(57)【要約】【課題】本発明の目的は、食品、医薬品の分離、精製にも好適に用いることができ、短時間で確実性の高い蒸気滅菌処理を繰り返し行うことが可能である、優良な蒸気滅菌性を有する中空糸膜モジュールを提供することにある。【解決手段】筒状をなし、複数の通液口を有する筒状ケースと、複数の中空糸膜２０ａからなる中空糸膜束２０と、中空糸膜束２０の一端を保持するとともに、筒状ケースに固定される第１の集束部材（集束部材３０）と、中空糸膜束の他端を保持する第２の集束部材（集束部材３０）と、を備え、中空糸膜束２０は、少なくとも第１の集束部材側で開口し、第１および第２の集束部材のうちの少なくとも一方の集束部材は、少なくとも中空糸膜２０ａが延出する側の面である中空糸膜延出面と、側面とに及ぶように形成された凹部３２を有する。【選択図】図２
2014008426.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状をなし、複数の通液口を有する筒状ケースと、
複数の中空糸膜からなる中空糸膜束と、
前記中空糸膜束の一端を保持するとともに、前記筒状ケースに固定される第１の集束部材と、
前記中空糸膜束の他端を保持する第２の集束部材と、
を備え、
前記中空糸膜束は、少なくとも前記第１の集束部材側で開口し、
前記第１および第２の集束部材のうちの少なくとも一方の集束部材は、少なくとも前記中空糸膜が延出する側の面である中空糸膜延出面と、側面とに及ぶように形成された凹部を有することを特徴とする中空糸膜モジュール。
【請求項２】
前記第２の集束部材は、前記筒状ケースに対して非固定状態にある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。
【請求項３】
前記凹部は、前記第２の集束部材に設けられることを特徴とする請求項２に記載の中空糸膜モジュール。
【請求項４】
前記複数の中空糸膜は、複数の束に分割され、
前記第２の集束部材は、前記複数の束ごとにそれぞれ集束する部分集束部材を有し、
前記凹部は、前記部分集束部材にそれぞれ設けられることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の中空糸膜モジュール。
【請求項５】
前記集束部材は、柱状または錘台形状をなし、
前記中空糸膜延出面の外周に内接する最大の円を描いたときの内接円半径をＲｍａｘとおき、
前記中空糸膜延出面の前記凹部以外の円弧の半径をＲ´とおいたとき、
前記Ｒｍａｘ、前記Ｒ´がＲｍａｘ／Ｒ´＜１の関係を満たすことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の中空糸膜モジュール。
【請求項６】
前記中空糸膜延出面の面積をＳとおき、
前記中空糸膜延出面の前記凹部以外の円弧の半径から算出される面積をＳ´とおいたとき、
前記Ｓ、前記Ｓ´が０．６≦Ｓ／Ｓ´＜１の関係を満たすことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の中空糸膜モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は医薬品、食品の精製、連続発酵プロセスなどに用いられる、蒸気滅菌処理が可能な中空糸膜モジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、液体の精製などに用いられる中空糸膜は、平膜などの他の様式の膜と比較して、単位体積あたりの濾過面積を広くとれることで知られており、水処理用途のみならず、人工腎臓や食品、医薬品の分離、精製など、さまざまな分野において広く濾過手段として用いられている。中空糸膜は通常、容器内に収められて集束、固定された中空糸膜モジュールとして用いられる。
【０００３】
ここで、原液が医薬品、食品、連続発酵プロセスなどの溶液の場合は、濾過・精製により得られる有価物はより高純度であることが要求される。そのため、使用される中空糸膜モジュール内には雑菌がいない状態での使用が開始されることが望まれる。殺菌であれば温水殺菌などの手段でよいが、有価物がより高純度であることを要求される場合は滅菌が必要であり、例えば蒸気滅菌が用いられる。蒸気滅菌は、中空糸膜モジュール内に加圧した蒸気を導入して中空糸膜モジュール内部の滅菌を行う。また、蒸気滅菌耐性を有する中空糸膜モジュールとして、中空糸膜を筒状ケースに接着する接着剤の性状が規定されており、繰り返しの蒸気滅菌に対する耐久性を有する中空糸膜モジュールが開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２０１１／０５８９８３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
中空糸膜モジュールの蒸気滅菌を行う上で肝要なのは、滅菌すべき箇所に蒸気が十分に接触することである。しかしながら、特許文献１が開示する中空糸膜モジュールは、中空糸膜の一端を小束化して閉塞しており、これによって濁質の排出性が向上する一方で、小束閉塞部における中空糸膜が密集した状態となる。そのため、中空糸膜モジュール内に蒸気を導入しても、この密集した箇所には蒸気が接触しにくくなり、中空糸膜モジュールの滅菌が不十分となるおそれがある。
【０００６】
この問題に対して、中空糸膜モジュール内全体に蒸気を行き渡らせるために、蒸気を供給する時間を長く取る方策が挙げられる。これにより、蒸気滅菌が失敗する懸念は抑制されるが、今度は中空糸膜モジュールを形成する部材が長時間にわたって熱源と接触するため、中空糸膜モジュールそのものが破損しやすくなるおそれがある。
【０００７】
本発明は、上述の種々の課題を解決し、食品、医薬品の分離、精製および連続発酵プロセスにも好適に用いることができ、短時間で確実性の高い蒸気滅菌処理を繰り返し行うことが可能である、優良な蒸気滅菌性を有する中空糸膜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】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる中空糸膜モジュールは、筒状をなし、複数の通液口を有する筒状ケースと、複数の中空糸膜からなる中空糸膜束と、前記中空糸膜束の一端を保持するとともに、前記筒状ケースに固定される第１の集束部材と、前記中空糸膜束の他端を保持する第２の集束部材と、を備え、前記中空糸膜束は、少なくとも前記第１の集束部材側で開口し、前記第１および第２の集束部材のうちの少なくとも一方の集束部材は、少なくとも前記中空糸膜が延出する側の面である中空糸膜延出面と、側面とに及ぶように形成された凹部を有することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