TWI554327B - 中空絲膜模組及其製造方法 - Google Patents

Description

中空絲膜模組及其製造方法

本發明是有關於一種中空絲膜模組及其製造方法。

本申請基於2014年3月10日在日本提出申請的日本專利特願2014-046873號而主張優先權，並將其內容引用至本申請中。

近年，各家庭等通常使用淨化自來水的淨水器。此種淨水器多已知有使用中空絲膜模組作為過濾材料者。

所述中空絲膜模組已知有：在圓筒狀的殼體內裝填將許多根中空絲膜彎曲而形成的中空絲膜束，並在所述殼體內注入固定用樹脂而將所述中空絲膜束的與彎曲部相反之側固定於所述殼體的底部而成者。

裝填、收容於殼體內的中空絲膜束通常是將許多根中空絲膜彎曲成U字狀而成者。然而，若僅將中空絲膜彎曲為U字狀，尤其是在將所述中空絲膜束收容於圓筒狀的殼體的情形時，中空絲膜的填充效率變低，從而難以提高過濾性能。即，在僅將中空絲膜彎曲為U字狀而形成中空絲膜束的情形時，所述中空絲膜束的俯視形狀為大致矩形形狀或長圓形形狀，因此俯視時為直線的 部位與俯視為圓形的殼體的內表面之間形成空隙，結果填充效率變低。另外，如所述般填充效率變低，因此難以在獲得規定的過濾性能的需求的基礎上實現模組的小型化。

因此，專利文獻1的淨水用濾芯(cartridge)中將中空絲膜彎曲為U字狀而形成中空絲膜束，且進而將所述中空絲膜束擰扭而收容於殼體，藉此提高中空絲膜的填充效率。

另外，專利文獻2的中空絲膜模組中構成為將使中空絲膜彎曲為U字狀而成的中空絲膜束細分為多個。

進而，專利文獻3的中空絲膜模組中將許多根中空絲膜的束彎曲且擰扭而收納於殼體。

[現有技術文獻]

[專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開平6-142650號公報

[專利文獻2]日本專利實開平7-24430號公報

[專利文獻3]日本專利特開平7-213872號公報

然而，在如專利文獻1或專利文獻3般擰扭中空絲膜束而形成中空絲膜模組的情形時，在已擰扭的部位中空絲膜彼此相互密接，因此所述密接部分無法被有效地應用於過濾，從而無法達成過濾性能的充分提高。

另外，所述中空絲膜束與殼體的內表面之間產生的空隙亦未 被消除而仍然殘留。

另外，如上所述，在製造中空絲膜模組的情形時，向殼體內注入固定用樹脂而將中空絲膜束的與彎曲部相反之側固定於殼體的底部，但如專利文獻1~專利文獻3般的中空絲膜模組中，需要例如使用專用的工具從殼體的一側等進行固定用樹脂的注入來填充至殼體的底部，從而難以沿殼體的直徑方向均勻地注入、填充固定用樹脂。

因此，中空絲膜束對殼體的底部的固定、或中空絲膜間的密封等出現不均，故為了確實地固定、密封中空絲膜束的底部，必須充分地增厚(增高)固定用樹脂的層高。

然而，若如所述般充分地增厚固定用樹脂的層高，則與此相應地會阻礙中空絲膜模組的小型化。

本發明是鑒於所述情況而成，其目的在於提供一種提高中空絲膜對殼體的填充效率且提升過濾性能、並且能夠實現小型化的中空絲膜模組及其製造方法。

為了達成所述目的，本發明的中空絲膜模組是在筒狀的殼體內裝填將許多根中空絲膜彎曲為U字狀的中空絲膜束，並向該殼體內注入固定用樹脂而將所述中空絲膜束的與彎曲部相反之側固定於所述殼體的底部而成的中空絲膜模組，所述中空絲膜在所述殼體內被彎曲為U字狀，並在所述中空絲膜束的大致中心部沿著所述殼體的高度方向而形成有空隙部，且在所述空隙部插通 有芯棒。

根據本發明的中空絲膜模組，中空絲膜在殼體內被彎曲為U字狀，例如能以中空絲膜的彎曲方向並不統一朝一定方向而朝向不同方向的方式形成，故能夠與殼體的平面形狀相對應地形成中空絲膜的平面形狀，從而可提高中空絲膜對殼體的填充效率。

另外，在中空絲膜束的大致中心部沿著殼體的高度方向形成有空隙部，且在所述空隙部插通有芯棒，故水容易流入空隙部。藉此，水容易流入中空絲膜束的中心部，因此過濾流量增加，從而能夠在更短的時間內過濾水。另外，藉由水容易地流入中空絲膜束的中心部，能夠一邊更有效地利用中空絲膜的膜面積一邊過濾水。

