JPH01254209A - 中空糸型モジュール構造体 - 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］ 本発明は液体あるいは気体を浄化、分離処理したり、液
中への散気又は液中からの脱ガス等に好適に使用される
、耐熱性、耐薬品性および機械的性質に優れた中空糸型
モジュール構造体に関するものである。

［従来の技術及び発明が解決しようとする課題］従来の
中空糸型モジュール構造体は、ハウジングが金属製であ
ったり、ポリカーボネート、塩化ビニル、アクリル樹脂
、ＡＢＳ樹脂等の樹脂製のものから構成されている例が
多い。ハウジングか金属製の場合には、形成されるモジ
ュール構造体か重いこと、高価であること、量産化が難
しいこと等の欠点があり、またハウジングが汎用樹脂製
の場合には、耐熱性、耐薬品性、機械的物性か弱いこと
等の欠点を有している。

一方、多孔質中空糸膜をハウジングに固着するボッティ
ング材としては、成形の容易さやシールの良好性からポ
リウレタン系のものが多く使用されている。しかし、ポ
リウレタン系のボッティング材にあっては耐熱性、耐薬
品性、耐溶剤性の点からその使用範囲が狭くなるという
欠点を有している。

［課題を解決するための手段］ そこで、本発明者らは従来の中空糸型モジュール構造体
のハウジング部材として、熱変形温度か高く、剛性があ
り、クリープが少なく、加水分解性が安定な部材を用い
ることにより、繰り返し蒸気滅菌にも充分耐え得る耐熱
性、耐薬品性に優れ、且つ高強度で工業分野の他、医学
分野、食品分野等のあらゆる分野に使用できるモジュー
ル構造体を得ることができることを見出し、本発明に到
達した。

即ち、本発明は、複数の多孔質中空糸膜を、ガラス転移
温度が１５０℃以上、且つ１５００時間連続熱水暴露後
の物性保持率が８０％以上である加水分解安定性を有す
る耐熱性エンジニアリングプラスチックスから形成され
るハウジング内に装填し、前記複数の多孔質中空糸膜の
両端部をエポキシ樹脂により該ハウジングに流密（ここ
で流密とは液体および気体をシールすることを意味する
）に固着してなる中空糸型モジュール構造体、を提供す
るものである。

本発明においては、ハウジング部材としてガラス転移点
（Ｔｇ）が１５０°Ｃ以上、且つ１５００時間連続熱水
暴露後の物性保持率が８０％以上である加水分解安定性
を有する耐熱性エンジニアリングプラスチックスを使用
する点に大きな特徴がある。

ここて、加水分解安定性の尺度として規定する物性保持
率とは、９６°Ｃの熱水に連続１５００時間浸漬したと
きの機械的性質（引張強さ）の元の値に対する割合（％
）を云うものであり、また、加水分解安定性の試験方法
としては、引張試験片（５ｘ０．５ｘ０．１２５インチ
）をＡＳＴＭ　（アメリカ試験材料協会）の規格に基い
て引張の試験を行ない、上記の試験片を９６°Ｃ熱水に
連続１５００時間浸漬し、引張試験を行なった値との比
率を物性保持率とした。

このような特性を有する耐熱性エンジニアリングプラス
チックスとしては、例えば、ポリサルホン、ポリエーテ
ルサルホン、ポリエーテルイミド、ポリアリルサルホン
等を代表的なものとして挙げることができる。

ガラス転移点（Ｔｇ）が１５０°Ｃ未満の場合、あるい
は１５００時間連続熱水暴露後の物性保持率が８０％未
満である加水分解安定性を示すものは、耐熱性がなく、
また繰返し高圧蒸気滅菌に充分耐え得ないものである。

因みにポリサルホンの１５００時間連続熱水暴露後の物
性保持率を示すと略１００％であり、ポリエーテルサル
ホン、ポリエーテルイミドおよびポリアリルサルホンも
夫々９０〜１００％の物性保持率を示す。一方、ポリカ
ーボネートは５０％以下の物性保持率となり、本発明で
は使用し得ない。

また、上記の耐熱性エンジニアリングプラスチックスは
ＵＬ規格に甚く連続使用温度１６０°Ｃで、耐スチーム
性が良好であり、又、長期の耐クリープ特性が良く、機
械的・電気的特性が優れているものである。さらに高温
において酸、アルカリに耐えるものである。

