JPH0356127A - 中空糸膜モジュールにおける隔壁成形方法 - 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】 く産業上の利用分野〉 本発明は中空糸膜モジュールの端部に樹脂隔壁を成形す
る方法に関するものである。

く従来の技術〉 原液中からの固形分の分離、原液中からの特定の液体の
分離、液体中がらの気体の分離あるいは、混合気体中か
らの特定の気体の分離に、透過膜（ＭＦ，ＵＦあるいは
ＲＯ等）を使用することが公知であり、特に、単位容積
当りの膜面積を太きくとり得る中空糸膜が注目されてい
る。中空糸膜を用いたモジュールには、種々の形式のも
のが提案されているが、通常の中空系膜モジュールにお
いては、中空糸膜束を筒状カバー内に収納し、カバー両
端の少くとも一端に高耐圧性の樹脂隔壁、例えば、エボ
キシ樹脂隔壁を注型ずることが不可欠である。

ところで、モジュールにおいては、熱水通水後、直に冷
水を流さなければならないことが往々にしてあるが（例
えば、熱水消毒後での冷水冷却）、上記の中空糸膜モジ
ュールにおいては、カバーと注型隔壁との間で剥離が生
じ易く、ががる剥離下では、透過側と原水側との間のリ
ーク発生が避けられない。かかる剥離の原因としては、
従来、■注型時に注型樹脂の発熱等に起因してひずみが
注型樹脂内部に残っている、■カバーと注型樹脂の熟膨
張係数が異なる等のために、上記の急激な温度変化のも
とて過大な応力が発生ずる結果であると考えられており
、その対策として、■カバーと中空糸膜束との間の隔壁
部分に年輪状に可撓性樹脂部分を設けて応力を吸収する
こと（特開昭６１−１４１９０４、同６１１５３０９）
　、■注型に多段注型法を使用すること、■カバーと注
型樹脂との熱膨張係数を同等にすることが知られている
。

〈解決しようとする課題〉 しかしながら、本発明者の経験によれば、熱的条件が苛
酷になれば、これらの手段を用いてもカバー端部と樹脂
隔壁との間の剥離を防止し難く、前記した■■以外にも
原因があると推認され、かかる原因を探求したところ、
プラスチック製カバー端部が実質上熱収縮性であること
も重大な一原因（第３の原因）であることを知った。

すなわち、カバー端部に熱収縮性があり（カバー端部に
未結晶部分がある場合の他、カバー端部を構成するヘッ
ダ一部材の周方向厚みが不均一のために、ヘッグーの熱
膨張がいびつになってあたかも熱収縮性を呈するように
振舞う場合もある）、カバー端部と隔壁との熱膨張係数
が等しくても、加熱されるとカバーに収縮力が発生し、
この収縮力に基づく歪が原因となって、カバー端部と隔
壁との間に剥離力が発生するに至るのである。

このように本発明者においては、プラスチック製カバー
と樹脂隔壁との剥離の原因として少くとも上記した三つ
の事由があることを知った．面して、その剥離の完全な
防止には、各原因の各解決手段の総和が理想的であるが
、前記した隔壁に年輪状に可視性樹脂部分を設ける構成
においては、一般に可撓性樹脂が高温下で溶出性を呈し
、透過水の水質低下を招来するので、不適当である．特
に半導体製造用の超純水、注射用水の製造には適用でき
ない． 本発明の目的は、上記第三の原因をも勘案し、かつ、可
撓性樹脂による応力吸収作用に依存することなく、苛酷
な温度変化時でもケースと樹脂隔壁との間の封止性を保
持し得る中空糸膜モジュールにおける隔壁成形方法を提
供することにある．く課題を解決するための手段〉 本発明に係る中空糸膜モジュールにおける隔壁成形方法
は、筒状のプラスチックカバー端部を加熱し、該加熱下
でそのカバー端部の内周に硬化性樹脂のコーテング層を
成形し、このカバー内に中空糸膜束を収納し、而るのち
、上記のカバー端部内に硬化性樹脂隔壁を注型すること
を特徴とする方法である。

〈実施例の説明〉 以下、図面により本発明の実施例を説明する．図面は木
発明によって作戒した中空系膜モジュールの隔壁部を示
している．図において、１はプラスチック製の筒状カバ
ーであり、プラスチックをパイプ状に押出し成形し、こ
れを定尺切断したものを用いている。カバー端部はカバ
ー本体と別部材のヘツダーで栴成し、ヘツダーをカバー
本体に接合することもできる。２はカバー端部の内周面
に設けた硬化性樹脂（以下、硬化性樹脂Ａといとう）の
コーテング層である。３はカバー内に収納した中空糸膜
束である。４はカバー端部内に注型した硬化性樹脂（以
下、硬化性樹脂Ｂという）の隔壁である。

