JPH032418B2 - - Google Patents

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JPH032418B2
JPH032418B2 JP60184554A JP18455485A JPH032418B2 JP H032418 B2 JPH032418 B2 JP H032418B2 JP 60184554 A JP60184554 A JP 60184554A JP 18455485 A JP18455485 A JP 18455485A JP H032418 B2 JPH032418 B2 JP H032418B2
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JP
Japan
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hollow fiber
liquid
pinhole
pinholes
hollow
Prior art date
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JP60184554A
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Japanese (ja)
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JPS6244642A (en
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Eiichi Kamei
Yasushi Shimomura
Tetsuo Akazawa
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Ube Corp
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Ube Industries Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は中空糸隔壁のピンホール検出方法に関
する。更に詳しくは、中空糸を、該中空糸の材質
に対して浸透性のある(即ち、濡れ性のある)液
体に接触させることによりピンホールを検出する
方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a method for detecting pinholes in hollow fiber partition walls. More specifically, the present invention relates to a method of detecting pinholes by bringing a hollow fiber into contact with a liquid that is permeable (that is, wettable) to the material of the hollow fiber.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

近年、中空糸は限外濾過膜、逆浸透膜、精密濾
過膜等として、物質の分離、水の浄化、や医療分
野に広く利用されている。しかし、中空糸にピン
ホール(中空糸の外壁と内壁を貫通する裂け目、
割れ目又は所期の目的の孔径より大きい孔径を有
する欠陥)が存在すれば、中空糸が本来有する膜
としての性質性能は著しく又は全く損われてしま
う。
In recent years, hollow fibers have been widely used as ultrafiltration membranes, reverse osmosis membranes, microfiltration membranes, etc. in the separation of substances, water purification, and in the medical field. However, pinholes in hollow fibers (clefts penetrating the outer and inner walls of hollow fibers,
If cracks or defects having a pore size larger than the intended purpose pore size are present, the inherent membrane properties of the hollow fibers will be significantly or completely impaired.

これら中空糸膜を用いた分離用、水浄化用、医
療用等を目的としたモジユールは、種々の方法で
ピンホール検査されて製品となるのであるが、用
いる中空糸にピンホールがあれば、当然補修又は
廃棄されるため、製造工程が増加するかあるいは
製品化率が低下する。
Modules using these hollow fiber membranes for purposes such as separation, water purification, and medical use are tested for pinholes using various methods before they become products.If there are pinholes in the hollow fibers used, Naturally, they are repaired or discarded, which increases the number of manufacturing steps or reduces the rate of production.

ピンホールのない中空糸を製造することが最も
好ましいことであることはいうまでもないが、現
実にはピンホールの全くない中空糸を製造するこ
とは極めて困難である。そこで、中空糸の製造段
階でピンホールを検出し、その部分を除去してお
けば、これら中空糸を用いたモジユールの製品化
率が向上することになる。
It goes without saying that it is most preferable to manufacture hollow fibers without pinholes, but in reality it is extremely difficult to manufacture hollow fibers without pinholes. Therefore, if pinholes are detected at the hollow fiber manufacturing stage and the pinholes are removed, the commercialization rate of modules using these hollow fibers will be improved.

従来、連続的にピンホールを検出する方法とし
ては、例えば特開昭58−129230号公報に記載の方
法が知られている。この方法は中空糸の周囲の液
体を加圧し、ピンホール部から強制的に中空糸内
部へ液体を流入させ該流入液体を検出するもので
ある。
Conventionally, as a method for continuously detecting pinholes, a method described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 129230/1983 is known. In this method, the liquid around the hollow fiber is pressurized, the liquid is forced to flow into the hollow fiber through the pinhole, and the inflow liquid is detected.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

