(57)【要約】本発明は、中空糸膜モジュールのリーク部補修方法であって、前記中空糸膜モジュールが、複数本の中空糸膜を備え、前記中空糸膜が、その内部に支持体を有しており、前記中空糸膜のリーク部を含む外表面に封止部を形成することにより封止する封止工程を含む、中空糸膜モジュールのリーク部補修方法、および前記リーク部補修方法により補修された中空糸膜モジュールであって、封止部を有する中空糸膜モジュールに関する。
2012147932.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空糸膜モジュールのリーク部補修方法であって、
前記中空糸膜モジュールが、複数本の中空糸膜を備え、前記中空糸膜が、その内部に支持体を有しており、
前記中空糸膜のリーク部を含む外表面に封止部を形成することにより封止する封止工程を含む、中空糸膜モジュールのリーク部補修方法。
【請求項２】
前記リーク部を含む前記中空糸膜の長さ方向の一部分を切除する切除工程と、
切除により開口した前記中空糸膜の開口端面付近の外表面及び開口端面に封止部を形成することにより封止する封止工程とを含む、請求項１に記載の中空糸膜モジュールのリーク部補修方法。
【請求項３】
前記封止工程が、切除により開口した前記中空糸膜の開口端面付近の外表面及び開口端面に、ホットメルト接着剤を、１８０〜２３０℃に加熱して前記封止部を形成することにより行われる、請求項２に記載の中空糸膜モジュールのリーク部補修方法。
【請求項４】
前記ホットメルト接着剤がポリオレフィン系樹脂からなり、前記支持体がポリエステル樹脂からなる、請求項３に記載の中空糸膜モジュールのリーク部補修方法。
【請求項５】
前記封止部が、前記開口端面から前記中空糸膜の外周面上に延出するように設けられた延出部と、
中空糸膜内部に埋設され前記支持体と接着する基部とから形成される、請求項２〜４のいずれか一項に記載の中空糸膜モジュールのリーク部補修方法。
【請求項６】
前記中空糸膜がポリフッ化ビニリデンからなる、請求項２〜５のいずれか一項に記載の中空糸膜モジュールのリーク部補修方法。
【請求項７】
前記延出部の最大径ｘが、前記中空糸膜の外径の１〜２倍となるように形成される、請求項５又は６に記載の中空糸膜モジュールのリーク部補修方法。
【請求項８】
前記延出部の先端部から前記中空糸膜の開口端面の位置までの長さｙが、前記中空糸膜の外径の０．１〜０．５倍となるように形成される、請求項５〜７のいずれか一項に記載の中空糸膜モジュールのリーク部補修方法。
【請求項９】
前記延出部の前記基端部から前記中空糸膜の開口端面までの長さｚが、前記中空糸膜の外径の０．５〜１．５倍となるように形成される、請求項５〜８のいずれか一項に記載の中空糸膜モジュールのリーク部補修方法。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載のリーク部補修方法により補修された中空糸膜モジュールであって、
封止部を有する中空糸膜モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水処理などに用いられる中空糸膜モジュールのリーク部補修方法および中空糸膜モジュールに関する。
本願は、２０１１年４月２８日に、日本に出願された特願２０１１−１０２０２５号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【０００２】
各種水処理などには、複数本の中空糸膜を備えた中空糸膜モジュールが広く使用されている。中空糸膜モジュールにおいては、中空糸膜に穴が開いたり破断が生じたりして、そこから原水が処理水側に漏れてしまうことがある。そこで、例えば特許文献１や特許文献２に記載された中空糸膜のリーク検査方法を用いて、リークの有無及びリーク部の特定を行う方法が知られている。
一方、検知されたリーク部を補修する方法としては、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂を用いて補修する方法がある。【０００３】
ところが、このように熱硬化性樹脂を用いてリーク部を補修する場合には、補修部分に付与された熱硬化性樹脂が他の中空糸膜に付着してしまわないように、補修部分を他の中空糸膜から離しておく必要があり作業性が悪い。