次に、本発明に用いる多孔質中空糸膜としては、溶融賦
形可能な結晶性の熱可塑性ポリマーから成るものが好ま
しく用いられる。すなわち、従来においては、湿式紡糸
法を中心にしたセルロース系樹脂（酢酸セルロース、銅
アンモニアセルロース、アセチルセルロース）、ポリメ
チルメタクリレート、ポリアクリロニトリル、ポリビニ
ルアルコール等の膜が用いられていたが、＃熱性の点か
ら滅菌が難しいため医療分野で問題があり、また強度面
や耐薬品性においても問題があるため、化学工業、石油
化学工業、医薬品工業、電子材料工業等の製造工程に使
われる液体の分離、浄化処理等に使用することができな
かった。

このような観点から、本発明では溶融賦形可能な結晶性
の熱可塑性ポリマー、特に結晶化度が６０％以上の溶融
賦形可能な結晶性熱可塑性ポリマーを乾式溶融紡糸し、
物理的延伸法により多孔質化させた中空糸膜を用いると
、耐熱性、強度および耐薬品性に優れ、前記分野におい
て好適に使用し得ることとなった。

ここで、溶融賦形可能な結晶性の熱可塑性ポリマーとし
ては、例えばポリプロピレン、ポリ４−メチルペンテン
−１等のオレフィン系樹脂、ポリフッ化ビニリデン、ポ
リ四フッ化エチレン、四フッ化エチレン・コポリマー等
のフッ素樹脂を代表的なものとして挙げることかできる
。

これらの熱可塑性ポリマーは、熱可塑性ポリマーの特性
に実質的に悪影響を及ぼさない範囲で他の材料を共重合
あるいは混合することができる。

上記多孔質中空糸膜は、従来公知の方法によって製造で
き、例えば、特開昭６０−１３９８０７号公報、同６０
−１３９８０８号公報に示されているように、素材に被
溶出物質を混合して成膜した後、膜中から被溶出物質を
溶出させて多孔質膜とする抽出法、又、中空原糸を紡糸
した後、特定温度範囲及び／又は特定媒体中で延伸して
多孔質化する延伸法等によって製造することができる。

次に、上記多孔質中空糸膜をハウジングに装填し、中空
糸膜の両端部をハウジングに流密に固着させるためのボ
ッティング材について説明する。

ボッティング材は、成形の容易さ、シールの良好性から
、従来型としてポリウレタン系樹脂が使用されている。

しかしながら、ポリウレタン系のボッティング材は熱に
弱くて、加水分解し易く、しかも耐薬品性、特に溶剤に
弱い点がしばしば問題となっていた。

そこで、本発明においては、耐熱性・耐薬品性に優れ、
機械的物性にも問題が少なく、しかも耐久性の良好なボ
ッチインク材としてエポキシ樹脂を用いたものである。

また、硬化温度が高く硬化に時間がかかる等を考慮する
と、ポリアミン系硬化剤をエポキシ樹脂に混合してなる
ボッティング材が好ましく使用される。

本発明で用いるポリアミン系硬化剤の内、ポリアミド系
硬化剤は次に示す特徴を有することから特に好ましく用
いられる。

ポリアミド系硬化剤は通常、常温で液状であり、熱を加
える必要なくエポキシ樹脂との混合が回部であり、また
少し加温すれば（５０〜１００℃程度）、混合粘度が極
めて低くなって、多孔質中空糸膜との接着性が良好とな
り端部シール性が優れたものとなる。この場合、ポリア
ミド系硬化剤の粘度が温度７５℃で７０ボイス以下、好
ましくは５０ボイズ以下であるとより効果的である。こ
の粘度かあまり高くなり過ぎるとボッティング時の流動
性が悪くなって、充分ボッティング材が中空糸膜の束中
に侵入できなくなり、また中空糸膜との密着性が不良と
なって、シール不良を発生しやすくなる。

ポリアミド系硬化剤は芳香族ポリアミン系、あるいは酸
無水物系の硬化剤に比べて、硬化温度が低く（常温〜１
００°Ｃ程度）、シかも硬化時間も短い（２０〜８０分
程度）。

また、ポリアミド系硬化剤はエポキシ樹脂との混合作業
時の毒性や刺激性が極めて少ないだけでなく、エポキシ
樹脂の硬化剤として食品・医薬品関係に使用可能である
ことがアメリカのＦＤＡに３いても認められており、食
品・医薬品関係の他、浄水器関係等極めて広範囲の用途
での使用が可能となる。

更に従来のポリウレタン樹脂ボッティング材に比して、
耐溶剤性、耐薬品性、耐鴨性が極めて改良され、酸・ア
ルカリ溶液、有機溶剤（アルコール、エステル、ケトン
類等）への適用が可能となるとともに、高圧蒸気滅菌処
理を繰返して行なっても充分な耐久性を有している。

以上で説明したポリアミド系硬化剤の具体例としては、
リノール酸の２量体であるダイマー酸や脂肪酸とポリア
ミンの縮合生成物（商品名：パーサミド（ヘンケル社製
）、ゼナミド（ヘンケル社製））が挙げられる。

