JPH05214608A

JPH05214608A - 中空糸巻体を製造する方法

Info

Publication number: JPH05214608A
Application number: JP4236685A
Authority: JP
Inventors: Claus Schneider; シュナイダークラウス; Rudolf Wollbeck; ヴォルベックルードルフ; Thomas Zang; ツァントーマス
Original assignee: Akzo NV
Current assignee: Akzo NV
Priority date: 1991-09-04
Filing date: 1992-09-04
Publication date: 1993-08-24
Also published as: US5261981A; EP0530670A1; DE4129400A1

Abstract

(57)【要約】【目的】各処理に好都合な中空糸の割合を有し、所定
使用ケースに最適の毛管長さを備え、中空糸を取囲む中
間スペースが一様に分割された巻体を製造する方法を提
供する。【構成】ボディ４上に巻付けられるワインディングが
ボディ４の縦軸線と一定の角度をなすようにし、ボディ
４の回転速度と糸案内装置のあや振り速度とを互いに調
節して、ボディ４の端部分６，７間の層当り複数の並置
第１ワインディング２が形成されるようにし、これらの
ワインディング２の形成後、前記双方の速度を変化させ
て、第２ワインディング３を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、中空糸モジュール製造
用の中空糸巻体を製造する方法、それも、少なくとも１
本の中空糸が、あや振り運動を行なう糸案内装置を介し
て、円筒形、管形、多面形、その他類似形状のいずれか
の形状のボディにワインディングの形式で複数の層に巻
付けられ、しかも、そのさい糸案内装置が、実質的にボ
ディ縦軸線と平行に往復運動を行ない、他方で、ボディ
がその縦軸線を中心として回転する結果、ワインディン
グがボディ縦軸線と或る角度をなす形式のものに関す
る。

【０００２】

【公知の技術】少なくとも１本の中空糸を、いわゆるあ
や巻きボビンに巻付ける方法は自体公知である。この公
知の方法の場合、ボディ、たとえばスリーブ、芯管、芯
その他のいずれかの回転数が、糸案内装置の個々の行程
の間に変化することがなく、また糸案内装置のあや振り
速度も変化することがない。したがって、この公知方法
の場合、１行程当り常に１層だけ中空糸が造出される。
言いかえると、糸案内装置が反対方向へ向きを変えたあ
とは、常に次の層が形成される。この方法により製造さ
れた中空糸巻体は、したがって、望ましい中空糸パック
密度を有していない。加えて、この中空糸巻体では、中
空糸を取囲む中間スペースの分割が不均一である。この
中間スペースは、中空糸がしばしば毛管とも呼ばれるこ
とから、毛管外スペースとも呼ばれる。この公知の中空
糸巻体の場合、この毛管外スペースが、きわめて様々の
大きさの、中空糸間の中間スペースに分割されており、
これにより、望ましくない通路（流れ通路）が形成さ
れ、また一定規模で短路も生じることがある。更に別の
欠点としては、中空糸の長さが中空糸巻体長さの何倍に
もなり、その結果、中空糸内部（管腔）に高い圧力損が
生じることが挙げられる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明の根底をなす課
題は、この種の方法を更に発展させて、それぞれの処理
にとって予定可能の好都合な、中空糸の割合（パック密
度又はモジュール充填度）を有し、かつまた予定されて
いる使用目的に最適の毛管長さを有し、更には中空糸を
取囲む、中間スペースが一様に分割されている巻体を製
造できる方法を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】この課題は、次のように
することにより解決された。すなわち、巻体が形成され
るボディの回転速度（回転数）と糸案内装置のあや振り
速度とを相互に調節することによって、ボディの双方の
端部分の間には１層当り、予め定め得る数の並列的な第
１ワインディングが形成され、これらのワインディング
が、ボディの縦軸線と角度α₁を形成するようにし、更
に、互いに同一の層の、互いに隣接する複数の第１ワイ
ンディングが実質的に互いに平行に、互いに僅かの側方
間隔をおいて位置しており、上下に重なる層の隣接する
第１ワインディングが互いに２・α₁の交差角度で配置
され、更にまた、第１のワインディングがそれぞれ形成
されたのち、一時的にボディの回転速度（回転数）の加
速及び又は糸案内装置のあや振り速度の減速、場合によ
っては停止までも実施して、それぞれ第２のワインディ
ングをボディの第１又は第２の端部分に形成し、この第
２のワインディングがボディの縦軸線とα₂の角度をな
し、この角度α₂が角度α₁より大となるようにするので
ある。

