JPH0884914A

JPH0884914A - 中空糸膜モジュール

Info

Publication number: JPH0884914A
Application number: JP3906095A
Authority: JP
Inventors: Yasuaki Sagawa; 保明佐川
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 1994-07-18
Filing date: 1995-02-03
Publication date: 1996-04-02
Anticipated expiration: 2017-09-17
Also published as: JP3324900B2

Abstract

(57)【要約】【目的】ケース端部において、中空糸膜の束をケース
外部と連通させながら封止する封止部分を改良すること
により、中空糸膜モジュールの耐熱性を向上させ、また
耐圧性を向上させ、品質と信頼性の向上を図ること。【構成】中空糸膜２Ａの束２をケース１に装填し、該
ケース１端部において、中空糸膜２Ａの束２をケース１
外部と連通させながら封止している中空糸膜モジュール
において、前記ケース１端部を封止するためのポッティ
ング剤７を、ケース１内側に注入するとともに、該ケー
ス１内側に連続してケース１端面及びケース１外面をも
被って注入してなることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、中空の細い糸を多数
束ねたものをろ過膜として用いるもので、水道の浄水
器、その他、医療用、産業用に広く使われている中空糸
膜モジュールに関する。さらに言うと、前記中空糸膜の
束をケースに装填し、ケース端部において、中空糸膜の
束をケース外部と連通させながら封止する中空糸膜モジ
ュールに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の中空糸膜モジュールとし
ては、例えば図１３に示すようなものがある。即ち、こ
の中空糸膜モジュールは、中空糸膜１００Ａの束１００
をケース１０１に装填し、ケース１０１の端部におい
て、中空糸膜束１００をケース１０１の外部と連通させ
ながら封止するもので、ケース１０１の端部を封止する
ためのポッティング剤（封止剤）１０２はケース１０１
の内部に充填されているだけであった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ポッティング剤１０２がケース１０１の内部に充填され
ているだけの従来技術では、熱に弱く、圧力に対しても
弱い。即ち、ろ過すべき原液の温度等の使用温度、環境
温度、またはケース内部の圧力が高くなった状態では、
プラスチックのケース１０１とポッティング剤１０２と
多くの中空糸膜１００Ａとの間の熱膨張率の差、変形の
差、圧力により、ケース１０１とポッティング剤１０
２、ポッティング剤１０２と多くの中空糸膜１００Ａと
がどこかで剥離し、亀裂を生じ、中空糸膜モジュールの
ケース１００の端部からの原液漏れを起こすという問題
があった。

【０００４】また、上記した中空糸膜モジュールにおい
て、ケース１０１の内，外部の圧力に対して強度をもた
すために、次に示すようなものがある。

【０００５】図１４に示す中空糸膜モジュールは、ケー
ス１０１の内側に、封止される端部に向って縮径となる
テーパ面１０３を形成したもので、ケース１０１の内部
（図中矢印Ｇ方向）からの圧力（内圧）に対する強度を
向上させている。しかしながら、逆方向（図中矢印Ｈ方
向）からの圧力（外圧）に対しては効果がない。

【０００６】また、図１５に示す中空糸膜モジュール
は、ケース１０１のポッティングされる端部の内側に突
起１０４を設けることで、内，外圧に対して強度を向上
させているものがある。しかしながら、アンダーカット
にて突起１０４を設けているため、大型の中空糸膜モジ
ュールの場合では内，外圧に対して強度を保てず、小さ
なもののみに適用されることになり、大きさが限られ
る。

【０００７】このように従来の中空糸膜モジュールにあ
っては、ケース１０１の内，外圧に対して充分な強度を
持っていない。

【０００８】本発明は、上記した従来技術の課題を解決
するためになされたもので、ケース端部において、中空
糸膜の束をケース外部と連通させながら封止する封止部
分を改良することにより、中空糸膜モジュールの耐熱性
を向上させ、また耐圧性を向上させ、品質と信頼性の向
上を図ることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明にあっては、中空糸膜の束をケースに装填
し、該ケース端部において、前記中空糸膜の束を前記ケ
ース外部と連通させながら封止している中空糸膜モジュ
ールにおいて、前記ケース端部を封止するためのポッテ
ィング剤を、前記ケース内側に注入するとともに、該ケ
ース内側に連続して前記ケース端面及び前記ケース外面
をも被って注入してなることを特徴とする。

