JPH04371219A - 中空糸の集束方法 - Google Patents

中空糸の集束方法

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JPH04371219A
JPH04371219A JP24712391A JP24712391A JPH04371219A JP H04371219 A JPH04371219 A JP H04371219A JP 24712391 A JP24712391 A JP 24712391A JP 24712391 A JP24712391 A JP 24712391A JP H04371219 A JPH04371219 A JP H04371219A
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JP
Japan
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hollow fiber
hollow
hollow fibers
jig
fibers
Prior art date
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Application number
JP24712391A
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English (en)
Inventor
Hidetsugu Iwabuchi
岩渕 英嗣
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Tsukishima Kikai Co Ltd
Original Assignee
Tsukishima Kikai Co 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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、気体及び液体透過分離
に利用される中空糸型分離膜モジュールの製造方法にお
いて、特に高機能分離部を清浄かつ損傷を与えないよう
に保つと共に、中空糸の集束密度をコントロールするこ
とができ、中空糸両端部を高分子材料にてポッティング
するに先立ち中空糸開口端を閉ざすことのできる中空糸
の集束方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】中空糸型分離膜は、膜モジュール当たり
の充填密度を高くすることで表面積を大きくすることに
より小型軽量化がなされ現在に至っている。その製造方
法としてカセ取り法(特公昭44−5526号公報(米
国特許第3492698号明細書)参照)、芯管にトラ
バースしてフィラメントワインディングのごとく巻き付
けモジュールケースに装填し、その両端部を高分子材料
でポッティングしてから中空糸端面を切り出す手法(特
開昭56−87405号公報参照)が一般に知られてい
る。また、モジュール用途は、工業、医療、食品、バイ
オ、その他の分野に広がり、その中での用途技術開発の
多種多様化に伴い、従来の中空糸を高機能化、または、
中空糸表面にコーティング、重合等の表面処理を行い高
機能分離部を形成した中空糸型分離膜等が開発されてい
る。
【0003】しかし、膜モジュール当りの充填密度を高
くすることにより中空糸外側流体の通過圧損が大きくな
り、偏流、成分濃度分極等の問題が発生し高機能分離部
を活かし得るモジュールの集束方法が必要とされていた
。また、膜モジュール製造工程において中空糸を集束し
てモジュールケース内に装填しポッティング用の型を取
り付け、遠心力を利用したポッティング作業、または、
ポッティング用の型内に入れられた高分子材料を浸漬硬
化後中空糸端面を切断する際に発生する中空糸開口端閉
塞を防止するために、中空糸開口端を接着剤塗布、中空
糸自体を溶解(特開昭63−111906号公報参照)
、もしくは、溶解した焼石膏、寒天、ゼラチン、小麦粉
等にて予め閉塞させてからポッティングするか(特公昭
53−43390号公報参照)、または、ポッティング
の際に中空糸開口端をポッティングしてその後所定量ま
でポッティングする2段ポッティング(特公昭56−3
772号公報参照)をして中空糸開口端を確保する対応
