JPS61220710A - 中空糸膜モジユ−ルのリ−ク検査方法およびその検査装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、多数本の中空糸膜、殊に親水性の多孔質中空
糸膜を有してなる中空糸膜モジュールについて、そのリ
ークを検査する方法およびこの検査に使用する装置に関
する。

〔従来の技術〕

従来より、ハウジング内に多数本の中空糸膜をループ状
または直線状に収納し、中空糸膜の端部が樹脂でハウジ
ング内に固定され、かつ該端部が切断されて通気（また
は通水）端面を構成する各種の気体や液体を濾過するた
めの中空糸膜モジュールが知られている。

このような中空糸膜モジュールについて、そのリークを
検査する方法としては、中空糸膜の外側へ所定の水圧を
かけ、前記通水端面にもれてくる水の有無によってリー
クを検査する方法がある。

しかしながらこの検査方法は、該中空糸膜が疎水性であ
る場合に限って有効な手段である。すなわち、該中空糸
膜が親木性を有する場合には、当然中空糸膜の膜面を経
ても通水されるので、リーク検査の手段とはなり得ない
、しかもリーク検査後、該モジュール内に流入した水を
そのままの状態で放置すると、モジュール内で雑菌が繁
殖したり、中空糸にカビが発生するなどの原因となる。

したがって、検査後にモジュールの乾燥が必要となるが
、一般にモジュール内には中空糸がコンパクトに充填さ
れているため、流入した水を簡単には乾燥除去すること
ができず、真空乾燥等の手段により乾燥させる必要が生
じ、検査のための工程が増加し、コストも上昇する。

このため親水性の中空糸膜からなるモジュールのリーク
の検査方法として、中空糸膜の外側から加圧空気を供給
し、前記通気（または通水）端面からの空気の流出量を
測定する方法、あるいは所定量の加圧空気を中空糸膜の
外側に加え、圧力の降下によってリークの有無を検査す
る方法等が検討された。しかし、これらの方法による場
合には、モジュールを通過する空気としてかなりの流量
が必要となるため大きな加圧装置が必要となるとともに
１例えば中空糸膜にピンホールがある場合等においては
、検知可能な空気量または圧力降下に到達するのにかな
りの時間を要したり、あるいはピンホールが極めて微細
なものの場合には検知できず、到底実用的なリーク検査
手段とはなり得なかった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明の目的は、中空糸膜モジュール、殊に親水性の多
孔質中空糸膜を収納してなる中空糸膜モジュールに適し
た、該モジュールのリークの検査方法およびこれに用い
る装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、極めて微細なピンホールのある中
空糸膜モジュールについても精度よくこれを検知するこ
とのできるリーク検査方法およびこれに用いる装置を提
供することにある。

本発明のもう一つの目的は、モジュールに対して検査後
の面倒な後処理の必要がなく、極めて短時間かつ容易に
実施できるリーク検査方法を提供することにある。

本発明の更に別の目的は、簡略な構造で取り扱いの容易
な、中空糸膜モジュールのリーク検査装置を提供するこ
とにある。

〔問題点を解決するための手段〕

すなわち、本発明の中空糸膜モジュールのリーク検査方
法は、多数本の中空糸膜の端部がそれぞれ開口状態を保
ちつつ樹脂でハウジング内に固定され、かつ該樹脂で形
成される少なくとも一つの通気端加を有して構成される
中空糸膜モジュールのリークを検査する方法に於いて、
該モジュールの通気端面より減圧吸引し、該中空糸膜の
外表面側より微小粒径の粒子を含む空気を流入させ、該
通気端面から吸引した空気をパーティクルカウンターを
通過させ、該吸引空気中の微小粒子の数を測定すること
を特徴とする。

また１本発明の中空糸膜モジュールのリーク検査装置は
、多数本の中空糸膜の端部がそれぞれ開口状態を保ちつ
つ樹脂でハウジング内に固定され、かつ該樹脂で形成さ
れる少なくとも一つの通気端面を有して構成される中空
糸膜モジュールのリークを検査するための装置であって
、中空糸膜モジュールの通気端面を気密に把持すること
のできるモジュール取付は部材と、吸引機能を有し、空
気中の微小粒子の数を測定するパーティクルカウンター
と、吸引手段と、フィルターとを有してなり、前記取付
は部材のモジュールの通気端面把持部とパーティクルカ
ウンターとはその途中に第１の弁を有する配管により接
続され、吸引手段およびフィルターは、それぞれ弁を介
して前記配管の取付は部材と第１の弁との途中および第
１の弁とパーティクルカウンターとの途中に接続されて
構成される。

