JP3147929B2 - 外圧型の中空糸型膜モジュール - Google Patents

外圧型の中空糸型膜モジュール

Info

Publication number
JP3147929B2
JP3147929B2 JP17376791A JP17376791A JP3147929B2 JP 3147929 B2 JP3147929 B2 JP 3147929B2 JP 17376791 A JP17376791 A JP 17376791A JP 17376791 A JP17376791 A JP 17376791A JP 3147929 B2 JP3147929 B2 JP 3147929B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
hollow fiber
fiber membrane
membrane module
resin
pressure type
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP17376791A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0515746A (ja
Inventor
和久 熊見
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Daicel Corp
Original Assignee
Daicel Chemical Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Daicel Chemical Industries Ltd filed Critical Daicel Chemical Industries Ltd
Priority to JP17376791A priority Critical patent/JP3147929B2/ja
Publication of JPH0515746A publication Critical patent/JPH0515746A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3147929B2 publication Critical patent/JP3147929B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は外圧型の中空糸型膜モジ
ュールに関するものである。
【0002】
【従来の技術】逆浸透法装置、限外濾過装置、あるいは
精密濾過装置の心臓部である半透膜モジュールは用途に
応じて各種の形式のものが用いられており、その中の1
つである中空糸型膜モジュールは長さ 100〜2000mm、外
径0.02〜2mmφ程度で数十本〜数万本の中空糸を含有し
ており、コンパクトなことより、各分野で広く用いられ
ている。これらの中空糸型膜モジュールのうち、中空糸
束の片端が開口し、他端が相互に接着されておらず、ま
たケースとも接着されていないで、かつ、個々の中空糸
の端部が封止されている中空糸型膜モジュールが考えら
れている。この様なモジュールは、どの様な分野にでも
対応できるが、一般的には、中空糸の外から内側へ、処
理液を通過させる外圧型のモジュールとして用いられる
と考えられる。
【0003】この個々に封止された中空糸束の封止は、
いろいろな方法が考えられる。たとえば、熱をかけて中
空糸をヒートシールする方法や、中空糸の内部に個々に
樹脂を注入する方法がある。これによって出来た中空糸
型膜モジュールにおいて、前者のものでは、逆圧がかか
ったとき、封止した部分に比較的リークを生じやすいの
が欠点である。一方、後者のものでは、比較的、信頼性
の高い中空糸型膜モジュールが得られる。
【0004】中空糸型膜モジュールには、処理をする液
中空糸の内側から通し、中空糸の外側へ透過液を流す
内圧型と、それと逆に中空糸の外側から処理する液を通
し、中空糸の内側へ透過液を流す外圧型がある。処理す
る液の懸濁物質の含有量が少ない場合は、どちらの型を
使用しても大きな問題はない。しかし、懸濁物質の含有
量が多い場合、膜で濾過すると懸濁物質の膜面上への蓄
積により膜がファウリングを起こし易いため、クロスフ
ロー方式をとりやすい内圧式が良く用いられて来た。し
かし、近年、外圧型の中空糸型膜モジュールがこの様な
懸濁物質を含む系にも用いられてきている。この理由の
1つに以下の様な事が考えられている。中空糸型膜モジ
ュールは内表面と外表面での膜面積が異なる。内表面と
外表面を比較すると、外表面の方が大きくなる。これは
中空糸の膜の厚さによってその差は違ってくるが、通常
1.2〜 2.0倍程度外表面の方が大きくなる。膜の面積が
大きい方が補捉できる粒子の量も多くなることから、内
圧式よりも外圧式の方が有利と一般的には考えられてい
る。この様な外圧式の中空糸型モジュールの場合、内圧
式で使用する場合と比較し、処理する液を膜に対し均一
に流すことは一般的に困難であり、外圧型の利点を生か
し切れていないのが現状である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】外圧型の中空糸型膜モ
ジュールにおいて、中空糸束の片端のみを中空糸相互
