WO2018230631A1 - 外部潅流型中空糸膜モジュール - Google Patents

外部潅流型中空糸膜モジュール Download PDF

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WO2018230631A1
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fiber membrane
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谷崎 美江
岡崎 博行
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三菱ケミカル・クリンスイ株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to an external perfusion type hollow fiber membrane module.
  • the present application includes Japanese Patent Application No. 2017-116620 filed in Japan on June 14, 2017, Japanese Patent Application No. 2017-117077 filed in Japan on June 14, 2017, and Japan Priority is claimed based on Japanese Patent Application No. 2017-173041 filed in Japan, the contents of which are incorporated herein by reference.
  • the gas-liquid separation hollow fiber membrane module there are an internal perfusion type in which the liquid to be treated passes through the inside of the hollow fiber membrane and an external perfusion type in which the liquid to be treated passes outside the membrane of the hollow fiber membrane.
  • the liquid to be treated is allowed to flow around the hollow fiber membrane in the case, and the hollow fiber membrane is evacuated to take the dissolved gas in the liquid to be treated into the membrane.
  • An external perfusion-type hollow fiber membrane module that performs deaeration or supplies gas to the hollow fiber membrane and sucks into the liquid to be treated is known.
  • the gas-liquid separation hollow fiber membrane module is installed in, for example, an inkjet discharge device or a pure water production device as a degassing module.
  • an inkjet discharge device large-scale inkjet printers for business use, color filter manufacturing devices, etc. use a large amount of chemical solution, so the chemical solution tank is installed in the main body of the device. A chemical solution such as ink or a photoresist solution is sent out from the tank. At this time, if bubbles are included in the chemical solution, the discharge accuracy may be reduced, and the quality of the printed matter may be defective. In order to prevent this, a gas-liquid separation hollow fiber membrane module is provided. In recent years, the size and speed of the apparatus have been increased, and an external perfusion type hollow fiber module that can be processed with a lower pressure loss has been favorably used.
  • an external perfusion type hollow fiber membrane module a module in which only the first end portion in the length direction of the hollow fiber membrane bundle in the case is fixed by a potting portion, or the first in the length direction of the hollow fiber membrane bundle in the case is used.
  • a module in which both an end and a second end are fixed by a potting unit is known (Patent Documents 1 and 2). At least the open end of each hollow fiber membrane at the first end is fixed while maintaining the open state, so that the liquid to be treated is evacuated by evacuating the hollow fiber membrane, or gas in the hollow fiber membrane. Can be supplied to the liquid to be treated.
  • one end of a hollow fiber membrane bundle 3110 in which a plurality of hollow fiber membranes 3111 are bundled in a columnar shape is a potting portion 3116 inside a case 3114.
  • an external perfusion type hollow fiber membrane module 3101 in which the other end of the hollow fiber membrane bundle 3110 is a free end (for example, Patent Document 1).
  • water flows through the first port 3124 provided in the case main body 3118 and flows out from the third port 3122 c provided in the second lid member 3122. Then, the liquid is perfused outside the hollow fiber membranes 3111 of the hollow fiber membrane bundle 3110.
  • the 2nd port 3120c provided in the 1st cover member 3120 is connected with a vacuum pump, and the inside of each hollow fiber membrane 3111 is decompressed. Thereby, it can deaerate by taking in and sucking the dissolved gas in the liquid which is perfused outside in the membrane of each hollow fiber membrane 3111.
  • modules such as Patent Documents 1 and 2 if the filling rate of the hollow fiber membrane in the case is too high, the filling operation of the hollow fiber membrane becomes difficult, the pressure loss increases, and the processing efficiency decreases. Therefore, it is generally adjusted so that the hollow fiber membrane is not overfilled in the case.
  • the liquid to be treated introduced into the case is appropriately taken into the hollow fiber membrane bundle and processed, but in the case of processing at a high flow rate, the membrane is more than introduced into the membrane bundle.
  • the amount of liquid to be processed that flows out of the case without being sufficiently processed by short-passing outside the bundle increases.
  • the first problem of the present invention is to suppress the short path of the liquid to be processed in the case, and the liquid to be processed efficiently flows into the hollow fiber membrane regardless of the direction of the liquid to be processed, such as a vertical direction or a horizontal direction.
  • the object is to provide an external perfusion-type hollow fiber membrane module having a high processing capacity that can be contacted.
  • the hollow fiber membrane having a smaller outer diameter can be filled with more hollow fiber membranes in the case, and the contact with the liquid to be treated is more efficient. It becomes the target.
  • the module is enlarged and the hollow fiber membrane is lengthened and the flow rate of the liquid to be treated is increased, if the hollow fiber membrane has a small outer diameter and low rigidity, the shape of the hollow fiber membrane bundle is reduced in the case. It becomes difficult to hold, the shape of the hollow fiber membrane bundle is disturbed, and the deaeration efficiency tends to be lowered.
  • the second problem of the present invention is that, even when the module is enlarged and the hollow fiber membrane is elongated, and the flow rate of the liquid to be treated is increased, the shape retention of the hollow fiber membrane bundle can be secured, and the liquid to be treated is vertical. It is an object to provide an external perfusion-type hollow fiber membrane module that can suppress a decrease in deaeration efficiency in any direction such as a horizontal direction or a horizontal direction.
  • the liquid to be perfused when the flow rate of the liquid to be perfused is increased by increasing the size of the module, the liquid is contained in the hollow fiber membrane bundle in the case. It tends to flow unevenly without spreading throughout, and the efficiency of deaeration or air supply tends to decrease.
  • the third problem of the present invention is that even when the flow rate of the liquid to be perfused is increased by increasing the size of the module, the liquid can be prevented from flowing in the case and the deaeration or supply efficiency can be prevented from decreasing. It is to provide an external perfusion type hollow fiber membrane module that can be used.
  • a hollow fiber membrane module for removing gas from a liquid to be treated or supplying gas to a liquid to be treated A hollow fiber membrane bundle formed by a plurality of aligned hollow fiber membranes, a case in which the hollow fiber membrane bundle is accommodated, and the liquid to be treated in a gap between the hollow fiber membrane bundle and the case
  • a short path prevention body that blocks the flow At least the first end in the length direction of the hollow fiber membrane bundle is fixed in the case by the potting portion while maintaining the open state of the open end of each hollow fiber membrane,
  • the external perfusion-type hollow, wherein the short path prevention body is provided on the downstream side of the liquid inflow port for allowing the liquid to be treated to flow around the hollow fiber membrane in the case so as to protrude from the inner surface of the case.
  • the liquid to be processed flows in one direction in the length direction in the case, and a partition for changing the flow of the liquid to be processed is provided in the case in addition to the short path prevention body.
  • a hollow fiber membrane module for removing gas from the liquid to be treated or supplying gas to the liquid to be treated A hollow fiber membrane bundle formed of a plurality of aligned hollow fiber membranes, and a case containing the hollow fiber membrane bundle, At least the first end in the length direction of the hollow fiber membrane bundle is fixed in the case by the potting portion while maintaining the open state of the open end of each hollow fiber membrane, An external perfusion-type hollow fiber membrane module, wherein the hollow fiber membrane has a Gurley bending resistance of 15 mN or more.
  • External perfusion type hollow fiber membrane module [7] The external perfusion-type hollow fiber membrane module according to any one of [1] to [6], wherein the hollow fiber membrane has an outer diameter of 350 ⁇ m or less.
  • the filling rate of the hollow fiber membrane bundle in the case in a cross section obtained by cutting the case in a direction perpendicular to the length direction of the hollow fiber membrane bundle is 20 to 50%.
  • the plurality of hollow fiber membranes are bundled in a state of being folded in a U shape at the center in the length direction, and the open ends on both sides of each hollow fiber membrane at the first end portion are in an open state.
  • the external perfusion-type hollow fiber membrane module according to any one of [1] to [9] which is fixed in the case by the potting portion while being kept.
  • a hollow fiber membrane bundle in which a plurality of hollow fiber membranes are bundled in a cylindrical shape so that a hollow portion is formed inside, and a case in which the hollow fiber membrane bundle is accommodated,
  • the first end portion in the length direction of the hollow fiber membrane bundle is fixed in the case by the potting portion with the end face of each hollow fiber membrane opened,
  • the second end of the hollow fiber membrane bundle opposite to the first end is a free end,
  • An external perfusion-type hollow fiber membrane module in which liquid is perfused outside the membrane of each hollow fiber membrane on the second end side of the potting portion in the case,
  • An external perfusion-type hollow fiber membrane module in which only the hollow fiber membrane bundle is provided in a region between the potting portion and the second end portion in the case.
  • a hollow fiber membrane module for removing gas from the liquid to be treated or supplying gas to the liquid to be treated A hollow fiber membrane bundle formed by a plurality of aligned hollow fiber membranes, a case in which the hollow fiber membrane bundle is accommodated, and the liquid to be treated in a gap between the hollow fiber membrane bundle and the case
  • a short path prevention body that blocks the flow At least the first end in the length direction of the hollow fiber membrane bundle is fixed in the case by the potting portion while maintaining the open state of the open end of each hollow fiber membrane,
  • the external perfusion-type hollow, wherein the short path prevention body is provided on the downstream side of the liquid inflow port for allowing the liquid to be treated to flow around the hollow fiber membrane in the case so as to protrude from the inner surface of the case.
  • the plurality of hollow fiber membranes are bundled in a state of being folded in a U-shape at the center in the length direction, and the open ends on both sides of each hollow fiber membrane are in the open state at the first end portion.
  • the external perfusion-type hollow fiber membrane module according to any one of [A1] to [A6], which is fixed in the case by the potting portion while being kept.
  • External perfusion type hollow fiber membrane module is
  • the other aspect of this invention has the following structures.
  • the gas-liquid separation hollow fiber membrane module according to [B1] which is an external perfusion type in which a liquid to be treated is perfused outside the membrane of each hollow fiber membrane in the case.
  • the gas-liquid separation hollow fiber membrane module according to any one of [B4].
  • the hollow fiber membrane bundle is formed by bundling the plurality of hollow fiber membranes in a state where the hollow fiber membranes are folded in a U shape at the center in the length direction, The first end portion of the hollow fiber membrane bundle opposite to the U-turn portion of each hollow fiber membrane is fixed in the case by the potting portion with the end faces on both sides of each hollow fiber membrane open.
  • [B7] The gas-liquid separation hollow fiber membrane module according to [B6], wherein the ends of the hollow fiber membranes are aligned at the second end opposite to the first end of the hollow fiber membrane bundle. .
  • [B8] The gas-liquid separation hollow fiber membrane module according to any one of [B1] to [B7], wherein the plurality of hollow fiber membranes are bundled in a state of being connected to each other by warp.
  • the other aspect of this invention has the following structures.
  • the plurality of hollow fiber membranes are bundled in a state where each hollow fiber membrane is folded in a U shape at the center in the length direction, and the case is formed by the potting portion in a state where both end faces of each hollow fiber membrane are open.
  • [C9] The external perfusion-type hollow fiber membrane module according to any one of [C1] to [C8], wherein the plurality of hollow fiber membranes are bundled in a state of being connected to each other by warp.
  • the external perfusion-type hollow fiber membrane module according to the first aspect of the present invention having the above-described configuration [1] suppresses a short path of the liquid to be processed in the case and efficiently brings the liquid to be processed into contact with the hollow fiber membrane. High processing capacity.
  • the external perfusion-type hollow fiber membrane module according to the second aspect of the present invention having the above-mentioned configuration [3] is used, even if the module is increased in size to make the hollow fiber membrane longer and the flow rate of the liquid to be treated becomes faster.
  • the shape retention of the hollow fiber membrane bundle can be secured, and the deaeration efficiency can be suppressed from decreasing.
  • the external perfusion-type hollow fiber membrane module according to the third aspect of the present invention having the configuration of [12] is used, even if the flow rate of the liquid to be perfused is increased by increasing the size of the module, the liquid flows unevenly in the case. This can be suppressed, and a reduction in the efficiency of deaeration or air supply can be suppressed.
  • FIG. 1 It is sectional drawing which showed an example of the external perfusion type
  • FIG. 1 It is sectional drawing which showed 1 process of the manufacturing method of the external perfusion type
  • FIG. 5 is a graph showing a plot of dissolved oxygen removal rate versus treatment flow rate in Examples A1 to A4 of the present invention. It is sectional drawing which showed an example of the external perfusion type
  • FIG. 6 is a graph showing a plot of dissolved oxygen removal rate versus treatment flow rate in Examples B1 to B7 of the present invention. It is sectional drawing which showed an example of the external perfusion type
  • FIG. 7 is a graph showing a plot of dissolved oxygen removal rate versus treatment flow rate in Examples C1 and C2 of the present invention. It is sectional drawing which showed an example of the conventional external perfusion type
  • FIG. 5 is a graph showing a plot of dissolved oxygen removal rates by water passage direction in Examples A5 to A6 of the present invention.
  • FIG. 5 is a graph showing a plot of dissolved oxygen removal rate versus treatment flow rate in Examples C3 to C5 of the present invention.
  • the external perfusion-type hollow fiber membrane module according to the first aspect of the present invention is a hollow fiber membrane module for removing gas from a liquid to be treated or supplying gas to the liquid to be treated.
  • the external perfusion-type hollow fiber membrane module according to the first aspect of the present invention can be used for, for example, an inkjet discharge apparatus such as an inkjet printer or a color filter manufacturing apparatus.
  • an example of the external perfusion-type hollow fiber membrane module according to the first aspect of the present invention will be described and described.
  • the dimension of the figure illustrated in the following description is an example, Comprising:
  • the 1st aspect of this invention is not necessarily limited to them, It implements by changing suitably in the range which does not change the summary. It is possible.
  • the external perfusion-type hollow fiber membrane module 11 (hereinafter also referred to as “module 11”) of the present embodiment includes a hollow fiber membrane bundle 110, a case 112, and a short path prevention body 114. I have.
  • the case 112 is provided on the cylindrical case body 116, the first lid member 118 provided on the first opening end 116 a side in the length direction of the case body 116, and the second opening end 116 b side of the case body 116. And a second lid member 120.
  • the case 112 includes a case main body 116, a first lid member 118, and a second lid member 120, and the appearance is a columnar shape.
  • a case having a cylindrical appearance with a cylindrical case body as in this example is preferable.
  • the appearance is not limited to a cylindrical case, and may be, for example, a polygonal columnar case including a polygonal cylindrical case body.
  • a cylindrical first port 122 that communicates with the inside of the case body 116 is provided at a portion of the case body 116 near the first opening end 116 a so as to protrude outward from the outer peripheral surface of the case body 116.
  • the shape of the 1st port 122 is not limited to a cylindrical shape, For example, a polygonal cylinder shape etc. may be sufficient.
  • the first lid member 118 includes a circular flat plate portion 118a, a cylindrical portion 118b provided so as to protrude from the outer peripheral edge of the flat plate portion 118a to the case main body 116 side, and outward from the central portion of the flat plate portion 118a. And a second port 118c provided so as to protrude.
  • a first end 117 a of the case main body 116 is fitted into the cylindrical portion 118 b, and the first lid member 118 is attached to the case main body 116.
  • the second port 118c is located on the central axis L11 in the case 112.
  • the second port 118c is cylindrical and functions as a gas outflow port through which gas flows out of the case 112 or a gas inflow port through which gas flows.
  • the shape of the second port 118c is not limited to a cylindrical shape, and may be, for example, a polygonal cylindrical shape.
  • the second lid member 120 includes a circular flat plate portion 120a, a cylindrical portion 120b provided so as to protrude from the outer peripheral edge of the flat plate portion 120a to the case main body 116 side, and an outer side from the central portion of the flat plate portion 120a. And a cylindrical third port 120c provided so as to protrude.
  • the second end 117b of the case main body 116 is fitted into the cylindrical portion 120b, and the second lid member 120 is attached to the case main body 116.
  • the third port 120c is located on the central axis L11 in the case 112.
  • the shape of the third port 120c is not limited to a cylindrical shape, and may be, for example, a polygonal cylindrical shape.
  • the flat plate portion 120a may have a tapered shape in order to improve the efficiency of air bubbles in the case 112.
  • the first port 122 is provided near the first opening end 116 a of the case main body 116, and is installed on the second opening end 116 b side of the case main body 116.
  • a second port 120 c is provided in the second lid member 120.
  • the first port 122 is a liquid inflow port
  • the third port 120c is a liquid outflow port.
  • the liquid to be treated that flows in from the first port 122 flows in one direction in the length direction of the case 112 toward the third port 120 c, so that the flow does not change in the reverse direction in the case 112.
  • the first port 122 may be the liquid outflow port and the third port 120c may be the liquid inflow port to allow one-way water flow in which the liquid flow is reversed.
  • the size of the case 112 can be set as appropriate.
  • the outer diameter and length of the case body 116 can be appropriately changed.
  • the outer diameter of the case body 116 can be 3 to 15 cm and the length can be 5 to 50 cm.
  • the material forming the case 112 is preferably a material that can ensure sufficient mechanical strength and durability.
  • a material that can ensure sufficient mechanical strength and durability for example, polycarbonate, polysulfone, polyolefin, PVC (polyvinyl chloride), acrylic resin, ABS resin, modified PPE (polyphenylene) Ether) and the like.
  • PVC polyvinyl chloride
  • acrylic resin acrylic resin
  • ABS resin polyvinyl chloride
  • modified PPE polyphenylene
  • the hollow fiber membrane bundle 110 is formed by bundling a plurality of aligned hollow fiber membranes 111 in a cylindrical shape.
  • the plurality of hollow fiber membranes 111 forming the hollow fiber membrane bundle 110 are bundled in a state of being folded in a U shape at the center in the length direction.
  • the form of the hollow fiber membrane bundle 110 is not limited to a columnar shape, and may be, for example, a form bundled in a cylindrical shape with a cavity disposed in the center.
  • the hollow fiber membrane bundle 110 is accommodated in the case 112, and the first end portion 110 a in the length direction of the hollow fiber membrane bundle 110 is fixed in the case 112 by the potting portion 124 in a state of being restrained by the restraining ring 123.
  • the open ends 111a on both sides of each hollow fiber membrane 111 folded in a U shape are in an open state at the end surface 124a on the first lid member 118 side of the potting portion 124.
  • a second end portion 110b made of a U-turn portion of each hollow fiber membrane 111 located on the opposite side of the first end portion 110a in the hollow fiber membrane bundle 110 is not fixed to the case 112 and becomes a free end. ing.
  • a plurality of hollow fiber membranes are bundled in a state of being folded in a U-shape at the center in the length direction, and open ends on both sides of each hollow fiber membrane. It is preferable to be fixed in the case by the potting portion while maintaining the open state. Since the hollow fiber membranes are bundled in such a state, it becomes easy to sufficiently increase the filling rate of the hollow fiber membrane bundle even with a small number of hollow fiber membranes, and the production efficiency is improved. In addition, to maintain the self-supporting state of the hollow fiber membrane bundle and make it easy for the liquid to be treated to spread between the hollow fiber membranes throughout the entire hollow fiber membrane bundle, use a knitted fabric of a plurality of bundles. Thus, it is preferable to form an assembly of small bundles of hollow fiber membranes, thereby improving the efficiency of deaeration or air supply.
  • the first opening end 116a of the case body 116 is closed by the potting portion 124.
  • a space is formed on the first lid member 118 side of the end surface 124a of the potting portion 124 in the case 112, and the space and the space on the second opening end 116b side of the potting portion 124 in the case main body 116 are formed. It is partitioned by a potting unit 124. Since the open ends 111 a on both sides of each hollow fiber membrane 111 are kept open at the first end portion 110 a of the hollow fiber membrane bundle 110, the potting portion 124 in the membrane of each hollow fiber membrane 111 and in the case 112.
  • the first lid member 118 is in communication with the space on the first lid member 118 side.
  • the hollow fiber membranes 111 are bundled in a state of being connected to each other by the warp 126. Specifically, a plurality of hollow fiber membranes 111 are warp 126 in a direction near the U-turn portion in each hollow fiber membrane 111 in a direction orthogonal to the central axis L11, that is, a direction orthogonal to the length direction of each hollow fiber membrane 111.
  • the hollow fiber membranes 111 are connected to each other.
  • it is preferable that the respective hollow fiber membranes are bundled in a state where they are connected to each other by warps.
  • An aspect in which a plurality of hollow fiber membranes are connected by warp is not particularly limited, and for example, an aspect of weaving in a chain stitch type can be mentioned.
  • the positions of the end portions 111b made of U-turn portions in the respective hollow fiber membranes 111 are substantially flush with each other. That is, the lengths of the portions exposed from the potting portion 124 in each hollow fiber membrane 111 are aligned with each other. That the positions of the end portions 111b of the hollow fiber membranes 111 are substantially flush with each other means that the length of the portion exposed from the potting portion 124 in all the hollow fiber membranes 111 forming the hollow fiber membrane bundle 110 is the same. It means that the error of the length of each hollow fiber membrane 111 with respect to the average value is ⁇ 5%.
  • the end portions of the hollow fiber membrane bundles folded in a U-shape are aligned with each other at the second end portion of the hollow fiber membrane bundle.
  • the hollow fiber membrane 111 is preferably a hollow fiber membrane having gas permeability that allows gas to pass between the hollow portion in the membrane and the outside of the membrane.
  • the hollow fiber membrane 111 is a composite having a gas-permeable homogeneous layer and a porous support layer that supports the homogeneous layer because it has excellent strength and can perform deaeration and supply more efficiently.
  • a hollow fiber membrane is more preferable.
  • the structure of the composite hollow fiber membrane is preferably a two-layer structure in which a porous support layer is provided inside or outside the homogeneous layer, or a three-layer structure in which a porous support layer is provided both inside and outside the homogeneous layer. A three-layer structure is more preferable in terms of strength, deaeration or supply performance.
  • the material for forming the homogeneous layer known materials can be used, and examples thereof include silicon rubber resin, polyolefin resin, fluorine-containing resin, cellulose resin, polyphenylene oxide, poly-4-vinylpyridine, and urethane resin. It is done. These materials may use only 1 type and may combine 2 or more types. Among them, as a material for forming a homogeneous layer, a polyolefin resin is preferable because it has excellent deaeration and supply performance even when the liquid to be treated is perfused at a high flow rate and has excellent chemical resistance. A low density polyethylene resin is more preferred because of its excellent film properties.
  • polyolefin resin examples include a copolymer of ethylene and ⁇ -olefin, poly-4-methylpentene-1, metallocene polyethylene, low density polyethylene, high density polyethylene, linear low density polyethylene, linear ultra-low Examples include density polyethylene, polypropylene, ionomer resin, ethylene / vinyl acetate copolymer, ethylene / (meth) acrylic acid copolymer, ethylene / (meth) acrylic acid methyl copolymer, and modified polyolefin.
  • a known material can be used, for example, polydimethylsiloxane, silicon rubber resin such as a copolymer of silicon and polycarbonate; poly-4-methylpentene-1, poly-3-methylbutene -1, Polyolefin resins such as high density polyethylene and polypropylene; Fluorine-containing resins such as polyvinylidene fluoride and polytetrafluoroethylene; Cellulosic resins such as ethyl cellulose; Polyphenylene oxide; Poly-4-vinylpyridine; Urethane resins; Polystyrene; Ether ether ketone; polyether ketone and the like.
  • These materials may use only 1 type and may combine 2 or more types.
  • high-density polyethylene showing an MFR value equivalent to that of the homogeneous layer is used as a material for forming the porous support layer from the viewpoint that it is easy to secure the self-supporting property of the hollow fiber membrane bundle and the film-forming stability is obtained. preferable.
  • the pore size of the porous support layer is preferably 0.01 to 1 ⁇ m.
  • the porosity of the porous support layer is preferably 30 to 80% by volume. When the porosity is equal to or higher than the lower limit of the above range, the performance of deaeration or supply is excellent. When the porosity is not more than the upper limit of the above range, the mechanical strength such as pressure resistance of the hollow fiber membrane is improved.
  • the outer diameter of the hollow fiber membrane 111 is preferably 350 ⁇ m or less, more preferably 150 to 330 ⁇ m, and even more preferably 200 to 300 ⁇ m. If the outer diameter of the hollow fiber membrane 111 is within the above range, a more efficient flow path can be formed between the hollow fiber membranes 111 in the case 112.
  • the inner diameter of the hollow fiber membrane 111 is preferably 100 ⁇ m or more, more preferably 120 to 250 ⁇ m, and further preferably 130 to 200 ⁇ m. When the inner diameter of the hollow fiber membrane 111 is within the above range, a sufficient number of hollow fiber membranes 111 can be accommodated in the case 112, and the performance and durability of deaeration or air supply can be easily maintained.
  • the thickness of the hollow fiber membrane 111 is preferably 20 to 70 ⁇ m, and more preferably 25 to 55 ⁇ m. If the film thickness of the hollow fiber membrane 111 is equal to or less than the above upper limit value, the durability when the inside of the hollow fiber membrane 111 in the case 112 is repeatedly depressurized or pressurized is excellent. If the film thickness of the hollow fiber membrane 111 is equal to or greater than the lower limit of the above range, it is easy to maintain good deaeration or air supply performance.
  • the inner diameter and outer diameter of the hollow fiber membrane are measured by the method described in [0062] of International Publication No. 2015/012293.
  • the thickness of the homogeneous layer is preferably from 0.3 to 2 ⁇ m, more preferably from 0.5 to 1.2 ⁇ m.