明にかかる中空糸膜モジュールは、上記の発明において、前記第２の集束部材は、前記筒状ケースに対して非固定状態にあることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明にかかる中空糸膜モジュールは、上記の発明において、前記凹部は、前記第２の集束部材に設けられることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明にかかる中空糸膜モジュールは、上記の発明において、前記複数の中空糸膜は、複数の束に分割され、前記第２の集束部材は、前記複数の束ごとにそれぞれ集束する部分集束部材を有し、前記凹部は、前記部分集束部材にそれぞれ設けられることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明にかかる中空糸膜モジュールは、上記の発明において、前記集束部材は、柱状または錘台形状をなし、前記中空糸膜延出面の外周に内接する最大の円を描いたときの内接円半径をＲｍａｘとおき、前記中空糸膜延出面の前記凹部以外の円弧の半径をＲ´とおいたとき、記Ｒｍａｘ、前記Ｒ´がＲｍａｘ／Ｒ´＜１の関係を満たすことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明にかかる中空糸膜モジュールは、上記の発明において、前記中空糸膜延出面の面積をＳとおき、前記中空糸膜延出面の前記凹部以外の円弧の半径から算出される面積をＳ´とおいたとき、前記Ｓ、前記Ｓ´が０．６≦Ｓ／Ｓ´＜１の関係を満たすことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、蒸気滅菌時に中空糸膜間にも蒸気が接触しやすくなり、短時間で確実性の高い蒸気滅菌を行える中空糸膜モジュールを得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１にかかる中空糸膜モジュールの一態様を示す部分断面図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態１にかかる中空糸膜モジュールの一部である、凹部を有する集束部材の一態様を示した斜視図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態２にかかる中空糸膜モジュールの一態様を示す部分断面図である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態２の他の例にかかる中空糸膜モジュールの一態様を示す部分断面図である。
【図５】図５は、本発明の中空糸膜モジュールの集束部材に設ける凹部を説明するための図である。
【図６】図６は、本発明の中空糸膜モジュールの集束部材に設ける凹部を説明するための図である。
【図７】図７は、本発明の実施例にかかる中空糸膜モジュールの作製方法を説明する図である。
【図８】図８は、本発明の実施例にかかる中空糸膜モジュールの作製方法を説明する図である。
【図９】図９は、本発明の実施例にかかる中空糸膜モジュールの作製方法を説明する図である。
【図１０】図１０は、本発明の実施例における比較例にかかる中空糸膜モジュールの一態様を示す部分断面図である。
【図１１】図１１は、本発明の実施例における比較例にかかる中空糸膜モジュールの他の態様を示す部分断面図である。
【図１２】図１２は、本発明の実施例における比較例にかかる中空糸膜モジュールの他の態様を示す部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明を実施するための形態を詳細に説明する。なお、以下の実施の形態により本発明が限定されるものではない。また、以下の説明において参照する各図は、本発明の内容を理解でき得る程度に形状、大きさ、および位置関係を概略的に示してあるに過ぎない。従って、本発明は各図で例示された形状、大きさ、および位置関係のみに限定されるものではない。
【００１７】
（実施の形態１）
（中空糸膜モジュールの構成要件について）
図１は、本実施の形態１にかかる中空糸膜モジュール１の一態様を示す部分断面図である。図２は、本実施の形態１にかかる中空糸膜モジュール１を構成する一部材である、中空糸膜２０、凹部３２を有する集束部材３０（第１および第２の集束部材）の一態様を示す斜視図である。
【００１８】
本実施の形態１にかかる中空糸膜モジュール１は、図１に示すように筒状ケース１０と、筒状ケース１０の内部に配設される複数の中空糸膜２０ａからなる中空糸膜束２０と、中空糸膜束２０の両端をそれぞれ集束する略柱状をなす２つの集束部材３０と、を備える。
【００１９】
筒状ケース１０は、複数の通液口を有しており、各通液口は、分離膜モジュール１の１次側に対して原液を導入する、あるいは原液を排出するための通液口１１ａ、および分離膜モジュール１の２次側から濾過液を中空糸膜モジュール系外に排出するための通液口１１ｂのいずれかに分類される。中空糸膜束２０は、筒状ケース１０の内部に収められ、その両端に集束部材３０が設けられている。また、中空糸膜モジュール１は、少なくとも一方の集束部材３０を筒状ケース１０内に接着することによって成型される。中空糸膜束２０は、少なくとも一端の集束部材３０において、端部が開口するように設けられる。なお、本実施の形態１では、２つの集束部材３０（第１および第２の集束部材）が、それぞれ筒状ケース１０に固定され、中空糸膜束２０の両端において開口しているものとして説明する。
【００２０】
ここで、この中空糸膜モジュール１を蒸気滅菌する際、中空糸膜モジュール内に蒸気が当たりにくい箇所や、温度が上昇しにくい箇所があると中空糸膜モジュールの蒸気滅菌がうまくいかなかったり、時間が長くかかったり等のデメリットがあるため好ましくない。本発明の発明者は鋭意検討の結果、中空糸膜モジュール内において、中空糸膜が密集している中空糸膜束の中心近傍が、前述した中空糸膜モジュール内の蒸気が当たりにくく、温度が上昇しにくい箇所であること、および中空糸膜束内のある１本の中空糸膜への蒸気の当たりやすさは、前述の１本の中空糸膜と膜束外周との最短距離によって決まり、この距離が短いほど前述の中空糸膜に蒸気が当たりやすいこと、の２点を見出した。
【００２１】
