(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
透過液取出口を有する外筒に中空糸膜または管状膜を複数本平行に集束して収容し、外筒端部内に硬化性樹脂の隔壁を、透過液取出口の口縁から外筒内側に至るに従い樹脂厚を厚くして注型する膜モジュ−ルの製造方法において、樹脂の注入を、上記透過液取出口の口縁位置での注入樹脂の厚みをその口縁位置より、樹脂隔壁の平均高さの０．１４倍〜０．２０倍厚い厚みとするようにして行うことを特徴とする膜モジュ−ルの製造方法。
【請求項２】
透過液取出口を有する外筒に、中空糸膜または管状膜を複数本平行に集束して収容し、外筒端部内に硬化性樹脂の隔壁を、透過液取出口の口縁から外筒内側に至るに従い樹脂厚みを厚くして形成した膜モジュ−ルにおいて、上記透過液取出口の口縁位置での樹脂厚をその口縁位置を越える厚みとし、しかも、その口縁位置で樹脂をカットしたことを特徴とする膜モジュ−ル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、膜モジュ−ルの製造方法及び膜モジュ−ルに関し、内圧型中空糸膜モジュ−ル並びにその製造に有用なものである。
【０００２】
【従来の技術】
周知の通り、限外濾過膜や精密濾過膜を用いた膜モジュ−ルは、工業液体の処理、医製薬用水の製造、超純水の製造等、懸濁物質や微生物及び分子量レベルの不純物の除去や有価物の濃縮に使用されている。
膜モジュ−ルにおいては、各種の形式で使用されており、その一形式として図４に示すように、両端部側面に透過液取出口２’，２’を設けた外筒１’に中空糸膜または管状膜３’を複数本平行に集束して収容し、外筒両端部内に硬化性樹脂の隔壁７’，７’を形成した、内圧型の中空糸膜モジュ−ルが存在する。
この内圧型中空糸膜モジュ−ルにおいては、縦配置で使用され、原水が中空糸膜内に加圧下で供給され、膜を透過した溶質、すなわち透過液が透過液取出口より取り出されていく。
【０００３】
本出願人においては、縦型配置の内圧型中空糸膜モジュ−ルに関し、図５に示すように、樹脂隔壁７’の厚みＬ’を透過液取出口２’の口縁ｅ’から離れるに従い厚くして樹脂隔壁内面を凹曲面とし所謂デッドスペ−スを排除することにより、上側隔壁の内面での透過液の滞留や気泡のトラップを防止し、また、中空糸膜洗浄時での下側隔壁内面からの洗浄液の円滑な流出を図ることを既に提案した（特公平３−１７５２７号公報）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
図５に示す中空糸膜モジュ−ルにおいては、樹脂隔壁７’の内面と透過液取出口２’の口縁ｅ’とを段差なくほぼ面一に連続させている。
しかしながら、樹脂には熱硬化性樹脂が使用され、樹脂隔壁注型時での硬化収縮や熱収縮のために、樹脂隔壁の内面レベルのバラツキが避けられず、上記透過液取出口の口縁と樹脂隔壁の内面とを高精度で面一にすることは困難であり、かなり深い段差が生じることが多く、かかる場合、蒸気滅菌を行っても、蒸気がこの段差箇所で滞留して凝縮し、所定温度（１２１℃）に加熱し得ずに完全滅菌が不可となることがある。
【０００５】
本発明の目的は、透過液取出口を有する外筒に中空糸膜を複数本平行に集束して収容し、外筒端部内に硬化性樹脂の隔壁を注型する内圧型の中空糸膜モジュールを対象として、蒸気殺菌を樹脂隔壁内面での蒸気の滞留を排除して確実に行い得、しかも製造が容易な中空糸膜モジュールを提供することにある。
【０００６】
【発明の課題を解決するための手段】
本発明に係る膜モジュ−ルの製造方法は、透過液取出口を有する外筒に、中空糸膜または管状膜を複数本平行に集束して収容し、外筒端部内に硬化性樹脂の隔壁を、透過液取出口の口縁から外筒内側に至るに従い樹脂厚を厚くして注型する膜モジュ−ルの製造方法において、樹脂の注入を、上記透過液取出口の口縁位置での注入樹脂の厚さをその口縁位置より樹脂隔壁の平均高さの０．１４倍〜０．２０倍厚い厚みとするようにして行うことを特徴とする構成である。
