WO2007080910A1

WO2007080910A1 - 中空糸モジュール及びその製造方法

Info

Publication number: WO2007080910A1
Application number: PCT/JP2007/050212
Authority: WO
Inventors: Yasuhiro Tada; Masayuki Hino; Takaaki Mukumoto; Toshiya Mizuno; Teizo Mizutani
Original assignee: Kureha Corp
Current assignee: Kureha Corp
Priority date: 2006-01-12
Filing date: 2007-01-11
Publication date: 2007-07-19
Anticipated expiration: 2008-07-12
Also published as: JP2007185593A; EP1994976A1; CN101370569A

Abstract

　本発明は、複数の中空糸シートの間隔を狭くできるとともに、２層構造のポッティング部も容易に形成し得る中空糸モジュールの製造方法を提供することを目的とする。好適な実施形態の中空糸モジュールの製造方法は、複数の中空糸をその端部側において板状部材上に固定、併設してなるユニットを複数準備する第１工程、複数のユニットを、板状部材の部分が第１の硬化性樹脂を介して重なるように積層し、隣り合う板状部材間における端部側と反対側の一部領域を第１の硬化性樹脂で満たす第２工程、及び、隣り合う板状部材間における第１の硬化性樹脂よりも端部側の領域に、この第１の硬化性樹脂よりも硬化後の硬度が高い第２の硬化性樹脂を充填し、硬化させる第３工程を有する。

Description

明細書

中空糸モジュール及びその製造方法

技術分野

[0001] 本発明は、中空糸モジュール、より詳しくは平面型の中空糸モジュール及びその製造方法に関する。

背景技術

[0002] 中空糸モジュールは、多孔質の中空糸（中空糸膜）を利用した精密濾過や限外濾過が可能な濾過装置であり、上水製造、下水処理、廃水処理等の分野での使用が期待されている。このような中空糸モジュールとしては、中空糸の束が筒状のケース内に導入された構成の筒型モジュールが知られている。また、複数の中空糸が並列されてシート状とされた構成の平面型（すだれ型)モジュールも検討されている。

[0003] 近年では、上述した中空糸モジュールを、浄水場、下水処理場、廃水処理施設等において大量の被処理液の処理に用いることが検討されている。かかる用途においては、一つのモジュールでは処理量が十分ではないため、複数のモジュールが組み合わせて用いられることになる。この場合、平面型モジュールは、その断面形状から筒型モジュールに比して所定の領域内に隙間を少なくして配置するのが容易であるため、上述した用途において有利である。

[0004] ところで、中空糸モジュールにおいて、複数の中空糸からなる中空糸群は、その両端部がポッティング剤と呼ばれる樹脂材料等の硬化物によって筒状のケースや端部固定用のケース内で固定 (ポッティング）されるのが一般的である。ポッティング剤としては、硬度が高ぐ接着性にも優れるエポキシ系樹脂やウレタン樹脂等の熱硬化性榭脂が用いられている。

[0005] しかし、これらの硬い樹脂材料によるポッティングでは、中空糸群の端部が硬い樹脂によって固定されていることから、この固定された根元部分に応力が集中し易くなる。そのため、従来の中空糸モジュールにおいては、中空糸が根元部分で破断 (折損）してしまう場合があった。そこで、力かる不都合を回避するために、ポッティングされた部分 (ポッティング部）の構造を、中空糸の端部を固定するための硬い樹脂層の上にシリコン系樹脂等の柔らかい樹脂層を設ける 2層構造とし、中空糸の根元部分を柔軟な樹脂層で覆うことで、この部分に力かる応力を緩和することが試みられている。

[0006] 上述したような平面型モジュールにおいて、このような 2層構造のポッティング部を形成する方法としては、所定のハウジング内に設けられたスリットにシート状の中空糸群 (中空糸シート）を揷入した後、当該ハウジング内に 2種類のポッティング剤を順に充填する方法が知られている（特許文献 1参照）。

特許文献 1：特開 2003— 135935号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0007] し力しながら、上記従来技術の製造方法で得られる中空糸モジュールは、一層の中空糸シートがその厚さよりも幅が大きいハウジング内に固定されたものとなる。そのため、このような中空糸モジュールを一定の領域内に複数配置させようとした場合、隣り合う中空糸シート間の間隔が大きくなつてしまい、全体的なサイズに見合うだけの処理量が十分に得られ難い傾向にあった。

[0008] そこで、本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、複数の中空糸シートの間隔を狭くできるとともに、 2層構造のポッティング部も容易に形成し得る中空糸モジユールの製造方法を提供することを目的とする。本発明はまた、上記製造方法により好適に得られる中空糸モジュールを提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

[0009] 上記目的を達成するため、本発明の中空糸モジュールの製造方法は、複数の中空糸を、これらの少なくとも一方の端部側で固定されるように板状部材上に併設してなるユニットを複数準備する第 1工程と、複数のユニットを、板状部材の部分が第 1の硬化性樹脂を介して重なるように積層して、隣り合う板状部材間における上記端部側と反対側の一部領域を第 1の硬化性樹脂で満たす第 2工程と、隣り合う板状部材間における一部領域よりも端部側の領域に、第 1の硬化性樹脂よりも硬化後の硬度が高レ、第 2の硬化性樹脂を充填し、硬化させる第 3工程とを有することを特徴とする。