另外，所述中空絲膜模組中，較佳為從所述殼體的中央部朝向內壁部將所述中空絲膜束彎曲為U字狀。

另外，所述中空絲膜模組中，較佳為從所述殼體的中央部起將所述中空絲膜配置為放射狀。

根據所述構成，可在中空絲膜束的大致中心部容易地形成所述空隙部，進而容易地將中空絲膜束的俯視形狀設為圓形。

另外，所述中空絲膜模組中，較佳為所述芯棒是所述固定用樹脂注入用的管(tube)。

根據所述構成，在製造時，當向殼體內注入固定用樹脂而將中空絲膜束的與彎曲部相反之側固定於殼體的底部時，經由所述管而注入固定用樹脂，藉此可將固定用樹脂均勻地注入、填充至 殼體的底部。

另外，所述中空絲膜模組中，較佳為所述殼體是圓筒狀。

根據所述構成，將所述中空絲膜束的俯視形狀設為圓形，藉此可與殼體的內壁面之間幾乎不空開間隙地裝填所述中空絲膜束。

另外，所述中空絲膜模組中，所述中空絲膜束亦可由在以所述管為中心的周方向上被分割為多個的小束形成。

根據所述構成，可藉由利用小束形成中空絲膜束來增加其膜面積。另外，可在中空絲膜束的大致中心部容易地形成所述空隙部，進而與殼體的俯視形狀相對應來適宜地形成中空絲膜束的俯視形狀。

本發明的中空絲膜模組的製造方法用以製造在筒狀的殼體內裝填將許多根中空絲膜彎曲為U字狀的中空絲膜束，並向該殼體內注入固定用樹脂而將所述中空絲膜束的與彎曲部相反之側固定於所述殼體的底部的中空絲膜模組，所述中空絲膜模組的製造方法具有：以在大致中心部形成空隙部的方式將許多根中空絲膜彎曲為U字狀而形成中空絲膜束的步驟；在所述空隙部設置管的步驟；將所述中空絲膜束的與彎曲部相反之側加熱切斷而形成底面部的步驟；將已形成所述底面部的中空絲膜束裝填至筒狀的殼體內的步驟；經由所述管而向所述殼體的底部側注入固定用樹脂，從而將所述中空絲膜束的底面部側固定於所述殼體的底部的步驟；以及將所述殼體的底部側切斷並將所述中空絲膜束的底 面部側切斷，從而使該中空絲膜束的開口端露出的步驟。

根據本發明的中空絲膜模組的製造方法，藉由所述方法將中空絲膜彎曲為U字狀而形成中空絲膜束，藉此能夠以彎曲方向並不統一朝一定方向而朝向不同方向的方式形成，因此可與殼體的平面形狀相對應地形成中空絲膜的平面形狀，因而可提高中空絲膜對殼體的填充效率。另外，在中空絲膜束的大致中心部形成空隙部，並且在所述空隙部設置管，且經由該管向殼體的底部側注入固定用樹脂，從而將中空絲膜束的底面部側固定於殼體的底部，因此可將固定用樹脂均勻地注入、填充至殼體的底部。

另外，所述中空絲膜模組的製造方法中，較佳為形成所述中空絲膜束的步驟中，以芯棒為中心而從該中心側朝向外側將許多根中空絲膜彎曲為U字狀，並且以所述芯棒為中心而將所述中空絲膜配置為放射狀並聚集成束，從而形成中空絲膜束。

根據所述構成，可容易地由芯棒在中空絲膜束的大致中心部形成空隙部，進而容易地將中空絲膜束的俯視形狀設為圓形。

另外，所述中空絲膜模組的製造方法中，較佳為使用所述管作為所述芯棒。

根據所述構成，藉由使用管作為芯棒，可由形成中空絲膜束的步驟兼作在空隙部設置管的步驟，從而可使程序簡略化。

另外，所述中空絲膜模組的製造方法中，較佳為在所述空隙部設置管的步驟中，在從所述中空絲膜束取下所述芯棒後，將所述管插通至已形成的空隙部。

根據所述構成，可使用能夠形成所需空隙部的適宜者作為芯棒，從而可使形成中空絲膜束的步驟簡易化。

另外，所述中空絲膜模組的製造方法中，較佳為所述殼體是圓筒狀。

根據所述構成，將中空絲膜束的俯視形狀設為圓形，藉此可與殼體的內壁面之間幾乎不空開間隙地裝填所述中空絲膜束。

另外，所述中空絲膜模組的製造方法中，較佳為形成所述中空絲膜束的步驟中，由在以所述空隙部為中心的周方向上被分割為多個的小束形成所述中空絲膜束。

根據所述構成，可藉由利用小束形成中空絲膜束來增加其膜面積。另外，可在中空絲膜束的大致中心部容易地形成所述空隙部，進而與殼體的俯視形狀相對應來適宜地形成中空絲膜束的俯視形狀。

