하게 행하기 위함이다.It is more preferable that the end portion of at least one
제2 결속부(4)의 제1단측 단부면이 수평이 아닌 경우는, 예를 들어 이하와 같은 경우를 들 수 있다. 제2 결속부(4)를 접착제에 의해 성형하고, 특히 원심 포팅법을 행한 경우에는, 원심력의 영향으로 제1 결속부의 제2단측 중앙부에 오목부가 생성된다. 또한, 중력의 영향으로 접착시의 상측 방향과 하측 방향에서 경사가 형성된다.In the case where the first end side end face of the second
한편, 정치 포팅법에서는, 제1 결속부(3)의 제2단측 단부면을 수평으로 할 수도 있지만, 제2 결속부 성형용 지그(17)를 연직 방향으로부터 기운 상태에서 포팅을 행한 경우에는, 제2단측 단부면에 경사가 형성된다.On the other hand, in the potting method, the second end side end face of the first
또한, 구멍(5)의 높이 방향에 수직인 단면 형상은 원형, 타원형, 다각형, 별형 등 임의이다.The cross-sectional shape perpendicular to the height direction of the
<통상 케이스, 제2 통상 케이스의 재질> ≪ Normal Case, Material of Second Normal Case >
중공사막 모듈에서 사용하는 통상 케이스(1)의 재질은 기계적 강도, 화학적 내구성, 열적 내구성 등을 만족하면 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 염화비닐계 수지, 폴리프로필렌계 수지, 폴리술폰계 수지, 폴리테트라플루오로에틸렌, 퍼플루오로알콕시불소 수지 등의 불소계 수지, 폴리카르보네이트, 폴리프로필렌, 폴리메틸펜텐, 폴리페닐렌술피드, 폴리에테르케톤, 스테인리스, 알루미늄 등을 들 수 있다.The material of the
또한, 중공사막 모듈에서 사용하는 제2 통상 케이스(15)의 재질은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 통상 케이스(1)와 마찬가지의 재료로부터 선택할 수 있다.The material of the second
<중공사막 모듈의 제조 방법> <Manufacturing Method of Hollow Fiber Membrane Module>
이하에, 제1 실시 형태에 관한 중공사막 모듈의 제조 방법에 대하여 설명한다. 또한, 여기에 기재하는 제조 방법은 제1 실시 형태로 한정되는 것은 아니며, 후술하는 어느 실시 형태에서도 마찬가지의 방법으로 중공사막 모듈을 제조할 수 있다.Hereinafter, a method of manufacturing the hollow fiber membrane module according to the first embodiment will be described. In addition, the manufacturing method described here is not limited to the first embodiment, and any of the later-described embodiments can produce the hollow fiber membrane module by the same method.
이하에 있어서, 제1 결속부(3) 및 제2 결속부(4)를, 접착제를 사용하여 경화 성형하고, 중공사막(2)을 포팅하는 방법으로 설명한다.Hereinafter, the first
포팅 방법으로서는, 원심력을 이용하여 액상의 접착제를 중공사막간에 침투시킨 후 경화시키는 원심 포팅법과, 액상의 접착제를 정량 펌프나 헤드에 의해 송액하여 자연스럽게 유동시킴으로써 중공사막(2) 사이에 침투시킨 후 경화시키는 정치 포팅법 중 어느 것을 사용해도 된다.As a potting method, a centrifugal potting method in which a liquid adhesive is infiltrated between hollow fiber membranes by using centrifugal force and then cured, and a liquid adhesive is fed by a metering pump or a head to naturally flow to penetrate between the
포팅을 행할 때에는, 0℃ 이상 60℃ 미만에서 분위기 온도를 관리하는 것이 바람직하다. 0℃ 이상으로 함으로써, 접착제의 경화 반응을 진행시킬 수 있다. 에폭시 수지에 있어서는, 에폭시기와 아민의 반응을 진행시킬 수 있다. 보다 바람직하게는, 5℃ 이상임으로써 반응 시간을 단축할 수 있다. 또한, 60℃ 미만으로 함으로써 과잉의 경화 발열을 억제할 수 있다. 보다 바람직하게는, 50℃ 미만으로 함으로써 작업자의 내열 조치가 경미하며, 작업성이 양호하다.When porting is carried out, it is preferable to control the ambient temperature at 0 캜 or more and less than 60 캜. By setting the temperature to 0 占 폚 or higher, the curing reaction of the adhesive can be promoted. In the epoxy resin, the reaction between the epoxy group and the amine can be promoted. More preferably, the reaction time can be shortened by 5 DEG C or more. In addition, when the temperature is lower than 60 DEG C, excessive curing heat generation can be suppressed. More preferably, the temperature is less than 50 占 폚, so that the worker can take a slight heat-resistant measure, and the workability is good.
경화한 접착제는, 후속 공정에서 가열함으로써 그의 강도를 높일 수 있다. 구체적으로는, 80℃ 이상에서 열 처리하는 것이 바람직하다. 80℃ 이상에서 열 처리함으로써, 접착제의 강도는 온수 살균시 등의 고온 운전에 있어서도 충분한 강도를 갖는다. 또한, 중공사막의 비캣 연화 온도 이하의 온도에서의 열 처리에 의해, 중공사막 등의 접착제 이외의 다른 부재의 열에 의한 손상을 방지할 수 있다. 보다 바람직하게는 90℃ 이상에서 열 처리함으로써, 접착제가 충분한 강도를 갖고, 접착제 이외의 다른 부재의 열에 의한 손상을 방지할 수 있다.The cured adhesive can increase its strength by heating in a subsequent step. Concretely, it is preferable to perform heat treatment at 80 占 폚 or higher. By performing the heat treatment at 80 占 폚 or more, the strength of the adhesive has a sufficient strength even in a high-temperature operation such as in hot water sterilization. Further, by heat treatment at a temperature not higher than the Vicat softening temperature of the hollow fiber membrane, it is possible to prevent damage to the members other than the adhesive such as the hollow fiber membrane due to heat. More preferably, by heat treatment at 90 占 폚 or higher, the adhesive has a sufficient strength, and damage by heat of members other than the adhesive can be prevented.
또한, 열 처리는 단계적으로 온도를 올려가면 된다. 예를 들어, 60℃에서 일정 시간 열 처리한 후에 80℃, 100℃, 120℃로, 복수의 온도 스텝에서 열 처리를 행하는 것이 바람직하다.Further, the heat treatment may be carried out by increasing the temperature stepwise. For example, it is preferable to perform heat treatment at a plurality of temperature steps at 80 ° C, 100 ° C, and 120 ° C after heat treatment at 60 ° C for a certain period of time.
원심 포팅법은, 원심력에 의해 접착제가 중공사막간에 침투하기 쉽고, 고점도의 접착제도 사용할 수 있다. 또한, 중공사막(2)을 접착하는 접착제에 폴리우레탄 수지를 사용하는 경우, 중공사막(2)에 포함되는 수분과 이소시아네이트가 반응하여 이산화탄소가 발생하여 발포되기 때문에, 정치 포팅법에서 폴리우레탄 수지를 사용하는 것은 어렵다.In the centrifugal potting method, the adhesive tends to penetrate between the hollow fiber membranes due to the centrifugal force, and an adhesive having a high viscosity can also be used. When a polyurethane resin is used as the adhesive for bonding the
원심 포팅법이면 원심력에 의해 중공사막 모듈의 단부 방향으로 압력이 발생하고, 기포가 내측 방향으로 빠지기 때문에, 중공사막(2)을 접착하는 접착제로서 폴리우레탄 수지를 사용할 수 있다. 한편, 정치 포팅에서는 원심 성형기 등의 대형 설비는 불필요하다.In the centrifugal potting method, a pressure is generated in the end direction of the hollow fiber membrane module by the centrifugal force, and the bubble falls inward, so that a polyurethane resin can be used as an adhesive for bonding the
포팅이 종료하여 접착제가 경화되면, 제1 결속부(3)의 제1단측의 결속부를 커트함으로써 중공사막(2)의 단부면을 개구시킨다. 포팅을 행하기 전에는, 중공사막(2)의 제1단측 단부의 중공부를 실리콘 접착제 등으로 밀봉하는 눈먹임 처리를 실시해두는 것이 바람직하다. 눈먹임 처리를 행하면, 더 이상 중공부에 포팅제가 진입하는 것을 방지하고, 중공부가 포팅제로 채워져 투과액이 나오지 않게 되는 불통사(不通絲)의 발생을 방지할 수 있다.After the potting is completed and the adhesive is cured, the end surface of the
또한, 제2 통상 케이스(15)의 내측에 제1 결속부(3)를 접착하는 경우 및 통상 케이스(1)에 접착하여 결속부를 고정하는 경우에는, 접착성을 향상시키기 위해 제2 통상 케이스(15) 및 통상 케이스(1)의 내측의 표면에 사포질, 플라스마 처리, 프라이머 처리 등을 실시해도 된다.In the case of bonding the first
이어서, 제1 실시 형태에 관한 중공사막 모듈(100A)의 제조 방법에 대하여, 도 2의 흐름도를 참조하여 설명한다. 단, 이하에 설명하는 제조 방법은, 후술하는 어느 실시 형태의 중공사막 모듈에도 적용 가능하다.Next, a method of manufacturing the hollow fiber membrane module 100A according to the first embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. However, the manufacturing method described below is also applicable to the hollow fiber membrane module of any of the embodiments described below.