本発明に係る膜モジュ−ルは、透過液取出口を有する外筒に中空糸膜または管状膜を複数本平行に集束して収容し、外筒端部内に硬化性樹脂の隔壁を、透過液取出口の口縁から外筒内側に至るに従い樹脂厚みを厚くして形成した膜モジュ−ルにおいて、上記透過液取出口の口縁位置での樹脂厚みをその口縁位置を越える厚みとし、しかも、その口縁位置で樹脂をカットしたことを特徴とする構成である。
【０００７】
【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１は本発明に係る膜モジュ−ルの製造方法の一例を示す説明図である。
図１において、１は外筒であり（材質は、プラスチックや金属）、端部の筒壁に透過液取出口２を設けてある。３は複数本平行に集束して外筒内に収容し中空糸膜（限外濾過膜、精密濾過膜等）である。４は遠心注型機の中心回転軸を示し、この中心回転軸４に垂直な直線ａ−ａと透過液取出口２の中心線ｂ−ｂとの交角θを９０°以下とし、かつ軸４の中心線、直線ｂ−ｂ及外筒１の中心線ｃ−ｃを同一平面内に位置させるようにして外筒１を支持してある。
５は透過液取出口２にパッキング（図示せず）を介して装着した注型プラグであり、樹脂液オバ−フロ−孔５１と樹脂注入孔５２とを有している。図１において、Δｈは透過液取出口２の口縁ｅとオバ−フロ−孔５１との間の距離を示している。
【０００８】
本発明に係る方法により中空糸膜モジュ−ルを製造するには、中空糸膜収容外筒の両端を端板等で閉じ、注型プラグ５の樹脂液注入孔５２に樹脂注入管６を挿入し、遠心注型機の中心軸４を回転させつつ樹脂注入管６より液状硬化性樹脂を注入すると共に注型プラグ５のオバ−フロ−孔５１から樹脂液を流出させていく。この場合、注入樹脂の樹脂液面が遠心力により曲線ｓで示す凹曲面となる。
このように樹脂液をオバ−フロ−させつつ樹脂の硬化を進行させ、最終的に完全硬化させ、透過液取出口２の口縁ｅから外筒内側に至るに従い樹脂厚を厚くした樹脂隔壁７を形成し、これにて樹脂隔壁形成段階までの中空糸膜モジュ−ルの製造を終了する。
【０００９】
上記において、樹脂硬化時の収縮率（熱収縮と硬化収縮の総合収縮率）をαとし、形成しようとする樹脂隔壁の平均厚みをｈとすれば、収縮による樹脂面のレベルダウンはほぼ３αｈである。
而るに、本発明においては、透過液取出口２の口縁ｅとオバ−フロ−孔５１との間の距離Δｈに比べ上記のレベルダウン厚み３αｈを充分に小さくしてあるから、注入樹脂の硬化後でも、注入樹脂内面の終端ｉを透過液取出口２の口縁ｅを越えるレベルに位置させ得、樹脂隔壁内面の終端が透過液取出口の口縁より凹むのを防止できる。
【００１０】
本発明に係る膜モジュ−ルの製造方法において、樹脂の注入を、上記透過液取出口２の口縁位置ｅでの注入樹脂の厚みΔｈをその口縁位置ｅより、樹脂隔壁の平均高さの０．１４倍〜０．２０倍厚い厚みとするようにして行う理由は、０．１４倍以下では、収縮率の大なる樹脂の場合、透過液取出口の口縁位置での注入樹脂の厚みΔｈを上記レベルダウン厚み３αｈより大とし得ないことがあり、０．２０倍以上では、図３における寸法ｍが小となり、透過液取出口の流路断面積を充分に確保することが困難になるからである。
【００１１】
本発明に係る膜モジュ−ルの製造方法においては、図２に示すように樹脂液オバ−フロ−孔５１０と樹脂液注入孔５２０を有するプレ−ト５０を透過液取出口２に取付け、透過液取出口の口縁位置ｅでの注入樹脂の厚みΔｈをその口縁位置ｅより、樹脂隔壁の平均高さの０．１４倍〜０．２０倍厚い厚みとするように樹脂液オバ−フロ−孔５１０の位置を設定することにより実施することもできる。
