JPH04193330A - スダレ状中空糸束エレメント及びその製法 - Google Patents

スダレ状中空糸束エレメント及びその製法

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JPH04193330A
JPH04193330A JP32095990A JP32095990A JPH04193330A JP H04193330 A JPH04193330 A JP H04193330A JP 32095990 A JP32095990 A JP 32095990A JP 32095990 A JP32095990 A JP 32095990A JP H04193330 A JPH04193330 A JP H04193330A
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JP
Japan
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rod
hollow fiber
pair
fiber bundle
hollow
Prior art date
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Pending
Application number
JP32095990A
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English (en)
Inventor
Takuo Yamamoto
卓生 山本
Kenji Fujimoto
賢治 藤本
Shinji Mehaku
真二 目伯
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Ube Corp
Original Assignee
Ube Industries Ltd
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Publication date
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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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、U字型のガス分離用中空糸か枠体の一対の
棒状体間(片側の棒状体には巻き掛けられている)に多
数配列されていて、その他方の棒状体と開口した中空糸
の端部とが樹脂板で一体に結束・固着されている、圧損
の小さな二層のスダレ状構造の中空糸束エレメント、お
よび、その中空糸束エレメントを工業的に製造できる方
法を提供するものである。
この発明のスダレ状中空糸束エレメントは、ガス分離器
内に容易に設置されて、多量の空気中の希薄な水分を容
易に除去するため等に使用できるものである。
〔従来技術の説明〕
特開昭56−2802号公報には、実質的に平行な流線
からなる中空繊維管外流体と該流路の相対する三方の壁
は、流線に直角に配置された多数の中空繊維管の端末を
固定するように合成樹脂によって一体に成形された管板
からなる選択透過性中空繊維分離装置が開示されている
。
しかし、前記の公報には開示されている中空繊維分離装
置は、平行に配置された中空繊維の両端が合成樹脂で結
束・固着されており、さらに、中空繊維の両端が前記樹
脂と共に切除されて開口されている形式の液分離用装置
(中空糸束エレメント)に係わるものである。
前記の中空繊維分離装置は、その製法か複雑であり、し
かも安定した品質の分離装置を形成することか困難であ
り、さらに、開口部か両端にあるので、実際にガス分離
装置に使用する場合に前記の装置の両端部を密封して設
置しなければならず、また、透過側を真空にするために
前記装置の両端部と真空ポンプとを連結することも困難
てあった。
〔解決しようとする問題点〕
この発明は、無駄のない構造を有しており、カス分離装
置等への設置か容易である新規なカス分離用中空糸束エ
レメント、並びに、そのような中空糸束エレメントを再
現性よく容易に製造する方法を提供することを目的とし
ている。
〔問題点を解決する手段〕
この出願の第1の発明は、一対の支持部材、及び、その
一対の支持部材の各両端部を互いに連結する一対の棒状