우선, 중공사막 다발(12)을 도 3에 도시하는 원심 포팅 장치에 설치하여 원심 포팅을 행하고, 제1 결속부 및 제2 결속부를 성형한다(스텝 S1).First, the hollow
여기서, 중공사막 다발(12)은 통상 케이스(1)에 수용되며, 중공사막 다발(12)의 제1 단부는 제2 통상 케이스(15)에, 또한 제2 통상 케이스(15)는 제1 결속부 성형용 지그(16)에, 중공사막 다발(12)의 제2 단부는 제2 결속부 성형용 지그(17)에 각각 삽입되어 있다. 또한, 제2 결속부 성형용 지그(17) 저부의 관통 구멍에 핀(18)이 삽입되어 있다. 또한, 중공사막(2)의 제1 단부는 미리 실리콘 접착제로 눈먹임 처리되어 있다.Here, the hollow
통상 케이스(1)에는 포팅제 투입기(19)가 접속되어 있으며, 이 장치 전체를 원심 성형기 내에서 회전시킴으로써, 원심력에 의해 포팅제를 제1 결속부 케이스(16) 및 제2 결속부 성형용 지그(17)에 공급할 수 있다. 또한, 포팅제는 제1 결속부 성형용 지그(16) 및 제2 결속부 성형용 지그(17)에 동시에 공급할 수도 있고, 각각 공급할 수도 있다.The
접착제가 경화된 후에, 제1 결속부 성형용 지그(16), 제2 결속부 성형용 지그(17) 및 핀(18)을 제거한다. 경화에 요하는 시간 및 온도는 접착제의 성분에 따라 상이하기 때문에, 적합한 조건을 적절히 적용하면 된다.After the adhesive is cured, the first binding
칩 소어식 회전 날로 도 3의 C-C선 부분을 절단하고, 중공사막(2)의 제1 단부를 개구시킨다(스텝 S2).C-C line portion of Fig. 3 is cut off by a chip sole type rotary blade, and the first end of the
마지막으로, 통상 케이스(1)의 제1단측에 상부 캡(6)을, 제2단측에 하부 캡(7)을 고정하여 중공사막 모듈(100A)을 제조할 수 있다(스텝 S3).Finally, the hollow fiber membrane module 100A can be manufactured by fixing the
결속부 성형용 지그의 재질은, 내열성, 화학적 내구성 등을 만족하면 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 염화비닐계 수지, 나일론계 수지, 불소계 수지, 폴리프로필렌계 수지, 폴리아세탈계 수지, 폴리에틸렌계 수지, 실리콘계 수지 등이 이형성도 우수하며, 적합하게 사용된다. 포팅부 성형용 지그는, 단일의 재질을 사용해도, 상술한 바와 같은 재질을 적어도 하나 포함하도록 복수의 재질을 조합하여 사용해도 된다.The material of the binding part forming jig is not particularly limited as long as heat resistance and chemical durability are satisfied. For example, a vinyl chloride resin, a nylon resin, a fluorine resin, a polypropylene resin, a polyacetal resin, , A silicone-based resin and the like are excellent in mold releasability and suitably used. The potting part forming jig may be made of a single material, or a combination of a plurality of materials may be used so as to include at least one of the above-described materials.
또한, 핀의 재질도 내열성, 화학적 내구성 등을 만족하면 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 결속부 성형용 지그와 마찬가지의 재질을 사용할 수 있다. 금속을 사용하는 경우에는, 이형성을 향상시키기 위해 불소계 수지의 코팅 등을 행하면 된다.The material of the fin is not particularly limited as long as heat resistance, chemical durability, and the like are satisfied. For example, a material similar to that of the jig for binding part can be used. In the case of using a metal, a coating of a fluorine resin or the like may be performed in order to improve releasability.
<중공사막 모듈의 운전 방법> ≪ Operation method of hollow fiber membrane module >
중공사막 모듈(100A)을 사용한 여과 운전 중에는, 피여과액은 피여과액 유입구(9)로부터 들어가, 제2 결속부(4)의 제2단측으로부터 구멍(5)을 아래로부터 위로 통과하여, 중공사막 다발(12)의 사이에 도입된다. 피여과액은 중공사막(2) 내를 통과하고, 여과액으로서 제1 결속부(3)와 상부 캡(6)으로 둘러싸인 공간으로 이동한 후에, 여과액 출구(8)로부터 중공사막 모듈 외로 취출된다.During the filtration operation using the hollow fiber membrane module 100A, the overflow liquid enters the overflow
데드 엔드 여과를 행하는 경우에는, 피여과액 출구(11)는 폐지해두지만, 크로스 플로 여과를 행하는 경우에는, 피여과액 출구(11)로부터 통상 케이스(1) 내로 도입된 피여과액의 일부를 취출하고, 취출된 피여과액은 다시 피여과액 유입구(9)로부터 중공사막 모듈 내에 도입된다.In the case of performing dead-end filtration, a part of the surplus fluid introduced into the
크로스 플로 여과를 행함으로써, 중공사막 모듈 내에 흐름이 일어나기 쉽고, 탁질 퇴적의 저감이나, 막면 근방의 흐름에 의한 막면 세정의 효과가 얻어진다. 크로스 플로 여과는, 특히 발효 공업 분야, 의약·의료 분야, 식품 공업 분야에서 널리 사용된다.By performing cross-flow filtration, a flow easily occurs in the hollow fiber membrane module, and the effect of reducing the surface sedimentation and cleaning the membrane surface by the flow near the membrane surface is obtained. Cross-flow filtration is widely used, particularly in fermentation industry, medicine and medical field, and food industry.
또한, 일반적으로, 일정 기간 중공사막 모듈을 사용하여 여과 운전을 행한 후에는, 중공사막 모듈 내를 세정하는 공정이 마련되어 있으며, 피여과액 유입구(9)로부터 물, 약액, 기체 등이 공급된다. 특히, 온수 살균이 필요한 공정에서는 80℃ 정도의 온수가 공급된다.In general, after the filtration operation is performed using the hollow fiber membrane module for a certain period of time, a step of cleaning the interior of the hollow fiber membrane module is provided, and water, a chemical liquid, gas, or the like is supplied from the
한편, 세정 공정에 있어서, 여과액 출구(8)로부터 여과액이나, 물 또는 세정액을 도입하고, 중공사막(2)의 중공부로부터 외측으로 배출하는 방법을 취하는 경우나, 중공사막 모듈 내를 증기 멸균하는 경우 등은, 구멍(5)을 위로부터 아래로 배수가 흘러, 피여과액 유입구(9)로부터 증기 드레인이 중공사막 모듈 외부로 배출된다.On the other hand, in the cleaning process, when a method of introducing a filtrate, water, or a cleaning liquid from the
[제2 실시 형태] [Second Embodiment]
본 발명의 제2 실시 형태에 관한 중공사막 모듈(100B)의 구성에 대하여, 도면을 참조하면서 설명한다. 도 4는, 제2 실시 형태에 관한 중공사막 모듈(100B)의 개략 종단면도이다. 또한, 이하에서 언급하지 않는 중공사막 모듈(100B)의 구성에 대해서는, 제1 실시 형태의 중공사막 모듈(100A)과 마찬가지의 구조를 적용 가능하다. 제1 실시 형태에서 설명한 부재와 마찬가지의 기능을 갖는 부재에 대해서는, 동일한 부호를 부여하고, 그의 설명을 생략한다.The structure of the hollow
제2 실시 형태에 관한 내압식 중공사막 모듈(100B)을 사용한 여과 운전 중에는, 피여과액은 피여과액 유입구(21)로부터 들어가, 제2 결속부(4)의 제2단측으로부터 중공사막(2)의 중공부를 통과하고, 피여과액 출구(20)로부터 중공사막 모듈 외로 취출된다. 피여과액은 중공사막(2) 내를 통과하고, 여과액으로서 통상 케이스(1)에 둘러싸인 중공사막 다발(12) 사이에 취출되어, 그 후 여과액 출구(22, 23)로부터 중공사막 모듈 외로 취출된다.During the filtration operation using the pressure-resistant hollow
데드 엔드 여과를 행하는 경우에는, 피여과액 출구(20)는 폐지해두지만, 크로스 플로 여과를 행하는 경우에는, 피여과액 출구(20)로부터 취출된 피여과액은 다시 피여과액 유입구(21)로부터 중공사막 모듈 내에 도입된다.In the case of performing the dead-end filtration, the
크로스 플로 여과를 행함으로써, 막면 근방의 흐름에 의한 막면 세정의 효과가 얻어진다. 크로스 플로 여과는, 특히 발효 공업 분야, 의약·의료 분야, 식품 공업 분야에서 널리 사용된다.By performing cross-flow filtration, the effect of cleaning the membrane surface by the flow in the vicinity of the membrane surface is obtained. Cross-flow filtration is widely used, particularly in fermentation industry, medicine and medical field, and food industry.
또한, 일반적으로 일정 기간 중공사막 모듈을 사용하여 여과 운전을 행한 후에는, 중공사막 모듈 내를 세정하는 공정이 마련되어 있으며, 피여과액 유입구(21)로부터 물, 약액, 기체 등이 공급된다. 특히, 온수 살균이 필요한 공정에서는 80℃ 정도의 온수가 공급된다.Generally, after the filtration operation is performed using the hollow fiber membrane module for a certain period of time, a step of cleaning the inside of the hollow fiber membrane module is provided, and water, a chemical solution, gas, or the like is supplied from the
한편, 세정 공정에 있어서, 여과액 출구(22) 또는 여과액 출구(23)로부터 여과액이나, 물 또는 세정액을 도입하고, 중공사막(2)의 중공부로부터 내측으로 배출하는 방법을 취하는 경우나, 중공사막 모듈 내를 증기 멸균하는 경우 등은 여과액 출구(23) 또는 피여과액 유입구(21)로부터 증기 드레인이 중공사막 모듈 외부로 배출된다.On the other hand, in the cleaning step, a method is adopted in which a filtrate, water, or a cleaning liquid is introduced from the
[제3 실시 형태] [Third embodiment]
본 발명의 제3 실시 형태에 관한 중공사막 모듈(100C)의 구성에 대하여, 도면을 참조하면서 설명한다. 도 5는, 제3 실시 형태에 관한 중공사막 모듈(100C)의 제1단측의 개략 종단면도이다. 또한, 이하에서 언급하지 않는 중공사막 모듈(100C)의 구성에 대해서는, 제1 실시 형태의 중공사막 모듈(100A)과 마찬가지의 구조를 적용 가능하다. 제1 실시 형태에서 설명한 부재와 마찬가지의 기능을 갖는 부재에 대해서는, 동일한 부호를 부여하고, 그의 설명을 생략한다.A hollow
제3 실시 형태에 관한 중공사막 모듈(100C)에서는, 제1 결속부(3)는 시일재(25) 및 시일재(26)를 찌그러뜨려, 제2 통상 케이스(15) 및 상부 캡(6)에 액밀하게 고정되어 있다.In the hollow
제2 통상 케이스(15)는, 가스킷(10) 및 시일재(24)를 찌그러뜨려, 통상 케이스(1)에 액밀하게 고정되어 있다.The second
이 제1 결속부(3) 및 제2 통상 케이스(15)의 고정 방법 이외는, 제1 실시 형태의 중공사막 모듈(100A)과 마찬가지의 구조, 운전 방법, 제조 방법이다. 제1 결속부(3)를 시일재를 통해 제2 통상 케이스(15)에 액밀하게 고정함으로써, 제1 결속부(3)와 제2 통상 케이스(15)의 접착면이 존재하지 않고, 따라서 접착 박리의 불량이 일어나는 경우가 없다.Except for the method of fixing the first
이에 의해, 높은 유리 전이 온도를 갖는 접착제를 사용한 경우에도, 경화 수축의 영향을 억제하고, 제1 결속부(3)와 통상 케이스(1)를 접착하고 있는 경우에는, 접착 박리를 방지할 수 있다.Thus, even when an adhesive having a high glass transition temperature is used, the influence of the curing shrinkage can be suppressed, and adhesion peeling can be prevented when the first
또한, 제1 결속부(3)에 결속된 중공사막 다발(12)의 열화 등이 일어났을 때에는, 제2 통상 케이스(15) 및 통상 케이스(1)를 재이용하는 것이 가능하게 된다.It is also possible to reuse the second
또한, 제2 통상 케이스(15)는 통상 케이스(1) 내, 중공사막(2)의 외측의 액류를 제어하기 위해 사용하고 있지만, 해당 부분에서의 액류의 유속이 작은 경우에는 제2 통상 케이스(15)를 사용하지 않아도 된다. 이 경우, 통상 케이스(1)와 제1 결속부(3)가 시일재에 의해 액밀하게 고정되어 있으며, 접착면이 존재하지 않고, 따라서 접착 박리의 불량이 일어나는 경우가 없다.The second
실시예Example
이하, 실시예에 의해 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in detail by way of examples, but the present invention is not limited thereto.