【００１０】また、上記ケース端部にケース内側と外側
を貫通する貫通孔を設けても良い。

【００１１】

【作用】上記構成の中空糸膜モジュールにあっては、ケ
ースとポッティング剤との接着が、前記ケース内側にプ
ラスして前記ケース端面及び前記ケース外面でも連続し
ているから、原液の温度等の使用温度、環境温度、また
はケース内部の圧力が高くなって、温度，内圧による膨
張、熱変形が生じ、仮に、ケース内側において、ケース
内面、ポッティング剤、中空糸膜の間のどこかで剥離ま
たは亀裂が生じても、それがケース端面の剥離、ケース
外面の剥離につながる確率は小さくなる。従って、本発
明の場合、ケース端部の内側だけにポッティング剤を注
入した場合に比べて、温度が高くなった状態、ケースの
内圧が高くなった状態でのポッティング剤の剥離または
亀裂によるケースの端部からの原液漏れの確率が、確実
に小さくなる。

【００１２】また、ケース端部にケース内側と外側を貫
通する貫通孔を設けることで、ケースとポッティング剤
との接着が、貫通孔を通じて上記したように行なわれる
ことから、貫通孔にポッティング剤が充填されてケース
の内側と外側とが一体的に封止されることになるので、
ケース内部からの圧力に対しても、またケース外部から
の圧力に対しても強度が増すことになる。従って、内，
外圧に対する耐圧性が向上する。

【００１３】

【実施例】この発明の一実施例を図１から図７までを用
いて説明する。

【００１４】１が中空糸膜モジュールのケースであっ
て、一般的にはプラスチックでできている。このプラス
チックのケース１は、筒状のもので、端部は開放されて
いる。

【００１５】２がケース１の内部に装填された中空糸膜
２Ａの束である。中空糸膜２Ａとは、図５に示すよう
に、例えば、１本１本が外径１ｍｍ程度、またはそれよ
り細い糸状のチューブであって、その筒の部分がろ過膜
となって、圧力差により、液体等の流体を外から内へ
（図中実線の矢印）、または内から外へ（図中点線の矢
印）透過させて、その流体の不純物の除去や必要成分の
濃縮を行うことができる。１本の中空糸膜２Ａではその
ろ過面積が小さく、従って、ろ過能力が小さいから、こ
れを数多く集めることによって、所定のろ過能力を得る
のである。

【００１６】この中空糸膜２Ａの束２を用いて、ろ過膜
モジュール即ち中空糸膜モジュールを作る構造例を図
６、図７に示す。

【００１７】図６では、中空糸膜束２をそのまま筒状の
ケース１の中に装填して、ケース１の両端を、１本１本
の中空糸膜２Ａの筒内部はケース１の外部に連通させな
がら、中空糸膜２Ａの外側とケース１の内側との間を完
全に塞いでしまうのである（これを封止すると言う）。
例えば、ケース１の筒部には入り口４、出口８を設け
て、ろ過する原液を加圧して図中矢印Ａ→Ｂの如くケー
ス１内を流してやると、原液は中空糸膜２Ａの外側から
内側へ透過して、ケース１の封止した両端Ｃ，Ｄからは
ろ過された液が流れ出す。この原液とろ過された液との
流れ方は、クロスフロータイプである。

【００１８】図７では、中空糸膜束２をＵ字形に曲げ
て、ケース１の一端Ｅのみを、中空糸膜束２を通して、
封止する。そして開放されたままの他端Ｆからは、例え
ば加圧した原液を流し込むのである。そうすれば、封止
したＥ端からは、ケース１の外部と連通している中空糸
膜束２を通して、ろ過された液が流れ出す。この原液と
ろ過された液との流れ方は、全量ろ過タイプである。

【００１９】本発明の主題は、１本１本の中空糸膜２Ａ
の筒内部はケース１の外部に連通させながら、中空糸膜
２Ａの外側とケース１の内側との間を完全に塞いでしま
う封止のありかたについてであり、上記図６、図７に示
したクロスフロータイプ、全量ろ過タイプの何れについ
ても適用される。

【００２０】本発明の一実施例に係るケース１の端部の
封止の処理方法を説明しつつ、本発明の一実施例に係る
中空糸膜モジュールの封止部分の構成について以下に説
明する。

【００２１】図１に示す通り、ケース１の封止する側の
端部の外側は所定長さだけほかのところよりも段を付け
て直径を小さくした段付き端部３としてある。

【００２２】次に、中空糸膜束２をケース１の中に装填
する前に、中空糸膜２Ａの端部をそろえてから、その中
空糸膜束２の端部の短い長さ分だけ（図２のａ）を例え
ば接着液に浸すとか、あるいは中空糸膜２Ａを溶解する
液に短時間浸すことにより、端部のａの長さ分だけを接
着または溶着させて中空糸膜２Ａの穴を塞いでおく。