【０００５】この方法は、巻付けられてボビンにされる
中空糸に用いられるが、紡出したばかりの中空糸にも用
いることができる。後の場合には、他の場合には通例実
施される中空糸の巻付けが、本発明の方法に替えられ
る。

【０００６】単一の中空糸の代りに、同時に複数の、例
えば５〜１０もしくはそれ以上の中空糸を１台又はそれ
以上の糸案内装置を用いて巻上げ、１つの中空糸巻体を
得ることもできる。２本以上の中空糸が１台の糸案内装
置で供給される場合は、有利には、例えばくし形の糸案
内を用いて中空糸を互いに平行に、僅かの側方間隔をお
いて保持するようにし、そのような配置でボディに巻上
げられるようにする。

【０００７】円筒形、管形、多面体形、その他類似の形
のいずれかの形を有するボディとは、たとえばモジュー
ルの芯、又は、場合により有孔の芯管、それも当初は巻
付けられない状態で、次いで既に予め部分的に巻付けら
れた状態の芯又は芯管、要するに既に予め形成された中
空糸巻体を有する芯又は芯管を意味している。また、多
面体とは、実質的に規則的な柱状体、要するに、横断面
が規則的な多角形をなすボディを意味している。

【０００８】当初、巻付けられていないボディは、プラ
スチック、金属、たとえば鋼又はその他の適当な材料で
造ることができる。その場合、材料の選択時には、場合
により、巻付けられるボディの再処理又は再使用の希望
を考慮に入れる必要がある。当初巻付けられていないボ
ディは、いくつかの開口又は多孔にしておき、それらが
中空糸の外部を取囲んで流れる流体の供給排出用通路と
して役立つようにすることができる。本発明の方法によ
れば、１００〜３００ｍｍ、又はそれ以上の外径と、５
００〜１５００ｍｍ、又はそれ以上の長さを有するボデ
ィに直ちに巻付けを行なうことができる。

【０００９】本発明の方法によれば、たとえば、第１層
の第１ワインディングと第２層の第１ワインディングと
を交替に形成することができる。この作業は次のように
行なう。すなわち、第１層の第１ワインディングを形成
したのち、被巻付けボディの第１の端部分に第２ワイン
ディングを形成し、続いて第２層の第１ワインディング
を形成する。次に、ボディの第２の端部分に第２ワイン
ディングを形成したのち、再び第１層の第１ワインディ
ングを形成する。この第１ワインディングは、前に形成
された第１層の第１ワインディングの直ぐ隣りに位置す
るようにする。続いて、再び、ボディの第１端部分に第
２ワインディングを巻付け、前述の過程を継続する。

【００１０】中空糸巻体の第１ワインディングは、中空
糸の、実質的に有効な部分であるのに対して、第２ワイ
ンディングは、あとで、たとえば注型コンパウンド内に
埋込まれれば、熱伝達ないし材料移動に関与せず、した
がって中空糸の無効部分を形成する。

【００１１】本発明の構成によれば、被巻取りボディの
回転速度と、糸案内装置のあや振り速度とは互いに調節
されて、中空糸第１ワインディングと被巻取りボディの
縦軸線との角度α₁が０°〜４５°となり、中空糸第２
ワインディングと被巻取りボディ縦軸線との角度α₂が
４５°〜９０°となるようにされている。このことは、
しかし、角度α₁が小さい場合には角度α₂も小さい角度
にされ、角度α₁が大きい場合には角度α₂も大きい角度
にされるということではない。被巻取りボディの回転角
度と糸案内装置のあや振り速度とを互いに調節して、角
度α₁をたとえば５°とし、角度α₂を８５°〜９０°と
することも、場合によっては大変有利である。

【００１２】中空糸第１ワインディング形成中、及び又
は中空糸第２ワインディング形成中の糸案内装置のあや
振り速度は、巻上げ過程中に次のような種々の希望に応
じて徐々に、もしくは段階的に、もしくは短時間の間、
変化させることもできる。たとえば、いわゆる精密ワイ
ンディング、粗ワインディング、その他の種類のワイン
ディングのいずれかが望まれたり、被巻取りボディ回転
速度と糸案内装置のあや振り速度との比を意図的に乱し
て、中空糸巻体に望ましくないパターン形成を防止しよ
うとする場合である。巻取り表面又は巻体端面に生じる
その種の望ましくないパターンは、ミラーとも呼ばれ、
意図的な対応措置はミラー妨害とも呼ばれる。