  • the thickness of the homogeneous layer and the porous support layer is measured by the method described in [0077] of WO2015 / 012293.
  • the hollow fiber membrane 111 preferably has a breaking strength of 0.5 N / fil or more, a breaking elongation of 50% or more, and a breaking strength of 0.8 to 5 N from the viewpoint of handling at the time of module production. More preferably, the breaking elongation is 70 to 400%, the breaking strength is 1 to 4 N / fil, and the breaking elongation is 140 to 300%.
  • breaking strength means the value which fractures
  • N / fil is the strength required to break one hollow fiber membrane (1 filament) in Newton (N).
  • the elongation at break means the elongation shown until the break when it is stretched while applying a tensile load in the longitudinal direction of the hollow fiber membrane.
  • the breaking strength and breaking elongation are measured by the method described in [0081] of International Publication No. 2015/012293.
  • one hollow fiber membrane is held by the chuck portion of the tester so that the length is 2 cm, and a tensile load is applied to give a breaking strength and breaking elongation of 3 Measure once and obtain the average value.
  • the Gurley bending resistance of the hollow fiber membrane is preferably 15 mN or more, more preferably 15 to 30 mN, and even more preferably 18 to 25 mN. If the Gurley bending resistance of the hollow fiber membrane is equal to or higher than the lower limit of the above range, it is easy to ensure the self-supporting property of the hollow fiber membrane bundle, and it is easy to suppress a reduction in the efficiency of deaeration or air supply. If the Gurley bending resistance of the hollow fiber membrane is less than or equal to the upper limit of the above range, there is little membrane disruption associated with the increase in membrane length when the membrane bundle is formed, and the module can be formed in an aligned state. It becomes possible.
  • the Gurley bending resistance of the hollow fiber membrane was determined by using a sample consisting of seven bundles of hollow fiber membranes (width: about 25 to 26 mm) in which the hollow fiber membranes were folded back in units of 32 (32 fil). JIS L1096 A Method Measured according to the bending resistance (Gurley) method.
  • Gurley stiffness of the hollow fiber membrane can be controlled by adjusting the material, outer diameter, etc. of the hollow fiber membrane.
  • the inner surface 116 c of the case body 116 and the hollow fiber membrane bundle 110 are partially separated, and a gap 128 is provided between the case 112 and the hollow fiber membrane bundle 110 around the hollow fiber membrane bundle 110. Is formed.
  • the filling rate of the hollow fiber membrane bundle 110 in the case 112 in a cross section obtained by cutting the case 112 in a direction perpendicular to the length direction of the hollow fiber membrane bundle 110 is preferably 20 to 50%, more preferably 30 to 45%. . If the filling rate of the hollow fiber membrane is equal to or higher than the lower limit value, it is easy to suppress the occurrence of drift of the liquid to be treated in the case. If the filling rate of the hollow fiber membrane is not more than the upper limit value, the filling of the hollow fiber membrane becomes easy, the pressure loss becomes low, and the performance of deaeration or air supply is improved.
  • the filling rate is defined by each hollow forming the filled hollow fiber membrane bundle 110 with respect to a cross-sectional area inside the case 112 in a cross section obtained by cutting the case 112 in a direction perpendicular to the length direction of the hollow fiber membrane bundle 110. It is measured as a ratio (%) of the sum total of the cross-sectional areas of the thread film 111.
  • an annular short path prevention body 114 is fitted into the case main body 116 of the case 112 so as to protrude from the inner surface 116 c of the case main body 116 of the case 112. Is provided.
  • the short path preventing body 114 may be formed integrally with the inner surface 116c during molding.
  • the shape of the short path prevention body 114 is a protrusion that circulates on the inner surface 116c of the case body 116 of the case 112.
  • the short path prevention body 114 is provided on the downstream side of the first port 122 in the case 112, and plays a role of blocking the flow of the liquid to be processed in the gap 128 between the hollow fiber membrane bundle 110 and the case 112.
  • a part of the liquid to be treated that has flowed into the case 112 from the first port 122 enters the hollow fiber membrane bundle 110, and the remaining part forms a gap 128 between the hollow fiber membrane bundle 110 and the case 112. It tries to flow downstream.
  • the short path prevention body 114 since the flow of the liquid to be processed passing through the gap 128 between the hollow fiber membrane bundle 110 and the case 112 is blocked by the short path prevention body 114, the direction is changed to the inside in the radial direction, and the hollow fiber membrane bundle 110 is changed.
  • the liquid to be processed that passes through the gap 128 between the hollow fiber membrane bundle 110 and the case 112 is guided to the inside of the hollow fiber membrane bundle 110 by the short path prevention body 114, so that the liquid to be processed is contained in the case 112. Is prevented from flowing out from the third port 120c without being sufficiently processed.
  • the short path prevention body 114 is provided on the first port 122 side with respect to the second end portion 110b located on the downstream side in the hollow fiber membrane bundle 110 in the direction along the central axis L11 of the case 112.
  • the first port 122 is provided as much as possible on the downstream side of the first port 122. It is more preferable to provide the short path preventing body 114 at a position close to.
  • d12 / d11 is preferably 0.01 to 0.2, and more preferably 0.03 to 0.1. If d12 / d11 is less than or equal to the upper limit value, it is possible to eliminate a short-circuit flow passing only outside the hollow fiber membrane bundle. If d12 / d11 is not less than the lower limit value, the liquid to be treated can be brought into contact with the hollow fiber membrane 111 more efficiently, and the processing capacity of the module 11 is improved.
  • the module 11 may be configured such that the short path prevention body 114 and the case 112 are manufactured separately, and the short path prevention body 114 is fitted in the case 112, and the case 112 and the short path prevention body 114 are integrated.
  • the aspect formed in this may be sufficient.
  • the short path preventing body 114 of this example is an annular shape surrounding the entire circumference of the hollow fiber membrane bundle 110.
  • pass prevention body 114 is not limited to this aspect, You may provide intermittently around the hollow fiber membrane bundle 110.
  • the cross-sectional shape of the short path preventing body 114 is rectangular in this example, but is not limited to a rectangular shape, and may be a triangular shape, a semicircular shape, or the like.
  • the width D1 (FIG. 2) in the direction along the central axis L11 of the short path preventing body 114 is preferably 1 to 10 mm, and more preferably 2 to 7 mm. If the width D1 is equal to or greater than the lower limit value, a short-circuit flow that passes outside the membrane bundle can be prevented. If the width D1 is equal to or less than the upper limit value, the liquid to be treated can be introduced into the membrane bundle more efficiently.
  • the short path preventing body 114 needs to be in contact with the hollow fiber membrane bundle 110 in that the liquid to be treated can be brought into contact with the hollow fiber membrane 111 more efficiently.
  • the protrusion height H1 (FIG. 2) of the short path preventing body 114 from the inner surface 116c of the case body 116 of the case 112 is preferably 1 to 10 mm, and more preferably 2 to 7 mm. If the projection height H1 is equal to or greater than the lower limit, the liquid to be treated can be brought into contact with the hollow fiber membrane 111 more efficiently, and the processing capacity of the module 11 is improved. If the protrusion height H1 is equal to or less than the upper limit value, the hollow fiber membrane bundle 110 can be easily inserted into the short path prevention body 114.
  • the number of short path prevention bodies 114 is one in this example, but is not limited to one and may be two or more.
  • the number of short path prevention bodies 114 may be set according to the length of the case 112.
  • the short path preventing body 114 is provided every 50 to 200 mm in the direction along the central axis L11 of the case 112 because the effect of suppressing the short path of the liquid to be treated in the case 112 is higher. preferable.
  • the material for forming the short path prevention body 114 is not particularly limited, and examples thereof include polycarbonate, polysulfone, polyolefin, polyvinyl chloride, acrylic resin, ABS resin, and modified polyphenylene ether. Especially, the material which forms the short path
  • the short path prevention body 114 is formed integrally with the case 112, the material forming the short path prevention body 114 is the same as the material forming the case 112.
  • a material for forming the short path preventing body 114 one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
  • the manufacturing method of the module 11 is not specifically limited, For example, the following method is mentioned.
  • the long hollow fiber membranes 111 ⁇ / b> A are alternately repeated a plurality of times in the opposite direction and folded back into a U shape to form a strip-shaped hollow fiber membrane sheet 113.
  • the hollow fiber membrane 111A is knitted in the length direction of the sheet by the warp 126, and the portions extending in the width direction of the hollow fiber membrane 111A are connected to each other.
  • the hollow fiber membrane sheet 113 is wound into a columnar shape so that the width direction of the hollow fiber membrane sheet 113 is the axial direction.
  • FIG. 3 the long hollow fiber membranes 111 ⁇ / b> A are alternately repeated a plurality of times in the opposite direction and folded back into a U shape to form a strip-shaped hollow fiber membrane sheet 113.
  • the hollow fiber membrane 111A is knitted in the length direction of the sheet by the warp 126, and the portions extending in the width direction of the hollow fiber
  • the hollow fiber membrane sheet 113 wound in a columnar shape is inserted into the case body 116 provided with the short path prevention body 114 and the restraining ring 123.
  • One end of the hollow fiber membrane sheet 113 is fixed to the first opening end 116 a side of the case body 116 by the potting resin 130 using a known method such as a centrifugal method.
  • the U-turn portion of the hollow fiber membrane 111 ⁇ / b> A on the side of the hollow fiber membrane sheet 113 fixed by the potting resin 130 and a part of the potting resin 130 are projected from the case body 116.
  • seat 113 and the potting resin 130 is excised by the plane X1 in alignment with the 1st opening end 116a of the case main body 116.
  • FIG. Thereby, the cylindrical hollow fiber membrane bundle 110 fixed to the case main body 116 by the potting portion 124 is formed while the open state of the open end 111a of each hollow fiber membrane 111 folded in the U shape is maintained.
  • the module 11 is obtained by attaching the first lid member 118 and the second lid member 120 to both ends of the case main body 116.
  • the liquid to be processed flows into the case body 116 of the case 112 from the first port 122, and the liquid to be processed flows out from the third port 120c.
  • the configuration for allowing the liquid to be treated to flow into the case 112 from the first port 122 is not particularly limited, and the first port 122 may be connected to a pump to pump the liquid, and the third port 120c may be The structure which draws in a to-be-processed liquid by connecting with a pump may be sufficient.
  • the second port 118c when the second port 118c is connected to a vacuum pump and evacuated, the dissolved gas of the liquid to be processed passing between the hollow fiber membranes 111 is taken into the membrane of the hollow fiber membranes 111, and the second port 118c.
  • the liquid to be processed is deaerated.
  • the gas by connecting the second port 118 c to the air supply pump, the gas can be supplied to the liquid to be processed that passes between the hollow fiber membranes 111 through the hollow fiber membranes 111.
  • the liquid to be treated that has flowed in from the first port 122 wraps around the opposite side of the hollow fiber membrane bundle 110 to the opposite side of the first port 122 through the gap 128 between the hollow fiber membrane bundle 110 and the case 112 in the case 112, thereby It flows into the inside of the thread membrane bundle 110.
  • the liquid to be treated that flows downstream through the gap 128 between the hollow fiber membrane bundle 110 and the case 112 is blocked by the short path prevention body 114, and the flow direction changes to the inside of the hollow fiber membrane bundle 110. It is guided. Then, the liquid to be treated passes between the hollow fiber membranes 111 in the hollow fiber membrane bundle 110 and flows out from the third port 120c.
  • the short-pass prevention body 114 can prevent the liquid to be processed from short-passing the gap 128 outside the hollow fiber membrane bundle 110 in the case 112. Therefore, the liquid to be treated can be efficiently brought into contact with the hollow fiber membrane 111, and the liquid to be treated can be sufficiently processed, so that a module having a high processing capacity is obtained.
  • the short path prevention body is provided on the downstream side of the liquid inflow port in the case. Short-passing of the liquid to be processed through the gap outside the membrane bundle is suppressed. Therefore, even when the size is increased for the purpose of processing at a high flow rate, the liquid to be treated can be efficiently guided to the inside of the hollow fiber membrane bundle and brought into contact with the hollow fiber membrane. can get. In addition, high processing capacity can be obtained regardless of the direction of the liquid to be processed, which flows in the vertical direction or the horizontal direction. In addition, the external perfusion type hollow fiber membrane module according to the first aspect of the present invention is easy to manufacture because a high throughput can be obtained simply by providing a short path prevention body in the case.
  • the external perfusion type hollow fiber membrane module according to the first aspect of the present invention is not limited to the module 11 described above.
  • the external perfusion-type hollow fiber membrane module according to the first aspect of the present invention is a module in which both the first end and the second end in the length direction of the hollow fiber membrane bundle are fixed to the case by the potting portion. It may be.
  • the external perfusion-type hollow fiber membrane module of the first aspect of the present invention may be the external perfusion-type hollow fiber membrane module 12 illustrated in FIG. 6 (hereinafter also referred to as “module 12”). Good.
  • module 12 illustrated in FIG. 6
  • FIG. 6 the same parts as those in FIG.
  • the module 12 includes a hollow fiber membrane bundle 110A, a case 112A, and short path prevention bodies 114A and 114B.
  • the case 112A is provided on the cylindrical case main body 116A, the first lid member 118 provided on the first opening end 116a side in the length direction of the case main body 116A, and the second opening end 116b side of the case main body 116A.
  • a second lid member 120 is provided.
  • a first port 122 is provided near the first opening end 116a of the case body 116A, and a fourth port 132 that functions as a liquid outflow port or a liquid inflow port is provided near the second opening end 116b.
  • the second lid member 120 is provided with a ventilation port 120d instead of the third port 120c.
  • the first port 122 is a liquid inflow port and the fourth port 132 is a liquid outflow port.
  • the liquid to be treated that flows in from the first port 122 flows in one direction in the length direction of the case 112A toward the fourth port 132, and the flow does not change in the reverse direction in the case 112A.
  • the first port 122 may be the liquid outflow port
  • the fourth port 132 may be the liquid inflow port
  • the liquid flow may be reversed in one direction.
  • the hollow fiber membrane bundle 110A is formed by bundling a plurality of hollow fiber membranes 111 into a columnar shape in a state of being aligned in one direction.
  • the hollow fiber membrane bundle 110A is accommodated in the case 112A, and the first end portion 110a and the second end portion 110b in the length direction of the hollow fiber membrane bundle 110A are restrained by restraining rings 123A and 123B, respectively. It is fixed in the case 112A by potting portions 124A and 124B.
  • the first port 122 and the fourth port 132 are located between the potting portion 124A and the potting portion 124B in the case 112A.
  • the first opening end 116a of the case body 116A is blocked by the potting portion 124A, and the second opening end 116b of the case body 116A is blocked by the potting portion 124B.
  • the open state of one open end 111c of each hollow fiber membrane 111 is maintained.
  • the open state of the other open end 111d of each hollow fiber membrane 111 is maintained.
  • the inner surface 116c of the case main body 116A and the hollow fiber membrane bundle 110A are partially separated, and a gap 128 is formed outside the hollow fiber membrane bundle 110A in the case 112A.
  • short path preventing bodies 114 ⁇ / b> A and 114 ⁇ / b> B are provided on the downstream side of the first port 122 and the upstream side of the fourth port 132 in the case 112 ⁇ / b> A.
  • the short path prevention body 114A is provided near the first port 122
  • the short path prevention body 114B is provided near the fourth port 132.
  • the liquid to be processed flows into the case 112 ⁇ / b> A from the first port 122, and the liquid to be processed flows out from the fourth port 132.
  • the liquid to be processed that passes between the hollow fiber membranes 111 can be degassed by connecting the second port 118c and the vent port 120d with a vacuum pump and evacuating. Further, by supplying the gas by connecting the second port 118c and the ventilation port 120d with an air supply pump, it is possible to supply air to the liquid to be processed that passes between the hollow fiber membranes 111.
  • the liquid to be processed flowing downstream in the gap 128 between the hollow fiber membrane bundle 110A and the case 112A in the case 112A is blocked by the short path preventing bodies 114A and 114B, and the flow direction is changed. Guided into the hollow fiber membrane bundle 110A. In this way, since the liquid to be treated is prevented from short-passing through the gap 128 outside the hollow fiber membrane bundle 110A in the case 112A, the liquid to be treated efficiently contacts the hollow fiber membrane 111, and the processing capacity is improved. Get higher.
  • each hollow fiber membrane forming the hollow fiber membrane bundle is not folded back in a U shape, and the second end portion is made of resin or the like at the open end. It may be a free end in a state of being buried and closed.
  • the external perfusion-type hollow fiber membrane module according to the second aspect of the present invention includes a hollow fiber membrane bundle in which a plurality of hollow fiber membranes are bundled, and a case in which the hollow fiber membrane bundle is accommodated. At least one end in the length direction of the hollow fiber membrane bundle is fixed in the case by a potting portion with the end face of each hollow fiber membrane open.
  • a hollow fiber membrane having a Gurley bending resistance of 15 mN or more is used.
  • the external perfusion-type hollow fiber membrane module according to the second aspect of the present invention is a hollow fiber membrane module for removing gas from the liquid to be treated or supplying gas to the liquid to be treated.
  • the external perfusion type hollow fiber membrane module according to the second aspect of the present invention can be used as a deaeration module that removes gas dissolved in the liquid to be treated which is perfused outside the membrane of the hollow fiber membrane.
  • the use of the external perfusion-type hollow fiber membrane module of the second aspect of the present invention is not particularly limited, and examples thereof include an inkjet discharge device such as an inkjet printer and a color filter manufacturing apparatus.
  • the external perfusion-type hollow fiber membrane module 21 (hereinafter also referred to as “module 21”) of this embodiment includes a hollow fiber membrane bundle 210 and a case 214 as shown in FIG.
  • the hollow fiber membrane bundle 210 is accommodated in the case 214, and the first end portion 210 a in the length direction of the hollow fiber membrane bundle 210 is fixed in the case 214 by the potting portion 216.
  • the second end 210b opposite to the first end 210a in the hollow fiber membrane bundle 210 is a free end.
  • the case 214 is provided on the cylindrical case main body 218, the first lid member 220 provided on the first opening end 218 a side in the length direction of the case main body 218, and the second opening end 218 b side of the case main body 218. And a second lid member 222.
  • the case 214 forms a cylindrical appearance with the case body 218, the first lid member 220, and the second lid member 222.
  • a case having a columnar appearance provided with a cylindrical case body as in this example is preferable.
  • the appearance is not limited to a cylindrical case, and may be a polygonal columnar case provided with a polygonal cylindrical case body, for example.
  • a first port 224 that communicates with the inside of the case body 218 is provided at a portion of the case body 218 near the first opening end 218 a so as to protrude outward from the outer peripheral surface of the case body 218.
  • the first port 224 has a cylindrical shape and functions as a liquid inflow port through which the liquid to be processed flows into the case main body 218.
  • the shape of the first port 224 is not limited to a cylindrical shape, and may be, for example, a polygonal cylindrical shape.
  • the first lid member 220 includes a circular flat plate portion 220a, a cylindrical portion 220b provided so as to protrude from the outer peripheral edge of the flat plate portion 220a to the case body 218 side, and an outer side from the central portion of the flat plate portion 220a. And a second port 220c provided so as to protrude.
  • the first end 219a of the case main body 218 is fitted into the cylindrical portion 220b, and the first lid member 220 is attached to the case main body 218.
  • the second port 220c is located on the central axis L21 in the case 214.
  • the second port 220c has a cylindrical shape, and functions as a gas outflow port through which gas flows out from the case 214 or a gas inflow port through which gas flows in.
  • the shape of the second port 220c is not limited to a cylindrical shape, and may be, for example, a polygonal cylindrical shape.
  • the second lid member 222 includes a circular flat plate portion 222a, a cylindrical portion 222b provided so as to protrude from the outer peripheral edge of the flat plate portion 222a to the case body 218 side, and an outer side from the central portion of the flat plate portion 222a. And a third port 222c provided so as to protrude.
  • the second end 219b of the case main body 218 is fitted into the cylindrical portion 222b, and the second lid member 222 is attached to the case main body 218.
  • the third port 222c is located on the central axis L21 in the case 214.
  • the third port 222 c has a cylindrical shape and functions as a liquid outflow port through which the liquid to be processed flows out from the case 214.
  • the shape of the third port 222c is not limited to a cylindrical shape, and may be, for example, a polygonal cylindrical shape.
  • the flat plate portion 222a may be tapered so that bubbles in the case 214 can be easily removed.
  • the material for forming the case 214 is preferably a material that can ensure sufficient mechanical strength and durability, and examples thereof include the same materials as those described in the case 112 of the first aspect.
  • a material for forming the case 214 one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
  • the hollow fiber membrane bundle 210 is formed by bundling a plurality of hollow fiber membranes 211 in a cylindrical shape.
  • the form of the hollow fiber membrane bundle 210 is not limited to a columnar shape, and may be, for example, a form bundled in a cylindrical shape with a central tube arranged at the center.
  • the hollow fiber membrane bundle 210 is accommodated in the case main body 218 in the case 214, and the first end 210a in the length direction of the hollow fiber membrane bundle 210 is at the end of the case main body 218 on the first opening end 218a side. It is fixed by a potting part 216.
  • the plurality of hollow fiber membranes 211 forming the hollow fiber membrane bundle 210 are bundled in a state of being folded in a U shape at the center in the length direction, and end surfaces 211a on both sides of each hollow fiber membrane 211. Is embedded and fixed in the potting part 216 in a state in which is opened.
  • a plurality of hollow fiber membranes are bundled in a state of being folded in a U shape at the center in the length direction, and the end faces on both sides of each hollow fiber membrane are It is preferable to be fixed in the case by the potting part in the opened state. Since the hollow fiber membranes are bundled in such a state, it becomes easy to sufficiently increase the filling rate of the hollow fiber membrane bundle even with a small number of hollow fiber membranes, and the production efficiency is improved. Moreover, since it becomes easy to maintain the self-supporting state of the hollow fiber membrane bundle, the liquid to be treated is easily distributed between the hollow fiber membranes throughout the hollow fiber membrane bundle, and the deaeration efficiency is improved.
  • a second end portion 210b made of a U-turn portion of each hollow fiber membrane 211 located on the opposite side of the first end portion 210a in the hollow fiber membrane bundle 210 is not fixed to the case 214 and becomes a free end. ing.
  • the liquid to be treated is easily distributed between the hollow fiber membranes 211 throughout the entire hollow fiber membrane bundle 210, so that the liquid to be treated can be degassed with high efficiency.
  • the first opening end 218a of the case body 218 is closed by the potting portion 216.
  • the end surface 216a on the first lid member 220 side of the potting portion 216 is flush with the first opening end 218a of the case body 218.
  • end surfaces 211a on both sides of each hollow fiber membrane 211 are provided at the end surface 216a of the potting portion 216. Is open.
  • a space is formed on the first lid member 220 side of the end surface 216 a of the potting portion 216 in the case 214, and the second end portion of the hollow fiber membrane bundle 210 than the potting portion 216 in the case main body 218.
  • a space on the 210b side is partitioned by a potting portion 216.
  • each hollow fiber membrane 211 Since the end surfaces 211 a on both sides of each hollow fiber membrane 211 are in an open state, the inside of each hollow fiber membrane 211 communicates with the space on the first lid member 220 side of the potting portion 216 in the case 214. It is in the state.
  • the second port 220c and the third port 222c are both located on the central axis L21 in the case 214. Further, the inner wall surface of the case main body 218 and the hollow fiber membrane bundle 210 are separated from each other, and a space 226 is formed outside the hollow fiber membrane bundle 210 in the case 214.
  • the hollow fiber membranes 211 are bundled in a state where they are connected to each other by warps 228. Specifically, a plurality of hollow fiber membranes 211 are warps 228 in a direction near the U-turn portion in each hollow fiber membrane 211 in a direction orthogonal to the central axis L21, that is, a direction orthogonal to the length direction of each hollow fiber membrane 211.
  • the hollow fiber membranes 211 are connected to each other.
  • it is preferable that the hollow fiber membranes are bundled in such a state that they are connected to each other by warps.
  • each hollow fiber membrane 211 which forms the hollow fiber membrane bundle 210 spreads, and it becomes easy to hold
  • the viscosity of the liquid to be perfused is high, the hollow fiber membranes 211 are particularly likely to be scattered, and it is difficult to ensure the self-supporting property of the hollow fiber membrane bundle 210. Therefore, the mode in which the hollow fiber membranes are connected by warp is particularly effective when the liquid to be treated to be perfused has a high viscosity, for example, when the liquid to be treated is ink or the like.
  • An aspect in which a plurality of hollow fiber membranes are connected by warp is not particularly limited, and for example, an aspect of weaving in a chain stitch type can be mentioned.
  • the positions of the end portions 211b made of U-turn portions in the hollow fiber membranes 211 are aligned with each other in the direction of the central axis L21 of the case 214. That is, the length of the part exposed from the potting part 216 in each hollow fiber membrane 211 is mutually aligned. That the positions of the end portions 211b of the hollow fiber membranes 211 are aligned with respect to the average value of the lengths of the portions exposed from the potting portions 216 in all the hollow fiber membranes 211 forming the hollow fiber membrane bundle 210, It means that the error of the length of each hollow fiber membrane 211 is ⁇ 5%.
  • the ends of the hollow fiber membrane bundles are aligned with each other at the second end of the hollow fiber membrane bundle.