【００２３】次に、図３に示すように、中空糸膜束２を
ケース１の中に装填する。この場合、中空糸膜束２の端
部の一定長さをケース１の外部に出しておく。その長さ
は図２のａよりも長いものである。そしてポッティング
アダプタ５をケース１の段付き端部３を越えた部分まで
被せ、シールする。ポッティングアダプタ５には、注入
口６が付いているので、ここを通して、ケース１の端部
にポッティング剤７を注入し、凝固させる。ポッティン
グ剤７は、ケース１の内側と中空糸膜束２との間、中空
糸膜２Ａ相互の間だけではなく、ケース１の端面と、外
側の段付き端部３までも覆っている。しかし、中空糸膜
２Ａの穴は塞がれているから、ポッティング剤７は穴の
中へは入り込めない。

【００２４】ポッティング剤７の凝固後、ポッティング
アダプタ５を外して、ケース１からはみ出ている中空糸
膜束２をカットする（図４参照）。

【００２５】このカットする位置は、中空糸膜２Ａの穴
がふさがっている長さａよりは大きく切り取ってしまう
が、ケース１の端部からはｂだけ外側にある位置であ
る。

【００２６】この結果、中空糸膜２Ａの１本１本はケー
ス１の外部と連通し、ケース１の端部における封止状態
（封止部分）は、ポッティング剤７が中空糸膜２Ａそれ
ぞれの間、ケース１の内側と中空糸膜束２との間だけで
なく、ケース１の端面及び外側の段付き端部３までもつ
ながって覆っている形となる。

【００２７】ケース１とポッティング剤７との接着が、
図４の中空糸膜モジュールの封止部分においては従来技
術で示した図１３の中空糸膜モジュールの封止状態にプ
ラスしてケース１の端面及びケース１の外面まで連続し
ているから、原液の温度等の使用温度、環境温度、また
はケース１の内部の圧力が高くなって、温度，内圧によ
る膨張、熱変形が生じ、仮に、ケース１の内側におい
て、ケース１の内面、ポッティング剤７、中空糸膜２Ａ
の間のどこかで剥離または亀裂が生じても、それがケー
ス１の端面の剥離、ケース１の外面の剥離につながる確
率は小さくなる。従って、図４の状態は図１３の状態に
比べて、温度が高くなった状態、内圧が高くなった状態
でのポッティング剤７の剥離または亀裂によるケース１
の端部からの原液漏れの確率が、確実に小さくなる。

【００２８】図８には、本発明の他の実施例に係る中空
糸膜モジュールが示されている。この実施例は、図８に
示すように上記第１実施例において、ケース１の段付き
端部３にケース１の内側と外側を貫通する貫通孔３１を
周方向に複数設け、この貫通孔３１を通じてポッティン
グ剤７を中空糸膜２Ａのそれぞれの間、ケース１の内側
と中空糸膜束２との間だけでなく、ケース１の外側即ち
ケース１の端面及び外側の段付き端部３までつながって
覆い、ケース１の内側と外側とを一体的に封止してい
る。

【００２９】このように貫通孔３１にポッティング剤７
が充填されてケース１の内側と外側とを一体的に封止し
ているので、ケース１の内部からの流れ（図中Ｉ方向）
に対する圧力に対しても、またケース１の外部からの流
れ（図中Ｊ方向）に対する圧力に対しても、充分な強度
を持つことになる。従って、内，外圧に対する耐圧性の
向上を図ることができる。

【００３０】尚、耐圧性の向上は小さくなるが、貫通孔
３１は一つでも良い。

【００３１】以下に、本発明の他の実施例に係るケース
１の端部の封止の処理方法を説明しつつ、上記した本発
明の他の実施例に係る中空糸膜モジュールの封止部分の
構成について図９乃至図１２及び図２に基づいて説明す
る。

【００３２】図９に示す通り、ケース１の封止する側の
端部の外側は所定長さだけほかのところよりも段を付け
て直径を小さくした段付き端部３とし、その段付き端部
３にケース１の内側と外側を貫通する貫通孔３１を周方
向に複数設けてある。

【００３３】次に、中空糸膜束２をケース１の中に装填
する前に、中空糸膜２Ａの端部をそろえてから、その中
空糸膜束２の端部の短い長さ分だけ（図２のａ）を例え
ば接着液に浸すとか、あるいは中空糸膜２Ａを溶解する
液に短時間浸すことにより、端部のａの長さ分だけを接
着または溶着させて中空糸膜２Ａの穴を塞いでおく。

【００３４】次に、図１０に示すように、中空糸膜束２
をケース１の中に装填する。この場合、中空糸膜束２の
端部の一定長さをケース１の外部に出しておく。その長
さは図２のａよりも長いものである。そしてポッティン
グアダプタ５をケース１の段付き端部３を越えた部分ま
で被せ、シールする。ポッティングアダプタ５には、注
入口６が付いているので、ここを通して、ケース１の端
部にポッティング剤７を注入し、凝固させる。ポッティ
ング剤７は、貫通孔３１を通じてケース１の内側と中空
糸膜束２との間、中空糸膜２Ａ相互の間だけではなく、
ケース１の外側即ちケース１の端面と、外側の段付き端
部３までも覆っている。しかし、中空糸膜２Ａの穴は塞
がれているから、ポッティング剤７は穴の中へは入り込
めない。