根據本發明的中空絲膜模組及其製造方法，藉由與殼體的平面形狀相對應地形成中空絲膜束的平面形狀，可提高中空絲膜對殼體的填充效率，從而可提升過濾性能。另外，在沿著殼體的高度方向形成於中空絲膜束的大致中心部的空隙部插通有芯棒，故水容易流入中空絲膜束的中心部，因此過濾流量增加，從而能夠以更短的時間過濾水，另外，能夠一邊更有效地利用中空絲膜的膜面積一邊過濾水。

進而，在採用管作為芯棒的情形時，藉由經由芯棒而注入固 定用樹脂，可將固定用樹脂均勻地注入、填充至殼體的底部。從而可使固定用樹脂的層高相對較薄(低)，藉此能夠實現中空絲膜模組的小型化。

1、1A‧‧‧中空絲膜模組

2‧‧‧中空絲膜束

2a‧‧‧彎曲部

2b‧‧‧底面部

3‧‧‧殼體

4‧‧‧固定用樹脂

4a‧‧‧液狀的固定用樹脂

5‧‧‧中空絲膜

6‧‧‧空隙部

7‧‧‧中心管(管)

7a‧‧‧凸緣部

8‧‧‧模具

8a‧‧‧收容孔

9‧‧‧加熱切割機

10‧‧‧殼體

11‧‧‧樹脂壺

11a‧‧‧排出管

12‧‧‧中空絲膜束

12a‧‧‧小束

30‧‧‧殼體

31‧‧‧主體部

32‧‧‧底蓋

32a‧‧‧排出口

33‧‧‧上蓋

33a‧‧‧孔部

34‧‧‧O形環

100‧‧‧壺型淨水器

101‧‧‧容器

102‧‧‧原水貯存部

103‧‧‧淨水貯存部

110‧‧‧活性碳

A、B‧‧‧淨水器用濾芯

圖1A是表示本發明的中空絲膜模組的一實施形態的概略構成的側剖面圖。

圖1B是表示本發明的中空絲膜模組的一實施形態的概略構成的俯視圖。

圖2A是表示圖1A、圖1B所示的中空絲膜模組所使用的中空絲膜束的概略構成的立體圖。

圖2B是表示圖1A、圖1B所示的中空絲膜模組所使用的中空絲膜束的概略構成的俯視圖。

圖3是用以說明中空絲膜束的加熱切斷處理的圖。

圖4是用以說明中空絲膜束的向殼體內的裝填處理的圖。

圖5是用以說明固定用樹脂的注入處理的圖。

圖6是表示中空絲膜束的變形例的俯視圖。

圖7是對本發明的中空絲膜模組的實施例加以說明的圖，且是表示將中空絲膜模組設置於容器內而構成壺型淨水器的狀態的剖面圖。

以下，參照圖式對本發明的中空絲膜模組及其製造方法 詳細地加以說明。

圖1A及圖1B是表示本發明的中空絲膜模組的一實施形態的概略構成的圖，圖1A是側剖面圖，圖1B是俯視圖。另外，圖2A及圖2B是表示圖1A及圖1B所示的中空絲膜模組所使用的中空絲膜束的概略構成的圖，圖2A是立體圖，圖2B是俯視圖。

圖1A及圖1B中符號1是中空絲膜模組，且所述中空絲膜模組1是將中空絲膜束2裝填於圓筒狀的殼體3內並利用固定用樹脂4固定於該殼體3的底部而成者。

中空絲膜束2是如圖2A及圖2B所示般藉由將許多根中空絲膜5彎曲為U字狀而形成為大致圓柱狀(大致圓筒狀)者。即，在本實施形態說明的例子中，如圖1A及圖2B所示般從殼體3的中央部(中心部)朝向內壁部將許多根中空絲膜5彎曲為U字狀，並且從殼體3的中央部起將該中空絲膜5配置為放射狀，藉此形成為大致圓柱狀(大致圓筒狀)。

另外，在此種中空絲膜束2的大致中央部沿著中心軸方向形成有空隙部6，且在所述空隙部6插通有作為芯棒發揮功能的中心管(管)7。另外，芯棒不僅可使用管狀者而且亦可使用實心的芯棒。

構成中空絲膜束2的中空絲膜5例如可使用纖維素系、聚烯烴系(聚乙烯系)、聚乙烯醇系、聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethyl Methacrylate，PMMA)系、聚碸系等各種材料者。本實施形態中，尤其是就透水性優異、製造亦容易等理由而言，較佳使用聚碸系 的中空絲膜作為中空絲膜5。