  • the hollow fiber membrane bundle is easily prevented from being deformed, and the liquid to be treated is easily spread throughout the hollow fiber membrane bundle, thereby improving the deaeration efficiency.
  • the outer diameter of the hollow fiber membrane 211 is preferably 350 ⁇ m or less, more preferably 150 to 330 ⁇ m, and even more preferably 200 to 300 ⁇ m. If the outer diameter of the hollow fiber membrane 211 is not more than the upper limit of the above range, more hollow fiber membranes can be filled in the case, and the contact with the liquid to be treated becomes more efficient. Further, an efficient flow path can be formed between the hollow fiber membranes 211 in the case 214. If the outer diameter of the hollow fiber membrane 211 is equal to or greater than the lower limit of the above range, it is easy to maintain a suitable bending resistance.
  • the inner diameter of the hollow fiber membrane 211 is preferably 100 ⁇ m or more, more preferably 120 to 250 ⁇ m, and even more preferably 130 to 200 ⁇ m. If the inner diameter of the hollow fiber membrane 211 is within the above range, a sufficient number of hollow fiber membranes 211 can be accommodated in the case 214, and it is easy to maintain deaeration performance and durability.
  • the thickness of the hollow fiber membrane 211 is preferably 20 to 70 ⁇ m, and more preferably 25 to 55 ⁇ m. If the film thickness of the hollow fiber membrane 211 is equal to or less than the above upper limit value, the durability when the pressure inside the hollow fiber membrane 211 inside the case 214 is repeatedly reduced is excellent. If the thickness of the hollow fiber membrane 211 is equal to or greater than the lower limit of the above range, the deaeration performance is easily maintained.
  • the method for calculating the film thickness of the hollow fiber membrane and the method for measuring the inner diameter and outer diameter of the hollow fiber membrane are as described in the first aspect.
  • the Gurley bending resistance of the hollow fiber membrane 211 is preferably 15 mN or more, and more preferably 18 to 25 mN. If the Gurley bending resistance of the hollow fiber membrane 211 is equal to or greater than the lower limit of the above range, it is easy to ensure the shape retention of the hollow fiber membrane bundle, and the shape of the hollow fiber membrane bundle is disturbed and the deaeration efficiency is reduced. Can be suppressed. If the Gurley bending resistance of the hollow fiber membrane is less than or equal to the upper limit of the above range, the handleability at the time of module creation is also suitable. The method for measuring the Gurley stiffness of the hollow fiber membrane is as described in the first aspect.
  • the hollow fiber membrane 211 preferably has a breaking strength of 0.5 N / fil or more, a breaking elongation of 50% or more, and a breaking strength of 0.8 to 5 N from the viewpoint of handling at the time of module production. More preferably, the breaking elongation is 70 to 400%, the breaking strength is 1 to 4 N / fil, and the breaking elongation is 140 to 300%.
  • the measuring method of breaking strength and breaking elongation is as described in the first aspect.
  • the hollow fiber membrane 211 is preferably a hollow fiber membrane having gas permeability that allows gas to pass between the hollow portion in the membrane and the outside of the membrane.
  • the hollow fiber membrane 211 has a gas-permeable homogeneous layer and a porous material that supports the homogeneous layer because it is excellent in strength and can be more efficiently degassed while suppressing leakage of the liquid to be treated.
  • a composite hollow fiber membrane having a support layer is more preferable.
  • the structure of the composite hollow fiber membrane is preferably a two-layer structure in which a porous support layer is provided inside or outside the homogeneous layer, or a three-layer structure in which a porous support layer is provided both inside and outside the homogeneous layer. From the viewpoint of strength, deaeration performance, a three-layer structure is more preferable.
  • the material for forming the homogeneous layer is as described in the first embodiment.
  • the material for forming the homogeneous layer in the second aspect is a polyolefin-based material because it is excellent in deaeration performance even when the liquid to be treated is perfused at a high flow rate and it is easy to ensure the shape retention of the hollow fiber membrane bundle. Resins are preferred, and polyethylene is more preferred.
  • the polyolefin resin forming the homogeneous layer in the second aspect preferably has high gas permeability and chemical resistance, and more preferably metallocene polyethylene.
  • the material for forming the porous support layer is as described in the first embodiment. From the viewpoint of easily securing the shape retention of the hollow fiber membrane bundle, the material for forming the porous support layer in the second embodiment is a melt flow index (MFR) equivalent to that of the homogeneous layer for the stability of membrane formation. Polyethylene having a high strength is preferable.
  • the pore size of the porous support layer is preferably 0.01 to 1 ⁇ m.
  • the porosity of the porous support layer is preferably 30 to 80% by volume. When the porosity is equal to or higher than the lower limit of the above range, the deaeration performance is excellent.
  • the porosity is not more than the upper limit of the above range, the mechanical strength such as pressure resistance of the hollow fiber membrane is improved.
  • the filling rate of the hollow fiber membrane bundle 210 in the case 214 in a cross section obtained by cutting the case 214 in a direction perpendicular to the length direction of the hollow fiber membrane bundle 210 is preferably 20 to 50%, more preferably 30 to 45%. . If the filling rate of the hollow fiber membrane is equal to or higher than the lower limit value, it is easy to suppress the occurrence of drift of the liquid to be treated in the case. If the filling rate of the hollow fiber membrane is not more than the upper limit value, the filling of the hollow fiber membrane becomes easy and the deaeration performance is improved.
  • the filling rate is defined by each hollow forming the filled hollow fiber membrane bundle 210 with respect to a cross-sectional area inside the case 214 in a cross section obtained by cutting the case 214 in a direction perpendicular to the length direction of the hollow fiber membrane bundle 210. It is measured as a ratio (%) of the sum total of the cross-sectional areas of the thread membrane 211.
  • the liquid to be processed is caused to flow into the case body 218 of the case 214 from the first port 224, and the liquid to be processed is caused to flow out from the third port 222c.
  • the liquid to be treated is perfused outside the membrane of each hollow fiber membrane 211 in the region on the second end portion 210b side of the hollow fiber membrane bundle 210 relative to the potting portion 216 in the case 214.
  • the configuration in which the liquid to be processed flows from the first port 224 and flows out from the third port 222c is not particularly limited.
  • the liquid to be processed is pumped by connecting the first port 224 to a pump.
  • the third port 222c may be connected to a pump to draw the liquid to be processed.
  • the liquid to be treated that flows from the first port 224 passes through the space 226 between the hollow fiber membrane bundle 210 and the inner wall surface of the case body 218 in the case 214 to the opposite side of the first port 224 in the hollow fiber membrane bundle 210. While going around, it advances between the hollow fiber membranes 211 toward the center of the hollow fiber membrane bundle 210 and moves toward the third port 222c.
  • the second port 220c of the first lid member 220 is connected to a vacuum pump and evacuated, so that the dissolved gas of the liquid to be processed that passes between the hollow fiber membranes 211 is taken into the membrane of the hollow fiber membranes 211. As a result, the liquid to be processed can be degassed.
  • a hollow fiber membrane bundle 210 is formed by bundling hollow fiber membranes 211 having an outer diameter of 350 ⁇ m or less and a Gurley stiffness of 15 mN or more.
  • the hollow fiber membrane 211 excellent in rigidity below a specific outer diameter is bundled, so that the shape retention of the hollow fiber membrane bundle 210 is excellent. Therefore, even if the module is enlarged and the hollow fiber membrane 211 is elongated, and the flow rate of the liquid to be processed is increased, the hollow fiber membrane bundle 210 is not easily deformed and the shape is not easily disturbed, so that the deaeration performance is reduced. It is suppressed.
  • the manufacturing method of the module 21 is not specifically limited, For example, the following method is mentioned.
  • the long hollow fiber membrane 211A is alternately repeated a plurality of times in the opposite direction and folded back into a U shape to form a belt-like hollow fiber membrane sheet 213.
  • the hollow fiber membrane 211A is knitted in the length direction of the sheet with the warp yarns 228, and the portions of the hollow fiber membrane 211A extending in the width direction are connected to each other.
  • the hollow fiber membrane sheet 213 is wound into a columnar shape so that the width direction of the hollow fiber membrane sheet 213 is the axial direction.
  • FIG. 9 the long hollow fiber membrane 211A is alternately repeated a plurality of times in the opposite direction and folded back into a U shape to form a belt-like hollow fiber membrane sheet 213.
  • the hollow fiber membrane 211A is knitted in the length direction of the sheet with the warp yarns 228, and the portions of the hollow fiber membrane 211A extending in the width direction are connected to each other.
  • the hollow fiber membrane sheet 213 wound in a columnar shape is inserted into the case main body 218, and the hollow fiber membrane sheet 213 is made with a potting resin 252 using a known method such as a centrifugal method. Is fixed to the first opening end 218a side of the case body 218. At this time, the U-turn portion of the hollow fiber membrane 211A on the hollow fiber membrane sheet 213 fixed to the potting resin 252 and a part of the potting resin 252 are projected from the case body 218.
  • the module 21 is obtained by attaching the first lid member 220 and the second lid member 222 to both ends of the case body 218.
  • hollow fiber membrane bundles are formed by bundling hollow fiber membranes having a Gurley stiffness of 15 mN or more.
  • the external perfusion type hollow fiber membrane module according to the second aspect of the present invention is not limited to the module 21 described above.
  • the external perfusion-type hollow fiber membrane module according to the second aspect of the present invention includes a first end portion in which each hollow fiber membrane forming a hollow fiber membrane bundle is not folded back in a U shape and is fixed by a potting portion.
  • the second end on the opposite side may be a free end with its open end closed with resin or the like.
  • both ends of the hollow fiber membrane bundle in the length direction may be fixed to the case by a potting portion.
  • the external perfusion-type hollow fiber membrane module of the second aspect of the present invention may be the external perfusion-type hollow fiber membrane module 22 illustrated in FIG. 12 (hereinafter also referred to as “module 22”).
  • module 22 includes a hollow fiber membrane bundle 210A and a case 214A.
  • the hollow fiber membrane bundle 210A is accommodated in the case 214A, and the potting portions 216A and 216B enter the case 214A at the first end portion 210a and the second end portion 210b in the length direction of the hollow fiber membrane bundle 210A. It is fixed.
  • the case 214A is provided on the cylindrical case body 218A, the first lid member 220 provided on the first opening end 218a side in the length direction of the case body 218A, and the second opening end 218b side of the case body 218A. And a second lid member 222.
  • the case 214A forms a columnar appearance with the case main body 218A, the first lid member 220, and the second lid member 222.
  • a portion of the case 214A near the first opening end 218a of the case main body 218A is connected to the inside of the case main body 218A so as to protrude outward from the outer peripheral surface of the case main body 218A, similar to the case 214. Is provided. Further, a portion of the case 214A near the second opening end 218b in the case main body 218A is connected to the inside of the case main body 218A so as to protrude from the outer peripheral surface of the case main body 218A to the side opposite to the first port 224.
  • a port 230 is provided.
  • the shape of the fourth port 230 is not particularly limited, and examples thereof include a cylindrical shape and a polygonal cylindrical shape.
  • the hollow fiber membrane bundle 210A is formed by bundling a plurality of hollow fiber membranes 211 into a columnar shape in a state where the hollow fiber membranes 211 are aligned in one direction.
  • the first opening end 218a of the case main body 218A is closed by the potting portion 216A, and the first end portion 210a in the length direction of the hollow fiber membrane bundle 210A is embedded in the potting portion 216A so as to be in the case main body 218A. It is being fixed to the part by the side of the 1st opening end 218a inside.
  • the end surface 216a on the first lid member 220 side of the potting portion 216A is flush with the first opening end 218a of the case body 218A, and the first opening end of each hollow fiber membrane 211 on the end surface 216a of the potting portion 216A.
  • the end surface 211a on the 218a side is in an open state. Since the end surface 211a on the first opening end 218a side of each hollow fiber membrane 211 is in an open state, the inside of each hollow fiber membrane 211 and the first lid member 220 side of the potting portion 216A in the case 214A It is in a state of communication with the space.
  • the second opening end 218b of the case body 218A is closed by the potting portion 216B, and the second end portion 210b of the hollow fiber membrane bundle 210A is embedded in the potting portion 216B so that the inside of the case body 218A is It is fixed to a portion on the second opening end 218b side.
  • the end surface 216b on the second lid member 222 side of the potting portion 216B is flush with the second opening end 218b of the case body 218A, and the second opening end of each hollow fiber membrane 211 is formed on the end surface 216b of the potting portion 216B.
  • the end surface 211c on the 218b side is in an open state.
  • each hollow fiber membrane 211 Since the end face 211c on the second opening end 218b side of each hollow fiber membrane 211 is in an open state, the inside of each hollow fiber membrane 211 and the second lid member 222 side of the potting portion 216B in the case 214A It is in a state of communication with the space.
  • the inner wall surface of the case main body 218A and the hollow fiber membrane bundle 210A are separated from each other, and a space 226 is formed outside the hollow fiber membrane bundle 210A in the case 214A.
  • the liquid to be processed is caused to flow into the case body 218 ⁇ / b> A of the case 214 ⁇ / b> A from the first port 224, and the liquid to be processed is caused to flow out from the fourth port 230.
  • the liquid to be treated is perfused outside the membrane of each hollow fiber membrane 211 in the region between the potting portion 216A and the potting portion 216B in the case 214A.
  • the second port 220c of the first lid member 220 and the third port 222c of the second lid member 222 are connected to a vacuum pump and evacuated so that the liquid to be treated that passes between the hollow fiber membranes 211 can be obtained. Since the dissolved gas is taken into the membrane of the hollow fiber membrane 211 and flows out from the second port 220c and the third port 222c, the liquid to be treated can be degassed.
  • hollow fiber membrane bundles 210A are formed by bundling hollow fiber membranes 211 having a Gurley stiffness of 15 mN or more. As described above, the hollow fiber membranes 211 having excellent rigidity below a specific outer diameter are bundled, so that the shape retention of the hollow fiber membrane bundle 210A is excellent. Therefore, the hollow fiber membrane bundle 210A is less likely to lose its shape during manufacturing and use, and the shape is less likely to be disturbed.
  • the external perfusion-type hollow fiber membrane module includes a hollow fiber membrane bundle in which a plurality of hollow fiber membranes are bundled in a cylindrical shape so that a hollow portion is formed inside, and the hollow fiber membrane bundle And a case in which is housed.
  • the first end in the length direction of the hollow fiber membrane bundle is fixed in the case by the potting portion with the end face of each hollow fiber membrane open, and the second end opposite to the first end in the hollow fiber membrane bundle.
  • the end is a free end.
  • only the hollow fiber membrane bundle is provided in the region between the potting portion and the second end portion of the hollow fiber membrane bundle in the case.
  • the external perfusion-type hollow fiber membrane module according to the third aspect of the present invention is a module for degassing that removes gas dissolved in liquid to be externally perfused or for supplying gas to liquid to be externally perfused.
  • the use of the external perfusion-type hollow fiber membrane module of the third aspect of the present invention is not particularly limited, and examples thereof include an inkjet discharge apparatus such as an inkjet printer and a color filter manufacturing apparatus.
  • the external perfusion-type hollow fiber membrane module 31 (hereinafter also referred to as “module 31”) of the third aspect of the present embodiment includes a hollow fiber membrane bundle 310 and a case 314, as shown in FIG. ing.
  • the hollow fiber membrane bundle 310 is accommodated in the case 314, and the first end portion 310 a in the length direction of the hollow fiber membrane bundle 310 is fixed in the case 314 by the potting portion 316.
  • the second end 310b opposite to the first end 310a in the hollow fiber membrane bundle 310 is a free end.
  • the case 314 is provided on the cylindrical case body 318, the first lid member 320 provided on the first opening end 318 a side in the length direction of the case body 318, and the second opening end 318 b side of the case body 318. And a second lid member 322.
  • the case 314 forms a columnar appearance with the case body 318, the first lid member 320, and the second lid member 322.
  • the case in the external perfusion type hollow fiber membrane module of the third aspect of the present invention is preferably a cylindrical case having a cylindrical case body as in this example.
  • the appearance is not limited to a cylindrical case, and may be, for example, a polygonal columnar case provided with a polygonal cylindrical case body.
  • a first port 324 that communicates with the inside of the case main body 318 is provided at a portion of the case main body 318 near the first opening end 318a so as to protrude outward from the outer peripheral surface of the case main body 318.
  • the first port 324 has a cylindrical shape and functions as a liquid inflow / outflow port through which liquid flows in / out of the case main body 318.
  • the shape of the first port 324 is not limited to a cylindrical shape, and may be, for example, a polygonal cylindrical shape.
  • the first lid member 320 includes a circular flat plate portion 320a, a cylindrical portion 320b provided so as to protrude from the outer peripheral edge of the flat plate portion 320a to the case body 318 side, and an outer side from the central portion of the flat plate portion 320a. And a second port 320c provided so as to protrude.
  • the first end 319a of the case main body 318 is fitted into the cylindrical portion 320b, and the first lid member 320 is attached to the case main body 318.
  • the second port 320c is located on the central axis L31 in the case 314.
  • the second port 320c has a cylindrical shape and functions as a gas outflow port through which gas flows out from the case 314 or a gas inflow port through which gas flows in.
  • the shape of the second port 320c is not limited to a cylindrical shape, and may be, for example, a polygonal cylindrical shape.
  • the second lid member 322 includes a circular flat plate portion 322a, a cylindrical portion 322b provided so as to protrude from the outer peripheral edge of the flat plate portion 322a to the case main body 318 side, and the central portion of the flat plate portion 322a. And a third port 322c provided so as to protrude.
  • the second end 319b of the case main body 318 is fitted into the cylindrical portion 322b, and the second lid member 322 is attached to the case main body 318.
  • the third port 322c is located on the central axis L31 in the case 314.
  • the third port 322c has a cylindrical shape and functions as a liquid inflow / outflow port through which liquid flows in / out of the case 314.
  • the shape of the third port 322c is not limited to a cylindrical shape, and may be, for example, a polygonal cylindrical shape.
  • the flat plate portion 322a may have a tapered shape in order to improve bubble removal in the case 314.
  • the size of the case 314 can be set as appropriate.
  • the outer diameter of the case body 318 can be 3 to 15 cm and the length can be 5 to 50 cm.
  • the outer diameter and length of the case body 318 can be changed as appropriate. .
  • the material for forming the case 314 is preferably a material that can ensure sufficient mechanical strength and durability, and examples thereof include the same materials as those described in the case 112 of the first aspect.
  • a material for forming the case 314 one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
  • the hollow fiber membrane bundle 310 is formed by bundling a plurality of hollow fiber membranes 311 into a cylindrical shape so that a hollow portion 312 is formed inside.
  • the shape of the hollow fiber membrane bundle 310 is preferably cylindrical as in this example.
  • the shape of the hollow fiber membrane bundle 310 is not limited to a cylindrical shape, and may be an elliptical cylindrical shape, a square shape, or the like.
  • the hollow fiber membrane bundle 310 is accommodated in the case main body 318 of the case 314, and the first end 310a in the length direction of the hollow fiber membrane bundle 310 is at the end of the case main body 318 on the first opening end 318a side. It is fixed by a potting part 316.
  • the plurality of hollow fiber membranes 311 forming the hollow fiber membrane bundle 310 are bundled in a state of being folded in a U shape at the center in the length direction, and end faces 311a on both sides of each hollow fiber membrane 311. Is embedded and fixed in the potting portion 316 in a state in which is opened.
  • a plurality of hollow fiber membranes are bundled in a state of being folded in a U shape at the center in the length direction, and the end faces on both sides of each hollow fiber membrane are It is preferable to be fixed in the case by the potting part in the opened state. Since the hollow fiber membranes are bundled in such a state, it becomes easy to sufficiently increase the filling rate of the hollow fiber membrane bundle even with a small number of hollow fiber membranes, and the production efficiency is improved. Moreover, since it becomes easy to maintain the self-supporting state of the hollow fiber membrane bundle, the liquid easily spreads between the hollow fiber membranes throughout the hollow fiber membrane bundle, and the efficiency of deaeration or air supply is improved.
  • the second end portion 310b made of the U-turn portion of each hollow fiber membrane 311 located on the opposite side to the first end portion 310a in the hollow fiber membrane bundle 310 is not fixed to the case 314 but becomes a free end. ing. Thereby, since the liquid easily spreads between the hollow fiber membranes 311 throughout the entire hollow fiber membrane bundle 310, the liquid can be deaerated or supplied with high efficiency.
  • the first opening end 318a of the case body 318 is closed by the potting portion 316.
  • the end surface 316a of the potting portion 316 on the first lid member 320 side is flush with the first opening end 318a of the case body 318.
  • the end surface 316a of the potting portion 316 has end surfaces 311a on both sides of each hollow fiber membrane 311. Is open.
  • a space is formed on the first lid member 320 side of the end surface 316 a of the potting portion 316 in the case 314, and the second end portion of the hollow fiber membrane bundle 310 than the potting portion 316 in the case main body 318.
  • a space on the 310b side is partitioned by a potting portion 316. Since the end surfaces 311a on both sides of each hollow fiber membrane 311 are open, the inside of each hollow fiber membrane 311 communicates with the space on the first lid member 320 side of the potting portion 316 in the case 314. It is in the state.
  • each hollow fiber membrane 311 is bundled in a cylindrical shape so as to surround the center axis L ⁇ b> 31 of the case 314, and a cylindrical shape is formed inside the hollow fiber membrane bundle 310.
  • a cavity 312 is formed.
  • the hollow portion 312, the second port 320c, and the third port 322c are all located on the central axis L31 in the case 314. Further, the inner wall surface of the case body 318 and the hollow fiber membrane bundle 310 are separated from each other, and a space 326 is formed outside the hollow fiber membrane bundle 310 in the case 314.
  • the hollow fiber membrane bundle 310 is formed in a region between the end surface 316 b on the second end portion 310 b side of the hollow fiber membrane bundle 310 of the potting portion 316 and the second end portion 310 b of the hollow fiber membrane bundle 310 in the case 314. Only provided. That is, nothing is arranged in the hollow portion 312 inside the cylindrical hollow fiber membrane bundle 310. Accordingly, the hollow fiber membrane bundle 310 is passed between the hollow fiber membranes 311 between the space 326 outside the cylindrical hollow fiber membrane bundle 310 and the hollow portion 312 inside the hollow fiber membrane bundle 310 over the entire hollow fiber membrane bundle 310. The moving liquid moves without being blocked.
  • the hollow fiber membranes 311 may be bundled in a state of being connected to each other by warp yarns 328.
  • a plurality of hollow fiber membranes 311 are warp yarns 328 in a direction near the U-turn portion in each hollow fiber membrane 311 in a direction orthogonal to the central axis L31, that is, a direction orthogonal to the length direction of each hollow fiber membrane 311.
  • the hollow fiber membranes 311 are connected to each other.
  • it is preferable that the hollow fiber membranes are bundled in such a state that they are connected to each other by warps.
  • each hollow fiber membrane 311 which forms the hollow fiber membrane bundle 310 spreads, and it becomes easy for the hollow fiber membrane bundle 310 to hold
  • the viscosity of the liquid to be perfused is high, in particular, the hollow fiber membrane 311 is likely to be scattered, and it becomes difficult to ensure the self-supporting property of the hollow fiber membrane bundle 310. Therefore, the mode in which the hollow fiber membranes are connected by warp is particularly effective when the viscosity of the liquid to be perfused is high, for example, when the liquid is ink or the like.
  • An aspect in which a plurality of hollow fiber membranes are connected by warp is not particularly limited, and for example, an aspect of weaving in a chain stitch type can be mentioned.
  • the positions of the end portions 311b made of U-turn portions in the hollow fiber membranes 311 are aligned with each other in the direction of the central axis L31 of the case 314. That is, the length of the part exposed from the potting part 316 in each hollow fiber membrane 311 is mutually aligned.
  • the average value of the lengths of the portions exposed from the potting portions 316 in all the hollow fiber membranes 311 forming the hollow fiber membrane bundle 310 is It means that the error of the length of each hollow fiber membrane 311 is ⁇ 5%.
  • the end portions of the hollow fiber membrane bundles are aligned with each other at the second end portion of the hollow fiber membrane bundle.
  • the hollow fiber membrane bundle is easily prevented from losing its shape, and the liquid easily spreads over the entire hollow fiber membrane bundle, thereby improving the efficiency of deaeration or air supply.
  • the hollow fiber membrane 311 is preferably a hollow fiber membrane having gas permeability that allows gas to pass between the hollow portion in the membrane and the outside of the membrane. Moreover, from the point which is excellent in intensity
  • the structure of the composite hollow fiber membrane is preferably a two-layer structure in which a porous support layer is provided inside or outside the homogeneous layer, or a three-layer structure in which a porous support layer is provided both inside and outside the homogeneous layer. A three-layer structure is more preferable in terms of strength, deaeration or supply performance.
  • the material for forming the homogeneous layer is as described in the first embodiment.
  • the material for forming the homogeneous layer in the third aspect is preferably a polyolefin-based resin from the viewpoint of excellent deaeration and air supply performance even when a liquid is perfused at a high flow rate and excellent chemical resistance.
  • a low density polyethylene resin is more preferred because of its excellent film properties.
  • the material for forming the porous support layer is as described in the first embodiment.
  • the material for forming the homogeneous layer in the third aspect is preferably high-density polyethylene showing an MFR value equivalent to that of the homogeneous layer.