〔発明を実施するための好適な態様〕

先ず、本発明のリーク検査の対象となる中空糸膜モジュ
ールにつき簡略に説明する。

第１図は、中空糸膜モジュールの一例を示す側断面図で
ある。ハウジング１内に収納された多数本の中空糸ｌＩ
！２はループ状（Ｕ字状）に集束され、それぞれの両端
は各中空糸膜間を樹脂３が覆うようにして固定されてい
る。第１図の通気端面Ａの平面図を第２図に示す、第２
図に於いて、中空糸膜２は固定用樹脂３とともにこの端
面で切断されて開口端を有し、通気端面Ａを形成してお
り、各中空糸膜２の間には樹脂３が充填されて気密に固
定されている。

第３図は、中空糸膜モジュールの他の例を示す一部欠截
側面図である。この例に於いては、多数本の中空糸膜２
が、開口４を有するハウジング１内に直線状に収納され
、その両端は開口端を形成しつつ樹脂３，３′により固
定されている。一方の通気端面Ｎには集水室５が設けら
れ、モジュールの中央部を通過する濾液配管６により二
つの通気端面Ａ、にが接続されている。

これらの中空糸膜モジュールを構成する中空糸膜２とし
ては、疎水性のものでも親水性のものでもよく、また均
質膜でも多孔質膜でもよい、しかし、親水性の多孔質膜
の場合には、適当なリーク検査方法が確立されていなか
ったので１本発明の方法および装置が特に好適に適用で
きる。

以下１本発明の中空糸膜モジュールのリークの検査方法
につき、図面を参照しつつより詳細に説明する。

第１図に示した構造の微多孔質中空糸膜のモジュールを
本発明の方法に基づいてリーク検査を実施するには、先
ず、端面Ａから例えば真空ポンプのような吸引手段によ
り減圧吸引すると、ハウジングの他端Ｂがら空気が矢印
のようにして吸引される。吸引された空気は中空糸１ｌ
ｉ２の外表面から膜の微細孔を経て中空糸の中空部に至
り、更に端面Ａへと吸引される。この時、空気中に含ま
れる塵埃等の微小粒子は、中空糸１ｌＩ２の膜面の微細
孔により濾過されて該微細孔の孔径より大きな微小粒子
は遮断され、清浄な空気のみが端面Ａより吸引される。

しかし中空糸１１２にピンホールや折損部がある場合に
は、塵埃を含んだ空気がこれらピンホールや折損部を通
して端面Ａより吸引される。また、樹脂３と中空糸Ｈ２
との間に間隙が生じている場合や樹脂３内に樹脂層の上
面から下面に亘って連通ずる微細な通気孔（巣ともいう
）が生じている場合等にも同様に塵埃を含んだ空気がこ
れらの間隙や通気孔を通して吸引される。

このようにして端面Ａから吸引した空気をパーティクル
カウンターへ導くと、リークが存在し吸引空気が塵埃を
含んだものである場合には、パーティクルカウンターに
より各種粒径の塵埃の数が測定される。一方、リークが
生じていない場合には、パーティクルカウンターによっ
て測定される微小粒子の数は、中空糸膜の微細孔を通過
する粒径の粒子のみであり、中空糸膜の微細孔が十分小
さい場合にはパーティクルカウンターの検出感度以下の
微小粒子しか吸引されないために測定される粒子数は０
となる。したがって中空糸モジュールのリークの発生の
有無はパーティクルカウンターのカウント数によって容
易に判別することができる。

本発明の方法は、第３図に示した中空糸膜モジュールお
よびその他の態様のモジュールに対しても、上記の場合
と同様にして、通気端面から吸引した空気をパーティク
ルカウンターを通過させ、吸引空気中に含まれる粒子数
を測定することによって実施できる。

