JPH01293105A - 濾過用素子の製造法 - Google Patents

濾過用素子の製造法

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JPH01293105A
JPH01293105A JP12047288A JP12047288A JPH01293105A JP H01293105 A JPH01293105 A JP H01293105A JP 12047288 A JP12047288 A JP 12047288A JP 12047288 A JP12047288 A JP 12047288A JP H01293105 A JPH01293105 A JP H01293105A
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JP
Japan
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hollow fiber
porous membrane
membrane
fiber porous
auxiliary member
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JP12047288A
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English (en)
Inventor
Torayuki Sakurai
桜井 寅行
Koichi Yasugata
安形 公一
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Asahi Chemical Industry Co Ltd
Original Assignee
Asahi Chemical Industry Co Ltd
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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、中空糸状多孔質膜を用いた流体濾過 ′用素
子の製造法に関し、特に中空糸状多孔質膜の端部を熱溶
融接着する流体源適用素子の製造法に関する。
(従来の技術) チューブの熱溶融接着の技術としては、特公昭46−4
228号公報に記載されているように、束ねたチューブ
の内外に圧力差をつけて熱溶融接着する方法が用いられ
ている。また、中空糸状多孔質膜の熱溶融接着の技術に
ついては、特開昭63−59311号公報に記載されて
いるように、中空糸状多孔質膜を予め加熱溶融して空隙
をなくし、単なるチューブとした部分について、その内
外に圧力差をつけながら熱溶融接着する方法が用いられ
ている。
(発明が解決しようとする問題点) 従来技術によって中空糸状多孔質膜の熱溶融接着を行う
ことは、次のような問題点がある。中空糸状多孔質膜は
単なるチューブではなく空隙を有しているため、中空部
を気体によって加圧しようとしても加熱の際に空隙から
気体が通って抜けてしまい、中空糸状多孔質膜の形状を
維持できずにつぶれてしまう。また、予め加熱溶融を行
う方法では、収縮のため中空糸状多孔質膜の内径および
外径が激減する。
例えば、特開昭62−106808号公報に記載された
方法で製造したエチレン−テトラフルオロエチレン共重
合樹脂製の内径0.77mm、外径1.24mm、空隙
率67%の中空糸状多孔質膜を285℃に設定された炉
の中に10秒間放置したのち、室温まで空冷して得られ
た中空糸の内径は0.30mmであり、加熱前の約39
%にまで激減してしまう。
このことは、中空糸状多孔質膜からなる濾過用素子にお
いては、致命的なことである。つまり、SS分の多い液
体を濾過する時などは、熱溶融接着部の孔の径が小さい
ために、孔がSS分で閉塞されてしまい濾過不能となる
場合がある。
また、高粘度液体の濾過に際しては、熱溶融接着部の孔
の径が小さいと中空糸状多孔質膜の長手方向における圧
力損失が大きくなるため、有効に利用される濾過圧力が
長手方向で減少し、透過量も低下してしまい、濾過素子
としての経済性も低下し、実用上不利益となる。
本発明者は、研究を重ねた結果、中空糸状多孔質膜の内
径を減少させず、また中空糸状多孔質膜の中空部断面形
状を変えることなく熱溶融接着を行う方法を発明した。
(発明の構成) 本発明は、(1)複数本束ねた空隙率30〜95%の熱
