JPH04284834A - 中空糸膜モジュールの製造方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、浄水器等に用いる中空
糸膜モジュールの製造に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、膜面を介した物質交換機能や流体
分離能力を有する中空糸膜モジュールが、医療機器や気
液分離処理用機器など多くの分野において濾過や物質交
換など種々の用途に用いられるようになってきた。特に
、最近の健康管理ブーム等の社会的な背景から家庭用の
浄水器等にも普及するなど広い範囲で利用されている。

【０００３】中空糸膜モジュールの代表的構造としては
、筒状のハウジング内に多数の中空糸膜を収束して収納
し、各中空糸膜の端部を開口状態でハウジングの端部に
樹脂等の固定部材により固定して、各中空糸膜の中空部
のハウジング外部への開口と、ハウジング内の各中空糸
膜の外周壁と接触する領域とを固定部材により仕切った
構造を挙げることができる。

【０００４】中空糸膜のハウジング内への固定形態とし
ては、中空糸膜の両端を開口状態で固定する方法と、中
空糸膜の一端を封止し、他端を開口状態で固定する方法
とがあり、中空糸膜は、直線状、Ｕ字状等の形状に固定
される。

【０００５】一般に、多孔質中空糸濾過膜は、平膜に比
べ膜面積を大きくとることが可能であり、コンパクトな
形状にまとめることができるという利点を有する。これ
を濾過膜として使用する場合には、被処理液を中空糸膜
の外周壁から供給し、膜壁により濾過された液を中空糸
膜の中空部を通して中空部の開口端から取り出すのが一
般的である。

【０００６】従って、濾液の取り出し口となる中空糸膜
の開口端は、上述のように固定部材に固定され、被処理
液の取り入れ面である中空糸膜の外周壁と接触する領域
と隔離される必要がある。

【０００７】ハウジング内への中空糸膜束の固定方法と
しては、所定の長さに切断した中空糸膜の多数をハウジ
ング内に収束してセットし、各中空糸膜の固定すべき端
部の開口を仮固定等の手段によって閉塞させ、そこに固
定部材形成用の液状樹脂を供給、充填し、これを固化さ
せて固定部材を形成し、最後にこの固定部材を所定位置
でハウジングの周壁ごと切断して、中空糸膜の仮固定で
閉塞させた部分を固定部材の切り離し部分とともに取り
去り、残された固定部材の切断端面に各中空糸膜の開口
端を形成する方法がある。

【０００８】この方法において、樹脂固定する前に中空
糸膜の開口端を仮固定等によって閉塞させておくのは、
液状樹脂で中空糸膜を固定する際に液状樹脂が中空糸膜
の開口端から中空部内に侵入することによる目詰りを防
止するためのもので、必須の工程である。

【０００９】しかしながら、この中空糸膜の固定される
側の開口端を閉塞端とする作業は、中空糸膜モジュール
の生産工程を煩雑なものとする一因となっており、また
完全な閉塞がむずかしく、中空糸膜モジュールの量産化
を図る上で解決すべき問題点となっていた。

【００１０】そこで、この問題点の解決方法として、中
空糸膜を綛状に収束し、樹脂固定部材形成領域内に中空
糸膜の連続部分を配置することで、中空糸膜の開口端か
らの液状樹脂の侵入生じさせないように樹脂固定を行う
ことで、上述の閉塞工程を省略する方法が提供されてい
る。

【００１１】一方、ハウジング内への液状樹脂の注入方
法としては、遠心を利用した方法が利用されている。

【００１２】しかしながら、この遠心を利用する方法に
おいては、一つの筒状ハウジングに対して少なくとも一
つの樹脂液溜めをその側方に配置して遠心機内にセット
するため、ハウジングの中空糸膜束端部が固定される閉
鎖端側がセットされる遠心機の部分に、より多くのスペ
ースが要求される。