本発明の方法に用いられるパーティクルカウンターは、
通常クリーンルームのクリーン度を測定する場合に用い
られる市販品で充分その機能を果すことができる。また
、検査に供される微小粒子を含む空気としては、測定対
象の膜の細孔径にあわせて適宜粒径、粒子数を調整した
ものを使用してもよいが、通常の空気には各種の粒径の
塵埃が多数台まれているので１通常の空気をそのまま用
いるのが便宜である。

本発明の検査方法に於いては、５〜１０文程度の吸引空
気量で充分モジュールのリークの有無の判別が可能であ
る。中空糸膜の微細孔が十分率さいモジュールに於いて
は、リークが存在するときにのみ吸引空気にパーティク
ルカウンターで検出可能な塵埃が混入するので、瞬時に
検知できる。

次に１本発明の中空糸膜モジュールのリーク検査装置に
つき、その−例として示す第４図にしたがいより詳細に
説明する。

本発明のリーク検査装置は、基本的には、モジュール取
付は部材７と、パーティクルカウンター８と、吸引ポン
プ９とフィルターｌＯとを有して構成される。

リーク検査に供される中空糸膜モジュールは。

モジュール取付は部材７へ固定される。この装置に於い
ては、モジュール取付は部材７は、中空糸膜モジュール
の通気端面Ａを把持するホルダー１！と、吸気口１２を
有し押今え機構１３に一体化された固定具１４とから構
成されている。モジュールの通気端面Ａは、ホルダー１
１に設けられたＯリング１５の作用により外気と完全に
遮断されている。ホルダー１１のモジュール開口端面の
把持部と吸引手段を内蔵しているパーティクルカウンタ
ー８とは、第１の弁ＩＢを介して配管１７．１８により
接続されている。ホルダー１１と第１の弁ＩＢとを結ぶ
配管１７の途中には吸引ポンプ９が、第１の弁ＩＢとパ
ーティクルカウンター８とを結ぶ配管１８の途中には空
気源適用のフィルター１０が、それぞれ弁１９．２０を
介して接続されている。

この装置により中空糸膜モジュールのリークの検査を実
施するには、中空糸膜モジュールをホルダー１１で把持
し、固定具！４で押さえ付けた状態で先ず第１の弁１Ｂ
を閉じ、弁１９．２０を開け、吸引ポンプ９およびパー
ティクルカウンター８内蔵の吸引手段を作動させると、
モジュール固定側に於いては外気が固定具１４の吸気口
１２からモジュールを通って配管１７、弁１９を経て吸
引ポンプ９で排気される。一方、パーティクルカウンタ
ー側に於いては、フィルター１０で濾過された空気が弁
２０、配管１Ｂを通ってパーティクルカウンター８へ導
かれる。この動作を所定時間継続することにより、ホル
ダー１１の空隙および配管１７内は、中空糸膜モジュー
ルで濾過された空気で置換され、また、配管ＩＢ内およ
びパーティクルカウンター８内の経路はフィルター１０
で濾過された空気で清掃される。

この際、フィルターとして、リークの検査に供する中空
糸膜モジュールと同等な膜面積、細孔径を有するものを
使用し、パーティクルカウンター８を作動させれば、リ
ークのない被検査中空糸膜モジュールの補償の粒子カウ
ント数が測定できる。

このようにしてリーク検査装置の準備運転を実施した後
、弁１９．２０を閉じ、第１の弁１Ｂを開け、パーティ
クルカウンター８にモジュールで濾過された空気を必要
量だけ吸い込ませると、濾過空気中の塵埃の量がパーテ
ィクルカウンター８で測定され、リークの検査が実施さ
れる。測定が終了した後、第１の弁ＩＢを閉じ、押さえ
機構１３を作動させて固定具１４を外し、モジュールを
ホルダー１１から外して一連のリーク検査の操作が終了
する。

〔発明の効果〕

以上詳述したように、本発明の方法によれば。

極めて簡単に中空糸膜モジュールの微小なピンホールの
有無等を被検査モジュールに何の影響を及ぼすことなく
検査することが可能であり品質管理の上で多大な効果を
もたらすものである。

また、本発明の検査装置を使用すれば、中空糸膜モジュ
ールのリーク検査を短時間に効率よ〈実施することがで
き、モジュールに使用された中空糸の有する微細孔の孔
径が変化したモジュールに対しても容易に対応して検査
を実施することができる。