可塑性樹脂からなる中空糸状多孔質膜の少なくとも熱溶
融接着を行う部分の中空部を、加熱の際に流動性を示さ
ない物質で目止めし、中空糸状多孔質膜端部同士の隙間
に、中空糸状多孔質膜と同一素材か、中空糸状多孔質膜
の融点の50〜150%の融点を有する熱可塑性樹脂を
補助部材として詰めて加熱して、中空糸状多孔質膜及び
補助部材を液密的に熱溶融接着し、徐冷後に目止めに用
いた物質を除去することを特徴とする濾過用素子の製造
法、 (2)補助部材が微粉体であることを特徴とする前記(
1)記載の濾過用素子の製造法、(3)目止めに用いる
物質が無機の微粉体であることを特徴とする前記(1)
記載の濾過用素子の製造法、および (4)中空糸状多孔質膜の束の外側にも補助部材をつけ
て液密的に熱溶融接着することを特徴とする前記(11
記載の濾過用素子の製造法に関するものである。
本発明に使用される中空糸状多孔質膜は、熱可塑性樹脂
からなる。熱可塑性樹脂としては、FEP(テトラフル
オロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合樹脂)
、PFA(テトラフルオロエチレン−パーフルオロアル
キルビニルエーテル共重合樹脂)、ETFE (エチレ
ン−テトラフルオロエチレン共重合樹脂)、PVDF 
(ポリフッ化ビニリデン)等のフッ素樹脂;ポリエチレ
ン。
ポリプロピレン等のポリオレフィン;ポリ塩化ビニル;
ポリアミド;ポリエステル;ポリスルホン;ポリエーテ
ルスルホン、PEEK(ポリエーテルエーテルケトン)
等を挙げることができる。
また、本発明に使用される中空糸状多孔質膜としては、
外径8mm以下、望ましくは2mm以下で、膜厚が5μ
m以上、望ましくは30〜500μmのものが適してお
り、膜の空隙率は30〜95%、特に50〜85%が好
適である。ここでいう空隙率(Pr)とは、ごく−船釣
に用いられている意味と同じであり、次式で定義される
Pr= (1−Pb/Pa) ×100 (%)ここで
、Paは空隙を有さない膜素材の密度、pbは膜の重量
をその壁膜の体積で割った値である。
本発明でいう濾過膜とは、平均孔径が0005〜1μの
ミクロフィルターの領域のみならず、よりふるい目の小
さな限外濾過膜をも含むものである。
以下に製造法の詳細について述べる。
まず複数本の中空糸状多孔質膜の端部を、少なくとも熱
溶融接着する長さまで目止めをする。目止めに用いる材
料は、加熱の際に流動性を持たず中空糸状多孔質膜の収
縮による内径の減少をおさえるものであることが必要で
あり、具体的には無機の微粉体が用いられ、さらに具体
的には炭酸カルシウム、あるいは炭酸カルシウムに焼セ
ッコウを混ぜたものが用いられる。目止めの方法は通常
採用されている方法でよく、たとえば、特公昭53−4
3390号公報に記載された方法に準じて行うことがで
きる。この目止めした中空糸状多孔質膜を端面を揃えて
束ねる。この時隣接する中空糸状多孔質膜同士の隙間に
熱溶融接着の補助部材となる熱可塑性樹脂を詰める。補
助部材としては、中空糸状多孔質膜素材と同一素材か、
中空糸状多孔質膜素材の融点の50〜150%の融点を
有する熱可塑性樹脂を用いられるが、中空糸状多孔質膜
素材と同一素材であることが最も望ましい。ここでいう
融点とは、結晶性用脂の場合は融点を、非品性樹脂の場
合はガラス転移点をいう。使用される上記熱可塑性樹脂
としては、例えば、FEP(融点250〜295℃);
PFA(融点302〜310℃);ETFE (融点2
70℃)フポリエチレン(融点108〜135℃);ポ
リスルホン(ガラス転移点190℃)等が挙げられる。
補助部材の形状は棒状、フィルム状、微粉体などがある
が、微粉体が最も容易にまた完全に隙間に詰めることが
できて望ましい。この補助部材を詰めた中空糸状多孔質
膜の糸束の外周に熱収縮性のテープを巻きつけて固定す
る。次に固定した糸束の端部を第1図のように炉内に入
れて加熱し、補助部材と共に中空糸状多孔質膜を熱溶融
接着する。加熱温度は少なくとも中空糸状多孔質膜の融
点以上であることが必要であり、望ましくは融点より1
0〜100℃高い温度であり、さらに望ましくは融点よ
り20〜50℃高い温度である。加熱によって中空糸状
多孔質膜は収縮し、外径は減少して隙間が大きくなる方
向へ進むが、熱収縮性テープの収縮によって糸束は締め
つけられ、熱溶融した補助部材が完全に中空糸状多孔質
膜同士の隙間を埋めるため、中空糸状多孔質膜は補助部
材を少なくとも一部媒介として、液密的に熱溶融接着さ