(a) 중공사막의 제조 (a) Preparation of hollow fiber membrane
중량 평균 분자량 41.7만의 불화비닐리덴 단독 중합체 38질량부와 γ-부티로락톤 62질량부를 혼합하고, 160℃에서 용해하였다. 이 고분자 용액을 85질량% γ-부티로락톤 수용액을 중공부 형성 액체로서 수반시키면서 이중관의 구금으로부터 토출하고, 구금의 30mm 하방에 설치한 온도 20℃의 γ-부티로락톤 85질량% 수용액을 포함하는 냉각욕 중에서 응고시켜서, 구상 구조로 이루어지는 중공사막을 제작하였다.38 parts by mass of a vinylidene fluoride homopolymer having a weight average molecular weight of 417,000 and 62 parts by mass of? -Butyrolactone were mixed and dissolved at 160 占 폚. This polymer solution was discharged from a spinneret of a double tube while causing an aqueous solution of 85% by mass of gamma -butyrolactone as a hollow portion forming liquid, and an aqueous solution of 85% by mass of gamma -butyrolactone having a temperature of 20 DEG C , Thereby preparing a hollow fiber membrane having a spherical structure.
이어서, 중량 평균 분자량 28.4만의 불화비닐리덴 단독 중합체 14질량부, 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트(이스트만 케미컬사제, CAP482-0.5) 1질량부, N-메틸-2-피롤리돈 77질량부, 폴리옥시에틸렌소르비탄 지방산 에스테르(산요 가세이 고교 가부시키가이샤제, 이오네트(등록 상표) T-20C) 5질량부, 물 3질량부를 혼합하고, 95℃에서 용해하여 고분자 용액을 제작하였다.Subsequently, 14 parts by mass of a vinylidene fluoride homopolymer having a weight average molecular weight of 284,000, 1 part by mass of cellulose acetate propionate (CAP482-0.5, manufactured by Eastman Chemical Company), 77 parts by mass of N-methyl-2-pyrrolidone, 5 parts by mass of sorbitan fatty acid ester (Ionet (registered trademark) T-20C manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd.) and 3 parts by mass of water were mixed and dissolved at 95 占 폚 to prepare a polymer solution.
이 제막 원액을 상기에서 얻어진 구상 구조로 이루어지는 중공사막의 표면에 균일하게 도포하고, 바로 수욕 중에서 응고시켜, 구상 구조층 위에 삼차원 편목 구조를 형성시킨 중공사막(2)을 제작하였다.The membrane-forming raw solution was uniformly applied to the surface of the hollow fiber membrane having the spherical structure obtained above and immediately solidified in a water bath to prepare a
얻어진 중공사막(2)은 외경 1350㎛, 내경 800㎛이며, 막 표면 평균 구멍 직경은 40nm이며, 중공사막 절편을 용융하여 판상으로 성형하고, HDT 시험 장치(도요 세끼 세이사꾸쇼제 3M-2형)를 사용하여 비캣 연화 온도를 측정한 바, 170℃였다.The resultant
(b) 중공사막 모듈의 제조 (b) Production of hollow fiber membrane module
상기 (a)에서 얻어진 중공사막(2)을 길이 1800mm로 커트하고, 30질량% 글리세린 수용액에 1시간 침지한 후, 풍건하였다. 이 중공사막(2)을 125℃의 수증기로 1시간 가열 처리하여 풍건시켜, 길이 1200mm로 커트하였다.The hollow fiber membrane (2) obtained in the above (a) was cut into a length of 1800 mm, immersed in a 30% by mass aqueous glycerin solution for 1 hour, and air dried. The
그 후, 실리콘 접착제(도레이·다우코닝 가부시키가이샤제, SH850A/B, 2제를 질량비가 50:50이 되도록 혼합한 것)로 중공사막(2)의 제1단측을 눈먹임하였다.Thereafter, the first end side of the
그 후, 도 3에 도시한 바와 같이 스테인리스제 통상 케이스(1)(내경 145mm, 외경 155mm, 길이 1000mm, 분할 다이)에 상술한 중공사막(2)을 5000개 충전하였다.Thereafter, as shown in Fig. 3, 5,000 of the
또한, 스테인리스제 통상 케이스(1) 내의 제1단측에 폴리술폰제 제2 통상 케이스(15)를 배치하였다.In addition, a polysulfone second
스테인리스제 통상 케이스(1)의 양단에 제1 결속부 성형용 지그(16), 제2 결속부 성형용 지그(17)를 배치하였다. 제2 결속부 성형용 지그(17) 저부의 관통 구멍에는 핀(18)이 삽입되어 있었다.The first binding
(실시예 1) (Example 1)
(a) 에폭시 수지의 경화 온도 측정 (a) Measurement of curing temperature of epoxy resin
결속부를 성형하는 접착제(포팅제)로서, 비스페놀 A형 에폭시 수지(미쯔비시 가가꾸 가부시끼가이샤제, JER828)와 지방족 환상 아민계 경화제(와코 쥰야쿠 고교 가부시키가이샤제, 4,4-메틸렌비스(시클로헥실아민))와 지방족 쇄상 아민계 경화제(와코 쥰야쿠 고교 가부시키가이샤제, 디에틸렌트리아민)를 질량비가 100:22:12가 되도록 합계 2000g(한쪽 단부당 1000g)을 혼합하고, 포팅제 투입기(19)에 넣었다.As a bonding agent (potting agent) for forming a binding portion, a bisphenol A type epoxy resin (JER828, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) and an aliphatic cyclic amine type curing agent (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., 4,4-methylene bis Cyclohexylamine)) and an aliphatic chain amine curing agent (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., diethylenetriamine) were mixed in a total weight of 2000 g (1000 g per one end) so that the mass ratio was 100: 22: And placed in a
비스페놀 A형 에폭시 수지의 에폭시기수를, 비스(4-아미노시클로헥실)메탄을 주골격으로 하는 성분 중의 아미노기수로 나눈 값은 11.3이었다. 경화시에 달한 접착제의 최고 발열 온도는 158℃이며, 중공사막 모듈(100A)의 부재에 발열에 의한 손상은 부여하지 않았다.The value obtained by dividing the epoxy group number of the bisphenol A type epoxy resin by the number of amino groups in the component having bis (4-aminocyclohexyl) methane as the main skeleton was 11.3. The maximum exothermic temperature of the adhesive reached at the time of curing was 158 DEG C, and no damage due to heat generation was given to the members of the hollow fiber membrane module 100A.
이어서, 원심 성형기를 회전시키고, 접착제를 양단의 결속부 성형용 지그(16, 17)에 충전하여 제1 결속부(3) 및 제2 결속부(4)를 성형하고, 접착제를 경화시켰다.Subsequently, the centrifugal molding machine was rotated, and the adhesive agent was filled in the jig (16, 17) for binding part at both ends to form the first binding part (3) and the second binding part (4), and the adhesive was cured.
원심 성형기 내의 온도는 35℃, 회전수는 350rpm, 원심 시간은 5시간으로 하였다. 이때, 경화 중의 온도 추이를 접착제의 중앙부에 열전대를 삽입하여 측정한 결과, 최고 도달 온도는 151℃였다. 각 부재에 발열에 의한 손상은 인정되지 않았다.The temperature in the centrifugal molding machine was 35 ° C, the number of revolutions was 350 rpm, and the centrifugal time was 5 hours. At this time, the temperature change during curing was measured by inserting a thermocouple at the center of the adhesive, and the maximum temperature reached 151 占 폚. No damage due to heat was observed in each member.
경화 후, 100℃에서 24시간 열 처리하였다.After curing, heat treatment was performed at 100 캜 for 24 hours.
그 후, 결속부 성형용 지그(16, 17)와 핀(18)을 제거한 후, 제1 결속부(3)의 단부(도 3에 도시하는 C-C면)를 칩 소어식 회전 날로 커트하여, 중공사막(2)의 단부면을 개구시켰다.After the
이어서, 양단에 상부 캡(6), 하부 캡(7)을 설치하고, 도 1에 도시한 바와 같은 중공사막 모듈(100A)로 하였다. 그 후, 중공사막 모듈(100A)에 에탄올을 송액하여 여과를 행하고, 중공사막(2)의 세공 내를 에탄올로 채웠다. 이어서, RO(Reverse Osmosis)수를 송액하여 여과를 행하고, 에탄올을 RO수로 치환하였다.Subsequently, an
(b) 유리 전이 온도 측정 (b) Glass transition temperature measurement
(a)에서 경화한 접착제의 일부를 잘라내고, 가부시키가이샤 시마즈 세이사쿠쇼제 DSC-60 Plus를 사용하여 온도를 25℃로부터 300℃로 10℃/분으로 상승시켰을 때의 열량을 측정하여, 유리 전이 온도를 구하였다.a part of the adhesive cured in step (a) was cut out, and the amount of heat when the temperature was elevated from 25 占 폚 to 300 占 폚 at 10 占 폚 / min using DSC-60 Plus manufactured by Shimadzu Seisakusho Co., The transition temperature was determined.