上記の硬化性樹脂Ａ並びにＢには、モジュールの使用温
度に耐え得るもの、例えば、耐熟型のエボキシ樹脂、ウ
レタン樹脂等を使用できる。硬化性樹脂ＡとＢは同一ま
たは異種の何れであってもよい． 本発明によって隔壁を成形するには、カバー端部を加熱
ずるくカバー全体を加熱してもよい）。

この加熱温度は中空糸膜モジュールの最高使用温度（９
５℃前後）とすることが好ましいが、それよりも若干、
低度であってもよい（６０℃以上）。次いで、カバー端
部の内周に硬化性樹脂Ａをコーテングし、再び、上記の
温度にまで加熱して樹脂Ａの硬化並びにアフターキュア
を行う。硬化性樹脂Ａのコーテング厚さは、厚くするほ
どよいが中空糸収束の収納上、制限がある．ただし、２
ｍｍ以上の厚みは必要である． 硬化性樹脂Ａのコーテング層を設けたのちは、カバー内
に中空糸膜束を収納し、カバー端部内に硬化性樹脂Ｂを
注型して隔壁を成形する．この注型には遠心法を用いる
ことが望ましい。隔壁の内面は、カバー内の原液空間に
原液流に対するゲットスペースを生じさせないよう、傾
斜の凹曲面とずるこどが望ましい。

上記のように、本発明に係る隔壁成形方法においては、
カバー端部をモジュールの使用温度に近い温度で加熱処
理したうえで、樹脂隔壁を注型しているから、モジュー
ルを苛酷な熱的条件下で使用しても、カバーと隔壁との
間に作用する剥離力をよく抑制でき、その間の剥離を防
止できる。

すなわち、カバー内径または隔壁外径をＲ、カバーの厚
みをｔ、カバー並びに隔壁の熱膨張係数を共にα、カバ
ーのヤング率をＥｔ、隔壁のヤング率をＥ２、カバー端
部の熱収縮率をβ、使用時温度上昇をＴとずれば、カバ
ー端部に作用するフープストレスｆは となり、カバー端部がｋｆの串で伸び、元の温度への冷
却時にカバー端部と隔壁との間に次式で示ず剥離力Ｐが
作用ずるに至る。

■■より 面るに、本発明においては、カバー端部を予熟処理して
カバー端部の熱収縮率βを実質上零としてあるから、上
記剥離力Ｐをほぼ零になし得る。

更に、本発明においては、樹脂隔壁を硬化性樹脂Ａの部
分と硬化性樹脂Ｂの部分とに分けて戊形し、実質上２段
注型を用いているから、樹脂硬化に伴うひずみ充分に小
さくできる。

く発明の効果〉 このように、本発明によれば、上記剥離力Ｐの排除並び
に２段注型法によって、モジュールの苛酷の温度使用条
件下でもカバー端部と隔壁間の剥離を防止し得、信頼性
に優れた中空糸膜モジュールを提供できる。このことは
、次の実施例と比較例との対比からも明らがである． 実施ＰＡ１ ポリスルボン製カバーを予め１００″Ｃに加熱しておき
、該カバーの端部内周面に耐熱性エボキシ樹脂組成物（
抽化シエル株式会社製品エビコート８２８と三和化学株
式会社製品Ｄ　Ａ−１００との混合物）を１１さ５ｍｍ
でコーテングし、再び１００℃に加熱してコーテング層
を硬化させた。而るのち、外径１　ｍｍの中空糸膜を３
０００本カバー内に収納し、次いで、同上の耐熱性エボ
キシ樹脂組成物によって隔壁を注型した。

実施ＰＡ２ カバーの予熱温度並びにコーテング層の加熱温度を６０
゜Ｃとした以外、実施例１と同じとした。

比較例 カバーを予熱せず、コーテング層を常温硬化とした以外
、実施例１と同じとした。

実施例並びに比較例品のそれぞれについて、熱水の通水
、常温水の通水を繰り返す冷熱サイクル試験を行ったと
ころ、比較例品においては、３サイクル目でカバーと隔
壁との間が剥離したが、実施例晶１においては、５０サ
イクル目でも剥離せず、実施例２においては、３６サイ
クル目まで異常がなかった。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明により形成される中空系膜モジュールの隔
壁部を示す説明図である。 １・・−・・カバー

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 筒状のプラスチックカバー端部を加熱し、該加熱下でそ
   のカバー端部の内周に硬化性樹脂のコーテング層を成形
   し、このカバー内に中空糸膜束を収納し、而るのち、上
   記のカバー端部内に硬化性樹脂隔壁を注型することを特
   徴とする中空糸膜モジュールにおける隔壁成形方法。