[0010] 上記本発明の中空糸モジュールの製造方法においては、複数並列された中空糸群

(中空糸シート）が、板状部材のみを間に挟んで順次重ねられる。このため、一層の中空糸シートに一つのハウジングが必要となる上記従来技術の中空糸モジュールに比して、中空糸シート同士の間隔を狭くすることができる。

[0011] 上記のような構成とする場合、ハウジングを用いていないため、上記従来技術のように 2種のポッティング剤を順次充填する方法によって 2層構造のポッティング部を形成するのは通常極めて困難である。これに対し、本発明では、板状部材間における中空糸が固定される根元側に柔軟なポッティング部を形成し得る第 1のポッティング剤を先に配置した後、板状部材間の第 1のポッティング剤よりも端部側の領域に端部固定用の第 2のポッティング剤を充填している。このようなポッティング方法によれば、上述したように 2種類のポッティング剤を順に充填する必要がないため、一層の中空糸シートごとにハウジングを用いない構造とした場合であっても、 2層構造のポッティング部を形成することが可能となる。

[0012] 上記本発明の中空糸モジュールの製造方法においては、少なくとも一箇所の隣り合う板状部材間に、第 1及び第 2の硬化性樹脂を貫通するように中空糸と略平行に空気管を配置することが好ましレ、。

[0013] 中空糸モジュールにおいては、その使用時に被処理液から除去した汚物が中空糸に付着することがあるが、このような汚物の付着は、膜を閉塞する等してろ過効率を低下させる傾向にある。このため、中空糸モジュールでは、中空糸に対して気泡の吹き付け (パブリング）を行うことによって中空糸に付着した汚濁物を除去する（スクラビング)ことが多レ、。このスクラビングは、中空糸群の外部から空気を吹き付けることによつて通常行われる。

[0014] これに対し、本発明の製造方法では、板状部材間において中空糸と略平行に空気管を配置していることから、中空糸シートと同じ面内に吹き出し口を設けることができる。このため、得られる中空糸モジュールにおいては、従来では困難であった中空糸群の内側から十分に気泡を吹き付けることが可能となり、汚物の除去効率が良好となる。また、このように気泡を吹き付けることにより、中空糸の長さ方向に沿った被処理液の流れを作り出すことができ、これによつて中空糸に対する汚物の付着そのものを低減することも可能となる。

[0015] また、本発明の中空糸モジュールは、上記本発明の製造方法により好適に得られるものであり、並列された複数の中空糸からなるシート状の中空糸群（中空糸シート）が複数重ねられて両端部が固定された中空糸モジュールであって、少なくとも一方の端部が、隣り合う上記中空糸群の間に板状部材が配置され、且つ、隣り合う板状部材間の領域が樹脂硬化物で満たされることにより固定されていることを特徴とする。

[0016] このように本発明の中空糸モジュールは、中空糸シートが板状部材を介して複数重ねられた構成を有していることから、一層のシートに対して一つのハウジングを使用した従来の中空糸モジュールに比して、複数の中空糸シート間の間隔が狭くされたものとなる。このため、本発明の中空糸モジュールによれば、所定の領域内に複数配置した場合に、全体的なサイズに対する中空糸の密度を高くして高い処理量を得ることが可能となる。

[0017] 上記本発明の中空糸モジュールにおいて、ポッティング部を構成すべき樹脂硬化物は、隣り合う板状部材間における、中空糸群の端部側と反対側の一部領域を満たす第 1の樹脂硬化物と、一部領域よりも端部側の領域を満たす第 1の樹脂硬化物よりも硬度の高い第 2の樹脂硬化物とから構成されることが好ましい。力かる構成とすることにより、各中空糸の固定部分が柔軟な第 2の樹脂硬化物で覆われることとなり、中空糸の根元部分における破壊 (折損）を大幅に低減することができる。

[0018] また、中空糸モジュールにおいては、一方の端部において、少なくとも一箇所の隣り合う板状部材間に、樹脂硬化物を貫通するように中空糸と略平行に空気管が設けられていることが好ましい。こうすれば、中空糸シートと同じ面内から気泡の吹き付けを行うことができるようになるため、中空糸のスクラビングを効率よく行うことが可能となる発明の効果

[0019] 本発明によれば、複数の中空糸シートの間隔を狭くできるとともに、 2層構造のポッテイング部も容易に形成し得る中空糸モジュールの製造方法を提供することが可能となる。また、本発明によれば、上記本発明の製造方法により好適に製造され、中空糸シートの間隔が狭くされており、一定の領域内で優れたろ過効率を達成できる中空糸モジュールを提供することが可能となる。