此外，尤其是聚乙烯系的中空絲膜的強伸性高，例如在彎曲為U字狀時，可減小彎曲半徑r並增大曲率，因此尤其是在欲增大曲率的情形時有效。其中，本實施形態中，如所述般從殼體3的中央部朝向內壁部將中空絲膜5彎曲為U字狀，從而可使曲率相對較小(使彎曲半徑r相對較大)，故使用透水性等優異的聚碸系的中空絲膜5。

此種中空絲膜5利用如所述般的固定用樹脂4而被固定於殼體3的底部側。即，利用固定用樹脂4將中空絲膜5間密封，並且將該些中空絲膜5液密地固定於殼體3的底部內壁面。而且，在如所述般利用固定用樹脂4而被固定的狀態下，中空絲膜5在殼體3的底部側開口，從而開口的端面露出至殼體3的外部。

亦即，中空絲膜束2的底面在殼體3的底部露出至外部。另外，將中空絲膜5彎曲為U字狀而形成的中空絲膜束2的彎曲部2a朝向殼體3的與底部相反之側而被配置。本實施形態中，彎曲部2a被配置於殼體3的高度方向的大致中央部。

關於形成中空絲膜束2的中空絲膜5的孔徑、孔隙率、膜厚、外徑等，只要是能夠以過濾膜的形式使用中空絲膜5的尺寸則並無特別限定，但例如較佳為外徑是20μm~4000μm左右，孔徑是0.01μm~1μm左右，孔隙率是20%~90%左右，膜厚是5μm~300μm左右。

殼體3的材質只要是具有機械強度及耐久性的材質即 可，例如可使用聚碳酸酯、聚碸、聚烯烴、聚氯乙烯(Polyvinyl chloride，PVC)、丙烯酸樹脂、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(Acrylonitrile-Butadiene-Styrene，ABS)樹脂、改質聚苯醚(polyphenylene ether，PPE)等。

固定樹脂能夠使用環氧樹脂、不飽和聚酯樹脂、聚胺基甲酸酯樹脂、矽酮系填充材料、各種熱熔性樹脂等，並從該些中加以適宜選擇而使用。

中心管7是圓筒狀的構件，且在其中一端側、即中空絲膜束2的彎曲部2a側形成有圓環狀的凸緣部7a。中心管7的長度形成為大致等於中空絲膜束2的高度。另外，中心管7的另一端側的面、即與所述凸緣部7a相反之側的面被設為開口端。如此，另一端側的面只要開口即可，但更佳為如圖4、圖5所示般形成為相對於中心管7的軸線而傾斜了規定的銳角角度、例如30°~70°的角度的傾斜面。此處，本實施形態的中空絲膜模組1中，中心管7亦作為插通至形成於中空絲膜束2的空隙部6的芯棒發揮功能。

根據本實施形態的中空絲膜模組1，如所述構成般在形成於中空絲膜束2的大致中心部的空隙部6，例如插通有如管7般的芯棒，藉此水容易流入中空絲膜束2的中心部。藉此，中空絲膜束2中的過濾量增加，從而能夠在更短的時間內過濾水，另外能夠一邊更有效地利用中空絲膜5的膜面積一邊過濾水。

繼而，參照與所述相同的圖式對包含此種構成的中空絲 膜模組1的製造方法加以說明。

首先，將許多根中空絲膜5捆成束，並且以在捆成束的中空絲膜的大致中心部形成空隙部6的方式彎曲成U字狀。另外，本實施形態的製造方法中，更佳為一邊將該些中空絲膜5彎曲為U字狀，一邊以其彎曲方向並不統一朝一定方向而朝向不同方向的方式形成中空絲膜束2。具體而言，例如將芯棒(未圖示)設為捆成束的中空絲膜的中心並形成空隙部6，從該中心側朝向外側將中空絲膜5彎曲為U字狀，並且以所述芯棒為中心而將該中空絲膜5配置為放射狀並聚集成束，從而形成中空絲膜束2。

在將中空絲膜5彎曲為U字狀時，例如將以芯棒為中心而捆成束的許多根中空絲膜5的其中一端側與芯棒同時插入上端開口的圓筒體內並加以保持固定。接著，將中空絲膜5的另一端側彎曲為U字狀。此時，例如將許多根中空絲膜5分為4份，且分別從中心側(芯棒側)向外側彎曲並使其沿著圓筒體的外表面。藉此，可使分為4份的中空絲膜5朝向大致四周彎曲。繼而，使分為4份且朝向四周彎曲的中空絲膜5間相互聚攏，並且將芯棒設為中心而以大致均等地朝向所有方向(360°)的方式將許多根中空絲膜5調整並配置為放射狀。藉此，形成中空絲膜束2的彎曲部2a。其後，從圓筒體取出許多根中空絲膜5而製成中空絲膜束2。