この上記従来方法は、ピンホールの大きさに応
じて、液体の種類、組成と圧力の組合せを選ぶこ
とが重要であるとしているが、特に、液体を高圧
力に保持することを必須の条件としている。従つ
て、この従来方法によれば、中空糸の周囲の液体
を加圧するために特別に加圧装置を必要とすると
いう問題点があつた。
This conventional method states that it is important to select the combination of liquid type, composition, and pressure depending on the size of the pinhole, but in particular, it is essential to maintain the liquid at a high pressure. There is. Therefore, this conventional method has a problem in that a special pressurizing device is required to pressurize the liquid around the hollow fibers.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明者等は上記従来方法の問題点に鑑み、鋭
意研究した結果、極めて簡単な装置を用いるだけ
で、連続的にピンホールを検出し得るという本発
明方法に到達したものである。即ち、本発明によ
れば、中空糸を該中空糸の材質に対して浸透性の
ある液体に接触させることにより、ピンホールを
通して中空糸内部に流入した液体を検出する、中
空糸隔壁のピンホール検出方法が提供される。
The inventors of the present invention have conducted intensive research in view of the problems of the conventional method described above, and as a result have arrived at the method of the present invention, which allows pinholes to be detected continuously by using an extremely simple device. That is, according to the present invention, the pinhole in the hollow fiber partition wall detects the liquid that has flowed into the hollow fiber through the pinhole by bringing the hollow fiber into contact with a liquid that is permeable to the material of the hollow fiber. A detection method is provided.

本発明は、中空糸の材質と用いる液体の該中空
糸への浸透性(濡れ性)の関係を利用するもの
で、圧力とは無関係の性質を利用するものであ
り、中空糸が無孔性の場合はもちろんのこと、多
孔性の場合でも、ピンホールの検出が可能であ
る。
The present invention utilizes the relationship between the material of the hollow fiber and the permeability (wettability) of the liquid used to the hollow fiber, and utilizes a property unrelated to pressure, and the hollow fiber is non-porous. Detection of pinholes is possible not only in the case of porosity, but also in the case of porosity.

無孔性中空糸の場合は、目視又はセンサーによ
り検出できる液体の限界量がピンホールを通して
中空糸内部に流入する時間以上、浸透性のある液
体に接触させてやればよい。
In the case of non-porous hollow fibers, the permeable liquid may be brought into contact with the fibers for a period longer than the time required for the limit amount of liquid that can be detected visually or by a sensor to flow into the hollow fibers through the pinholes.

また、多孔性中空糸の場合には、所期の目的の
孔径より大きい孔径を有する欠陥や裂け目、割れ
目がピンホール(欠陥)となるものであるが、浸
透性を有する液体が透孔又は欠陥に流入する速度
は次式で示される。
In addition, in the case of porous hollow fibers, pinholes (defects) are caused by defects, fissures, or cracks that have a pore size larger than the intended pore size. The velocity at which the water flows into the water is expressed by the following equation.

V=dl/dt=r・γ cosθ/4ηh ここでVは孔への液の流入速度、rは孔の半径
(所定目的の透孔、又はピンホールの半径)、η,
γは各々液の粘度、表面張力であり、θは接触
角、hは中空糸の壁厚を表わす。
V=dl/dt=r・γ cosθ/4ηh where V is the inflow velocity of liquid into the hole, r is the radius of the hole (the radius of the through hole or pinhole for a given purpose), η,
γ is the viscosity and surface tension of the liquid, θ is the contact angle, and h is the wall thickness of the hollow fiber.

上式をt=0のときl=0のもとで積分すると t=2η/r・γ cosθh2の式が得られる。 When the above equation is integrated under l=0 when t=0, the equation t=2η/r·γ cosθh 2 is obtained.

ここではtは半径rの孔から、中空糸の隔壁を
通つて液体が中空糸の内部まで流入する時間を表
わしている。式からわかる様に透孔又はピンホー
ルの大きさ、即ちその半径(見掛けの半径も含
む)が大きい程、液の流入速度が大きくなり、孔
径が大きい程短時間で、中空糸の内部まで液体が
流入することになる。
Here, t represents the time it takes for the liquid to flow from the hole of radius r through the partition wall of the hollow fiber to the inside of the hollow fiber. As can be seen from the equation, the larger the size of the through hole or pinhole, that is, the radius (including the apparent radius), the higher the inflow velocity of the liquid, and the larger the hole diameter, the faster the liquid can reach the inside of the hollow fiber. will be inflow.