図面の簡単な説明 [0020] [図 1]好適な実施形態の中空糸モジュールを示す斜視図である。

[図 2]空気ヘッダー 10の ΙΙ— Π線に沿う断面構成を模式的に示す図である。

[図 3]空気ヘッダー 10の m _m線に沿う断面構成を模式的に示す図である。

[図 4]集水ヘッダー 20部分の IV— IV線に沿う断面構成を模式的に示す図である。

[図 5]集水ヘッダー 20部分の V_V線に沿う断面構成を模式的に示す図である。

[図 6]中空糸を複数並列してなる中空糸シートを製造する工程を示す図である。

[図 7]複数の中空糸ユニットを積層する工程を示す斜視図である。

[図 8]積層構造体の端部に第 2のポッティング剤を供給する工程を模式的に示す図である。

符号の説明

[0021] 10…空気ヘッダー、 12…空気導入口、 14…ケーシング、 15…ポッティング部、 16 …空気流路、 20…集水ヘッダー、 22…ろ液排出口、 24…ケーシング、 25…ポッティング部、 26…集水流路、 32…中空糸シート、 34…中空糸、 36…中空糸ユニット、 40 …空気管、 50、 50a、 50b…板状部材、 60…ポッティング剤硬ィ匕物、 60a…第 1のポッティング剤硬化物、 60b…第 2のポッティング剤硬化物、 62…第 1のポッティング剤、 64…第 2のポッティング斉 lj、 70…積層構造体、 100…中空糸モジュール。

発明を実施するための最良の形態

[0022] 以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について説明する。なお、図の説明において、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。また、上下左右等の位置関係は、図面の位置関係に基づくものとする。

[0023] まず、図 1を参照して本発明の好適な実施形態に係る中空糸モジュールの全体構造について説明する。

[0024] 図 1は、好適な実施形態の中空糸モジュールを示す斜視図である。中空糸モジユーノレ 100は、複数の中空糸 34、並びに、これらの両端部を固定する空気ヘッダー 10及び集水ヘッダー 20力構成されている。この中空糸モジュール 100は、水平断面が矩形状となる平面型の中空糸モジュールである。なお、以下の中空糸モジュール 10 0及びその製造方法の説明においては、説明の便宜上、中空糸 34を基準にして、この中空糸 34の端部に向力方向を「端部側」、この中空糸 34の中央部分に向力方向を「中央側」として表記する。

[0025] 中空糸 34は、一方向（図中の左右方向）に複数並列されることで中空糸シート 32を構成している。この中空糸シート 32における中空糸 34のピッチは、例えば、 3. 5mm とすること力 Sできる。中空糸 34は、内部に中空構造を有する多孔質の中空糸（中空糸膜)であり、例えば、ポリフッ化ビニリデン (PVDF)からなるものが好適である。このような中空糸 34としては、例えば、外径約 1. 3mm、内径約 0. 8mmのものが挙げられる。本実施形態の中空糸モジュール 100においては、 4つの中空糸シート 32が、当該シートの垂線方向（図中の前後方向）にそれぞれ略平行に重ねられた構造となつている。

[0026] 各中空糸 34の両端部は、空気ヘッダー 10及び集水ヘッダー 20においてそれぞれ固定されている。空気ヘッダー 10と集水ヘッダー 20との間の長さは、特に制限されないが、例えば 1000mm程度とすることができる。空気ヘッダー 10及び集水ヘッダ一 20における固定部分の中空糸 34以外の領域は、ポッティング剤硬化物 60 (樹脂硬化物）で満たされている。これによつて、中空糸 34の端部がそれぞれ各ヘッダー 1 0, 20部分に固定されている。

[0027] 空気ヘッダー 10における中空糸シート 32が重ねられた方向と平行な両側面には、空気導入口 12がそれぞれ設けられている。この空気ヘッダー 10においては、複数の空気管 40がポッティング剤硬化物 60から突出している。この空気管 40は、各中空糸シート 32を構成している中空糸 34の間に設けられており、中空糸 34の所定の本数 (ここでは 2本）おきに配置されている。一方、集水ヘッダー 20における同様の側面には、ろ液排出口 22が設けられている。

[0028] ここで、図 2及び図 3を参照して、空気ヘッダー 10部分の構成について具体的に説明する。

[0029] 図 2は、空気ヘッダー 10の Π_Π線に沿う断面構成を模式的に示す図であり、中空糸 34を含む断面を示している。また、図 3は、空気ヘッダー 10の ΠΙ_ΠΙ線に沿う断面構成を模式的に示す図である。空気ヘッダー 10は、一つの側面が開放された直方体状のケーシング 14内に、この解放された側面から中空糸シート 32の端部が揷入されて固定された構造を有している。 [0030] ケーシング 14内における中央側（図中上側）の領域は、中空糸シート 32の端部が揷入されポッティング剤硬化物 60によって固定されたポッティング部 15となっている。一方、ケーシング 14内のポッティング部 15よりも端部側（図中下側）の領域は中空とされ、空気流路 16を構成している。

[0031] ポッティング部 15においては、中空糸シート 32と板状部材 50とが、外側に板状部材 50が位置するように交互に配置されている（図 2参照）。この板状部材 50には、隣り合う中空糸シート 32間に挟まれた板状部材 50aと、最も外側に配置された板状部材 50bとがある。外側の板状部材 50bは、内側の板状部材 50aよりも幅（図中上下方向の長さ）が大きくされている。そして、この板状部材 50bは、その端部側の辺が、板状部材 50aよりも端部側に位置するように配置されている。

