JPH07308550A - 中空糸膜モジュール製造方法 - Google Patents
中空糸膜モジュール製造方法Info
- Publication number
- JPH07308550A JPH07308550A JP10276194A JP10276194A JPH07308550A JP H07308550 A JPH07308550 A JP H07308550A JP 10276194 A JP10276194 A JP 10276194A JP 10276194 A JP10276194 A JP 10276194A JP H07308550 A JPH07308550 A JP H07308550A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- hollow fiber
- fiber membrane
- membrane module
- potting
- end portion
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明においては、不通糸を生じない良好な
中空糸膜モジュールを製造することを目的とする。 【構成】 中空糸膜束端部にポッティング材を注入，硬
化させることによって結合する中空糸膜モジュールの製
造方法において、ポッティングを行う前に中空糸端部内
部に予め充填物質を入れておくことを特徴とする中空糸
膜モジュールの製造方法。 【効果】 多孔質中空糸膜においても簡便に不通糸を生
じない良好な中空糸膜モジュールを製造することが可能
となった。
中空糸膜モジュールを製造することを目的とする。 【構成】 中空糸膜束端部にポッティング材を注入，硬
化させることによって結合する中空糸膜モジュールの製
造方法において、ポッティングを行う前に中空糸端部内
部に予め充填物質を入れておくことを特徴とする中空糸
膜モジュールの製造方法。 【効果】 多孔質中空糸膜においても簡便に不通糸を生
じない良好な中空糸膜モジュールを製造することが可能
となった。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、中空糸膜モジュールの
製造方法に関するものであり、詳しくは、複数の中空糸
膜の端部を接着固定する中空糸膜モジュールの製造方法
に関するものである。
製造方法に関するものであり、詳しくは、複数の中空糸
膜の端部を接着固定する中空糸膜モジュールの製造方法
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、中空糸膜モジュ−ルはスパイラル
型やチューブラー型モジュールと比べて、単位容積当た
りの有効膜面積が大きくとれ、精密濾過、限外濾過等の
水処理関係、窒素、酸素、水素等のガス分離関係、薬品
関係、バイオ関係等非常に多くの分野で使用されてい
る。しかし、この中空糸膜をモジュール化するには端部
で中空糸膜と中空糸膜の間、および中空糸膜とモジュー
ル容器の間を気密にシール（ポッティング）する必要が
ある。現在、このモジュ−ルの端板部分のポッティング
材としては、そのほとんどがウレタン系、あるいはエポ
キシ系接着剤が使用されているが、ウレタン系、エポキ
シ系接着剤は、初期粘度や硬化に要する時間や温度など
を比較的自由に調節でき、ポッティングが行いやすい。
型やチューブラー型モジュールと比べて、単位容積当た
りの有効膜面積が大きくとれ、精密濾過、限外濾過等の
水処理関係、窒素、酸素、水素等のガス分離関係、薬品
関係、バイオ関係等非常に多くの分野で使用されてい
る。しかし、この中空糸膜をモジュール化するには端部
で中空糸膜と中空糸膜の間、および中空糸膜とモジュー
ル容器の間を気密にシール（ポッティング）する必要が
ある。現在、このモジュ−ルの端板部分のポッティング
材としては、そのほとんどがウレタン系、あるいはエポ
キシ系接着剤が使用されているが、ウレタン系、エポキ
シ系接着剤は、初期粘度や硬化に要する時間や温度など
を比較的自由に調節でき、ポッティングが行いやすい。
【０００３】ポッティング法としては、重力によってポ