間、ケースと中空糸との接着封止を行っているものが多
数ある。このうち、ケースと接着していない側の封止に
ついては、色々な形式のものが見られる。例えば、中空
糸束をUターンさせてU字端としているものや、中空糸
束をまとめて、接着封止しているものがある。しかし、
これらはこの部分が処理する液の膜面の流れを不均一に
してしまっている。この現象は、前者では、Uターンし
た部分で処理する液の圧力損失を招く結果、この部分が
処理する液中の懸濁物やゴミの溜まりになったりし、一
方後者では、中空糸束がまとめて接着封止されている内
側の中空糸に処理する液が流れにくくなる結果、膜の性
能が充分に発揮できなくなり、この部分が処理する液中
の懸濁物やゴミの溜まりになったりするからである。従
って、望ましくはケースと接着していない側は、中空糸
各々がバラバラであることが良い。しかし、中空糸束膜
モジュールにおいて、中空糸がバラバラになった部分の
封止は難しく、例えば熱融着装置の様なもので、中空糸
各々を圧着したり、また溶剤等で中空糸を溶かして封止
することが考えられているが、前者においては、中空糸
の外から内へ圧力がかかる場合は問題はないが、逆洗等
を行う様な、中空糸の内から外へ圧力がかかった場合
は、比較的簡単に融着部分が破壊してしまい、リークし
てしまう。また、後者においても同様に完全で安全な封
止ではない。この発明は、上記の実情を鑑みてなされた
ものであり、中空糸束の各々の中空糸が完全でリークの
ない様封止された耐久性の高い外圧型の中空糸型膜モジ
ュールを提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】即ち本発明は、中空糸膜
の外から内へ処理する液を濾過する外圧型の中空糸型膜
モジュールであって、中空糸束の片端が開口し、他端が
中空糸相互に接着されていないでその端部の中空糸内部
が各々樹脂によって封止されており、且つこの樹脂が中
空糸膜厚内の一部に入り込んでおり、中空糸膜厚内に入
り込んだ樹脂の平均厚さが1μm以上であることを特徴
とする外圧型の中空糸型膜モジュールを提供するもので
ある。本発明の中空糸束膜モジュールのポイントは、ケ
ースと接着されていない側のバラバラになった中空糸の
内部が樹脂によって詰められており、且つ詰められた樹
脂の一部が中空糸膜厚内の一部に入り込んで、強く封止
されているところにある。中空糸の内部に樹脂を詰めて
いるだけでは、充分な接着力を得られないこと、長期の
使用に耐えないこと、中空糸内側から逆洗などのために
圧力をかけた場合に耐えないことなどが予想されるが、
本発明を用いると樹脂の一部が中空糸膜厚内に入り込ん
でいるため、アンカー効果や、接着面積の広がりによっ
て非常に強い封止が可能となる。また、膜厚内すべてが
樹脂で満たされていても良いし、中空糸の外表面に一部
が出ていても良い。中空糸内部を詰める樹脂の量はいく
らでも良い。中空糸長さ方向に詰める量で言えば、いく
らでも良いが、少なすぎると耐圧性が悪くなる。逆に、
多すぎると中空糸の膜として機能を果たす有効長さが短
くなることから、好ましくは中空糸内径の1倍から 100
倍程度と考えられる。
【0007】本発明の接着に用いられる樹脂としては、
常温で液状又は加熱により液状になればどの様なもので
もよい。例えば一例を挙げると、ポリオレフィン系樹
脂、ポリ酢酸ビニル系樹脂、ポリアミド系樹脂、フッ素
基含有樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリアクリ
ロニトリル系樹脂、ポリメチルメタクリレート系樹脂、
エポキシ系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリカーボネート系
樹脂、ポリサルホン系樹脂及び酢酸セルロース系樹脂な
どが挙げられ、またこれら2種以上を混合して使用して
も良い。このうち、エポキシ系樹脂、ウレタン系樹脂
は、常温で液状のものが接着剤として多く製造されてお
り、無溶剤型で硬化後の収縮も小さく、また耐熱性の高
いものも選択することができ、本発明に使用する樹脂と
しては、非常に適しており、好ましい。本発明で用いる
中空糸の構造は、どの様なものでもよい。好ましくは、
中空糸の端部の信頼性を向上するためのアンカー効果に
よる樹脂の封止をより確実にするため、中空糸の内表面
は多孔質の方がよい。多孔質の方が、より高分子量の樹
脂でも中空糸の膜厚内に侵入しやすいためである。具体
的には、実質的に0.05μm以上の孔径の孔が内表面に開
いていれば、好ましい。一方、内表面がスキン層になっ
ていて、非常に細かい孔しか開いていない場合でも、封
止する樹脂を加温し、粘度を低くしたり、粘度の低いも
のを選択したり、また長い時間液状の樹脂につけておく
等して、膜厚内に樹脂を侵入させることは可能である。
【0008】
【実施例】以下に実施例に基づいて本発明を詳細に説明
する。尚、本発明は実施例によって限定されるものでは
ない。 実施例1 内径 400μm、外径 680μm、長さが70cmのポリエーテ
ルサルホン中空糸膜520本からなる中空糸束(グリセリ
ンを含浸し、実質的に空気を通さないようにした中空糸
膜から成る)の片端を速硬化型のエポキシ系接着剤〔ボ
ンドクイック5、コニシ(株)製〕で中空糸相互間及び
個々の中空糸を封止した後、もう一方の端部をエポキシ