[0032] このポッティング部 15においては、最も外側の一対の板状部材 50bに挟まれた領域力ポッティング剤硬化物 60で満たされている。そのため、隣り合う各板状部材 50間の領域は、中空糸シート 32の端部が挿入されるとともに、これ以外の領域がポッティング剤硬化物 60で満たされた状態となっている。こうして、各中空糸シート 32はその端部付近において板状部材 50間で固定されている。

[0033] また、中空糸シート 32の端部は、ポッティング部 15の端部側の端面よりも中央側に位置している。つまり、中空糸シート 32を構成している各中空糸 34の端部は、ポッティング剤硬化物 60で覆われた状態となっている。力かる構成によって、各中空糸 34の中空部は、その空気ヘッダー 10側の端部において閉じられている。

[0034] ポッティング剤硬化物 60は、第 1のポッティング剤硬化物 60a (第 1の樹脂硬化物）及び第 2のポッティング剤硬化物 60b (第 2の樹脂硬化物）の 2層構造となっている。第 1 のポッティング剤硬化物 60aは、隣り合う各板状部材 50間において、中空糸シート 3 2 (中空糸 34)の端部を含まないように中央側の一部領域を満たしており、中空糸 34 に沿ってやや中央側にはみ出した状態となっている。一方、第 2のポッティング剤硬ィ匕物 60bは、上記第 1のポッティング剤硬化物 60aよりも端部側の領域を満たしている。これにより、各中空糸 34は、ポッティング部 15において、その端部が第 2のポッテイング剤硬化物 60bによって固定される一方、中央側に突出する根元の部分が第 1 のポッティング剤硬化物 60aで覆われた状態となっている。 [0035] 第 2のポッティング剤硬化物 60bは、第 1のポッティング剤硬化物 60aよりも硬度が高いものである。換言すれば、第 1のポッティング剤硬化物 60aは、第 2のポッティング剤硬化物 60bよりも柔らカ、ものである。このように、比較的柔らかい第 1のポッティング剤硬化物 60aが、各中空糸 34が固定されている根元部分を覆っていることで、当該部分に力かる応力を良好に緩和することが可能となる。その結果、中空糸 34のこの部分での折損等を低減することができる。

[0036] ここで、「硬度」とは、 JIS K6253に準拠する「A硬度」又は「D硬度」の値を適用することができ、これらの値は、それぞれタイプ Aデュロメータ又はタイプ Dデュロメータによって測定された値とすること力 Sできる。第 1のポッティング剤硬化物 60aの好適な硬度は、 A硬度で 10〜80程度、より好ましくは 20〜40程度であり、例えばシリコン樹脂の硬化物が好ましい。また、第 2のポッティング剤硬化物 60bの好適な硬度は、 D硬度で 30〜98程度、より好ましくは 40〜60程度であり、例えば、ウレタン樹脂やェポキシ樹脂の硬化物が好ましい。

[0037] ポッティング部 15には、ポッティング剤硬化物 60を貫通する空気管 40が、中空糸 34 と略平行に複数配置されている。この空気管 40は、各中空糸シート 32において並列された中空糸 34の間に設けられており、中空糸 34の所定の本数（ここでは 2本）おきに配置されている。空気管 40は、一端がポッティング部 15よりも中央側に、他端がポッティング部 15よりも端部側にそれぞれ突出することで、ポッティング部 15の中央側と端部側（空気流路 16)とを連通している。空気管 40は、このように中央側に突出しているため、中空糸 34に近い位置で気泡を放出することができ、後述するようなスクラビングに有利である。

[0038] ケーシング 14内の端部側領域は、上述の如く中空構造とされ、空気流路 16を構成している。また、ケーシング 14における、中空糸シート 32の重なり方向と平行な両側面には、上述の如ぐ空気導入口 12が設けられている。この空気導入口 12は、空気流路 16の部分に設けられている。空気導入口 12には、空気流路 16に空気を導入するためのポンプ等が所定の接続管等を介して接続され（図示せず）、空気流路 16内に空気を送り込むことができるようになつている。

[0039] 次に、図 4及び 5を参照して、集水ヘッダー 20部分の構成について具体的に説明する。

[0040] 図 4は、集水ヘッダー 20部分の IV—IV線に沿う断面構成を模式的に示す図であり、各中空糸シート 32の中空糸 34を含む断面を示している。また、図 5は、集水ヘッダ一 20部分の V—V線に沿う断面構成を模式的に示す図である。集水ヘッダー 20は、一つの側面が開放された直方体状のケーシング 24内に、解放面から中空糸シート 3 2の端部が挿入され固定された構造を有している。

[0041] ケーシング 24内の中央側領域は、中空糸シート 32の端部が挿入されてポッティング剤硬化物 60によって固定されたポッティング部 25となっている。一方、ケーシング 24 内のポッティング部 25よりも端部側の領域は中空とされ、集水流路 26を構成している