次いで、上記ポリアミド系硬化剤と混合するエポキシ樹
脂としては特にその種類に制限はなく、例えばグリシジ
ルエーテル、グリシジルエステル、グリシジルアミン、
脂肪族エポキサイド、脂垣族エポキサイドタイプ等が使
用される。上記の内、グリシジルタイプのものが一般的
であり、なかでもグリシジルエーテル型やグリシジルエ
ステル型エポキシ樹脂のような、常温で液状タイプのも
のか特に好ましく用いられる。

上記グリシジルエーテル型の例としては、ビスフェノー
ルＡジグリシジルエーテル、ビスフェノールＦジグリシ
ジルエーテル、ボリブロピレングリコールジグリシジル
エ、−チル等が挙げられ、グリシジルエステル型の例と
しては、フタル酸ジグリシジルエステル、ダイマー酸ジ
グリシジルエステル等が挙げられる。

ポリアミド系硬化剤とエポキシ樹脂の混合は、常温また
は必要に応じて５０〜１００℃に加温して行なう。硬化
温度は常温〜１２０°Ｃ程度の範囲で必要に応じて決定
することができるが、一般的には高温の方か混合時の粘
度が低く、硬化時間も短くなるが、一方、あまり高温過
ぎると可使時間が極めて短くなるため、５０〜１００℃
程度の範囲で決定するのが好ましい。

本発明において、多孔質中空糸膜両端部のハウジングへ
のボッティング方法（固着方法）としては、中空糸束の
長手方向に遠心力をかけながら中空糸束な収納、装填し
たハウジング内に上記ボッティング材を注入することに
より成形する回転遠心成形法でもよく、また中空糸束を
ハウジング内に装填・静置した状態でハウジング内にボ
ッティング材を注入する静置成形法を用いることもでき
る。

［実施例］ 以下、本発明を実施例に基きざらに詳細に説明するが、
本発明はこれら実施例に限られるものではない。

（実施例） 内径４５ｍ■（φ）、外径５２＋ｕｓ（φ）、長さ３８
０■のポリスルホン製ハウジング内に、内径３２０７１
ｍ　　（φ）、膜厚５５ｐｍ、長さ３００ｍｍのポリプ
ロピレン多孔質中空糸膜（商品名二しクタン、宇部興産
■製）２４００本を集束して装填し、両端部をボッティ
ング材により固定した。ボッティング材としては、グリ
シジルエーテル型常温液状タイプエポキシ樹脂（商品名
：エビコート８２８、油化シェルエポキシ■製）とポリ
アミド樹脂硬化剤（商品名：パーサミド１２５、ヘンケ
ル白水■製）を重量比６５　：　３５、温度７５°Ｃに
て混合したものを用い、ボッティング材注入後約１時間
硬化させた。次いで中空糸膜束端部のボッティング材で
密着固定された部分の中央部を糸末長さ方向に直角に切
断し、開口した。

上記のようにして製造した、ポリスルホン製ハウジング
に装填したポリプロピレン多孔質中空糸膜とエポキシ樹
脂硬化物からなる中空糸型モジュール構造体の耐薬品性
、耐熱性および高圧蒸気滅菌テストを行なった。そのテ
スト条件および結果を表−１に示す。

（比較例） ハウジングとしてポリカーボネート製を用い、ポツティ
ング材としてポリウレタン樹脂を使用した以外は実施例
と同一の条件にて中空糸型モジュール構造体を作製し、
この中空糸型モジュール構造体の耐薬品性、耐熱性およ
び高圧蒸気滅菌テストを行なった。その結果を表−１に
示す。

（以下、余白） ［発明の効果］ 以上説明したように、本発明の中空糸型モジュール構造
体は、ハウジングをガラス転移温度が１５０℃以上、且
つ１５００時間連続熱水暴露後の物性保持率が８０％以
上である加水分解安定性を有する耐熱性エンジニアリン
グプラスチックスから形成し、多孔質中空糸膜両端部を
エポキシ樹脂に、て固着しているので、耐熱性、耐薬品
性に優れ、且つ高強度で工業分野の他、医学分野、食品
分野等のあらゆる分野に使用できるものである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数の多孔質中空糸膜を、ガラス転移温度が１５
   ０℃以上、且つ１５００時間連続熱水暴露後の物性保持
   率が８０％以上である加水分解安定性を有する耐熱性エ
   ンジニアリングプラスチックスから形成されるハウジン
   グ内に装填し、前記複数の多孔質中空糸膜の両端部をエ
   ポキシ樹脂により該ハウジングに流密に固着してなるこ
   とを特徴とする中空糸型モジュール構造体。