この知見をもとに、本実施の形態１にかかる中空糸膜モジュール１は、集束部材３０に、少なくとも集束部材３０の側面と、中空糸膜束２０の中空糸膜２０ａが延出する側の面である中空糸膜延出面３１とに及ぶように形成された凹部３２を設けた。このような構造をとることにより、この凹部３２が蒸気の通り道となる。そのため、凹部３２を有しない中空糸膜モジュールと比較して、中心近傍の中空糸膜２０ａと膜束外周との最大距離が短くなり、この結果、中空糸膜束２０の深部まで蒸気が行き渡りやすくなる効果が得られるようになる。すなわち、中空糸膜モジュール１の蒸気滅菌処理を、短時間かつ高い確実性をもって繰り返し行うことが可能であり、優良な蒸気滅菌性を有する中空糸膜モジュール１を得ることができる。さらに、集束部材３０に設けられる凹部３２を、集束部材３０の側面および両端の底面（中空糸膜延出面３１およびその裏面）の、計３つの面に連なるようにすることで、成形性の向上や、蒸気滅菌に伴い生じるスチームドレンが集束部材表面に溜まりにくくなるなどのメリットを得られるようになる。
【００２２】
これ以降において、本実施の形態１にかかる中空糸膜モジュール１の各構成要件を詳細に説明する。筒状ケース１０は、略筒状をなす本体部１０１と、本体部１０１の両端側に設けられる２つの蓋部１０２とを有する。なお、筒状ケース１０は、一体成型されたものであってもよい。筒状ケース１０は、上述したように、複数の通液口を有している。各通液口は、本体部１０１の両端側にそれぞれ設けられ、本体部１０１の長手方向に沿って延出し、中空糸膜モジュール１の１次側に対して原液を導入する、あるいは原液を排出するための２つの１次側通液口１１ａ、および蓋部１０２にそれぞれ設けられ、中空糸膜モジュール１の２次側から濾過液を中空糸膜モジュール系外に排出するための２つの２次側通液口１１ｂのいずれかに分類される。なお、本実施の形態１において、１次側通液口１１ａは、蓋部１０２を貫通して外部に延出するように設けられている。また、中空糸膜モジュール１は、１次側通液口１１ａおよび２次側通液口１１ｂをどちらも１つ以上備えるものである。筒状ケース１０が本体部１０１と蓋部１０２とに分かれている場合、中空糸膜束２０を介して原液の排出が可能であれば、通液口は本体部１０１、蓋部１０２のいずれに設けられていてもよい。
【００２３】
なお、中空糸膜モジュール１の１次側とは、筒状ケース１０内の原液や濃縮液が通液される箇所を指し、２次側とは中空糸膜モジュール１の濾過液が通液される箇所を指す。また、中空糸膜モジュール１を接続して用いる装置系内において、中空糸膜モジュール１の１次側に連通する空間も含めて１次側と呼び、２次側に連通する空間も含めて２次側と呼ぶことがある。中空糸膜モジュール１および装置系内全体においては、１次側と２次側の間は気密かつ液密に分離するように構成されることが必要である。図１のように、１つの蓋部１０２において、１次側通液口１１ａと２次側通液口１１ｂを同時に配置される場合は、蓋部１０２内で１次側と２次側が気密かつ液密に分離されるような構造を有していることが要求される。
【００２４】
また、本実施の形態１では、各中空糸膜２０ａの外表と接する空間が１次側、各中空糸膜２０ａの内表と接する空間が２次側となる。このとき、各中空糸膜２０ａの外から内へ液体を濾過して用いることになり、このようにして用いる中空糸膜を外圧式の中空糸膜という。また、中空糸膜モジュール１内における１次側と２次側を入れ替えたものも、本発明の中空糸膜モジュールの一態様であるといえる。このとき、中空糸膜の内から外へと液を濾過して用いることになり、このようにして用いる中空糸膜を内圧式の中空糸膜という。
【００２５】
筒状ケース１０を、クロスフロー濾過に好適に用いられる中空糸膜モジュール１の構成部材とするためには、膜面に対して原液を平行に流す（筒状ケースの中心軸方向に原液を流す）ための原液の供給口および排出口が必要となるため、少なくとも２つ以上の１次側通液口１１ａを筒状ケース１０（本体部１０１）の長手方向の両端側に配置することが必要となる。２次側は濾過液の排出が可能であればよいため、２次側通液口１１ｂは少なくとも１つあればよい。よって、筒状ケース１０は合計３つ以上の通液口を有することが必須である。
【００２６】
ここで、クロスフロー濾過とは、膜面に対して平行流を発生させ、原液中の濁質が膜面に堆積しにくいよう制御しながら濾過を行う方法であり、平行流の発生のため全量濾過を行うよりも装置の動力コストが高くなるが、中空糸膜をなるべく閉塞させずに長時間運転することを目的とした運転方法である。なお、本実施の形態１における中空糸膜モジュール１は、詰まり物質を多く含む原液を濾過する際に適した運転方法であるクロスフロー濾過においてより好適に用いられるが、処理対象となる原液を全て濾過し、濃縮液を中空糸膜モジュール外に排出しない濾過方法である全量濾過にも用いることができる。
【００２７】
中空糸膜モジュール１に原液を供給する際には、下方から上方に向かうように原液を供給することが、中空糸膜モジュール１内に気泡溜まりが出来にくくなるため好ましい。よって、１次側通液口１１ａの位置は、中空糸膜モジュール１のなるべく下方から原液を供給し、なるべく上方から原液を排出できるように勘案して位置を決めることが好ましい。本発明の中空糸膜モジュール１について上下を論じるときは、中空糸膜モジュール１を鉛直上向き（図１においては、上方に位置する蓋部１０２に設けた通液口１１ｂが上向き）になるように立てた状態での上下を指すものとする。
【００２８】
筒状ケース１０の形状は、円筒や多角筒が例示可能である。中でも、円筒状の筒状ケース１０は、加工、成型のしやすさや、筒状ケース１０内の液体や気体の流れが均一になりやすいなどのメリットがあるため好適に用いられる。
【００２９】
筒状ケース１０を構成する部材は、繰り返しの蒸気滅菌処理で劣化しにくいような部材であることが好ましく、ポリスルホンに例示されるような耐熱性樹脂や、アルミニウム、ステンレス鋼などの金属、さらに、樹脂と金属の複合体や、ガラス繊維強化樹脂、炭素繊維強化樹脂などの複合材料などから適切なものを選択して使用できる。
【００３０】
中空糸膜束２０は、複数本の中空糸膜２０ａを束化したものであり、その両端を筒状ケース１０内壁に、集束部材３０により集束、接着されて用いられる。中空糸膜２０ａは、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリフッ化ビニリデン系樹脂、ポリスルホン系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、ポリアクリロニトリル系樹脂、セルロース系樹脂およびセルローストリアセテート系樹脂などに例示されるような有機高分子化合物を含んでいることが、コストおよび耐蒸気滅菌性の観点から好ましい。とりわけ、有機高分子化合物としては、溶液による製膜が容易で物理的耐久性や耐薬品性にも優れているポリ塩化ビニル系樹脂、ポリフッ化ビニリデン系樹脂、ポリスルホン系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂およびポリアクリロニトリル系樹脂が好ましく、ポリフッ化ビニリデン系樹脂またはそれを主成分とする樹脂が最も好ましく用いられる。ここで主成分とは、その成分が５０重量％以上、好ましくは６０重量％以上含有することをいう。
