JPH0410373B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は中空糸型モジユールに関する。

さらに詳しくは可とう性接着剤をケース内周に
環状に接着させ、その環状の可とう性接着剤の内
周に非可とう性接着剤を配することにより特に剥
離が起こり易いケース端部の耐剥離性を向上させ
たことを特徴とする中空糸型モジユールに関す
る。

逆浸透法や限外過法装置の心臓部である半透
膜モジユールは用途に応じて各種の型式のものが
用いられており、その中の一つである中空糸型モ
ジユールはそのコンパクト性、プライミング容積
の小さなことなどの利点があるため各分野で広く
用いられている。

この中空糸型モジユールは、長さ300〜1000mm、
外径0.1〜１mmφ程度の中空糸を数千本〜数万本
束ねて円筒状のケースに挿入して端部を主として
非可とう性のエポキシ系接着剤により、接着封止
して硬化後、端面を開口させるためとトリミング
のための切断を行ない、さらにキヤツプを接着ま
たは熔着、またはネジ込みによつてとりつけ、製
造される。

（従来技術） 従来、中空糸型モジユールの端部を接着封止す
るためには主として非可とう性のエポキシ系接着
剤が一種類だけ使われている。

（発明が解決しようとする問題点） しかし、このエポキシ系の接着剤は硬化時自己
発熱が大きいため、大量につかうと温度分布を生
じ硬化むらを生じる。その結果として硬化した接
着剤の内部に歪が蓄積されることになる。

またエポキシ系の接着剤は非可とう性であり、
収縮率も比較的大きいので、特に大口径の中空糸
型モジユールでは使用する接着剤の量も多く、必
然的に内部の歪も大きくなり、ケースと接着剤と
の剥離が生じるなどの問題があつた。

このような問題を解決するための技術として、
この非可とう性のエポキシ系接着剤を用いて一旦
接着封止し、ケースと接着剤との間を熱衝撃、機
械的衝撃などで故意に剥離させ、生じた間隙に同
じ接着剤を再度注入する方法などが提案されてい
るが、完全ではない。

このようなケースと接着剤との剥離はモジユー
ルの製造時だけでなく、使用中、特に熱殺菌を行
なつたり、比較的高温の液を処理して洗浄する時
に冷水などを用いるような場合の温度変化にさら
されるとケースと接着剤の膨張−収縮率の差によ
り剥離を生じることが多かつた。

中空糸型モジユールの接着封止部のこのような
剥離は実用上致命的なトラブルを招来する。

なぜならば、中空糸型モジユールを多数本使用
したシステムにおいて、たとえ一本でもこのよう
な状態になるとトラブル箇所の発見に時間を要
し、且つリークしたモジユールを交換したとして
も、一旦汚染したシステムを洗浄するのに長時間
を要することになる。

特に除菌を目的とした液体処理装置などではた
とえ微少なリークでも漏洩したわずかな量の菌が
増殖してシステム全体に汚染が拡大するため、特
に問題が大きい。

このような状況に鑑み、本発明者らは鋭意検討
した結果、本発明を完成させた。

（発明の構成） 即ち、本発明は「円筒状ケースに中空糸束を充
填し、該中空糸束端部とケース端部との間が接着
剤で接着封止された中空糸型モジユールにおい
て、ケース端部内周に環状に接着される接着剤が
可とう性接着剤であり、該環状に接着された可と
う性接着剤の内周に非可とう性接着剤が配されて
いることを特徴とする中空糸型モジユール。」で
ある。

本発明のポイントは前記のように、中空糸型モ
ジユールの接着封止部、特に円筒状ケースとの接
着封止部に可とう性接着剤を環状になるように配
し、さらにその内周に非可とう性のエポキシ接着
剤を用いれば、前記のように収縮や膨張をくり返
してもケース内周に接着されている可とう性接着
剤がその体積変化を吸収するため剥離が発生しな
いようにしたというところにある。

このような中空糸型モジユールを製造する手順
を以下に記述する。

通常、中空糸型モジユールの端部を接着封止す
る方法としては動的な遠心力方式、静的な加圧ま
たは減圧式が知られているが、どちらの方法でも
本発明の中空糸型モジユールを製造することがで
きる。