体からなる方形の枠体と、該枠体の前記一対の棒状体間
に、互いに平行に配列されており、しかも、片側の棒状
体に巻き掛けられている多数本のU字型のガス分離用中
空糸からなる二層状の糸束と、 前記の各中空糸か巻き掛けられている片側の棒状体に相
対する反対側に位置する他の棒状体及び各中空糸の先端
部を含む部分を一体に固着し、前記各中空糸の先端を開
口させている樹脂板とからなることを特徴とするスダレ
状中空糸束エレメントに関する。
また、この出願の第2の発明は、一対の支持部材、及び
、その一対の支持部材の各両端部を互いに連結する一対
の棒状体からなる方形の枠体を使用し、 前記枠体の一対の棒状体間に、ガス分離用中空糸を、隣
同士互いにほぼ平行となるように、多数回巻き掛けて、
二層のスダレ状の糸束を形成し、次いで、中空糸が前記
枠体に多数回巻き掛けられている一方の棒状体を含む部
分を金型内に配置して、該金型内に硬化性樹脂を充填し
て、該樹脂を硬化させ前記棒状体と中空糸とか一体に固
着している樹脂板を形成し、最後に、 該樹脂板及び中空糸の一部をそれぞれ切除して各中空糸
の先端を開口させることを特徴とするスダレ状中空糸束
エレメントの製法に関する。
以下、この発明の製法の各要件について、図面も参照に
して、さらに詳しく説明する。
第1図は、この発明の中空糸束エレメントの製造に使用
する枠体3の一例を示す斜視図であり、第2図は、前記
枠体3に中空糸4を巻き掛けた状態を例示する斜視図で
あり、第3図は、中空糸か巻き掛けられた前記枠体3の
一方の棒状体2の部分を樹脂板5て結束・固着させた状
態を例示する斜視図であり、最後に、第4図は、この発
明の中空糸束エレメントの一例を示す斜視図である。
この発明の中空糸束エレメントは、第1図に示すように
、両側に一対の支持部材l、1゛ を有すると共にその
一対の支持部材の各両端部を互いに連結する一対の棒状
体2.2′ とからなる方形の枠体3か使用されている
。
前記の枠体は、支持部材および棒状体か、アルミニウム
、真鍮、鉄(ステンレス)等の金属材料、あるいは、セ
ラミック、カーボン等の無機材料、又は、ベークライト
、エポキシ樹脂、ポリアミド、ポリスルホン、ポリイミ
ド等の耐熱性の有機高分子材料で形成されていればよい
。
前記枠体において、棒状体は、径が4〜10mm程度で
ある円柱、円筒等てあり、そして、その長さが約E+−
200cm、特にlO〜100cm程度であって、さら
に、一対の棒状体はその間隔か約5〜200an、特に
IcI〜100cm程度であり、前記一対の支持体と共
に長方形又は正方形の枠体を形成しうるものであればよ
い。
前記の支持部材は、−辺か約0.5〜8an、特に0.
5〜6cm程度の四角柱、又は、厚さか0.5〜5国程
度であって幅が0.5〜8an程度である板状体である
ことが好末しい。
この発明の中空糸束エレメントは、第2図に示すように
、前述の該枠体3の一対の棒状体2及び2′の間に巻き
掛けられて形成されたスダレ状の糸束、及び、第3図に
示すように、その枠体の一方の棒状体2′の部分に樹脂
板5か成形された糸束を順次経由し、最後に、前記樹脂
板5を一部切除することによって製造されるものである
。
すなわち、この発明の中空糸束エレメントは、第4図に
示すように、前述の該枠体3の前記一対の棒状体2及び
2′の間に互いにほぼ平行に配列されており、しかも、
片側の棒状体2に巻き掛けられているr多数本のU字型
のガス分離用中空糸(各中空糸先端に開口部6を有する
)4jからなる「二層状のスダレ状の糸束」と、前記の
各中空糸4が巻き掛けられている「片側の棒状体2」に
相対する反対側に位置するr他の棒状体2′」及び【各
中空糸4の先端部」を含む部分を一体に結束・固着し、
前記各中空糸4の先端を開口させている樹脂板5とから
なっている。
前記の中空糸は、例えば、水蒸気などの透過速度の大き
く、優れたガス分離性能を有する中空糸分離膜であれば
、どのような材料から形成されているものであってもよ
いが、例えば、その材質は芳香族ポリイミド、ポリスル
ホン、ポリアミド、セルロース、シリコン樹脂などを挙
げることかできる。
芳香族ポリイミドからなる非対称性中空糸としては、特
開昭60−150806号公報、特開昭61−1331
06号公報に示されているような方法などで製造された
単一構造(表面に緻密層と内部に多孔質層とからなる単
一非対称性構造)の非対称性中空糸、あるいは、特開平
2−169019号公報、特願平1−70446号明細
