(57)【要約】  本発明は、ポッティング部と保護部材との剥離を抑制可能な、中空糸膜モジュールを提供することを課題とする。本発明は、複数の中空糸膜がポッティング部で束ねられた、中空糸膜束と、上記中空糸膜束を収容する、筐体と、上記ポッティング部の外表面に当接し、該外表面を連続的に被覆する、保護部材と、を備え、上記保護部材は、上記中空糸膜束の長手方向における、上記保護部材の一端と他端とを連通する、切欠部を有する、中空糸膜モジュールを提供する。
2020022506.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の中空糸膜がポッティング部で束ねられた、中空糸膜束と、
前記中空糸膜束を収容する、筐体と、
前記ポッティング部の外表面に当接し、該外表面を連続的に被覆する、保護部材と、を備え、
前記保護部材は、前記中空糸膜束の長手方向における、前記保護部材の一端と他端とを連通する、切欠部を有する、中空糸膜モジュール。
【請求項２】
前記中空糸膜束は、その両端が前記ポッティング部で束ねられている、請求項１に記載の中空糸膜モジュール。
【請求項３】
前記保護部材が、複数の切欠部を有する、請求項１又は２に記載の中空糸膜モジュール。
【請求項４】
前記保護部材が、ポッティング部内の一点を基点とする、中空糸膜束の長手方向に対し垂直な方向の点を連続させたときに描かれる、始点と終点とが一致する線Ｌを想定したとき、それら線Ｌの中の最長のものを線Ｌｍａｘとしたとき、その線Ｌｍａｘの全長の２０％以上、９９．９％未満が被覆されるように、一又は複数の保護部材が配置されている、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。
【請求項５】
前記保護部材が有する中空糸膜束の長手方向に対し垂直な方向における切欠部の幅が０．５ｍｍ以上である、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。
【請求項６】
第２ポッティング部の外表面に保護部材が当接し、筐体の内表面と保護部材とが保持部材により係止された請求項１〜５のいずれか一項に記載の中空糸膜モジュール。
【請求項７】
ポッティング部の形成により、複数の中空糸膜を束ねて中空糸膜束を得る、ポッティング部形成工程と、
前記ポッティング部の外表面に当接し、該外表面を連続的に被覆するように保護部材を接着する、保護部材接着工程と、
を備える、請求項１〜６のいずれか一項に記載の中空糸膜モジュールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中空糸膜モジュール及び中空糸膜モジュールの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、精密ろ過膜や限外ろ過膜等の分離膜は、省エネルギー、省スペースあるいは製品の品質向上等に資することから、食品工業、医療、バイオ、用水製造又は排水処理等をはじめとする、様々な分野の流体分離プロセスで利用されている。【０００３】
分離膜の形状としては平膜や中空糸膜が挙げられる。中空糸膜については、多数本の中空糸膜束の両端がポッティング部で束ねられ、さらにポッティング部の外表面に筒状の保護部材が当接された中空糸膜カートリッジが筐体に収容された、中空糸膜モジュールが知られている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】日本国特許第４４９８３７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ポッティング部の外表面に保護部材が当接された従来の中空糸膜モジュールでは、ポッティング樹脂の硬化収縮や、中空糸膜モジュールの熱処理等におけるポッティング部の膨張又は収縮に、保護部材が円滑に追従することができず、結果として保護部材がポッティング部から剥離してしまうことが問題視されていた。【０００６】
そこで本発明は、ポッティング部と保護部材との剥離を抑制可能な、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】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明は、複数の中空糸膜がポッティング部で束ねられた、中空糸膜束と、上記中空糸膜束を収容する、筐体と、上記ポッティング部の外表面に当接し、該外表面を連続的に被覆する、保護部材と、を備え、上記保護部材は、上記中空糸膜束の長手方向における、上記保護部材の一端と他端とを連通する、切欠部を有する、中空糸膜モジュール、およびその製造方法を提供する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ポッティング剤の硬化収縮や中空糸膜モジュールの熱処理に起因する、ポッティング部と保護部材との剥離が抑制可能な、中空糸膜モジュールを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本発明の第一実施形態に係る中空糸膜モジュールの概略縦断面図である。
