JPH0410375B2 - - 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
詳しくは接着封止部がケース内面から中心に向つ
て非可撓性接着剤、可撓性接着剤、非可撓性接着
剤の順に年輪状に配設された構造をもつことによ
り耐剥離性が著しく改善された中空糸型モジユー
ルに関する。

逆浸透法や限外濾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の接着剤により、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剤とす
るためには主としてエポキシ系接着剤が単独で使
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づかな量の菌が
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「円筒状の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およ
び中空糸端部相互間が接着封止された中空糸型モ
ジユールであつて、接着封止部のモジユール長さ
方向と直角な断面の接着剤構成が円筒状ケース内
面から中心に向つて非可撓性接着剤、可撓性接着
剤、非可撓性接着剤の順に年輪状に配設されてい
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、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
おいて可撓性接着剤を非可撓性接着剤ではさんだ
年輪状構造にすることでケースあるいは中空糸と
接着剤層との接着力を保ちながら可撓性接着剤が
有している弾力性により、熱衝撃および機械的な
衝撃に対する耐久力を保持させたことにある。

中空糸型モジユールに熱衝撃を加えるとケース
と接着層が膨張−収縮をくり返し接着剤層がたと
え耐熱性を有していても非可撓性接着剤だけなら
ば、接着剤層自身の弾力性がほとんどないため衝
撃を吸収することができず、ついにはケースと接
着剤層に剥離を生じる。また、可撓性接着剤であ
れば、熱衝撃を吸収することは可能であるが、高
温加熱時における異種物質であるケースとの接着
力に欠けるものが多い。しかしながらこの高温時
においてケースとの接着力が弱い可撓性接着剤に
よりたとえ、異なつた接着剤であつても接着剤と
接着剤という同種の物質に接着する場合は、接着
力がケースのような異種の物質に接着する場合と
比較して非常に大きいため高温時における接着力
は殆んど影響を受けない。したがつて、接着剤層
とは異種の物質であるケースあるいは中空糸との
接着は高温時における接着力の強固な非可撓性接
着剤を用い、接着剤同志の接着に可撓性接着剤を
用いた本発明の中空糸モジユールは両接着剤の欠
点をおぎない、お互いの利点を生かしたため耐熱
性、耐熱衝撃性が大きく向上した。

本発明において、使用する中空糸束端部のみあ
るいはケースだけの接着に使用する非可撓性接着
剤は従来のエポキシ系接着剤で耐熱性が高いもの
であればよく熱衝撃および機械的衝撃の吸収を目
的とする可撓性接着剤には硬化後可撓性を有する
接着剤、具体的には、シロキサン結合を有する接
着剤、天然ゴムあるいは合成ゴム骨格を有するエ
ポキシ系接着剤、ダイマー酸骨格を有するエポキ
シ系接着剤などが選ばれる。

なお本発明で述べる可撓性接着剤とは硬化後の
硬度がシヨア硬度65以下、伸び率20％以上のもの
を言い硬度がシヨア硬度50以下で伸び率が50〜
300％程度のものが特に好ましい。なお、非可と
う性接着剤であるエポキシ系接着剤の伸び率は
高々５％程度である。

この可撓性接着剤層のケース断面方向の厚さは
大きければ大きいほど膨張−収縮による体積変化
を吸収する能力が大きいわけであるが、大きすぎ
るとモジユールケースの長さ方向への耐圧性に欠
ける。したがつて、中空糸型モジユールの太さ、
特にケースの内径また充填される中空糸の充填率
にもよるが１〜５mmが望ましい。

またケースと可撓性接着剤にはさまれている非
可撓性接着剤層のケース断面方向の厚さは薄いほ
どよい。

この部分の目的は、ケースと可撓性接着剤層と
の高温時における接着力を向上させるだけである
のでこの層が厚ければ非可撓性接着剤の欠点であ
る自ら変形しにくい性質が強く出るため、熱的お
よび機械的衝撃に弱くなり、ケースと剥離する危
険性が出てくる。したがつてこの層の厚さは、接
着剤自身の硬さにもよるが２mm以下が好ましい。

本発明の中空糸型モジユールの接着剤層の構成
を第１図および第２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長さ方向の
断面図であり、端部接着封止部を示したものであ
る。第２図は第１図のＡ−A′断面を示したもの
である。第１図および第２図において１−１は中
空糸、２−２は非可とう性接着剤、３−３は可と
う性接着剤、４−４は非可とう性接着剤、５−５
は円筒状ケース、６−６は中空糸とケースとの間
の空間で多くの限外濾過モジユールではここが透
過液の通路となる。７−７はモジユールの端部キ
ヤツプの内側で多くの限外濾過モジユールでは原
液通路となる。

では次に本発明になる中空糸型モジユールの製
造方法について記述する。まず最初に準備した円
筒状ケースの内側両端から夫々30mm程度のところ
まで非可とう性ではあるが、高温時でも接着力の
強固な接着剤（通常のエポキシ系接着剤）を塗布
して硬化させる。