れる。一方、中空糸状多孔質膜の中空部には目止め部材
が詰まっているため、内径が減少することはなく、さら
に加熱前の中空部断面形状を維持している。前述のテー
プを巻く工程で、糸束とテープの隙間にも補助部材を詰
めることも可能である。その場合、熱溶融接着によって
、外側に熱可塑性樹脂層を有する濾過用素子を作成する
ことができる。このような濾過用素子はモジュールケー
スとの接合が容易である。次に目止めした部分を目止め
部材を溶解する溶液中に浸漬して、目止め部材を溶解除
去する。例えば、炭酸カルシウム。
あるいは炭酸カルシウムと焼セッコウを混ぜた微粉体を
目止め部材として用いた場合には、5〜35%の塩酸を
用いる。この溶解除去の際に超音波洗浄器中で超音波処
理を併用して行うと、除去効率が高くなる。
(実施例1) (表A)に示される仕様のETFEの中空糸状多孔質膜
(旭化成工業側製)を用いた。
まず、この中空糸状多孔質膜の一方の開口端を特公昭5
3−43390号公報に記載されている方法に準じて目
止めを行った。ただし、目止めに ・は炭酸カルシウム
と酸化カルシウムを混ぜたものを用いた。炭酸カルシウ
ム約16gと酸化カルシウム約4gを本釣5−中で練り
合わせ、中空糸状多孔質膜の一方の開口端に塗り込み目
止めを行った。
目止めされた長さ、すなわち中空糸状多孔質膜の一方の
開口端に詰め込まれている目止め材料の浸入している深
さは、本実施例では80mmになるようにした。
この目止めされた100本の中空糸状多孔質膜の目止め
されている側の端部を整えて束ね、中空糸状多孔質膜同
士の隙間に中空糸状多孔質膜素材と同一素材の微粉体を
、少なくとも中空糸状多孔質膜の端部外周を完全に覆う
ように詰め込み、この束の外周部にテフロンのシールテ
ープを巻きっけ、さらにその外側に日本バルカーエ業■
製の粘着テープを巻きつけた。この時に、中空糸状多孔
質膜とシールテープの間にも微粉体を詰めた。
そして、この端部を290℃の炉の中に入れ、約5分間
保持したあと徐冷し、外周部に巻きつけたテープを取り
除いた。次に、その端面が平坦となるようにナイフで切
断し、さらに塩酸中に浸漬して、中空部に詰まった目止
め材料を溶解除去した。このようにして第2図および第
3図に示される濾過用素子を作成した。第3図は第2図
におけるA−A面を示す断面図である。
(表C)に、作成した濾過用素子の端面に開口している
孔の径X、熱溶融接着部の外径の径Y2および糸束の外
径Zを記載した。
以下 余白 (表A)中空糸状多孔質膜の仕様 (実施例2) (表B)で示される仕様のポリエチレンの中空糸状多孔
質膜(旭化成工業■製)を用いた。
まず、この中空糸状多孔質膜の一方の開口端を特公昭5
3−43390号公報に記載されている方法に準じて目
止めを行った。ただし、目止めには、炭酸カルシウムと
酸化カルシウムを混ぜたものを用いた。炭酸カルシウム
約16gと酸化カルシウム約4gを本釣5d中で練り合
わせ、中空糸状多孔質膜の一方の開口端に塗り込み目止
めを行った。
目止めされた長さ、すなわち中空糸状多孔質膜の一方の
開口端に詰め込まれている目止め材料の浸入している深
さは、本実例では約80mmになるようにした。
この目止めされた100本の中空糸状多孔質膜の目止め
されている側の端部を整えて束ね、中空糸状多孔質膜同
士の隙間に中空糸状多孔質膜素材と同一素材の微粉体を
、少なくとも中空糸状多孔質膜の端部外周を完全に覆う
ように詰め込み、この束の外周部にテフロンのシールテ
ープを巻きつけ、さらにその外側に日本バルカーエ業■
製の粘着テープを巻きつけた。この時に、中空糸状多孔
質膜とシールテープが少なくとも20mm以上離以上上
うに、中空糸状多孔質膜とシールテープの間にも微粉体
を詰めた。
そして、この端部を190℃の炉の中に入れ、約15分
間保持したあと徐冷し、外周部に巻きつけたシールテー
プを取り除いた。次に、その端面が平坦となるようにナ
イフで切断し、さらに塩酸中に浸漬して、中空部に詰ま
った目止め材料を溶解除去した。このようにして第4図
および第5図に示される濾過用素子を作成した。第5図
は第4図におけるB−B面を示す断面図である。
(表C)に、作成した濾過用素子の端面に開口している
孔の径X、熱溶融接着部の外径の径Y。
および糸束の外径Zを記載した。
(表C)濾過用素子の仕様 (比較例1) 特開昭63−59311号公報に記載されている方法に
よって、(表A)に記載されている中空糸状多孔質膜を
用いて濾過用素子を作成した。ただし、予め280℃の