【００１３】さらに、この方法では、ハウジング内に供
給される液状樹脂の量を、液状樹脂溜め内の液状樹脂の
液面とハウジング端部内の液状樹脂の液面とが最終的に
遠心力の作用方向において同一レベルとなるようにこれ
らを配置することで調整しているため、樹脂固定終了時
に液状樹脂溜め内のみならず、液状樹脂溜めと筒状体端
部とを連通するチューブ内全体にも無駄となる樹脂が残
存固化する。

【００１４】従って、上述の遠心力を利用した中空糸膜
束の樹脂固定方法は、生産効率の向上という点からなお
改善すべき課題を有するものといえる。

【００１５】また、上述の方法では、ハウジングの中空
糸膜束端部が固定される閉鎖端の側面に液状樹脂溜めと
連通するチューブの開口を設け、そこから該閉鎖端内に
液状樹脂が中空糸膜束の側面に向かって供給される。従
って、中空糸膜の筒状体内での均一分散性が乱されて、
均一な中空糸膜の分散状態での樹脂固定が困難となる場
合もあった。

【００１６】以上述べた遠心力を利用する中空糸膜束端
部の樹脂固定方法における問題点を解決するための方法
として、例えば特開平１−２８４３０５号公報には、両
端が開口する筒状ハウジングの一方の開口端にキャップ
を装着して閉鎖端とし、該閉鎖端内に中空糸膜束の固定
すべき端部が位置するように中空糸膜を収束、収納し、
開口端部側から液状樹脂供給用のポット（液状樹脂溜め
）に接続された液状樹脂供給管をハウジングの中心軸に
添って、その先端が閉鎖端内に位置するように挿入し、
その状態で開口端にセットしたポットから液状樹脂を遠
心力を利用して閉鎖端部内へ供給して中空糸膜の樹脂固
定を行う方法が開示されている。

【００１７】この方法によれば、ポットがハウジング開
口端部側にセットされるので、先に述べた樹脂固定方法
のように遠心機内のハウジング側方に液状樹脂溜めのた
めの余分なスペースを取る必要がなくなる。

【００１８】また、ポット内には必要量の液状樹脂が充
填され、その全てがハウジングの閉鎖端部内に供給され
るので、樹脂がポットや液状樹脂供給管内の樹脂固定部
材以外の部分で残存固化して無駄になることもない。

【００１９】しかも、閉鎖端部内の中央に位置する液状
樹脂供給管５の先端から閉鎖部材内壁方向に向けて液状
樹脂が供給されるので、中空糸膜束を構成する各中空糸
膜の均一分散性がみだされることがなく、また、樹脂固
定部材の厚さをほぼ均一なものとすることができる。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】近年の健康管理ブーム
によるきれいな水に対する感心の高まりやグルメブーム
による美味しい水の追及などによる浄水器、特に水道等
の蛇口に直結するタイプの家庭用浄水器等に用いる小型
の中空糸膜モジュールへの需要が急増しており、これに
十分に対応するために中空糸膜モジュール、特に小型中
空糸膜モジュールの生産性を向上させる必要が生じてい
る。

【００２１】しかしながら、例えば、上述の遠心を利用
する樹脂固定方法を採用した従来の中空糸膜モジュール
の製造方法では、液状樹脂のハウジング内への注入時、
および最終的に中空糸膜の開口端を形成する際における
樹脂固定部の切断時に、その都度キャップをハウジング
端部から着脱するという煩雑な操作が必要であるなど、
より高い生産性を得る上でなお不十分であるといえる。

【００２２】本発明は、以上のような従来の中空糸膜モ
ジュールの製造方法における問題に鑑みなされたもので
あり、その目的は、中空糸膜モジュールの生産性の向上
に有効な方法を提供することにある。

【００２３】

【課題を解決するための手段】本発明の中空糸膜モジュ
ールの製造方法は、筒状ハウジング内に中空糸膜束を固
定部材により固定し、該固定部材を該筒状ハウジングの
周壁とともに切断することによる切断端面への前記中空
糸膜束を構成する中空糸膜の開口端の形成過程を含む中
空糸膜モジュールの製造方法において、前記筒状ハウジ
ングが、一方が開口端であり、他方が閉鎖端である一体
成形された筒状を有し、該筒状ハウジングの閉鎖端内に
前記中空糸膜束の固定すべき部分を配置して、前記固定
部材による固定及び切断による中空糸膜の開口端の形成
を行うことを特徴とする。