[0042] ポッティング部 25は、上述した空気ヘッダー 10側のポッティング部 15とほぼ同じ構成を有している力以下の点で構成が異なっている。すなわち、まず、ポッティング部 25においては、中空糸シート 32の端部が、ポッティング剤硬化物 60の端部側の端面に露出している。このため、中空糸シート 32を構成している各中空糸 34は、この端面において開口されている。また、図示されるように、ポッティング部 25は、空気管 40 を有しなレ、構造となってレ、る。

[0043] ケーシング 24における集水流路 26の部分には、中空糸シート 32の重なり方向と平行な両側面に、ろ液排出口 22が設けられている。このろ液排出口 22により、集水流路 26がケーシング 24の外部と連通している。ろ液排出口 22には、図示しないろ液排出管等が取り付けられ、これによつて集水流路 26に集められたろ液が外部に取り出される。

[0044] 以上、好適な実施形態に係る中空糸モジュール 100の構成について説明した力か力る中空糸モジュール 100は、被処理液から汚物を除去して清浄化する浄水処理等に用いることができる。ここで、中空糸モジュール 100を用いた被処理液の浄化方法について説明する。

[0045] 被処理液の浄化においては、中空糸モジュール 100を、空気ヘッダー 10側力集水ヘッダー 20付近まで被処理液に浸漬させて用いる。被処理液は、各中空糸 34の膜面 (壁面）を通って中空部に浸透する。この際、被処理液中の汚物は中空糸 12の膜面に捕捉される。したがって、中空部には膜面で濾過されて汚物が除かれた後のろ液のみが入ることになる。中空糸 12の中空部に入ったろ液は、吸引されること等によって中空部を通って集水ヘッダー 20側に移動する。それから、ろ液は、各中空糸 3 4の上側端部の開口から排出されて集水流路 26内に入る。そして、集水流路 26内に入ったろ液は、ろ液排出口 22から外部に排出される。こうして、被処理液は中空糸モジュール 100によって汚物を除去され、浄化される。

[0046] 力かる被処理液の浄化の際には、空気ヘッダー 10における空気流路 16に空気導入口 12を通して外部から空気を送り込む。空気流路 16に送り込まれた空気は、空気管 40を通ってポッティング部 15の中央側に排出される。この空気は、気泡となって被処理液中を上昇する。この際、気泡は、中空糸シート 32における中空糸 34に沿って上昇するため、中空糸 34はこの気泡によって振動させられることになる。その結果、中空糸 34によるろ過の際に膜面に付着した汚物は、上記振動によって中空糸 34から除去 (スクラビング）される。

[0047] このように、本実施形態の中空糸モジュール 100によれば、被処理液の浄化を行いながら中空糸 34に付着した汚物を除去することができる。このため、安定して良好な浄化処理を行うことが可能となる。

[0048] 次に、図 6〜8を参照して、上記構成を有する中空糸モジュールの好適な製造方法について説明する。

[0049] まず、中空糸 34が複数並列された中空糸シート 32 (シート状の中空糸群）を形成する。図 6は、中空糸を複数並列してなる中空糸シートを製造する工程を示す図である。中空糸 34の卷糸体等を準備した後、図 6 (a)に示すように中空糸 34を円筒状の口一ノレ 200の周囲に巻き付ける。この際、中空糸 34の巻き付け位置を徐々に移動させて、中空糸 34が円筒の高さ方向に並列して卷き取られるようにする。

[0050] 続いて、図 6 (b)に示すように、ロール 200に巻き付けられた中空糸 34を、円筒の高さ方向に沿う直線で切断する。この際、切断後の中空糸 34がばらけることがないように、巻き付けられた状態の中空糸 34を粘着テープ等で固定してもよい。こうして、中空糸 34が複数並列されてなる中空糸シート 32が得られる。

[0051] 次に、得られた中空糸シート 32の両端部側（各中空糸 34の繊維軸方向の端部側）を、各中空糸 32と交わる方向に延びる板状部材 50上に固定して、中空糸ユニット 36を得る（図 7参照）。この際、各中空糸 34の端部は、板状部材 50上に配置してもよぐ板状部材 50からはみ出すようにしてもよい。中空糸シート 32の板状部材 50への固定は、例えば、両面テープにより両者を貼り付けることで行うことができる。なお、板状部材 50に固定された中空糸シート 32は、ロール 200に巻き付けられた状態の中空糸 34に板状部材 50を貼り付けた後に、中空糸 34を上記と同様に切断することによつても得ることができる。力かる方法においては、板状部材 50を貼り付けることで中空糸 34がばらけるのが防止され、上記のような粘着テープによる固定は省略することができる。

[0052] また、中空糸モジュール 100において空気ヘッダー 10側となる側の板状部材 50上には、中空糸シート 32における中空糸 34の所定の本数（ここでは 2本）おきに、チューブ状の空気管 40を中空糸 34と略平行に配置する。この空気管 40としては、後に形成されるポッティング剤硬化物 60を十分に貫通し得る長さを有するものとする。