【００１３】被巻取りボディの比較的短い端部分に材料
が厚く堆積するのを防止する、つまり中空糸第２ワイン
ディングが多く重なり過ぎるのを防止するために、本発
明の別の構成によれば、糸案内装置の道程、すなわち行
程長さを、各行程、各往復行程、その他所定のプログラ
ムのいずれかの後に、僅かに双方の側へ拡大し、そうす
ることによって、中空糸第２ワインディングを上下にも
横方向にも密に並置されるようにするのである。そのさ
い、巻付けは、次のように行なわれる。すなわち、それ
ぞれ予め或る個所に置かれた中空糸第２ワインディング
に、次の第２ワインディングが重ねられ、始めのワイン
ディングがその個所に固定される。平行に延びる外側輪
郭を有するワインディングが端部分にも形成されている
中空糸巻体を前記動作形式で得るためには、被巻取りボ
ディが、端部へ向かって先細となる横断面を有する端部
分、要するにボディ端部へ向かって横断面が小さくなる
端部分、言い換えると、たとえば円錐形又は円錐台形に
構成された端部分を備えるようにすることができる。被
巻取りボディの端部分は、場合によっては一部の区域だ
けでも、つまり端部分の全長より短い長さだけ、前記形
状を有することができる。

【００１４】当初未だ巻付けられていないボディに中空
糸ワインディングを付着させるには、接着剤、接着テー
プその他類似物を用いることができる。このことは、特
に被巻付けボディ端部分の、第１ワインディングが第２
ワインディングへ、又は第２ワインディングが第１ワイ
ンディングへ移行する個所、つまり角度αが急に変化す
る個所に妥当する。中空糸巻体にそれぞれ最後に巻付け
られるワインディングを、特に第１ワインディングから
第２ワインディングへの、ないしは第２ワインディング
から第１ワインディングへの移行個所に、より確実に付
着させるためには、接着剤、反応形樹脂、熱もしくは超
音波により生ぜしめられる溶接点その他のいずれかが利
用できる。それによって中空糸ワインディングが接触点
（交差点）で互いに結合される。

【００１５】この方法は、次のように実施される。すな
わち、被巻付けボディの回転方向が、全巻取り過程の
間、つまり中空糸巻体が完成するまで維持されるように
する。言いかえると、どの時点にも回転方向の逆転は行
なわれないようにする。

【００１６】本発明により製造された中空糸巻体から
は、どのような中空糸が用いられているかに応じて、熱
伝達及び又は物質移動のための中空糸モジュールが製造
される。熱伝達のためには、通例、無孔性の流体不透過
壁を有する中空糸が用いられ、物質移動用には、多孔性
で微細孔を有し半透過性で選択的に透過可能な、要する
にダイアフラム特性を有する壁又は類似物を有する中空
糸が用いられる。

【００１７】本発明により製造された中空糸巻体からの
中空糸モジュール製作は、公知の形式で次のようにして
行なわれる。すなわち、中空糸巻体の端部分を形成する
中空糸端区域、すなわち実質的には第２ワインディング
が、硬化可能の注型コンパウンドに埋込まれるように
し、この注型コンパウンドが硬化させられ、次いで、こ
のように中空糸巻体の各端部で形成される注型コンパウ
ンド体の一部が部分的に取除かれて、中空糸の内部中空
スペース（空洞）が開通せしめられる。しかしまた、中
空糸を中空糸巻体の一方の端部のところでだけ開放させ
るか、一方の端部のところだけ埋込むようにすることも
できる。このようにして、もしくは別の形式で製造され
た中空糸モジュールは、次いで公知の形式で必要なシー
ルとともに相応の寸法のケーシング内へ組付けることが
できる。これらのケーシングは、熱伝達ないし物質移動
用に備えられているガス状、蒸気状、液状のいずれかの
物質又はこれらすべての物質（流体）の供給と排出それ
ぞれのための接続部を有している。この種の用具は公知
であり、したがって、ここではこれ以上詳述はしない。

【００１８】本発明の方法が特に適しているのは、ガス
分離用の中空糸モジュール製造に用いられる中空糸巻体
の製造である。ガス分離に適した中空糸は、たとえば２
００〜３００μｍの外径を有しており、乾式又は湿式紡
糸法により紡出されてから、引続きコーティング処理を
施される。中空糸の製造、コーティング、中空糸巻体の
製造それぞれの速度を互いに調節することにより、これ
ら３つの処理段階を中断なしに順次に実施することがで
きる。すなわち、中空糸巻体の製造は、紡出直後にコー
ティングを施されたばかりの中空糸により行なわれ、そ
のさい５〜４０ｍ／ｍｉｎの製造・加工速度が難なく達
成される。