【００３１】
さらに、ポリフッ化ビニリデン系樹脂としては、フッ化ビニリデンの単独重合体が好ましく用いられる。さらに、ポリフッ化ビニリデン系樹脂は、フッ化ビニリデンと共重合可能なビニル系単量体との共重合体も好ましく用いられる。フッ化ビニリデンと共重合可能なビニル系単量体としては、テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレンおよび三塩化フッ化エチレンなどが例示される。
【００３２】
なお、中空糸膜は外圧式、内圧式のどちらであってもよく、用いる原液の性状、特に原液中の濁質濃度によって好ましいものを選択することが可能である。外圧式の中空糸膜を用いた中空糸膜モジュールは、１次側の流路が広いため中空糸膜どうしの間に濁質が堆積しにくいというメリットがあり、一方、内圧式の中空糸膜を用いた中空糸膜モジュールは１次側の流路が狭いため、ある膜面線速度を得るためのクロスフローの流量が、外圧式の中空糸膜モジュールよりも少なくてよいというメリットがある。原液中の濁質濃度が高い場合、内圧式の中空糸膜は、濁質により流路が閉塞されてしまう懸念があることから、本実施の形態１の中空糸膜モジュール１は原液の濁質濃度が高くても適応可能な外圧式の中空糸膜のほうがより好適に用いられる。
【００３３】
中空糸膜２０ａの本数は特に限定されないが、充填率が小さいと、中空糸膜モジュール１本あたりの膜面積が小さくなってしまい、濾過効率が低下するため好ましくない。中空糸膜モジュール内に充填される中空糸膜の好ましい本数は、以下の式（１）で表す充填率によって定められる。充填率の好ましい範囲は、２０％以上、６０％以下、より好ましくは３０％以上５０％以下である。
【数１】
2014008426.tif 000003
ここで、P：充填率(%)、n：中空糸膜本数（本）、ｒＯＤ：中空糸膜外径、ＳＩＤ：筒状ケース内部の断面積である。なお、中空糸膜を複数の小束に分割する中空糸膜モジュールの場合は、小束ごとの充填率も上式をもとに算出できる。このときのＳＩＤは、集束部材の中空糸膜延出面の面積を代わりに用いればよい。
【００３４】
集束部材３０は、中空糸膜束２０をまとめ、中空糸膜２０ａの内側と外側の間が気密かつ液密に分断されるように、かつ中空糸膜束２０を少なくとも片端が開口した状態で筒状ケース１０の内壁に接着、固定する部材である。本実施の形態１では、上述したように、中空糸膜束２０の両端に配設される集束部材３０が、筒状ケース１０（本体部１０１）に固定されている。また、集束部材３０も中空糸膜モジュール１の構造部材となるため、接着対象部材との親和性のみならず、耐熱性、硬度、強度などが要求される。これらの点を考慮し、例えばポリウレタンやエポキシ、ふっ素樹脂などの熱可塑性または熱硬化性樹脂などから選択することが可能である。
【００３５】
このとき、集束部材３０は、中空糸膜束２０の少なくとも一端が開口するように設けられることが要求される。中空糸膜２０ａが開口している状態とは、中空糸膜２０ａの内側に通液可能な状態のことを指す。このとき、中空糸膜束２０の開口端は中空糸膜モジュール１の上方、下方のいずれに位置していてもよい。なお、上述したように、本実施の形態１では、両端側の集束部材３０において、中空糸膜束２０が開口するように設けられている。
【００３６】
集束部材３０は筒状ケース１０内に形成されることから、その形状は柱状となる。このとき、集束部材３０の２つの底面のうち、中空糸膜束２０の中空糸膜が延出する側の面を中空糸膜延出面３１と呼ぶ。また、中空糸膜モジュール１は、集束部材３０の側面および中空糸膜延出面３１に渡って凹部３２を有する。凹部３２の設け方等については後述する。
【００３７】
なお、集束部材３０は中空糸膜束２０を保持するための部材であるため、中空糸膜モジュール１内に原液を導入する際に集束部材３０に圧力がかかっても、集束部材３０が筒状ケース１０から外れることなく使用可能であることが肝要である。このように集束部材３０を形成するためには、適切な機械的強度を有する集束部材の選定や、適切な厚みを持たせればよい。このとき、集束部材３０に要求される厚みについては、以下に示す式（２）により算出可能である。式２はＪＩＳ  Ｂ  ８２７４（２００８）に記載されており、用いる集束部材の硬化物と中空糸膜束の外径、本数などから要求厚みの値は変化する。
【数２】
2014008426.tif 000004
ここで、ｔ：集束部材の要求厚み（ｍｍ）、Ｆ：１．２５（定数）、Ｇ：中空糸膜束外径（ｍｍ）、Ｐ：使用圧力（Ｎ／ｍｍ２）、η：効率（中空糸膜の外径、本数のパラメータ）、σａ：許容応力（集束部材強度のパラメータ）である。
【００３８】
凹部３２は、集束部材３０の外周面から切り欠かれてなる切欠形状をなしている。中空糸膜モジュール１が凹部３２を有することによって、中空糸膜モジュール１の内部を蒸気滅菌した際、この凹部３２が蒸気の通り道となるため、効率よく滅菌を行うことができる。また、凹部３２において、中空糸膜２０ａは配置されないため、各中空糸膜２０ａが延びる方向からみた中空糸膜束２０の配設領域は、略凹状をなす。蒸気滅菌時、蒸気が凹状の内部の空間に入り込むことができるため、凹部３２のない場合の中空糸膜束と比して、中空糸膜束２０の中央部に蒸気が入り込む効率が向上する。すなわち、中空糸膜束２０の深部まで蒸気が行き渡りやすくなり、蒸気滅菌性を向上させることができる。
【００３９】
上述した実施の形態１によれば、中空糸膜束２０を集束する略柱状をなす集束部材３０において、集束部材３０の外周面から切り欠かれてなる切欠形状をなす凹部３２を設けるようにしたので、蒸気滅菌時に中空糸膜間にも蒸気が接触しやすくなり、短時間で確実性の高い蒸気滅菌を行える中空糸膜モジュールを得ることが可能となる。
【００４０】
（実施の形態２）
（片端保持、小束分割した中空糸膜モジュールの構成要件について）
図３は、本実施の形態２にかかる中空糸膜モジュール２の構成を示した部分断面図である。なお、図１等で上述した中空糸膜モジュール１と同じ構成要素には同じ符号を付してある。中空糸膜モジュール２は、図３に例示されるように、中空糸膜２０ａの一端が筒状ケース内に固定されない自由端である、片端保持の態様をとることも好ましい。片端保持の中空糸膜モジュール２は、中空糸膜２０ａの一端が固定されないため、蒸気滅菌に伴う熱膨張及び収縮に際して各部材の寸法が変化しても、自由端において蓄積される応力のうちの一部が緩和され、破損しにくくなるため好ましい。また、片端保持とすることで中空糸膜が瑶動しやすくなり、例えば原水が高濁度の場合の排濁性が向上する。
【００４１】