ッティング材を流し込む静置法や遠心力を利用してポッ
ティング材をモジュール端部に充填する遠心成形法が多
用されている。静置法は簡便な方法であるが、中空糸膜
の隙間にポッティング材が十分に行き渡らない，いわゆ
る不浸透が生じやすいため、中空糸膜の本数が多い場合
などは静置法では対応できない場合がある。一方、遠心
成形法を用いると、中空糸膜のわずかな隙間にもポッテ
ィング材が十分に充填され、中空糸膜を理想的に固定，
シールすることができる。
ッティング材を流し込む静置法や遠心力を利用してポッ
ティング材をモジュール端部に充填する遠心成形法が多
用されている。静置法は簡便な方法であるが、中空糸膜
の隙間にポッティング材が十分に行き渡らない，いわゆ
る不浸透が生じやすいため、中空糸膜の本数が多い場合
などは静置法では対応できない場合がある。一方、遠心
成形法を用いると、中空糸膜のわずかな隙間にもポッテ
ィング材が十分に充填され、中空糸膜を理想的に固定，
シールすることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、中空糸
膜が多孔性膜である場合、とくに、膜細孔が大きかった
りポッティング材の粘度が低かったりするとポッティン
グ材が膜細孔へ侵入し、中空糸内部で硬化するいわゆる
不通糸を生じることがある。この現象は、とくに遠心成
形法で生じやすい。遠心成形法の場合、ポッティング材
に対し重力の５倍から１００倍程度の遠心力が働くた
め、ポッティング材の粘度のコントロールも難しく、中
空糸膜の素材や細孔の大きさによってそれぞれ異なるポ
ッティング条件を設定しなければならない。特に、細孔
径が大きい精密濾過膜（細孔径0.1 μｍ以上）の場合
は、かなり粘度をあげなければ不通糸を防止することが
難しく、また、粘度を上げすぎると不浸透を生じるた
め、遠心成形法を適用するのに条件設定が容易でない場
合が多い。このような不通糸を防止する策としては中空
糸膜の端部を熱処理して収縮させることによって細孔を
小さくしたり、軟化させて細孔を潰す方法があるが、こ
れらは中空糸の変形を生じやすくあまり適当でない。ま
た、中空糸膜端部をコーティング処理し、細孔を塞ぐ方
法も採ることが可能であるが、この方法も、中空糸膜束
の状態でのコーティングが容易でなく、中空糸間へコー
ティング剤が染み上がりやすく有効膜面積を減少させる
ことになる。
膜が多孔性膜である場合、とくに、膜細孔が大きかった
りポッティング材の粘度が低かったりするとポッティン
グ材が膜細孔へ侵入し、中空糸内部で硬化するいわゆる
不通糸を生じることがある。この現象は、とくに遠心成
形法で生じやすい。遠心成形法の場合、ポッティング材
に対し重力の５倍から１００倍程度の遠心力が働くた
め、ポッティング材の粘度のコントロールも難しく、中
空糸膜の素材や細孔の大きさによってそれぞれ異なるポ
ッティング条件を設定しなければならない。特に、細孔
径が大きい精密濾過膜（細孔径0.1 μｍ以上）の場合
は、かなり粘度をあげなければ不通糸を防止することが
難しく、また、粘度を上げすぎると不浸透を生じるた
め、遠心成形法を適用するのに条件設定が容易でない場
合が多い。このような不通糸を防止する策としては中空
糸膜の端部を熱処理して収縮させることによって細孔を
小さくしたり、軟化させて細孔を潰す方法があるが、こ
れらは中空糸の変形を生じやすくあまり適当でない。ま
た、中空糸膜端部をコーティング処理し、細孔を塞ぐ方
法も採ることが可能であるが、この方法も、中空糸膜束
の状態でのコーティングが容易でなく、中空糸間へコー
ティング剤が染み上がりやすく有効膜面積を減少させる
ことになる。
【０００５】本発明の目的は、膜素材，細孔によらず、
不通糸，不浸透を生じない、性能の優れた中空糸型モジ
ュールを提供することにある。
不通糸，不浸透を生じない、性能の優れた中空糸型モジ
ュールを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、中空糸膜束端
部にポッティング材を注入，硬化させることによって結
合する中空糸膜モジュールの製造方法において、ポッテ
ィングを行う前に中空糸端部内部に予め充填物質を入れ