次にどのような接着剤でも接着しない材料、た
とえばシリコンゴムや、テフロンからなる短冊状
のシートをケース端部内周にはめ込んで環状体を
形成させる。この時用いる短冊状のシリコンゴム
またはテフロンシートなどは巾40〜50mm、長さは
円筒状ケースの内周と略同じ長さ、即ち内径100
mm程度の円筒状ケースの場合は314mm程度となる。
厚さは後に述べる可とう性接着剤層の厚さに略等
しくなるわけであるが、１〜５mmのものが選ばれ
る。

次に中空糸数千本を束ね、円筒状ケースと略同
じ長さにそろえた糸束をこの中に挿入して、両側
に仮キヤツプをとりつける。これをたとえば遠心
方式の場合は遠心式接着封止装置にセツトして所
定量の非可とう性接着剤（通常のエポキシ系接着
剤）を注入しながら起動し、一定時間継続して硬
化させる。

停止後、この中空糸型モジユール中間体をとり
出して仮キヤツプをとりはづし、環状にした短冊
状シートをとり出す。この短冊状シートは接着剤
で接着しないで簡単にとりはづすことができる。

次に再び仮キヤツプをとりつけて遠心式接着封
止装置にセツトして今度は可とう性接着剤を所定
量注入しながら遠心装置を運転する。この時注入
される可とう性接着剤は前述の短冊状シートをと
り出した後に形成された環状の間隙に入り込み、
硬化する。

以上の手順により非可とう性接着剤−可とう性
接着剤−非可とう性接着剤が年輪状に配された本
発明の中空糸型モジユールが製造される。

中空糸端部の開口のためとトリミングのための
切断を行なつて両端キヤツプをとりつける工程は
通常の中空糸型モジユールと同じである。

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適度に粗化されて
いてもよいし、実願昭59−104127、実願昭59−
104128に開示されているようなひつかかりのある
凹部や貫通孔を有しているものでも構わない。

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装
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
しやすいケース端物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 内径82mmφ、外径90mmφ、長さ320mmのポリス
ルホン製ケースの内部両端から30mm程度のところ
まであらかじめ耐熱性の非可撓性エポキシ系接着
剤をうすく塗布し、完全に硬化させた後厚さ２
mm、幅40mm、長さ257mmの短冊状のシリコンゴム
シートをケースの接着部に巻いて環状となし、完
全に接着部をかくすようにした。

次に内径500μｍ、外径700μｍのポリエーテル
スルホン中空糸7500本よりなる糸束を環状にした
シリコンゴム中に通してケースに挿入した。これ
を遠心式接着封止装置の中にセツトして温度55
度、回転数800rpmでエポキシ系接着剤を使つて
片側の接着長さが25mmになるように遠心接着封止
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の環状の間隙ができここに可撓性
のダイマー酸を有するエポキシ系接着剤を注入し
てケースとエポキシ接着部を接着し、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
間透過させ、熱水をぬいた後即座に10℃の冷水を
30分間透過させる操作を５回繰り返したが、ケー
スと接着剤との間に剥離は生じなかつた。

比較例 内径82mmφ、外径90mmφ、長さ320mmのポリス
ルホン製ケースに内径500μｍ、外径700μｍのポ
リエーテルスルホン中空糸7500本よりなる糸束を
挿入し、これを遠心シール機の中にセツトして温
度55℃で回転数800rpmでケースと接着剤層との
長さが25mmになる様にエポキシ系接着剤を注入
し、遠心シールして硬化させた。これをとり出し
てケースの端末部を切断後モジユールの漏れ検査
を行なつたが漏れはなかつた。

この中空糸型モジユールに80℃の熱水を30分間
通した後、即座に熱水をぬき10℃の冷水を通すと
ケースと接着剤との間に剥離が生じた。

また、80℃の熱水を通すだけで剥離を生じたモ
ジユールもあつた。またケース端末部を切断後モ
ジユールの漏れ検査を行つたときにすでにケース
と接着封止部に洩れを生じている中空糸モジユー
ルもあつた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による中空糸型モジユールの端
部接着封止部分のモジユール長さ方向の断面を示
した模式図であり、第２図は第１図のＡ−A′断
面模式図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 円筒状の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および中空糸端部相
   互間が接着封止された中空糸型モジユールであつ
   て、接着封止部のモジユール長さ方向と直角な断
   面の接着剤構成が円筒状ケース内面から中心に向
   つて非可撓性接着剤、可撓性接着剤、非可撓性接
   着剤の順に年輪状に配設されていることを特徴と
   する中空糸型モジユール。 ２ 可撓性接着剤がシロキサン結合を有する接着
   剤である特許請求範囲第７項記載の中空糸型モジ
   ユール。 ３ 可撓性接着剤が天然ゴムあるいは合成ゴム骨
   格を有するエポキシ系接着剤である特許請求範囲
   第１項記載の中空糸型モジユール。 ４ 可撓性接着剤がダイマー酸骨格を有するエポ
   キシ系接着剤である特許請求範囲第１項記載の中
   空糸型モジユール。