【図２】図２は、図１のＡ−Ａ線における断面図である。
【図３】図３は、図１における保護部材と第２ポッティング部との側面図である。
【図４】図４は、本発明の第二実施形態に係る中空糸膜モジュールの概略縦断面図である。
【図５】図５は、切欠を有するリングの概略図である。
【図６】図６は、図４のＡ−Ａ線における断面図である。
【図７】図７は、保護部材の一態様を示す概略図である。
【図８】図８は、保護部材の一態様を示す概略図である。
【図９】図９は、保護部材の一態様を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明するが、本発明はこれらによって何ら限定されるものではない。
【００１１】
本発明の中空糸膜モジュールは、複数の中空糸膜がポッティング部で束ねられた、中空糸膜束と、上記中空糸膜束を収容する、筐体と、上記ポッティング部の外表面に当接し、該外表面を連続的に被覆する、保護部材と、を備えることを必要とする。
【００１２】
１．中空糸膜束
本発明の中空糸膜モジュールが備える中空糸膜束では、少なくとも一つのポッティング部により、複数の中空糸膜が束ねられている。
【００１３】
中空糸膜束を構成する「中空糸膜」とは、液体又は気体の分離機能を備える、高分子からなる中空の糸状の膜をいう。
【００１４】
中空糸膜の材料となる高分子としては、例えば、ポリエチレン、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−アクリル酸エチル共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、アイオノマー、ポリプロピレン若しくはポリ−４−メチルペンテン−１等のオレフィン系ポリマー、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリビニリデンフルオライド、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体若しくはテトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体等のフッ素含有ポリマー、酢酸セルロース等のセルロース系ポリマー、ポリ塩化ビニル、アクリロニトリル系ポリマー、シリコーン系ポリマー、ポリアミド、ポリイミド、ポリエーテルスルホン、ポリスルホン、ポリフェニレンオキサイド、ポリフェニレンスルフィド、ポリアリレート、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリカーボネート又はポリビニルアルコール系ポリマー等が挙げられる。得られる中空糸膜の耐熱性、物理的強度及び化学的耐久性を高めるため、フッ素含有ポリマー、ポリエーテルスルホン又はポリスルホンが好ましい。
【００１５】
中空糸膜の厚みは、透過性能と物理的強度とを両立させる観点から、２０〜５００μｍが好ましく、３０〜５００μｍがより好ましく、４０〜５００μｍがさらに好ましい。
【００１６】
中空糸膜の外径は、有効膜面積と物理的強度とを両立させる観点から、１００〜２０００μｍが好ましく、２００〜１５００μｍがより好ましく、３００〜１０００μｍがさらに好ましい。
【００１７】
また中空糸膜の中空率は、中空部を流れる流体の圧力損失と座屈圧とのバランスの観点から、１５〜７０％が好ましく、２０〜６５％がより好ましく、２５〜６０％がさらに好ましい。中空糸膜の外径や中空率は、例えば、中空糸を製造する紡糸口金の吐出孔の形状、又は、中空糸を製造する際の巻取速度／吐出速度で示されるドラフト比を適宜変更することで調整することができる。
【００１８】
中空糸膜の細孔径や細孔の形状は、分離対象によって適宜選択することができる。また中空糸膜には、必要に応じて、有機溶剤による処理、プラズマ放電処理、コロナ放電処理又はオゾン処理等の表面処理が施されていても構わない。また中空糸膜は熱水処理や蒸気滅菌処理により熱収縮する場合があることから、予め予備加熱処理を施した中空糸膜を用いても構わない。