  • the pore size of the porous support layer is preferably 0.01 to 1 ⁇ m.
  • the porosity of the porous support layer is preferably 30 to 80% by volume. When the porosity is equal to or higher than the lower limit of the above range, the performance of deaeration or supply is excellent. When the porosity is not more than the upper limit of the above range, the mechanical strength such as pressure resistance of the hollow fiber membrane is improved.
  • the outer diameter of the hollow fiber membrane 311 is preferably 350 ⁇ m or less, more preferably 150 to 330 ⁇ m, and even more preferably 200 to 300 ⁇ m. If the outer diameter of the hollow fiber membrane 311 is within the above range, an efficient flow path can be formed between the hollow fiber membranes 311 in the case 314.
  • the inner diameter of the hollow fiber membrane 311 is preferably 100 ⁇ m or more, more preferably 120 to 250 ⁇ m, still more preferably 130 to 200 ⁇ m.
  • the inner diameter of the hollow fiber membrane 311 is within the above range, a sufficient number of hollow fiber membranes 311 can be accommodated in the case 314, and it is easy to maintain the deaeration or supply performance and durability.
  • the film thickness of the hollow fiber membrane 311 is preferably 20 to 70 ⁇ m, more preferably 25 to 55 ⁇ m. If the film thickness of the hollow fiber membrane 311 is equal to or less than the above upper limit value, the durability when the inside of the hollow fiber membrane 311 in the case 314 is repeatedly depressurized and pressurized is excellent. If the thickness of the hollow fiber membrane 311 is equal to or greater than the lower limit of the above range, it is easy to maintain the deaeration or supply performance satisfactorily.
  • the method for calculating the film thickness of the hollow fiber membrane and the method for measuring the inner diameter and outer diameter of the hollow fiber membrane are as described in the first aspect.
  • the thickness of the homogeneous layer is preferably from 0.3 to 2 ⁇ m, more preferably from 0.5 to 1.2 ⁇ m.
  • the method for measuring the thickness of the homogeneous layer and the porous support layer is as described in the first embodiment.
  • the hollow fiber membrane 311 preferably has a breaking strength of 0.5 N / fil or more, a breaking elongation of 50% or more, and a breaking strength of 0.8 to 5 N from the viewpoint of handling at the time of module production. More preferably, the breaking elongation is 70 to 400%, the breaking strength is 1 to 4 N / fil, and the breaking elongation is 140 to 300%.
  • the measuring method of breaking strength and breaking elongation is as described in the first aspect.
  • the filling rate of the hollow fiber membrane bundle 310 in the case 314 in a cross section obtained by cutting the case 314 in the direction perpendicular to the length direction of the hollow fiber membrane bundle 310 is preferably 20 to 50%, more preferably 30 to 45%. . If the filling rate of the hollow fiber membrane is equal to or higher than the lower limit, it is easy to suppress the occurrence of liquid drift in the case. If the filling rate of a hollow fiber membrane is below an upper limit, filling of a hollow fiber membrane will become easy and the performance of deaeration or air supply will improve.
  • the filling rate is defined by each hollow forming the filled hollow fiber membrane bundle 310 with respect to a cross-sectional area inside the case 314 in a cross section obtained by cutting the case 314 in a direction perpendicular to the length direction of the hollow fiber membrane bundle 310. It is measured as a ratio (%) of the total cross-sectional area of the thread membrane 311.
  • the Gurley bending resistance of the hollow fiber membrane is preferably 10 mN or more, more preferably 15 to 30 mN, and even more preferably 18 to 25 mN. If the Gurley bending resistance of the hollow fiber membrane is equal to or higher than the lower limit of the above range, it is easy to ensure the self-supporting property of the hollow fiber membrane bundle, and it is easy to suppress a reduction in the efficiency of deaeration or supply. If the Gurley bending resistance of the hollow fiber membrane is less than or equal to the upper limit of the above range, there is little membrane disruption associated with the increase in membrane length when the membrane bundle is formed, and the module can be formed in an aligned state. It becomes possible.
  • the method for measuring the Gurley stiffness of the hollow fiber membrane is as described in the first aspect.
  • the manufacturing method of the module 31 is not specifically limited, For example, the following method is mentioned.
  • a long hollow fiber membrane 311A is alternately repeated a plurality of times in the opposite direction and folded back into a U-shape to form a belt-like hollow fiber membrane sheet 313.
  • the hollow fiber membrane 311A is knitted in the length direction of the sheet with the warp yarns 328, and the portions extending in the width direction of the hollow fiber membrane 311A are connected to each other.
  • the hollow fiber membrane sheet 313 is wound around a cylindrical core rod 350. As shown in FIG.
  • the hollow fiber membrane sheet 313 wound around the core rod 350 is inserted into the case body 318, the core rod 350 is pulled out, and then potting is performed using a known method such as a centrifugal method.
  • One end of the hollow fiber membrane sheet 313 is fixed to the first opening end 318 a side of the case body 318 by the resin 352.
  • the U-turn portion of the hollow fiber membrane 311A on the side fixed by the potting resin 352 in the hollow fiber membrane sheet 313 and a part of the potting resin 352 are projected from the case body 318.
  • the end surface 311a of each hollow fiber membrane 311 folded back in a U shape is formed.
  • a cylindrical hollow fiber membrane bundle 310 is formed which is fixed to the case main body 318 by the potting portion 316 and has a hollow portion 312 formed inside.
  • the module 31 is obtained by attaching the first lid member 320 and the second lid member 322 to both ends of the case body 318.
  • the module 31 can be used as follows, for example.
  • the liquid is caused to flow into the case body 318 of the case 314 from the first port 324, and the liquid is caused to flow out from the third port 322c.
  • the liquid is perfused outside the membrane of each hollow fiber membrane 311 in the region on the second end portion 310b side of the hollow fiber membrane bundle 310 relative to the potting portion 316 in the case 314.
  • the configuration in which the liquid flows in from the first port 324 and flows out from the third port 322c may be such that the first port 324 is connected to a pump and the liquid is pumped.
  • the configuration may be such that the three ports 322c are connected to a pump to draw liquid.
  • the liquid flowing in from the first port 324 wraps around the opposite side of the hollow fiber membrane bundle 310 to the first port 324 through the space 326 between the hollow fiber membrane bundle 310 and the inner wall surface of the case body 318 in the case 314.
  • the hollow fiber membrane bundle 310 passes between the hollow fiber membranes 311 from the outer side toward the inner cavity 312.
  • the second port 320c of the first lid member 320 is connected to a vacuum pump and evacuated
  • dissolved liquid gas passing between the hollow fiber membranes 311 is taken into the membrane of the hollow fiber membranes 311. Since the liquid flows out from the second port 320c, the liquid can be deaerated.
  • the gas is supplied to the liquid passing between the hollow fiber membranes 311 through the hollow fiber membranes 311 by supplying the gas by connecting the second port 320c of the first lid member 320 to the air supply pump. can do.
  • the hollow fiber membrane bundle 310 is provided in the region between the potting portion 316 and the second end portion 310 b of the hollow fiber membrane bundle 310 in the case 314, and the inside of the cylindrical hollow fiber membrane bundle 310 is provided.
  • Nothing is arranged in the hollow portion 312 of the above.
  • the liquid passing between the hollow fiber membranes 311 is not blocked from the outer space 326 of the hollow fiber membrane bundle 310 to the inner cavity 312 over the entire hollow fiber membrane bundle 310. Can move smoothly. Therefore, even when the flow rate of the liquid to be perfused is increased by increasing the size of the module, the liquid tends to flow from the outer space 326 of the hollow fiber membrane bundle 310 toward the inner cavity 312 over the entire hollow fiber membrane bundle 310. From this, in the case 314, it can suppress that the liquid flows unevenly through the part of the space 326, so that it is possible to suppress the efficiency of deaeration and supply of air from decreasing.
  • the external perfusion-type hollow fiber membrane module of the third aspect of the present invention only the hollow fiber membrane bundle is present in the region between the potting portion and the second end of the hollow fiber membrane bundle in the case. Is provided.
  • the liquid which passes between each hollow fiber membrane can move without being interrupted between the outside of the cylindrical hollow fiber membrane bundle and the hollow portion inside the hollow fiber membrane bundle over the entire hollow fiber membrane bundle. Therefore, even if the flow rate of the liquid to be perfused is increased by increasing the size of the module, it is possible to prevent the liquid from flowing unevenly in the case and to prevent the efficiency of deaeration and air supply from decreasing.
  • the external perfusion type hollow fiber membrane module according to the third aspect of the present invention is not limited to the module 31 described above.
  • the external perfusion-type hollow fiber membrane module according to the third aspect of the present invention includes a first end portion in which each hollow fiber membrane forming the hollow fiber membrane bundle is not folded back in a U shape and is fixed by a potting portion.
  • the second end portion on the opposite side may be a free end in a state where the open end is filled with resin or the like and closed.
  • the external perfusion type hollow fiber membrane module of the present invention may be a combination of the first aspect and the second aspect, may be a combination of the first aspect and the third aspect, and the second aspect.
  • the third aspect may be combined, or the first aspect, the second aspect, and the third aspect may be combined.
  • MFR Melt flow index
  • Gurley stiffness Using a Gurley type bending resistance tester, the Gurley bending resistance of the hollow fiber membrane was measured in accordance with JIS L 1096A method. Seven bundles of hollow fiber membranes in which the hollow fiber membranes were folded back in units of 32 (32 fil) were used as measurement samples, and the measurement sample size was 25 to 26 mm in width and 51 mm in length.
  • Example A1 An external perfusion type hollow fiber membrane module having the same mode as the module 11 illustrated in FIG. 1 was produced.
  • the hollow fiber membrane 111 is formed of a high density polyethylene resin (MFR: 1.35 g / 10 min) on the inside and outside of a homogeneous layer formed of a metallocene low density polyethylene resin (MFR: 1.0 g / 10 min).
  • MFR high density polyethylene resin
  • MFR metallocene low density polyethylene resin
  • a three-layer composite hollow fiber membrane provided with a porous support layer was used.
  • the composite hollow fiber membrane had an outer diameter of 197 ⁇ m, an inner diameter of 133 ⁇ m, and a film thickness of 32 ⁇ m.
  • the Gurley bending resistance of the composite hollow fiber membrane was 5 mN.
  • the inner diameter of the case main body 116 in the case 112 was 52 mm.
  • the hollow fiber membrane bundle 110 was fixed in the case 112 by the potting portion 124 so that the effective membrane area was 1.42 m 2 .
  • the filling rate of the hollow fiber membrane bundle 110 in the case 112 in a cross section obtained by cutting the case 112 in a direction perpendicular to the length direction of the hollow fiber membrane bundle 110 was 30%.
  • As the short path preventing body 114 a ring having a rectangular cross section with a width D1 in the direction along the central axis L11 of 5 mm, an inner diameter of 46 mm, and a protruding height H1 of 3 mm was used.
  • the distance d12 from the position of the central axis L12 of the first port 122 to the short path prevention body 114 was 9 mm, and d12 / d11 was 0.075.
  • Example A2 The outer diameter of the composite hollow fiber membrane is 283 ⁇ m, the inner diameter is 199 ⁇ m, the Gurley stiffness is changed to 20 mN, and the hollow fiber membrane bundle 110 is placed in the case 112 by the potting part 124 so that the effective membrane area becomes 1.15 m 2 .
  • the outer perfusion type hollow fiber membrane module was produced in the same manner as in Example A1 except that the filling rate of the hollow fiber membrane bundle 110 in the case 112 was 30%.
  • Example A3 An external perfusion-type hollow fiber membrane module was produced in the same manner as in Example A1, except that the short path prevention body was not provided in the case.
  • Example A4 An external perfusion-type hollow fiber membrane module was produced in the same manner as in Example A2 except that the short path preventer was not provided in the case.
  • Example A5 The inner diameter of the case body 116 is 48 mm, the inner diameter of the short path prevention body 114 is 46 mm, the protruding height H1 is 3 mm, the effective membrane area of the hollow fiber membrane bundle 110 is 1.63 m 2, and d12 / d11 is 0.060. Except that, an external perfusion-type hollow fiber membrane module was produced in the same manner as in Example A1.
  • Example A6 Except for changing the outer diameter of the composite hollow fiber membrane to 283 ⁇ m, the inner diameter to 199 ⁇ m, the Gurley stiffness to 20 mN, and the effective membrane area of the hollow fiber membrane bundle 110 to 1.21 m 2 , the same as Example A5 An external perfusion type hollow fiber membrane module was fabricated.
  • Example A7 An external perfusion-type hollow fiber membrane module was produced in the same manner as in Example A5 except that the short path preventer was not provided in the case.
  • Example A8 An external perfusion-type hollow fiber membrane module was produced in the same manner as in Example A6 except that the short path preventer was not provided in the case.
  • the dissolved oxygen removal rate of the treated water is high compared to the module of Example A7 in which the pass prevention body is not provided and the Gurley stiffness of the hollow fiber membrane is less than 15 mN.
  • Deaeration performance was high, and the difference in the dissolved oxygen removal rate by each test method was small.
  • the deaeration performance was high both when the liquid to be processed flows in the vertical direction and in the horizontal direction.
  • Example B1 The module 21 illustrated in FIG. 8 was produced.
  • the hollow fiber membrane 211 the composite hollow fiber membrane B was used.
  • the inner diameter of the case main body 218 was 30 mm, a cylindrical hollow fiber membrane bundle 210 having a height of 135 mm and an effective membrane area of 0.46 m 2 was filled at a filling rate of 30% and fixed in the case 214.
  • Example B2 The hollow fiber membrane 211 is changed to a composite hollow fiber membrane C, and a cylindrical hollow fiber membrane bundle 210 having a height of 135 mm and an effective membrane area of 0.43 m 2 is filled at a filling rate of 30% and fixed in the case 214 Produced an external perfusion-type hollow fiber membrane module in the same manner as in Example B1.
  • Examples B3 to B5 Except that the hollow fiber membrane 211 was changed to the composite hollow fiber membrane A and the diameter, height, effective membrane area and filling rate of the hollow fiber membrane bundle 210 were changed as shown in Table 2, the same as in Example B1, the external A perfusion type hollow fiber membrane module was fabricated.
  • Examples B6 to B7 Except that the hollow fiber membrane 211 was changed to the composite hollow fiber membrane D, and the diameter, height, effective membrane area and filling rate of the hollow fiber membrane bundle 210 were changed as shown in Table 2, the same as in Example B1, the external A perfusion type hollow fiber membrane module was fabricated.
  • the Gurley stiffness is less than 15 mN.
  • the dissolved oxygen removal rate was high and the deaeration performance was excellent even when the flow rate of the water to be treated was high.
  • Example C1 A module 31 illustrated in FIG. 14 was produced.
  • a composite hollow fiber membrane (product name “MHF130EPE”) manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation was used.
  • the inner diameter of the case main body 318 was 52 mm.
  • a core rod 350 having a diameter of 10 mm a cylindrical hollow fiber membrane bundle 310 having a cylindrical hollow portion 312 having a diameter of 10 mm formed therein is formed, and a potting portion 316 has an effective membrane area of 1.45 m 2.
  • the filling rate of the hollow fiber membrane bundle 310 in the case 314 in the cross section obtained by cutting the case 314 in the direction perpendicular to the length direction of the hollow fiber membrane bundle 310 was 28%.
  • Example C2 The external perfusion-type hollow fiber membrane module 3101 illustrated in FIG. 20 is the same as the module 31 of Example C1 except that the hollow fiber membrane bundle is changed from a cylindrical shape to a columnar shape and no hollow portion is formed inside. Was made.
  • the filling rate of the hollow fiber membrane bundle 3110 in the case 3114 in the cross section obtained by cutting the case 3114 in the direction perpendicular to the length direction of the hollow fiber membrane bundle 3110 was the same as the filling rate of Example C1.
  • Example C3 The case body 318 has an inner diameter of 48 mm, a hollow fiber membrane having an outer diameter of 283 ⁇ m, an inner diameter of 199 ⁇ m and a Gurley stiffness of 20 mN.
  • An external perfusion-type hollow fiber membrane module was produced in the same manner as in Example C1 except that the hollow fiber membrane bundle had an effective membrane area of 1.21 m 2 and the filling rate of the hollow fiber membrane bundle was 30%.
  • Example C4 The case body 318 has an inner diameter of 48 mm, a hollow fiber membrane having an outer diameter of 283 ⁇ m, an inner diameter of 199 ⁇ m, and a Gurley stiffness of 20 mN.
  • An external perfusion-type hollow fiber membrane module was produced in the same manner as in Example C1, except that the filling rate of the cylindrical hollow fiber membrane bundle formed inside was 30%.
  • Example C5 The case body 318 has an inner diameter of 48 mm, a hollow fiber membrane having an outer diameter of 197 ⁇ m, an inner diameter of 133 ⁇ m, and a Gurley stiffness of 5 mN.
  • An external perfusion-type hollow fiber membrane module was produced in the same manner as in Example C1, except that the hollow fiber membrane bundle had an effective membrane area of 1.63 m 2 and the filling rate of the hollow fiber membrane bundle was 30%.
  • a hollow fiber membrane bundle having a hollow portion formed inside is provided, and only the hollow fiber membrane bundle is provided in a region between the potting portion and the second end portion of the hollow fiber membrane bundle in the case.
  • the treated water is dissolved in comparison with the external perfusion type hollow fiber membrane module of Example C2 provided with a hollow fiber membrane bundle that is cylindrical and has no hollow portion formed inside.
  • the oxygen removal rate was high and the deaeration performance was high.
  • the hollow fiber membrane has a Gurley stiffness of 15 mN or more and no hollow portion in the hollow fiber membrane bundle, and the hollow fiber membrane has a Gurley stiffness of 15 mN or more and hollow in the hollow fiber membrane bundle.
  • the dissolved oxygen removal rate of treated water is higher than the module of Example C5 in which the Gurley stiffness of the hollow fiber membrane is less than 15 mN and the hollow fiber membrane bundle does not have a cavity, The performance was high.
  • first port 124, 216, 216A, 216B, 316 ... potting part, 128 ... gap 220c ... second port, 222c ... third port, 230 ... fourth port, 312 ... cavity, 320c ... second port , 322c ... the third port.