そこで、短時間で冷却固化するホットメルト接着剤を用いて、リーク部を補修する方法が検討されている。【０００４】
例えば、特許文献３の図３には、破断が生じた中空糸膜の端部に、溶融したホットメルト接着剤を埋め込む方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２０５０５６号公報
【特許文献２】特開２００６−２５８６７４号公報
【特許文献３】特開平０５−１６８８７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、中空糸膜モジュールにおける中空糸膜の端部には、通常、集水用のハウジングが装着されていて、中空糸膜の端部は露出していない。そのため、特許文献３のように、中空糸膜の端部に対してホットメルト接着剤を埋め込む方法は、ハウジングに開閉自在なカバーなどが設けられていて、中空糸膜の端部を露出させ得る形態の中空糸膜モジュールに対しては適用できても、中空糸膜の端部を露出させることができない形態の中空糸膜モジュールには適用できない。【０００７】
また、特許文献３に記載のように、中空糸膜の端部を閉塞する方法では、端部が閉塞された中空糸膜はその全長に亘って濾過機能を失ってしまう。そのため、このような方法で補修された中空糸膜の本数が多いと、中空糸膜モジュールとしての有効膜面積が大きく低下するという問題もある。【０００８】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、種々の形態の中空糸膜モジュールに対して、短時間で、かつ、有効膜面積の大きな低下を伴うことなく、リーク部を補修できる中空糸膜モジュールのリーク部補修方法の提供、および前記リーク部補修方法により補修された中空糸膜モジュールの提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第一の側面は、以下の側面を有する。【００１０】
［１］中空糸膜モジュールのリーク部補修方法であって、前記中空糸膜モジュールが、複数本の中空糸膜を備え、前記中空糸膜が、その内部に支持体を有しており、前記中空糸膜のリーク部を含む外表面に封止部を形成することにより封止する封止工程を含む、中空糸膜モジュールのリーク部補修方法。【００１１】
［２］前記リーク部を含む前記中空糸膜の長さ方向の一部分を切除する切除工程と、切除により開口した前記中空糸膜の開口端面付近の外表面及び開口端面に封止部を形成することにより封止する封止工程とを含む、［１］に記載の中空糸膜モジュールのリーク部補修方法。【００１２】
上記構成を有することにより、短時間で、有効面積を大きく損なうことなくリーク部を補修できる。また、支持体があることで中空糸膜の熱収縮に起因する補修不良が起こりにくく、中空糸膜が加熱溶融されるときに中空糸の形状を保持しやすく膜がつぶれにくい。【００１３】
［３］前記封止工程が、切除により開口した前記中空糸膜の開口端面付近の外表面及び開口端面に、ホットメルト接着剤を、１８０〜２３０℃に加熱して前記封止部を形成することにより行われる、［２］に記載の中空糸膜モジュールのリーク部補修方法。【００１４】
上記構成を有することにより、１８０〜２３０℃に加熱したホットメルト接着剤の熱により、中空糸膜が融解するため、ホットメルト接着剤との接着力を高めることができる。【００１５】
［４］前記ホットメルト接着剤がポリオレフィン系樹脂からなり、前記支持体がポリエステル樹脂からなる、［３］に記載の中空糸膜モジュールのリーク部補修方法。【００１６】
上記構成を有することにより、ポリオレフィン系樹脂およびポリエステル樹脂の融点はそれぞれ１００〜１８０℃の範囲であるため、一般的な中空糸膜の融点の範囲と近い。このため、ホットメルト接着剤の融点以上に過加熱しなくても、中空糸膜を融解して接着させることができるため、ホットメルト接着剤の熱分解等の弊害を抑制できる。また、ポリオレフィン系樹脂およびポリエステル樹脂は、弾性率が小さく柔軟性に優れているので、中空糸膜の屈曲による補修部への応力集中が起こり難く、溶融粘度も良好で、接着強度に優れ、耐薬品性にも優れる。【００１７】
［５］前記封止部が、前記開口端面から前記中空糸膜の外周面上に延出するように設けられた延出部と、中空糸膜内部に埋設され前記支持体と接着する基部とから形成される、［２］〜［４］のいずれか一項に記載の中空糸膜モジュールのリーク部補修方法。【００１８】