결과를 표 1에 나타낸다. 유리 전이 온도는 103℃이며, 80℃의 온수를 여과하여 살균 등을 행하는 것이 가능하였다.The results are shown in Table 1. The glass transition temperature was 103 占 폚, and it was possible to perform sterilization or the like by filtering hot water at 80 占 폚.
(c) 인장 시험 (c) Tensile test
(a)와 동일한 조성, 경화 조건으로 JISK7113에 준거한 덤벨 시험편 1호를 5개 제작하고, JISK7161에 준거하여 인장 시험을 행하였다. 덤벨은 180℃ 분위기로 제어한 항온 텐실론에서 5mm/분으로 N=5로 인장 시험을 행하였다. 스트레인 게이지를 사용하여 구한 바, 푸아송비는 0.5였다.Five test pieces No. 1 according to JIS K7113 were prepared under the same composition and curing conditions as in (a), and tensile tests were conducted in accordance with JIS K7161. The dumbbell was subjected to a tensile test with N = 5 at 5 mm / min in a thermostatic ceylon controlled at 180 캜 atmosphere. Using a strain gauge, the Poisson's ratio was 0.5.
(d) 밀도 측정 (d) Density measurement
(a)와 동일한 조성, 경화 조건으로 시트를 제작하였다. 시트로부터 각 변7mm의 입방체 20개를 잘라내고, JISK0061에 준거하여 피크노미터법에 의해 180℃에서의 밀도를 산출한 결과 1.2g/ml였다. 측정은 N=2로 행하였다.A sheet was prepared under the same composition and curing conditions as in (a). Twenty cubes of 7 mm on each side were cut out from the sheet and the density at 180 캜 was calculated by the pycnometer method according to JISK0061 to be 1.2 g / ml. The measurement was performed with N = 2.
(e) 점탄성 측정 (e) Viscoelasticity measurement
(a)와 동일한 조성, 경화 조건으로 시트를 제작하였다. 시트로부터 두께 1mm, 폭 10mm, 길이 50mm의 시험편을 잘라내고, 동적 점탄성 장치(Rheogel-E4000, UBM제)를 사용하여, 25 내지 200℃의 온도 범위에서 5℃/분의 승온 속도로 가열하면서, 저장 탄성률 (E)의 온도 의존성을 측정하였다. 이때, 측정 길이를 20mm, 주파수를 10Hz, 인장 변형을 0.05%로 하였다. 측정은 N=3으로 행하고, 180℃에서 평균 저장 탄성률은 22MPa였다.A sheet was prepared under the same composition and curing conditions as in (a). A test piece having a thickness of 1 mm, a width of 10 mm and a length of 50 mm was cut out from the sheet and heated at a temperature raising rate of 5 캜 / min in a temperature range of 25 to 200 캜 using a dynamic viscoelastic device (Rheogel-E4000, The temperature dependency of the storage elastic modulus (E) was measured. At this time, the measurement length was 20 mm, the frequency was 10 Hz, and the tensile strain was 0.05%. The measurement was carried out at N = 3, and the average storage elastic modulus at 180 캜 was 22 MPa.
(f) Mc의 산출 (f) Calculation of Mc
(식 1)에 (c), (d), (e)에서 측정한 값을 대입하여 Mc를 산출하였다. 결과를 표 1에 나타낸다. Mc는 593이었다.Mc was calculated by substituting the values measured in (c), (d), and (e) in (Equation 1). The results are shown in Table 1. Mc was 593.
(실시예 2) (Example 2)
(a) 에폭시 수지의 경화 온도 측정 (a) Measurement of curing temperature of epoxy resin
결속부를 성형하는 접착제(포팅제)로서, 비스페놀 A형 에폭시 수지(미쯔비시 가가꾸 가부시끼가이샤제, JER825)와 지방족 환상 아민계 경화제(와코 쥰야쿠 고교 가부시키가이샤제, 4,4-메틸렌비스(시클로헥실아민))와 지방족 쇄상 아민계 경화제(와코 쥰야쿠 고교 가부시키가이샤제, 디에틸아미노프로필아민)를 질량비가 100:20:11이 되도록 혼합한 것 이외는, 실시예 1과 동일하다.(JER 825, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) and an alicyclic amine-based curing agent (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., 4,4-methylenebis (triphenylphosphine)) as an adhesive (potting agent) Cyclohexylamine)) and an aliphatic chain amine-based curing agent (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., diethylaminopropylamine) were mixed so that the mass ratio thereof was 100: 20: 11.
비스페놀 A형 에폭시 수지의 에폭시기수를, 비스(4-아미노시클로헥실)메탄을 주골격으로 하는 성분 중의 아미노기수로 나눈 값은 11.3이었다. 경화시에 달한 접착제의 최고 발열 온도는 153℃이며, 중공사막 모듈(100A)의 부재에 발열에 의한 손상은 부여하지 않았다.The value obtained by dividing the epoxy group number of the bisphenol A type epoxy resin by the number of amino groups in the component having bis (4-aminocyclohexyl) methane as the main skeleton was 11.3. The maximum heat generation temperature of the adhesive reached at the time of curing was 153 DEG C, and damage to the members of the hollow fiber membrane module 100A by heat was not given.
(b) 유리 전이 온도 측정 (b) Glass transition temperature measurement
(a)에서 경화한 접착제의 일부를 잘라내어, 실시예 1과 마찬가지로 유리 전이 온도를 구하였다. 결과를 표 1에 나타낸다. 유리 전이 온도는 99℃이며, 80℃의 온수로 살균 등을 행하는 것이 가능하였다.a part of the adhesive cured in step (a) was cut out, and the glass transition temperature was determined in the same manner as in Example 1. [ The results are shown in Table 1. The glass transition temperature was 99 占 폚, and sterilization with hot water at 80 占 폚 was possible.
(c) 인장 시험 (c) Tensile test
(a)와 동일한 조성으로 실시예 1과 마찬가지로 인장 시험을 행한 결과, 푸아송비는 0.5였다.(a) was subjected to a tensile test in the same manner as in Example 1. As a result, the Poisson's ratio was 0.5.
(d) 밀도 측정 (d) Density measurement
실시예 1과 마찬가지로 하여 피크노미터법으로 밀도를 산출한 결과, 1.0g/ml였다.The density was calculated by a pycnometer method in the same manner as in Example 1 and found to be 1.0 g / ml.
(e) 점탄성 측정 (e) Viscoelasticity measurement
실시예 1과 마찬가지로 하여 점탄성 시험을 행한 결과, 평균 저장 탄성률은 11MPa였다.A viscoelasticity test was conducted in the same manner as in Example 1, and the average storage elastic modulus was 11 MPa.
(f) Mc의 산출 (f) Calculation of Mc
(식 1)에 (c), (d), (e)에서 측정한 값을 대입하여 Mc를 산출하였다. 결과를 표 1에 나타낸다. Mc는 1020이었다.Mc was calculated by substituting the values measured in (c), (d), and (e) in (Equation 1). The results are shown in Table 1. Mc was 1020.
(실시예 3) (Example 3)
(a) 에폭시 수지의 경화 온도 측정 (a) Measurement of curing temperature of epoxy resin
결속부를 성형하는 접착제(포팅제)로서, 비스페놀 A형 에폭시 수지(미쯔비시 가가꾸 가부시끼가이샤제, JER828)와 지방족 환상 아민계 경화제(와코 쥰야쿠 고교 가부시키가이샤제, 4,4-메틸렌비스(시클로헥실아민))를 질량비가 100:31이 되도록 혼합한 것 이외는, 실시예 1과 동일하다.As a bonding agent (potting agent) for forming a binding portion, a bisphenol A type epoxy resin (JER828, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) and an aliphatic cyclic amine type curing agent (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., 4,4-methylene bis Cyclohexylamine)) were mixed in a mass ratio of 100: 31.
비스페놀 A형 에폭시 수지의 에폭시기수를, 비스(4-아미노시클로헥실)메탄을 주골격으로 하는 성분 중의 아미노기수로 나눈 값은 7.9였다. 경화시에 달한 접착제의 최고 발열 온도는 167℃이며, 중공사막 모듈(100A)의 부재에 발열에 의한 손상은 부여하지 않았다.The value obtained by dividing the epoxy group number of the bisphenol A type epoxy resin by the number of amino groups in the component having bis (4-aminocyclohexyl) methane as the main skeleton was 7.9. The maximum exothermic temperature of the adhesive reached at the time of curing was 167 DEG C, and the member of the hollow fiber membrane module 100A was not damaged by heat generation.
(b) 유리 전이 온도 측정 (b) Glass transition temperature measurement
(a)에서 경화한 접착제의 일부를 잘라내어, 실시예 1과 마찬가지로 유리 전이 온도를 구하였다. 유리 전이 온도는 148℃이며, 지환식 아민을 다량으로 사용함으로써 높은 유리 전이 온도를 나타내었다. 80℃의 온수로 살균, 나아가 125℃의 증기로 멸균 등을 행하는 것이 가능하였다.a part of the adhesive cured in step (a) was cut out, and the glass transition temperature was determined in the same manner as in Example 1. [ The glass transition temperature was 148 DEG C and a high glass transition temperature was exhibited by using a large amount of alicyclic amine. It was possible to perform sterilization by hot water at 80 DEG C, further sterilization by steam at 125 DEG C, and the like.
(c) 인장 시험 (c) Tensile test
(a)와 동일한 조성으로 실시예 1과 마찬가지의 방법으로 인장 시험을 행한 결과, 푸아송비는 0.5였다.(a), a tensile test was conducted in the same manner as in Example 1. As a result, the Poisson's ratio was 0.5.
(d) 밀도 측정 (d) Density measurement
실시예 1과 마찬가지로 하여 피크노미터법으로 밀도를 산출한 결과, 1.0g/ml였다.The density was calculated by a pycnometer method in the same manner as in Example 1 and found to be 1.0 g / ml.
(e) 점탄성 측정 (e) Viscoelasticity measurement
실시예 1과 마찬가지로 하여 점탄성 시험을 행한 결과, 평균 저장 탄성률은 36MPa였다.A viscoelasticity test was conducted in the same manner as in Example 1, and the average storage elastic modulus was 36 MPa.