【００１９】本発明の方法の更に別の構成によれば、中
空糸巻体製造の間に、少なくとも１度、被巻付けボディ
の少なくとも３６０°回転中に、中空糸巻体縦方向に一
方の端部分から他方の端部分直前まで延びる１枚のフォ
イル又は類似品が供給され、このフォイル又は類似物
が、既に前もって形成された中空糸巻体を前記の区域で
少なくとも３６０°にわたって包囲するようにされる。
この作業は、たとえば、巻取られる中空糸長さの半分が
中空糸巻体にされた場合、又は予定されている中空糸層
全体の半分が、つまり中空糸巻体の予定厚の、半径方向
に測定して半分に達したときに、行なわれるようにする
ことができる。これは、１枚以上のフォイルが前記の形
式で供給される場合にも準用される。中空糸巻体内の少
なくとも１枚のこのフォイル中間層は、後に中空糸の端
区域を硬化可能の注型コンパウンド内へ埋込むさいに、
中空糸巻体の一方の側に一緒に埋込むことができる。こ
れにより、中空糸を包囲するスペースの小区分が行なわ
れ、中空糸の周囲を流れる流体の供給及び排出用の開口
が相応に配置されている場合には、案内板状のものが形
成される。この流体は、まず、この案内板状のものを介
して縦方向に中空糸層の一部のところを通過し、次いで
変向され、逆方向に他方の中空糸層を通過し案内され
る。

【００２０】本発明による方法のこの構成の場合、フォ
イル供給後に、前とは異なる種類の中空糸、たとえば別
の分離特性、別の分離効率、その他の類似特性のいずれ
かを有する中空糸を供給することもできる。

【００２１】被巻付けボディに巻付けられる間に、たと
えば反応形樹脂又は接着剤の塗布によって、中空糸巻体
の全長にわたって分配される環状の部材が形成される。
これらの部材は、半径方向で中空糸巻体全厚にわたって
は延びておらず、のちに中空糸の周囲を流れる流体の変
向部材（変向板）として役立つ。これによって、中空糸
を通過する流体に対して、等方向流又は逆方向流が得ら
れる。

【００２２】前述のことと類似の形式で、中空糸巻体の
端部分の埋込みを巻付け過程の間に埋込み用コンパウン
ドを塗布することにより実施することもできる。

【００２３】加えて、中空糸巻体製造の間、第１のワイ
ンディングが被巻付けボディの縦軸線となす角度α
₁が、連続的に、又は段階的に、又は１回のみ変化させ
ることができるので、中空糸巻体内で異なる充填度が、
要するに異なる中空糸密度が達成される。同じように、
巻付け過程中に角度α₂を変更するのが有利である。完
成した中空糸巻体又はそれから製造される中空糸モジュ
ールは、フォイル又は密接する管により包囲され、望ま
しくない無効流が通路形成により防止される。同じよう
に、既述の通り中空糸モジュールが組付けられるケーシ
ングの外とうは、中空糸モジュールを密に包囲するよう
に寸法づけられている。中空糸モジュールの保護のた
め、モジュールは保護格子又は保護管をかぶせておくこ
とができる。この保護管は、中空糸の周囲を流れる流体
用出入口を有している。

【００２４】中空糸の周囲に、中空糸モジュールの半径
方向で、つまり中空糸縦軸線に対し実質的に直角方向に
流れを生じさせるには、被巻付けボディとして、穴を開
けた、もしくは多孔性で流体透過性の芯管を用いる。こ
れに対し、中空糸モジュールの中空糸の周囲に縦方向の
流れを生じさせようと思えば、被巻付けボディとして中
実の芯又は流体不透過性の壁部を有する芯管その他類似
物を用いる。これらのすべての手段及び相応の装置内で
のそれらの手段の作用形式は、自体公知であり、したが
って、ここでは詳述はしない。

【００２５】本発明により製造された中空糸巻体から造
られるモジュールをガスの分離に使用するさい、中空糸
の周囲に分離対象となるガス混合物、たとえば空気は、
縦方向に、しかも中空糸内を貫流する分離されたガス
（混合物）と反対の方向に流れるようにするのが有利で
ある。その場合、既述のように中空糸は、一方の側だけ
開いておく必要がある。そのさい、開かれていない他方
の端区域も、中空糸モジュールの他端に埋込んでおくこ
とで、安定的な、限界寸法内の中空糸モジュールを得る
ことができる。中空糸の形状は、その場合、Ｕ字形ない
しヘアピン形に比すことができる。