另外，在如所述般從圓筒體取出許多根中空絲膜5前、或者在已取出後，取下芯棒，將中心管7插通至已形成的空隙部6。

此外，本發明中，如後述的詳細情況般，亦能夠將中心管7用作芯棒而製作中空絲膜束2。

繼而，將中空絲膜束2的與彎曲部2a相反之側加熱切斷從而形成底面部。具體而言，如圖3所示般將中空絲膜束2收容於開口面形成有圓形的收容孔8a的模具8的所述收容孔8內，使與彎曲部2a相反之側從收容孔8a突出適當量，在所述狀態下，利用加熱切割機9將中空絲膜束2的突出部位加熱切斷。即，對中空絲膜束2的突出部位進行加熱，從而在使其熔融的狀態下進行切斷。如此，藉由將中空絲膜5(中空絲膜束2)的端部切齊，可在中空絲膜束2的與彎曲部2a相反之側形成平面狀的底面部2b。此外，藉由如所述般進行加熱切斷，許多根中空絲膜5在成為加熱切斷部的底面部2b中形成相互熔接而成的熔接面。

此處，在所述中空絲膜束2的加熱切斷時，使中心管7向中空絲膜束2的彎曲部2a側移動，並使其預先從所述彎曲部2a側突出，以不將該中心管7切斷。

此外，在所述順序中，在中空絲膜束2的加熱切斷前進行芯棒從中空絲膜束2的卸下、中心管7向空隙部6的插通，但亦可在中空絲膜束2的加熱切斷後進行。該情形時，亦可在加熱切斷時使芯棒預先向所述彎曲部2a側移動以使芯棒並不干涉中空絲膜束2的加熱切斷。

繼而，如圖4所示般將所述形成有底面部2b的中空絲膜束2裝填至有底圓筒狀的殼體10內。此時，使底面部2b朝向 殼體10的底面側，並裝填至殼體10的深處(底部)為止，從而使所述底面部2b抵接於殼體10的底面(內表面)。

另外，在將中空絲膜束2裝填至殼體10內之前、或裝填之後，使移動至中空絲膜束2的彎曲部2a側的中心管7插入(移動)至底面部2b側。此時，如圖4所示般在將中心管7的另一端側的面形成為傾斜面的情形時，中心管7的前端亦可與底部接觸。另外，亦可以較底面部2b靠向彎曲部2a側例如2mm~10mm左右的方式配置所述中心管7。如此，使中心管7的前端自底面部2b浮起並加以配置，藉此如後述般在注入固定用樹脂時，可將固定用樹脂供給至較成為熔接面的底面部2b稍靠上側，因此能夠提高固定用樹脂的填充性。

繼而，如圖5所示般將樹脂壺11裝填至殼體10內，並將樹脂壺11的排出管11a插進中心管7的凸緣部7a內。接著，在樹脂壺11內填充硬化前被設為液狀的固定用樹脂4a。關於硬化前被設為液狀的固定用樹脂4a的黏度並無特別限定，但較佳為設為300mPa．s~5000mPa．s的範圍，更佳為設為500mPa．s~3000mPa．s的範圍。若液狀的固定用樹脂4a的黏度小於300mPa．s，則有固定用樹脂4a流動至中空絲膜5的開口端部，從而將所述開口端部內阻塞的擔憂。另外，若固定用樹脂4a的黏度超過5000mPa．s，則有難以向中空絲膜5間進行良好的含浸的傾向而欠佳。

繼而，在殼體10的底面側成為外側、中空絲膜束2的彎曲部2a側成為內側的配置中，利用離心機使所述殼體10旋轉 以賦予離心力。利用所述離心力，樹脂壺11內的液狀的固定用樹脂4a通過排出管11a、中心管7而到達至殼體10的底部側。即，固定用樹脂4a被中心管7引導而被注入至殼體10的底部側。從而，被注入的固定用樹脂4a從殼體10的底部側緩緩上升至中空絲膜束2的彎曲部2a側，藉此被均勻地填充至殼體10與中空絲膜束2之間、或每根中空絲膜5間。

繼而，拆除樹脂壺11並使填充至殼體10內的固定用樹脂4a硬化，藉此將中空絲膜束2的底面部2b側固定於殼體10的底部。

其後，將殼體10的底部側切斷並將中空絲膜束2的底面部2b側切斷。藉此，在中空絲膜束2的所述底面部2b側、即切斷部形成有每根中空絲膜5的切斷面，從而每根中空絲膜5的開口端露出。另外，如所述般藉由每根中空絲膜5的開口端露出，中空絲膜束2的開口端亦在底部開口的殼體3(10)的底部側露出。藉此獲得圖1A及圖1B中所示的中空絲膜模組1。