ておくことを特徴とする中空糸膜モジュールの製造方法
により基本的に達成される。
部にポッティング材を注入，硬化させることによって結
合する中空糸膜モジュールの製造方法において、ポッテ
ィングを行う前に中空糸端部内部に予め充填物質を入れ
ておくことを特徴とする中空糸膜モジュールの製造方法
により基本的に達成される。
【０００７】すなわち、中空糸膜の内部の充填物が存在
することによって、ポッティング材が細孔から中空糸膜
内部へ流れ込むのを妨げ、不通糸を防止することが可能
となる。充填物は中空糸膜の製糸時に充填しても、モジ
ュール化する際に束状態で充填してもよい。図１〜３に
本発明による実施状態における中空糸膜モジュール端部
の一例を示す。図１の状態でポッティング材を充填する
と図２のようになる。この端部を図３のように切断し、
充填物を除去すると図４のように中空糸膜モジュールが
できあがる。充填物としては、中空糸膜やモジュールケ
ースに悪影響を及ぼさず、モジュール化後に完全除去で
きるものであれば問題なく、固体でも液体でもゲル状の
ものでも構わない。固体，ゲルの場合、液体状態で中空
糸内に充填し、その後、固化させる方法が好ましい。例
えば、パラフィンワックス，ゼラチンのようなものを、
加熱もしくは溶媒に溶解させて液体状態で中空糸内に充
填し、冷却もしくは溶媒が蒸発して充填物が固化した後
モジュール化を行い、最後に、加熱もしくは溶媒，酸，
アルカリなどで洗い流してもよい。
することによって、ポッティング材が細孔から中空糸膜
内部へ流れ込むのを妨げ、不通糸を防止することが可能
となる。充填物は中空糸膜の製糸時に充填しても、モジ
ュール化する際に束状態で充填してもよい。図１〜３に
本発明による実施状態における中空糸膜モジュール端部
の一例を示す。図１の状態でポッティング材を充填する
と図２のようになる。この端部を図３のように切断し、
充填物を除去すると図４のように中空糸膜モジュールが
できあがる。充填物としては、中空糸膜やモジュールケ
ースに悪影響を及ぼさず、モジュール化後に完全除去で
きるものであれば問題なく、固体でも液体でもゲル状の
ものでも構わない。固体，ゲルの場合、液体状態で中空
糸内に充填し、その後、固化させる方法が好ましい。例
えば、パラフィンワックス，ゼラチンのようなものを、
加熱もしくは溶媒に溶解させて液体状態で中空糸内に充
填し、冷却もしくは溶媒が蒸発して充填物が固化した後
モジュール化を行い、最後に、加熱もしくは溶媒，酸，
アルカリなどで洗い流してもよい。
【０００８】また、ある液体の中空糸膜に対する親和性
が小さい場合、例えば、ポリテトラフルオロエチレン中
空糸膜へ充填物として水を用いることによりポッティン
グ材が中空糸内部へ侵入するのを防止することができ
る。ただし、液体を充填物として用いる場合、中空糸膜
を介してポッティング材側の遠心力が液体充填物側の遠
心力より大きいと、その差によってポッティング材が中
空糸内に侵入する可能性がある。また、液体充填物側と
中空糸外側（ポッティング材側）の圧力差が、充填液体
が中空糸膜細孔を透過しない限界圧力より大きくなると
充填液体が中空糸膜の外へ流出してしまうため、良好な
ポッティングができなくなる。これは、特に遠心成形法
の場合、ポッティング材，充填物にかかる力が非常に大
きくなるため、大きな問題となる。液体充填材側の圧力
を上げたい場合は、充填物に用いる液体として比重の大
きなものを選択するか、または、例えば、水に塩化ナト
リウムなどの無機塩類，糖類，ポリエチレングリコール
などを溶解させることにより、比重を高くすることが可
能である。この際選択すべき溶質は、中空糸膜やモジュ
ール容器に悪影響を及ぼさないことが前提であるのは言
うまでもないが、中空糸膜と充填液体の親和性があまり
高くならないことが望ましい。また、充填する液体に対
する溶解度が高くかつその重量が大きいものが汎用性が
高い。また、中空糸内に充填する液体の量を調節するこ
とによっても圧力をある程度調節することが可能であ
る。さらに、遠心成形法の場合は、その回転数によりか
かる圧力が変化するため、前記の要件を満たすように条
件を設定することが必要となる。