【００１９】
複数の中空糸膜を束ねる「ポッティング部」とは、束ねられた中空糸同士の間隙が、いわゆる接着剤である、ポッティング樹脂を主成分とするポッティング剤で充填された部位をいう。
【００２０】
ポッティング剤の主成分となるポッティング樹脂としては、中空糸膜との接着性、耐熱性及び化学的耐久性に優れる、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂又はシリコーン樹脂が好ましい。またポッティング剤は、ポッティング樹脂以外に、例えば、シリカ、タルク、マイカ、クレー、炭酸カルシウム、ガラス又はゴム等の添加材を含んでいても構わない。また、硬化剤として、脂肪族環状アミン系硬化剤や脂肪族鎖状アミン系硬化剤を含んでもよい。
【００２１】
ポッティング部は、成形が容易であるため、中空糸膜束の端部に形成されることが好ましく、複数の中空糸膜をより強固に結束するため、中空糸膜束の両端部に形成されることがより好ましい。すなわち、中空糸膜束は、その両端がポッティング部で束ねられていることがより好ましい。
【００２２】
中空糸膜同士の間隙にポッティング剤を充填する方法としては、例えば、遠心力を利用してポッティング剤を浸透させる遠心ポッティング法、又は、ポッティング剤を自然流動により浸透させる静置ポッティング法が挙げられる。またポッティング樹脂を注型用の型に注入し、中空糸膜同士の間隙に充填させても構わない。この場合、ポッティング部の事後的な変形を抑止するため、ポッティング剤の充填と硬化収縮とを複数回に分けて行い、ポッティング部を成型しても構わない。
【００２３】
２．筐体
本発明の中空糸膜モジュールが備える筐体の材料としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン若しくはペルフルオロアルコキシフッ素樹脂等のフッ素系樹脂、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリカーボネート、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルケトン、ポリ塩化ビニル樹脂、ＡＢＳ樹脂、ステンレス又はアルミニウムが挙げられる。
【００２４】
３．保護部材
本発明の中空糸膜モジュールが備える保護部材は、ポッティング部の外表面に当接し、該外表面を連続的に被覆する。また保護部材は、上記中空糸膜束の長手方向における、上記保護部材の一端と他端とを連通する、切欠部を有することを必要とする。
【００２５】
ここで「保護部材」とは、それが当接し、かつ連続的に被覆する対象となるポッティング部とは、異なる素材で形成された部材をいう。
【００２６】
また保護部材がポッティング部の外表面に「当接」するとは、少なくとも保護部材の一部が、直接的に、又は、硬化した接着剤等の他の成分が介在する状態で間接的に、ポッティング部の外表面に接触していることをいう。
【００２７】
また保護部材がポッティング部の「外表面を連続的に被覆する」とは、ポッティング部の表面上において、ポッティング部内の一点を基点とする、中空糸膜束の長手方向に対し垂直な方向の点を連続させたときに描かれる、始点と終点とが一致する線Ｌを想定した場合において、それら線Ｌの中の最長のものを線Ｌｍａｘとしたとき、その線Ｌｍａｘの全長の２０％以上が被覆されるように、一又は複数の保護部材が配置されていることをいう。上記の線Ｌｍａｘは、例えばポッティング部が正円の断面を有する円筒状である場合には、その正円の円周と一致する。線Ｌｍａｘに対する被覆の度合いは、２０％以上が好ましく、４０％以上がより好ましく、９０％以上がさらに好ましい。また、線Ｌｍａｘに対する被覆の度合いは、９９．９％未満であることが好ましい。
【００２８】
保護部材が有する「切欠部」とは、中空糸膜束の長手方向における保護部材の一端部と、その他の端部との間において、ポッティング部の外表面が露出している領域をいう。なお上記の「その他の端部」は、上記の「一端部」を有する、同一の保護部材のその他の端部であっても構わないし、上記の「一端部」を有する保護部材とは別の、他の保護部材の一端部であっても構わない。
【００２９】
保護部材が有する切欠部が、中空糸膜束の長手方向における「保護部材の一端と他端とを連通する」とは、保護部材が有する切欠部、すなわちポッティング部の外表面が露出している領域が、中空糸膜束の長手方向における保護部材の一端と、他端との間で、途切れることなくつながっている状態をいう。外表面を連続的に被覆する保護部材が、二以上の切欠部を有する場合には、その「外表面を連続的に被覆する保護部材」は、複数の保護部材から構成されることとなる。