【００２４】本発明の中空糸膜モジュールの製造方法に
よれば、より簡略化された工程による、コンパクトな状
態での中空糸膜開口端のハウジングへの固定が可能とな
り、生産性良く中空糸膜モジュールを製造できる。

【００２５】以下、図面を参照しつつ本発明について更
に詳細に説明する。

【００２６】図１は、本発明の方法の一例において、固
定部材の切断前の中空糸膜束を固定部材により固定した
状態をハウジングの縦断面として示す図である。

【００２７】本発明に用いる筒状ハウジング１は、中空
糸膜モジュールの本体を構成する部分である開口端を有
する筒状部１ａと、後述の切断工程において切り落とさ
れる閉鎖端形成部１ｂとからなり、一体成形により得ら
れる。

【００２８】筒状ハウジング１の材質としては、中空糸
膜束２を保護し、かつ切断可能なものであれば良く、成
形性や切断時のクラックなどの切断不良部を生じないと
いう観点から、ＡＢＳ樹脂、ＡＳ樹脂、ＰＣ樹脂、ＭＭ
Ａ樹脂等の弾性を有する材質のものが好ましい。

【００２９】なお、図示した例では、閉鎖端形成部１ｂ
の肉厚が筒状部１ａよりも薄く成形されているが、これ
に限定されない。しかしながら、ハウジングの切断性を
考慮した場合、一般に、切断部位（例えばＡ−Ａ線での
切断）にあるハウジングの周壁の厚さは、より薄いほど
良いが、筒状部１ａの厚さを薄くするのに強度等の面か
ら限界がある場合には、閉鎖端形成部１ｂの機能を損な
わない範囲内で、少なくとも切断部位の厚さを薄く成形
すると良い。また、閉鎖端形成部１ｂは切断工程におい
て切り捨てられるので、材料の有効利用という点からは
、切断部位と同様に肉薄で形成すると良い。

【００３０】ハウジング１内へ挿入される中空糸膜２の
種類、形状は特に限定されず、製造する中空糸膜モジュ
ールの所望の機能に応じて選択され、例えば、ポリエチ
レン、ポリビニルアルコール、ポリスルホン、ポリプロ
ピレン等の多孔質中空糸膜などが利用できる。中空糸膜
２の収束形状としては、直線状、Ｕ字状、綛状、連続折
り畳み状等種々の形状とすることができ、その中空糸膜
モジュール内での固定形状に応じて選択される。なお、
先に述べた中空糸膜の開口端の閉塞工程を省略できると
いう点からは、綛状や連続折り畳み状の収束形状を採用
するのが好ましい。図１は、連続する１本の中空糸膜を
綛状に収束した場合を示す。

【００３１】ハウジング１内に中空糸膜２を収束して挿
入した状態で、液状樹脂供給用のポット３に接続された
液状樹脂注入管４をハウジングの中心軸に添って、中空
糸膜２の束の中央に、その先端部が固定部材５の形成領
域内に達するように挿入する。液状樹脂注入管４の管径
は液状樹脂の粘度等を考慮して適宜決めることができる
。また、その管長は、その先端部が固定部材５の切断部
位（Ａ−Ａ線）を超えない範囲内でできるだけ長くする
のが効果的である。

【００３２】ポット３内に固定部材５の形成に必要な量
の液状樹脂等の固定部材形成用の材料を充填した状態で
、これを遠心機にセットし、遠心力を矢印Ｂの方向にか
けることによって、ポット３内の液状樹脂をハウジング
１の閉鎖端５内に注入、固化させることによって固定部
材５を形成する。