つまり、中空糸の所期の目的とした透孔から壁
部を通して中空糸内部へ流入するまでの時間以内
で浸透性のある液体に接触させても中空糸内部へ
の液体の流入はないが、欠陥とみなされるより大
きな孔径のピンホール部では前記時間でも液体の
中空糸内部への流入が起こることになる。
In other words, even if the permeable liquid is brought into contact with the hollow fiber within the time required for it to flow from the intended through-hole to the inside of the hollow fiber through the wall, the liquid will not flow into the hollow fiber. In pinholes with larger pore diameters that are considered defects, liquid will flow into the hollow fibers even during the above period.

本発明では、浸透性のある液体に接触させる時
間だけい依存して、所期の目的の透孔とピンホー
ルとの区別を行うものであるから、浸透性のある
液体を容器に入れ、中空糸と接触させるか又は浸
透性のある液体をシヤワーとして中空糸に浴びせ
るか、あるいは液体を含ませたスポンジ状ロール
等に中空糸を接触させること等により、連続的に
ピンホールの検出を行うことができる。そして、
その接触時間は前記した液体の流入時間tをの関
係で調節される。
In the present invention, the intended through hole and pinhole are distinguished depending on the contact time with the permeable liquid, so the permeable liquid is placed in a container and the hollow hole is Continuous detection of pinholes by contacting the hollow fiber with the thread, showering the hollow fiber with a penetrating liquid, or contacting the hollow fiber with a sponge-like roll etc. soaked in liquid. Can be done. and,
The contact time is adjusted in relation to the liquid inflow time t described above.

また、所定長さに切断された中空糸の場合で
も、接触させる側の末端部を封止しておけば、浸
透性のある液体に所定時間接触させるだけでピン
ホールの検出が可能である。
Furthermore, even in the case of a hollow fiber cut to a predetermined length, if the end portion on the contact side is sealed, pinholes can be detected simply by contacting with a permeable liquid for a predetermined period of time.

本発明では、浸透性のある液体に接触させるだ
けでピンホールの検出が可能であるので液体の特
別な加圧装置は必要としない。
In the present invention, pinholes can be detected simply by contacting with a permeable liquid, so a special liquid pressurizing device is not required.

また、本発明では、たとえ、中空糸内部が若干
高圧になつていてもピンホールの検出が可能であ
る。中空糸内部を中空糸外部に対して高圧にしう
る限界、即ち中空糸内部に液体が流入しうる中空
糸内の圧力の限界は、次式で示される。
Furthermore, according to the present invention, pinholes can be detected even if the pressure inside the hollow fiber is slightly high. The limit to which the inside of the hollow fiber can be made to have a higher pressure than the outside of the hollow fiber, that is, the limit of the pressure inside the hollow fiber to which liquid can flow into the inside of the hollow fiber, is expressed by the following equation.

P=−2γ cosθ/R ここでPは中空糸内部に印加されている限界圧
力、γ,θは各々表面張力及び接触角、Rは中空
糸の内径である。
P=-2γ cos θ/R where P is the critical pressure applied inside the hollow fiber, γ and θ are the surface tension and contact angle, respectively, and R is the inner diameter of the hollow fiber.

上式に示されるように中空糸の内径が小さい
程、中空糸内部が中空糸表面に接触する液体より
高い圧力でも検出可能となる。いずれにしろ、中
空糸の外部が中空糸の内部より高圧になつている
必要はない。
As shown in the above equation, the smaller the inner diameter of the hollow fiber, the more it becomes possible to detect the inside of the hollow fiber even at a higher pressure than the liquid contacting the surface of the hollow fiber. In any case, there is no need for the outside of the hollow fiber to be at a higher pressure than the inside of the hollow fiber.