が現在までなされてきたが、該中空糸は高機能分離部が
デリケートであるために前記した対応にかかる作業履歴
等、すなわち、中空糸溶解の際の溶剤の影響、焼石膏等
の水分、その他の影響、2回遠心力を与える影響等が高
機能分離部に損傷を与えることにより、これに変わる方
法が必要とされていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】中空糸表面は、膜の機
能を決定するデリケートな条件にあり、従来の中空糸型
分離膜モジュールの製造方法の適用では、本来持ちうる
膜能力を保持し膜表面に過剰な負担を与えないで小型軽
量化されたモジュールを製造することが困難である。枠
に均等に中空糸を巻いたり、故意的に、中空糸の配列を
変えたり、また、不織布、穴の開いたシートを同時に巻
くことで対応できるが、中空糸表面に触れることなく供
給流体の流れの均一性を考慮して必要本数の中空糸を集
束し、負荷、損傷を与えずに、予めポッティングに先立
つ中空糸端面を閉じる方法がなかった。本発明は、それ
らの問題点に対して有用な製造技術を提供するものであ
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明において、使用す
る枠に固定された中空糸は、紡糸時にボビンに巻かれて
いる中空糸を、予め、中空糸が相互に接触しないように
治具に保持し、その状態でコーティング、重合時の表面
処理を行い高機能分離部を形成させたものである。また
は、ボビンに巻き付いている中空糸を連続的に解舒しな
がらコーティングおよび重合等の表面処理を行い高機能
分離部を形成して治具に保持することを前提としている
。また、特に表面処理を行わなくてもデリケートな表面
特性を有する中空糸を治具に保持する場合にも適用する
ことができる。これらの枠に固定した中空糸を集束する
工程において、治具に保持した中空糸を熱可塑性高分子
溶着フィルムと共に積層し加圧加熱することにより、高
分子フィルム製の袋の口を電熱ヒーターで溶着して閉じ
るヒートシール方式と同様の方式で溶着固定する。その
後、治具に保持してある中空糸を切り離し、枠を取り除
く。同作業を繰り返すことにより積層集束する。また、
連続した熱可塑性高分子溶着フィルム間に挟み加圧加熱
して溶着後、中空糸を治具から切り離し、多数の穴が開
いた中空管に巻き付けて集束する方法をとることもでき
る。上記の集束方法において、中空糸外側の供給流体に
対しての偏流、成分濃度分極を防止するために、熱可塑
性高分子溶着フィルムの種類、厚さ、加圧加熱条件等を
変えることにより、モジュールの形状や、集束密度を自
由に変えることが可能である。
【0006】
【作用】中空糸型分離膜モジュール製造時に中空糸のデ
リケートな高機能分離部に触れることなく、充填密度を
整然とコントロールして集束できることにより、膜本来
の機能を有したままモジュールが製造できると共に、清
浄な状態に保ち、各モジュール性能が一定のものが常に
得られ、製品の信頼性が一段と向上する。
【0007】
【実施例】以下、本発明の実施例を図1ないし図7を参
照して説明する。本発明の中空糸の集束方法は、中空糸
型分離膜モジュール製造工程において、中空糸を複数本
集束する際、予め治具に保持固定されている中空糸を熱
可塑性高分子溶着フィルムと共に積層し両端を加熱溶着
固定させた後、治具から切り離す手段、予め治具に保持
固定されている中空糸を連続した熱可塑性高分子溶着フ
ィルム間に挟み両端を加熱溶着固定させた後、治具から
切り離し、多数の穴が開いたパイプに巻き付けて集束す
る手段又は予め治具に保持固定されている中空糸を連続
した熱可塑性高分子溶着フィルム間に挟み両端を加熱溶
着固定させた後、治具から切り離し、多数の穴が開いた
パイプに巻き付けて集束する際、中空糸に対しての気体
、液体などの供給物を均一に分散させるための不織布、
穴の開いたシート等を同時に巻き付ける手段を採用し、
中空糸高機能分離部に触れることなく損傷を最小限に押
え、中空糸の集束密度をコントロールすると同時に、遠
心ポッティング時に発生する中空糸開口端閉塞防止対策
が事前にできることを特徴とするものである。
【0008】図1は、枠状の治具2に中空糸1が巻き付
けてある実施例を示し、中空糸、枠状治具巻き取り状態
図であり、中空糸1は治具の表裏に巻き付けてある。図
2ないし図4は、他の形状の治具2に中空糸1がすだれ