本實施形態的中空絲膜模組1的製造方法中，為了以彎曲方向並不統一朝一定方向而朝向不同方向的方式形成中空絲膜束2，以芯棒為中心而從該中心側朝向外側將許多根中空絲膜束2彎曲為U字狀。與此同時，以所述芯棒為中心而將中空絲膜束2配置為放射狀並聚集成束，從而可形成中空絲膜束2。藉此，可容易與殼體3的平面形狀相對應地形成中空絲膜束2的平面形狀。即，相對於俯視為圓形形狀的殼體3而可將中空絲膜束2形成為 俯視為圓形的大致圓柱狀(大致圓筒狀)。從而藉由使中空絲膜束2的直徑與殼體3的內徑相對應，可無間隙地將中空絲膜束2裝填至殼體3，藉此可提高中空絲膜5向殼體3的填充效率。因而可提升中空絲膜模組1的過濾性能。

另外，在中空絲膜束2的大致中心部形成空隙部6，並且在所述空隙部6設置中心管7，且經由所述中心管7將液狀的固定用樹脂4a注入至殼體10的底部側，從而將中空絲膜束2的底面部2b側固定於殼體10的底部，因此可均勻地將固定用樹脂4a注入、填充至殼體10的底部。從而中空絲膜束2對殼體10的底部的固定或中空絲膜5間的密封等不會產生不均，因此即便使固定用樹脂4(4a)的層高相對較薄(低)，亦可確實地固定、密封中空絲膜束2的底部。因而能夠實現所獲得的中空絲膜模組1的小型化。

另外，在將中心管7設於空隙部6時，進行從中空絲膜束2取下芯棒後將中心管7插通至已形成的空隙部6的程序(步驟)，並使用能夠形成所需的空隙部的適宜者作為芯棒，藉此可將中空絲膜束2的形成程序簡易化。

另外，利用此種製造方法而獲得的中空絲膜模組1中，藉由與殼體3的平面形狀相對應地形成中空絲膜束2的平面形狀，中空絲膜5對殼體3的填充效率得以提高，從而過濾性能提升。

另外，藉由經由中心管7而注入固定用樹脂4a，可將固定用 樹脂4a(4)均勻地注入、填充至殼體10(3)的底部，從而可使固定用樹脂的層高相對較薄(低)。因而能夠實現中空絲膜模組1的小型化。

此外，本發明的技術範圍並不限定於所述實施形態，能夠在不脫離本發明的主旨的範圍內施加各種變更。

例如，所述實施形態中，說明了在形成中空絲膜束2時為了形成其空隙部6而使用芯棒的方法，但此種芯棒亦可直接使用中心管7。藉由如此般使用中心管7作為芯棒，可由形成中空絲膜束2的程序(步驟)兼作在空隙部6設置中心管7的程序(步驟)，從而能夠將程序簡略化。

另外，所述實施形態中，將中空絲膜束2形成為一個大束，但並不限定於此，例如亦可如圖6的俯視圖所示般，由在以中心管7為中心的周方向上被分割為多個的小束12a形成中空絲膜束12。此種小束12a例如亦可如圖6所示的例子般，使構成其的中空絲膜5彎曲為U字狀的並且統一朝向相同的方向，或者亦可與所述中空絲膜束2同樣地配置為放射狀。

其中，即便小束12a的中空絲膜5統一朝向相同方向(一定方向)，但亦如圖6所示般以構成小束12a的中空絲膜5的彎曲方向並不統一朝一定方向而朝向不同方向的方式形成由該些小束12a構成的中空絲膜束12。即，以各小束12a的朝向互不相同的方式配置中空絲膜束12並裝填至殼體3內。

如此，藉由利用多個小束12a構成中空絲膜束12而可 增加中空絲膜束12的膜面積，從而可提升過濾性能。另外，能夠在中空絲膜束12的大致中心部容易地形成空隙部，進而與殼體3的俯視形狀相對應來適宜地形成中空絲膜束12的俯視形狀。因而，可無間隙地將中空絲膜束12裝填至殼體3內，藉此可提高中空絲膜5向殼體3的填充效率，故能夠進一步提升中空絲膜模組1的過濾性能。

另外，裝填中空絲膜束的殼體並不限定於圖示例般的圓筒狀，例如可使用長圓筒狀或橢圓筒狀、四方筒狀等各種筒狀者。

另外，所述中空絲膜模組1例如可藉由在殼體3內填充活性碳而設為淨水器用的濾芯。即，本發明的中空絲膜模組1為較佳地用於淨水器用濾芯的製造的構件(例如參照圖7所示的壺型淨水器100)。

此外，在不脫離本發明的主旨的範圍內，能夠適宜地將所述實施形態中的構成要素替換為眾所周知的構成要素，另外亦可適宜地將所述變形例加以組合。

[實施例]