(f) Mc의 산출 (f) Calculation of Mc
(식 1)에 (c), (d), (e)에서 측정한 값을 대입하여 Mc를 산출하였다. 결과를 표 1에 나타낸다. Mc는 300이었다.Mc was calculated by substituting the values measured in (c), (d), and (e) in (Equation 1). The results are shown in Table 1. Mc was 300.
(실시예 4) (Example 4)
(a) 에폭시 수지의 경화 온도 측정 (a) Measurement of curing temperature of epoxy resin
결속부를 성형하는 접착제(포팅제)로서, 비스페놀 A형 에폭시 수지(미쯔비시 가가꾸 가부시끼가이샤제, JER828)와 방향족 아민계 경화제(와코 쥰야쿠 고교 가부시키가이샤제, 비스(4-아미노페닐)메탄))를 질량비가 100:29가 되도록 혼합한 것 이외는, 실시예 1과 동일하다.(4-aminophenyl) methane (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) as an adhesive (potting agent) for forming a binding portion, a bisphenol A type epoxy resin (JER828 made by Mitsubishi Chemical Co., )) Were mixed so as to have a mass ratio of 100: 29.
비스페놀 A형 에폭시 수지의 에폭시기수를, 비스(4-아미노페닐)메탄을 주골격으로 하는 성분 중의 아미노기수로 나눈 값은 9.6이었다. 경화시에 달한 접착제의 최고 발열 온도는 154℃이며, 중공사막 모듈(100A)의 부재에 발열에 의한 손상은 부여하지 않았다.The value obtained by dividing the number of epoxy groups in the bisphenol A type epoxy resin by the number of amino groups in the component having bis (4-aminophenyl) methane as the main skeleton was 9.6. The maximum heat generation temperature of the adhesive reached at the time of curing was 154 deg. C, and the member of the hollow fiber membrane module 100A was not damaged by heat generation.
(b) 유리 전이 온도 측정 (b) Glass transition temperature measurement
(a)에서 경화한 접착제의 일부를 잘라내어, 실시예 1과 마찬가지로 유리 전이 온도를 구하였다. 유리 전이 온도는 152℃이며, 방향족 아민을 다량으로 사용함으로써 높은 유리 전이 온도를 나타내었다. 80℃의 온수로 살균, 나아가 125℃의 증기로 멸균 등을 행하는 것이 가능하였다.a part of the adhesive cured in step (a) was cut out, and the glass transition temperature was determined in the same manner as in Example 1. [ The glass transition temperature was 152 캜, and a high glass transition temperature was exhibited by using a large amount of aromatic amine. It was possible to perform sterilization by hot water at 80 DEG C, further sterilization by steam at 125 DEG C, and the like.
(c) 인장 시험 (c) Tensile test
(a)와 동일한 조성으로 실시예 1과 마찬가지의 방법으로 인장 시험을 행한 결과, 푸아송비는 0.5였다.(a), a tensile test was conducted in the same manner as in Example 1. As a result, the Poisson's ratio was 0.5.
(d) 밀도 측정 (d) Density measurement
실시예 1과 마찬가지로 하여 피크노미터법으로 밀도를 산출한 결과, 1.0g/ml였다.The density was calculated by a pycnometer method in the same manner as in Example 1 and found to be 1.0 g / ml.
(e) 점탄성 측정 (e) Viscoelasticity measurement
실시예 1과 마찬가지로 하여 점탄성 시험을 행한 결과, 평균 저장 탄성률은 13MPa였다.As a result of performing a viscoelasticity test in the same manner as in Example 1, the average storage elastic modulus was 13 MPa.
(f) Mc의 산출 (f) Calculation of Mc
(식 1)에 (c), (d), (e)에서 측정한 값을 대입하여 Mc를 산출하였다. 결과를 표 1에 나타낸다. Mc는 902였다.Mc was calculated by substituting the values measured in (c), (d), and (e) in (Equation 1). The results are shown in Table 1. Mc was 902.
(실시예 5) (Example 5)
(a) 중공사막의 제조 (a) Preparation of hollow fiber membrane
폴리에테르술폰(Victres 200) 20질량부, 폴리비닐피롤리돈(중량 평균 분자량 36만) 10질량부, N-메틸-2-피롤리돈 65질량부, 이소프로판올 5질량부를 혼합 용해하고, 이중관의 구금으로부터 토출하고, 바로 온도 20℃의 수중에서 고화하였다. 얻어진 중공사상 분리막을 에탄올에 침지시키고, 헥산에 더 침지시켜 탈수하였다. 그 후, 150℃ 분위기하에서 2시간 열처리를 행하고, 폴리비닐피롤리돈을 가교시켰다. 중공사막 절편을 용융하여 판상으로 성형하고, HDT 시험 장치(도요 세끼 세이사꾸쇼제 3M-2형)를 사용하여 비캣 연화 온도를 측정한 바, 220℃였다.20 parts by mass of polyethersulfone (Victres 200), 10 parts by mass of polyvinylpyrrolidone (weight average molecular weight 360,000), 65 parts by mass of N-methyl-2-pyrrolidone and 5 parts by mass of isopropanol were mixed and dissolved, Discharged from the cage, and immediately solidified in water at a temperature of 20 캜. The obtained hollow fiber separation membrane was immersed in ethanol, further immersed in hexane and dehydrated. Thereafter, heat treatment was performed for 2 hours in an atmosphere of 150 ° C to crosslink polyvinylpyrrolidone. The hollow fiber membrane slice was melted and molded into a plate, and the Vicat softening temperature was measured at 220 캜 using an HDT tester (Model 3M-2, manufactured by Toyo Seiki Seisakusho Co., Ltd.).
(b) 에폭시 수지의 경화 온도 측정 (b) Curing temperature measurement of epoxy resin
결속부를 성형하는 접착제를 합계 6000g(한쪽 단부당 3000g) 혼합한 것, 및 폴리에테르술폰제 중공사막을 사용한 것 이외는 실시예 1과 동일하다. 경화시에 달한 접착제의 최고 발열 온도는 176℃이며, 중공사막 모듈(100A)의 부재에 발열에 의한 손상은 부여하지 않았다.The same as Example 1 except that a total of 6000 g (3000 g per one end) of an adhesive for forming a binding portion and a polyethersulfone hollow fiber membrane were used. The maximum exothermic temperature of the adhesive reached at the time of curing was 176 DEG C, and no damage due to heat was given to the members of the hollow fiber membrane module 100A.
(c) 유리 전이 온도 측정 (c) Glass transition temperature measurement
(b)에서 경화한 접착제의 일부를 잘라내어, 실시예 1과 마찬가지로 유리 전이 온도를 구하였다. 결과를 표 1에 나타낸다. 유리 전이 온도는 103℃이며, 80℃의 온수를 여과하여 살균 등을 행하는 것이 가능하였다.a portion of the adhesive cured in (b) was cut out, and the glass transition temperature was determined in the same manner as in Example 1. [ The results are shown in Table 1. The glass transition temperature was 103 占 폚, and it was possible to perform sterilization or the like by filtering hot water at 80 占 폚.
(d) 인장 시험 (d) Tensile test
(b)와 동일한 조성으로 실시예 1과 마찬가지로 인장 시험을 행한 결과, 푸아송비는 0.5였다.(b) was subjected to a tensile test in the same manner as in Example 1. As a result, the Poisson's ratio was 0.5.
(e) 밀도 측정 (e) Density measurement
실시예 1과 마찬가지로 하여 피크노미터법으로 밀도를 산출한 결과, 1.2g/ml였다.The density was calculated by the pycnometer method in the same manner as in Example 1. The result was 1.2 g / ml.
(f) 점탄성 측정 (f) Viscoelasticity measurement
실시예 1과 마찬가지로 하여 점탄성 시험을 행한 결과, 평균 저장 탄성률은 22MPa였다.A viscoelasticity test was conducted in the same manner as in Example 1, and the average storage elastic modulus was 22 MPa.
(g) Mc의 산출 (g) Production of Mc
(식 1)에 (d), (e), (f)에서 측정한 값을 대입하여 Mc를 산출하였다. 결과를 표 1에 나타낸다. Mc는 593이었다.Mc was calculated by substituting the values measured in (d), (e), and (f) in (Formula 1). The results are shown in Table 1. Mc was 593.
(비교예 1) (Comparative Example 1)
(a) 에폭시 수지의 경화 온도 측정 (a) Measurement of curing temperature of epoxy resin
결속부를 성형하는 접착제(포팅제)로서, 비스페놀 A형 에폭시 수지(미쯔비시 가가꾸 가부시끼가이샤제, JER828)와 지방족 쇄상 아민계 경화제(와코 쥰야쿠 고교 가부시키가이샤제, 디에틸렌트리아민)를 질량비가 100:11이 되도록 혼합한 것 이외는, 실시예 1과 동일하다.As the adhesive (potting agent) for forming the binding portion, bisphenol A type epoxy resin (JER828 made by Mitsubishi Chemical Co., Ltd.) and an aliphatic chain amine curing agent (diethylene triamine made by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) Was 100: 11.
경화시에 달한 접착제의 최고 발열 온도는 191℃이며, 중공사막 모듈(100A)의 폴리불화비닐리덴제 중공사막(2)이 융해되었다. 또한, 폴리술폰제 제2 통상 케이스(15)와 제1 결속부(3)의 사이에 박리가 발생하였다.The maximum exothermic temperature of the adhesive reached at the time of curing was 191 ° C, and the polyvinylidene fluoride
(b) 유리 전이 온도 측정 (b) Glass transition temperature measurement
(a)에서 경화한 접착제의 일부를 잘라내어, 실시예 1과 마찬가지로 유리 전이 온도를 구하였다. 결과를 표 1에 나타낸다. 유리 전이 온도는 117℃였다. 80℃의 온수로 살균을 행한 바, 폴리술폰제 제2 통상 케이스(15)와 제1 결속부(3) 사이의 박리로부터 원수측의 유체가 여과액측으로 유출되었다.a part of the adhesive cured in step (a) was cut out, and the glass transition temperature was determined in the same manner as in Example 1. [ The results are shown in Table 1. The glass transition temperature was 117 占 폚. After sterilizing with hot water at 80 캜, the raw water-side fluid flowed out to the filtrate side from the separation between the polysulfone
(c) 인장 시험 (c) Tensile test
(a)와 동일한 조성으로 실시예 1과 마찬가지로 인장 시험을 행한 결과, 푸아송비는 0.5였다.(a) was subjected to a tensile test in the same manner as in Example 1. As a result, the Poisson's ratio was 0.5.
