JPH01127004A - 外圧濾過型中空糸膜モジュール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は外圧濾過型中空糸膜モジュールに関するもので
あり、詳しくは濾過液側の汚染の極めて少ない膜エレメ
ント交換可能な外圧濾過型中空糸膜モジュールに関する
ものである。

〔従　　来　　技　　術〕

中空糸膜モジュールは膜の充填密度が高（、濾過装置の
小型・軽量化を図ることができるため、純水製造、食品
加工、その他の分野で広く用いられており、特に半導体
製造に゛用いられる超純水製でいる。

通常、中空糸膜モジュールは、複数本の中空糸を束ねそ
の両端を樹脂などで固着封止した後、少（ともその一方
何の樹脂固着部を切断し、中空糸の端部を開口した形が
一般的である。また、モジュールの使用形態としては、
濾過原液を中空糸の開口部より圧入し、濾過液をその外
側へ取出す内圧濾過型が多い。これは、濾過により生じ
る膜面の汚れを、濾過原液の流れによって洗い落とす効
果があるためで、モジュールは中空糸の両端が開口され
たものが用いられる。一方、極めて清澄な濾過原液から
微量の微粒子等を除去する場合には、中空糸の外側から
濾過原液を圧入し、中空糸の内側へ濾過液を取出す外圧
濾過型も使われている。

しかしながら、どちらの型のモジュールにおいても、濾
過液中の微粒子を皆無にする事は困難で、超純水製造等
における端末フィルターとしてこの中空糸膜モジュール
を使う場゛合、大きな問題となμｍ以上の大きさのもの
を対象として測定されるが、超純水製造における端末フ
ィ、ルター用の中空糸膜モジュールはこのサイズの微粒
子を１００％阻止できる膜が用いられているため、膜を
通して濾過原液中の微粒子がリークしているとは考えに
くく、中空糸膜モジュールの濾過水の接触する部分から
微粒子が濾過水中に混入するためと考えられる。

中空糸膜モジュールの製造工程は、膜を作る工程とこの
膜を使ってモジュールに組立てる工程の２つに大別され
るが、内圧濾過型のモジュールは中空糸膜の外表面が濾
過淡側となるため、モジュール組立て工程における膜の
汚染及びハウジング本体の内表面の汚染が、直接濾過液
の汚染に影響を与えていることが充分者えられ、構造上
好ましくない。

一方、外圧濾過型のモジュールでは中空糸膜の内の汚染
が直接濾過液の汚染に影響を与えにくく、構造上内圧濾
過型よりも優れているといえる。

しかし、中空糸膜の外側から圧、力をかけて使用するた
め、膜エレメントを収納するハウジングの耐圧性を大き
くする必要があり、このためコスト的に高価になる問題
がある。このため、膜エレメントのみを交換可能とした
タイプのモジュールも提案されている（実開昭６１−１
９５３０１号公報）が、モジュールの構成を見ると、ハ
ウジング、キャップ及び膜エレメントからなり、ハウジ
ングと膜エレメントの間、及びキャップと膜エレメント
の間が、シール部材を用いて液密性を持たせた構造にな
っ、ており、シール部材からのリーク及び膜エレメント
交換時の濾過液接触面の汚染が懸念される。

また、特開昭６１−２３４９０５号公報に見られるモジ
ュール構造では、膜エレメントの開口部側がキャップに
接着固定されており、膜ニレメン供給水側と濾過水側の
２つの流路を有する部材を用いなければならないため、
濾過水流路の構造が複雑であり、また供給水側と濾過、
水側の連通防止をシール部材を用いて行っているため、
リークの可能性は否定できない。

〔発明の目的〕

本発明は、従来の中空糸膜モジュールでは達成できなか
った濾過淡側の汚染の極めて小さいモジュールを得んと
して研究した結果、モジュールタイプを外圧濾過型とす
ることに加え、膜部と濾過液流路を形成するキャップ体
を一体化することにより、濾過液流路形状を簡単にし、
濾過液中の微粒子の低減と膜エレメント交換可能性とを
同時に満たすことが可能との知見を得、本発明を完成す
るに至ったものである。

〔発明の構成〕

本発明は、中空糸膜の一端が封止された状態で集束固着
され、他端は開口状態で集束固着される性を有する有孔
円筒体の両端部に固定された中空糸膜エレメントと、該
膜エレメントのキャップ体を支持するフランジ、供給水
の入口、及び出口を有し、該膜エレメントの少くとも膜
部を収納できるハウジングとより成ることを特徴とする
外圧濾過型中空糸膜モジュールである。

本発明のモジュールで重要なことは、膜エレメントはキ
ャップ体と接着固定されている事、キャップ体はフラン
ジを有し、又ハウシングもフランジを有し、双方のフラ
ンジ部分にて膜エレメントとハウジングが簡単に着脱で
きることである。