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Abstract

ケース内の被処理液のショートパスを抑制し、被処理液が鉛直方向、水平方向等のどの方向に流れる場合でも、被処理液を中空糸膜に効率良く接触させることができる処理能力の高い外部潅流型中空糸膜モジュールを提供する。中空糸膜束(110)と、ケース(112)と、中空糸膜束(110)とケース(112)との間の間隙における被処理液の流れを遮るショートパス防止体(114)とを備え、中空糸膜束(110)の第1端部(110a)がケース(112)内に固定され、ショートパス防止体(114)が、ケース(112)内の液流入ポートである第1ポート(122)の下流側に、ケース(112)の内表面から突き出るように設けられている、外部潅流型中空糸膜モジュール(11)。

Description

外部潅流型中空糸膜モジュール
 本発明は、外部潅流型中空糸膜モジュールに関する。
 本願は、2017年6月14日に日本に出願された特願2017-116620号、2017年6月14日に日本に出願された特願2017-117077号、及び2017年9月8日に日本に出願された特願2017-173041号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
 気液分離中空糸膜モジュールとしては、中空糸膜の膜内を被処理液が通過する内部潅流型と、中空糸膜の膜外を被処理液が通過する外部潅流型とがある。例えば、気液分離中空糸膜モジュールとしては、ケース内の中空糸膜の周囲に被処理液を流しつつ、中空糸膜内を真空引きして被処理液中の溶存気体を膜内に取り込んで脱気したり、中空糸膜に気体を供給して被処理液に吸気したりする外部潅流型中空糸膜モジュールが知られている。
 気液分離中空糸膜モジュールは、例えば、脱気用のモジュールとして、インクジェット吐出装置や純水製造装置等に備え付けられる。インクジェット吐出装置の中でも、業務向けの大型インクジェットプリンタ、カラーフィルタ製造装置等では、使用する薬液の液量が多いため、薬液タンクが装置本体に据え置かれており、インクジェット吐出装置の動作時において、薬液タンクからインクやフォトレジスト液等の薬液が送り出される。この際、薬液に気泡が含まれると、吐出精度が低下し、印刷物の品質に欠陥が生じる場合があり、これを防止するため、気液分離中空糸膜モジュールが設けられる。近年は装置の大型化、高速化が進んできており、より低圧損で処理が可能となる外部潅流型中空糸モジュールが好んで使用されるようになってきている。
 外部潅流型中空糸膜モジュールとしては、ケース内で中空糸膜束の長さ方向の第1端部のみをポッティング部で固定したモジュールや、ケース内で中空糸膜束の長さ方向の第1端部と第2端部の両方をポッティング部で固定したモジュールが知られている(特許文献1、2)。少なくとも第1端部における各中空糸膜の開口端が開口状態を保ったまま固定されることで、中空糸膜内を真空引きして被処理液を脱気したり、中空糸膜内に気体を供給して被処理液に給気したりできる。
 外部潅流型中空糸膜モジュールの具体例としては、例えば、図20に示すように、複数の中空糸膜3111が円柱状に束ねられた中空糸膜束3110の一端がポッティング部3116でケース3114内に固定され、前記中空糸膜束3110の他端が自由端とされている外部潅流型中空糸膜モジュール3101が挙げられる(例えば、特許文献1)。外部潅流型中空糸膜モジュール3101では、ケース本体3118に設けられた第1ポート3124から液体が流入し、第2蓋部材3122に設けられた第3ポート3122cから前記液体が流出するように通水し、中空糸膜束3110の各中空糸膜3111の膜外に液体を潅流させる。この状態で、第1蓋部材3120に設けられた第2ポート3120cを真空ポンプと接続し、各中空糸膜3111の膜内を減圧する。これにより、外部潅流させている液体中の溶存気体を各中空糸膜3111の膜内に取り込んで吸気することで、脱気することができる。
国際公開第2015/012293号 特開平6-327905号公報
 特許文献1、2のようなモジュールにおいては、ケース内の中空糸膜の充填率が高すぎると中空糸膜の充填作業が困難になるうえ、圧力損失が高くなり、処理効率が低下する。
 そのため、一般にケース内に中空糸膜を充填しすぎないように調整される。ケース内に導入された被処理液は、中空糸膜束内に適宜取り込まれて処理される形となるが、特に高流量での処理の場合には、膜束内に導入されるよりも膜束外をショートパスして充分な処理がされずにケース外に流出する被処理液の量が多くなる。
 本発明の第1の課題は、ケース内の被処理液のショートパスを抑制し、被処理液が鉛直方向、水平方向等のどの方向に流れる場合でも、被処理液を中空糸膜に効率良く接触させることができる処理能力の高い外部潅流型中空糸膜モジュールを提供することである。
 また、特許文献1のような外部潅流型中空糸膜モジュールにおいては、中空糸膜の外径が小さい方がケース内により多くの中空糸膜を充填でき、被処理液との接液がより効率的となる。
 しかし、モジュールを大型化して中空糸膜が長尺化し、被処理液の流量を速くした場合に、中空糸膜の外径が小さく、剛性が低いと、ケース内で中空糸膜束の形状を保持しにくくなり、中空糸膜束の形状が乱れて脱気効率が低下しやすい。
 本発明の第2の課題は、モジュールを大型化して中空糸膜が長尺化し、被処理液の流量が速くなっても、中空糸膜束の形状保持性を確保でき、被処理液が鉛直方向、水平方向等のどの方向に流れる場合でも、脱気効率が低下することを抑制できる外部潅流型中空糸膜モジュールを提供することである。
 また、外部潅流型中空糸膜モジュール3101のような従来の外部潅流型中空糸膜モジュールでは、モジュールを大型化して潅流させる液体の流量を速めた場合に、ケース内で液体が中空糸膜束の全体に行き渡らずに偏って流れ、脱気又は給気の効率が低下しやすい。
 本発明の第3の課題は、モジュールを大型化して潅流させる液体の流速を速めても、ケース内で液体が偏って流れることを抑制でき、脱気又は給気の効率が低下することを抑制できる外部潅流型中空糸膜モジュールを提供することである。
 本発明は、以下の態様を有する。
[1]被処理液から気体を除去する、又は被処理液に気体を供給するための中空糸膜モジュールであって、
 引き揃えられた複数の中空糸膜で形成される中空糸膜束と、前記中空糸膜束が収容されたケースと、前記中空糸膜束と前記ケースとの間の間隙における前記被処理液の流れを遮るショートパス防止体とを備え、
 前記中空糸膜束の長さ方向の少なくとも第1端部が、各中空糸膜の開口端の開口状態を保ったままポッティング部により前記ケース内に固定され、
 前記ショートパス防止体が、前記ケース内の前記中空糸膜の周囲に被処理液を流入させる液流入ポートの下流側に、前記ケースの内表面から突き出るように設けられている、外部潅流型中空糸膜モジュール。
[2]前記中空糸膜のガーレー剛軟度が15mN以上である、[1]に記載の外部潅流型中空糸膜モジュール。
[3]前記ケース内の長さ方向において前記被処理液が一方向に流れ、かつ前記ケース内に、前記ショートパス防止体の他に前記被処理液の流れを変える仕切りが設けられていない、[1]又は[2]に記載の外部潅流型中空糸膜モジュール。
[4]被処理液から気体を除去する、又は被処理液に気体を供給するための中空糸膜モジュールであって、
 引き揃えられた複数の中空糸膜で形成される中空糸膜束と、前記中空糸膜束が収容されたケースとを備え、
 前記中空糸膜束の長さ方向の少なくとも第1端部が、各中空糸膜の開口端の開口状態を保ったままポッティング部により前記ケース内に固定され、
 前記中空糸膜のガーレー剛軟度が15mN以上である、外部潅流型中空糸膜モジュール。
[5]前記ショートパス防止体が、前記中空糸膜束の周囲を全周にわたって囲う環状である、[1]~[3]のいずれかに記載の外部潅流型中空糸膜モジュール。
[6]前記中空糸膜が、気体透過性を有する均質層と、前記均質層を支持する多孔質支持層とを備える複合中空糸膜である、[1]~[5]のいずれかに記載の外部潅流型中空糸膜モジュール。
[7]前記中空糸膜の外径が350μm以下である、[1]~[6]のいずれかに記載の外部潅流型中空糸膜モジュール。
[8]前記中空糸膜の破断強度が0.5N/fil以上であり、破断伸度が50%以上である、[1]~[7]のいずれかに記載の外部潅流型中空糸膜モジュール。
[9]前記ケースを前記中空糸膜束の長さ方向に垂直な方向に切断した断面における、前記ケース内の前記中空糸膜束の充填率が、20~50%である、[1]~[8]のいずれかに記載の外部潅流型中空糸膜モジュール。
[10]前記の複数の中空糸膜がそれぞれ長さ方向の中央部でU字状に折り返された状態で束ねられ、前記第1端部において各中空糸膜の両側の開口端が開口状態を保ったまま前記ポッティング部により前記ケース内に固定されている、[1]~[9]のいずれかに記載の外部潅流型中空糸膜モジュール。
[11]前記中空糸膜束の前記第1端部と反対側の第2端部において、各中空糸膜のU字状に折り返された端部の位置が略同一平面で揃っている、[10]に記載の外部潅流型中空糸膜モジュール。
[12]複数の中空糸膜が一方向に引き揃えられて形成された前記中空糸膜束の前記第1端部と、
 前記第1端部と反対側の第2端部の両方が、それぞれポッティング部で前記ケース内に固定されている、[1]~[9]のいずれかに記載の外部潅流型中空糸膜モジュール。
[13]複数の中空糸膜が内側に空洞部が形成されるように筒状に束ねられた中空糸膜束と、前記中空糸膜束が収容されたケースと、を備え、
 前記中空糸膜束の長さ方向の第1端部が、各中空糸膜の端面が開口した状態でポッティング部により前記ケース内に固定され、
 前記中空糸膜束における前記第1端部と反対側の第2端部が自由端とされ、
 前記ケース内の前記ポッティング部よりも前記第2端部側における各中空糸膜の膜外に液体が潅流される外部潅流型中空糸膜モジュールであって、
 前記ケース内における前記ポッティング部と前記第2端部の間の領域に前記中空糸膜束のみが設けられている、外部潅流型中空糸膜モジュール。
[14]複数の前記中空糸膜が経糸により互いに連結された状態で束ねられている、[1]~[13]のいずれかに記載の外部潅流型中空糸膜モジュール。
 本発明のその他の態様は、以下の態様を有する。
[A1]被処理液から気体を除去する、又は被処理液に気体を供給するための中空糸膜モジュールであって、
 引き揃えられた複数の中空糸膜で形成される中空糸膜束と、前記中空糸膜束が収容されたケースと、前記中空糸膜束と前記ケースとの間の間隙における前記被処理液の流れを遮るショートパス防止体とを備え、
 前記中空糸膜束の長さ方向の少なくとも第1端部が、各中空糸膜の開口端の開口状態を保ったままポッティング部により前記ケース内に固定され、
 前記ショートパス防止体が、前記ケース内の前記中空糸膜の周囲に被処理液を流入させる液流入ポートの下流側に、前記ケースの内表面から突き出るように設けられている、外部潅流型中空糸膜モジュール。
[A2]前記ショートパス防止体が、前記中空糸膜束の周囲を全周にわたって囲う環状である、[A1]に記載の外部潅流型中空糸膜モジュール。
[A3]前記中空糸膜が、気体透過性を有する均質層と、前記均質層を支持する多孔質支持層とを備える複合中空糸膜である、[A1]又は[A2]に記載の外部潅流型中空糸膜モジュール。
[A4]前記中空糸膜の外径が350μm以下である、[A1]~[A3]のいずれかに記載の外部潅流型中空糸膜モジュール。
[A5]前記中空糸膜の破断強度が0.5N/fil以上であり、破断伸度が50%以上である、[A1]~[A4]のいずれかに記載の外部潅流型中空糸膜モジュール。
[A6]前記ケースを前記中空糸膜束の長さ方向に垂直な方向に切断した断面における、前記ケース内の前記中空糸膜束の充填率が、20~50%である、[A1]~[A5]のいずれかに記載の外部潅流型中空糸膜モジュール。
[A7]前記の複数の中空糸膜がそれぞれ長さ方向の中央部でU字状に折り返された状態で束ねられ、前記第1端部において各中空糸膜の両側の開口端が開口状態を保ったまま前記ポッティング部により前記ケース内に固定されている、[A1]~[A6]のいずれかに記載の外部潅流型中空糸膜モジュール。
[A8]前記中空糸膜束の前記第1端部と反対側の第2端部において、各中空糸膜のU字状に折り返された端部の位置が揃っている、[A7]に記載の外部潅流型中空糸膜モジュール。
[A9]複数の中空糸膜が一方向に引き揃えられて形成された前記中空糸膜束の前記第1端部と、前記第1端部と反対側の第2端部の両方が、それぞれポッティング部で前記ケース内に固定されている、[A1]~[A6]のいずれかに記載の外部潅流型中空糸膜モジュール。
[A10]複数の前記中空糸膜が経糸により互いに連結された状態で束ねられている、[A1]~[A9]のいずれかに記載の外部潅流型中空糸膜モジュール。
 また、本発明のその他の態様は以下の構成を有する。
[B1]複数の中空糸膜が束ねられた中空糸膜束と、前記中空糸膜束が収容されたケースと、を備え、
 前記中空糸膜束の長さ方向の少なくとも一方の端部が、各中空糸膜の端面が開口した状態でポッティング部により前記ケース内に固定され、
 前記中空糸膜の外径が350μm以下であり、
 前記中空糸膜のガーレー剛軟度が15mN以上である、気液分離中空糸膜モジュール。
[B2]前記ケース内の各中空糸膜の膜外に被処理液が潅流される外部潅流型である、[B1]に記載の気液分離中空糸膜モジュール。
[B3]前記中空糸膜が、気体透過性を有する均質層と、前記均質層を支持する多孔質支持層とを備える複合中空糸膜である、[B1]又は[B2]に記載の気液分離中空糸膜モジュール。
[B4]前記中空糸膜の破断強度が0.5N/fil以上であり、破断伸度が50%以上である、[B1]~[B3]のいずれかに記載の気液分離中空糸膜モジュール。
[B5]前記ケースを前記中空糸膜束の長さ方向に垂直な方向に切断した断面における、前記ケース内の前記中空糸膜束の充填率が、20~50%である、[B1]~[B4]のいずれかに記載の気液分離中空糸膜モジュール。
[B6]前記の複数の中空糸膜がそれぞれ長さ方向の中央部でU字状に折り返された状態で束ねられて前記中空糸膜束が形成され、
 前記中空糸膜束における各中空糸膜のUターン部と反対側の第1端部が、各中空糸膜の両側の端面が開口した状態で前記ポッティング部により前記ケース内に固定されている、[B1]~[B5]のいずれかに記載の気液分離中空糸膜モジュール。
[B7]前記中空糸膜束の前記第1端部と反対側の第2端部において各中空糸膜の端部の位置が揃っている、[B6]に記載の気液分離中空糸膜モジュール。
[B8]複数の前記中空糸膜が経糸により互いに連結された状態で束ねられている、[B1]~[B7]のいずれかに記載の気液分離中空糸膜モジュール。
 また、本発明のその他の態様は、以下の構成を有する。
[C1]複数の中空糸膜が内側に空洞部が形成されるように筒状に束ねられた中空糸膜束と、前記中空糸膜束が収容されたケースと、を備え、
 前記中空糸膜束の長さ方向の第1端部が、各中空糸膜の端面が開口した状態でポッティング部により前記ケース内に固定され、
 前記中空糸膜束における前記第1端部と反対側の第2端部が自由端とされ、
 前記ケース内の前記ポッティング部よりも前記第2端部側における各中空糸膜の膜外に液体が潅流される外部潅流型中空糸膜モジュールであって、
 前記ケース内における前記ポッティング部と前記第2端部の間の領域に前記中空糸膜束のみが設けられている、外部潅流型中空糸膜モジュール。
[C2]前記中空糸膜が、気体透過性を有する均質層と、前記均質層を支持する多孔質支持層とを備える複合中空糸膜である、[C1]に記載の外部潅流型中空糸膜モジュール。
[C3]前記中空糸膜の外径が350μm以下である、[C1]又は[C2]に記載の外部潅流型中空糸膜モジュール。
[C4]前記中空糸膜のガーレー剛軟度が3mN以上である、[C1]~[C3]のいずれかに記載の外部潅流型中空糸膜モジュール。
[C5]前記中空糸膜の破断強度が0.5N/fil以上であり、破断伸度が50%以上である、[C1]~[C4]のいずれかに記載の外部潅流型中空糸膜モジュール。
[C6]前記ケースを前記中空糸膜束の長さ方向に垂直な方向に切断した断面における、前記ケース内の前記中空糸膜束の充填率が、20~50%である、[C1]~[C5]のいずれかに記載の外部潅流型中空糸膜モジュール。
[C7]前記の複数の中空糸膜がそれぞれ長さ方向の中央部でU字状に折り返された状態で束ねられ、各中空糸膜の両側の端面が開口した状態で前記ポッティング部により前記ケース内に固定されている、[C1]~[C6]のいずれかに記載の外部潅流型中空糸膜モジュール。
[C8]前記中空糸膜束の前記第2端部において各中空糸膜の端部の位置が揃っている、[C1]~[C7]のいずれかに記載の外部潅流型中空糸膜モジュール。
[C9]複数の前記中空糸膜が経糸により互いに連結された状態で束ねられている、[C1]~[C8]のいずれかに記載の外部潅流型中空糸膜モジュール。
 前記[1]の構成を有する本発明の第1の態様の外部潅流型中空糸膜モジュールは、ケース内の被処理液のショートパスを抑制し、被処理液を中空糸膜に効率良く接触させることができ、処理能力が高い。
 前記[3]の構成を有する本発明の第2の態様の外部潅流型中空糸膜モジュールを用いれば、モジュールを大型化して中空糸膜が長尺化し、被処理液の流量が速くなっても、中空糸膜束の形状保持性を確保でき、脱気効率が低下することを抑制することができる。
 前記[12]の構成を有する本発明の第3の態様の外部潅流型中空糸膜モジュールを用いれば、モジュールを大型化して潅流させる液体の流速を速めても、ケース内で液体が偏って流れることを抑制でき、脱気又は給気の効率が低下することを抑制することができる。
本発明の第1の態様の外部潅流型中空糸膜モジュールの一例を示した断面図である。 図1の外部潅流型中空糸膜モジュールのショートパス防止体が設けられた部分を拡大した斜視図である。 図1の外部潅流型中空糸膜モジュールの製造方法の一工程を示した平面図である。 図1の外部潅流型中空糸膜モジュールの製造方法の一工程を示した斜視図である。 図1の外部潅流型中空糸膜モジュールの製造方法の一工程を示した断面図である。 本発明の第1の態様の外部潅流型中空糸膜モジュールの他の例を示した断面図である。 本発明の例A1~A4における処理流量に対する溶存酸素除去率をプロットしたグラフを示した図である。 本発明の第2の態様の外部潅流型中空糸膜モジュールの一例を示した断面図である。 図8の外部潅流型中空糸膜モジュールの製造方法の一工程を示した平面図である。 図8の外部潅流型中空糸膜モジュールの製造方法の一工程を示した斜視図である。 図8の外部潅流型中空糸膜モジュールの製造方法の一工程を示した断面図である。 本発明の第2の態様の外部潅流型中空糸膜モジュールの他の例を示した断面図である。 本発明の例B1~B7における処理流量に対する溶存酸素除去率をプロットしたグラフを示した図である。 本発明の第3の態様の外部潅流型中空糸膜モジュールの一例を示した断面図である。 図14の外部潅流型中空糸膜モジュールにおける中空糸膜束の上側部分を示した斜視図である。 図14の外部潅流型中空糸膜モジュールの製造方法の一工程を示した平面図である。 図14の外部潅流型中空糸膜モジュールの製造方法の一工程を示した斜視図である。 図14の外部潅流型中空糸膜モジュールの製造方法の一工程を示した断面図である。 本発明の例C1~C2における処理流量に対する溶存酸素除去率をプロットしたグラフを示した図である。 従来の外部潅流型中空糸膜モジュールの一例を示した断面図である。 本発明の例A5~A6における通水方向別の溶存酸素除去率をプロットしたグラフを示した図である。 本発明の例C3~C5における処理流量に対する溶存酸素除去率をプロットしたグラフを示した図である。
[第1の態様]
 本発明の第1の態様の外部潅流型中空糸膜モジュールは、被処理液から気体を除去する、又は被処理液に気体を供給するための中空糸膜モジュールである。本発明の第1の態様の外部潅流型中空糸膜モジュールは、例えば、インクジェットプリンタ、カラーフィルタ製造装置等のインクジェット吐出装置等に使用できる。
 以下、本発明の第1の態様の外部潅流型中空糸膜モジュールの一例を示して説明する。なお、以下の説明において例示される図の寸法等は一例であって、本発明の第1の態様はそれらに必ずしも限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することが可能である。
 本実施形態の外部潅流型中空糸膜モジュール11(以下、「モジュール11」ともいう。)は、図1に示すように、中空糸膜束110と、ケース112と、ショートパス防止体114とを備えている。
 ケース112は、円筒状のケース本体116と、ケース本体116の長さ方向の第1開口端116a側に設けられた第1蓋部材118と、ケース本体116の第2開口端116b側に設けられた第2蓋部材120と、備えている。ケース112は、ケース本体116、第1蓋部材118及び第2蓋部材120とで外観が円柱状になっている。ケースとしては、この例のように円筒状のケース本体を備える外観が円柱状のケースが好ましい。なお、本発明の第1の態様では、外観が円柱状のケースには限定されず、例えば、多角筒状のケース本体を備える多角柱状の外観のケースであってもよい。
 ケース112のケース本体116における第1開口端116a寄りの部分には、ケース本体116の外周面から外側に突出するように、ケース本体116の内部と連通する円筒状の第1ポート122が設けられている。なお、第1ポート122の形状は、円筒状には限定されず、例えば、多角筒状等であってもよい。
 第1蓋部材118は、円形状の平板部118aと、平板部118aの外周縁から全周にわたってケース本体116側に突き出るように設けられた筒部118bと、平板部118aの中央部分から外側に突き出るように設けられた第2ポート118cとを備えている。ケース本体116の第1端部117aが筒部118bに嵌め込まれて、第1蓋部材118がケース本体116に取り付けられている。第2ポート118cは、ケース112における中心軸線L11上に位置している。
 第2ポート118cは、円筒状であり、ケース112内から気体を流出させる気体流出ポート、又は気体を流入させる気体流入ポートとして機能する。第2ポート118cの形状は、円筒状には限定されず、例えば、多角筒状等であってもよい。
 第2蓋部材120は、円形状の平板部120aと、平板部120aの外周縁から全周にわたってケース本体116側に突き出るように設けられた筒部120bと、平板部120aの中央部分から外側に突き出るように設けられた円筒状の第3ポート120cとを備えている。ケース本体116の第2端部117bが筒部120bに嵌め込まれて、第2蓋部材120がケース本体116に取り付けられている。第3ポート120cは、ケース112における中心軸線L11上に位置している。
 第3ポート120cの形状は、円筒状には限定されず、例えば、多角筒状等であってもよい。
 また、平板部120aは、ケース112内の気泡の抜けを効率化するためテーパー形状としてもよい。
 モジュール11においては、ケース112内に仕切りが設けられておらず、ケース本体116の第1開口端116a寄りに第1ポート122が設けられ、ケース本体116の第2開口端116b側に設置された第2蓋部材120に第3ポート120cが設けられている。この例では、第1ポート122が液流入ポート、第3ポート120cが液流出ポートになっている。第1ポート122から流入した被処理液は、第3ポート120cに向かってケース112の長さ方向において一方向に流れ、流れがケース112内で逆向きに変わらないようになっている。設置状況に応じ、第1ポート122を液流出ポート、第3ポート120cを液流入ポートとして液の流れを逆転した一方向通水としてもよい。
 ケース112の大きさは、適宜設定できる。例えば、ケース本体116の外径や長さは適宜変更でき、円筒状のケース本体116の場合、ケース本体116の外径を3~15cm、長さを5~50cmとすることができる。
 ケース112を形成する材料としては、充分な機械的強度及び耐久性を確保できる材料が好ましく、例えば、ポリカーボネート、ポリスルフォン、ポリオレフィン、PVC(ポリ塩化ビニル)、アクリル樹脂、ABS樹脂、変成PPE(ポリフェニレンエーテル)等が挙げられる。ケース112を形成する材料としては、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
 中空糸膜束110は、引き揃えられた複数の中空糸膜111が円柱状に束ねられて形成されている。中空糸膜束110を形成している複数の中空糸膜111は、それぞれ長さ方向の中央部でU字状に折り返された状態で束ねられている。中空糸膜束110の形態は、円柱状には限定されず、例えば、中心部に空洞を配した状態で円筒状に束ねられた形態であってもよい。
 中空糸膜束110はケース112内に収容されており、中空糸膜束110の長さ方向の第1端部110aが、拘束リング123で拘束された状態でポッティング部124によりケース112内に固定されている。U字状に折り返されている各中空糸膜111の両側の開口端111aは、ポッティング部124の第1蓋部材118側の端面124aにおいて開口状態が保たれた状態になっている。
 中空糸膜束110における第1端部110aと反対側に位置する、各中空糸膜111のUターン部からなる第2端部110bは、ケース112には固定されておらず、自由端になっている。これにより、中空糸膜束110の全体わたって各中空糸膜111間に被処理液が行き渡りやすくなるため、高い効率で被処理液の脱気又は給気を行うことができる。
 本発明の第1の態様では、この例のように、複数の中空糸膜がそれぞれ長さ方向の中央部でU字状に折り返された状態で束ねられ、各中空糸膜の両側の開口端の開口状態を保ったままポッティング部によりケース内に固定されていることが好ましい。各中空糸膜がこのような状態で束ねられていることで、少ない本数の中空糸膜でも中空糸膜束の充填率を充分に高くすることが容易になり、製造効率が向上する。また、中空糸膜束の自立状態を保持し、中空糸膜束の全体にわたって各中空糸膜間に被処理液が行き渡りやすくするため、複数本の束を編地状にしたものを使用することで、中空糸膜小束の集合体とすることが好ましく、これにより脱気又は給気の効率が向上する。
 ケース本体116の第1開口端116aはポッティング部124により塞がれた状態になっている。ケース112内におけるポッティング部124の端面124aの第1蓋部材118側には空間が形成されており、前記空間と、ケース本体116内のポッティング部124よりも第2開口端116b側の空間とがポッティング部124で区画されている。中空糸膜束110の第1端部110aにおいて各中空糸膜111の両側の開口端111aは開口状態が保たれているため、各中空糸膜111の膜内と、ケース112内におけるポッティング部124の第1蓋部材118側の空間とは連通した状態になっている。
 中空糸膜束110では、各中空糸膜111が経糸126によって互いに連結された状態で束ねられている。具体的には、各中空糸膜111におけるUターン部寄りの部分において、中心軸線L11に対する直交方向、すなわち各中空糸膜111の長さ方向に対する直交方向に、複数の中空糸膜111が経糸126で織り込まれることで、互いの中空糸膜111が互いに連結されている。本発明の第1の態様では、このように各々の中空糸膜が経糸で互いに連結された状態で束ねられていることが好ましい。これにより、被処理液がインク等の粘性が高い場合であっても、中空糸膜束を形成する各中空糸膜がばらけることを抑制でき、中空糸膜束が自立状態を保持しやすくなる。
 複数の中空糸膜を経糸で連結する態様としては、特に限定されず、例えば、チェーンステッチ型で織り込む態様が挙げられる。
 中空糸膜束110の第2端部110bでは、ケース112の中心軸線L11方向において、各中空糸膜111におけるUターン部からなる端部111bの位置が互いに略同一面で揃っている。すなわち、各中空糸膜111におけるポッティング部124から露出している部分の長さが互いに揃っている。各中空糸膜111の端部111bの位置が略同一面で揃っているとは、中空糸膜束110を形成する全ての中空糸膜111におけるポッティング部124から露出している部分の長さの平均値に対する、各中空糸膜111の当該長さの誤差が±5%であることを意味する。