【００２６】

【実施例】以下では図面につき本発明を説明する。

【００２７】図１に示した本発明の方法の実施例の場
合、順次、中空糸巻体の４つの第１中空糸ワインディン
グ２ａ〜２ｄが形成され、次いで、順次別の第１ワイン
ディング２が形成される。このワインディング２は、前
に形成された隣接の第１ワインディング２ａ〜２ｄと実
質的に平行に、かつそれらから僅かの側方間隔をおいて
形成される。中空糸１は、被巻付けボディ４の第１端部
分６の点Ａのところから始まり、ボディ４がその縦軸線
５を中心として９０°にわたり矢印９で示した回転方向
に回転する間に、図示されていないあや振り糸案内装置
により、ボディ４の第２端部分の点Ｂのところへ移され
る。それにより第１ワインディング２ａが形成され、こ
の第１ワインディング２ａは、ボディ４の縦軸線５と角
度α₁をなしている。そのあとでボディ４の回転速度
（回転数）が高められ、他方、図示されていない糸案内
装置のあや振り速度は、ボディ４が約３６０°だけ回転
した後、中空糸１が再び点Ｂに達するまで、ゼロに落さ
れる。このようにして、第３の中空糸ワインディング３
ａが形成される。点Ｂに達したのち、ボディ４の回転速
度は、再び減速され、糸案内装置は、ボディ４の第２端
部分７から第１端部分６へ戻され、中空糸１は、ボディ
４が約９０°回転したのち、点Ｃに達する。これにより
次の第１ワインディング２ｂが形成される。そのさい、
第１中空糸ワインディング２ｂの回転方向は、第１ワイ
ンディング２ａとは反対の方向である。そのあとで、ボ
ディ４の回転数が、約３６０°回転する間に再び高めら
れ、糸案内装置のあや振り速度は、中空糸１が再び第１
端部分６の点Ｃに達するまで、ゼロに落され、別の第２
ワインディング３ｂが形成される。この第２ワインディ
ングはボディ４の縦軸線５と角度α₂をなしており、こ
の角度α₂は、この場合はほぼ９０°であり、角度α₁よ
りも大である。ボディ４が９０°回転し、中空糸１が点
Ｃから点Ｄへ至ることでワインディング２ｃが形成され
る。中空糸１が点Ｄに達したのち、ボディ４の回転数は
再び高められ、ボディ４が約３６０°回転する間に糸案
内装置は停止してワインディング３ｃが形成される。第
１ワインディング２ｃと第１ワインディング２ａの回転
方向は等しい。ボディ４が９０°回転し、糸案内装置が
端部分７から端部分６へあや振り動作を行なう間に、中
空糸は点Ｄから点Ａへ達し、ワインディング２ｄが形成
される。点Ａへ到達後、糸案内装置は再び停止し、ボデ
ィ４の第１端部分６上の一点に達するまで、ボディ４は
回転数が高められ、たとえば約３５９°又は３６１°回
転する。この第１端部分６上の一点は、図１では図示の
ように出発点Ａから僅かに左か、又は右に位置してい
る。この後で、前述の方法過程が新たに開始される結
果、このあとで形成されるすべての第１ワインディング
２は、前に形成されているそれぞれ直接に隣接する第１
ワインディング２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄと、実質的に平
行かつそれらから僅かの側方間隔をおいて位置してい
る。この過程が、このように形成された中空糸巻体の所
望厚に達するまで反復される。中空糸巻体には、内側か
ら外側へ向かって見て次の各層が形成される。すなわ
ち、中空糸の第１ワインディング２ａから成る第１の
層、第１ワインディング２ａと２・α₁の交差角度をな
す第１ワインディング２ｂから成る第２層、第１ワイン
ディング２ｂと２・α₁の交差角度をなす第１ワイディ
ング２ｃにより形成される第３層、第１ワインディング
２ｃと同じく交差角度２・α₁をなす第１ワインディン
グ２ｄにより形成される第４層である。更に続いて、再
び第１ワインディング２ａから成る層以下が反復され
る。

【００２８】以上説明した処理過程の場合、被巻付けボ
ディ４は、別の第１ワインディング２ａが形成されるま
でに、その縦軸線５を中心として３×３６０°より幾分
大きい角度だけ回転する。つまり、第１ワインディング
２ａ〜２ｄを形成する間にそれぞれ約９０°、したがっ
て合計約９０°の４倍、更に第２ワインディング３ａ〜
３ｄを形成する間にそれぞれ約３６０°、したがって合
計約３６０°の５倍だけ回転する。そのさい、第２ワイ
ンディング３ｄの形成時ボディ４の最後の回転は、３６
０°より僅かに大きく、もしくは小さく、たとえば３６
１°もしくは３５９°だけ行なわれる。これは、既述の
ように、後に続くすべての第１ワインディング２が、前
に形成されているそれぞれ隣接する第１ワインディング
から僅かの側方間隔をおいてボディ４上に位置せしめる
ためである。