【００３０】
切欠部の形状は、中空糸膜束の長手方向に対し垂直な方向から観察した場合において、直線状であっても構わないし、曲線や屈曲部を含む形状であっても構わない。
【００３１】
保護部材がこのような切欠部を有することで、ポッティング剤の硬化収縮や中空糸膜モジュールの熱処理の際のポッティング部の収縮又は膨張に保護部材が円滑に追従することが可能となり、ポッティング部と保護部材との当接が維持され、その剥離を抑制することができる。なお保護部材がより円滑にポッティング部の膨張又は収縮に追従できるよう、保護部材は、複数の切欠部を有することが好ましい。中空糸膜束の長手方向に対し垂直な方向における切欠部の幅は、０．５ｍｍ以上が好ましく、１ｍｍ以上がより好ましく、３ｍｍ以上がさらに好ましい。
【００３２】
中空糸膜束の長手方向におけるポッティング部の長さに対する、中空糸膜束の長手方向における保護部材の長さの割合は、保護部材の耐久性を確保するため、１０％以上であることが好ましい。
【００３３】
保護部材の材料としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン、ペルフルオロアルコキシフッ素樹脂等のフッ素系樹脂、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリカーボネート、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルケトン、ポリ塩化ビニル樹脂又はＡＢＳ樹脂が挙げられる。
【００３４】
保護部材をポッティング部の外表面に当接させるために用いる接着剤としては、例えば、エポキシ樹脂又はポリウレタン樹脂を主成分として含有する接着剤が挙げられる。また接着剤は、例えば、接着剤以外にシリカ、タルク、マイカ、クレー、炭酸カルシウム、ガラス又はゴム等の添加材を含んでいても構わない。
【００３５】
以下に図面を参照しながら、本発明の中空糸膜モジュールのいくつかの態様について、より詳細に説明をする。
【００３６】
４．中空糸膜モジュール
（第一実施形態）
図１は、本発明の第一実施形態に係る中空糸膜モジュール１００の概略縦断面図である。また図２は、図１のＡ−Ａ線における断面図であり、図３は、図１における保護部材と第２ポッティング部との側面図である。
【００３７】
中空糸膜モジュール１００は、複数の中空糸膜１が第１ポッティング部６及び第２ポッティング部８で円柱状に束ねられた、中空糸膜束２と、上記中空糸膜束２を収容する筐体と、上記第２ポッティング部８の外表面に当接し、該外表面を連続的に被覆する保護部材９とを備えている。図２及び図３に示すように、保護部材９は切欠部９Ａを有する。
【００３８】
中空糸膜１の、第１ポッティング部６側の端部である第１端部は、いずれも開口した状態にある。一方で、中空糸膜１の、第２ポッティング部８側の端部である第２端部は、いずれも第２ポッティング部８によって封止された状態にある。
【００３９】
筐体は、中空状の筒状ケース３と、該筒状ケース３の両端部にガスケット１６で液密かつ気密に固定された第１キャップ４と第２キャップ５と、で構成されている。第１キャップ４はろ過液出口１１を有しており、第２キャップ５は原水流入口１０を有している。また筒状ケース３は、その側部の第１キャップ４寄りに原水出口１２を有している。
【００４０】
筒状ケース３の両端部には、その全周に亘って鍔部３Ａ及び３Ｂが形成されている。また第１キャップ４の筒状ケース３側の端部には、筒状ケース３と第１キャップ４とが固定されたときに、鍔部３Ａと第１キャップ４との間に溝が形成されるよう、段部４Ａが全周に亘って形成されている。
【００４１】
第１ポッティング部６は、円筒状の整流筒７に収容されている。整流筒７の一方の端部には、その全周に亘って鍔部７Ａが形成されている。この鍔部７Ａが、上記の鍔部３Ａと第１キャップ４との間の溝（固定部）に挿入されることで、第１ポッティング部６は、筒状ケース３の一方の端部に液密かつ気密に固定されている。
【００４２】
整流筒７には、原水出口１２周辺における偏流を抑止するため、中空糸膜束の長手方向に延びる複数のスリット状の整流孔１４が形成されている。なお中空糸膜モジュール１００を蒸気滅菌する際のスチームドレンの滞留を防止するため、筒状ケース３と整流筒７との間には、間隙２１が設けられている。
【００４３】
第１ポッティング部６を固定する整流筒７と筐体との間には、シール部材としてＯリング１５が配置され、その両側が液密かつ気密に分画されている。