まず円筒状ケースの端部内周にテフロン、シリ
コンゴムなど接着剤で接着しない材料からなる短
冊状の薄板を環状に内接するようにはめ込み、次
に中空糸束をその環状にはめ込まれた薄板の内側
に配設する。

この時用いる短冊場の薄板の大きさは厚さが１
〜５mm、長さは円筒状ケースに内接してはめ込ま
れた場合に隙間が出来ず、且つ重なりが出来ない
程度、即ち円筒状ケースの直径の約3.14倍であ
り、通常の直径約10cm程度のモジユールの場合は
30cm強となる。巾は注入する接着剤の量、モジユ
ールの大きさなどにより異なるが、５〜10cmが適
切である。

また短冊の長さ方向の短部を互いにくい違うよ
うな斜めに切断しておいて重なり合うようにして
もよい。

以上のように準備された円筒状ケースと糸束を
たとえば遠心力方式の場合は遠心装置にセツトし
て通常行なわれている方法、条件でまず本発明で
定義する非可とう性接着剤であるエポキシ接着剤
を注入しながら遠心封止する。

一定時間経過して中空糸束の個々の中空糸相互
間にエポキシ接着剤が入り込み、且つ糸束の周囲
もエポキシ接着剤によりとり囲まれたようにな
り、前記のような非接着性の薄板で形成された環
状の部分の内周に沿つて接着封止部分が形成され
る。

次に遠心装置を停止させて、仮接着封止された
中空糸型モジユールの端部の非接着性薄板をとり
除くと円筒状ケースの内側に１〜５mmの間隔を有
する環状の隙間が形成される。

次いで再度遠心装置を動かしながら今度は本発
明で定義する可とう性接着剤を注入し、一定時間
経過すれば前述の環状の隙間に可とう性接着剤が
入り込み、本発明の中空糸型モジユールが得られ
る。

接着部端面のトリミングと中空糸端部を開口さ
せるための切断を行なう必要があるのは従来品と
同じである。

本発明の中空糸型モジユールを製造する場合に
用いる最初の封止用接着剤は従来から用いられて
いる非可とう性のエポキシ接着剤で、接着力は非
常に優れている。

本発明で述べる可とう性接着剤とは具体的には
ウレタン結合を有する接着剤、またはシロキサン
結合を有する接着剤、およびエポキシ接着剤の中
でもダイマー酸を主骨格とする接着剤であり、硬
化後の硬度がシヨア硬度で65以下望ましくは50以
下、伸び率20％以上、望ましくは50〜300％程度
のものと定義する。

なお従来から中空糸型モジユールの端部封止に
用いられているエポキシ系の接着剤は伸び率が高
高５％程度である。

この可とう性接着剤を注入する量としては多け
れば多いほど膨張−収縮による体積の変化を吸収
する能力が大きいわけであるが、これには自づか
ら限界があり、用いられるテフロン、シリコンゴ
ムなどからなる非接着性材料の薄板の厚さが１〜
５mm、即ち可とう性接着剤が注入される環状の隙
間が１〜５mm程度に、且つ最初の接着封止部の長
さと同じ程度になるように計算された量が注入さ
れる。

可とう性接着剤を注入する量に制約がある理由
は加圧使用時における変形の問題である。これを
第１図を用いて説明する。

第１図は本発明になる中空糸型モジユールの端
部接着封止部分を示した模式図であり、１−１は
個々の中空糸、２−２は最初に接着封止する時に
用いられた非可とう性接着剤による接着封止部
分、３−３は環状の間隙に注入された可とう性接
着剤部分、４−４はケースで、材質はアクリル系
樹脂、ポリスルホン系樹脂、PVC、FRPなどで
ある。５−５は中空糸モジユールにおける個々の
中空糸１−１とケース４−４との間に形成される
空間で、限外過モジユールの場合は透過液の流
路となる部分である（用途によつてはここが原液
流路側になるような使い方をする場合もある）。

６−６は同モジユールの端部キヤツプの内側部
分で、限外過モジユールの場合は原液の流路と
なる部分である（用途によつてはここが透過液流
路側となるような使い方をする場合もある）。

この第１図において可とう性接着剤３−３はケ
ース４−４の端部内周沿いに環状に注入されて硬
化しており、前述したような非可とう性接着剤と
ケースとの膨張−収縮のくり返しによる体積変化
は輪切り面の直径（または半径）方向の伸び縮み
で吸収するところに本発明のモジユールの特徴が
ある。