【００２９】もちろん、本発明の方法は別様に構成する
ことも可能である。その場合は、第１ワインディング２
の形成時に糸案内装置のあや振り速度と、ボディ４の回
転速度（回転数）とを別様に同調させ、ボディ４の端部
分６ないし７に第２ワインディング３の形成時の、ボデ
ィ４の回転持続時間、及び又は糸案内装置の、減速され
たあや振り速度でのあや振り持続時間を変更し、層数も
変化させ、角度α₁及び又はα₂をも別の値にする、等々
のことを実施する。

【００３０】ボディ４を、そのつど３６０°（３６１°
ないし３５９°）回転させる代りに、１８０°（１８１
°ないし１７９°）だけ回転させるようにすることで、
同じように、すなわち同じ順序のステップで中空糸巻体
を製造できる。この変化形の場合、中空糸材料の消費量
は、より少ない。これは、端部分６，７に巻付けられる
材料が、より少ないからである。しかし、この場合、端
部分のところには約１８０°の第２ワインディングが端
部分のところに一時的又は永続的に、たとえば機械式な
止め手段、接着剤などによって固定して、滑落を防止せ
ねばならない。

【００３１】図２は、酸素に富むガス混合物や窒素に富
むガス混合物内へ空気を分離する装置の部分断面図であ
る。この装置は、本発明により製造された中空糸巻体か
ら製造された中空糸巻体から実質的に成立っている。こ
の中空糸巻体は、本発明により芯管４上にワインディン
グ形状に複数層に巻付けられた中空糸１から成ってい
る。本発明により製造された中空糸巻体の端部分を形成
する中空糸端区域は、双方の注型コンパウンド体１０，
１１に埋込まれている。この実施形式の場合、中空糸１
は、中空糸モジュールの上端部、つまり上方の注型コン
パウンド体１０の端面１２のところにのみ開いている。
外とう管１３は、その上方区域に、分離されるべきガス
混合物、この例では空気の入口１４を有している。芯管
４は、その下端部に開口１５を有し、これらの開口１５
が中空糸巻体の毛管外スペースと芯管４の内部とを連通
させている。ガス分離器は、その上端部に芯管４の内部
から出て来るガス（混合物）の出口（矢印）を有する出
口接続管１６を有している。図２に示したガス分離器
は、通常のようにシールその他を用いて相応の寸法のケ
ーシング内に組付けることができる。このケーシング
は、ガス混合物の供給及び排出用の接続部を有してい
る。図２に示されたガス分離器は次のように作業する：
分離を要するガス混合物、この例の場合は空気が、たと
えば１０バールの圧力で入口１４から中空糸巻体の毛管
外スペース内へ導入され、矢印１７で示されているよう
に、このスペース内を上から下へ流れ、そのさいに中空
糸１の周囲、つまり外側のところを流れる。この流下時
に、有利には酸素が中空糸１の壁部を通過し、中空糸１
の内部の中空室（管腔）内へ入込み、これにより生成さ
れた酸素に富むガス混合物が、逆方向に、つまり下から
上へ中空室（管腔）内を貫流し、中空糸１の開放端部の
ところ、すなわち上部の注型コンパウンド体１０の端面
１２のところから出て、そこに集められ、排出される。
酸素の乏しいガス混合物（空気）、つまり窒素に富むガ
ス混合物が開口１５（矢印）から芯管４内へ入り、下か
ら上へ矢印１８方向に流れ、接続管１６内の出口（矢
印）を通って、ガス分離器から出て行く。この進行形式
の場合、酸素に乏しいガス混合物（供給ガス）と酸素に
富むガス混合物（透過物）とが、逆方向に流れる。窒素
に富むガス混合物（透析残留物）の流れ方向は、この場
合重要ではない。なぜなら芯管４の内部では別の物質交
換は、もはや行なわれないからである。出口接続管１６
は、したがって、ガス分離器の下端部のところに設けて
おいてもよい。