熱風で熱処理した100本の中空糸状多孔質膜を、27
5℃の炉中で熱溶融接着した。この濾過用素子の端面に
開口している孔の径X、熱溶融接着部の外径Y、および
糸束の径Zを(表D)に記載した。
(発明の効果) (表D)かられかるように、本発明の濾過用素子では、
端面に開口している答礼の断面積は中空糸状多孔質膜の
中空部の断面積と実質的に等しい。
また、熱溶融接着部の外径を調節して、流体の流路が実
質的に一直線になるように中空糸状多孔質膜を熱溶融接
着できるため、熱溶融接着による濾過性能の低下を生じ
ることがない。
【図面の簡単な説明】
第1図は端部加熱の一例の概要を示す断面図である。 第2図は本発明の製造法によって作成した濾過用素子の
一例の概要を示す正面図であり、第3図は第2図のA−
A面の概要を示す断面図である。 第4図は端部外周部に補助部材を熱溶融接着した、本発
明の製造法によって作成した濾過用素子の一例の概要を
示す正面図であり、第5図は第4図のB−B面の概要を
示す断面図である。 1・・・中空糸状多孔質膜 2・・・補助部材3・・・
目止め部材    4・・・テープ5・・・濾過素子 
    6・・・補助部材7・・・熱溶融接着部   
8・・・孔9・・・濾過用素子 特許出願人 旭化成工業株式会社 第1図 第2図 第3図 第4図

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)複数本束ねた空隙率30〜95%の熱可塑性樹脂
    からなる中空糸状多孔質膜の少なくとも熱溶融接着を行
    う部分の中空部を、加熱の際に流動性を示さない物質で
    目止めし、中空糸状多孔質膜端部同士の隙間に、中空糸
    状多孔質膜と同一素材か、中空糸状多孔質膜の融点の5
    0〜150%の融点を有する熱可塑性樹脂を補助部材と
    して詰めて加熱し、中空糸状多孔質膜及び補助部材を液
    密的に熱溶融接着し、徐冷後目止めに用いた物質を除去
    することを特徴とする濾過用素子の製造法。
  2. (2)補助部材が微粉体であることを特徴とする請求項
    (1)記載の濾過用素子の製造法。
  3. (3)目止めに用いる物質が無機の微粉体であることを
    特徴とする請求項(1)記載の濾過用素子の製造法。
  4. (4)中空糸状多孔質膜の束の外側にも補助部材をつけ
    て液密的に熱溶融接着することを特徴とする請求項(1
    )記載の濾過用素子の製造法。
JP12047288A 1988-05-19 1988-05-19 濾過用素子の製造法 Pending JPH01293105A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5584997A (en) * 1993-09-02 1996-12-17 Tsuchiya Mfg. Co., Ltd. Separation module and bundle unit of hollow thread-type porous membrane elements and methods of producing same
US6648945B1 (en) 1999-04-02 2003-11-18 Mitsubishi Rayon Co., Ltd. Hollow yarn membrane module, potting agent therefor and method for deaeration of liquid chemicals

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US5584997A (en) * 1993-09-02 1996-12-17 Tsuchiya Mfg. Co., Ltd. Separation module and bundle unit of hollow thread-type porous membrane elements and methods of producing same
US6648945B1 (en) 1999-04-02 2003-11-18 Mitsubishi Rayon Co., Ltd. Hollow yarn membrane module, potting agent therefor and method for deaeration of liquid chemicals

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