【００４４】
第２ポッティング部８には、中空糸膜束の長手方向に貫通した貫通孔１３が形成されており、第２ポッティング部８と筐体との間には、間隙２０が設けられている。
【００４５】
保護部材９は、第２ポッティング部８の外表面に当接し、該外表面を連続的に被覆している。
【００４６】
（第二実施形態）
図４は、本発明の第二実施形態に係る中空糸膜モジュール１０１の概略縦断面図である。また図６は、図４のＡ−Ａ線における断面図である。中空糸膜モジュール１０１は、第一実施形態の構成に加えて、図５等に示されるような、切欠を有するリング１８を備える。
【００４７】
保護部材９の外表面に設けた第２保持溝１９と、それに対向するように筐体の内表面に設けられた第１保持溝１７と、の間に、保持部材としてリング１８が挿入されることで、適度な間隙を維持しながら、保護部材９が筐体に保持されることとなる。このように、第２ポッティング部の外表面に保護部材が当接し、筐体の内表面と保護部材とが保持部材により係止された態様が好ましい。
【００４８】
保持部材は上記に例示したリングに限られず、保護部材と筐体との間に、流体が移動可能な間隙を形成可能なものであれば、その態様は特に問われない。
【００４９】
５．中空糸膜モジュールによるクロスフローろ過
以下に、本発明の中空糸膜モジュールを使用したろ過操作（水処理）の一例を示す。
被ろ過物である原水は、第２キャップ５が有する原水流入口１０から中空糸膜モジュール１００又は１０１の内部に流入し、その一部は中空糸膜１の中空部へ透過し、第１キャップ４が有するろ過液出口１１から中空糸膜モジュール１００又は１０１の外部に流出する。中空糸膜１の内部へ透過しなかった残りの原水は、原水出口１２から中空糸膜モジュール１００又は１０１の外部に排出される。
【００５０】
このように中空糸膜の長手方向に被ろ過物を流してろ過を行う方法をクロスフローろ過といい、原水中の懸濁物質等が中空糸膜の表面に堆積するのを抑制する効果がある。なお、原水出口１２を閉止すれば、原水を全てろ過する全量ろ過を行うこともできるし、原水流入口１０からエアを供給すれば、エアスクラビングによる中空糸膜１の洗浄を行うこともできる。クロスフローろ過やエアスクラビングでは、原水流入口１０から流入した被ろ過物により第２ポッティング部８が移動し中空糸膜１が変形して、中空糸膜１が損傷する可能性があるため、上記の第二の実施形態の中空糸膜モジュールのように、保護部材が筐体に保持されることで、第２ポッティング部８の移動が抑制されることが好ましい。
【００５１】
すなわち、本発明の中空糸膜モジュールにおいては、保護部材の外表面に設けられた保持溝と、該保持溝に対向するように筐体の内表面に設けられた保持溝と、の間に、保持部材が挿入されていることが好ましい。
【００５２】
６．中空糸膜モジュールの製造方法
本発明の中空糸膜モジュールの製造方法は、（１）ポッティング部の形成により、複数の中空糸膜を束ねて中空糸膜束を得る、ポッティング部形成工程と、（２）上記ポッティング部の外表面に当接し、該外表面を連続的に被覆するように保護部材を接着する、保護部材接着工程と、を備える。
【００５３】
本発明の中空糸膜モジュールの製造方法が備えるポッティング部形成工程は、ポッティング部の形成により、複数の中空糸膜を束ねて中空糸膜束を得る工程である。
【００５４】
ポッティング部は、中空糸同士の間隙に、いわゆる接着剤である、ポッティング樹脂を主成分とするポッティング剤を充填することで形成される。
【００５５】
ポッティング剤は、その内部の気泡等を低減させるため、予め遠心脱泡又は真空脱泡等の脱泡処理をしておくことが好ましい。
【００５６】
得られる中空糸膜束の形状としては、結束が容易な、円柱状が好ましい。
【００５７】
本発明の中空糸膜モジュールの製造方法が備える保護部材接着工程は、ポッティング部の外表面に当接し、該外表面を連続的に被覆するように保護部材を接着する工程である。
【００５８】
エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂又はシリコーン樹脂等のポッティング樹脂を主成分とするポッティング剤は、液体状態から固体状態に変化する際に硬化収縮する。そのため、保護部材が当接した液体状態のポッティング剤が硬化収縮すると、保護部材をポッティング剤側に引っ張る応力が働く一方で、保護部材がそれに追従することができず、ポッティング剤から保護部材が剥離してしまう場合がある。
【００５９】