 本発明の第1の態様では、このように中空糸膜束の第2端部において、各中空糸膜束のU字状に折り返された端部が互いに揃っていることが好ましい。これにより、ケース内において、被処理液が局所的に偏って流れることを抑制しやすくなる。また、中空糸膜束が型崩れすることが抑制されやすく、中空糸膜束全体に被処理液が行き渡りやすくなり、脱気又は給気の効率が向上する。
 中空糸膜111としては、膜内の中空部と膜外との間で気体が透過する気体透過性を有する中空糸膜が好ましい。また、強度に優れるとともに、脱気や給気をより効率的に行える点から、中空糸膜111としては、気体透過性を有する均質層と、均質層を支持する多孔質支持層とを有する複合中空糸膜であることがより好ましい。
 複合中空糸膜の構造としては、均質層の内側又は外側に多孔質支持層が設けられた二層構造、均質層の内側と外側の両方に多孔質支持層が設けられた三層構造が好ましく、強度、及び、脱気又は給気の性能の点から三層構造がより好ましい。
 均質層を形成する材料としては、公知の材料を使用でき、例えば、シリコンゴム系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、フッ素含有樹脂、セルロース系樹脂、ポリフェニレンオキサイド、ポリ4-ビニルピリジン、ウレタン系樹脂等が挙げられる。これらの材料は1種のみを使用してもよく、2種以上を組み合わせてもよい。なかでも、均質層を形成する材料としては、高流量で被処理液を潅流させた場合でも脱気や給気の性能に優れるとともに、耐薬品性に優れる点から、ポリオレフィン系樹脂が好ましく、製膜性に優れることから低密度ポリエチレン樹脂がより好ましい。
 ポリオレフィン系樹脂としては、例えば、エチレンとα-オレフィンとの共重合体、ポリ4-メチルペンテン-1、メタロセンポリエチレン、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、直鎖状超低密度ポリエチレン、ポリプロピレン、アイオノマー樹脂、エチレン・酢酸ビニル共重合体、エチレン・(メタ)アクリル酸共重合体、エチレン・(メタ)アクリル酸メチル共重合体、変性ポリオレフィン等が挙げられる。
 多孔質支持層を形成する材料としては、公知の材料を使用でき、例えば、ポリジメチルシロキサン、シリコンとポリカーボネートの共重合体等のシリコンゴム系樹脂;ポリ4-メチルペンテン-1、ポリ3-メチルブテン-1、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂;ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素含有樹脂;エチルセルロース等セルロース系樹脂;ポリフェニレンオキサイド;ポリ4-ビニルピリジン;ウレタン系樹脂;ポリスチレン;ポリエーテルエーテルケトン;ポリエーテルケトン等が挙げられる。これらの材料は1種のみを使用してもよく、2種以上を組み合わせてもよい。なかでも、中空糸膜束の自立性を確保しやすく、製膜安定性が得られる点からは、多孔質支持層を形成する材料としては、均質層と同等のMFR値を示す高密度ポリエチレンが好ましい。
 多孔質支持層の孔径は、0.01~1μmが好ましい。
 多孔質支持層の空孔率は、30~80体積%が好ましい。空孔率が前記範囲の下限値以上であれば、脱気又は給気の性能に優れる。空孔率が前記範囲の上限値以下であれば、中空糸膜の耐圧性等の機械的強度が向上する。
 中空糸膜111の外径は、350μm以下が好ましく、150~330μmがより好ましく、200~300μmがさらに好ましい。中空糸膜111の外径が前記範囲内であれば、ケース112内において中空糸膜111間により効率的な流路を形成することができる。
 中空糸膜111の内径は、100μm以上が好ましく、120~250μmがより好ましく、130~200μmがさらに好ましい。中空糸膜111の内径が前記範囲内であれば、ケース112内に充分な本数の中空糸膜111を収納でき、脱気又は給気の性能、及び耐久性を維持しやすい。
 中空糸膜111の膜厚は、20~70μmが好ましく、25~55μmがより好ましい。
 中空糸膜111の膜厚が前記上限値以下であれば、ケース112内における中空糸膜111の内側を繰り返し減圧したり加圧したりした際の耐久性に優れる。中空糸膜111の膜厚が前記範囲の下限値以上であれば、脱気又は給気の性能を良好に維持しやすい。
 なお、中空糸膜の膜厚は、中空糸膜の内径と外径との差から、下式(1)により算出される。
 中空糸膜の膜厚=(中空糸膜の外径-中空糸膜の内径)/2 ・・・(1)
 中空糸膜の内径及び外径は、国際公開第2015/012293号の[0062]に記載の方法で測定される。
 均質層及び多孔質支持層の厚さは、膜厚が前記範囲内となるように適宜設定すればよい。均質層の厚さは0.3~2μmが好ましく、0.5~1.2μmがより好ましい。
 均質層及び多孔質支持層の厚さは、国際公開第2015/012293号の[0077]に記載の方法で測定される。
 中空糸膜111においては、モジュール製造時の取り扱い性の点から、破断強度が0.5N/fil以上であり、破断伸度が50%以上であることが好ましく、破断強度が0.8~5N/filであり、破断伸度が70~400%であることがより好ましく、破断強度が1~4N/fil、破断伸度が140~300%であることがさらに好ましい。
 なお、破断強度とは、中空糸膜の長手方向に引張荷重をかけて延伸した際に破断する値のことを意味する。「N/fil」とは、中空糸膜1本あたり(1filament)が破断するのに必要な強度をニュートン(N)で表したものである。破断伸度とは、中空糸膜の長手方向に引張荷重をかけながら延伸した際に破断に至るまでに示した伸びのことを意味する。
 破断強度及び破断伸度は、国際公開第2015/012293号の[0081]に記載の方法で測定される。具体的には、テンシロン型引張試験器を用い、1本の中空糸膜を長さが2cmとなるように試験機のチャック部に把持させ、引張荷重をかけて破断強度及び破断伸度を3回測定し、平均値を求める。
 中空糸膜のガーレー剛軟度は、15mN以上が好ましく、15~30mNがより好ましく、18~25mNがさらに好ましい。中空糸膜のガーレー剛軟度が前記範囲の下限値以上であれば、中空糸膜束の自立性を確保しやすく、脱気又は給気の効率の低下を抑制しやすい。中空糸膜のガーレー剛軟度が前記範囲の上限値以下であれば、膜束を形成したときに膜長の長尺化に伴う膜の乱れが少なく、引き揃えた状態でのモジュールの形成が可能となる。
 なお、中空糸膜のガーレー剛軟度は、中空糸膜が32本(32fil)単位で折り返された7束の中空糸膜束(幅:約25~26mm)からなる試料を用い、JIS L1096 A法 剛軟度(ガーレ)法に準じて測定される。中空糸膜のガーレー剛軟度は、中空糸膜の材質、外径等を調節することで制御できる。
 ケース112内ではケース本体116の内表面116cと中空糸膜束110とは部分的に離間しており、中空糸膜束110の周囲において、ケース112と中空糸膜束110との間に間隙128が形成されている。
 ケース112を中空糸膜束110の長さ方向に垂直な方向に切断した断面における、ケース112内の中空糸膜束110の充填率は、20~50%が好ましく、30~45%がより好ましい。中空糸膜の充填率が下限値以上であれば、ケース内において被処理液の偏流が生じることを抑制しやすい。中空糸膜の充填率が上限値以下であれば、中空糸膜の充填が容易になり、また圧力損失が低くなり、脱気又は給気の性能が向上する。
 なお、前記充填率は、ケース112を中空糸膜束110の長さ方向に垂直な方向に切断した断面における、ケース112内部の断面積に対する、充填された中空糸膜束110を形成する各中空糸膜111の断面積の総和の割合(%)として測定される。
 モジュール11においては、図1及び図2に示すように、円環状のショートパス防止体114がケース112のケース本体116内に嵌め込まれて、ケース112のケース本体116の内表面116cから突き出るように設けられている。ショートパス防止体114は内表面116cに成形時に一体に形成する態様としてもよい。ショートパス防止体114の形状は、ケース112のケース本体116の内表面116c上を周回する突起状になっている。
 ショートパス防止体114は、ケース112における第1ポート122の下流側に設けられており、中空糸膜束110とケース112との間の間隙128における被処理液の流れを遮る役割を果たす。モジュール11では、第1ポート122からケース112内に流入した被処理液の一部が中空糸膜束110の内部へと入り、残部が中空糸膜束110とケース112との間の間隙128を下流側に流れようとする。しかし、中空糸膜束110とケース112との間の間隙128を通る被処理液の流れは、ショートパス防止体114により遮られるために径方向の内側へと向きを変え、中空糸膜束110の内部へと入った後に下流側へと流れていく。このように、中空糸膜束110とケース112との間の間隙128を通る被処理液がショートパス防止体114によって中空糸膜束110の内部へと導かれるため、被処理液がケース112内をショートパスして充分に処理されずに第3ポート120cから流出することが抑制される。
 ショートパス防止体114は、ケース112の中心軸線L11に沿った方向において、中空糸膜束110における下流側に位置する第2端部110bよりも第1ポート122側に設けられることが好ましい。また、被処理液が中空糸膜束110とケース112との間の間隙128をショートパスすることを抑制する効果がより高くなる点から、第1ポート122の下流側において、できるだけ第1ポート122に近い位置にショートパス防止体114を設けることがより好ましい。
 第1ポート122の中心軸L12の位置から中空糸膜束110の第2端部110bまでの距離をd11(mm)、第1ポート122の中心軸L12の位置からショートパス防止体114までの距離をd12(mm)とする。第1ポート122を液流入ポートとする場合、d12/d11は、0.01~0.2が好ましく、0.03~0.1がより好ましい。d12/d11が上限値以下であれば、中空糸膜束の外側のみを通る短絡流をなくすことができる。d12/d11が下限値以上であれば、被処理液をより効率良く中空糸膜111と接触させることができ、モジュール11の処理能力が向上する。
 モジュール11は、ショートパス防止体114とケース112とが別々に製造され、ケース112内にショートパス防止体114が嵌め込まれた態様であってもよく、ケース112とショートパス防止体114とが一体に形成された態様であってもよい。
 この例のショートパス防止体114は、中空糸膜束110の周囲を全周にわたって囲う円環状である。なお、ショートパス防止体114はこの態様には限定されず、中空糸膜束110の周囲に断続的に設けられていてもよい。本発明の第1の態様では、ケース内での被処理液のショートパスを抑制する効果がより高い点から、ショートパス防止体は中空糸膜束の周囲を全周にわたって囲う環状になっていることが好ましい。
 ショートパス防止体114の断面形状は、この例では矩形状であるが、矩形状には限定されず、三角形状、半円状等であってもよい。
 ショートパス防止体114の中心軸線L11に沿った方向の幅D1(図2)は、1~10mmが好ましく、2~7mmがより好ましい。幅D1が前記下限値以上であれば、膜束の外を通る短絡流を防ぐことができる。幅D1が前記上限値以下であれば、より効率良く被処理液を膜束の中に導入できる。
 被処理液をより効率良く中空糸膜111と接触させることができる点では、ショートパス防止体114は中空糸膜束110と接触していることが必要である。
 ケース112のケース本体116の内表面116cからのショートパス防止体114の突出高さH1(図2)は、1~10mmが好ましく、2~7mmがより好ましい。突出高さH1が前記下限値以上であれば、被処理液をより効率良く中空糸膜111と接触させることができ、モジュール11の処理能力が向上する。突出高さH1が前記上限値以下であれば、中空糸膜束110をショートパス防止体114の内側に挿入しやすい。
 ショートパス防止体114の数は、この例では1つであるが、1つには限定されず、2つ以上であってもよい。ショートパス防止体114の数は、ケース112の長さに応じて設定すればよい。
 ケース112内での被処理液のショートパスを抑制する効果がより高い点から、ケース112の中心軸線L11に沿った方向において、50~200mm毎にショートパス防止体114が設けられていることが好ましい。
 ショートパス防止体114を形成する材料としては、特に限定されず、例えば、ポリカーボネート、ポリスルフォン、ポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、アクリル樹脂、ABS樹脂、変成ポリフェニレンエーテル等が挙げられる。なかでも、機械的強度及び耐薬品性を有する点から、ショートパス防止体114を形成する材料はポリオレフィンが好ましい。ショートパス防止体114がケース112と一体に形成される場合、ショートパス防止体114を形成する材料はケース112を形成する材料と同じである。ショートパス防止体114を形成する材料としては、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
 モジュール11の製造方法は、特に限定されず、例えば、以下の方法が挙げられる。
 図3に示すように、長尺の中空糸膜111Aを交互に反対方向に複数回繰り返してU字状に折り返して帯状の中空糸膜シート113とする。中空糸膜シート113における幅方向の両方の端部側で、経糸126によりシートの長さ方向に中空糸膜111Aを編み、中空糸膜111Aにおける幅方向に延在する部分同士を連結する。次いで、図4に示すように、中空糸膜シート113の幅方向が軸方向となるように中空糸膜シート113を巻いて円柱状にする。次いで、図5に示すように、ショートパス防止体114及び拘束リング123を設けたケース本体116内に、円柱状に巻いた状態の中空糸膜シート113を挿入する。遠心法等の公知の方法を利用してポッティング樹脂130により中空糸膜シート113の一端をケース本体116の第1開口端116a側に固定する。このとき、中空糸膜シート113におけるポッティング樹脂130で固定される側の中空糸膜111AのUターン部と、ポッティング樹脂130の一部がケース本体116から突出するようにする。そして、ケース本体116の第1開口端116aに沿う平面X1で中空糸膜シート113及びポッティング樹脂130の突出部分を切除する。これにより、U字状に折り返された各中空糸膜111の開口端111aの開口状態が保たれたまま、ポッティング部124によりケース本体116に固定された円柱状の中空糸膜束110が形成される。次いで、ケース本体116の両端部に第1蓋部材118及び第2蓋部材120を取り付けることでモジュール11が得られる。
 モジュール11では、第1ポート122からケース112のケース本体116内に被処理液を流入させ、第3ポート120cから前記被処理液を流出させる。被処理液を第1ポート122からケース112内に流入させる構成としては、特に限定されず、第1ポート122をポンプと接続して液体を圧送する構成であってもよく、第3ポート120cをポンプと接続して被処理液を引き込む構成であってもよい。
 例えば第2ポート118cを真空ポンプと接続して真空引きすることで、各中空糸膜111の間を通過する被処理液の溶存気体が中空糸膜111の膜内に取り込まれて第2ポート118cから流出し、被処理液が脱気される。また、第2ポート118cを給気ポンプと接続して気体を供給することで、各中空糸膜111を通じて、各中空糸膜111の間を通過する被処理液に気体を供給できる。
 第1ポート122から流入してきた被処理液は、ケース112内において中空糸膜束110とケース112との間の間隙128を通じて中空糸膜束110における第1ポート122の反対側に回り込みつつ、中空糸膜束110の内部へと流入する。また、中空糸膜束110とケース112との間の間隙128を下流側へと流れる被処理液はショートパス防止体114で遮られ、流れの方向が変化して中空糸膜束110の内部へと導かれる。そして、被処理液は中空糸膜束110における各中空糸膜111の間を通過して第3ポート120cから流出する。このように、モジュール11ではケース112内における中空糸膜束110の外側の間隙128を被処理液がショートパスすることをショートパス防止体114によって抑制できる。そのため、被処理液を中空糸膜111に効率良く接触させることができ、被処理液を充分に処理できるため、処理能力が高いモジュールとなる。
 以上説明したように、本発明の第1の態様の外部潅流型中空糸膜モジュールにおいては、ケース内の液流入ポートの下流側にショートパス防止体が設けられているため、ケース内の中空糸膜束の外側の間隙を被処理液がショートパスすることが抑制される。そのため、高流量での処理を目的として大型化を図った場合においても、被処理液を効率的に中空糸膜束の内部へと導いて中空糸膜と接触させることができ、高い処理能力が得られる。また、被処理液が鉛直方向、水平方向等のどの方向に流れる場合でも、高い処理能力が得られる。また、本発明の第1の態様の外部潅流型中空糸膜モジュールは、ケース内にショートパス防止体を設けるだけで高い処理能力が得られるため、製造も簡便である。
 なお、本発明の第1の態様の外部潅流型中空糸膜モジュールは、前記したモジュール11には限定されない。例えば、本発明の第1の態様の外部潅流型中空糸膜モジュールは、中空糸膜束の長さ方向の第1端部と第2端部の両方がポッティング部によってケースに固定されているモジュールであってもよい。具体的には、本発明の第1の態様の外部潅流型中空糸膜モジュールは、図6に例示した外部潅流型中空糸膜モジュール12(以下、「モジュール12」ともいう。)であってもよい。
 図6における図1と同じ部分は同符号を付して説明を省略する。
 モジュール12は、中空糸膜束110Aと、ケース112Aと、ショートパス防止体114A,114Bとを備えている。
 ケース112Aは、円筒状のケース本体116Aと、ケース本体116Aの長さ方向の第1開口端116a側に設けられた第1蓋部材118と、ケース本体116Aの第2開口端116b側に設けられた第2蓋部材120と、備えている。ケース本体116Aにおける第1開口端116a寄りの部分に第1ポート122が設けられ、第2開口端116b寄りの部分に液流出ポート又は液流入ポートとして機能する第4ポート132が設けられている。ケース112Aでは、第2蓋部材120に第3ポート120cの代わりに通気ポート120dが設けられている。
 この例では、第1ポート122が液流入ポート、第4ポート132が液流出ポートになっている。第1ポート122から流入した被処理液は、第4ポート132に向かってケース112Aの長さ方向において一方向に流れ、流れがケース112A内で逆向きに変わらないようになっている。設置状況に応じ、第1ポート122を液流出ポート、第4ポート132を液流入ポートとして液の流れを逆転した一方向通水としてもよい。
 中空糸膜束110Aは、複数の中空糸膜111が一方向に引き揃えられた状態で円柱状に束ねられて形成されている。中空糸膜束110Aはケース112A内に収容されており、中空糸膜束110Aの長さ方向の第1端部110aと第2端部110bがそれぞれ拘束リング123A,123Bで拘束された状態で、ポッティング部124A,124Bによりケース112A内に固定されている。第1ポート122と第4ポート132は、ケース112Aにおけるポッティング部124Aとポッティング部124Bの間に位置している。
 ケース本体116Aの第1開口端116aはポッティング部124Aにより塞がれ、ケース本体116Aの第2開口端116bはポッティング部124Bにより塞がれている。ポッティング部124Aの第1蓋部材118側の端面124bでは各中空糸膜111の一方の開口端111cの開口状態が保たれている。ポッティング部124Bの第2蓋部材120側の端面124cでは各中空糸膜111の他方の開口端111dの開口状態が保たれている。
 ケース本体116Aの内表面116cと中空糸膜束110Aとは部分的に離間しており、ケース112A内における中空糸膜束110Aの外側には間隙128が形成されている。
 モジュール12では、ケース112A内の第1ポート122の下流側、かつ第4ポート132の上流側にショートパス防止体114A,114Bが設けられている。ケース112Aの中心軸線L11に沿った方向において、ショートパス防止体114Aは第1ポート122寄りに設けられ、ショートパス防止体114Bは第4ポート132寄りに設けられている。
 モジュール12では、第1ポート122からケース112A内に被処理液を流入させ、第4ポート132から前記被処理液を流出させる。例えば第2ポート118c及び通気ポート120dを真空ポンプと接続して真空引きすることで、各中空糸膜111の間を通過する被処理液を脱気できる。また、第2ポート118c及び通気ポート120dを給気ポンプと接続して気体を供給することで、各中空糸膜111の間を通過する被処理液に給気できる。
 モジュール12でも、ケース112A内において中空糸膜束110Aとケース112Aとの間の間隙128を下流側へと流れる被処理液はショートパス防止体114A,114Bで遮られ、流れの方向が変化して中空糸膜束110Aの内部へと導かれる。このように、ケース112A内における中空糸膜束110Aの外側の間隙128を被処理液がショートパスすることが抑制されるため、被処理液が中空糸膜111に効率良く接触し、処理能力が高くなる。
 また、本発明の第1の態様の外部潅流型中空糸膜モジュールは、モジュール12において各中空糸膜111の開口端111dがポッティング樹脂等で埋められて閉じられた状態になっていてもよい。
 また、本発明の第1の態様の外部潅流型中空糸膜モジュールは、中空糸膜束を形成する各中空糸膜がU字状に折り返されず、第2端部がその開口端が樹脂等で埋められて閉じられた状態で自由端とされたものであってもよい。
[第2の態様]
 本発明の第2の態様の外部潅流型中空糸膜モジュールは、複数の中空糸膜が束ねられた中空糸膜束と、前記中空糸膜束が収容されたケースとを備えている。中空糸膜束の長さ方向の少なくとも一方の端部は、各中空糸膜の端面が開口した状態でポッティング部によりケース内に固定されている。本発明の第2の態様の外部潅流型中空糸膜モジュールにおいては、ガーレー剛軟度が15mN以上である中空糸膜を用いる。
 本発明の第2の態様の外部潅流型中空糸膜モジュールは、被処理液から気体を除去する、又は被処理液に気体を供給するための中空糸膜モジュールである。本発明の第2の態様の外部潅流型中空糸膜モジュールは、中空糸膜の膜外に潅流される被処理液に溶け込んだ気体を取り除く脱気用のモジュールとして使用できる。本発明の第2の態様の外部潅流型中空糸膜モジュールの用途としては、特に限定されず、例えば、インクジェットプリンタ、カラーフィルタ製造装置等のインクジェット吐出装置等が挙げられる。
 以下、本発明の第2の態様の外部潅流型中空糸膜モジュールの一例を示して説明する。なお、以下の説明において例示される図の寸法等は一例であって、本発明の第2の態様はそれらに必ずしも限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することが可能である。
 本実施形態の外部潅流型中空糸膜モジュール21(以下、「モジュール21」ともいう。)は、図8に示すように、中空糸膜束210と、ケース214と、を備えている。中空糸膜束210はケース214内に収容されており、中空糸膜束210の長さ方向の第1端部210aが、ポッティング部216によりケース214内に固定されている。中空糸膜束210における第1端部210aと反対側の第2端部210bは自由端とされている。
 ケース214は、円筒状のケース本体218と、ケース本体218の長さ方向の第1開口端218a側に設けられた第1蓋部材220と、ケース本体218の第2開口端218b側に設けられた第2蓋部材222と、備えている。ケース214は、ケース本体218、第1蓋部材220及び第2蓋部材222とで円柱状の外観を形成している。
 本発明の第2の態様の外部潅流型中空糸膜モジュールにおけるケースとしては、この例のように円筒状のケース本体を備える円柱状の外観のケースが好ましい。なお、本発明の第2の態様では、外観が円柱状のケースには限定されず、例えば、多角筒状のケース本体を備える多角柱状の外観のケースであってもよい。
 ケース214のケース本体218における第1開口端218a寄りの部分には、ケース本体218の外周面から外側に突出するように、ケース本体218の内部と連通する第1ポート224が設けられている。第1ポート224は、円筒状であり、ケース本体218内に被処理液を流入させる液流入ポートとして機能する。第1ポート224の形状は、円筒状には限定されず、例えば、多角筒状等であってもよい。
 第1蓋部材220は、円形状の平板部220aと、平板部220aの外周縁から全周にわたってケース本体218側に突き出るように設けられた筒部220bと、平板部220aの中央部分から外側に突出するように設けられた第2ポート220cとを備えている。ケース本体218の第1端部219aが筒部220bに嵌め込まれて、第1蓋部材220がケース本体218に取り付けられる。第2ポート220cは、ケース214における中心軸線L21上に位置している。
 第2ポート220cは、円筒状であり、ケース214内から気体を流出させる気体流出ポート、又は流入させる気体流入ポートとして機能する。第2ポート220cの形状は、円筒状には限定されず、例えば、多角筒状等であってもよい。
 第2蓋部材222は、円形状の平板部222aと、平板部222aの外周縁から全周にわたってケース本体218側に突き出るように設けられた筒部222bと、平板部222aの中央部分から外側に突出するように設けられた第3ポート222cとを備えている。ケース本体218の第2端部219bが筒部222bに嵌め込まれて、第2蓋部材222がケース本体218に取り付けられる。第3ポート222cは、ケース214における中心軸線L21上に位置している。
 第3ポート222cは、円筒状であり、ケース214内から被処理液を流出させる液流出ポートとして機能する。第3ポート222cの形状は、円筒状には限定されず、例えば、多角筒状等であってもよい。また、平板部222aは、ケース214内の気泡が抜けやすいようにテーパー状となっていてもよい。
 ケース214を形成する材料としては、充分な機械的強度及び耐久性を確保できる材料が好ましく、例えば、第1の態様のケース112で挙げたものと同じものが挙げられる。ケース214を形成する材料としては、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
 中空糸膜束210は、複数の中空糸膜211が円柱状に束ねられて形成されている。なお、中空糸膜束210の形態は、円柱状には限定されず、例えば、中心部に中心管を配した状態で円筒状に束ねられた形態であってもよい。
 中空糸膜束210はケース214におけるケース本体218内に収容されており、中空糸膜束210の長さ方向の第1端部210aが、ケース本体218の第1開口端218a側の端部においてポッティング部216により固定されている。中空糸膜束210を形成している複数の中空糸膜211は、それぞれ長さ方向の中央部でU字状に折り返された状態で束ねられており、各中空糸膜211の両側の端面211aが開口した状態でポッティング部216に埋設されて固定されている。
 本発明の第2の態様では、この例のように、複数の中空糸膜がそれぞれ長さ方向の中央部でU字状に折り返された状態で束ねられ、各中空糸膜の両側の端面が開口した状態でポッティング部によりケース内に固定されていることが好ましい。各中空糸膜がこのような状態で束ねられていることで、少ない本数の中空糸膜でも中空糸膜束の充填率を充分に高くすることが容易になり、製造効率が向上する。また、中空糸膜束の自立状態を保持しやすくなるため、中空糸膜束の全体にわたって各中空糸膜間に被処理液が行き渡りやすく、脱気効率が向上する。