【００３２】図３は、本発明の方法により製造された中
空糸巻体から成る中空糸モジュールを有するガス分離器
の部分断面図である。この分離器は、図２の分離器と実
質的には等しい部品から成っているので、以下では異な
る点のみを説明する。図３に示したガス分離器は、上部
の注型コンパウンド体１０のところから下方の注型コン
パウンド体１１の手前のところまで延びている隔壁１９
を有している。この隔壁１９は、案内板ないしは変向板
として役立っている。この隔壁１９は、特に次のように
することによって得ることができる。すなわち、中空糸
巻体製造のさい、少なくとも３６０°芯管４が回転する
間に１枚のフォイル又は類似物が供給され、既に形成さ
れている中空糸巻体の周囲に巻付けられ、したがって少
なくとも３６０°中空糸巻体を取囲んでいる。入口１４
から中空糸巻体の毛管外スペース内へ供給されるガス混
合物は、隔壁１９を介して先ず中空糸巻体の、外側に位
置する中空糸１ａに沿って案内され、図３の例では上か
ら下へ流れるようにされている。隔壁１９の下端部で
は、ガス流が変向され（矢印）、今度は逆方向に、下か
ら上へ、中空糸巻体の、内側に位置する中空糸１ｂに沿
って流れる。毛管外スペースを芯管４を連通させ、透析
残留物を芯管内部へ流入させる（矢印）通過孔１５は、
図示の例の場合、芯管４の上端部、したがって上方の注
型コンパウンド体１０の近くに設けられている。このガ
ス分離器は、図２に示した既述のガス分離器と等しい構
成なので、これ以上の説明は不要であろう。

【００３３】図４に示した、ガス分離器の別の実施形式
は、中空糸巻体から造られた中空糸モジュールを有して
いる。この中空糸巻体は本発明の方法の別の構成形式に
より製造されたものである。このガス分離器は、図２に
示した既述のガス分離器同様の構造を有し、作業形式も
同じなので、以下では唯一異なる点のみを説明する。図
４のガス分離器には、中空糸巻体の全長にわたって、４
つの変向壁２０が分配配置されている。これらの変向壁
２０は、中空糸巻体の毛管外スペースを通過して流れる
ガス混合物、すなわち供給ガスの変向に役立ち、したが
って物質移動（矢印１７）の改善に役立っている。これ
らの変向壁２０は、たとえば次のようにして得ることが
できる。すなわち、中空糸巻体の製造時に変向壁２０が
設けられる個所に反応形樹脂、接着剤その他類似品を付
加するのである。変向壁２０はリング状に構成され、し
かも中空糸巻体の外径に合致する外径と、中空糸巻体の
内径より大きい内径とを有する変向壁２０と、中空糸巻
体の外径より小さい外径と、中空糸巻体の内径、したが
って芯管４の外径と合致する内径とを有する変向壁２０
とが交互に配置されている。これらの変向壁２０は変向
板の作用を有しているので、中空糸１の周囲を流れるガ
ス混合物と、中空糸１内を流れるガス混合物とが、この
実施形式の場合は、互いに交差兼逆方向流をなして流れ
る。

【００３４】以上、図２〜図４に示したガス分離器を、
酸素に富むガス混合物と、窒素に富むガス混合物とに空
気を分離する例で説明した。しかしながら、これらの分
離器は、使用する中空糸の種類に応じて、ほかの物質の
分離や移動にも利用できれば、熱伝達にも利用できる。
熱伝達に用いる場合は、通常、中空糸は、硬化可能な注
型コンパウンド内へ埋込まれたのち、中空糸巻体の両端
部のところで開かれることにより、中空糸の内部（管
腔）を自由に貫流できるようにされる。熱伝達にこの種
の中空糸を用いることは、自体公知であるから、ここで
は詳述はしない。熱伝達用に用いられる中空糸モジュー
ルも、図３に示したような単数又は複数の隔壁１９、又
は図４に示したような変向壁２０を有するようにするこ
とができる。

【００３５】図５に示した装置は、中空糸モジュールの
一実施形式を有しており、このモジュールの場合は、中
空糸１が両側で、すなわち注型コンパウンド体１０の側
でも、注型コンパウンド体１１の側でも開かれている。
双方のケーシングカバー２１は、中空糸１の内部（管
腔）を流れる、ないしは流れた流体用の接続管２２を有
している。この装置も、ガス分離器に適しているが、ま
た、中空糸を適宜に選択して、熱交換器、他の物質分
離、交換、伝達の各処理用のフィルとして適している。
この装置の場合、流体は、逆方向流、等方向流いずれも
が可能である。また、この装置の場合、本発明の方法に
より製造された中空糸巻体を除いて自体公知の装置なの
で、他の部品については、これ以上の説明は省略する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の方法の一構成形式による巻付け過程を
示した図。