〔実施例〕

以下に、本発明の方法および装置を具体的実施例に従い
より詳細に説明する。

実施例１ リークの検査に供した中空糸モジュールは、ポリエチレ
ン製中空糸Ｅ）ＩＦ　（三菱レイヨン■製）を中空糸の
全表面積が０．８ｍ２となるように１４４０本を束ねて
ループ状にし、中空糸の開口端面をポリウレタンにてボ
ッティングした第１図に示すような構造を有するもので
ある。

リークの検査に使用した装置は第２図に示すような構造
を有するものであり、押さえ機構、弁、吸引ポンプには
、市販のエアーシリンダー、吸引用電磁弁、真空ポンプ
をそれぞれ使用した。フィルターには、検査に供したモ
ジュールに使用されている中空糸と同じ中空糸を利用し
て製作したもの、パーティクルカウンターには、リオン
社製の室内空気のクリーン度を測定するためのもの（Ｋ
Ｃ−１３）を使用した。

この装置を使用して、吸引ポンプおよびパーティクルカ
ウンター内蔵の吸引手段を作動させ先に説明した準備運
転を１分間実施した後、約１０１の中空糸モジュールを
通過した空気をパーティクルカウンターに導いた。検出
感度を粒径０．３−に設定した時のカウント数は０であ
った。一方、同様な操作により、針を用いて敢えて一部
の中空糸に一つのビンボールを作製した中空糸モジュー
ルについてのリーク検査では、パーティクルカウンター
のカウント数はｌＯであり、容易にリークの存在が確認
できた。

なお、一つのモジュールについてリーク検査に要した時
間は、モジュールの取り付け、取り外しをも含め約３分
間で終了した。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のリーク検査の対象となる中空糸膜モ
ジュールの一態様の側断面図を示し、第２図はその通気
端面Ａの平面図を示す、第３図は、中空糸膜モジュール
の他の例を示す一部欠截側面図である。第４図は、本発
明の中空糸膜モジュールのリーク検査装置の一例を示す
模式図である。 １：ハウジング　　　２：中空糸膜 ３：固定用樹脂　　　４：開口 ５：集水室　　　　　６：濾液配管 Ａ：通気端面　　　　Ｂ：ハウジングの他端７：モジュ
ール取付は部材 ８：パーティクルカウンター ９：吸引ポンプ　　　１０：フィルター１１：ホルダー
　　　　１２：吸気口 １３：押さえ機構　　　１４：固定具 １５：０リング　　　　１６：第１の弁１７．１Ｂ＝配
管　　　　１９．２０：弁兜１図 ！３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）多数本の中空糸膜の端部がそれぞれ開口状態を保ち
   つつ樹脂でハウジング内に固定され、かつ該樹脂で形成
   される少なくとも一つの通気端面を有して構成される中
   空糸膜モジュールのリークを検査する方法に於いて、該
   モジュールの通気端面より減圧吸引し、該中空糸膜の外
   表面側より微小粒径の粒子を含む空気を流入させ、該通
   気端面から吸引した空気をパーティクルカウンターを通
   過させ、該吸引空気中の微小粒子の数を測定することを
   特徴とする中空糸膜モジュールのリーク検査方法。 ２）多数本の中空糸膜の端部がそれぞれ開口状態を保ち
   つつ樹脂でハウジング内に固定され、かつ該樹脂で形成
   される少なくとも一つの通気端面を有して構成される中
   空糸膜モジュールのリークを検査するための装置であっ
   て、中空糸膜モジュールの通気端面を気密に把持するこ
   とのできるモジュール取付け部材と、吸引機能を有し、
   空気中の微小粒子の数を測定するパーティクルカウンタ
   ーと、吸引手段と、フィルターとを有してなり、前記取
   付け部材のモ ジュールの通気端面把持部とパーティクルカウンターと
   はその途中に第１の弁を有する配管により接続され、吸
   引手段およびフィルターは、それぞれ弁を介して前記配
   管の取付け部材と第１の弁との途中および第１の弁とパ
   ーティクルカウンターとの途中に接続されてなるリーク
   検査装置。