【００３３】固定部材５形成用の材料としては、種々の
樹脂組成物などが利用でき、例えばウレタン樹脂、不飽
和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂等
の樹脂固定部材形成用として公知の種々の樹脂が利用で
き、適当な液状組成物としてポット３に充填して用いる
ことができる。

【００３４】次に、形成された固定部材５をＡ−Ａ線に
添って切断して、その切断端面に中空糸膜の開口端を形
成し、中空糸膜モジュールを得ることができる。

【００３５】

【実施例】実施例１ 内径４０ｍｍ、全長１００ｍｍ、筒状部（１ａ）の周壁
厚２ｍｍ、閉鎖端形成部（１ｂ）の長さ１０ｍｍ、厚さ
０．７ｍｍの一体成形された図１に示すような構成のポ
リカーボネート製筒状ハウジングの一方の開口端から、
両端が開口した１本の連続した多孔質ポリエチレン中空
糸膜（長さ９５ｍｍ、外径３８０μｍ、膜厚５５μｍ、
平均孔径０．１μｍ、）を綛状に束ねて、その両開口端
が樹脂固定部に位置するように収納し、ハウジングの開
口端側に更にウレタン樹脂形成用液状組成物（１７ｍｌ
）を充填したポットを、ポットから伸びる液状樹脂供給
管の先端が切断部位の手前に位置するように装着し、中
空糸膜モジュール形成用セットを得た。

【００３６】次に、この中空糸膜モジュール形成用セッ
トを遠心機にセットし、２４０ｒｐｍの回転によって生
じる遠心力をハウジングの開口端側から閉鎖端側方向に
かけて処理した。

【００３７】ハウジングの閉鎖端内に供給された樹脂が
硬化したところで、中空糸膜モジュール形成用セットを
遠心機から取り出し、ポットを液状樹脂供給管との接続
部から取り外し、更に、形成された固定部材に６０〜７
０℃で加熱処理を行った後、室温で２０日間放置してこ
れを完全硬化させた。

【００３８】次に、固定部材５の端面に中空糸膜の開口
端を形成し、かつこれに所定の厚さを与えるために、ハ
ウジングの閉鎖端部の末端から１０ｍｍの位置（閉鎖端
形成部の筒状部との境界に隣接する位置）でハウジング
の軸に垂直な方向に切断し、中空糸膜モジュールを得た
。

【００３９】得られた中空糸膜モジュールは、固定部材
にＵ字状に両端が開口状態で固定された多数の中空糸膜
を有し、良好な濾過性能を有していた。

【００４０】

【発明の効果】本発明の方法によれば、より簡略化され
た工程による、コンパクトな状態での中空糸膜開口端の
ハウジングへの固定が可能となり、生産性良く中空糸膜
モジュールを製造できる。また、本発明の方法は、中空
糸膜束を挿入するハウジングとして、一体成形したもの
を利用するのでハウジングの成形が容易かつ安価となり
、更に中空糸膜モジュール形成時に従来の方法のように
閉鎖端形成用のキャップの着脱操作が不要となるなど、
生産性の向上に極めて有効である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の方法の一例における固定部材の切断前
の中空糸膜束の固定部材による固定状態をハウジングの
縦断面として示す図である。

【符合の説明】

１　　ハウジング １ａ　　筒状部 １ｂ　　閉鎖端形成部 ２　　中空糸膜 ３　　液状樹脂供給用のポット ４　　液状樹脂注入管 ５　　固定部材

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　筒状ハウジング内に中空糸膜束を固定
   部材により固定し、該固定部材を該筒状ハウジングの周
   壁とともに切断することによる切断端面への前記中空糸
   膜束を構成する中空糸膜の開口端の形成過程を含む中空
   糸膜モジュールの製造方法において、前記筒状ハウジン
   グが、一方が開口端であり、他方が閉鎖端である一体成
   形の筒状を有し、該筒状ハウジングの閉鎖端内に前記中
   空糸膜束の固定すべき部分を配置して、前記固定部材に
   よる固定及び切断による中空糸膜の開口端の形成を行う
   ことを特徴とする中空糸膜モジュールの製造方法。