本実施の形態２にかかる中空糸膜モジュール２は、図３に示すように、筒状ケース１０ａと、筒状ケース１０ａの内部に配設される複数の中空糸膜２０ａからなる中空糸膜束２０と、中空糸膜束２０の一端を集束するとともに、筒状ケース１０ａに固定される固定端であって、略柱状をなす集束部材３０ａ（第１の集束部材）と、上述した凹部３２を有し、中空糸膜束２０の他端を集束する略柱状をなす集束部材３０ｂ（第２の集束部材）と、を備える。集束部材３０ｂは、筒状ケース１０ａに対して非固定状態にある自由端である。
【００４２】
筒状ケース１０ａは、略筒状をなす本体部１０３と、本体部１０３の一端（上部）に設けられ、上述した構成を有する蓋部１０２とを有する。なお、筒状ケース１０ａは、一体成型されたものであってもよい。筒状ケース１０ａは、実施の形態１と同様に、複数の通液口を有している。各通液口は、上述した２次側通液口１１ｂ、本体部１０３の一端側に設けられ、本体部１０３の長手方向に沿って延出し、分離膜モジュール１の１次側に対して原液を導入する、あるいは原液を排出するための１次側通液口１１ｃ、および本体部１０３の壁面から延出し、分離膜モジュール１の１次側に対して原液を導入する、あるいは原液を排出するための１次側通液口１１ｄのいずれかに分類される。なお、本実施の形態２では、１次側通液口１１ｄは、本体部１０３の他端側に設けられるものとして説明するが、この配設位置に限定されるものではない。
【００４３】
なお、中空糸膜モジュール２は、１次側通液口および２次側通液口をどちらも１つ以上備えてなる。筒状ケース１０ａが本体部１０３と蓋部１０２とに分かれている場合、中空糸膜束２０ａを介して原液の排出が可能であれば、通液口は本体部１０３、蓋部１０２のいずれに設けられていてもよい。
【００４４】
中空糸膜モジュール２は、片端保持の態様である場合、自由端である集束部材３０ｂにおいては中空糸膜２０ａが開口せず、封止されていることが要求される。このとき中空糸膜２０ａの自由端を封止する方法としては、以下の方法が例示できる。所定の中空糸膜長さの倍程度の長さを有する中空糸膜を用意し、半分に折り曲げて用いる、または中空糸膜束の自由端となる側の端面を、集束部材などで塞ぎ、液が流入しないようにするなどである。
【００４５】
なお、中空糸膜モジュール２を片端保持として形成する場合、中空糸膜束２０を固定する箇所は筒状ケース１０ａの上方の端部とし、下方の端部が自由端であると、中空糸膜２０ａの自由端が中空糸膜モジュール２内において懸垂された状態で保持されるため好ましい。
【００４６】
また、図４は、本実施の形態２の他の例にかかる中空糸膜モジュール２ａの構成を示した部分断面図である。図４に例示する中空糸膜モジュール２ａのように、中空糸膜モジュール２の集束部材３０ｂに代えて、中空糸膜２０ａを複数の小束に分割してそれぞれ保持する複数の部分集束部材３０ｃとした方が、図３に示す中空糸膜モジュール２と比較して膜揺れ効果の向上が期待され好ましい。なお、部分集束部材３０ｃは、筒状ケース１０ａに対して非固定状態にある自由端である。このとき、小束（部分集束部材３０ｃ）の数は多いほうが、膜揺れ効果が向上しやすくなり好ましいが、多すぎると製造工程の煩雑化、小束同士が絡みやすくなり、中空糸膜同士が擦れて損傷する等の懸念も考えられる。以上のことを勘案して、小束の数は任意に決定されることが好ましい。
【００４７】
上述した実施の形態２によれば、実施の形態１に記載した中空糸膜モジュールと同様に、集束部材３０ｂ（部分集束部材３０ｃ）に、集束部材３０ｂ（部分集束部材３０ｃ）の側面と中空糸膜延出側の底面とに及ぶ凹部３２を設けることにより、中空糸膜束２０の深部まで蒸気が行き渡りやすくなる効果が得られるようになり、中空糸膜モジュールの蒸気滅菌処理を、短時間かつ高い確実性をもって繰り返し行うことが可能となる。このとき、凹部３２を設ける集束部材は、自由端であることが好ましい。これは、固定端である集束部材３０ａよりも自由端の集束部材３０ｂ（部分集束部材３０ｃ）のほうが、中空糸膜延出面における中空糸膜２０の密度が高いためである。図４に例示されるように、複数の小束に分割された中空糸膜モジュール２ａにおいては、部分集束部材３０ｃの側面と中空糸膜延出面とに及ぶ凹部３２を設けることが特に好ましい。部分集束部材３０ｃに凹部３２を設ける場合は、任意の部分集束部材３０ｃのみに凹部３２を設けてもよく、全ての部分集束部材３０ｃに凹部３２を設けることも好ましい。
【００４８】
（集束部材の形状、および集束部材に設ける凹部の形状について）
ここで、上述した実施の形態１，２にかかる集束部材の形状、および集束部材に設ける凹部の形状について説明する。集束部材、特に自由端の集束部材３０ｂや部分集束部材３０ｃの形状については、中空糸膜を強固に保持できる形状、または柱状または錘台状であることが好ましい。柱状、錘台状とも底面形状は特に限定されないが、円または正多角形であることが、成型の容易性と筒状ケース内での充填効率との兼ね合いから好ましいといえる。集束部材が錘台である場合は、面積の異なる大小２つの底面のうち、どちらを中空糸膜延出面としても構わない。
【００４９】
凹部３２は、集束部材の側面と中空糸膜延出面３１とに及んでいるものであればよいが、凹部を設ける目的は、中空糸膜モジュール内の蒸気が当たりにくい箇所や、温度が上昇しにくい箇所に蒸気をよく通すためであり、中空糸膜束内のある１本の中空糸膜への蒸気の当たりやすさを改善させるように凹部３２を設けることが好ましい。すなわち、各中空糸膜と集束部材外周との最大距離が短くなるように、凹部３２を設ければよい。
【００５０】
このような凹部の設け方について、図５および図６を用いて説明する。図５は、集束部材３０ｂ（または部分集束部材３０ｃ）を、中空糸膜延出面３１ａ側から見た上面図であって、図５（ａ）および図５（ｂ）は、凹部の一例を模式的にそれぞれ示す斜視図である。上述した凹部３２のほか、図５（ａ）に示すように、中空糸膜延出面３１ａと、集束部材３０ｂの側面とに及ぶように切り欠いて形成された凹部３２ａであってもよいし、図５（ｂ）に示すように、中空糸膜延出面３１ａと、集束部材３０ｂの側面と、中空糸膜延出面３１ａの裏面に及ぶとともに、中空糸膜延出面３１ａの中央部を含むように穿設される凹部３２ｂであってもよい。
【００５１】
図６は、中空糸膜モジュールの集束部材３０ｂに設ける凹部３２ｂを説明するための図である。なお、図６では、凹部の設け方についての理解を助けるために、中空糸膜２０については省略している。また、集束部材３０ｂ（または部分集束部材３０ｃ）に対して形成される凹部３２ｂを例に説明するが、上述した集束部材３０，３０ａに対しても適用可能であり、凹部３２，３２ａにおいても同様である。ここで、ある１本の中空糸膜２０ａの中心軸が、図６中の点Ａを通過する位置にあるとする。この中空糸膜２０ａの中心軸と、中空糸膜延出面３１ａの外周との最短距離は、点Ａを中心として、中空糸膜延出面３１ａに内接する円を描いたときの円の半径の長さＲに相当する。Ｒの値が小さいほど蒸気に当たりやすい。