書などに記載されている方法などで製造された二層押出
構造(外層か表面の緻密層と内部の多孔質層とからなり
、内層が多孔質層からなる二層押出構造を有する中空糸
である)の非対称性中空糸を好適に挙げることができる
。
前記の単一膜構造の非対称性中空糸は、例えば、ビフェ
ニルテトラカルボン酸二無水物などの芳香族テトラカル
ボン酸成分と、ジアミノジメチルジフェニレンスルホン
、ジアミノジフェニルメタン、4.4°−ジアミノジフ
ェニルエーテルなどの芳香族ジアミン成分とを、略等モ
ル、パラクロルフェノールなどのフェノール系溶媒中で
、重合およびイミド化して、可溶性の芳香族ポリイミド
の溶液を調製し、その溶液を製膜用ドープ液として使用
して、チューブ・イン・オリフィスタイプの紡糸用ノズ
ルから、窒素雰囲気中に中空糸状に押し出し、次いで、
エタノール水溶液からなる凝固液中で凝固させて、非対
称性構造の中空糸とすることにより、好適なガス透過速
度及び選択透過性を有する非対称性中空糸(単一構造)
を製造することかできる。
前記の中空糸は、水蒸気の透過速度(PH20,30°
C)か、I X 10−3〜10 X 10−3crd
/at・sec−cmHg程度であって、水蒸気の透過
速度(PH20)と窒素ガス透過速度(PN2.30’
C)との比(P 1(20/ P N2)で示される選
択透過性(分離度)が500〜10000程度であるこ
とか好ましい。
また、前記の中空糸は、外径が50〜1000μm1特
に80〜500μm程度てあり、厚さが10〜500μ
m1特に20〜200μm程度であって、薄い緻密層(
表面層)と厚い多孔質層(内部層)とか連続して一体と
なっている非対称性構造が形成されている中空糸である
ことが、好適である。
この発明の中空糸束エレメントでは、枠体の一対の棒状
体間に配置されているU字型の中空糸か、ioo〜10
000本、特に500〜5000本程度の本数であるこ
とか好ましい。
この発明の中空糸束エレメントにおいて、樹脂板を形成
している樹脂は、例えば、シリコンゴム、ニトリルゴム
、シリコン系樹脂、エポキシ樹脂、アルリル系樹脂等の
架橋型(加熱硬化型又は常温硬化型)樹脂であればよく
、特にシリコンゴムか最適である。
この発明の中空糸エレメントは、第4図に示すように、
樹脂板5が埋設された中空糸と共に、棒状体2′に沿っ
て、一部切除されていて、その結果、その樹脂板5の前
面には、一部現れている棒状体2′の両側に沿って、各
中空糸4の先端部かそれぞれ開口している開口部6か多
数形成されている。
この発明の製法では、第1図に示すr前述の一対の支持
部材1及び1′ と、一対の棒状体2.及び2° とか
らなる方形の枠体」を使用し、第2図に示すように、該
枠体の一対の棒状体2及び2′の間に、連続した長尺の
ガス分離用中空糸4を、隣同士互いにほぼ平行となり一
定の間隔となるように多数回巻き掛けて、二層のスダレ
状の糸束を形成し、次いで、中空糸4か前記枠体に多数
回巻き掛けられている一方の棒状体2°を含む部分を硬
化性樹脂を注入するための金型内に配置して、該金型内
に硬化性樹脂を充填して、該樹脂を硬化させ、第3図に
示すように、前記棒状体2′ と各中空糸4の巻き掛は
部とを一体に結束・固着している樹脂板5を形成し、最
後に、該樹脂板5及び各中空糸4の一部をナイフ等の切
除用機具によってそれぞれ切除して各中空糸の先端を開
口させて、第4図に示すスダレ状中空糸束エレメントを
製造することができる。
前記の枠体への中空糸の巻き掛けは、例えは、棒状体2
及び2′の間の中央を軸芯として回転する枠体3に、該
枠体3の棒状体2の長手方向に沿って往復しながら供給
される長尺の中空糸4を、巻き掛けて行うことか好まし
い。
この発明の製法において、樹脂板5の形成は、静置され
た金型を用いる硬化成形法、あるいは、金型を高速で回
転させる遠心成形法のいずれで行ってもよい。
この発明の中空糸束エレメントは、各中空糸の開口して
いる開口部6を有する樹脂板5側を、真空ポンプなどの
減圧装置と連結された減圧室の開口部に、充分に密封状
態で接続し設置するために、前記樹脂板5の周囲に適当
なブロックが取りつけられていてもよい。
〔実施例〕
以下、この発明を実施例によってさらに詳しく説明する
。しかし、この発明はそれらの実施例によって限定され
るものではない。
実施例1 第1図に示すようなアルミニウム製の枠体(径4mmの
円柱の一対の棒状体と、−辺1anの四角柱の一対の支