が小さい場合、例えば、ポリテトラフルオロエチレン中
空糸膜へ充填物として水を用いることによりポッティン
グ材が中空糸内部へ侵入するのを防止することができ
る。ただし、液体を充填物として用いる場合、中空糸膜
を介してポッティング材側の遠心力が液体充填物側の遠
心力より大きいと、その差によってポッティング材が中
空糸内に侵入する可能性がある。また、液体充填物側と
中空糸外側（ポッティング材側）の圧力差が、充填液体
が中空糸膜細孔を透過しない限界圧力より大きくなると
充填液体が中空糸膜の外へ流出してしまうため、良好な
ポッティングができなくなる。これは、特に遠心成形法
の場合、ポッティング材，充填物にかかる力が非常に大
きくなるため、大きな問題となる。液体充填材側の圧力
を上げたい場合は、充填物に用いる液体として比重の大
きなものを選択するか、または、例えば、水に塩化ナト
リウムなどの無機塩類，糖類，ポリエチレングリコール
などを溶解させることにより、比重を高くすることが可
能である。この際選択すべき溶質は、中空糸膜やモジュ
ール容器に悪影響を及ぼさないことが前提であるのは言
うまでもないが、中空糸膜と充填液体の親和性があまり
高くならないことが望ましい。また、充填する液体に対
する溶解度が高くかつその重量が大きいものが汎用性が
高い。また、中空糸内に充填する液体の量を調節するこ
とによっても圧力をある程度調節することが可能であ
る。さらに、遠心成形法の場合は、その回転数によりか
かる圧力が変化するため、前記の要件を満たすように条
件を設定することが必要となる。
【０００９】
【実施例】以下実施例をもってもって本発明をさらに具
体的に説明する。ただし、本発明はこれにより限定され
るものではない。
体的に説明する。ただし、本発明はこれにより限定され
るものではない。
【００１０】実施例１ 外径800 μｍ内径550 μｍのＰＴＦＥ多孔質中空糸膜40
0 本を乾燥させ、片端を接着剤で目止めした後、中空糸
を脱気した純水に浸漬させた。引き上げた後、中空糸膜
のもう片端も接着剤で目止めし、中空糸に純水を封入し
た。中空糸膜束を内径34mm，長さ220mm のポリスチレン
製の容器に挿入して、遠心成型機にセットした後、アラ
ルダイトGY260/HY837 （チバガイギー社製、配合比10:
3）によりポッティングを行った。硬化終了後、ポッテ
ィング固定部の両端を切断し、中空糸膜内部孔を開孔
し、有効長約190 ｍｍのモジュールを製作した。得られ
たモジュールは、漏れもなく、良好な濾過性能を発揮し
た。
0 本を乾燥させ、片端を接着剤で目止めした後、中空糸
を脱気した純水に浸漬させた。引き上げた後、中空糸膜
のもう片端も接着剤で目止めし、中空糸に純水を封入し
た。中空糸膜束を内径34mm，長さ220mm のポリスチレン
製の容器に挿入して、遠心成型機にセットした後、アラ
ルダイトGY260/HY837 （チバガイギー社製、配合比10:
3）によりポッティングを行った。硬化終了後、ポッテ
ィング固定部の両端を切断し、中空糸膜内部孔を開孔
し、有効長約190 ｍｍのモジュールを製作した。得られ
たモジュールは、漏れもなく、良好な濾過性能を発揮し
た。
【００１１】比較例１ 中空糸内に水を封入しない他は実施例と同じ条件で中空
糸膜モジュール生成策したが、中空糸内部にポッティン
グ材が侵入し、全ての中空糸膜が不通糸となった。
糸膜モジュール生成策したが、中空糸内部にポッティン
グ材が侵入し、全ての中空糸膜が不通糸となった。
【００１２】
【発明の効果】本発明により、簡便に不通糸を生じない
良好な中空糸膜モジュールを製造することが可能となっ
た。
良好な中空糸膜モジュールを製造することが可能となっ
た。
【図１】本発明に係る、ポッティング前の中空糸膜モジ
ュール端部の一例の側断面図である。
ュール端部の一例の側断面図である。
【図２】本発明に係る、ポッティング後の中空糸膜モジ
ュール端部の一例の側断面図である。
ュール端部の一例の側断面図である。
【図３】本発明に係る、端部切断後の中空糸膜モジュー
ル端部の一例の側断面図である。
ル端部の一例の側断面図である。
【図４】本発明に係る、充填物質除去後の中空糸膜モジ