(d) 밀도 측정 (d) Density measurement
실시예 1과 마찬가지로 하여 피크노미터법으로 밀도를 산출한 결과, 1.1g/ml였다.The density was calculated by a pycnometer method in the same manner as in Example 1. As a result, it was 1.1 g / ml.
(e) 점탄성 측정 (e) Viscoelasticity measurement
실시예 1과 마찬가지로 하여 점탄성 시험을 행한 결과, 평균 저장 탄성률은 98MPa였다.As a result of performing a viscoelasticity test in the same manner as in Example 1, the average storage elastic modulus was 98 MPa.
(f) Mc의 산출 (f) Calculation of Mc
(식 1)에 (c), (d), (e)에서 측정한 값을 대입하여 Mc를 산출하였다. 결과를 표 1에 나타낸다. Mc는 130으로 낮았다.Mc was calculated by substituting the values measured in (c), (d), and (e) in (Equation 1). The results are shown in Table 1. Mc was as low as 130.
(비교예 2) (Comparative Example 2)
(a) 에폭시 수지의 경화 온도 측정 (a) Measurement of curing temperature of epoxy resin
결속부를 성형하는 접착제(포팅제)로서, 비스페놀 A형 에폭시 수지(미쯔비시 가가꾸 가부시끼가이샤제, JER828)와 지방족 쇄상 아민계 경화제(와코 쥰야쿠 고교 가부시키가이샤제, 테트라에틸렌펜타민)를 질량비가 100:15가 되도록 혼합한 것 이외는, 실시예 1과 동일하다.A bisphenol A type epoxy resin (JER828, manufactured by Mitsubishi Chemical Co., Ltd.) and an aliphatic chain amine curing agent (tetraethylenepentamine, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) were mixed in a mass ratio Was 100: 15, as in Example 1.
경화시에 달한 접착제의 최고 발열 온도는 200℃이며, 중공사막 모듈(100A)의 폴리불화비닐리덴제 중공사막(2)이 융해되었다. 또한, 폴리술폰제 제2 통상 케이스(15)와 제1 결속부(3)의 사이에 박리가 발생하였다.The maximum exothermic temperature of the adhesive reached at the time of curing was 200 ° C, and the polyvinylidene fluoride
(b) 유리 전이 온도 측정 (b) Glass transition temperature measurement
(a)에서 경화한 접착제의 일부를 잘라내어, 실시예 1과 마찬가지로 유리 전이 온도를 구하였다. 결과를 표 1에 나타낸다. 유리 전이 온도는 119℃였다. 80℃의 온수로 살균을 행한 바, 폴리술폰제 제2 통상 케이스(15)와 제1 결속부(3) 사이의 박리로부터 원수측의 유체가 여과액측으로 유출되었다.a part of the adhesive cured in step (a) was cut out, and the glass transition temperature was determined in the same manner as in Example 1. [ The results are shown in Table 1. The glass transition temperature was 119 占 폚. After sterilizing with hot water at 80 캜, the raw water-side fluid flowed out to the filtrate side from the separation between the polysulfone
(c) 인장 시험 (c) Tensile test
(a)와 동일한 조성으로 실시예 1과 마찬가지로 인장 시험을 행한 결과, 푸아송비는 0.5였다.(a) was subjected to a tensile test in the same manner as in Example 1. As a result, the Poisson's ratio was 0.5.
(d) 밀도 측정 (d) Density measurement
실시예 1과 마찬가지로 하여 피크노미터법으로 밀도를 산출한 결과, 1.1g/ml였다.The density was calculated by a pycnometer method in the same manner as in Example 1. As a result, it was 1.1 g / ml.
(e) 점탄성 측정 (e) Viscoelasticity measurement
실시예 1과 마찬가지로 하여 점탄성 시험을 행한 결과, 평균 저장 탄성률은 117MPa였다.As a result of the viscoelasticity test in the same manner as in Example 1, the average storage elastic modulus was 117 MPa.
(f) Mc의 산출 (f) Calculation of Mc
(식 1)에 (c), (d), (e)에서 측정한 값을 대입하여 Mc를 산출하였다. 결과를 표 1에 나타낸다. Mc는 109로 낮았다.Mc was calculated by substituting the values measured in (c), (d), and (e) in (Equation 1). The results are shown in Table 1. Mc was as low as 109.
(비교예 3) (Comparative Example 3)
(a) 에폭시 수지의 경화 온도 측정 (a) Measurement of curing temperature of epoxy resin
결속부를 성형하는 접착제(포팅제)로서, 비스페놀 A형 에폭시 수지(미쯔비시 가가꾸 가부시끼가이샤제, JER828)와 지방족 쇄상 아민계 경화제(와코 쥰야쿠 고교 가부시키가이샤제, 디에틸아미노프로필아민)를 질량비가 100:35가 되도록 혼합한 것 이외는, 실시예 1과 동일하다.(JER 828, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) and an aliphatic chain amine-based curing agent (diethylaminopropylamine, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) as an adhesive (potting agent) Was mixed so that the weight ratio was 100: 35.
경화시에 달한 접착제의 최고 발열 온도는 150℃이며, 중공사막 모듈(100A)의 부재에 발열에 의한 손상은 부여하지 않았다.The maximum heat generation temperature of the adhesive reached at the time of curing was 150 DEG C, and no damage due to heat generation was given to the members of the hollow fiber membrane module 100A.
(b) 유리 전이 온도 측정 (b) Glass transition temperature measurement
(a)에서 경화한 접착제의 일부를 잘라내어, 실시예 1과 마찬가지로 유리 전이 온도를 구하였다. 결과를 표 1에 나타낸다. 유리 전이 온도는 43℃이며, 80℃의 온수로 살균 등을 행했을 때에 에폭시 수지의 강도가 현저하게 저하되고, 원수측의 유체가 여과액측으로 유출되었다.a part of the adhesive cured in step (a) was cut out, and the glass transition temperature was determined in the same manner as in Example 1. [ The results are shown in Table 1. The glass transition temperature was 43 캜. When sterilization was conducted with hot water at 80 캜, the strength of the epoxy resin remarkably decreased, and the fluid on the raw water side flowed out toward the filtrate.
(c) 인장 시험 (c) Tensile test
(a)와 동일한 조성으로 80℃의 분위기 온도에서 실시한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지의 방법으로 인장 시험을 행한 결과, 푸아송비는 0.5였다.A Poisson's ratio was 0.5 as a result of carrying out a tensile test in the same manner as in Example 1, except that the composition was the same composition as that of Example 1 (a) at an ambient temperature of 80 캜.
(d) 밀도 측정 (d) Density measurement
80℃의 분위기 온도에서 실시한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 피크노미터법으로 밀도를 산출한 결과, 1.0g/ml였다.The density was calculated by a pycnometer method in the same manner as in Example 1, except that the operation was carried out at an ambient temperature of 80 캜. As a result, the density was 1.0 g / ml.
(e) 점탄성 측정 (e) Viscoelasticity measurement
실시예 1과 마찬가지로 하여 점탄성 시험을 행한 결과, 80℃에서의 평균 저장 탄성률은 7MPa였다.A viscoelasticity test was conducted in the same manner as in Example 1, and the average storage elastic modulus at 80 캜 was 7 MPa.
(f) Mc의 산출 (f) Calculation of Mc
(식 1)에 (c), (d), (e)에서 측정한 값을 대입하여 Mc를 산출하였다. 결과를 표 1에 나타낸다. Mc는 1781로 컸다.Mc was calculated by substituting the values measured in (c), (d), and (e) in (Equation 1). The results are shown in Table 1. Mc was as large as 1781.
(비교예 4) (Comparative Example 4)
(a) 에폭시 수지의 경화 온도 측정 (a) Measurement of curing temperature of epoxy resin
결속부를 성형하는 접착제(포팅제)로서, 다관능형 에폭시 수지(미쯔비시 가가꾸 가부시끼가이샤제, JER604)와 지방족 환상 아민계 경화제(와코 쥰야쿠 고교 가부시키가이샤제, 4,4-메틸렌비스(시클로헥실아민))를 질량비가 100:44가 되도록 혼합한 것 이외는, 실시예 1과 동일하다.(JER 604, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) and an aliphatic cyclic amine-based curing agent (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., 4,4-methylenebis (cyclohexane) Hexylamine)) were mixed in a mass ratio of 100: 44.
경화시에 달한 접착제의 최고 발열 온도는 195℃이며, 중공사막 모듈(100A)의 폴리불화비닐리덴제 중공사막(2)이 융해되었다. 또한, 폴리술폰제 제2 통상 케이스(15)와 제1 결속부(3)의 사이에 박리가 발생하였다.The maximum heat generation temperature of the adhesive reached at the time of curing was 195 DEG C, and the polyvinylidene fluoride
(b) 유리 전이 온도 측정 (b) Glass transition temperature measurement
(a)에서 경화한 접착제의 일부를 잘라내어, 실시예 1과 마찬가지로 유리 전이 온도를 구하였다. 결과를 표 1에 나타낸다. 유리 전이 온도는 114℃였다. 80℃의 온수로 살균을 행한 바, 폴리술폰제 제2 통상 케이스(15)와 제1 결속부(3) 사이의 박리로부터 원수측의 유체가 여과액측으로 유출되었다.a part of the adhesive cured in step (a) was cut out, and the glass transition temperature was determined in the same manner as in Example 1. [ The results are shown in Table 1. The glass transition temperature was 114 占 폚. After sterilizing with hot water at 80 캜, the raw water-side fluid flowed out to the filtrate side from the separation between the polysulfone
(c) 인장 시험 (c) Tensile test
(a)와 동일한 조성으로 실시예 1과 마찬가지로 인장 시험을 행한 결과, 푸아송비는 0.5였다.(a) was subjected to a tensile test in the same manner as in Example 1. As a result, the Poisson's ratio was 0.5.
(d) 밀도 측정 (d) Density measurement
실시예 1과 마찬가지로 하여 피크노미터법으로 밀도를 산출한 결과, 1.1g/ml였다.The density was calculated by a pycnometer method in the same manner as in Example 1. As a result, it was 1.1 g / ml.