 中空糸膜束210における第1端部210aと反対側に位置する、各中空糸膜211のUターン部からなる第2端部210bは、ケース214には固定されておらず、自由端になっている。これにより、中空糸膜束210の全体わたって各中空糸膜211間に被処理液が行き渡りやすくなるため、高い効率で被処理液の脱気を行うことができる。
 ケース本体218の第1開口端218aはポッティング部216により塞がれた状態になっている。ポッティング部216の第1蓋部材220側の端面216aはケース本体218の第1開口端218aと面一になっており、そのポッティング部216の端面216aにおいて、各中空糸膜211の両側の端面211aが開口した状態になっている。ケース214内におけるポッティング部216の端面216aの第1蓋部材220側には空間が形成されており、前記空間と、ケース本体218内のポッティング部216よりも中空糸膜束210の第2端部210b側の空間とがポッティング部216で区画されている。各中空糸膜211の両側の端面211aが開口した状態になっていることで、各中空糸膜211の膜内と、ケース214内におけるポッティング部216の第1蓋部材220側の空間とが連通した状態になっている。
 第2ポート220c及び第3ポート222cはいずれも、ケース214における中心軸線L21上に位置している。また、ケース本体218の内壁面と中空糸膜束210とは離間しており、ケース214内における中空糸膜束210の外側には空間226が形成されている。
 中空糸膜束210においては、各中空糸膜211が経糸228によって互いに連結された状態で束ねられている。具体的には、各中空糸膜211におけるUターン部寄りの部分において、中心軸線L21に対する直交方向、すなわち各中空糸膜211の長さ方向に対する直交方向に、複数の中空糸膜211が経糸228で織り込まれることで、互いの中空糸膜211が互いに連結されている。本発明の第2の態様では、このように各々の中空糸膜が経糸で互いに連結された状態で束ねられていることが好ましい。これにより、中空糸膜束210を形成する各中空糸膜211がばらけることを抑制でき、中空糸膜束210が自立状態を保持しやすくなる。潅流させる被処理液の粘性が高い場合に、特に中空糸膜211がばらけやすく、中空糸膜束210の自立性を確保することが難しくなる。そのため、経糸により互いの中空糸膜を連結する態様は、潅流させる被処理液の粘性が高い場合、例えば被処理液がインク等である場合等に特に有効である。
 複数の中空糸膜を経糸で連結する態様としては、特に限定されず、例えば、チェーンステッチ型で織り込む態様が挙げられる。
 中空糸膜束210の第2端部210bでは、ケース214の中心軸線L21方向において、各中空糸膜211におけるUターン部からなる端部211bの位置が互いに揃っている。すなわち、各中空糸膜211におけるポッティング部216から露出している部分の長さが互いに揃っている。各中空糸膜211の端部211bの位置が揃っているとは、中空糸膜束210を形成する全ての中空糸膜211におけるポッティング部216から露出している部分の長さの平均値に対する、各中空糸膜211の当該長さの誤差が±5%であることを意味する。
 本発明の第2の態様では、このように中空糸膜束の第2端部において、各中空糸膜束の端部が互いに揃っていることが好ましい。これにより、ケース内において、被処理液が局所的に偏って流れることを抑制しやすくなる。また、中空糸膜束が型崩れすることが抑制されやすく、中空糸膜束全体に被処理液が行き渡りやすくなり、脱気効率が向上する。
 中空糸膜211の外径は、350μm以下が好ましく、150~330μmがより好ましく、200~300μmがさらに好ましい。中空糸膜211の外径が前記範囲の上限値以下であれば、ケース内により多くの中空糸膜を充填でき、被処理液との接液がより効率的となる。また、ケース214内において中空糸膜211間により効率的な流路を形成することができる。中空糸膜211の外径が前記範囲の下限値以上であれば、好適な剛軟度を維持しやすい。
 中空糸膜211の内径は、100μm以上が好ましく、120~250μmがより好ましく、130~200μmがさらに好ましい。中空糸膜211の内径が前記範囲内であれば、ケース214内に充分な本数の中空糸膜211を収容でき、脱気性能及び耐久性を維持しやすい。
 中空糸膜211の膜厚は、20~70μmが好ましく、25~55μmがより好ましい。
 中空糸膜211の膜厚が前記上限値以下であれば、ケース214内における中空糸膜211の内側を繰り返し減圧した際の耐久性に優れる。中空糸膜211の膜厚が前記範囲の下限値以上であれば、脱気性能を良好に維持しやすい。
 なお、中空糸膜の膜厚の算出方法、中空糸膜の内径及び外径の測定方法は、第1の態様で説明したとおりである。
 中空糸膜211のガーレー剛軟度は、15mN以上が好ましく、18~25mNがさらに好ましい。中空糸膜211のガーレー剛軟度が前記範囲の下限値以上であれば、中空糸膜束の形状保持性を確保しやすく、中空糸膜束の形状が乱れて脱気効率が低下することを抑制できる。中空糸膜のガーレー剛軟度が前記範囲の上限値以下であれば、モジュール作成時の取り扱い性も好適となる。
 なお、中空糸膜のガーレー剛軟度の測定方法は、第1の態様で説明したとおりである。
 中空糸膜211においては、モジュール製造時の取り扱い性の点から、破断強度が0.5N/fil以上であり、破断伸度が50%以上であることが好ましく、破断強度が0.8~5N/filであり、破断伸度が70~400%であることがより好ましく、破断強度が1~4N/fil、破断伸度が140~300%であることがさらに好ましい。
 破断強度及び破断伸度の測定方法は、第1の態様で説明したとおりである。
 中空糸膜211としては、膜内の中空部と膜外との間で気体が透過する気体透過性を有する中空糸膜が好ましい。また、強度に優れるとともに、被処理液の漏れを抑制しつつ脱気をより効率的に行える点から、中空糸膜211としては、気体透過性を有する均質層と、均質層を支持する多孔質支持層とを有する複合中空糸膜であることがより好ましい。
 複合中空糸膜の構造としては、均質層の内側又は外側に多孔質支持層が設けられた二層構造、均質層の内側と外側の両方に多孔質支持層が設けられた三層構造が好ましく、強度、及び、脱気性能の点から三層構造がより好ましい。
 均質層を形成する材料は、第1の態様で説明したとおりである。第2の態様における均質層を形成する材料としては、高流量で被処理液を潅流させた場合でも脱気性能に優れるとともに、中空糸膜束の形状保持性を確保しやすい点から、ポリオレフィン系樹脂が好ましく、ポリエチレンがより好ましい。
 第2の態様における均質層を形成するポリオレフィン系樹脂としては、高いガス透過性と耐薬品性を備えていることが好ましく、メタロセンポリエチレンがより好ましい。
 多孔質支持層を形成する材料は、第1の態様で説明したとおりである。中空糸膜束の形状保持性を確保しやすい点からは、第2の態様における多孔質支持層を形成する材料としては、製膜の安定性のため、均質層と同等のメルトフローインデックス(MFR)を有し、高強度が得られるポリエチレンが好ましい。
 多孔質支持層の孔径は、0.01~1μmが好ましい。孔径が前記範囲の上限値以下であれば、均質層の微細孔(気体が透過する孔)内が濡れにくく、均質層が劣化しにくい。孔径が上記範囲の下限値以下であれば、脱気性能に優れる。
 多孔質支持層の空孔率は、30~80体積%が好ましい。空孔率が前記範囲の下限値以上であれば、脱気性能に優れる。空孔率が前記範囲の上限値以下であれば、中空糸膜の耐圧性等の機械的強度が向上する。
 均質層及び多孔質支持層の厚さは、膜厚が前記範囲内となるように適宜設定すればよい。
 均質層及び多孔質支持層の厚さの測定方法は、第1の態様で説明したとおりである。
 ケース214を中空糸膜束210の長さ方向に垂直な方向に切断した断面における、ケース214内の中空糸膜束210の充填率は、20~50%が好ましく、30~45%がより好ましい。中空糸膜の充填率が下限値以上であれば、ケース内において被処理液の偏流が生じることを抑制しやすい。中空糸膜の充填率が上限値以下であれば、中空糸膜の充填が容易になり、脱気性能が向上する。
 なお、前記充填率は、ケース214を中空糸膜束210の長さ方向に垂直な方向に切断した断面における、ケース214内部の断面積に対する、充填された中空糸膜束210を形成する各中空糸膜211の断面積の総和の割合(%)として測定される。
 モジュール21を使用する際には、第1ポート224から、ケース214のケース本体218内に被処理液を流入させ、第3ポート222cから前記被処理液を流出させる。これにより、ケース214内のポッティング部216よりも中空糸膜束210の第2端部210b側の領域において、各中空糸膜211の膜外に被処理液が潅流される。被処理液を第1ポート224から流入させて第3ポート222cから流出させる構成としては、特に限定されず、例えば、第1ポート224をポンプと接続して被処理液を圧送する構成であってもよく、第3ポート222cをポンプと接続して被処理液を引き込む構成であってもよい。
 第1ポート224から流入してきた被処理液は、ケース214内において中空糸膜束210とケース本体218の内壁面との間の空間226を通じて中空糸膜束210における第1ポート224の反対側に回り込みつつ、中空糸膜束210の中心部に向かって各中空糸膜211の間を進み、第3ポート222c側へと移動する。第1蓋部材220の第2ポート220cを真空ポンプと接続して真空引きすることで、各中空糸膜211の間を通過する被処理液の溶存気体が中空糸膜211の膜内に取り込まれて第2ポート220cから流出されるため、前記被処理液を脱気することができる。
 モジュール21では、外径が350μm以下で、ガーレー剛軟度が15mN以上の中空糸膜211が束ねられて中空糸膜束210が形成されている。このように、特定の外径以下の剛性に優れた中空糸膜211が束ねられていることで、中空糸膜束210の形状保持性が優れている。そのため、モジュールを大型化して中空糸膜211が長尺化し、被処理液の流量を速くなっても、中空糸膜束210が型崩れしにくく、形状が乱れにくいため、脱気性能が低下することが抑制される。
 モジュール21の製造方法は、特に限定されず、例えば、以下の方法が挙げられる。
 例えば、図9に示すように、長尺の中空糸膜211Aを交互に反対方向に複数回繰り返してU字状に折り返して帯状の中空糸膜シート213とし、中空糸膜シート213における幅方向の両方の端部側で、経糸228によりシートの長さ方向に中空糸膜211Aを編み、中空糸膜211Aにおける幅方向に延在する部分同士を連結する。次いで、図10に示すように、中空糸膜シート213の幅方向が軸方向となるように中空糸膜シート213を巻いて円柱状にする。次いで、図11に示すように、円柱状に巻いた状態の中空糸膜シート213をケース本体218内に挿入し、遠心法等の公知の方法を利用してポッティング樹脂252により中空糸膜シート213の一端をケース本体218の第1開口端218a側に固定する。このとき、中空糸膜シート213におけるポッティング樹脂252で固定される側の中空糸膜211AのUターン部と、ポッティング樹脂252の一部がケース本体218から突出するようにする。そして、ケース本体218の第1開口端218aに沿う平面X2で中空糸膜シート213及びポッティング樹脂252の突出部分を切除することで、U字状に折り返された各中空糸膜211の端面211aが開口した状態でポッティング部216によりケース本体218に固定された円柱状の中空糸膜束210が形成される。次いで、ケース本体218の両端部に第1蓋部材220及び第2蓋部材222を取り付けることでモジュール21が得られる。
 以上説明したように、本発明の第2の態様の外部潅流型中空糸膜モジュールにおいては、ガーレー剛軟度が15mN以上の中空糸膜が束ねられて中空糸膜束が形成されている。このように剛性に優れた中空糸膜が用いられることで、モジュールを大型化して中空糸膜が長尺化したとしても、中空糸膜束の形状保持性を確保でき、被処理液が鉛直方向、水平方向等のどの方向に流れる場合でも、脱気効率が低下することを抑制することができる。
 なお、本発明の第2の態様の外部潅流型中空糸膜モジュールは、前記したモジュール21に限定しない。例えば、本発明の第2の態様の外部潅流型中空糸膜モジュールは、中空糸膜束を形成する各中空糸膜がU字状に折り返されず、ポッティング部で固定されている第1端部と反対側の第2端部が、その開口端が樹脂等で閉塞された状態で自由端とされたものであってもよい。
 本発明の第2の態様の外部潅流型中空糸膜モジュールにおいては、中空糸膜束の長さ方向の両方の端部をポッティング部によりケースに固定してもよい。
 本発明の第2の態様の外部潅流型中空糸膜モジュールは、図12に例示した外部潅流型中空糸膜モジュール22(以下、「モジュール22」ともいう。)であってもよい。図12における図8と同じ部分には同符合を付して説明を省略する。
 モジュール22は、中空糸膜束210Aと、ケース214Aと、を備えている。中空糸膜束210Aはケース214A内に収容されており、中空糸膜束210Aの長さ方向の第1端部210aと第2端部210bのそれぞれにおいて、ポッティング部216A,216Bによりケース214A内に固定されている。
 ケース214Aは、円筒状のケース本体218Aと、ケース本体218Aの長さ方向の第1開口端218a側に設けられた第1蓋部材220と、ケース本体218Aの第2開口端218b側に設けられた第2蓋部材222と、備えている。ケース214Aは、ケース本体218A、第1蓋部材220及び第2蓋部材222とで円柱状の外観を形成している。
 ケース214Aのケース本体218Aにおける第1開口端218a寄りの部分には、ケース214と同様に、ケース本体218Aの外周面から外側に突出するように、ケース本体218Aの内部と連通する第1ポート224が設けられている。また、ケース214Aのケース本体218Aにおける第2開口端218b寄りの部分には、ケース本体218Aの外周面から第1ポート224と反対側に突出するように、ケース本体218Aの内部と連通する第4ポート230が設けられている。
 第4ポート230の形状は、特に限定されず、例えば、円筒状、多角筒状等が挙げられる。
 中空糸膜束210Aは、複数の中空糸膜211が一方向に引き揃えられた状態で円柱状に束ねられて形成されている。
 ケース本体218Aの第1開口端218aはポッティング部216Aにより塞がれた状態になっており、中空糸膜束210Aの長さ方向の第1端部210aがポッティング部216Aに埋設されてケース本体218A内の第1開口端218a側の部分に固定されている。ポッティング部216Aの第1蓋部材220側の端面216aはケース本体218Aの第1開口端218aと面一になっており、そのポッティング部216Aの端面216aにおいて、各中空糸膜211の第1開口端218a側の端面211aが開口した状態になっている。各中空糸膜211の第1開口端218a側の端面211aが開口した状態になっていることで、各中空糸膜211の膜内と、ケース214A内におけるポッティング部216Aの第1蓋部材220側の空間とが連通した状態になっている。
 また、ケース本体218Aの第2開口端218bはポッティング部216Bにより塞がれた状態になっており、中空糸膜束210Aの第2端部210bがポッティング部216Bに埋設されてケース本体218A内の第2開口端218b側の部分に固定されている。ポッティング部216Bの第2蓋部材222側の端面216bはケース本体218Aの第2開口端218bと面一になっており、そのポッティング部216Bの端面216bにおいて、各中空糸膜211の第2開口端218b側の端面211cが開口した状態になっている。各中空糸膜211の第2開口端218b側の端面211cが開口した状態になっていることで、各中空糸膜211の膜内と、ケース214A内におけるポッティング部216Bの第2蓋部材222側の空間とが連通した状態になっている。
 ケース本体218Aの内壁面と中空糸膜束210Aとは離間しており、ケース214A内における中空糸膜束210Aの外側には空間226が形成されている。
 モジュール22を使用する際には、例えば、第1ポート224から、ケース214Aのケース本体218A内に被処理液を流入させ、第4ポート230から前記被処理液を流出させる。これにより、ケース214A内のポッティング部216Aとポッティング部216Bの間の領域において、各中空糸膜211の膜外に被処理液が潅流される。そして、第1蓋部材220の第2ポート220c及び第2蓋部材222の第3ポート222cを真空ポンプと接続して真空引きすることで、各中空糸膜211の間を通過する被処理液の溶存気体が中空糸膜211の膜内に取り込まれて第2ポート220c及び第3ポート222cから流出されるため、前記被処理液を脱気することができる。
 モジュール22においても、ガーレー剛軟度が15mN以上の中空糸膜211が束ねられて中空糸膜束210Aが形成されている。このように、特定の外径以下の剛性に優れた中空糸膜211が束ねられていることで、中空糸膜束210Aの形状保持性が優れている。そのため、製造時や使用時おいて中空糸膜束210Aが型崩れしにくく、形状が乱れにくいため、脱気性能が低下することが抑制される。
[第3の態様]
 本発明の第3の態様の外部潅流型中空糸膜モジュールは、複数の中空糸膜が内側に空洞部が形成されるように筒状に束ねられた中空糸膜束と、前記中空糸膜束が収容されたケースと、を備えている。中空糸膜束の長さ方向の第1端部は、各中空糸膜の端面が開口した状態でポッティング部によりケース内に固定され、中空糸膜束における第1端部と反対側の第2端部は自由端とされている。本発明の第3の態様の外部潅流型中空糸膜モジュールにおいては、ケース内におけるポッティング部と中空糸膜束の第2端部の間の領域に中空糸膜束のみが設けられている。
 本発明の第3の態様の外部潅流型中空糸膜モジュールは、外部潅流される液体中に溶け込んだ気体を取り除く脱気用、又は外部潅流される液体中に気体を供給する給気用のモジュールとして使用できる。本発明の第3の態様の外部潅流型中空糸膜モジュールの用途としては、特に限定されず、例えば、インクジェットプリンタ、カラーフィルタ製造装置等のインクジェット吐出装置等が挙げられる。
 以下、本発明の第3の態様の外部潅流型中空糸膜モジュールの一例を示して説明する。なお、以下の説明において例示される図の寸法等は一例であって、本発明の第3の態様はそれらに必ずしも限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することが可能である。
 本実施形態の第3の態様の外部潅流型中空糸膜モジュール31(以下、「モジュール31」ともいう。)は、図14に示すように、中空糸膜束310と、ケース314と、を備えている。中空糸膜束310はケース314内に収容されており、中空糸膜束310の長さ方向の第1端部310aが、ポッティング部316によりケース314内に固定されている。中空糸膜束310における第1端部310aと反対側の第2端部310bは自由端とされている。
 ケース314は、円筒状のケース本体318と、ケース本体318の長さ方向の第1開口端318a側に設けられた第1蓋部材320と、ケース本体318の第2開口端318b側に設けられた第2蓋部材322と、備えている。ケース314は、ケース本体318、第1蓋部材320及び第2蓋部材322とで円柱状の外観を形成している。
 本発明の第3の態様の外部潅流型中空糸膜モジュールにおけるケースとしては、この例のように円筒状のケース本体を備える円柱状の外観のケースが好ましい。なお、本発明の第3の態様では、外観が円柱状のケースには限定されず、例えば、多角筒状のケース本体を備える多角柱状の外観のケースであってもよい。
 ケース314のケース本体318における第1開口端318a寄りの部分には、ケース本体318の外周面から外側に突出するように、ケース本体318の内部と連通する第1ポート324が設けられている。第1ポート324は、円筒状であり、ケース本体318内に液体を流出入させる液体流出入ポートとして機能する。第1ポート324の形状は、円筒状には限定されず、例えば、多角筒状等であってもよい。
 第1蓋部材320は、円形状の平板部320aと、平板部320aの外周縁から全周にわたってケース本体318側に突き出るように設けられた筒部320bと、平板部320aの中央部分から外側に突出するように設けられた第2ポート320cとを備えている。ケース本体318の第1端部319aが筒部320bに嵌め込まれて、第1蓋部材320がケース本体318に取り付けられる。第2ポート320cは、ケース314における中心軸線L31上に位置している。
 第2ポート320cは、円筒状であり、ケース314内から気体を流出させる気体流出ポート、又は流入させる気体流入ポートとして機能する。第2ポート320cの形状は、円筒状には限定されず、例えば、多角筒状等であってもよい。
 第2蓋部材322は、円形状の平板部322aと、平板部322aの外周縁から全周にわたってケース本体318側に突き出るように設けられた筒部322bと、平板部322aの中央部分から外側に突出するように設けられた第3ポート322cとを備えている。ケース本体318の第2端部319bが筒部322bに嵌め込まれて、第2蓋部材322がケース本体318に取り付けられる。第3ポート322cは、ケース314における中心軸線L31上に位置している。
 第3ポート322cは、円筒状であり、ケース314内から液体を流出入させる液体流出入ポートとして機能する。第3ポート322cの形状は、円筒状には限定されず、例えば、多角筒状等であってもよい。平板部322aは、ケース314内の気泡抜けをよくするためテーパー形状としてもよい。
 ケース314の大きさは、適宜設定することができる。例えば、円筒状のケース本体318を備える場合、ケース本体318の外径を3~15cm、長さを5~50cmとすることができるが、ケース本体318の外径や長さは、適宜変更できる。
 ケース314を形成する材料としては、充分な機械的強度及び耐久性を確保できる材料が好ましく、例えば、第1の態様のケース112で挙げたものと同じものが挙げられる。ケース314を形成する材料としては、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
 中空糸膜束310は、図14及び図15に示すように、複数の中空糸膜311が内側に空洞部312が形成されるように円筒状に束ねられて形成されている。中空糸膜束310の形状は、この例のように円筒状が好ましい。なお、中空糸膜束310の形状は、円筒状には限定されず、楕円筒状、角型等であってもよい。
 中空糸膜束310はケース314におけるケース本体318内に収容されており、中空糸膜束310の長さ方向の第1端部310aが、ケース本体318の第1開口端318a側の端部においてポッティング部316により固定されている。中空糸膜束310を形成している複数の中空糸膜311は、それぞれ長さ方向の中央部でU字状に折り返された状態で束ねられており、各中空糸膜311の両側の端面311aが開口した状態でポッティング部316に埋設されて固定されている。
 本発明の第3の態様では、この例のように、複数の中空糸膜がそれぞれ長さ方向の中央部でU字状に折り返された状態で束ねられ、各中空糸膜の両側の端面が開口した状態でポッティング部によりケース内に固定されていることが好ましい。各中空糸膜がこのような状態で束ねられていることで、少ない本数の中空糸膜でも中空糸膜束の充填率を充分に高くすることが容易になり、製造効率が向上する。また、中空糸膜束の自立状態を保持しやすくなるため、中空糸膜束の全体わたって各中空糸膜間に液体が行き渡りやすく、脱気又は給気の効率が向上する。
 中空糸膜束310における第1端部310aと反対側に位置する、各中空糸膜311のUターン部からなる第2端部310bは、ケース314には固定されておらず、自由端になっている。これにより、中空糸膜束310の全体わたって各中空糸膜311間に液体が行き渡りやすくなるため、高い効率で液体の脱気又は給気を行うことができる。
 ケース本体318の第1開口端318aはポッティング部316により塞がれた状態になっている。ポッティング部316の第1蓋部材320側の端面316aはケース本体318の第1開口端318aと面一になっており、そのポッティング部316の端面316aにおいて、各中空糸膜311の両側の端面311aが開口した状態になっている。ケース314内におけるポッティング部316の端面316aの第1蓋部材320側には空間が形成されており、前記空間と、ケース本体318内のポッティング部316よりも中空糸膜束310の第2端部310b側の空間とがポッティング部316で区画されている。各中空糸膜311の両側の端面311aが開口した状態になっていることで、各中空糸膜311の膜内と、ケース314内におけるポッティング部316の第1蓋部材320側の空間とが連通した状態になっている。
 ケース314内に収容された中空糸膜束310においては、各中空糸膜311はケース314の中心軸線L31の周囲を取り巻くように円筒状に束ねられ、中空糸膜束310の内側に円柱状の空洞部312が形成されている。空洞部312、第2ポート320c及び第3ポート322cはいずれも、ケース314における中心軸線L31上に位置している。また、ケース本体318の内壁面と中空糸膜束310とは離間しており、ケース314内における中空糸膜束310の外側には空間326が形成されている。
 モジュール31では、ケース314内におけるポッティング部316の中空糸膜束310の第2端部310b側の端面316bと、中空糸膜束310の第2端部310bの間の領域に中空糸膜束310のみが設けられている。すなわち、円筒状の中空糸膜束310の内側の空洞部312には、何も配置されていない状態となっている。これにより、中空糸膜束310の全体にわたって、円筒状の中空糸膜束310の外側の空間326と中空糸膜束310の内側の空洞部312との間で、各中空糸膜311間を通過する液体が遮られずに移動するようになっている。
 中空糸膜束310においては、各中空糸膜311が経糸328によって互いに連結された状態で束ねられていてもよい。具体的には、各中空糸膜311におけるUターン部寄りの部分において、中心軸線L31に対する直交方向、すなわち各中空糸膜311の長さ方向に対する直交方向に、複数の中空糸膜311が経糸328で織り込まれることで、互いの中空糸膜311が互いに連結されている。本発明の第3の態様では、このように各々の中空糸膜が経糸で互いに連結された状態で束ねられていることが好ましい。これにより、中空糸膜束310を形成する各中空糸膜311がばらけることを抑制でき、中空糸膜束310が自立状態を保持しやすくなる。潅流させる液体の粘性が高い場合に、特に中空糸膜311がばらけやすく、中空糸膜束310の自立性を確保することが難しくなる。そのため、経糸により互いの中空糸膜を連結する態様は、潅流させる液体の粘性が高い場合、例えば液体がインク等である場合等に特に有効である。
 複数の中空糸膜を経糸で連結する態様としては、特に限定されず、例えば、チェーンステッチ型で織り込む態様が挙げられる。
 中空糸膜束310の第2端部310bでは、ケース314の中心軸線L31方向において、各中空糸膜311におけるUターン部からなる端部311bの位置が互いに揃っている。すなわち、各中空糸膜311におけるポッティング部316から露出している部分の長さが互いに揃っている。各中空糸膜311の端部311bの位置が揃っているとは、中空糸膜束310を形成する全ての中空糸膜311におけるポッティング部316から露出している部分の長さの平均値に対する、各中空糸膜311の当該長さの誤差が±5%であることを意味する。
 本発明の第3の態様では、このように中空糸膜束の第2端部において、各中空糸膜束の端部が互いに揃っていることが好ましい。これにより、ケース内において、液体が局所的に偏って流れることを抑制しやすくなる。また、中空糸膜束が型崩れすることが抑制されやすく、中空糸膜束全体に液体が行き渡りやすくなり、脱気又は給気の効率が向上する。