[0053] 次いで、各中空糸ユニット 36における板状部材 50上に、中空糸シート 32 (及び空気管 40)を挟むように、硬化後に第 1のポッティング剤硬化物 60aとなる第 1のポッティング剤（第 1の硬化性樹脂） 62を配置する。この中空糸ユニット 36を、中空糸モジユール 100における中空糸シート 32の層数に合わせて複数 (本実施形態では 4つ）準備する (第 1工程)。

[0054] 図 7は、複数の中空糸ユニットを積層する工程を示す斜視図である。図示されるように、中空糸ユニット 36の形成後、第 1のポッティング剤 62が付着した複数の中空糸ュニット 36を、板状部材 50の部分で重なるように順に積層する（第 2工程)。また、別の板状部材 50を、 4つの中空糸ユニットからなる積層構造において外側となる第 1のポッティング剤 62の更に外側から重ね合わせる。これにより、複数の中空糸シート 32が積層され、且つ、両端部に板状部材 50と中空糸シート 32とが交互に配置された構造 (以下、力かる構造の部分を「固定部」という）を備える積層構造体 70を得る。

[0055] 第 1のポッティング剤 62としては、硬化後に得られる第 1のポッティング剤硬化物 60a が上述したような特性となるものであり、しかも、板状部材 50上に配置した後に流動しない程度の粘度を有するものが好ましい。このような第 1のポッティング剤としては、シリコン樹脂が好ましぐ具体的には、縮合型又は付加型の液状シリコーンゴムが挙げられる。

[0056] 縮合型の液状シリコーンゴムとしては、ォキシム型、アルコール型等の空気中の湿気と反応して硬化する 1成分室温硬化型のものが好ましい。これらによれば、硬化のための混合装置や加熱装置が不要となる。一方、付加型の液状シリコーンゴムとしては、 1成分型では低温での保存が必要となるため、保存性及び取り扱い性の観点から 2 成分型のものが好ましい。なお、付加型の液状シリコーンゴムは、水、硫黄、窒素化合物、有機金属塩、リン化合物等によって硬化が阻害される傾向にある。このため、後述する第 2のポッティング剤 64がこれらの成分を含む力硬化の際に副生するような場合は、第 2のポッティング剤 64を注入する前に付加型の液状シリコーンゴムからなる第 1のポッティング剤 62を硬化しておくことが望ましい。

[0057] 第 1のポッティング剤 62を板状部材 50上に配置する際の粘度（2成分型の場合は、主剤と硬化剤の混合物の粘度）は、 10〜： lOOOOPa' sであると好ましく、 100〜1000 Pa' sであるとより好ましい。力かる粘度が lOPa' s未満であると、板状部材 50上に配置した後に第 1のポッティング剤 62が重力等によって板状部材 50上から流れ出やすくなる傾向にある。一方、 lOOOOPa' sを超えると、積層の際に中空糸 34を押しつぶしてしまう場合がある。

[0058] 板状部材 50としては、板状部材 50a及びこれよりも中空糸 34の軸線方向に沿う長さ（幅）が大きい板状部材 50bを用いる。そして、隣り合う中空糸シート 32間に挟まれるものを板状部材 50aとし、両外側に配置されるものを板状部材 50bとする。また、上記積層においては、板状部材 50bの端部側の辺力板状部材 50aの端部側の辺よりも端部側（図中の外側）に配置されるようにする。

[0059] 上述した積層によって、隣り合う板状部材 50間には、中空糸シート 32の端部付近及び第 1のポッティング剤 62が挟まれることになる（図 8参照）。この積層においては、隣り合う板状部材 50間に挟まれた領域のうち、中央側の一部領域が第 1のポッティング剤 62によって満たされるようにする。また、少なくとも中空糸シート 32の端部が第 1のポッティング剤 62よりも端部側に突出するようにする。これによつて、板状部材 50間に挟まれた領域の中央側の一部領域が閉じられ、この一部領域を除く端部側が開放された状態となる。第 1のポッティング剤 62は、板状部材 50間に挟まれた領域における中央側の開口端面を少なくとも塞ぐようにすると好ましぐこの開口端面よりもやや中央側にはみ出すようにするとより好ましい。

[0060] その後、積層構造体 70における両端部側の固定部に、第 2のポッティング剤（第 2の硬化性樹脂） 64をそれぞれ供給して硬化させる（第 3工程)。図 8は、積層構造体の端部に第 2のポッティング剤を供給する工程を模式的に示す図である。かかる工程によって、構造積層体 70の両端部の固定部にポッティング剤硬化物 60 (ポッティング剤硬化物 60a及び 60b)が満たされ、ポッティング部 15及びポッティング部 25がそれぞれ形成される。以下、これらのポッティング部 15, 25を形成する工程の一例を説明する。

[0061] 例えば、ポッティング部 15を形成する場合には、まず、積層構造体 70を、空気ヘッダ一 10となる側（空気管 40が配置された側）の固定部が上側となるように配置する。次いで、力かる固定部の開放されている側面を塞いだ後、この固定部に対して端部側力第 2のポッティング剤 64を注入する。これにより、最も外側に位置する 2つの板状部材 50bに囲まれた領域内に第 2のポッティング剤 64が充填される。この際、第 1のポッティング剤 62が堰として機能するため、第 1のポッティング剤 62よりも下方に第 2 のポッティング剤 64が漏れ出るのが防止される。

