JPH0327254B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は外圧濾過中空糸膜モジユールに関する
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中空糸膜モ
ジユールに関するものである。

〔従来技術〕

中空糸膜モジユールは膜の充填密度が高く、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
造における端末用フイルター等、精密濾過用のフ
イルターとして欠かすことのできないものとなつ
ている。

通常、中空糸膜モジユールは、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
くともその一方側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
ユ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つて洗い落とす効
果があるためで、モジユ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、どちらの型のモジユールにお
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イルターとして
この中空糸膜モジユールを使う場合、大きな問題
となつており、その改良が望まれている。

この微粒子は、通常0.2μｍ以上もしくは0.1μｍ
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イルター用の中空糸膜
モジユ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、
中空糸膜モジユールに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。

中空糸膜モジユールの製造工程は、膜を作る工
程とこの膜を使つてモジユールに組立てる工程の
２つに大別されるが、内圧濾過型のモジユールは
中空糸膜の外表面が濾過液側となるため、モジユ
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考えられ、構造上好まし
くない。

一方、外圧濾過型のモジユールでは中空糸膜の
内表面が濾過液側となるため、モジユール組立て
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ユールも
提案されている（実開昭61−195301号公報）が、
モジユールの構成を見ると、ハウジング、キヤツ
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、及びキヤツ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
なつており、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
ユール構造では、膜エレメントの開口部側がキヤ
ツプに接着固定されており、膜エレメント交換時
の汚染については考慮された構造となつている
が、該エレメントのハウジングへの固定は供給水
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
ル部材を用いて行つているため、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ユールでは達成
できなかつた濾過液側の汚染の極めて小さいモジ
ユールを得んとして研究した結果、モジユールタ
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ヤツ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
るに至つたものである。

〔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
と共に、該他端側の固着部には濾過液出口及びフ
ランジを有するキヤツプ体が接着固定され、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
のキヤツ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ユールである。

本発明のモジユールで重要なことは、膜エレメ
ントはキヤツプ体と接着固定されている事、キヤ
ツプ体はフランジを有し、又ハウジングもフラン
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ユールの一態様
例を示す断面図である。本発明のモジユールは、
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１は、濾過液出口９及
びフランジ１０を有するキヤツプ体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、ハウジング２はキヤツプ体３を支持するフ
ランジ１１を有し、フランジ１１と反対方向に濾
過原液となる供給水の入口８を有する。また、ハ
ウジング２のフランジ１１近傍の側壁には供給水
出口１３を有する。供給水出口１３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１とハウジング２はＯリング、ゴ
ムシート等のシール部材１２を介してフランジ１
０，１１にて固定、一体化される構造になつてい
る。フランジ１０，１１の形状は特に限定され
ず、シール部材１２を介して液密にシール出来れ
ば良い。キヤツプ体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ヤツ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の端面は開口されており、固着部
５における中空糸膜７の端面は封止されている。
固着部の材質としてはポリウレタン、エポキシ樹
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はキヤツプ体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つても、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、膜エレメント１の取扱時及び
濾過起動時の水圧による中空糸膜７の破損を防ぐ
ために有効であり、プラスチツク製のネツト、エ
クスパンデツトメタル等を円筒状にしたもので、
座屈強度１Kg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ユ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
レフイン系、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、モジユー
ルからの微粒子の発生をより低減化するために
は、モジユ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に洗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
持つ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ユールによれ
ば、モジユール製造時における濾過液接触面の汚
染を防ぐことが可能であり、また簡便に、しかも
汚染することなく膜エレメントを交換することが
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
フイルター等の精密濾過の用途に適した極めて好
適なモジユールである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の外圧濾過型中空糸膜モジユー
ルの一態様例を示す断面図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 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、
   該他端側の固着部には濾過液出口及びフランジを
   有するキヤツプ体が接着固定され、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ヤツ
   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ユール。 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項記載の外圧濾過中空糸膜モジユール。