【００５２】
ここで、凹部３２ｂを設けた後における、集束部材３０ｂにより集束、保持されている中空糸膜のうち外周からもっとも遠いところに位置した中空糸膜から、集束部材３０ｂの外周までの距離（中空糸膜延出面３１ａの外周に内接する最大の円を描いたときの内接円半径）であるＲｍａｘと、凹部３２ｂを設ける前における外周からもっとも遠いところに位置した中空糸膜の中心軸から、集束部材３０ｂ（中空糸膜延出面３１ａ）の外周までの距離Ｒ´とについて、Ｒｍａｘ／Ｒ´＜１の関係を満たすことが好ましい。これにより、凹部３２ｂを設けることによって中空糸膜が蒸気に当たりやすくなったということができる。Ｒ´は、補完された中空糸膜延出面３３（図６破線）において、この補完された中空糸膜延出面３３に内接する最大の円の半径（中空糸膜延出面３１ａの凹部３２ｂ以外の円弧の半径）に相当する。図６の場合は、補完された中空糸膜延出面３３の外周形状が円であるため、この円の半径がそのままＲ´となっている。
【００５３】
Ｒｍａｘは、Ｒ´に対して小さくなればなるほど、中空糸膜束の最深部まで蒸気が当たりやすくなるため好ましい。Ｒｍａｘ／Ｒ´の好ましい範囲は、Ｒｍａｘ／Ｒ´≦０．８であり、さらに好ましくはＲｍａｘ／Ｒ´≦０．６である。ただし、Ｒｍａｘ／Ｒ´が小さくなりすぎると、集束部材３０ｂそのものの大きさが小さくなってしまうため、中空糸膜２０ａの保持力に懸念が生じる。集束部材３０ｂに十分な中空糸膜保持力を持たせるためには、集束部材３０ｂに凹部３２ｂを設ける前後において、中空糸膜延出面（中空糸膜延出面３１ａ，３３）の面積比が所定値以上であればよい。すなわち、凹部３２ｂを設けた後における中空糸膜延出面３１ａの面積をＳ、凹部を設ける前の、補完された中空糸膜延出面３４の面積（中空糸膜延出面３１ａの凹部３２ｂ以外の円弧の半径から算出される面積）をＳ´とおいたときにＳ／Ｓ´≧０．６の関係を満たすことが好ましい（Ｓ／Ｓ´＜１）。中空糸膜の保持力を確保する観点からは、より好ましくはＳ／Ｓ´≧０．７、さらに好ましくはＳ／Ｓ´≧０．８であるとよい。
【００５４】
凹部の形状は特に限定されないが、凹部の外周（中空糸膜延出面に直交する方向から見た凹部の外縁形状）は、曲線から構成されていることが好ましい。集束部材では蒸気滅菌において熱膨張または熱収縮が生じるため、凹部の一部において角が形成されていると、熱膨張、収縮に伴い生じる外力が角部に集中し、その箇所を起点としてクラックが生じる懸念があるためである。
【００５５】
集束部材３０ｂに設ける凹部３２ｂの数は１つでもよく、複数であってもよい。複数の凹部を設ける場合も、上述のＲｍａｘ／Ｒ´やＳ／Ｓ´の関係性を満たすように凹部を設けることが好ましい。また、複数の凹部を設ける場合は、設ける凹部の形状は同じでも異なっていてもよい。
【００５６】
本実施の形態１，２にかかる中空糸膜モジュールは、上述した蒸気滅菌に限らず、温水による殺菌を行う場合であっても適用可能である。温水よる殺菌を行う場合、例えば、中空糸膜モジュールを構成する部材に、温水に対する耐性を有する素材を用いることが好ましい。
【００５７】
また、本発明の中空糸膜モジュールは、中空糸膜束が、集束部材を用いて筒状ケース内壁に接着される中空糸膜モジュールだけでなく、集束部材が筒状ケース内に接着されずに、筒状ケース内から取り出し可能なカートリッジ式の中空糸膜モジュールであっても同様の効果を得ることができる。
【実施例】
【００５８】
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれによって限定されるものではない。本発明の中空糸膜モジュールが、短時間で確実性の高い蒸気滅菌処理を繰り返し行うことが可能か否かを評価するための方法として、試作した中空糸膜モジュールに対して参考例１に記載の試験を実施した。
【００５９】
（参考例１）中空糸膜モジュールの昇温時間測定
中空糸膜モジュールにおいて、最も昇温が遅い点、すなわちＲｍａｘとなる点が１２１℃に達するのに要する時間を測定した。Ｒｍａｘとなる点の温度は、熱電対を当該する点に差し込み、先端が集束部材に当たるようにセットすることで測定した。供給した水蒸気は１２５℃の飽和水蒸気であり、供給は中空糸膜モジュールの上方から下方に向けて行った。初期温度は２５℃とし、蒸気供給開始から、Ｒｍａｘとなる点が１２１℃に達するまでの時間を測定した。
【００６０】
（参考例２）中空糸膜モジュールの作製１
以下に記載のものを用いて、図１に記載の中空糸膜モジュール１を作製した。また、図７は、本実施例にかかる中空糸膜モジュールの作製方法を説明する図である。
本体部１０１：ポリスルホン製の円筒状容器。長さは１５００ｍｍ、内径は１５５ｍｍ。
蓋部１０２：ＳＵＳ３１６製。筒状ケース１０の、径が大きいほうの開口端側に嵌合するような大きさのもの。集束部材の凹部に嵌合するように蓋部１０２内に仕切り板が設けられており、仕切り板を隔てた両側の空間に連通するように１次側通液口１１ａおよび２次側通液口１１ｂが１つずつ設けられている。
中空糸膜２０ａ：ＰＶＤＦ中空糸膜を３０００本使用した。東レ株式会社製の中空糸膜モジュール「ＨＦＵ−２０２０」を解体し、集束部材によって集束されていない中空糸膜部分を切り出して用いた。
集束部材３０：二液混合型のエポキシ樹脂である、ＬＳＴ８６８  Ｒ−１４、ＬＳＴ８６８  Ｈ−１４（ともにハンツマン・ジャパン株式会社製）を用いた。
凹部形成補助部材４０：本体部１０１の内壁に密着させることができ、集束部材の凹部３２に相当する形状を有するポリアセタール樹脂性の構造体。楕円柱の一部を、円柱の側面と平行な曲面で切り取った形状であり、元の楕円の長軸と短軸の比を凹部の長軸：短軸の比としたときのこの比が、５：１または５：２のいずれかである。
熱電対：ＲＳコンポーネンツ社製のＫタイプ（アルメル−クロメル）熱電対。
【００６１】
作成の手順は以下の通りである。
１）凹部形成補助部材４０にシリコーングリスを塗り、本体部１０１内に収める。凹部形成補助部材４０の一部が本体部１０１の開口面Ｐの外に出るようにする。
２）凹部形成補助部材４０を収めた本体部１０１を、図７のようにして中空糸膜モジュール作製冶具５０に嵌合させる。このとき、本体部１０１と中空糸膜モジュール作製冶具５０との間は、Ｏリング４０ａによって密閉された状態となる。
３）中空糸膜２０ａを複数本束ねて、一端に薄く速乾性の接着剤を塗布し、中空糸膜の開口端を一時的に塞いで目止め端とする。
４）中空糸膜２０ａを本体部１０１内に収める。中空糸膜２０ａの目止め端が中空糸膜モジュール作製冶具５０の内面と対向するようにし、中空糸膜２０ａを本体部１０１の上方から押し出し、本体部１０１の下端から数ｃｍはみ出すようにする。