しかしながら、モジユールを実用に供する場合
は前述の透過液流路５−５と原液流路６−６との
間には限外過モジユールで１〜３Kg／cm²の圧力
差がかかり、可とう性接着剤の注入量が多い場
合、即ち厚さが厚い場合はこの圧力差によりモジ
ユール両端面からモジユール中間部へ向かつて押
圧がかかるためケース内部で中空糸束が変形する
可能性がある。これが長時間の使用で洩れの原因
となるので不都合である。

前述のような１〜５mmの厚さであればこのよう
な心配はない。

また本発明の中空糸モジユールを製造する場合
に用いる円筒状ケースの端部内周は非接着性の薄
板が抜き取ることができる程度であれば凹部や貫
通孔を有しているものでもよい。

また、本発明の方法は遠心方式などの動的な接
着封止方法、真空または加圧方式などの静的な接
着封止方法いづれにも適用できる。

（発明の効果） 本発明の中空糸モジユールは最も剥離が発生し
やすいケース端部内周部における剥離が皆無にな
つた。

以下に本発明の効果を実施例と比較例により説
明する。

実施例および比較例 実施例 １ 内径82mmφ、外径90mmφ、長さ320mmのポリス
ルホン製ケースの接着部をあらかじめ、サンデイ
ング処理し、表面を粗化した後、厚さ２mm、幅40
mm、長さ257mmのシリコンゴムシートをケースの
両端部内周接着部に巻いて環状に形成させ内径
500μｍ、外径700μｍのポリエーテルスルホン中
空糸4500本よりなる糸束をケースに挿入した。こ
れを遠心装置の中にセツトして温度55度、回転数
800rpmで非可とう性のエポキシ接着剤を用いて
片側の接着長さが25mmになるように遠心力を付与
しながら接着封止した。

これをとり出して環状にしたシリコンゴムシー
トをとり除くとケースと接着封止した中空糸束の
間に２mmの環状の間隙が形成される。ここに再度
遠心力を付与しながらシリコンゴム接着剤を注入
して、ケースとエポキシ樹脂部を接着し、ケース
の端末部を切断後モジユールの漏れ検査を行つた
が漏れはなかつた。

この中空糸型モジユールに90℃の熱水を30分間
通した後、即座に熱水をぬき、10℃の冷水を30分
間通す操作を連続５回繰り返したがケースと接着
剤とは剥離しなかつた。

比較例 １ 実施例１に用いたものと同じ寸法のポリスルホ
ン製ケースの接着部をあらかじめサンデイング処
理し表面を粗化した後内径500μｍ、外径700μｍ
のポリエーテルスルホン中空糸4500本よりなる糸
束をケースの挿入し遠心シール機の中にセツトし
て温度55℃、回転数800rpmで実施例１で用いた
ものと同じ非可撓性のエポキシ系接着剤を使つて
肩側の接着長さが25mmになるように遠心シールし
た。

ケースの端末部を切断後モジユールの漏れ検査
を行つたが漏れはなかつた。

この中空糸型モジユールに90℃の熱水を30分間
通した後即座に水をぬき10℃の冷水を30分通す操
作を連続５回繰り返した後、漏れ検査を行うとケ
ースと接着剤との間に漏れが生じた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明になる中空糸型モジユールの端
部接着封止部分を示す模式図であり、３−３が可
とう性接着剤部分を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 円筒状ケースに中空糸束を充填し、該中空糸
   束端部とケース端部との間が接着剤で接着封止さ
   れた中空糸型モジユールにおいて、ケース端部内
   周に環状に接着される接着剤が可とう性接着剤で
   あり、該環状に接着された可とう性接着剤の内周
   に非可とう性接着剤が配されていることを特徴と
   する中空糸型モジユール。 ２ 可とう性接着剤がウレタン結合を有する接着
   剤である特許請求の範囲第１項記載の中空糸型モ
   ジユール。 ３ 可とう性接着剤がシロキサン結合を有する接
   着剤である特許請求の範囲第１項記載の中空糸型
   モジユール。 ４ 可とう性接着剤がダイマー酸を主骨格とする
   エポキシ接着剤である特許請求の範囲第１項記載
   の中空糸型モジユール。