上記構成を有することにより、基部において支持体と接着させることによって、接着面が形成しにくい開口端面においても強固な接着性を確保できる。【００１９】
［６］前記中空糸膜がポリフッ化ビニリデンからなる、［２］〜［５］のいずれか一項に記載の中空糸膜モジュールのリーク部補修方法。【００２０】
上記構成を有することにより、ポリフッ化ビニリデンはフッ素系の樹脂であるため、上記方法により得られる中空糸膜モジュールは耐薬品性に優れている。【００２１】
［７］前記延出部の最大径ｘが、前記中空糸膜の外径の１〜２倍となるように形成される、［５］又は［６］に記載の中空糸膜モジュールのリーク部補修方法。【００２２】
上記構成とすることにより、封止部が耐久性に優れるととに、隣接した中空糸膜に引っかかりにくい。【００２３】
［８］前記延出部の先端部から前記中空糸膜の開口端面の位置までの長さｙが、前記中空糸膜の外径の０．１〜０．５倍となるように形成される、［５］〜［７］のいずれか一項に記載の中空糸膜モジュールのリーク部補修方法。【００２４】
上記構成とすることにより、封止部が耐圧性に優れるとともに、過剰に接着剤を消費しない。【００２５】
［９］前記延出部の前記基端部から前記中空糸膜の開口端面までの長さｚが、前記中空糸膜の外径の０．５〜１．５倍となるように形成される、［５］〜［８］のいずれか一項に記載の中空糸膜モジュールのリーク部補修方法。【００２６】
上記構成とすることにより、封止部の接着強度が向上し、補修不良を低減させることができる。【００２７】
［１０］［１］〜［９］のいずれか１項に記載のリーク部補修方法により補修された中空糸膜モジュールであって、封止部を有する中空糸膜モジュール。【００２８】
上記構成とすることにより、有効面積を大きく損なうことなくリーク部が補修された中空糸膜モジュールを提供することができる。【００２９】
また、本発明の第二の側面は、以下の側面を有する。
［１］複数本の中空糸膜を備えた中空糸膜モジュールの前記中空糸膜に生じたリーク部を補修する方法であって、前記リーク部を含む前記中空糸膜の長さ方向の一部分を切除する切断工程と、切除により開口した前記中空糸膜の開口端面をホットメルト接着剤で封止して封止部を形成する封止工程とを含む、中空糸膜モジュールのリーク部補修方法。
［２］複数本の中空糸膜を備えた中空糸膜モジュールであって、少なくとも１本の中空糸膜の長さ方向の一部分が切除され、切除により開口した２つの開口端面のうち少なくとも一つがホットメルト接着剤で封止されている封止部を有する、中空糸膜モジュール。
［３］前記封止部は、前記開口端面から前記中空糸膜の外周面上に延出するように設けられている、［２］に記載の中空糸膜モジュール。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、種々の形態の中空糸膜モジュールに対して、短時間で、かつ、有効膜面積の大きな低下を伴うことなく、リーク部を補修できる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の中空糸膜モジュールの一例を示す斜視図である。
【図２Ａ】本発明のリーク部補修方法を説明する説明図である。
【図２Ｂ】本発明の第一の側面のリーク部補修方法を説明する説明図である。
【図２Ｃ】本発明の第一の側面のリーク部補修方法を説明する説明図である。
【図２Ｄ】本発明の第一の側面のリーク部補修方法を説明する説明図である。
【図２Ｅ】本発明の第一の側面のリーク部補修方法を説明する説明図である。
【図２Ｆ】本発明の第二の側面のリーク部補修方法を説明する説明図である。
【図３Ａ】リーク部補修された部分を拡大して示す模式的外観図である。
【図３Ｂ】リーク部補修された部分を拡大して示す模式的外観図である。
【図３Ｃ】リーク部補修された部分を拡大して示す模式的外観図である。
【図４】本発明の中空糸膜モジュールの他の一例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、本発明について詳細に説明する。
図１は、本発明の中空糸膜モジュールの一例を示す斜視図である。
この中空糸膜モジュール１０Ａは、シート状に配列された複数本の中空糸膜１１と、中空糸膜１１の長さ方向の両端部に設けられた２本の集水用のハウジング２０ａ，および２０ｂとを備えている。各中空糸膜１１の両端部は開口した状態で、ウレタン樹脂などによりハウジング２０ａ，および２０ｂ内に固定され、中空糸膜１１とハウジング２０ａ，および２０ｂ内の流路とが連通している。
【００３３】
また、この例の中空糸膜モジュール１０Ａは、２本のハウジング２０ａ，および２０ｂを連通する２本の導水管３０ａ，および３０ｂを備えていて、一方のハウジング（上側ハウジング）２０ａの長さ方向の端部に、濾過水を得る取水口２１が形成されている。そのため、この中空糸膜モジュール１０Ａで原水を吸引濾過した際には、他方のハウジング（下側ハウジング）２０ｂに集められた濾過水が導水管３０ａ，および３０ｂを通って上側ハウジング２０ａへと集められ、取水口２１からは、上側ハウジング２０ａと下側ハウジング２０ｂに集められた濾過水が取り出せるようになっている。
【００３４】
中空糸膜１１の材質としては、例えば、ポリエチレン（融点：１００〜１３０℃程度）やポリプロピレン（融点：１５０〜１８０℃程度）などのポリオレフィン、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ、融点：１５０〜２１０℃程度）やポリテトラフルオロエチレンなどのフッ素系樹脂、ポリスルホン系樹脂、ポリアクリロニトリル、セルロース誘導体、ポリアミド、ポリエステル、ポリメタクリレート、およびポリアクリレートなども挙げられる。これらのうち１種以上を含む樹脂を使用できる。また、これらの樹脂の共重合体や一部に置換基を導入したものであってもよい。なかでもポリフッ化ビニリデンが、耐薬品性に優れているため好ましい。
【００３５】
ハウジング２０ａ，および２０ｂおよび導水管３０ａ，および３０ｂの材質としては、機械的強度および耐久性を有するものが好適に用いられ、例えばポリカーボネート、ポリスルホン、ポリオレフィン、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）、アクリル樹脂、ＡＢＳ樹脂、および変成ＰＰＥ（ポリフェニレンエーテル）などが挙げられ、これらのうち１種以上を含む樹脂を使用できる。あるいは、ステンレス、およびチタンなどの耐腐食性金属を用いてもよい。
【００３６】
そして、図１の中空糸膜モジュール１０Ａは、図１中に拡大して示すように、多数の中空糸膜１１のうちの１本において、長さ方向の一部分が切り取られ、このような切除により新たに開口した２つの開口端面１１ａ，および１１ｂがホットメルト接着剤５０で封止されている。具体的には、この中空糸膜モジュール１０Ａは、１本の中空糸膜１１においてリーク穴（リーク部）が生じ、このリーク部を含むように中空糸膜１１の長さ方向の一部分が切除され、切除により開口した２つの開口端面１１ａ，１１ｂがホットメルト接着剤５０で封止されるリーク部補修がなされたものである。
なお、リーク部の特定は、リーク部位が特定可能なリーク検査方法、例えば、水や界面活性剤などの液体中に浸漬した膜内部に気体を送り込み、気泡の発生状況によりリーク部を特定する方法や、着色液などの着色流体を流し込み、着色の有無でリーク部を特定する方法などを用いることができる。
【００３７】
このようなリーク部補修は、例えば図２Ａ〜２Ｅに示すように行う。
以下、本発明の第一の側面について説明する。
＜中空糸膜モジュールのリーク部補修方法＞
切断工程：
まず、図２Ａに示すように、リーク部１２が生じた中空糸膜１１から、リーク部１２を含む長さ方向の一部分を切除する。図２Ａ中、符号Ｍが切除された中空糸膜である。これにより２つの開口端面１１ａ，および１１ｂが生じる。
中空糸膜は、長さ方向に対して垂直に切断されることが好ましい。これにより、封止部の接着強度が向上し、補修不良を低減させることができる。
封止工程：
切断工程についで、図２Ｂに示すように、市販されているガンタイプの溶融塗布機に、中空糸膜１１の外径よりも大きな内径を備えたノズル４０を接続し、そのノズル４０の先端に中空糸膜１１の開口端面１１ａ（１１ｂ）を挿入する。なお、中空糸膜の内側には支持体１１ｄが形成されている。そして、図２Ｃに示すように、ノズル４０の先端から中空糸膜１１に、溶融したホットメルト接着剤５０を注入する。注入後、図２Ｄに示すように、ノズル４０を中空糸膜１１から引き抜くと、注入されたホットメルト接着剤５０は冷えて固化する。これにより、中空糸膜１１の開口端面１１ａ（１１ｂ）が閉塞される。その後、閉塞された開口端面１１ａ，および１１ｂに連続している中空糸膜１１の外周面１１ｃ上にノズル４０の先端を１周させつつホットメルト接着剤５０を吐出し付着させることにより、図２Ｅに示すように、ホットメルト接着剤５０は開口端面１１ａ（１１ｂ）を覆うだけでなく、中空糸膜１１の外周面１１ｃ上に延出するように設けられることにより封止部５０を形成し、封止が完了する。封止部は、開口端面から中空糸膜の外周面上に延出するように設けられている延出部５０ｃと、中空糸膜内部に埋設され前記支持体と接着する基部５０ｄとからなることが好ましい。このような封止を開口した２つの開口端面１１ａ，および１１ｂに対してそれぞれ行う。
【００３８】
ここで図２Ａに示すように、切除により新たに開口した開口端面１１ａ，および１１ｂから、各ハウジング２０ａ，および２０ｂに至るまでの中空糸膜の長さＬ１は、１０〜１００ｍｍの範囲内であることが好ましく、より好ましくは５〜５０ｍｍの範囲内である。Ｌ１が１０ｍｍ以上であると、ホットメルト接着剤５０で開口端面１１ａ，および１１ｂを封止する作業中に、この中空糸膜１１の根元の屈曲を抑制して補修を行えるので、中空糸膜１１の根元が損傷するなどのトラブルが起こりにくい。一方、Ｌ１が１００ｍｍ未満であると、補修後の中空糸膜モジュール１０Ａを例えば被処理水槽に浸漬してエアスクラビング処理を行った際に、補修した中空糸膜１１が過度に揺動しにくい。そのため、過度に揺動することによる他の中空糸膜１１と擦れや、根元の大きな屈曲が抑制され、それによる中空糸膜１１の損傷が防止される。リーク部１２を含む長さ方向の一部分を切除する際には、以上の点を考慮して、Ｌ１が１０〜１００ｍｍの範囲内となるように切除位置を決定することが好ましい。
【００３９】
また、図２Ｂに示すノズル４０の内径Ｄ１は、中空糸膜１１の外径Ｄ２よりも０．１〜１ｍｍ程度大きいことが好ましく、０．３〜０．７５ｍｍ程度大きいことがより好ましい。このような範囲であると、ノズル４０の先端に中空糸膜１１の開口端面をスムーズに挿入でき、かつ、注入時に、ノズル４０と中空糸膜１１の隙間からホットメルト接着剤５０が漏れにくい。
また、ホットメルト接着剤５０の注入量は、補修部分の強度が充分となる量であればよいが、図２Ｃに示す開口端面１１ａ（１１ｂ）からの充填長さＬ２が、中空糸膜１１の内径の１〜５倍となる量が適当である。
【００４０】
ホットメルト接着剤５０としては、支持体１１ｄを構成している樹脂および中空糸膜１１を構成している樹脂と同程度の融点を有するものが好ましく、具体的には、１００〜２５０℃程度の融点のホットメルト接着剤５０が好ましく、１８０〜２３０℃程度がより好ましく１２０〜２００℃程度のものが特に好ましい。このようなホットメルト接着剤５０であると、支持体１１ｄおよび中空糸膜１１にダメージを与えるほどの高温にしなくても充分に溶融し、かつ、支持体１１ｄおよび中空糸膜１１に良好に付着する。
なお、上記したように、中空糸膜１１の材料として好適に用いられるポリエチレン、ポリプロピレン、ポリフッ化ビニリデンの融点は、それぞれ１００〜１３０℃程度、１５０〜１８０℃程度、１５０〜２１０℃程度である。そのため、中空糸膜１１を構成している樹脂の融点に応じて、ホットメルト接着剤５０の種類も適宜選択すればよい。
【００４１】
ホットメルト接着剤５０の溶融粘度は、５００〜１００００ｍＰａ・ｓであるものが好ましい。５００ｍＰａ・ｓ以上であると、溶融したホットメルト接着剤５０が目的外の部分まで垂れて付着するなどのトラブルが生じにくい。また、１００００ｍＰａ・ｓ以下であると、溶融したホットメルト接着剤５０の粘度が高すぎず、そのため、支持体１１ｄ、中空糸膜１１の開口端面１１ａ，および１１ｂや外周面１１ｃ上に所望どおり付着させることができる。なお、溶融粘度とは、ホットメルト接着剤の溶融状態における粘度を意味する。
【００４２】
具体的には、ホットメルト接着剤５０としては、ＥＶＡ（エチレン酢酸ビニル共重合体）系樹脂、ＰＯ（ポリオレフィン）系樹脂、ＰＡ（ポリアミド）系樹脂、ＳＲ（合成ゴム）系樹脂、ＡＣＲ（アクリル）系樹脂、ＰＵＲ（ポリウレタン）系樹脂などが挙げられる。なかでも、耐薬品性に優れ、かつ、廃棄時に燃焼させたとしても、有害ガスが発生しにくいＰＯ系樹脂が好ましい。
【００４３】
本発明の第一の側面における中空糸膜のリーク部補修方法は、その内部に支持体を有する中空糸膜に適用することが好ましい。支持体があることで中空糸膜の熱収縮に起因する補修不良が起こりにくく、中空糸膜が加熱溶融されるときに中空糸の形状を保持しやすく膜がつぶれにくい。支持体の融点としては、中空糸膜１１を構成している樹脂の融点と同程度かそれ以下が好ましい。
支持体の材料としては、ポリエチレン樹脂やポリエステル樹脂等のポリオレフィン樹脂、ポリプロピレン樹脂等が挙げられ、なかでもポリエステル樹脂が好ましい。このような材料を用い、さらにホットメルト接着剤としてＰＯ樹脂をもちいることにより、化学的接着性が良好な組む見合わせとなり接着性をより向上させるができる。
【００４４】
このようなリーク部補修方法によれば、長時間を要せずに固化するホットメルト接着剤５０を用いているため、例えば数秒間から数分間という短時間で、リーク部１２を補修することができる。また、ホットメルト接着剤５０は、このように短時間で固化するため、封止部に付与されたホットメルト接着剤５０が他の中空糸膜１１に付着してしまわないように、封止部を他の中空糸膜１１から離しておく時間も短くてすみ、作業性に優れる。
【００４５】
また、このようなリーク部補修方法では、リーク部が生じた中空糸膜の端部を封止するのではなく、リーク部１２を含むように中空糸膜１１の長さ方向の一部分を切除した後、切除により開口した開口端面１１ａ，および１１ｂを封止しているため、切除後に残った中空糸膜１１は濾過機能を維持する。そのため、中空糸膜モジュール１０Ａを構成する中空糸膜１１の多数においてリーク部１２が生じ、それぞれに対して補修をしたとしても、中空糸膜モジュール１０Ａ全体としての有効膜面積の低下を小さく抑えることができる。ここで仮に、リーク部が生じた中空糸膜の端部を封止する方法を採用すると、リーク部が生じた多数の中空糸膜のすべてが、その全長に亘って濾過機能を失うため、中空糸膜モジュールとしての有効膜面積が大きく低下してしまう。
【００４６】
また、このようなリーク部補修方法は、中空糸膜の端部を封止する方法ではないため、中空糸膜の端部を露出させることができない形態の中空糸膜モジュールに対しても、何ら問題なく適用できる。
【００４７】
また、この例のように、ホットメルト接着剤５０を中空糸膜１１の開口端面１１ａ，１１ｂだけでなく、中空糸膜１１の外周面１１ｃ上にまで延出するように設けると、封止性がより向上する。
ホットメルト接着剤５０で形成された封止部の外形としては、例えば、図３Ａに示すように、封止部の先端部５０ａから基端部５０ｂまで、径が漸次大きくなった後、漸次小さくなる形状、図３Ｂに示すように、封止部の先端部５０ａ側よりも基端部５０ｂ側の方が径が小さい形状、図３Ｃに示すように、封止部の先端部５０ａ側よりも基端部５０ｂ側の方が径が大きい形状などが挙げられる。
【００４８】
また、これらの各形状において、封止部の最大径ｘは、中空糸膜１１の外径の１倍以上が好ましく、１〜２倍がより好ましい。２倍以下であると、封止部が他の中空糸膜１１に引っ掛かりにくく、引っ掛かりにより生じる中空糸膜１１の損傷を防止できる。一方、１倍以上であると、中空糸膜１１の外周面１１ｃがホットメルトの層で補強されるので、封止部の耐久性が高まる。
【００４９】
封止部の先端部５０ａから中空糸膜１１の開口端面１１ａ（１１ｂ）の位置までの長さｙは、特に制限はないが、ホットメルト接着剤５０の溶融時の表面張力などから、中空糸膜１１の外径程度である。具体的には、延出部の先端部から中空糸膜の開口端面の位置までの長さｙが、中空糸膜の外径の０．１〜０．５倍であることが好ましく、０．１５〜０．３５倍であることがより好ましい。
封止部の基端部５０ｂから中空糸膜１１の開口端面１１ａ（１１ｂ）までの部分は、ノズルの先端を中空糸膜の外周に周回させつつホットメルト接着剤を吐出することで形成される部分であるため、ノズル４０を周回させる回数が１回である場合には、その長さｚは、ノズル４０の内径にほぼ相当する。具体的には、延出部の基端部から中空糸膜の開口端面までの長さｚが、前記中空糸膜の外径の０．５〜１．５倍であることが好ましく、０．７５〜１．２倍がより好ましい。周回させる回数を２回以上として、長さｚがノズル４０の内径よりも大きくなるようにホットメルト接着剤５０を塗布してもよいが、その際には、溶融状態にあるホットメルト接着剤５０の熱が中空糸膜１１により多く伝わる結果、補修不良が生じる可能性がある。
【００５０】
以上説明したように、リーク部１２を含む中空糸膜１１の長さ方向の一部分を切除し、切除により開口した２つの開口端面１１ａ，および１１ｂをホットメルト接着剤５０で封止する中空糸膜モジュール１０Ａのリーク部補修方法によれば、種々の形態の中空糸膜モジュールに対して、短時間で、かつ、有効膜面積の大きな低下を伴うことなく、リーク部１２を補修できる。
【００５１】
＜中空糸膜モジュール＞
本発明の第一の側面における中空糸膜モジュールは、上述のリーク部補修方法により補修された中空糸膜モジュールであって、封止部を有する中空糸膜モジュールである。封止部は、上述のリーク部補修方法により形成された封止部と同様のものである。
【００５２】
次に、本発明の第二の側面について詳細に説明する。
【００５３】
＜中空糸膜モジュールのリーク部補修方法＞
本発明の第二の側面における中空糸膜モジュールのリーク部補修方法では、図２Ｆに示すように、中空糸膜が支持体を有しないものを用いる以外は、本発明の第一の側面と同様の方法である。
＜中空糸膜モジュール＞
本発明の第二の側面における中空糸膜モジュールでは、中空糸膜が支持体を有しないものを用いる以外は、本発明の第一の側面と同様の中空糸膜モジュールである。
【００５４】
なお、補修対象の中空糸膜モジュールの形態には制限はなく、例えば、図４に示すように、導水管を具備せず、上側ハウジング２０ａに集められた濾過水のみを取水口２１から取り出す形態の中空糸膜モジュール１０Ｂも例示できる。この場合には、リーク部を含む長さ方向の一部分を切除した後、濾過水が集水される上側ハウジング２０ａに連通した方の開口端面１１ａのみをホットメルト接着剤５０で封止すればよく、上側ハウジング２０ａに連通していない下側ハウジング２０ｂ側の開口端面１１ｂは封止しなくてもよい。この形態の中空糸膜モジュール１０Ｂの場合には、開口端面１１ｂが開放していても、原水が処理水側に混入することはない。このように原水が開口端面から処理水側に混入しないかぎりは、切除により開口した２つの開口端面のうちの一方のみを封止して、他方を開放しておいてもよく、中空糸膜モジュールの形態に応じて適宜選択できる。
【００５５】
また、上記実施形態においては、中空糸膜を切断して開口端面を露出させ、その先端付近の外表面および先端に封止部を設けたが、リーク部が明確に断定できる場合などは、中空糸膜を切断せずに、リーク部を含む中空糸膜の外表面外周を、直接ホットメルト樹脂でリング状に覆ってもよい。
【実施例】
【００５６】
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明する。
[実施例]
孔径０．１μｍ、外径２．８ｍｍ、内径１．５ｍｍのＰＶＤＦ製中空糸膜を１５６０本用いて、図１の構成の中空糸膜モジュール１０Ａを製造した。中空糸膜１１は各ハウジング２０ａ，２０ｂにウレタン樹脂で固定されている。導水管３０ａ，３０ｂには、角パイプを用いた。中空糸膜モジュール１０Ａの外径寸法は、幅Ｗ１２５０ｍｍ、高さＨ２０００ｍｍ、奥行きＤ３０ｍｍとした。
ついで、図２Ａ〜図２Ｆに示す方法に沿って、リーク部補修を行った。
すなわち、１０本の中空糸膜１１を無作為に抽出し、両側のハウジング２０ａ，２０ｂからの長さＬ１がそれぞれ５０ｍｍとなる２箇所で各中空糸膜１１をカットし、中空糸膜１１の長さ方向の一部分を取り除いた。
ついで、溶融塗布機「ＰｏｌｙｇｕｎＨＰ」（住友３Ｍ社製）に内径３ｍｍのノズル４０を接続し、これを用いて、ホットメルト接着剤「３７４８−Ｑ」（材質：ＰＰ、融点：１５０〜１８０℃、溶融粘度４０００ｍＰａ・ｓ、住友３Ｍ社製）により、１０本の中空糸膜１１における開口端面１１ａ（１１ｂ）を封止した。合計２０箇所の封止部の外形は、いずれも図３Ａに示す形状であり、各部分の長さは、ｘ＝３．０〜４．５ｍｍ、ｙ＝２．８〜３．５ｍｍ、ｚ＝２．５〜３．５ｍｍの範囲内であった。
このようにリーク部補修を行った図１の中空糸膜モジュール１０Ａを３０％濃度のアルコール水溶液に浸漬して親水化処理を行った後、水中に移し、取水口２１から中空糸膜モジュール１０Ａの内圧が１００ｋＰａとなるように空気を供給し、リーク試験を行った。
リーク試験において、中空糸膜モジュール１０Ａからはエア漏れが確認されず、中空糸膜１１の開口端面１１ａ，および１１ｂは全て確実に封止されていることが確認できた。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明によれば、種々の形態の中空糸膜モジュールに対して、短時間で、かつ、有効膜面積の大きな低下を伴うことなく、リーク部を補修できる。
【符号の説明】
【００５８】
１０Ａ，１０Ｂ：中空糸膜モジュール
１１：中空糸膜
１１ａ，１１ｂ：中空糸膜の開口端面
１１ｄ：支持体
１１ｃ：中空糸膜の外周面
１２：リーク部
５０：ホットメルト接着剤（封止部）
５０ａ：先端部
５０ｂ：基端部
５０ｃ：延出部
５０ｄ：基部
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図２Ｅ】
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【図２Ｆ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４】
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【手続補正書】
【提出日】平成26年3月28日(2014.3.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空糸膜モジュールのリーク部補修方法であって、
前記中空糸膜モジュールが、複数本の中空糸膜を備え、前記中空糸膜が、その内部に支持体を有しており、
リーク部を含む前記中空糸膜の長さ方向の一部分を切除する切除工程と、
切除により開口した前記中空糸膜の開口端面付近の外表面及び開口端面に、ホットメルト接着剤により封止部を形成することにより封止する封止工程とを含む、中空糸膜モジュールのリーク部補修方法。
【請求項２】
前記中空糸膜モジュールが、前記複数本の中空糸膜と連通するハウジングを備え、
前記切除工程では、前記開口端面から、該開口端面と連通したハウジングに至るまでの中空糸膜の長さが、１０〜１００ｍｍの範囲内となるように、前記リーク部を含む前記中空糸膜の長さ方向の一部分を切除する、請求項１に記載の中空糸膜モジュールのリーク部補修方法。
【請求項３】
前記封止工程が、前記ホットメルト接着剤を、１８０〜２３０℃に加熱して前記封止部を形成することにより行われる、請求項１または２に記載の中空糸膜モジュールのリーク部補修方法。
【請求項４】
前記ホットメルト接着剤がポリオレフィン系樹脂からなり、前記支持体がポリエステル樹脂からなる、請求項１〜３のいずれか一項に記載の中空糸膜モジュールのリーク部補修方法。
【請求項５】
前記封止部が、前記開口端面から前記中空糸膜の外周面上に延出するように設けられた延出部と、
中空糸膜内部に埋設され前記支持体と接着する基部とから形成される、請求項１〜４のいずれか一項に記載の中空糸膜モジュールのリーク部補修方法。
【請求項６】
前記延出部の最大径ｘが、前記中空糸膜の外径の１〜２倍となるように形成される、請求項５に記載の中空糸膜モジュールのリーク部補修方法。
【請求項７】
前記延出部の先端部から前記中空糸膜の開口端面の位置までの長さｙが、前記中空糸膜の外径の０．１〜０．５倍となるように形成される、請求項５または６に記載の中空糸膜モジュールのリーク部補修方法。
【請求項８】
前記延出部の前記基端部から前記中空糸膜の開口端面までの長さｚが、前記中空糸膜の外径の０．５〜１．５倍となるように形成される、請求項５〜７のいずれか一項に記載の中空糸膜モジュールのリーク部補修方法。
【請求項９】
前記中空糸膜がポリフッ化ビニリデンからなる、請求項１〜８のいずれか一項に記載の中空糸膜モジュールのリーク部補修方法。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか一項に記載のリーク部補修方法により補修された中空糸膜モジュールであって、
封止部を有する中空糸膜モジュール。
【国際調査報告】
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