(e) 점탄성 측정 (e) Viscoelasticity measurement
실시예 1과 마찬가지로 하여 점탄성 시험을 행한 결과, 평균 저장 탄성률은 101MPa였다.A viscoelasticity test was conducted in the same manner as in Example 1, and the average storage elastic modulus was 101 MPa.
(f) Mc의 산출 (f) Calculation of Mc
(식 1)에 (c), (d), (e)에서 측정한 값을 대입하여 Mc를 산출하였다. 결과를 표 1에 나타낸다. Mc는 120으로 작았다.Mc was calculated by substituting the values measured in (c), (d), and (e) in (Equation 1). The results are shown in Table 1. Mc was as small as 120.
(비교예 5) (Comparative Example 5)
(a) 에폭시 수지의 경화 온도 측정 (a) Measurement of curing temperature of epoxy resin
결속부를 성형하는 접착제(포팅제)로서, 비스페놀 A형 에폭시 수지(미쯔비시 가가꾸 가부시끼가이샤제, JER828)와 지방족 환상 아민계 경화제(와코 쥰야쿠 고교 가부시키가이샤제, 4,4-메틸렌비스(시클로헥실아민))와, 방향족 아민계 경화제(미쯔비시 가가꾸 가부시끼가이샤제, JER 큐어 W)를 질량비가 100:79:20이 되도록 혼합한 것 이외는, 실시예 1과 동일하다.As a bonding agent (potting agent) for forming a binding portion, a bisphenol A type epoxy resin (JER828, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) and an aliphatic cyclic amine type curing agent (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., 4,4-methylene bis Cyclohexylamine)) and an aromatic amine-based curing agent (JER CURE W manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) so as to have a mass ratio of 100: 79: 20.
비스페놀 A형 에폭시 수지의 에폭시기수를, 비스(4-아미노시클로헥실)메탄을 주골격으로 하는 성분 중의 아미노기수로 나눈 값은 3.1이었다. 경화시에 달한 접착제의 최고 발열 온도는 130℃이며, 중공사막 모듈(100A)의 부재에 발열에 의한 손상은 부여하지 않았다.The value obtained by dividing the epoxy group number of the bisphenol A type epoxy resin by the number of amino groups in the component having bis (4-aminocyclohexyl) methane as the main skeleton was 3.1. The maximum exothermic temperature of the adhesive reached at the time of curing was 130 DEG C, and no damage due to heat was given to the members of the hollow fiber membrane module 100A.
(b) 유리 전이 온도 측정 (b) Glass transition temperature measurement
(a)에서 경화한 접착제의 일부를 잘라내어, 실시예 1과 마찬가지로 유리 전이 온도를 측정한 결과, 70℃였다. 80℃의 온수로 살균 등을 행했을 때에 에폭시 수지의 강도가 현저하게 저하되고, 원수측의 유체가 여과액측으로 유출되었다.a part of the adhesive cured in (a) was cut out, and the glass transition temperature was measured in the same manner as in Example 1, and as a result, it was 70 ° C. The strength of the epoxy resin was remarkably lowered and the fluid on the raw water side flowed out to the filtrate side when sterilized by hot water at 80 ° C.
비스페놀 A형 에폭시 수지의 에폭시기수를, 비스(4-아미노시클로헥실)메탄을 주골격으로 하는 성분 중의 아미노기수로 나눈 값이 3.1로 작았기 때문으로 생각된다.The value obtained by dividing the epoxy group number of the bisphenol A type epoxy resin by the number of amino groups in the component having bis (4-aminocyclohexyl) methane as the main skeleton was 3.1.
(c) 인장 시험 (c) Tensile test
(a)와 동일한 조성으로 25℃의 분위기 온도에서 실시한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 인장 시험을 행한 결과, 덤벨 시험편이 척으로 파지했을 때에 파손되어, 측정 불가능하였다. 강도가 현저하게 낮기 때문이라고 예상된다.A tensile test was carried out in the same manner as in Example 1 except that the test piece was subjected to the same composition as in Example 1 (a) at an atmospheric temperature of 25 캜. As a result, the dumbbell test piece was broken when held by a chuck. It is expected that the strength is remarkably low.
(d) 밀도 측정 (d) Density measurement
실시예 1과 마찬가지로 하여 피크노미터법으로 밀도를 산출한 결과, 1.2g/ml였다.The density was calculated by the pycnometer method in the same manner as in Example 1. The result was 1.2 g / ml.
(e) 점탄성 측정 (e) Viscoelasticity measurement
실시예 1과 마찬가지로 하여 점탄성 시험을 행한 결과, 시험편이 척으로 파지했을 때에 파손되어, 측정 불가능하였다. 강도가 현저하게 낮기 때문이라고 예상된다.As a result of performing the viscoelasticity test in the same manner as in Example 1, the test piece was broken when it was held by the chuck, and measurement was impossible. It is expected that the strength is remarkably low.
(비교예 6) (Comparative Example 6)
(a) 에폭시 수지의 경화 온도 측정 (a) Measurement of curing temperature of epoxy resin
결속부를 성형하는 접착제(포팅제)로서, 비스페놀 A형 에폭시 수지(미쯔비시 가가꾸 가부시끼가이샤제, JER828)와 지방족 환상 아민계 경화제(와코 쥰야쿠 고교 가부시키가이샤제, 4,4-메틸렌비스(시클로헥실아민))와 지방족 쇄상 아민계 경화제(와코 쥰야쿠 고교 가부시키가이샤제, 디에틸아미노프로필아민)를 질량비가 100:11:25가 되도록 혼합하였다.As a bonding agent (potting agent) for forming a binding portion, a bisphenol A type epoxy resin (JER828, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) and an aliphatic cyclic amine type curing agent (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., 4,4-methylene bis Cyclohexylamine) and an aliphatic chain amine-based curing agent (Wako Pure Chemical Industries, Ltd., diethylaminopropylamine) were mixed in a mass ratio of 100: 11: 25.
비스페놀 A형 에폭시 수지의 에폭시기수를, 비스(4-아미노시클로헥실)메탄을 주골격으로 하는 성분 중의 아미노기수로 나눈 값은 25.9였다. 경화시에 달한 접착제의 최고 발열 온도는 148℃이며, 중공사막 모듈(100A)의 부재에 발열에 의한 손상은 부여하지 않았다.The value obtained by dividing the epoxy group number of the bisphenol A type epoxy resin by the number of amino groups in the component having bis (4-aminocyclohexyl) methane as the main skeleton was 25.9. The maximum heat generation temperature of the adhesive reached at the time of curing was 148 deg. C, and no damage due to heat was given to the members of the hollow fiber membrane module 100A.
(b) 유리 전이 온도 측정 (b) Glass transition temperature measurement
(a)에서 경화한 접착제의 일부를 잘라내어, 실시예 1과 마찬가지로 유리 전이 온도를 구하였다. 결과를 표 1에 나타낸다. 유리 전이 온도는 60℃이며, 80℃의 온수로 살균 등을 행했을 때에 에폭시 수지의 강도가 현저하게 저하되고, 원수측의 유체가 여과액측으로 유출되었다.a part of the adhesive cured in step (a) was cut out, and the glass transition temperature was determined in the same manner as in Example 1. [ The results are shown in Table 1. The glass transition temperature was 60 캜. When sterilization with hot water at 80 캜 was carried out, the strength of the epoxy resin remarkably decreased, and the fluid on the raw water side flowed out toward the filtrate.
(c) 인장 시험 (c) Tensile test
(a)와 동일한 조성으로 80℃의 분위기 온도에서 실시한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지의 방법으로 인장 시험을 행한 결과, 푸아송비는 0.5였다.A Poisson's ratio was 0.5 as a result of carrying out a tensile test in the same manner as in Example 1, except that the composition was the same composition as that of Example 1 (a) at an ambient temperature of 80 캜.
(d) 밀도 측정 (d) Density measurement
80℃의 분위기 온도에서 실시한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 피크노미터법으로 밀도를 산출한 결과, 1.3g/ml였다.The density was calculated by a pycnometer method in the same manner as in Example 1, except that the operation was performed at an ambient temperature of 80 캜, and as a result, it was 1.3 g / ml.
(e) 점탄성 측정 (e) Viscoelasticity measurement
실시예 1과 마찬가지로 하여 점탄성 시험을 행한 결과, 평균 저장 탄성률은 8MPa였다.As a result of performing a viscoelasticity test in the same manner as in Example 1, the average storage elastic modulus was 8 MPa.
(f) Mc의 산출 (f) Calculation of Mc
(식 1)에 (c), (d), (e)에서 측정한 값을 대입하여 Mc를 산출하였다. 결과를 표 1에 나타낸다. Mc는 1776으로 컸다.Mc was calculated by substituting the values measured in (c), (d), and (e) in (Equation 1). The results are shown in Table 1. Mc was big at 1776.
(비교예 7) (Comparative Example 7)
(a) 에폭시 수지의 경화 온도 측정 (a) Measurement of curing temperature of epoxy resin
결속부를 성형하는 접착제를 합계 6000g(한쪽 단부당 3000g) 혼합한 것 이외는, 실시예 1과 동일하다. 경화시에 달한 접착제의 최고 발열 온도는 176℃이며, 중공사막 모듈(100A)의 폴리불화비닐리덴제 중공사막(2)이 일부 융해되었다.The same as Example 1 except that a total of 6000 g (3000 g per one end) of the adhesive for forming the binding portion was mixed. The maximum exothermic temperature of the adhesive reached at the time of curing was 176 DEG C, and the polyvinylidene fluoride
(b) 유리 전이 온도 측정 (b) Glass transition temperature measurement
(a)에서 경화한 접착제의 일부를 잘라내어, 실시예 1과 마찬가지로 유리 전이 온도를 구하였다. 결과를 표 1에 나타낸다. 유리 전이 온도는 103℃였다. 80℃의 온수로 살균을 행한 바, 융해된 폴리불화비닐리덴제 중공사막(2)과 제1 결속부(3) 사이의 박리로부터 원수측의 유체가 여과액측으로 유출되었다.a part of the adhesive cured in step (a) was cut out, and the glass transition temperature was determined in the same manner as in Example 1. [ The results are shown in Table 1. The glass transition temperature was 103 占 폚. The fluid at the raw water side flowed out to the filtrate side from the peeling between the molten polyvinylidene fluoride
(c) 인장 시험 (c) Tensile test
(a)와 동일한 조성으로 실시예 1과 마찬가지로 인장 시험을 행한 결과, 푸아송비는 0.5였다.(a) was subjected to a tensile test in the same manner as in Example 1. As a result, the Poisson's ratio was 0.5.