【００３５】ポッティング剤７の凝固後、ポッティング
アダプタ５を外して、ケース１からはみ出ている中空糸
膜束２をカットする（図１１参照）。

【００３６】このカットする位置は、中空糸膜２Ａの穴
がふさがっている長さａよりは大きく切り取ってしまう
が、ケース１の端部から外側にある位置（図中点線部）
である。

【００３７】この結果、図１２に示すように中空糸膜２
Ａの１本１本はケース１の外部と連通し、ケース１の端
部における封止状態（封止部分）は、ポッティング剤７
が貫通孔３１を通じて中空糸膜２Ａそれぞれの間、ケー
ス１の内側と中空糸膜束２との間だけでなく、ケース１
の外側即ちケース１の端面及び外側の段付き端部３まで
もつながって覆っている形となる。

【００３８】

【発明の効果】本発明は、以上の構成及び作用を有する
もので、中空糸膜の束をケースに装填し、該ケース端部
において、前記中空糸膜の束を前記ケース外部と連通さ
せながら封止している中空糸膜モジュールにおいて、前
記ケース端部を封止するためのポッティング剤を、前記
ケース内側に注入するとともに、該ケース内側に連続し
て前記ケース端面及び前記ケース外面をも被って注入し
てなることとしたから、原液の温度等の使用温度、環境
温度、またはケース内部の圧力が高くなって、温度，圧
力による膨張、熱変形が生じ、仮に、ケース内側におい
て、ケース内面、ポッティング剤、中空糸膜の間のどこ
かで剥離または亀裂が生じても、それがケース端面の剥
離、ケース外面の剥離につながる確率は小さくなる。従
って、ケース端部の内側だけにポッティング剤を注入し
た場合に比べて、温度が高くなった状態でのポッティン
グ剤の剥離または亀裂による、ケースの封止した端部か
らの原液漏れの確率が、確実に小さくなる。

【００３９】また、ケース端部にケース内側と外側を貫
通する貫通孔を設けることで、ケースとポッティング剤
との接着が、貫通孔を通じて上記したように行なわれる
ことから、貫通孔にポッティング剤が充填されてケース
の内側と外側とを一体的に封止されることになるので、
ケース内部からの圧力に対しても、またケース外部から
の圧力に対しても強度が増すことになり、内，外圧に対
する耐圧性の向上を図ることができる。

【００４０】以上により、中空糸膜モジュールの耐熱性
を向上させ、また耐圧性を向上させ、品質と信頼性の向
上を図ることができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の一実施例に係る中空糸膜モジュ
ールのケース端部の断面図。

【図２】図２は図１のケースに装填する前の中空糸膜の
束の概略側面図。

【図３】図３は中空糸膜の束の装填後に、ケース端部に
対してポッティングアダプタを被せた状態の断面図。

【図４】図４は本発明の一実施例に係る中空糸膜モジュ
ールの封止した端部の断面図。

【図５】図５は中空糸膜の部分図。

【図６】図６は中空糸膜モジュールの構造例の断面図。

【図７】図７は中空糸膜モジュールの別な構造例の断面
図。

【図８】図８は本発明の他の実施例に係る中空糸膜モジ
ュールの封止した端部の断面図。

【図９】図９は本発明の他の実施例に係る中空糸膜モジ
ュールのケース端部の半断面図。

【図１０】図１０は中空糸膜の束の装填後に、本発明の
他の実施例に係るケース端部に対してポッティングアダ
プタを被せた状態の半断面図。

【図１１】図１１はポッティング工程終了後であってカ
ット位置を示す半断面図。

【図１２】図１２は封止部をカットした後のケース端部
の半断面図。

【図１３】図１３は従来の中空糸膜モジュールの封止し
た端部の断面図。

【図１４】図１４は他の従来の中空糸膜モジュールの断
面図。

【図１５】図１５は他の従来の中空糸膜モジュールの断
面図。

【符号の説明】

１ケース２中空糸膜束２Ａ中空糸膜３段付き端部３１貫通孔４入り口５ポッティングアダプタ６注入口７ポッティング剤８出口

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】中空糸膜の束をケースに装填し、該ケー
ス端部において、前記中空糸膜の束を前記ケース外部と
連通させながら封止している中空糸膜モジュールにおい
て、前記ケース端部を封止するためのポッティング剤を、前
記ケース内側に注入するとともに、該ケース内側に連続
して前記ケース端面及び前記ケース外面をも被って注入
してなることを特徴とする中空糸膜モジュール。
【請求項２】ケース端部にケース内側と外側を貫通す
る貫通孔を設けたことを特徴とする請求項１に記載の中
空糸膜モジュール。