ュール端部の一例の側断面図である。
ュール端部の一例の側断面図である。
１：モジュール容器 ２：中空糸膜 ３：目止め部 ４：充填物質 ５：ポッティング材
Claims (5)
- 【請求項１】 中空糸膜束端部にポッティング材を注
入，硬化させることによって結合する中空糸膜モジュー
ルの製造方法において、ポッティングを行う前に中空糸
端部内部に予め充填物質を入れておくことを特徴とする
中空糸膜モジュールの製造方法。 - 【請求項２】 充填物質が常温で固体かつ、中空糸膜モ
ジュール構成部材に悪影響を与えない条件で液化する物
質から成ることを特徴とする請求項１記載の中空糸膜モ
ジュールの製造方法。 - 【請求項３】 充填物質が液体またはゲルであって、膜
に対して親和性の小さい素材から成ることを特徴とする
請求項１記載の中空糸膜モジュールの製造方法。 - 【請求項４】 遠心力により発生する圧力が、ポッティ
ング材側よりも充填物質側の方が大きく、かつ充填物質
が中空糸膜の外へ透過しない圧力差に成るように充填物
質の比重と充填量を調節することを特徴とする請求項３
記載の中空糸膜モジュールの製造方法。 - 【請求項５】 充填物質が水または水溶液であることを
特徴とする請求項３または４記載の中空糸膜モジュール
の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10276194A JPH07308550A (ja) | 1994-05-17 | 1994-05-17 | 中空糸膜モジュール製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10276194A JPH07308550A (ja) | 1994-05-17 | 1994-05-17 | 中空糸膜モジュール製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07308550A true JPH07308550A (ja) | 1995-11-28 |
Family
ID=14336183
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10276194A Pending JPH07308550A (ja) | 1994-05-17 | 1994-05-17 | 中空糸膜モジュール製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07308550A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001353426A (ja) * | 2000-06-12 | 2001-12-25 | Nok Corp | 中空糸膜モジュールの製造方法 |
| CN116212643A (zh) * | 2023-03-03 | 2023-06-06 | 天津膜天膜科技股份有限公司 | 中空纤维膜的密封工艺 |
| CN116272380A (zh) * | 2023-03-16 | 2023-06-23 | 奥赛科膜科技(天津)有限公司 | 一种低密度差的膜组件封端填充浇注方法及膜组件封端填充浇注装置 |
-
1994
- 1994-05-17 JP JP10276194A patent/JPH07308550A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001353426A (ja) * | 2000-06-12 | 2001-12-25 | Nok Corp | 中空糸膜モジュールの製造方法 |
| CN116212643A (zh) * | 2023-03-03 | 2023-06-06 | 天津膜天膜科技股份有限公司 | 中空纤维膜的密封工艺 |
| CN116272380A (zh) * | 2023-03-16 | 2023-06-23 | 奥赛科膜科技(天津)有限公司 | 一种低密度差的膜组件封端填充浇注方法及膜组件封端填充浇注装置 |
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