[0062] 第 2のポッティング剤 64は、少なくとも中空糸シート 32の端部よりも端部側であって空気管 40の端部に達しない位置まで注入する。これによつて、第 2のポッティング剤 64 力少なくとも中空糸シート 32の端部を覆うように充填されるとともに、空気管 40が、第 1及び第 2のポッティング剤 62， 64を貫通するように配置される。隣り合う板状部材 50間に挟まれた各領域においては、上述した第 1のポッティング剤 62が満たされた領域よりも端部側の領域に第 2のポッティング剤 64が満たされる。

[0063] この第 2のポッティング剤 64を注入する前には、各中空糸 34の端部の開口を予め塞いでおくことが好ましい。こうすれば、第 2のポッティング剤 64が中空糸 34の中空部に侵入してこの中空部を閉塞させるといった不都合が生じ難くなる。

[0064] 第 2のポッティング剤 64としては、硬化後に得られる第 2のポッティング剤硬化物 60b が上述した特性となるものであり、し力も、注入により板状部材 50b間の領域が十分に満たされる程度の流動性を有するものが好ましい。このような第 2のポッティング剤 64としては、ウレタン樹脂が好ましい。ウレタン樹脂としては、イソシァネート成分と硬化剤成分を含む 2成分型ウレタン樹脂接着剤が挙げられる。イソシァネート成分としては、ジイソシァネート、ジイソシァネートとポリオールとから合成されたイソシァネート基末端プレボリマーやこれらの変性体等が例示できる。また、硬化剤成分としては、低分子ポリオール、高分子ポリオールや、これらの混合物又は変性体等が例示できる。なかでも、液状ジフヱニルメタンジイソシァネートをイソシァネート成分として含み、高分子ポリオールと短鎖ジオールとの混合物を硬化剤成分として含むウレタン樹脂接着剤は、適度な流動性を有することから好ましい。

[0065] 第 2のポッティング剤 64としてウレタン樹脂を注入する際の好適な粘度 (イソシァネート成分及び硬化剤成分の混合物の粘度）は、 0. 1〜： lOPa ' sであると好ましぐ 0. 5 〜5Pa ' sであるとより好ましい。この粘度が 0. lPa ' s未満であると、第 2のポッティング剤 64が中空糸 34の膜面を通って中空部に浸入し、この中空部を閉塞させてしまうおそれがある。一方、 lOPa ' sを超えると、中空糸 34と板状部材 50間の微細な隙間まで第 2のポッティング剤 64が十分に回り込まなくなる場合がある。

[0066] その後、第 1及び第 2のポッティング剤 62, 64を硬化させてそれぞれ第 1及び第 2のポッティング剤硬化物 60a, 60bとし、ポッティング部 15を形成する。この際、第 1及び第 2のポッティング剤 62， 64は同時に硬化させてもよぐこれらの硬化方法が異なる場合は別々に硬化させてもよい。硬化の方法としては、第 1又は第 2のポッティング剤 62, 64として熱硬化性樹脂を用いる場合、室温での硬化が可能なものについては室温で静置する方法、加熱により硬化するものについては積層構造体 70を加熱する方法が挙げられる。一方、光硬化性樹脂を用いる場合は、第 1又は第 2のポッティング剤に対して活性光線を照射する方法が挙げられる。

[0067] 一方、ポッティング部 25を形成する際には、まず、構造積層体 70を、集水ヘッダー 2 0となる側（空気管 40が配置されていない側）の固定部が上となるように配置する（図 8参照）。次いで、力かる固定部に対して第 2のポッティング剤 64を注入した後、第 1 及び第 2のポッティング剤 62， 64を硬化させ、ポッティング部 25を形成する（第 3工程 )。これらの工程は、第 1のポッティング部 15の形成時と同様にして行うことができる。ただし、ポッティング部 25の形成においては、各中空糸 34の端部を開口させるため、以下のような作業が必要となる。

[0068] 例えば、まず、第 2のポッティング剤 64を注入する際には、その液面が各中空糸 34 の端部よりも下方（中央側）に位置するようにする。こうすれば、第 2のポッティング剤 6 4を硬化させた後、中空糸 34の端部がポッティング部 25の端部側の端面より突出することとなり、当該端部の開口が維持される。

[0069] 一方、第 2のポッティング剤 64を、各中空糸 34がその端部まで浸漬されるように注入する場合には、第 2のポッティング剤 64を硬化させた後に固定部の端部側を切断することで、中空糸 34の端部を開口させる。この場合、第 2のポッティング剤 64を注入する前には、中空部への第 2のポッティング剤 64の浸入を防ぐため、各中空糸 34の端部を目止めする。そして、固定部の切断は、各中空糸 34の目止めされた部分が除去されるように行う。これによつても、各中空糸 34は、ポッティング部 25の端部側の端面において開口されることになる。