【図２】ガス分離器の部分断面図。

【図３】本発明の一構成形式により製造された中空糸巻
体製の中空糸モジュールを有するガス分離器の部分断面
図。

【図４】本発明の別の構成形式により製造された、中空
糸巻体製の中空糸モジュールを有するガス分離器。

【図５】ガス分離、濾過その他用の装置。

【符号の説明】

１中空糸、２第１中空糸ワインディング、３
第２中空糸ワインディング、４被巻付けボディ、
５ボディの縦軸線、６，７ボディの端部分、１
０，１１注型コンパウンド体、１３外とう管、
１４入口、１５開口、１６出口接続管、１９
隔壁、２０変向壁、２１ケーシングカバー、
２２接続管

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Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】中空糸モジュール製造用の中空糸巻体を
製造する方法であって、少なくとも１本の中空糸（１）
が、あや振り糸案内装置（８）を介して、円筒形、管
形、多面形、その他類似形状のいずれかの形状のボディ
（４）上に複数層にワインディングの形式で巻付けら
れ、しかも、糸案内装置（８）がボディ（４）の縦軸線
（５）と実質的に平行に往復動するのに対し、ボディ
（４）はその縦軸線（５）を中心として回転し、その結
果、ボディ（４）の縦軸線（５）とワインディングが或
る角度をなす形式のものにおいて、ボディ（４）の回転
速度（回転数）と糸案内装置（８）のあや振り速度とを
相互調節して、ボディ（４）の双方の端部分（６，７）
の間には、１つの層当り、複数の第１ワインディングが
並列されるようにされており、これらのワインディング
が、ボディ（４）の縦軸線と角度α₁を形成しており、
更に、同一の層の互いに隣接する複数の第１ワインディ
ングが、実質的に互いに平行かつ僅かの側方間隔をおい
て位置し、かつ上下に重なる層の、隣接する第１ワイン
ディング（２）が、互いに２・α₁の交差角度で配置さ
れ、更にまた、第１の複数ワインディング（２）のそれ
ぞれが形成されたのち、ボディ（４）の回転速度（回転
数）の一時的な加速と、糸案内装置（８）のあや振り速
度の減速−場合により停止も含む−の両方又はいずれか
を行ない、それぞれ第２のワインディング（２）が、ボ
ディ（４）の第１又は第２の端部分（６；７）に形成さ
れ、この第２のワインディング（２）が、ボディ（４）
の縦軸線（５）とα₂の角度を形成し、この角度α₂が角
度α₁より大であることを特徴とする、中空糸巻体の製
造方法。
【請求項２】ボディ（４）の回転速度と、糸案内装置
（８）のあや振り速度とを互いに調節して、角度α₁が
０°〜４５°の範囲、角度α₂が４５°〜９０°の範囲
となるようにすることを特徴とする、請求項１記載の製
造方法。
【請求項３】糸案内装置（８）の道程（行程長さ）が
−場合により各行程又は往復行程ののちに−両側へ向か
って増大されることを特徴とする、請求項１又は２記載
の製造方法。
【請求項４】ボディ（４）が、少なくとも３６０°の
１回転中に少なくとも１度、１個のフォイル（１９）又
は類似品が供給され、このフォイル又は類似品が、中空
糸巻体の縦方向にボディ（４）の一方の端部分（６又は
７）から他方の端部分（６又は７）の直前まで延びるよ
うにし、それによって、フォイル（１９）又は類似品が
前記部分で既に前もって形成された中空糸巻体を、少な
くとも３６０°だけ包囲するようにすることを特徴とす
る、請求項１から３までのいずれか１項に記載の製造方
法。
【請求項５】ボディ（４）の端部分（６；７）の間の
少なくとも１個所に反応形樹脂、接着剤、その他類似物
を、中空糸巻体の周方向に塗布し、その結果、少なくと
も１つの環状の部材（２０）が形成され、この部材（２
０）が、中空糸巻体の、半径方向で測定した合計厚にわ
たって延び、かつまた中空糸（１）の周囲を流れる流体
用の変向壁（２０）として機能することを特徴とする、
請求項１から４までのいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項６】反応形樹脂、接着剤、その他類似物の塗
布により、ボディ（４）の端部分（６；７）に、中空糸
（１）の、したがって実質的に第２ワインディング
（２）の端部分の埋込みが、巻付け過程中に既に実施さ
れることを特徴とする、請求項１から５までのいずれか
１項に記載の製造方法。
【請求項７】角度α₁を変化させることによって、中
空糸巻体内で異なる充填度が、したがってまた異なる中
空糸密度が達成されることを特徴とする、請求項１から
６までのいずれか１項に記載の製造方法。