これに対し、上記（１）のポッティング部形成工程で十分にポッティング剤を硬化収縮させた上で、上記（２）の保護部材接着工程で保護部材を接着することで、液体状態のポッティング剤の硬化収縮による、保護部材の剥離を抑制することができる。なお液体状態のポッティング剤の硬化収縮を促進させ、かつ、硬化収縮後のポッティング部の強度を高めるため、上記（１）のポッティング部形成工程の後に、熱処理を行うことが好ましい。
【００６０】
保護部材の接着に用いる接着剤の粘度としては、液だれ等を抑止しつつ、適度な塗布性を得るため、５００〜３００００ｍＰａ・ｓが好ましい。
【００６１】
また保護部材のポッティング部の外表面に対する接着性をより高めるため、紙やすり等によりポッティング部の外表面を予め研磨し、微細な凹凸を設けておくことも好ましい。
【実施例】
【００６２】
（クロスフローろ過試験）
中空糸膜モジュールの原水流入口から原水を流入させ、ろ過液出口から３００Ｌ／時間の流量で、また原水出口から２０ｍ３／時間の流量で、それぞれ流出又は排出をさせて（膜面線速度は０．５ｍ／ｓ）、この運転を１００時間継続した。その後、中空糸膜モジュールを分解して、中空糸膜の折れ曲がり（座屈）及び第２ポッティング部の傷の有無を目視確認した。【００６３】
（ポッティング部と保護部材との接着性）
中空糸膜モジュールを、１２５℃の水蒸気で１時間加熱した後に接着界面が見える様に分解して、ポッティング部と保護部材との間の接着剤層の接着面積を目視で観察し、剥離の有無を評価した。【００６４】
（実施例１）
１２５℃の水蒸気で１時間予備加熱したポリフッ化ビニリデン中空糸膜６０００本（厚み２２５μｍ、外径１２５０μｍ、中空率４１％）を円柱状に束ねて、図１に示す中空糸膜モジュールを作製した。第１ポッティング部及び第２ポッティング部は、予め４０℃の恒温器内にて予熱したビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（ＪＥＲ８２８；三菱ケミカル社製）、脂肪族環状アミン系硬化剤（４，４−メチレンビス（シクロヘキシルアミン）；和光純薬社製）及び脂肪族鎖状アミン系硬化剤（ジエチレントリアミン；和光純薬社製）を用いて、質量比が１００：２２：１２となるように混合したものをポッティング剤として、静置ポッティング法により成型した。第２ポッティング部の一部表面を研磨紙＃８０で研磨してから、上記のポッティング剤を接着剤として用いて、図７に示す中空糸膜束の長手方向に対し垂直な方向の部材厚みが６ｍｍの半円状の保護部材（ポリスルホン製）２個を当接させた。２個の保護部材から構成される保護部材は２箇所の切欠部を有し、Ｌｍａｘに対する被覆の度合いは９９％であった。また、中空糸膜束の長手方向に対し垂直な方向における切欠部の幅は、２．５ｍｍだった。
なお筒状ケース（ＳＵＳ３１６Ｌ製）の内径は１５９．２ｍｍであり、第２ポッティング部と筐体との間隙は０．５ｍｍ以上になるようにした。
この中空糸膜モジュールについて、ポッティング部と保護部材との接着性を評価した結果、１２５℃の水蒸気での加熱後に剥離は認められなかった。【００６５】
（実施例２）
保護部材を図８に示す中空糸膜束の長手方向に対し垂直な方向の部材厚みが６ｍｍのもの（ポリスルホン製）に変更した以外は、実施例１と同様にして、中空糸膜モジュールを製作した。２個の保護部材から構成される保護部材は２箇所の切欠部を有し、Ｌｍａｘに対する被覆の度合いは５０％であった。また、中空糸膜束の長手方向に対し垂直な方向における切欠部の幅は、１２４．３ｍｍだった。
この中空糸膜モジュールについて、ポッティング部と保護部材との接着性を評価した結果、１２５℃の水蒸気での加熱後に剥離は認められなかった。【００６６】
（実施例３）
１２５℃の水蒸気で１時間予備加熱したポリフッ化ビニリデン中空糸膜６０００本（厚み２２５μｍ、外径１２５０μｍ、中空率４１％）を円柱状に束ねて、図４に示す中空糸膜モジュールを作製した。第１ポッティング部及び第２ポッティング部は、予め４０℃の恒温器内にて予熱したビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（ＪＥＲ８２８；三菱ケミカル社製）、脂肪族環状アミン系硬化剤（４，４−メチレンビス（シクロヘキシルアミン）；和光純薬社製）及び脂肪族鎖状アミン系硬化剤（ジエチレントリアミン；和光純薬社製）を質量比が１００：２２：１２となるように混合したものをポッティング剤として、静置ポッティング法により成型した。第２ポッティング部の一部表面を研磨紙＃８０で研磨してから、上記のポッティング剤を接着剤として用いて、図９に示す中空糸膜束の長手方向に対し垂直な方向の部材厚みが６ｍｍの半円状の保護部材（ポリスルホン製）２個を当接させた。２個の保護部材から構成される保護部材は２箇所の切欠部を有し、Ｌｍａｘに対する被覆の度合いは９５％であった。また、中空糸膜束の長手方向に対し垂直な方向における切欠部の幅は、１２．４ｍｍだった。第２ポッティング部の外表面には図４に示すような溝を設け、保護部材の凸部を、第２ポッティング部の外表面の溝に当接させた。