以下、図面を参照し、より詳細に説明する。

第１図は本発明の中空糸膜モジュールの一態様例を示す
断面図である０本発明のモジュールは、基本的には膜エ
レメント（１）及びハウジング（２）から構成される。

膜エレメント＋１１は、濾過液出口（９）及びフランジ
α〔を存するキャップ体（３）、中空糸膜（７）、有孔
円筒体（６）、及び固着部（４）、（５）より成る。一
方、る供給水の入口（８）を有する。また、ハウジング
（２）のフランジαＵ近傍の側壁には供給水出口α罎を
有する。供給水出口（２）は、濾過時には閉鎖するか、
もしくは開口部を狭まくして供給水の一部を循環させる
他、ハウジング（２）内の脱気や、洗浄時には洗浄水の
出口として使われる。

膜エレメント＋１１とハウジング（２）は０リング、ゴ
ムシート等のシール部材−を介してフランジａ〔、αυ
にて固定、一体化される構造になっている。フランジα
ω、ａＤの形状は特に限定されず、シール部材（ロ）を
介して液密にシール出来れば良い。キャップ体（３）は
濾過液の集液室にあたり、固着部（４）の反対側に濾過
液出口（９）を有する。濾過液に接触するキャップ体の
内面は出来るだけ平滑かつ簡単な構造であることが望ま
しい。

固着部（４）、（５）は、中空糸膜（７）がほぼ直線状
になるように集束して固定されており、固着部（４）に
おける中空糸膜（７）の端面ば開口されており、固着部
脂、不飽和ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂等の液状
樹脂を用いるのが良く、これらの樹脂を用いて中空糸膜
の束と共に注型成形し、一体化する。

このとき、樹脂にクレー、タルク、シリカなどの無機物
を加えることもできる。また、固着部の外枠として金属
又は樹脂の成形品を用いることも可能である。固着部（
４）はキャップ体（３）と液密に接着されている事が重
要であるが、この接着剤としては固着部の材質と同じも
のであっても、異なるものでも差仕えない、固着部（５
）は、水供給時の中空糸膜（７）の折れ曲がりを防止す
るため、中空糸膜束全体を一つにまとめるために有効で
あり、形状としては円板状の他、半球形、円錐形とする
事もでき、又導水口を固着部の一部に設ける“ことも可
能である。

有孔円筒体（６）は、膜ニレメンｌ−（１１の取扱時及
び濾過起動時の水圧による中空系膜（７）の破損を防ぐ
ために有効であり、プラスチック製のネット、エクスパ
ンデッドメタル等を円筒状にしたもので、座屈強度１ｋ
ｌｒ以上の剛性を有するものであれば使用可能であり、
孔の大きさ、数等は限定されない。

また、供給水入口（８）の位置は特に限定されないが、
好しくは供給水が中空糸膜（７）に対、して平行方向に
供給される様に配慮した方が、濾過時の中空糸膜（７）
の破損の可能性は少ない。

本発明の中空糸膜モジュールにおける中空糸膜としては
種々のものが使用でき、例えば、ポリオレフィン系、ポ
リスルホン系、ポリビニルアルコール系、ポリアクリロ
ニトリル系等の各種材料からなる中空糸膜が使用できる
。しかし、モジュールからの微粒子の発生をより低減化
するためには、モジュール構造ばかりでなく、濾過液の
接触する中空糸膜内表面の？Ｗ浄度も考慮することが必
要で、この意味から少くとも内表面にスキン層を持った
ものが好適である。

〔発明の効果〕

このように本発明の中空糸膜モジュールによれば、モジ
ュール製造時における濾過液接触面の汚できるため、結
果として濾過液中の微粒子数を低減することができる様
になり、超純水製造の端末フィルター等の精密濾過の用
途に適した極めて好適なモジュールである。

【図面の簡単な説明】

第１図は零発°明の外圧濾過型中空糸膜モジュールの一
態様例を示す断面図である。 特許出願人　住友ベークライト株式会社栗田工業株式会
社

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）中空糸膜の一端が封止された状態で集束固着され
   、他端は開口状態で集束固着されると共に、該固着部に
   は濾過液出口及びフランジを有するキャップ体が固定さ
   れ、かつ両固着部が剛性を有する有孔円筒体の両端部に
   固定された中空糸膜エレメントと、該膜エレメントのキ
   ャップ体を支持するフランジ、供給水の入口、及び出口
   を有し、該膜エレメントの少くとも膜部を収納できるハ
   ウジングとより成ることを特徴とする外圧濾過型中空糸
   膜モジュール。
2. （２）中空糸膜が少くとも内表面にスキン層を有するも
   のであることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記
   載の外圧濾過型中空糸膜モジュール。