持部材とからなる枠体であり、棒状体の長さが150m
mであり、一対の棒状体の間隔が約180mmである。
)を回転させながら、ビフェニルテトラカルボン酸二無
水物と芳香族シアミンとから得られた芳香族ポリイミド
製の非対称性中空糸(宇部興産■製、宇部ポリイミド分
離膜:Dタイプ)を供給して、1000回巻き付けて、
第2図に示すような二層スダレ状の糸束を形成した。
前記の枠体上に形成された二層スダレ状の糸束を使用し
て、その糸束の枠体の一方の棒状体を固定シール用の金
型枠内に差し込み設置して、−波型のシリコンゴムを金
型内に注入し、25°Cの硬化温度で前記シリコンゴム
を硬化させ、樹脂板を成形し、第3図に示すような形状
の糸束を形成した。
最後に、前記の樹脂板を有する糸束について、ナイフで
樹脂板及び中空糸の一部を切除し、第4図に示すような
各中空糸の先端が開口されたスダレ状中空糸束エレメン
ト(有効膜面積:0.5rrf)を作成した。
この中空糸束エレメントの中空糸束の部分を乾燥容器内
に設置し、一方、その中空糸束エレメントの各中空糸束
の開口部を、真空ポンプと連結している減圧室に接続し
て、乾燥容器内へ湿潤した空気(lrn’、湿度=60
%)を供給してその空気の乾燥を行った結果、0.5時
間で、大気圧露店か−20°Cである乾燥空気が得られ
た。
〔本発明の作用効果〕
この発明のスダレ状中空糸束エレメントは、平面的に配
列されたスダレ状の中空糸束からなっており、処理され
る気体が流れる際に圧損が少ないので、大量の空気を供
給して除湿を行う用途などに好適に使用することができ
る。
また、この発明のスダレ状中空糸束エレメントは、充分
な膜面積を存しているけれどもその構造が極めて簡単で
あり、その製造が極めて容易であり、また、その一方の
側(片側の棒状体側)のみに中空糸の開口部を有するの
で、真空ポンプと連結している減圧室の開口部に接続す
ることが容易である。
【図面の簡単な説明】
第1図は、この発明の中空糸束エレメントの製造に使用
する枠体3の一例を示す斜視図てあり、第2図は、前記
枠体3に中空糸4を巻き掛けた状態を例示する斜視図で
あり、第3図は、中空糸か巻き掛けられた前記枠体3の
一方の棒状体2の部分を樹脂板5で結束・固着させた状
態を例示する斜視図であり、最後に、第4図は、この発
明の中空糸束エレメントの一例を示す斜視図である。 1:支持部材、2:棒状体、3:枠体、4:中空糸、5
二樹脂板、6:中空糸の開口部。 特許出願人  宇部興産株式会社 第1図 第2図 2       3 枠体 第3図 第4図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)一対の支持部材、及び、その一対の支持部材の各
    両端部を互いに連結する一対の棒状体からなる方形の枠
    体と、 該枠体の前記一対の棒状体間に、互いに平行に配列され
    ており、しかも、片側の棒状体に巻き掛けられている多
    数本のU字型のガス分離用中空糸からなる二層状の糸束
    と、 前記の各中空糸が巻き掛けられている片側の棒状体に相
    対する反対側に位置する他の棒状体及び各中空糸の先端
    部を含む部分を一体に固着し、前記各中空糸の先端を開
    口させている樹脂板とからなることを特徴とするスダレ
    状中空糸束エレメント。
  2. (2)一対の支持部材、及び、その一対の支持部材の各
    両端部を互いに連結する一対の棒状体とからなる方形の
    枠体を使用し、 前記枠体の一対の棒状体間に、ガス分離用中空糸を、隣
    同士互いにほぼ平行となるように、多数回巻き掛けて、
    二層のスダレ状の糸束を形成し、次いで、中空糸が前記
    枠体に多数回巻き掛けられている一方の棒状体を含む部
    分を金型内に配置して、該金型内に硬化性樹脂を充填し
    て、該樹脂を硬化させ前記棒状体と中空糸とが一体に固
    着している樹脂板を形成し、最後に、 該樹脂板及び中空糸の一部をそれぞれ切除して各中空糸
    の先端を開口させることを特徴とするスダレ状中空糸束
    エレメントの製法。
JP32095990A 1990-11-27 1990-11-27 スダレ状中空糸束エレメント及びその製法 Pending JPH04193330A (ja)

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