５）二液をよく混合したエポキシ樹脂Ｒｅを、中空糸膜モジュール作製冶具５０の下部からゆっくり注入する。所定の量を注入したら、エポキシ樹脂Ｒｅの供給を止めて完全に硬化するまで静置する。
６）中空糸膜モジュール作製冶具５０を外し、本体部１０１から凹部形成補助部材４０を取り外し、はみ出たエポキシ樹脂Ｒｅを切り落として、凹部３２を有する集束部材３０を得る。集束部材３０においてＲ＝Ｒｍａｘとなる点に熱電対を差し込んで、熱電対の先端が集束部材に触れるようにして、動かないようにポリイミドテープで固定する。集束部材３０の凹部３２から熱電対のケーブルを本体部１０１の外に出しておく。
７）本体部１０１のもう一端にも、手順１）〜６）に準じて凹部形成補助部材４０を収め、エポキシ樹脂Ｒｅを流し込んで凹部３２を有する集束部材３０を得る。
８）本体部１０１の両端に、蓋部１０２を嵌合させて中空糸膜モジュール１を得る。蓋部１０２は、内側に設けられた仕切りなどによって中空糸膜モジュール１の１次側と２次側が気密かつ液密に分断されるように嵌合される。
【００６２】
（参考例３）中空糸膜モジュールの作製２
以下に記載のものを用いて、図３に記載の中空糸膜モジュール２を作製した。また、図８は、本実施例にかかる中空糸膜モジュールの作製方法を説明する図である。
本体部１０３：ポリスルホン製の円筒状容器。長さは１５００ｍｍ、内径は１５５ｍｍ。本体部１０３の壁面上に、端部から１００ｍｍの点を中心として、直径４０ｍｍの円形の孔を１つ設け、これを一次側通液口１１ｄとした。
蓋部１０２：ＳＵＳ３１６製。筒状ケース１０の、径が大きいほうの開口端側に嵌合するような大きさのもの。
中空糸膜２０ａ：ＰＶＤＦ中空糸膜。東レ株式会社製の中空糸膜モジュール「ＨＦＵ−２０２０」を解体し、集束部材によって集束されていない中空糸膜部分を切り出して用いた。
集束部材３０ａ，３０ｂ：二液混合型のエポキシ樹脂である、ＬＳＴ８６８  Ｒ−１４、ＬＳＴ８６８  Ｈ−１４（ともにハンツマン・ジャパン株式会社製）を用いた。
凹部形成補助部材４１：後述の自由端形成容器の内壁に密着させることができ、集束部材の凹部に相当する形状を有するポリアセタール樹脂性の構造体。
自由端形成容器５１：内径１４５ｍｍ、深さ３０ｍｍのポリアセタール樹脂性容器。
熱電対：ＲＳコンポーネンツ社製のＫタイプ（アルメル−クロメル）熱電対。
【００６３】
作成の手順は以下の通りである。
１）凹部形成補助部材４１にシリコーングリスを塗り、自由端形成容器５１内に収める。
２）中空糸膜２０ａを複数本束ねて、目止め処理をせずに自由端形成容器５１内に収める。このとき、中空糸膜２０ａは、端部が、自由端形成容器５１の底面とは接触しない状態で保持される。
３）二液をよく混合したエポキシ樹脂Ｒｅを、自由端形成容器５１内に流し込む。所定の量を流し込んだら、エポキシ樹脂Ｒｅの供給を止めて完全に硬化するまで静置する（図８参照）。
４）硬化させたエポキシ樹脂を自由端形成容器５１から取り出す。これにより、中空糸膜端が閉塞され、凹部３２を有する自由端の集束部材３０ｂを得る。
５）自由端においてＲ＝Ｒｍａｘとなる点に熱電対を差し込み、熱電対の先端が集束部材３０ｂに触れるようにしてポリイミドテープで固定する。熱電対のコードは本体部１０３の開口端から出るようにしておく。
６）中空糸膜束２０のもう一端に、薄く速乾性の接着剤を塗布し、中空糸膜２０ａの開口端を一時的に塞いで目止め端とする。
７）本体部１０３を、図７のようにして中空糸膜モジュール作製冶具５０に嵌合させる。
８）中空糸膜２０ａを本体部１０３内に収める。中空糸膜２０ａの目止め端が中空糸膜モジュール作製冶具５０の内面と対向するようにし、中空糸膜２０ａを筒状ケース本体部１０ａの上方から押し出し、本体部１０３の下端から数ｃｍはみ出すようにする。
９）二液をよく混合したエポキシ樹脂Ｒｅを、中空糸膜モジュール作製冶具５０の下部からゆっくり注入する。所定の量を注入したら、エポキシ樹脂Ｒｅの供給を止めて完全に硬化するまで静置する。
１０）中空糸膜モジュール作製冶具５０を外し、本体部１０３からはみ出たエポキシ樹脂Ｒｅを切り落として、固定端の集束部材３０ａを得る。
１１）本体部１０３の集束部材３０ａ側に、蓋部１０２を勘合させて中空糸膜モジュール２を得る。
【００６４】
（参考例４）中空糸膜モジュールの作製３
以下に記載のものを用いて、図４に記載の中空糸膜モジュール３を作製した。参考例３に記載の手法と類似しているため、相違点についてのみ述べる。また、図９は、本実施例にかかる中空糸膜モジュールの作製方法を説明する図である。
凹部形成補助部材４２：後述の小束形成容器の内壁に密着させることができ、集束部材の凹部に相当する形状を有するポリアセタール樹脂性の構造体（図９参照）。
小束形成容器５２：内径４８ｍｍ、深さ３０ｍｍのポリアセタール樹脂性容器（図９参照）。
【００６５】
作成の手順は以下の通りである。
１）凹部形成補助部材４２にシリコーングリスを塗り、小束形成容器５２内に収める。
２）参考例３の２）〜４）の手順に準じて、凹部３２を有する部分集束部材３０ｃにより集束された中空糸膜小束を７つ作製する（図９参照）。
３）２）で作製した小束の１つにおいて、Ｒ＝Ｒｍａｘとなる点に熱電対を差し込み、熱電対の先端が集束部材に触れるようにしてポリイミドテープで固定する。熱電対のコードは本体部１０３の開口端から出るようにしておく。
４）２）で作製した全ての小束について、中空糸膜束２０のもう一端に、薄く速乾性の接着剤を塗布し、中空糸膜２０ａの開口端を一時的に塞いで目止め端とする。
５）参考例３の７）〜１１）に記載の手順に準じて中空糸膜モジュール２ａを得る。
【００６６】
（参考例５）中空糸膜モジュールの作製４
図１０に記載の中空糸膜モジュール６０を作製した。参考例２に記載の手法と類似しており、相違点についてのみ述べる。なお、筒状ケース、中空糸膜、集束部材の形状は、上述した中空糸膜モジュール１に順ずる。
本体部６１０：ポリスルホン製の円筒状容器。長さは１５００ｍｍ、内径は１５５ｍｍ。壁面上に、筒状ケース６１両端側から１００ｍｍの点を中心として、直径４０ｍｍの円形の孔を１つずつ、計２つ設け、これを１次側通液口６２ａとした。
蓋部６１１：ＳＵＳ３１６製であって、本体部６１０の、両端の開口端側にそれぞれ嵌合することが可能である。また、円形の孔を１つずつ設け、これを２次側通液口６２ｂとした。
なお、中空糸膜モジュール６０の集束部材６３において、凹部は形成されていない。
【００６７】
１）本体部６１０を、図７のようにして中空糸膜モジュール作製冶具５０に嵌合させる。
２）中空糸膜２０ａを複数本束ねて、一端に薄く速乾性の接着剤を塗布し、中空糸膜２０ａの開口端を一時的に塞いで目止め端とする。