接着剤エピコート815 の80重量%と、エピキュアTの20
重量%〔共に油化シェルエポキシ(株)製〕とを常温で
混合したものの中に浸漬した後、即座にエアーによって
0.15kg/cm2の圧力を中空糸外側にかけてそのまま1晩放
置し、硬化させた。その後、接着剤が中空糸の中空内へ
入っている高さと、中空糸外周りへの接着剤のはい上が
りの高さとの中間で中空糸を切断し、中空糸各々が封止
された中空糸束とした。この中空糸束を内径26mmφのア
クリル製ケースに充填し、中空糸各々が封止されていな
い側をウレタン系接着剤で中空糸相互間及びケースを接
着封止し、中空糸型膜モジュールとした。ここで使用し
た中空糸の内部が封止された部分を、顕微鏡で観察した
ところ、中空糸の内側から1μm以上中空糸膜厚内に接
着剤が侵入していた。この膜モジュールの中空糸内側サ
イドから水を圧力3Kg/cm2で通水を10秒間行い、即座に
止めて10秒間保ち、再び圧力3Kg/cm2で通水をする操作
を1回として、この操作を1000回繰り返したが、この膜
モジュールの中空糸端部からはリークは全くなかった。
【0009】実施例2 端部封止に用いるエポキシ接着剤エピコート807 の63重
量%〔油化シェルエポキシ(株)製〕と、ハードナーHY
830の27重量%と、ハードナーHY 850の10重量%〔共に
日本チバガイギー(株)製〕とを50℃で混合し、エアー
圧は0.20Kg/cm2で行い、50℃で1晩硬化させた以外は、
実施例1と全く同様にして中空糸型膜モジュールを得
た。中空糸膜厚内への接着剤の侵入は、1μm以上あっ
た。実施例1と全く同様の評価をしたが、1000回の繰り
返し操作でもリークは全くなかった。
【0010】実施例3 内径 500μm、外径 800μm、長さが70cmのポリエーテ
ルサルホン中空糸膜で内表面に0.05〜0.2 μmの孔を有
している膜であり、本数は 376本から成る中空糸束(グ
リセリンを含浸し、実質的に空気を通さないようにした
中空糸膜からなる)の片端を実施例1と同じ速硬化型の
エポキシ系接着剤で中空糸相互間及び個々の中空糸を封
止した後、もう一方の端部をウレタン系接着剤コロネー
ト4403の60重量%とニッポラン4224の40重量%〔共に日
本ポリウレタン(株)製〕とを、常温で混合したものの
中に浸漬し、即座に0.25Kg/cm2の圧力を中空糸外側にか
けてそのまま1晩放置し、硬化させた。この後は、実施
例1と全く同様にして中空糸型膜モジュールを得た。中
空糸膜厚内への接着剤の侵入は1μm以上あった。実施
例1と全く同様の評価をしたが、1000回の繰り返し操作
でも全くリークはなかった。
【0011】実施例4 内径1500μm、外径2200μm、長さが60cmのポリエーテ
ルサルホン中空糸膜で、内表面に 0.2〜0.6 μmの孔を
有している膜であり、50本の本数から成る中空糸束(グ
リセリンを含浸し、実質的に空気を通さないようにした
中空糸膜からなる)の片端を実施例1と同じ速硬化型の
エポキシ系接着剤で、中空糸相互間及び個々の中空糸を
封止した後、もう一方の端部を160 ℃で溶解したナイロ
ン系樹脂ダイアミド430 〔ダイセルヒュルス(株)製〕
の中に浸漬し、即座に0.2Kg/cm2の圧力を中空糸外側に
かけて1時間放置した後、温度を室温にもどし樹脂を硬
化させた。その後は、実施例1と全く同様にして中空糸
型膜モジュールを得た。中空糸膜厚内への樹脂の侵入は
1μm以上あった。実施例1と全く同じ操作をしたが、
1000回の繰り返し操作をしても全くリークはなかった。
【0012】比較例1 端部封止に用いるエポキシ系接着剤をエピコート828 の
63重量%〔油化シェルエポキシ(株)製〕と、ハードナ
ーHY 830の20重量%と、ハードナーHY 850の17重量%
〔共に日本チバガイギー(株)製〕とを常温で混合した
以外は、実施例2と全く同様にして中空糸型膜モジュー
ルを得た。中空糸膜厚内への接着剤の侵入は、電子顕微
鏡観察の範囲内では見られず、1μm以下であった。実
施例1と全く同じ操作で評価したところ、500 回の繰り
返し操作において、既に中空糸端部からリークが生じて
いた。
【0013】比較例2 内径 500μm、外径 800μm、長さが70cmのポリエーテ
ルサルホン中空糸膜で内表面は0.01μm以下の孔である
膜を使用した以外は、実施例と全く同様にして、中空
糸型膜モジュールを得た。中空糸膜厚内への接着剤の侵
入は、電子顕微鏡観察の範囲内では見られず、1μm以
下であった。実施例1と全く同じ操作で評価したとこ
ろ、 500回の繰り返し操作において既に中空糸端部から
リークが生じていた。
【0014】
【発明の効果】本発明の外圧型の中空糸型膜モジュール
は、相互に接着されていない中空糸端部の中空糸内面の
膜厚内の一部に入り込んで各々樹脂によって封止されて
いるので、完全にリークがなく、逆洗時においても耐久
性が高く、且つ信頼性がある膜モジュールである。本発
明の膜モジュールの用途としては、どの様な分野にでも
用いることができるが、特に固形物、懸濁物を多く含む
液体、あるいは粘度が高い液体を処理する場合、有効と
なる。例えば、中水道、下水道、し尿処理における分
野、塗料の回収、メッキ液の回収、果汁の処理、河川水
等自然水の浄化、菌体液の処理、酵素液の処理、醤油の
処理等がその一例に挙げられる。