上記において、中空糸膜３には外径０．１〜５ｍｍのものが使用される。この中空糸膜に代え、中空糸膜外径よりも外径の大なる管状膜を使用することもできる。
【００１２】
図３は図１で説明した本発明に係る製造方法によって製造した膜モジュ−ルを示し、透過液取出口２、２を有する外筒１に中空糸膜または管状膜３を複数本平行に集束して収容し、外筒端部内に硬化性樹脂の隔壁７、７を、透過液取出口２の口縁ｅから外筒内側に至るに従い樹脂厚みを厚くして形成し、上記透過液取出口２の口縁位置ｅでの樹脂厚をその口縁位置ｅを越える厚みとしてあり、図２で説明した製造方法によって製造した膜モジュ−ルとは異なり、点線で示す樹脂だれ部ｊを有さず、透過液取出口２の口縁位置ｅで樹脂をカットしてある。
図３において、点線で示す樹脂だれ部ｊが存在すると、蒸気滅菌等の繰返しによるヒ−トサイクルで樹脂だれ部ｊが剥離する畏れがあり、この剥離のもとでは、剥離面の間隙での透過液の滞留による菌繁殖や樹脂隔壁７と外筒１との接着界面への剥離の波及によるシ−ル性低下が懸念されるが、樹脂だれ部を有しない図３に示す膜モジュ−ルでは、かかる不具合を排除できる。
【００１３】
【実施例】
〔実施例〕
図１において、外筒の内径＝８８ｍｍ、中空糸膜の外径１．１ｍｍ、中空糸膜本数＝３４００本、Ｌ１＝３５ｍｍ、Δｈ＝１．５ｍｍとし、注型用エポキシ樹脂でＬ２＝５５ｍｍとするように樹脂隔壁を注型した。
〔比較例〕
透過液取出口の口縁と樹脂面とを実質上面一とするように樹脂を注入した以外、外筒、中空糸膜、遠心回転数等は実施例と同じとした。
【００１４】
これらの実施例品並びに比較例品を縦配置し、上側透過液取出口を蒸気入口とし、下側透過液取出口を蒸気出口として、１２８℃の加熱飽和水蒸気を使用し蒸気滅菌試験を行ったところ、比較例品では下部隔壁において蒸気滞留のために凝縮水が発生し、１２２℃±２℃の温度推移であった。これに対し、実施例品では、凝縮水の発生は無く１２６℃±２℃の温度推移であり、実施例品に比べ滅菌を効果的に行い得ることを確認できた。
蒸気滅菌試験後、モジュ−ルを解体して調査したところ、実施例品では透過液取出口の口縁に対し、これに隣接する隔壁縁端が凸となっていたが、比較例品では凹んでいた。
【００１５】
【発明の効果】
本発明によれば、透過液取出口を有する外筒に中空糸膜または管状膜を複数本平行に集束して収容し、外筒端部内に硬化性樹脂の隔壁を注型した内圧型中空糸膜モジュ−ル等における蒸気滅菌を樹脂隔壁内面での蒸気の滞留を排除して確実に行い得る膜モジュ−ルを提供できる。また、樹脂隔壁の遠心力注型を、透過液取出口に樹脂のオバ−フロ−量を調節する注型プラグやプレ−トを取り付けて行うだけでよく、樹脂隔壁を遠心力注型する従来の製造設備を使用して容易に内圧型中空糸膜モジュ−ル等を製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る膜モジュ−ルの製造方法の一実施例を示す説明図である。
【図２】本発明に係る膜モジュ−ルの製造方法の別実施例を示す説明図である。
【図３】本発明に係る膜モジュ−ルの一実施例を示す説明図である。
【図４】従来の中空糸膜モジュ−ルを示す説明図である。
【図５】上記とは別の従来の中空糸膜モジュ−ルを示す説明図である。
【符号の説明】
１                外筒
２                透過液取出口
ｅ                透過液取出口の口縁
３                中空糸膜または管状膜
４                遠心力注型機の中心回転軸
７                樹脂隔壁
【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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