 中空糸膜311としては、膜内の中空部と膜外との間で気体が透過する気体透過性を有する中空糸膜が好ましい。また、強度に優れるとともに、脱気や給気をより効率的に行える点から、中空糸膜311としては、気体透過性を有する均質層と、均質層を支持する多孔質支持層とを有する複合中空糸膜であることがより好ましい。
 複合中空糸膜の構造としては、均質層の内側又は外側に多孔質支持層が設けられた二層構造、均質層の内側と外側の両方に多孔質支持層が設けられた三層構造が好ましく、強度、及び、脱気又は給気の性能の点から三層構造がより好ましい。
 均質層を形成する材料は、第1の態様で説明したとおりである。第3の態様における均質層を形成する材料としては、高流量で液体を潅流させた場合でも脱気や給気の性能に優れるとともに、耐薬品性に優れる点から、ポリオレフィン系樹脂が好ましく、製膜性に優れることから低密度ポリエチレン樹脂がより好ましい。
 多孔質支持層を形成する材料は、第1の態様で説明したとおりである。中空糸膜束の自立性を確保しやすい点からは、第3の態様における均質層を形成する材料としては、均質層と同等のMFR値を示す高密度ポリエチレンが好ましい。
 多孔質支持層の孔径は、0.01~1μmが好ましい。
 多孔質支持層の空孔率は、30~80体積%が好ましい。空孔率が前記範囲の下限値以上であれば、脱気又は給気の性能に優れる。空孔率が前記範囲の上限値以下であれば、中空糸膜の耐圧性等の機械的強度が向上する。
 中空糸膜311の外径は、350μm以下が好ましく、150~330μmがより好ましく、200~300μmがさらに好ましい。中空糸膜311の外径が前記範囲内であれば、ケース314内において中空糸膜311間により効率的な流路を形成することができる。
 中空糸膜311の内径は、100μm以上が好ましく、120~250μmがより好ましく、130~200μmがさらに好ましい。中空糸膜311の内径が前記範囲内であれば、ケース314内に充分な本数の中空糸膜311を収納でき、脱気又は給気の性能、及び耐久性を維持しやすい。
 中空糸膜311の膜厚は、20~70μmが好ましく、25~55μmがより好ましい。中空糸膜311の膜厚が前記上限値以下であれば、ケース314内における中空糸膜311の内側を繰り返し減圧しり加圧した際の耐久性に優れる。中空糸膜311の膜厚が前記範囲の下限値以上であれば、脱気又は給気の性能を良好に維持しやすい。
 なお、中空糸膜の膜厚の算出方法、中空糸膜の内径及び外径の測定方法は、第1の態様で説明したとおりである。
 均質層及び多孔質支持層の厚さは、膜厚が前記範囲内となるように適宜設定すればよい。均質層の厚さは0.3~2μmが好ましく、0.5~1.2μmがより好ましい。
 均質層及び多孔質支持層の厚さの測定方法は、第1の態様で説明したとおりである。
 中空糸膜311においては、モジュール製造時の取り扱い性の点から、破断強度が0.5N/fil以上であり、破断伸度が50%以上であることが好ましく、破断強度が0.8~5N/filであり、破断伸度が70~400%であることがより好ましく、破断強度が1~4N/fil、破断伸度が140~300%であることがさらに好ましい。
 破断強度及び破断伸度の測定方法は、第1の態様で説明したとおりである。
 ケース314を中空糸膜束310の長さ方向に垂直な方向に切断した断面における、ケース314内の中空糸膜束310の充填率は、20~50%が好ましく、30~45%がより好ましい。中空糸膜の充填率が下限値以上であれば、ケース内において液体の偏流が生じることを抑制しやすい。中空糸膜の充填率が上限値以下であれば、中空糸膜の充填が容易になり、脱気又は給気の性能が向上する。
 なお、前記充填率は、ケース314を中空糸膜束310の長さ方向に垂直な方向に切断した断面における、ケース314内部の断面積に対する、充填された中空糸膜束310を形成する各中空糸膜311の断面積の総和の割合(%)として測定される。
 中空糸膜のガーレー剛軟度は、10mN以上が好ましく、15~30mNがより好ましく、18~25mNがさらに好ましい。中空糸膜のガーレー剛軟度が前記範囲の下限値以上であれば、中空糸膜束の自立性を確保しやすく、脱気又は給気の効率の低下を抑制しやすい。中空糸膜のガーレー剛軟度が前記範囲の上限値以下であれば、膜束を形成したときに膜長の長尺化に伴う膜の乱れが少なく、引き揃えた状態でのモジュールの形成が可能となる。
 なお、中空糸膜のガーレー剛軟度の測定方法は、第1の態様で説明したとおりである。
 モジュール31の製造方法は、特に限定されず、例えば、以下の方法が挙げられる。
 例えば、図16に示すように、長尺の中空糸膜311Aを交互に反対方向に複数回繰り返してU字状に折り返して帯状の中空糸膜シート313とし、中空糸膜シート313における幅方向の両方の端部側で、経糸328によりシートの長さ方向に中空糸膜311Aを編み、中空糸膜311Aにおける幅方向に延在する部分同士を連結する。次いで、図17に示すように、中空糸膜シート313を円柱状の芯棒350に巻き付ける。図18に示すように、芯棒350に巻き付けられた状態の中空糸膜シート313をケース本体318内に挿入し、芯棒350を引き抜いた後、遠心法等の公知の方法を利用してポッティング樹脂352により中空糸膜シート313の一端をケース本体318の第1開口端318a側に固定する。このとき、中空糸膜シート313におけるポッティング樹脂352で固定される側の中空糸膜311AのUターン部と、ポッティング樹脂352の一部がケース本体318から突出するようにする。そして、ケース本体318の第1開口端318aに沿う平面X3で中空糸膜シート313及びポッティング樹脂352の突出部分を切除することで、U字状に折り返された各中空糸膜311の端面311aが開口した状態でポッティング部316によりケース本体318に固定され、内側に空洞部312が形成された円筒状の中空糸膜束310が形成される。次いで、ケース本体318の両端部に第1蓋部材320及び第2蓋部材322を取り付けることでモジュール31が得られる。
 以下、モジュール31の作用機構について説明する。モジュール31は、例えば、以下のように使用することができる。
 モジュール31では、第1ポート324から、ケース314のケース本体318内に液体を流入させ、第3ポート322cから前記液体を流出させる。これにより、ケース314内のポッティング部316よりも中空糸膜束310の第2端部310b側の領域において、各中空糸膜311の膜外に液体が潅流される。
 液体を第1ポート324から流入させて第3ポート322cから流出させる構成としては、特に限定されず、例えば、第1ポート324をポンプと接続して液体を圧送する構成であってもよく、第3ポート322cをポンプと接続して液体を引き込む構成であってもよい。
 第1ポート324から流入してきた液体は、ケース314内において中空糸膜束310とケース本体318の内壁面との間の空間326を通じて中空糸膜束310における第1ポート324の反対側に回り込みつつ、中空糸膜束310の外側から内側の空洞部312に向かって各中空糸膜311の間を通過する。例えば第1蓋部材320の第2ポート320cを真空ポンプと接続して真空引きすることで、各中空糸膜311の間を通過する液体の溶存気体が中空糸膜311の膜内に取り込まれて第2ポート320cから流出されるため、前記液体を脱気することができる。また、第1蓋部材320の第2ポート320cを給気ポンプと接続して気体を供給することで、各中空糸膜311を通じて、各中空糸膜311の間を通過する液体に気体を給気することができる。
 モジュール31では、ケース314内におけるポッティング部316と中空糸膜束310の第2端部310bの間の領域に中空糸膜束310のみが設けられており、円筒状の中空糸膜束310の内側の空洞部312には何も配置されていない。これにより、ケース314内においては、中空糸膜束310の全体にわたって、中空糸膜束310の外側の空間326から内側の空洞部312まで、各中空糸膜311間を通過する液体が遮られずにスムーズに移動できる。そのため、モジュールを大型化して潅流させる液体の流速を速めても、中空糸膜束310の全体にわたって、中空糸膜束310の外側の空間326から内側の空洞部312に向かって液体が流れやすい。このことから、ケース314内において空間326の部分を液体が偏って流れることを抑制できるため、脱気や給気の効率が低下することを抑制することができる。
 以上説明したように、本発明の第3の態様の外部潅流型中空糸膜モジュールにおいては、ケース内におけるポッティング部と中空糸膜束の第2端部の間の領域に中空糸膜束のみが設けられている。これにより、中空糸膜束の全体にわたって、筒状の中空糸膜束の外側と中空糸膜束の内側の空洞部との間で各中空糸膜間を通過する液体が遮られずに移動できるため、モジュールを大型化して潅流させる液体の流速を速めてもケース内において液体が偏って流れることが抑制され、脱気や給気の効率が低下することを抑制することができる。
 なお、本発明の第3の態様の外部潅流型中空糸膜モジュールは、前記したモジュール31に限定されない。例えば、本発明の第3の態様の外部潅流型中空糸膜モジュールは、中空糸膜束を形成する各中空糸膜がU字状に折り返されず、ポッティング部で固定されている第1端部と反対側の第2端部が、その開口端が樹脂等で埋められて閉じられた状態で自由端とされたものであってもよい。
 本発明の外部潅流型中空糸膜モジュールは、第1の態様と第2の態様を組み合わせたものとしてもよく、第1の態様と第3の態様を組み合わせたものとしてもよく、第2の態様と第3の態様を組み合わせたものとしてもよく、第1の態様と第2の態様と第3の態様を組み合わせたものとしてもよい。
 以下、実施例によって本発明を具体的に説明するが、本発明は以下の記載によっては限定されない。
[メルトフローインデックス(MFR)]
 樹脂のMFRは、ASTM D1238のE条件に従い、試験温度190℃、試験荷重21.18Nで測定した。
[ガーレー剛軟度]
 ガーレ式剛軟度試験機を用いて、JIS L 1096A法に準拠して中空糸膜のガーレー剛軟度を測定した。中空糸膜が32本(32fil)単位で折り返された7束の中空糸膜束を測定試料とし、測定試料のサイズは、幅25~26mm、長さ51mmとした。
[例A1]
 図1に例示したモジュール11と同じ態様の外部潅流型中空糸膜モジュールを作製した。
 中空糸膜111としては、メタロセン低密度ポリエチレン樹脂(MFR:1.0g/10分)で形成された均質層の内側と外側に、高密度ポリエチレン樹脂(MFR:1.35g/10分)で形成された多孔質支持層を備える三層構造の複合中空糸膜を用いた。複合中空糸膜の外径は197μm、内径は133μm、膜厚は32μmとした。複合中空糸膜のガーレー剛軟度は5mNであった。
 ケース112におけるケース本体116の内径は52mmとした。中空糸膜束110は、有効膜面積が1.42mとなるようにポッティング部124によりケース112内に固定した。ケース112を中空糸膜束110の長さ方向に垂直な方向に切断した断面における、ケース112内の中空糸膜束110の充填率は30%であった。
 ショートパス防止体114としては、中心軸線L11に沿った方向の幅D1が5mmであり、内径が46mmであり、突出高さH1が3mmである断面形状が矩形状のリングを用いた。第1ポート122の中心軸L12の位置からショートパス防止体114までの距離d12は9mmとし、d12/d11を0.075とした。
[例A2]
 複合中空糸膜の外径を283μm、内径を199μmとし、ガーレー剛軟度を20mNに変更し、中空糸膜束110を有効膜面積が1.15mとなるようにポッティング部124によりケース112内に固定し、ケース112内の中空糸膜束110の充填率を30%とした以外は、例A1と同様にして外部潅流型中空糸膜モジュールを作製した。
[例A3]
 ケース内にショートパス防止体を設けなかった以外は、例A1と同様にして外部潅流型中空糸膜モジュールを作製した。
[例A4]
 ケース内にショートパス防止体を設けなかった以外は、例A2と同様にして外部潅流型中空糸膜モジュールを作製した。
[脱気性能の評価]
 各例の外部潅流型中空糸膜モジュールに対して、第1ポート(液流入ポート)から水が流入し、第3ポート(液流出ポート)から水が流出するように通水し、第2ポート(通気ポート)を真空ポンプと接続して真空度-88kPaにて減圧して脱気を実施した。水の温度は25℃とした。外部潅流させる水の流量は250、500、750、1000、1250、1500mL/分で変化させ、それぞれの流量における脱気後の処理水中の溶存酸素除去率を測定した。
 溶存酸素除去率は、脱気処理前の原水の溶存酸素量M(mg/L)と、脱気処理後の処理水の溶存酸素量M(mg/L)とをそれぞれ光学式DOメーターFD 0925(セントラル科学)により測定し、下式(2)から求めた。
 溶存酸素除去率(%)=[(M-M)/M]×100 ・・・(2)
 結果を図7に示す。
 図7に示すように、ショートパス防止体を設けること、及び中空糸膜のガーレー剛軟度が15mN以上であることのいずれか一方、又は両方を満たす例A1、A2、A4のモジュールでは、ショートパス防止体を設けず、中空糸膜のガーレー剛軟度が15mN未満の例A3のモジュールに比べて、処理水の溶存酸素除去率が高く、脱気性能が高かった。
[例A5]
 ケース本体116の内径を48mmとし、ショートパス防止体114の内径を46mmとして突出高さH1を3mmとし、中空糸膜束110の有効膜面積を1.63mとし、d12/d11を0.060とする以外は、例A1と同様にして外部潅流型中空糸膜モジュールを作製した。
[例A6]
 複合中空糸膜の外径を283μm、内径を199μmとし、ガーレー剛軟度を20mNに変更し、中空糸膜束110の有効膜面積を1.21mとする以外は、例A5と同様にして外部潅流型中空糸膜モジュールを作製した。
[例A7]
 ケース内にショートパス防止体を設けなかった以外は、例A5と同様にして外部潅流型中空糸膜モジュールを作製した。
[例A8]
 ケース内にショートパス防止体を設けなかった以外は、例A6と同様にして外部潅流型中空糸膜モジュールを作製した。
[脱気性能の評価]
 各例の外部潅流型中空糸膜モジュールに対して、液流入ポートから水が流入し、液流出ポートから水が流出するように通水し、第2ポート(通気ポート)を真空ポンプと接続して真空度-88kPaにて減圧して脱気を実施した。水の温度は25℃とした。外部潅流させる水の流量は1500mL/分とした。通水態様を以下のようにした試験(i)~(iv)において、それぞれ流量における脱気後の処理水中の溶存酸素除去率を測定した。溶存酸素除去率は、前記式(2)から求めた。
 試験(i):第1ポート122が下側、第3ポート120cが上側となるようにモジュールを縦置きした状態で、第1ポート122を液流入ポート、第3ポート120cを液流出ポートとして通水した(アップフロー、サイドイン)。
 試験(ii):第3ポート120cが下側、第1ポート122が上側となるようにモジュールを縦置きした状態で、第3ポート120cを液流入ポート、第1ポート122を液流出ポートとして通水した(アップフロー、キャップイン)。
 試験(iii):第1ポート122と第3ポート120cがともに水平方向となるようにモジュールを横置きした状態で、第1ポート122を液流入ポート、第3ポート120cを液流出ポートとして通水した(サイドフロー、サイドイン)。
 試験(iv):第1ポート122と第3ポート120cがともに水平方向となるようにモジュールを横置きした状態で、第3ポート120cを液流入ポート、第1ポート122を液流出ポートとして通水した(サイドフロー、キャップイン)。
 結果を図21に示す。
 図21に示すように、ショートパス防止体を設けること、及び中空糸膜のガーレー剛軟度が15mN以上であることのいずれか一方、又は両方を満たす例A5、A6、A8のモジュールでは、ショートパス防止体を設けず、中空糸膜のガーレー剛軟度が15mN未満の例A7のモジュールに比べて、試験(i)~(iv)のいずれにおいても、処理水の溶存酸素除去率が高く、脱気性能が高く、各試験方法による溶存酸素除去率の差が少なくなっていた。このように、例A5、A6、A8のモジュールでは、被処理液が鉛直方向に流れる場合も水平方向に流れる場合も、脱気性能が高かった。
[製造例B1]
 均質層を形成する材料としてメタロセン低密度ポリエチレン(MFR:1.0g/10分)、多孔質支持層を形成する材料として高密度ポリエチレン(MFR:1.35g/10分)を使用して、均質層の内側と外側の両方に多孔質支持層を備える三層構造の複合中空糸膜Aを製造した。複合中空糸膜の外径は197μm、内径は133μm、膜厚は32μmとした。得られた複合中空糸膜Aのガーレー剛軟度は5mNであった。
[製造例B2、B3]
 均質層及び多孔質支持層を形成する材料、並びに中空糸膜の外径、内径及び膜厚を表1に示す通りに変更した以外は、製造例B1と同様にして複合中空糸膜B~Cを製造した。得られた複合中空糸膜B、Cのガーレー剛軟度を表1に示す。
[製造例B4]
 均質層を形成する材料として線状低密度ポリエチレン(MFR:18.5g/10分)、多孔質支持層を形成する材料として高密度ポリエチレン(MFR:5.2g/10分)を使用して、均質層の内側と外側の両方に多孔質支持層を備える三層構造の複合中空糸膜Dを製造した。複合中空糸膜Dの外径は284μm、内径は206μm、膜厚は39μmとした。得られた複合中空糸膜Dのガーレー剛軟度は12mNであった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
[例B1]
 図8に例示したモジュール21を作製した。中空糸膜211としては、複合中空糸膜Bを用いた。ケース本体218の内径は30mmとし、高さ135mm、有効膜面積0.46mの円柱状の中空糸膜束210を充填率30%で充填してケース214内に固定した。
[例B2]
 中空糸膜211を複合中空糸膜Cに変更し、高さ135mm、有効膜面積0.43mの円柱状の中空糸膜束210を充填率30%で充填してケース214内に固定した以外は、例B1と同様にして外部潅流型中空糸膜モジュールを作製した。
[例B3~B5]
 中空糸膜211を複合中空糸膜Aに変更し、中空糸膜束210の直径、高さ、有効膜面積及び充填率を表2に示すように変更した以外は、例B1と同様にして外部潅流型中空糸膜モジュールを作製した。
[例B6~B7]
 中空糸膜211を複合中空糸膜Dに変更し、中空糸膜束210の直径、高さ、有効膜面積及び充填率を表2に示すように変更した以外は、例B1と同様にして外部潅流型中空糸膜モジュールを作製した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
[脱気性能の評価]
 各例の外部潅流型中空糸膜モジュールに対して、第1ポートから水が流入し、第3ポートから水が流出するように通水し、第2ポートを真空ポンプと接続して真空度100Torrにて減圧して脱気を実施した。水の温度は25℃とした。外部潅流させる水の流量は100、200、300、400mL/分で変化させ、それぞれの流量における脱気後の処理水中の溶存酸素除去率を測定した。
 溶存酸素除去率は、前記式(2)から求めた。
 結果を図13に示す。
 図13に示すように、ガーレー剛軟度が15mN以上の中空糸膜を用いて中空糸膜束を形成した例B1、B2の外部潅流型中空糸膜モジュールでは、ガーレー剛軟度が15mN未満の中空糸膜を用いた例B3~B7の外部潅流型中空糸膜モジュールに比べて、被処理水の流量が高くても溶存酸素除去率が高く、脱気性能が優れていた。
[例C1]
 図14に例示したモジュール31を作製した。中空糸膜311としては、三菱ケミカル社製の複合中空糸膜(製品名「MHF130EPE」)を使用した。ケース本体318の内径は52mmとした。直径10mmの芯棒350を使用し、直径10mmの円柱状の空洞部312が内側に形成された円筒状の中空糸膜束310とし、有効膜面積が1.45mとなるようにポッティング部316によりケース314内に固定した。ケース314を中空糸膜束310の長さ方向に垂直な方向に切断した断面における、ケース314内の中空糸膜束310の充填率は、28%であった。
[例C2]
 中空糸膜束を円筒状から円柱状とし、内側に空洞部が形成されない状態とした以外は、例C1のモジュール31と同様の態様である、図20に例示した外部潅流型中空糸膜モジュール3101を作製した。ケース3114を中空糸膜束3110の長さ方向に垂直な方向に切断した断面における、ケース3114内の中空糸膜束3110の充填率は、例C1の充填率と同じとした。
[例C3]
 ケース本体318の内径を48mmとし、中空糸膜として外径が283μm、内径が199μm、ガーレー剛軟度が20mNの例A2と同じ複合中空糸膜を用い、内側に空洞部が形成されない円柱状の有効膜面積が1.21mの中空糸膜束とし、中空糸膜束の充填率を30%とする以外は、例C1と同様にして外部潅流型中空糸膜モジュールを作製した。
[例C4]
 ケース本体318の内径を48mmとし、中空糸膜として外径が283μm、内径が199μm、ガーレー剛軟度が20mNの例A2と同じ複合中空糸膜を用い、直径10mmの円柱状の空洞部312が内側に形成された円筒状の中空糸膜束の充填率を30%とする以外は、例C1と同様にして外部潅流型中空糸膜モジュールを作製した。
[例C5]
 ケース本体318の内径を48mmとし、中空糸膜として外径が197μm、内径が133μm、ガーレー剛軟度が5mNの例A1と同じ複合中空糸膜を用い、内側に空洞部が形成されない円柱状の有効膜面積が1.63mの中空糸膜束とし、中空糸膜束の充填率を30%とする以外は、例C1と同様にして外部潅流型中空糸膜モジュールを作製した。
[脱気性能の評価]
 各例の外部潅流型中空糸膜モジュールに対して、第1ポートから水が流入し、第3ポートから水が流出するように通水し、第2ポートを真空ポンプと接続して真空度-88kPaにて減圧して脱気を実施した。水の温度は25℃とした。外部潅流させる水の流量は250、500、750、1000、1250、1500mL/分で変化させ、それぞれの流量における脱気後の処理水中の溶存酸素除去率を測定した。
 溶存酸素除去率は、前記式(2)から求めた。
 例C1及び例C2の結果を図19に示し、例C3~C5の結果を図22に示す。
 図19に示すように、内側に空洞部が形成された中空糸膜束を備え、ケース内におけるポッティング部と中空糸膜束の第2端部の間の領域に中空糸膜束のみが設けられている例C1の外部潅流型中空糸膜モジュールでは、円柱状で内側に空洞部が形成されていない中空糸膜束を備える例C2の外部潅流型中空糸膜モジュールに比べて、処理水の溶存酸素除去率が高く、脱気性能が高かった。
 図22に示すように、中空糸膜のガーレー剛軟度が15mN以上で中空糸膜束に空洞部がない例C3、及び中空糸膜のガーレー剛軟度が15mN以上で中空糸膜束に空洞部がある例C4のモジュールでは、中空糸膜のガーレー剛軟度が15mN未満で中空糸膜束に空洞部がない例C5のモジュールに比べて、処理水の溶存酸素除去率が高く、脱気性能が高かった。
 11,12,21,22,31…外部潅流型中空糸膜モジュール、110,110A,210,210A,310…中空糸膜束、110a,210a,310a…第1端部、110b,210b,310b…第2端部、111,211,311…中空糸膜、111a,111c,111d…開口端、112,214,314…ケース、114…ショートパス防止体、116,116A,218,218A,318…ケース本体、118,220,320…第1蓋部材、120,222,322…第2蓋部材、122,224,324…第1ポート、124,216,216A,216B,316…ポッティング部、128…間隙、220c…第2ポート、222c…第3ポート、230…第4ポート、312…空洞部、320c…第2ポート、322c…第3ポート。

Claims (14)

  1.  被処理液から気体を除去する、又は被処理液に気体を供給するための中空糸膜モジュールであって、
     引き揃えられた複数の中空糸膜で形成される中空糸膜束と、前記中空糸膜束が収容されたケースと、前記中空糸膜束と前記ケースとの間の間隙における前記被処理液の流れを遮るショートパス防止体とを備え、
     前記中空糸膜束の長さ方向の少なくとも第1端部が、各中空糸膜の開口端の開口状態を保ったままポッティング部により前記ケース内に固定され、
     前記ショートパス防止体が、前記ケース内の前記中空糸膜の周囲に被処理液を流入させる液流入ポートの下流側に、前記ケースの内表面から突き出るように設けられている、外部潅流型中空糸膜モジュール。
  2.  前記中空糸膜のガーレー剛軟度が15mN以上である、請求項1に記載の外部潅流型中空糸膜モジュール。
  3.  前記ケース内の長さ方向において前記被処理液が一方向に流れ、かつ前記ケース内に、前記ショートパス防止体の他に前記被処理液の流れを変える仕切りが設けられていない、請求項1又は2に記載の外部潅流型中空糸膜モジュール。
  4.  被処理液から気体を除去する、又は被処理液に気体を供給するための中空糸膜モジュールであって、
     引き揃えられた複数の中空糸膜で形成される中空糸膜束と、前記中空糸膜束が収容されたケースとを備え、
     前記中空糸膜束の長さ方向の少なくとも第1端部が、各中空糸膜の開口端の開口状態を保ったままポッティング部により前記ケース内に固定され、
     前記中空糸膜のガーレー剛軟度が15mN以上である、外部潅流型中空糸膜モジュール。
  5.  前記ショートパス防止体が、前記中空糸膜束の周囲を全周にわたって囲う環状である、請求項1~3のいずれか一項に記載の外部潅流型中空糸膜モジュール。
  6.  前記中空糸膜が、気体透過性を有する均質層と、前記均質層を支持する多孔質支持層とを備える複合中空糸膜である、請求項1~5のいずれか一項に記載の外部潅流型中空糸膜モジュール。
  7.  前記中空糸膜の外径が350μm以下である、請求項1~6のいずれか一項に記載の外部潅流型中空糸膜モジュール。
  8.  前記中空糸膜の破断強度が0.5N/fil以上であり、破断伸度が50%以上である、請求項1~7のいずれか一項に記載の外部潅流型中空糸膜モジュール。
  9.  前記ケースを前記中空糸膜束の長さ方向に垂直な方向に切断した断面における、前記ケース内の前記中空糸膜束の充填率が、20~50%である、請求項1~8のいずれか一項に記載の外部潅流型中空糸膜モジュール。
  10.  前記の複数の中空糸膜がそれぞれ長さ方向の中央部でU字状に折り返された状態で束ねられ、前記第1端部において各中空糸膜の両側の開口端が開口状態を保ったまま前記ポッティング部により前記ケース内に固定されている、請求項1~9のいずれか一項に記載の外部潅流型中空糸膜モジュール。
  11.  前記中空糸膜束の前記第1端部と反対側の第2端部において、各中空糸膜のU字状に折り返された端部の位置が略同一平面で揃っている、請求項10に記載の外部潅流型中空糸膜モジュール。
  12.  複数の中空糸膜が一方向に引き揃えられて形成された前記中空糸膜束の前記第1端部と、
     前記第1端部と反対側の第2端部の両方が、それぞれポッティング部で前記ケース内に固定されている、請求項1~9のいずれか一項に記載の外部潅流型中空糸膜モジュール。
  13.  複数の中空糸膜が内側に空洞部が形成されるように筒状に束ねられた中空糸膜束と、前記中空糸膜束が収容されたケースと、を備え、
     前記中空糸膜束の長さ方向の第1端部が、各中空糸膜の端面が開口した状態でポッティング部により前記ケース内に固定され、
     前記中空糸膜束における前記第1端部と反対側の第2端部が自由端とされ、
     前記ケース内の前記ポッティング部よりも前記第2端部側における各中空糸膜の膜外に液体が潅流される外部潅流型中空糸膜モジュールであって、
     前記ケース内における前記ポッティング部と前記第2端部の間の領域に前記中空糸膜束のみが設けられている、外部潅流型中空糸膜モジュール。
  14.  複数の前記中空糸膜が経糸により互いに連結された状態で束ねられている、請求項1~13のいずれか一項に記載の外部潅流型中空糸膜モジュール。
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