状に固定してある他の実施例を示す。図2は、中空糸1
が治具2間に挟まれすだれ状に保持されている1列の中
空糸を示す状態図である。図3は、中空糸1をひっかけ
るためのピン15をもった治具2に中空糸1が保持され
ている1列の中空糸を示す状態図である。図4は、中空
糸1を治具2に粘着テープ16にて保持している1列の
中空糸の状態図である。図5は、熱可塑性高分子溶着フ
ィルム8と共に中空糸1aを加圧、加熱、溶着固定によ
り積層する原理および実施例を示す。図5中、中空糸1
aは、これから溶着固定されるものを示し、中空糸1b
は溶着固定されたものを示す。図6は、熱可塑性高分子
下部溶着フィルム13と熱可塑性高分子上部溶着フィル
ム14間に中空糸1aを挟み加圧、加熱溶着固定した後
巻取る実施例を示し、中空糸連続加圧加熱溶着巻き取り
状態図である。図6中、中空糸1aはこれから溶着固定
されるものを示し、中空糸1bは溶着後のものを示す。 図7は、熱可塑性高分子下部溶着フィルム13と熱可塑
性高分子上部溶着フィルム14間に中空糸1aを挟み加
圧、加熱溶着固定した後、不織布、穴の開いたシート等
12を同時に巻き取る実施例を示し、中空糸連続加圧加
熱溶着後不織布同時巻き取り状態図である。図6および
図7中、符号17は熱可塑性高分子溶着フィルムを巻い
たドラムである。
【0009】図1においては、紡糸時にボビンに巻かれ
ている中空糸を、解舒しながら中空糸1が相互に接触し
ないよう枠状の治具2を回転させて巻き付け保持するも
のであり、図2ないし図4においても中空糸1が相互に
接触しないように治具2に固定し保持するものである。 この状態にて中空糸表面にコーティング、重合等の表面
処理を実施し高機能分離部を形成する。また、特に表面
処理を行わなくてもデリケートな表面特性を有する中空
糸についても図1ないし図4のように、治具に巻き付け
るものである。この結果、後述する中空糸型分離膜モジ
ュール製造のための中空糸集束時に、中空糸高機能分離
部に触れることなく、また、モジュール内の中空糸配列
及び中空糸の充填密度を整然とコントロールすることが
できる。
【0010】図5は、前記した図1ないし図4に示され
るように各治具2に固定されている中空糸1を熱可塑性
高分子溶着フィルム8と共に加圧、加熱、溶着固定によ
り積層する原理および実施例を示すが、モジュール型台
10に熱可塑性高分子材料でできた溶着ベース3が固定
されておりこの上に各治具2に保持された後コーティン
グ、重合等の高機能分離部を形成させた中空糸1aまた
はデリケートな表面特性を有する中空糸1aを乗せ、そ
の上から熱可塑性高分子材料でできた溶着フィルム8を
、溶着ベース3と同じ位置に来るように配置する、そし
て、さらに、その上から、板状電熱線4と溶着の均一性
と板状電熱線4の保護を目的とした耐熱性シリコンゴム
6および熱可塑性高分子材料でできた溶着フィルム8を
板状電熱線4で溶かす際に焦げ付きを防止するのを目的
としたガラスクロスシート5を有する加圧加熱溶着機ベ
ース7にて加圧した後、板状電熱線4に一定時間の電流
電圧をかけて板状電熱線4を加熱し溶着フィルム8を溶
かした後、加圧したまま一定の冷却時間が経過した後加
圧加熱溶着機ベース7を上昇させ、その後、治具2から
中空糸1bを切り離し、同作業を繰り返すことにより中
空糸の高機能分離部に触れることなくモジュールに必要
とされている中空糸本数を積層することができる。また
、中空糸を積層する際に中空糸も加圧加熱溶着するので
、中空糸モジュールをポッティングする際の中空糸端面
閉塞防止が同時にできる。図5中において、符号1cは
数段溶着固定された積層状態の中空糸を、9は数段溶着
固定された積層状態の溶着フィルムを、11は中空糸が
積層された後に前記した各治具から切り離された中空糸
切断端面をそれぞれ示す。
【0011】図6は、図5にて説明した中空糸の加圧加
熱溶着の実施例の原理を応用し、連続した熱可塑性高分
子下部溶着フィルム13を溶着ベース(図5中の溶着ベ
ース3に相当)とし、その上に各治具2に保持されてい
る中空糸1aを乗せ下部溶着ベースとしての下部溶着フ
ィルム13と同じ位置に来るように配置した熱可塑性高
分子上部溶着フィルム14のさらに上から図5中の溶着
機ベース7と同じ機能をもつ加圧加熱溶着機ベースにて
加圧加熱溶着した後各治具2から中空糸1bを切り離し
、同作業を繰り返すと共に多数の穴が開いたパイプに巻