そして本発明では、浸透性のある液体を所定時
間接触させると、ピンホールのない場合には中空
糸の内部に液体が流入せず、一方、一定の大きさ
以上のピンホールがあつた場合には、ピンホール
部を通して中空糸の内部に液体を流入させること
が可能である。従つて、このピンホール部を通し
て中空糸の内部へ流入した液体を適当な手段(後
述する)で検出し、ピンホールの存在部を検出す
ることができる。
In the present invention, when a permeable liquid is brought into contact with the hollow fiber for a predetermined period of time, the liquid will not flow into the hollow fiber if there are no pinholes, but if there is a pinhole of a certain size or more, the liquid will not flow into the hollow fiber. This allows liquid to flow into the hollow fiber through the pinhole. Therefore, it is possible to detect the liquid flowing into the hollow fiber through the pinhole by an appropriate means (described later), thereby detecting the presence of the pinhole.

ピンホールが検出可能な中空糸は、多孔性であ
るか、又は、無孔性であるかを間わない。しかし
中空糸内部に液体が存在する場合は予め除いてお
く必要がある。また検出に用いる液体は、中空糸
の材質に対して浸透性のあるものであれば如何な
るものでよいが、その中空糸の材質を溶解、分
解、又中空糸の性能を低下させるものは好ましく
ない。また検出操作後にその液体を除去するのが
困難なものも好ましくない。
Hollow fibers in which pinholes can be detected may be porous or nonporous. However, if liquid exists inside the hollow fiber, it must be removed in advance. In addition, any liquid used for detection may be used as long as it is permeable to the material of the hollow fiber, but it is not preferable to use a liquid that dissolves or decomposes the material of the hollow fiber or degrades the performance of the hollow fiber. . Also, it is not preferable that the liquid is difficult to remove after the detection operation.

中空糸の材質に痴して浸透性のある液体として
は、中空糸がオレフイン系、ポリアミド系、ポリ
イミド系、セルロース系、ポリスルフオン系、ポ
リメタクリル酸系、ポリアクリルニトリル系、エ
チレン−ビニルアルコール共重合体系又は、フツ
素系等の材質の場合であればエチルアルコール、
メチルアルコール、イソプロピルアルコール、ア
セトンあるいは浸透性がある範囲でこれら液体の
水溶液が、中空糸の材質への不活性性、ピンホー
ル検出操作後の液体の除去性及び無菌性(中空糸
に対する生物学的汚染性がない)等の理由により
好ましい。
Permeable liquids depending on the material of the hollow fiber include olefin-based, polyamide-based, polyimide-based, cellulose-based, polysulfonate-based, polymethacrylic acid-based, polyacrylonitrile-based, and ethylene-vinyl alcohol copolymer. or fluorine-based materials, ethyl alcohol,
Methyl alcohol, isopropyl alcohol, acetone, or an aqueous solution of any of these liquids within a permeable range can provide inertness to the hollow fiber material, removability of the liquid after pinhole detection operations, and sterility (biological resistance to the hollow fiber material). It is preferable for reasons such as no contaminating property.

またピンホール部から流入した液体の検出は出
来れば非接触で検出することが好ましく、例えば
光学的、又は電気的手段で検出が可能である。光
学的手段としては、ピンホール存在部から中空糸
内部に流入した液体の存在に基づく中空糸の光の
透過量は又は反射量の変化を光電子センサーによ
り検出する方法が好ましい。
Furthermore, it is preferable to detect the liquid flowing in from the pinhole portion in a non-contact manner, for example, by optical or electrical means. As the optical means, it is preferable to use a photoelectronic sensor to detect a change in the amount of light transmitted or reflected from the hollow fiber based on the presence of liquid flowing into the hollow fiber from the pinhole existing portion.