以下，對本發明的中空絲膜模組及其製造方法的實施例加以說明，但本發明並不受以下實施例的限制。

(中空絲膜模組的製作)

本實施例中，首先，在形成如圖1A及圖1B中所示般的中空絲膜束2後，將其插入至圖7中所示的殼體30而製作中空絲膜模組1A。

即，本實施例中，首先將絲長(膜寬)65mm(有效絲長度：51mm；灌封(potting)長度：8mm；切割長度：6mm)且包含聚碸的許多根中空絲膜5的其中一端側與芯棒同時插入至圓筒體內並加以保持固定。

繼而，以在中心部形成空隙部6的方式從所述圓筒體的中央部朝向內壁部將中空絲膜5彎曲為U字狀，並且設為從中央部起成為放射狀的大致圓筒狀，藉此形成如圖1A及圖1B中所示般的中空絲膜束2。

繼而，在形成為圓筒狀的中空絲膜束2的放射狀的中心部，將中心管7插通至拔出所述芯棒而形成的空隙部6。

繼而，在將中空絲膜束2的與彎曲部2a相反之側加熱切斷而形成底面部後，將插通有中心管7的狀態下的中空絲膜束2插入內徑為40mm的圓筒狀的殼體30。所述殼體30如圖7中所示，在主體部31的圓筒軸方向上的上部側面安裝有O形環34，所述O形環34用以將所述殼體30固定於構成後述的壺型淨水器的容器101。進而殼體30在如下方面與圖1A及圖1B等中所示的殼體3不同，即，殼體30在主體部31的底面部側具備前端被設為小徑的排出口32a的底蓋32，並且在主體部31的較O形環34更靠上的位置具備形成有多個孔部33a的上蓋33，所述孔部33a用以導入作為處理對象的原水。

而且，從中心管7的凸緣部7a注入液狀的固定用樹脂4a，藉此利用固定用樹脂4a的硬化而將中空絲膜束2的底面部固定於殼 體30的底面部。

藉由此種程序(步驟)而製作圖7(亦參照圖1A及圖2B所示的中空絲膜模組1)中所示的中空絲膜模組1A。

此處，中空絲膜模組1A的規格是將中空絲膜5的殼體30內的填充率設為49.1%，將去除樹脂灌封部分的有效膜面積設為0.207m²。

(淨水器用濾芯的製作)

繼而，將25g的20目~40目的粒狀活性碳110填充至所述程序(步驟)中所獲得中空絲膜模組1A，藉此製作淨水器用濾芯A，並將其設為實施例的樣品(參照圖7)。

相對於此，製作淨水器用濾芯B作為比較例的樣品，所述淨水器用濾芯B除了在中空絲膜模組中不將中心管(芯棒)插入中空絲膜束2的空隙部6的方面以外，設為與所述實施例的淨水器用濾芯A同樣的規格。此處，關於作為實施例的所述淨水器用濾芯A，是藉由包含從中心管7注入液狀的固定用樹脂4a的程序的方法來製作，相對於此，在製作淨水器用濾芯B時，採用在殼體3的底部附近的側面開設小孔並從所述小孔將固定用樹脂4a注入內部的方法。

(實施例與比較例的比較評價)

將利用所述各程序(步驟)所獲得的實施例的淨水器用濾芯A、及比較例的淨水器用濾芯B分別安裝於圖7中所示的容器101，藉此製作評價用的壺型淨水器100。如圖7所示，所述容器 101具備貯存進行淨水處理前的原水(未圖示)且容量被設為1L的原水貯存部102、貯存淨水後的處理水的淨水貯存部103。而且，將設於淨水器用濾芯A或淨水器用濾芯B的上部的O形環34用作密封構件而安裝於原水貯存部102的底部，藉此構成為貯存於原水貯存部102的原水流入各淨水器用濾芯A、淨水器用濾芯B，並且處理水流入淨水貯存部103。

以下示出實施例的中空絲膜模組A的詳細的規格。此外，如所述般，比較例的淨水器用濾芯B除了不具備中心管的方面以外，是與以下的中空絲膜模組A同等的規格。

(1)中空絲膜長度(膜寬)：65mm

(2)切割長度(中空絲膜)：6mm

(3)灌封長度(中空絲膜)：8mm

(4)有效長度(中空絲膜)：51mm

(5)濾芯內徑(殼體內徑)：40mm

(6)中心管(芯棒)外徑：5mm

(7)有效膜面積：0.207m²

(8)殼體內的中空絲模束的填充率：49.1%

(9)親水絲內徑：400μm

(10)親水絲膜厚：100μm

(11)親水絲根數：2150根

在進行評價時，首先，將1L原水加入至原水貯存部102，所述原水利用自重而流入各淨水器用濾芯A、淨水器用濾芯 B後流出至淨水貯存部103，測定直至原水貯存部102內的原水全部流出為止的時間，藉此測定過濾速度(初期過濾流量)。此時，利用依據JIS S 3201(日本工業標準：2010年版)的方法及條件進行過濾速度的測定。