き付け符号18にて示すような中空集合体とし、中空糸
の高機能分離部に触れることなく集束することができる
。図7は、図6と同じ加圧加熱溶着及び集束をする際に
、不織布、穴の開いたシート等12を巻き付けることに
より、中空糸に対しての供給物(気体、液体等)が、均
一に分散するようにする目的のものを同時に集束するこ
とができる。また、図5ないし図7において熱可塑性高
分子材料でできた溶着フィルム8、13、14の種類、
厚さおよび加圧加熱溶着機の条件等を変えることにより
、モジュールの形状や集束密度を変えることができる。
【0012】
【発明の効果】以上のごとく、本発明によれば、中空糸
の高機能分離部に触れることなく、モジュールに必要な
本数の中空糸を集束できると共に、中空糸密度、中空糸
配列、ポッティングに先立つ端面処理を行なえ、デリケ
ートな膜表面を傷めることなく膜本来の機能を有したま
まモジュールが製造できることで、常に性能が一定のも
のが得られるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】中空糸枠状治具巻き取り状態図である。
【図2】中空糸枠状治具巻き取り状態図である。
【図3】中空糸枠状治具巻き取り状態図である。
【図4】中空糸枠状治具巻き取り状態図である。
【図5】中空糸加圧、加熱、溶着固定による集束方法の
原理図である。
【図6】中空糸連続加圧、加熱、溶着巻き取り状態図で
ある。
【図7】中空糸連続加圧、加熱、溶着後不織布同時巻き
取り状態図である。
【符号の説明】
1  中空糸 1a  これから溶着固定される中空糸1b  溶着固
定された中空糸 1c  積層状態の中空糸 2    枠状治具 3  溶着ベース 4  板状電熱線 5  ガラスクロスシート 6  耐熱性シリコンゴム 7  加圧加熱溶着機ベース 8  熱可塑性高分子溶着フィルム 9  溶着固定された積層状態熱可塑性高分子溶着フィ
ルム 10  モジュール型台 11  積層中空糸切断端面 12  不織布、穴の開いたシート等 13  熱可塑性高分子下部溶着フィルム14  熱可
塑性高分子上部溶着フィルム15  ピン 16  粘着テープ 17  ドラム 18  中空糸集束体

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  中空糸型分離膜モジュール製造工程に
    おいて、中空糸を複数本集束する際、予め治具に保持固
    定されている中空糸を熱可塑性高分子溶着フィルムと共
    に積層し両端を加熱溶着固定させた後、治具から切り離
    し、中空糸高機能分離部に触れることなく損傷を最小限
    に押え、中空糸の集束密度をコントロールすると同時に
    、遠心ポッティング時に発生する中空糸開口端閉塞防止
    対策が事前にできることを特徴とする中空糸の集束方法
  2. 【請求項2】  中空糸型分離膜モジュール製造工程に
    おいて、中空糸を複数本集束する際、予め治具に保持固
    定されている中空糸を連続した熱可塑性高分子溶着フィ
    ルム間に挟み両端を加熱溶着固定させた後、治具から切
    り離し、多数の穴が開いたパイプに巻き付けて集束し、
    中空糸高機能分離部に触れることなく損傷を最小限に押
    え、中空糸の集束密度をコントロールすると同時に、遠
    心ポッティング時に発生する中空糸開口端閉塞防止対策
    が事前にできることを特徴とする中空糸の集束方法。
  3. 【請求項3】  中空糸型分離膜モジュール製造工程に
    おいて、中空糸を複数本集束する際、予め治具に保持固
    定されている中空糸を連続した熱可塑性高分子溶着フィ
    ルム間に挟み両端を加熱溶着固定させた後、治具から切
    り離し、多数の穴が開いたパイプに巻き付けて集束する
    際、中空糸に対しての気体、液体などの供給物を均一に
    分散させるための不織布、穴の開いたシート等を同時に
    巻き付け、中空糸高機能分離部に触れることなく損傷を
    最小限に押え、中空糸の集束密度をコントロールすると
    同時に、遠心ポッティング時に発生する中空糸開口端閉
    塞防止対策が事前にできることを特徴とする中空糸の集
    束方法。
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