３）中空糸膜２０ａを本体部６１０内に収める。中空糸膜２０ａの目止め端が中空糸膜モジュール作製冶具５０の内面と対向するようにし、中空糸膜２０ａを本体部６１０の上方から押し出し、本体部６１０の下端から数ｃｍはみ出すようにする。
４）二液をよく混合したエポキシ樹脂Ｒｅを、中空糸膜モジュール作製冶具５０の下部からゆっくり注入する。所定の量を注入したら、エポキシ樹脂Ｒｅの供給を止めて完全に硬化するまで静置する。
５）中空糸膜モジュール作製冶具５０を外し、はみ出たエポキシ樹脂を切り落として、固定端の集束部材６３を得る。集束部材６３においてＲ＝Ｒｍａｘ（ここでは、Ｒｍａｘは集束部材囲繞底面の半径）となる点に熱電対を差し込み、熱電対の先端が集束部材６３に触れるようにしてポリイミドテープで固定する。また、熱電対のケーブルを本体部６１０の外に出しておく。
６）本体部６１０の他端側にも、手順１）〜５）に準じて固定端の集束部材６３を形成する。
７）本体部６１０の両端に、蓋部６１１を勘合させて中空糸膜モジュール６０を得る。蓋部６１１は、内側に設けられた仕切りなどによって中空糸膜モジュールの１次側と２次側が気密かつ液密に分断されるように嵌合される。
【００６８】
（参考例６）中空糸膜モジュールの作製５
図１１に記載の中空糸膜モジュール７０を作製した。参考例３に記載の手法と類似しており、相違点についてのみ述べる。
なお、中空糸膜モジュール７０の集束部材６4，６５において、凹部は形成されていない。
１）中空糸膜２０ａを複数本束ねて、目止め処理をせずに自由端形成容器５１内に収める。なお、自由端形成容器５１内には、凹部形成補助部材４１は配設されていない。
２）二液をよく混合したエポキシ樹脂Ｒｅを、自由端形成容器５１内に流し込む。所定の量を流し込んだら、エポキシ樹脂Ｒｅの供給を止めて完全に硬化するまで静置する。
３）硬化させたエポキシ樹脂Ｒｅを自由端形成容器５１から取り出して、自由端の集束部材６５を得る。
４）自由端においてＲ＝Ｒｍａｘ（ここでは、Ｒｍａｘは集束部材囲繞底面の半径）となる点に熱電対を差し込み、熱電対の先端が集束部材６５に触れるようにしてポリイミドテープで固定する。熱電対のコードは本体部１０３の開口端から出るようにしておく。
５）参考例３の６）〜１１）の手順に準じて、凹部が形成されていない固定端の集束部材６４を形成し、中空糸膜モジュール７０を得る。
【００６９】
（参考例７）中空糸膜モジュールの作製６
図１２に記載の中空糸膜モジュール７０ａを作製した。参考例６に記載の手法と類似しており、相違点についてのみ述べる。
なお、中空糸膜モジュール７０ａの集束部材６６において、凹部は形成されていない。
１）参考例６の１）〜３）の手順に準じて、小束集束部材により集束された中空糸膜小束を７つ作製する。
２）１）で作製した小束の１つにおいて、Ｒ＝Ｒｍａｘ（ここでは、Ｒｍａｘは集束部材囲繞底面の半径）となる点に熱電対を差し込み熱電対の先端が各集束部材６６に触れるようにしてポリイミドテープで固定する。熱電対のコードは本体部１０３の開口端から出るようにしておく。
３）２）で作製した全ての小束について、中空糸膜束２０のもう一端に、薄く速乾性の接着剤を塗布し、中空糸膜の開口端を一時的に塞いで目止め端とする。
４）参考例６の５）の手順に準じて、凹部が形成されていない固定端の集束部材６４を形成し、中空糸膜モジュール７０ａを得る。
【００７０】
（実施例１〜９、比較例１）
表１に記載の条件で、両端が固定端の中空糸膜モジュール１，６０を作製し、参考例１に記載の昇温時間測定を実施した。中空糸膜モジュールの充填率、昇温時間測定結果を表１にまとめて示す。
【表１】
2014008426.tif 000005
【００７１】
中空糸膜モジュール１の集束部材に凹部３２を設け、Ｒｍａｘ／Ｒ´を１よりも小さくすることで、中空糸膜モジュール１内全体の充填率が高まったにも拘わらず、１２１℃に達する時間、すなわち蒸気滅菌処理に要する時間が短くなることがわかった。
【００７２】
（実施例１０〜１８、比較例２）
表２に記載の条件で、片端が自由端、もう一端が固定端の中空糸膜モジュール２，７０を作製し、参考例１に記載の昇温時間測定を実施した。中空糸膜モジュールの自由端における充填率、昇温時間測定結果を表２にまとめて示す。
【表２】
2014008426.tif 000006
【００７３】
両端固定の中空糸膜モジュール１と同様に、中空糸膜モジュール２の集束部材に凹部３２を設け、Ｒｍａｘ／Ｒ´を１よりも小さくすることで、中空糸膜モジュール２内の、特に自由端における充填率が高まったにも拘わらず、１２１℃に達する時間、すなわち蒸気滅菌処理に要する時間が短くなることがわかった。
【００７４】
（実施例１９〜２７、比較例３）
表３に記載の条件で、片端が７束に分割された自由端、もう一端が固定端の中空糸膜モジュール２ａ，７０ａを作製し、参考例１に記載の昇温時間測定を実施した。中空糸膜モジュールの小束における充填率、昇温時間測定結果を表３にまとめて示す。
【表３】
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【００７５】
両端固定や片端固定の中空糸膜モジュール１，２と同様に、中空糸膜モジュール２ａの集束部材に凹部３２を設け、Ｒｍａｘ／Ｒ´を１よりも小さくすることで、中空糸膜モジュール２ａ内の、特に小束部における充填率が高まったにも拘わらず、１２１℃に達する時間、すなわち蒸気滅菌処理に要する時間が短くなることがわかった。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
本発明の中空糸膜モジュールは、短時間で確実性の高い蒸気滅菌処理を繰り返し行うことが可能であり、優良な蒸気滅菌性を有することから、食品、医薬品の分離、精製にも好適に用いることができる。
【符号の説明】
【００７７】
１，２，２ａ，６０，７０，７０ａ  中空糸膜モジュール
１０，１０ａ，６１  筒状ケース
１１ａ，１１ｃ，１１ｄ，６２ａ  １次側通液口
１１ｂ，６２ｂ  ２次側通液口
２０  中空糸膜束
２０ａ  中空糸膜
３０，３０ａ，３０ｂ，６３，６４，６５，６６  集束部材
３０ｃ  部分集束部材
３１，３１ａ，３３  中空糸膜延出面
３２，３２ａ，３２ｂ  凹部
４０，４１，４２  凹部形成補助部材
４０ａ  Ｏリング
５０  中空糸膜モジュール作製冶具
５１  自由端形成容器
５２  小束形成容器
１０１，１０３，６１０  本体部
１０２，６１１  蓋部
【図１】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図２】
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