利用所述方法及條件的評價試驗結果是實施例的淨水器用濾芯A的過濾速度為0.26L/min，相對於此，比較例的淨水器用濾芯B的過濾速度為0.18L/min。

即，實施例的淨水器用濾芯A過濾1L原水需要將近4分鐘左右的時間，相對於此，比較例的淨水器用濾芯B過濾1L原水則需要5分鐘30秒以上的時間。由所述情況可明白：藉由具備本發明的構成的中空絲膜模組1A，能夠大幅地提升原水的過濾速度。認為利用本發明的中空絲膜模組而獲得所述效果的理由是：在原水利用其自重而從原水貯存部102流入淨水器用濾芯A(中空絲膜模組)時，因插通至中空絲膜束2的空隙部6的芯棒(中心管7)而所述空隙部6受到擴張，從而獲得原水容易流入的作用。

1‧‧‧中空絲膜模組

2‧‧‧中空絲膜束

2a‧‧‧彎曲部

3‧‧‧殼體

4‧‧‧固定用樹脂

5‧‧‧中空絲膜

6‧‧‧空隙部

7‧‧‧中心管(管)

7a‧‧‧凸緣部

Claims (12)

1. 一種中空絲膜模組，其是在筒狀的殼體內裝填將許多根中空絲膜彎曲為U字狀的中空絲膜束，並向所述殼體內注入固定用樹脂而將所述中空絲膜束的與彎曲部相反之側固定於所述殼體的底部而成的中空絲膜模組，所述中空絲膜在所述殼體內被彎曲為U字狀，在所述中空絲膜束的大致中心部沿著所述殼體的高度方向而形成有空隙部，且在所述空隙部插通有芯棒。
2. 如申請專利範圍第1項所述的中空絲膜模組，其中從所述殼體的中央部朝向內壁部將所述中空絲膜彎曲為U字狀。
3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的中空絲膜模組，其中從所述殼體的中央部起將所述中空絲膜配置為放射狀。
4. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的中空絲膜模組，其中所述芯棒是所述固定用樹脂注入用的管。
5. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的中空絲膜模組，其中所述殼體是圓筒狀。
6. 如申請專利範圍第1項所述的中空絲膜模組，其中所述中空絲膜束由在以所述固定用樹脂注入用的管為中心的周方向上被分割為多個的小束形成。
7. 一種中空絲膜模組的製造方法，其用以製造在筒狀的殼體內裝填將許多根中空絲膜彎曲為U字狀的中空絲膜束，並向所述殼體內注入固定用樹脂而將所述中空絲膜束的與彎曲部相反之側 固定於所述殼體的底部的中空絲膜模組，所述中空絲膜模組的製造方法具有：以在大致中心部形成空隙部的方式將許多根中空絲膜彎曲為U字狀而形成中空絲膜束的步驟；在所述空隙部設置管的步驟；將所述中空絲膜束的與彎曲部相反之側加熱切斷而形成底面部的步驟；將已形成所述底面部的中空絲膜束裝填至筒狀的殼體內的步驟；經由所述管而向所述殼體的底部側注入固定用樹脂，從而將所述中空絲膜束的底面部側固定於所述殼體的底部的步驟；以及將所述殼體的底部側切斷並將所述中空絲膜束的底面部側切斷，從而使所述中空絲膜束的開口端露出的步驟。
8. 如申請專利範圍第7項所述的中空絲膜模組的製造方法，其中形成所述中空絲膜束的步驟中，以芯棒為中心而從所述中心側朝向外側將許多根所述中空絲膜彎曲為U字狀，並且以所述芯棒為中心而將所述中空絲膜配置為放射狀並聚集成束，從而形成所述中空絲膜束。
9. 如申請專利範圍第8項所述的中空絲膜模組的製造方法，其中使用所述管作為所述芯棒。
10. 如申請專利範圍第8項所述的中空絲膜模組的製造方法，其中在所述空隙部設置管的步驟中，在從所述中空絲膜束取 下所述芯棒後，將所述管插通至已形成的空隙部。
11. 如申請專利範圍第8項至第10項中任一項所述的中空絲膜模組的製造方法，其中所述殼體是圓筒狀。
12. 如申請專利範圍第7項所述的中空絲膜模組的製造方法，其中形成所述中空絲膜束的步驟中，由在以所述空隙部為中心的周方向上被分割為多個的小束形成所述中空絲膜束。