[0070] 上記のように構造積層体 70にポッティング部 15, 25を形成した後、ポッティング部 1 5, 25にケーシング 14、 24を取り付け、空気ヘッダー 10及び集水ヘッダー 20を形成する。こうして、上述した構成を有する中空糸モジュール 100が得られる。ケーシング 14, 24の取り付けは、例えば、ポッティング部 15, 25をケーシング 14, 24内に嵌め込むことによって行うことができる。この場合、ポッティング部 15, 25を、ケーシング 14 ， 24内の開口側（中央側）の一部領域だけに嵌め込むことで、これ以外の領域 (端部側の領域）には空気流路 16及び集水流路 26となる中空構造がそれぞれ形成されるようにする。

[0071] 以上、好適な実施形態に係る中空糸モジュール及びその製造方法について説明したが、必ずしもこれに限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更してもよい。

[0072] 例えば、上述した形態の中空糸モジュール 100においては、ポッティング部 15及び 2 5の両方が、隣り合う中空糸シート 32間に板状部材 50を挟み、且つ、 2層構造のポッティング剤を備える構造となっていたが、本発明はこれに限定されず、少なくとも一方のポッティング部がこのような構造となっていればよい。また、上記実施形態では、 4 つの中空糸シート 32が重ねられた構造の中空糸モジュール 100を例示した力この中空糸シート 32の数は任意に増減させることができる。

[0073] 上述した中空糸モジュール 100の製造方法では、中空糸 34をロールに卷きつけた後に切断することにより中空糸シート 32を準備したが、例えば、予め裁断してある中空糸 34を並べることによって中空糸シート 32を準備してもよい。また、第 1のポッティング斉 Ij62は、中空糸ユニット 36における板状部材 50上に中空糸シート 32を挟むように付着させたが、これに限定されない。例えば、板状部材 50における中空糸シート 3 2を配置した面と反対側の面に第 1のポッティング剤 62を付着させてもよい。こうした場合であっても、隣り合う板状部材 50間に第 1のポッティング剤 62が挟まれることになる。

[0074] さらに、第 2のポッティング剤 64は、例えば、積層構造体 70における固定部を囲むような外壁部を設け、この外壁部の中に注入するようにして固定部に充填させてもょレ、。例えば、中空糸シート 32の端部が固定部の端部側にはみ出している場合等に、このような手法が有効である。なお、これを応用して、例えば、第 2のポッティング剤 64 を注入する前の固定部にケーシング 14, 24を先に取り付け、その後、このケーシング 14, 24内に第 2のポッティング剤 64を注入するといつた方法も採用できる。

[0075] さらにまた、上述した実施形態では、第 2のポッティング剤 64の注入後に、第 1及び第 2のポッティング剤 62， 64の両方を硬化させた力例えば、先に第 1のポッティング剤 62を硬化させた後、第 2のポッティング剤 64の注入を行ってもよレ、。なお、硬化前の第 1のポッティング剤 62が十分な特性 (柔軟性等）を有する場合は、必ずしも第 1 のポッティング剤 62の硬化は行わなくてもよい。

Claims

請求の範囲

複数の中空糸を、これらの少なくとも一方の端部側で固定されるように板状部材上に併設してなるユニットを複数準備する第 1工程と、

複数の前記ユニットを、前記板状部材の部分が第 1の硬化性樹脂を介して重なるように積層して、隣り合う前記板状部材間における前記端部側と反対側の一部領域を前記第 1の硬化性樹脂で満たす第 2工程と、

隣り合う前記板状部材間における前記一部領域よりも前記端部側の領域に、前記第 1の硬化性樹脂よりも硬化後の硬度が高い第 2の硬化性樹脂を充填し、硬化させる第 3工程と、

を有することを特徴とする中空糸モジュールの製造方法。

前記第 2工程において、少なくとも一箇所の隣り合う前記板状部材間に、前記第 1及び第 2の硬化性樹脂を貫通するように前記中空糸と略平行に空気管を配置する、ことを特徴とする請求項 1記載の中空糸モジュールの製造方法。

並列された複数の中空糸からなるシート状の中空糸群が複数重ねられて両端部が固定された中空糸モジュールであって、

少なくとも一方の端部が、隣り合う前記中空糸群の間に板状部材が配置され、且つ、隣り合う前記板状部材間の領域が樹脂硬化物で満たされることにより固定されている、

ことを特徴とする中空糸モジュール。

前記樹脂硬化物は、隣り合う前記板状部材間における、前記中空糸群の端部側と反対側の一部領域を満たす第 1の樹脂硬化物と、前記一部領域よりも前記端部側の領域を満たす前記第 1の樹脂硬化物よりも硬度の高い第 2の樹脂硬化物と、から構成されることを特徴とする請求項 3記載の中空糸モジュール。

前記一方の端部において、少なくとも一箇所の隣り合う前記板状部材間に、前記樹脂硬化物を貫通するように前記中空糸と略平行に空気管が設けられている、ことを特徴とする請求項 3又は 4記載の中空糸モジュール。