また電気的手段としては、ピンホール存在部か
ら中空糸内部に流入した液体の存在に基づく中空
糸の静電容量の変化を誘電率測定装置を用いて検
出する方法が好ましい。
Further, as the electrical means, it is preferable to use a dielectric constant measuring device to detect a change in capacitance of the hollow fiber due to the presence of liquid flowing into the hollow fiber from the pinhole existing portion.

〔実施例〕 以下、実施例により本発明を更に詳しく説明す
る。
[Example] Hereinafter, the present invention will be explained in more detail with reference to Examples.

(実施例 1) ピンホールを検出する中空糸としては、外径
400ミクロン、内径300ミクロンのポリプロピレン
の無孔性中空糸を1本使用した。エチルアルコー
ルの70%水溶液2を浅い受け皿1(液深1cm)に
入れ、第1図に示すように中空糸7をガイドロー
ラ3,4,5,6により案内して連続的にエチル
アルコールの70%水溶液2に5〜60秒間接触させ
た。ピンホールが存在するとエチルアルコールの
70%水溶液2は非常な短時間で流入し、ほぼピン
ホール部が受け皿1に接触している時間に相当す
る長さ分だけ、液体が中空糸内部に流入した。こ
の部分は目視で判別できるだけでなく光電子セン
サー(竹中電子工業製)により検出が可能であつ
た。センサーとしては透過光式又は反射光式のど
ちらの方式においても検出が可能であつた。
(Example 1) As a hollow fiber for detecting pinholes, the outer diameter
One non-porous polypropylene hollow fiber with an inner diameter of 400 microns and an inner diameter of 300 microns was used. A 70% aqueous solution 2 of ethyl alcohol is poured into a shallow saucer 1 (liquid depth 1 cm), and the hollow fiber 7 is guided by guide rollers 3, 4, 5, 6 as shown in Fig. % aqueous solution for 5 to 60 seconds. If a pinhole exists, ethyl alcohol
The 70% aqueous solution 2 flowed in a very short time, and the liquid flowed into the hollow fiber for a length approximately corresponding to the time that the pinhole portion was in contact with the saucer 1. This portion could not only be visually identified but also detected using a photoelectronic sensor (manufactured by Takenaka Electronics Industries). As a sensor, detection was possible using either a transmitted light type or a reflected light type.

中空糸の内径が300ミクロンで前述の液体を使
用した場合、液体を接触させるための液深が2cm
以下では中空糸内部が液深に相当する圧力以上若
干高圧になつていてもピンホール部で液体の流入
が可能であつた。
When the inner diameter of the hollow fiber is 300 microns and the above liquid is used, the liquid depth for contacting the liquid is 2 cm.
Below, even if the inside of the hollow fiber was at a slightly higher pressure than the pressure corresponding to the liquid depth, liquid could flow in at the pinhole portion.

(実施例 2) ピンホールを検出する中空糸としては外径400
ミクロン、内径300ミクロン、のポリプロピレン
の多孔性中空糸を使用した。その透孔の平均孔径
は電子顕微鏡で観察したところほぼ0.5ミクロン
であつた。この中空糸に対し、実施例1と同様に
してピンホールの検出を行つた。
(Example 2) The outer diameter of the hollow fiber for detecting pinholes is 400 mm.
Polypropylene porous hollow fibers with an inner diameter of 300 microns were used. The average diameter of the pores was approximately 0.5 microns when observed using an electron microscope. Pinhole detection was performed on this hollow fiber in the same manner as in Example 1.