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 中空糸膜の外から内へ処理する液を濾過
    する外圧型の中空糸型膜モジュールであって中空糸束の
    片端が開口し、他端が中空糸相互に接着されていないで
    その端部の中空糸内部が各々樹脂によって封止されてお
    り、且つこの樹脂が中空糸膜厚内の一部に入り込んで
    り、中空糸膜厚内に入り込んだ樹脂の平均厚さが1μm
    以上であることを特徴とする外圧型の中空糸型膜モジュ
    ール。
  2. 【請求項2】 中空糸端部の中空糸内部及び中空糸膜厚
    内に詰められた樹脂がエポキシ系接着剤またはウレタン
    系接着剤である請求項記載の外圧型の中空糸型膜モジ
    ュール。
  3. 【請求項3】 使用する中空糸膜の内側表面に0.05μm
    以上の孔径の孔が実質的に存在する請求項1又は2記載
    の外圧型の中空糸型膜モジュール。
JP17376791A 1991-07-15 1991-07-15 外圧型の中空糸型膜モジュール Expired - Fee Related JP3147929B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP17376791A JP3147929B2 (ja) 1991-07-15 1991-07-15 外圧型の中空糸型膜モジュール

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP17376791A JP3147929B2 (ja) 1991-07-15 1991-07-15 外圧型の中空糸型膜モジュール

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0515746A JPH0515746A (ja) 1993-01-26
JP3147929B2 true JP3147929B2 (ja) 2001-03-19

Family

ID=15966772

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP17376791A Expired - Fee Related JP3147929B2 (ja) 1991-07-15 1991-07-15 外圧型の中空糸型膜モジュール

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3147929B2 (ja)

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0515746A (ja) 1993-01-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0640006B1 (en) Spiral wound membrane element
JP3115624B2 (ja) 中空糸型膜モジュールおよびその製造方法
US5114582A (en) Filter element and spiral-wound membrane cartridge containing same
EP0702626B1 (en) Method for bonding a porous medium to a substrate
DE3584562D1 (de) Verfahren zur herstellung von hohlfasern und ihre verwendung in membrantrennverfahren.
JPH01299615A (ja) 流体処理要素
CA2100002A1 (en) Spiral wound separation device and method of making same
JPH029423A (ja) 流体分離装置の製造方法
JPH09290138A (ja) 中空糸型分離膜モジュール
US4664801A (en) Filter cartridge sealing composition and process therefor
JP3147929B2 (ja) 外圧型の中空糸型膜モジュール
CN117379993A (zh) 一种高强度的复合膜及其制备方法
JPH0338231A (ja) 親・疎水性分離単位膜及び分離膜及びその製造方法
JP2946628B2 (ja) 中空状多孔質分離膜エレメントの製造方法
JP2003164736A (ja) 中空糸膜モジュールの製造方法
JPH03106422A (ja) 流体分離モジュール及びその製造方法
JPS61220711A (ja) 中空糸集束体の端部接着方法
JPH0515745A (ja) 中空糸束の封止方法及び中空糸型膜モジユールの製造方法
JP4245597B2 (ja) 血液浄化器
JPH01148310A (ja) 中空系膜端部の封止方法
JPH11165045A (ja) 中空糸膜モジュールの製造方法
JPH0368427A (ja) 流体分離モジュール及びその製造法
JP2596001Y2 (ja) 外圧濾過型中空糸膜モジュール
JP2024022033A (ja) 中空糸膜モジュールおよび中空糸膜モジュールの製造方法
JPS601766Y2 (ja) 膜汚染の少ない中空糸エレメント

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees