(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空糸膜群を筒状ケ−ス内に挿入し、中空糸膜群一端を筒状ケ−ス一端の樹脂隔壁中に埋入して封止せる膜モジュ−ルにおいて、中空糸膜群一端をその端面に当板を配設して樹脂隔壁中に埋入したことを特徴とする中空糸膜モジュ−ル。
【請求項２】
筒状ケ−スに中空糸膜群を挿入し、同筒状ケ−スの両端を閉成し、同筒状ケ−スの両端に樹脂を注入し、該注入樹脂を遠心力で隔壁に加圧成形して上記中空糸膜群一端を一方の樹脂隔壁中に内在させ、上記筒状ケ−スの他端を中空糸膜群他端を他方の樹脂隔壁外面に開口させるように切断する中空糸膜モジュ−ルの製作方法において、中空糸膜群一端の端面に当板を配設して上記樹脂の注入及び加圧成形を行うことを特徴とする中空糸膜モジュ−ルの製作方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
近来、限外濾過膜モジュ−ル、精密濾過膜モジュ−ル、透析膜モジュ−ルまたは気体分離膜モジュ−ル等に中空糸膜型が食品、半導体工業、医療またはエア−浄化の分野で多用されており、かかる中空糸膜モジュ−ルとして、図４に示すように一端封止型が公知である。
図４において、１’は筒状ケ−ス、２’は筒状ケ−ス１’内に挿入された中空糸膜群、３１’，３２’は筒状ケ−ス１’の両端に形成された樹脂隔壁であり、中空糸膜群一端２１’が一方の樹脂隔壁３１’に埋入されて封止され、中空糸膜群他端２２’が他方の樹脂隔壁３２’の外面に表出されて開口されている。１１’，１２’は筒状ケ−スの設けられた流体通過孔である。
この中空糸膜モジュ−ルにより、例えば原液を濾過処理するには、筒状ケ−ス１’の一方の流体通過孔１２’からケ−ス１’内に他方の流体通過孔１１’に向けて原液を加圧流通させ、該原液が膜外面に接触する間に膜を透過した濾過液を中空糸膜群２’の他端開口２２’から取出していく。
【０００２】
この一端封止型中空糸膜モジュ−ルを製作するには、従来、図５の（イ）に示すように中空糸膜群２’を筒状ケ−ス１’内に挿入し、ケ−ス両端を蓋板５１’，５２’で閉成し、ケ−ス内両端に流体通過孔１１’，１２’から樹脂を注入し、ケ−ス１’を回転させて注入樹脂を遠心力で隔壁３１’，３２’に加圧成形し、ついで、図５の（ロ）に示すように蓋板５１’，５２’を取外し、中空糸膜群一端２１’を一方の隔壁３１’内に埋入封止したままとし、中空糸膜群他端２２’を他方の隔壁３２’の外面に表出開口させるようにケ−ス他端を切断している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記において、中空糸膜の外径は通常２ｍｍ以下、中空糸膜群の中空糸膜の本数は通常数千本であり、長尺の中空糸膜束を定尺切断して筒状ケ−ス内に挿入している。従って、この挿入時点では、定尺中空糸膜群の両端は、各糸膜端の揃った整然とした状態となっている。
しかしながら、本発明者等においては、上記樹脂隔壁の遠心成形時、数本の中空糸膜が中空糸膜群端から飛び出し、上記中空糸膜群の一端側２１’（封止側）では、その飛び出した中空糸膜が一方の樹脂隔壁３１’の外面に表出し、これが原因で液漏れ（上記濾過処理の場合は、濾過液の漏れ）が生じることを往々に経験している。
そこで、本発明者等においてこの原因を究明したところ、上記中空糸膜群の数千本中の数本の糸膜の途中にたるみが存在し、このたるみが遠心力で伸ばされて中空糸膜群端から飛び出すことに起因していることが判明した。
しかしながら、数千本中から、たるみのある数本の中空糸膜を検出しねそのたるみを除去するといったことは至難である。
【０００４】
本発明の目的は、長尺中空糸膜束を定尺切断し、この定尺中空糸膜群を筒状ケ−ス内に挿入し、中空糸膜群の一端を封止する樹脂隔壁をケ−ス内一端に、中空糸膜群の他端を開口する樹脂隔壁をケ−ス内他端にそれぞれ遠心成形して一端封止型の中空糸膜モジュ−ルを製作する場合、定尺中空糸膜群中の数本の中空糸膜にたるみがあっても、中空糸膜群一端の確実な封止を簡易な手段で保証することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る中空糸膜モジュ−ルは、中空糸膜群を筒状ケ−ス内に挿入し、中空糸膜群一端を筒状ケ−ス一端の樹脂隔壁中に埋入して封止せる膜モジュ−ルにおいて、中空糸膜群一端をその端面に当板を配設して樹脂隔壁中に埋入したことを特徴とする構成である。
本発明に係る中空糸膜モジュ−ルの製作方法は、筒状ケ−スに中空糸膜群を挿入し、同筒状ケ−スの両端を閉成し、同筒状ケ−スの両端に樹脂を注入し、該注入樹脂を遠心力で隔壁に加圧成形し、上記中空糸膜群一端を一方の樹脂隔壁中に内在させ、上記筒状ケ−スの他端を中空糸膜群他端を他方の樹脂隔壁外面に開口させるように切断する中空糸膜モジュ−ルの製作方法において、中空糸膜群一端の端面に当板を配設して上記樹脂の注入及び加圧成形を行うことを特徴とする構成である。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。
図は本発明に係る中空糸膜モジュ−ルの一例を示している。
図１において、１は両端に流体通過孔１１，１２をもうけた筒状ケ−スであり、プラスチック製ケ−スを使用できる。２は筒状ケ−ス１内に挿入した中空糸膜群であり、限外濾過膜、精密濾過膜、透析膜、気体選択透過膜等を使用でき、中空糸膜の外径は通常０．２ｍｍ〜２ｍｍ、中空糸膜の本数は通常５００〜５００００本である。３１は筒状ケ−ス１内の一端に成形した樹脂隔壁、４は中空糸膜群２の一端２１の端面に当てがった当板であり、図１の（イ）に示すように樹脂隔壁３１に表出させるか、図１の（ロ）に示すように中空糸膜群一端２１と共に当該樹脂隔壁３１内に埋入してある。３２は筒状ケ−ス１内の他端に成形した樹脂隔壁であり、中空糸膜群２の他端２２をこの隔壁３２の外面に表出して開口させてある。
上記隔壁３１，３２の樹脂には、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、リポキシ樹脂等を使用できる。
【０００７】
上記中空糸膜モジュ−ルを製作するには、図２の（イ）に示すように、定尺切断した中空糸膜束２を筒状ケ−ス１内に挿入し、中空糸膜群一端２１に当板４を当てがい、ケ−ス１の両端を着脱自在の蓋板５１，５２で閉成する。これらの蓋板５１，５２の内面には、離型材、たとえばパラフィンを塗布しておくことが好ましい。また、蓋板５１，５２の装着には、ステ−ボルト５３，５３で締結する方式を施用できる。
ついで、筒状ケ−ス１の両端内に各流体通過孔１１，１２より樹脂を注入し、筒状ケ−ス１の重心Ｇを回転中心として筒状ケ−ス１を回転させ、各注入樹脂を遠心力で隔壁３１，３２に加圧成形し、樹脂の硬化をまって回転を停止し、而るのち、図２の（ロ）に示すように、蓋板を取外し、ケ−ス１の他端を切断して中空糸膜群２の他端２２を樹脂隔壁３２の外面に表出開口させ、これにて製作作業を終了する。
上記の遠心成形時、樹脂が遠心力で加圧され、ケ−ス１の一端内部では、加圧樹脂が当板４と蓋板５１との間に食い込み、その食い込み圧力で当板４の中空糸膜群一端２１への当接状態が保持され、当板４が中空糸膜群一端２１と共に一方の樹脂隔壁３１内に埋入される。
【０００８】
上記中空糸膜群２の中空糸膜の本数は数千本にも及び、その中の数本にたるみが残されたままとされていることが往々にしてあり、上記重心よりもケ−ス一端側にこのたるみが存在しても、中空糸膜群一端２１に当板４を当接してあるから、このたるんだ糸膜の中空糸膜群一端２１からの遠心力による飛び出しを防止でき、従って、一方の樹脂隔壁３１の外面への中空糸膜の表出を排除できる。また、当板４を樹脂隔壁３１への埋着〔図１の（イ）の場合〕または埋入〔図１の（ロ）の場合〕により強固に固定でき、当板４が他物の衝突接触で剥離するようなことはなく、中空糸膜の表出排除を確実に行い得る。
上記中空糸膜のたるみがケ−ス他端側に存在する場合、中空糸膜群他端２２からの中空糸膜の飛び出しが生じるが、この飛び出し中空糸膜が存在する他方の樹脂隔壁部分は切断除去してあるから、何らの支障にもならない。
【０００９】
上記当板４の外郭は、中空糸膜群２の外径以上でケ−ス１の端部内径よりも小としてある。
この当板４に図３の（イ）に示すように突子４１を設け、この突子４１を蓋板５１で押さえて当板４を中空糸膜群一端２１に当接させてもよい。図１の（イ）のように当板４を樹脂隔壁３１の外面に表出させる場合は、突子４１を省略し、当板４を蓋板５１に接触させればよい。また、図３の（ロ）に示すように、外径をケ−ス１の外径に等しくし、樹脂通過孔４２，…を穿設した当板４をケ−ス１の一端と蓋板５１とで挾持してもよく、この場合、当板４と中空糸膜群一端２１との間が多少離隔されても差し支えない。
【００１０】
上記中空糸膜モジュ−ルにより液体または気体を処理するには、被処理流体の液体または気体を筒状ケ−スの一方の流体通過孔からケ−ス内に他方の流体通過孔に向けて加圧流通させ、該流体が膜外面に接触する間に膜を透過した濾過液または分離ガスを中空糸膜の他端開口から取出していく。この場合、当板を濾過液または分離ガスに対しバリヤとして有効に機能させるように、当板には濾過液または分離ガスに対し透過性の低い材質を使用することが好ましく、プラスチック、ガラス、金属等を用いることができ、特に、隔壁の樹脂と同材質のプラスチック成形板の使用が好ましい。
【００１１】
【実施例】
〔実施例〕
製作したモジュ−ルは図１の（イ）に示す構成であり、筒状ケ−スには内径約１インチφ，長さ約３００ｍｍのポリカ−ボネ−ト円筒を、中空糸膜には内径０．３ｍｍφ，外径０．５ｍｍφのポリスルホン系限外濾過膜約３０００本を、樹脂隔壁の樹脂にはウレタン樹脂を、当板には直径約１インチφ，厚み約３ｍｍのウレタン樹脂成形プレ−トをそれぞれ使用し、中空糸膜の定尺長さは筒状ケ−スの長さに等しくした。
この中空糸膜束を数本の中空糸膜にたるみを付けて筒状ケ−ス内に挿入し、中空糸膜群一端に当板を当てがい、ケ−ス両端を着脱自在の蓋板で閉成し、筒状ケ−スの両端内に樹脂を注入し、筒状ケ−スの重心を回転中心として筒状ケ−スを回転させ、各注入樹脂を遠心力で隔壁に加圧成形し、樹脂の硬化をまって回転を停止し、当板を取外しケ−ス他端を切断して中空糸膜群の他端を樹脂隔壁外面に表出開口させて、図１の（イ）に示す一端封止の中空糸膜モジュ−ルを製作した。
この中空糸膜モジュ−ルを透析液の精密濾過用としてところ、液漏れは観られなかった。
【００１２】
〔比較例〕
実施例に対し当板を省略した以外、実施例と同じとした。実施例と同様に透析液の精密濾過用としてところ、液の滲み出しが認められた。
【００１３】
【発明の効果】
本発明によれば、長尺中空糸膜束を定尺切断し、この定尺中空糸膜群を筒状ケ−ス内に挿入し、中空糸膜群の一端を封止する樹脂隔壁をケ−ス内一端に、中空糸膜群の他端を開口する樹脂隔壁をケ−ス内他端にそれぞれ遠心成形して一端封止型の中空糸膜モジュ−ルを製作する場合、定尺中空糸膜群中の数本の中空糸膜にたるみがあっても、中空糸膜群一端の封止をその端面に当板を配設するだけで確実に行い得、厄介なたるみを行うことなく良品質の一端封止型中空糸膜モジュ−ルを容易に製作できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る中空糸膜モジュ−ルの異なる例を示す図面である。
【図２】本発明に係る中空糸膜モジュ−ルの製作方法を示す図面である。
【図３】本発明において使用する当板の異なる例を示す図面である。
【図４】従来の中空糸膜モジュ−ルを示す図面である。
【図５】従来の中空糸膜モジュ−ルの製作方法を示す図面である。
【符号の説明】
１              筒状ケ−ス
１１            流体通過孔
１２            流体通過孔
２              中空糸膜群
２１            中空糸膜群一端
２２            中空糸膜群他端
３１            樹脂隔壁
３２            樹脂隔壁
４              当板
５１            蓋板
５２            蓋板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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