なお本実施例では、エチルアルコール70%水溶
液との接触時間を20秒以上にするとピンホール以
外の所期の目的とした透孔部から中空糸内部への
液体の流入が起つたが、液体との接触時間を1〜
15秒にすると、ピンホール部のみから中空糸内部
への液体の流入が起こり、透孔部とピンホール部
との区別が完全にできた。なおピンホールの孔径
は25ミクロン以上であつた。本実施例でも目視は
もちろん光電子センサーによつても、ピンホール
存在部より中空糸内部への流入液体の検出、即ち
ピンホールの存在が検出可能であつた。
In this example, when the contact time with the 70% ethyl alcohol aqueous solution was 20 seconds or longer, the liquid flowed into the hollow fiber from the intended through hole other than the pinhole. contact time of 1~
When the time was set to 15 seconds, liquid flowed into the hollow fiber only from the pinhole part, and the through-hole part and the pinhole part could be completely distinguished. The diameter of the pinhole was 25 microns or more. In this example as well, it was possible to detect the liquid flowing into the hollow fiber from the pinhole-existing portion, that is, the presence of the pinhole, not only visually but also by a photoelectronic sensor.

(実施例 3) 第2図に示すようにエチルアルコール70%水溶
液2をシヤワー的に多孔性中空糸7に浴びせて、
液体と接触させる以外は実施例2と同様にピンホ
ールの検出を行つたが、本実施例でも実施例2と
同様にピンホールの検出が可能であつた。
(Example 3) As shown in FIG. 2, a 70% ethyl alcohol aqueous solution 2 was showered onto the porous hollow fibers 7.
Pinholes were detected in the same manner as in Example 2 except for contact with liquid, and pinholes could be detected in this example as well.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように、本発明に係る中空糸隔壁
のピンホール検出方法によれば、特別に加圧装置
を必要としないでピンホールの検出が容易かつ確
実にでき、また中空糸内部が外部より若干高圧で
ある場合であつてもピンホールの検出が可能であ
る。
As explained above, according to the method for detecting pinholes in hollow fiber partitions according to the present invention, pinholes can be easily and reliably detected without the need for a special pressurizing device, and the inside of the hollow fibers can be seen from the outside. Pinholes can be detected even under slightly high pressure.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明方法を実施するための一装置例
を示す概略説明図、第2図は本発明方法を実施す
るための他の装置例を示す概略説明図である。 1……容器、2……浸透性のある液体、3……
ガイドローラー、4……ガイドローラー、5……
ガイドローラー、6……ガイドローラー、7……
中空糸、8……浸透性のある液体の吐出口、9…
…受け皿、10……循環ポンプ。
FIG. 1 is a schematic explanatory diagram showing one example of an apparatus for implementing the method of the present invention, and FIG. 2 is a schematic explanatory diagram showing another example of an apparatus for implementing the method of the present invention. 1... Container, 2... Permeable liquid, 3...
Guide roller, 4... Guide roller, 5...
Guide roller, 6... Guide roller, 7...
Hollow fiber, 8... Penetrating liquid discharge port, 9...
...Saucer, 10...Circulation pump.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 中空糸を該中空糸の材質に対して浸透性のあ
る液体に接触させることにより、ピンホールを通
して中空糸内部に流入した液体を検出することを
特徴とする中空糸隔壁のピンホール検出方法。 2 中空糸内部に流入した液体の検出が光電子セ
ンサーにより該中空糸の光の透過量又は反射量の
変化を検知することによつて行われる、特許請求
の範囲第1項記載の方法。 3 中空糸が無孔性である、特許請求の範囲第1
項記載の方法。 4 中空糸が多孔性である、特許請求の範囲第1
項記載の方法。
[Claims] 1. A hollow fiber partition wall characterized by detecting liquid that has flowed into the hollow fiber through a pinhole by bringing the hollow fiber into contact with a liquid that is permeable to the material of the hollow fiber. pinhole detection method. 2. The method according to claim 1, wherein the liquid flowing into the hollow fiber is detected by detecting a change in the amount of light transmitted or reflected by the hollow fiber using a photoelectronic sensor. 3 Claim 1 in which the hollow fiber is non-porous
The method described in section. 4 Claim 1 in which the hollow fiber is porous
The method described in section.
JP18455485A 1985-08-22 1985-08-22 Method for detecting pinholes in hollow fiber partitions Granted JPS6244642A (en)

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JPS6244642A JPS6244642A (en) 1987-02-26
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