(d) 밀도 측정 (d) Density measurement
실시예 1과 마찬가지로 하여 피크노미터법으로 밀도를 산출한 결과, 1.2g/ml였다.The density was calculated by the pycnometer method in the same manner as in Example 1. The result was 1.2 g / ml.
(e) 점탄성 측정 (e) Viscoelasticity measurement
실시예 1과 마찬가지로 하여 점탄성 시험을 행한 결과, 평균 저장 탄성률은 22MPa였다.A viscoelasticity test was conducted in the same manner as in Example 1, and the average storage elastic modulus was 22 MPa.
(f) Mc의 산출 (f) Calculation of Mc
(식 1)에 (c), (d), (e)에서 측정한 값을 대입하여 Mc를 산출하였다. 결과를 표 1에 나타낸다. Mc는 593이었다.Mc was calculated by substituting the values measured in (c), (d), and (e) in (Equation 1). The results are shown in Table 1. Mc was 593.
본 발명을 상세하게 특정한 실시 양태를 참조하여 설명했지만, 본 발명의 정신과 범위를 일탈하지 않고 다양한 변경이나 수정을 가할 수 있는 것은 당업자에게 명확하다. 본 출원은 2016년 1월 29일 출원된 일본 특허 출원(특원2016-015154)에 기초한 것이며, 그의 내용은 여기에 참조로서 도입된다.Although the present invention has been described in detail with reference to specific embodiments thereof, it will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made without departing from the spirit and scope of the present invention. The present application is based on Japanese Patent Application (Japanese Patent Application No. 2016-015154) filed on January 29, 2016, the contents of which are incorporated herein by reference.
본 발명의 중공사막 모듈은 높은 온도 영역에서 사용할 수 있으며, 특히 피여과액이 고온인 경우나, 온수 살균, 증기 멸균이 필요한 프로세스에 적용할 수 있다. 또한, 본 발명의 중공사막 모듈은 접착제의 경화시의 발열을 억제할 수 있기 때문에, 대용량의 접착제를 동시에 경화시켜, 중합체제 중공사막을 결속하는 것이 가능하고, 그 때문에 장치 부피당의 막 면적이 큰 중합체제 중공사막 모듈을 저렴하게 제조할 수 있다.The hollow fiber membrane module of the present invention can be used in a high temperature range, and can be applied particularly to processes requiring a high temperature of the feed liquid, hot water sterilization, and steam sterilization. In addition, since the hollow fiber membrane module of the present invention can suppress the heat generation at the time of curing of the adhesive, it is possible to simultaneously cure the adhesive of a large capacity to bind the hollow fiber membrane made of the polymer, The polymer hollow fiber membrane module can be manufactured at low cost.
이에 의해, 중공사막 모듈의 막 면적당의 제조 원가를 저감할 수 있음과 함께, 프로세스 중에 사용하는 중공사막 모듈의 개수를 저감할 수 있기 때문에, 밸브, 관리 기기 등을 동시에 삭감할 수 있어, 공업적으로 매우 유리하다.This makes it possible to reduce the manufacturing cost per membrane area of the hollow fiber membrane module and reduce the number of the hollow fiber membrane modules used in the process. Therefore, it is possible to simultaneously reduce the number of valves, management devices, and the like, .
100A: 중공사막 모듈
100B: 중공사막 모듈
100C: 중공사막 모듈
1: 통상 케이스
1A: 플랜지부
1B: 플랜지부
2: 중공사막
3: 제1 결속부
4: 제2 결속부
5: 구멍
6: 상부 캡
6A: 단차부
7: 하부 캡
8: 여과액 출구
9: 피여과액 유입구
10: 가스킷
11: 피여과액 출구
12: 중공사막 다발
14: 정류 구멍
15: 제2 통상 케이스
16: 제1 결속부 성형용 지그
17: 제2 결속부 성형용 지그
18: 핀
19: 포팅제 투입기
20: 피여과액 출구
21: 피여과액 유입구
22: 여과액 출구
23: 여과액 출구
24: 시일재
25: 시일재
26: 시일재 100A: Hollow Fiber Membrane Module
100B: Hollow Fiber Membrane Module
100C: Hollow Fiber Membrane Module
1: Normal Case
1A: flange portion
1B: flange portion
2: hollow fiber membrane
3: first binding portion
4: second binding portion
5: hole
6: Upper cap
6A:
7: Lower cap
8: Filtrate outlet
9: overflow inlet
10: Gasket
11: Excess payment amount exit
12: Hollow fiber membrane bundle
14: rectification hole
15: Second Normal Case
16: jig for forming first binding part
17: jig for forming the second binding portion
18: pin
19: Potting agent
20: Excess payment amount exit
21: Fluid overflow inlet
22: Filtrate outlet
23: Filtrate outlet
24: Seal material
25: Seal material
26: Seal material
Claims (11)
Mc=2(1+μ)ρRT/E (식 1)
μ: 푸아송비, ρ: 밀도(g/m3), R: 기체 상수(J/K/mol),
T: 절대 온도(K), E: 저장 탄성률(Pa)
VST≥5.78×W/Mc+420 (식 2)
VST: 중공사막의 비캣 연화 온도(K), W: 중공부가 개구된 결속부 하나의 중량(g) A hollow fiber membrane bundle having a plurality of hollow fiber membranes housed in the ordinary case, and at least one binding section for binding the plurality of hollow fiber membranes, wherein the binding section contains an adhesive agent, and the adhesive agent has a glass transition temperature Is not less than 80 DEG C and not more than 160 DEG C, and Mc is expressed by the formula (1) of the adhesive, the weight W of the binding portion binding in a state in which the hollow portion of the hollow fiber membrane is opened and the Vicat softening temperature VST Wherein the hollow fiber membrane module satisfies equation (2).
Mc = 2 (1 + μ) ρRT / E (Equation 1)
(g / m 3 ), R is the gas constant (J / K / mol), μ is the Poisson's ratio,
T: absolute temperature (K), E: storage elastic modulus (Pa)
VST? 5.78 × W / Mc + 420 (Equation 2)
VST: Vicat softening temperature (K) of the hollow fiber membrane, W: Weight (g)
Mc=2(1+μ)ρRT/E (식 1)
μ: 푸아송비, ρ: 밀도(g/m3), R: 기체 상수(J/K/mol),
T: 절대 온도(K), E: 저장 탄성률(Pa)
VST≥5.78×W/Mc+420 (식 2)
VST: 중공사막의 비캣 연화 온도(K), W: 중공부가 개구된 결속부 하나의 중량(g)A hollow fiber membrane module comprising a normal case, a hollow fiber membrane bundle having a plurality of hollow fiber membranes housed in the ordinary case, and at least one binding portion for binding the plurality of hollow fiber membranes, wherein the binding portion contains an adhesive , A glass transition temperature of the adhesive is 80 ° C or more and less than 160 ° C, and Mc is expressed by the formula 1 of the adhesive, the weight W of the binding portion bound in a state where the hollow portion of the hollow fiber membrane is opened, Wherein the adhesive agent and the hollow fiber membrane are selected so that the Vicat softening temperature VST of the hollow fiber membrane satisfies the formula (2).
Mc = 2 (1 + μ) ρRT / E (Equation 1)
(g / m 3 ), R is the gas constant (J / K / mol), μ is the Poisson's ratio,
T: absolute temperature (K), E: storage elastic modulus (Pa)
VST? 5.78 × W / Mc + 420 (Equation 2)
VST: Vicat softening temperature (K) of the hollow fiber membrane, W: Weight (g)
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Cited By (2)
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---|---|---|---|---|
KR20210124164A (en) * | 2020-01-07 | 2021-10-14 | 한국원자력연구원 | Ceramic filter for selective radioactive material removal and manufacturing method thereof |
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---|---|---|---|---|
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Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0483518A (en) * | 1990-07-27 | 1992-03-17 | Mitsubishi Rayon Co Ltd | Membrane module |
JPH09290138A (en) * | 1996-04-25 | 1997-11-11 | Kitz Corp | Hollow fiber type separation membrane module |
JP2000185220A (en) | 1998-12-24 | 2000-07-04 | Asahi Chem Ind Co Ltd | Hollow fiber membrane module |
JP2002346345A (en) * | 2001-03-23 | 2002-12-03 | Toray Ind Inc | Method for producing hollow fiber membrane module |
US20030015823A1 (en) * | 2001-07-18 | 2003-01-23 | Hydranautics | Method for forming a thick section, thermoset, solid casting |
JP2007167806A (en) * | 2005-12-26 | 2007-07-05 | Daicen Membrane Systems Ltd | Membrane module |
WO2010014010A2 (en) | 2008-08-01 | 2010-02-04 | Algae-Tech Ltd | Algae growth system |
KR20160004278A (en) * | 2013-04-25 | 2016-01-12 | 도레이 카부시키가이샤 | Cartridge type hollow fiber membrane module |
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---|---|---|---|---|
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Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0483518A (en) * | 1990-07-27 | 1992-03-17 | Mitsubishi Rayon Co Ltd | Membrane module |
JPH09290138A (en) * | 1996-04-25 | 1997-11-11 | Kitz Corp | Hollow fiber type separation membrane module |
JP2000185220A (en) | 1998-12-24 | 2000-07-04 | Asahi Chem Ind Co Ltd | Hollow fiber membrane module |
JP2002346345A (en) * | 2001-03-23 | 2002-12-03 | Toray Ind Inc | Method for producing hollow fiber membrane module |
US20030015823A1 (en) * | 2001-07-18 | 2003-01-23 | Hydranautics | Method for forming a thick section, thermoset, solid casting |
JP2007167806A (en) * | 2005-12-26 | 2007-07-05 | Daicen Membrane Systems Ltd | Membrane module |
WO2010014010A2 (en) | 2008-08-01 | 2010-02-04 | Algae-Tech Ltd | Algae growth system |
KR20160004278A (en) * | 2013-04-25 | 2016-01-12 | 도레이 카부시키가이샤 | Cartridge type hollow fiber membrane module |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20210124164A (en) * | 2020-01-07 | 2021-10-14 | 한국원자력연구원 | Ceramic filter for selective radioactive material removal and manufacturing method thereof |
KR20220165785A (en) * | 2020-05-15 | 2022-12-15 | 도레이 카부시키가이샤 | Manufacturing method of cartridge type hollow fiber membrane module |
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