保護部材の外表面に設けられた保持溝と、その保持溝に対向するように筐体の内表面に設けられた保持溝と、の間には、切欠を有するリングを挿入した。
なお筒状ケース（ＳＵＳ３１６Ｌ製）の内径は１５９．２ｍｍであり、第２ポッティング部と筐体との間隙は０．５ｍｍ以上になるようにした。
この中空糸膜モジュールについて、クロスフローろ過試験を実施した結果、第２ポッティング部及び保護部材に傷は観察されず、中空糸膜の座屈も認められなかった。
またこの中空糸膜モジュールについて、ポッティング部と保護部材との接着性を評価した結果、１２５℃の水蒸気での加熱後に剥離は認められなかった。【００６７】
（実施例４）
２個の保護部材から構成される保護部材は２箇所の切欠部を有し、Ｌｍａｘに対する被覆の度合いが９９．８％であり、中空糸膜束の長手方向に対し垂直な方向における切欠部の幅を０．５ｍｍとした以外は、実施例３と同様の中空糸膜モジュールを製作した。
この中空糸膜モジュールについて、クロスフローろ過試験を実施した結果、第２ポッティング部及び保護部材に傷は観察されず、中空糸膜の座屈も認められなかった。
またこの中空糸膜モジュールについて、ポッティング部と保護部材との接着性を評価した結果、１２５℃の水蒸気での加熱後に剥離は認められなかった。【００６８】
（実施例５）
２個の保護部材から構成される保護部材は２箇所の切欠部を有し、Ｌｍａｘに対する被覆の度合いが２０．０％であり、中空糸膜束の長手方向に対し垂直な方向における切欠部の幅を２００ｍｍとした以外は、実施例４と同様の中空糸膜モジュールを製作した。
この中空糸膜モジュールについて、クロスフローろ過試験を実施した結果、第２ポッティング部及び保護部材に傷は観察されず、中空糸膜の座屈も認められなかった。
またこの中空糸膜モジュールについて、ポッティング部と保護部材との接着性を評価した結果、１２５℃の水蒸気での加熱後に剥離は認められなかった。【００６９】
（比較例１）
円筒状の中空糸膜束の長手方向に対し垂直な方向の部材厚みが６ｍｍの保護部材をポッティング治具に予め装着して静置ポッティングを行い、Ｌｍａｘに対する被覆の度合いが１００％（切欠部を有しない）になるようにした以外は、実施例１と同様にして、中空糸膜モジュールを製作した。
この中空糸膜モジュールについて、クロスフローろ過試験を実施した結果、保護部材に傷が観察された。また、中空糸膜の座屈による損傷が認められた。
またこの中空糸膜モジュールについて、ポッティング部と保護部材との接着性を評価した結果、１２５℃の水蒸気での加熱後に剥離が認められた。【００７０】
本発明を特定の態様を用いて詳細に説明したが、本発明の意図と範囲を離れることなく様々な変更及び変形が可能であることは、当業者にとって明らかである。なお本出願は、２０１８年７月２７日付で出願された日本特許出願（特願２０１８−１４１０４４）に基づいており、その全体が引用により援用される。
【符号の説明】
【００７１】
１００  中空糸膜モジュール
１０１  中空糸膜モジュール
１      中空糸膜
２      中空糸膜束
３      筒状ケース
３Ａ    鍔部
３Ｂ    鍔部
４      第１キャップ
４Ａ    段部
５      第２キャップ
６      第１ポッティング部
７      整流筒
７Ａ    鍔部
８      第２ポッティング部
９      保護部材
９Ａ    切欠部
１０    原水流入口
１１    ろ過液出口
１２    原水出口
１３    貫通孔
１４    整流孔
１５    Ｏリング
１６    ガスケット
１７    第１保持溝
１８    リング
１９    第２保持溝
２０    間隙
２１    間隙
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【手続補正書】
【提出日】令和2年7月29日(2020.7.29)
【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】
複数の中空糸膜がポッティング部で束ねられた、中空糸膜束と、
前記中空糸膜束を収容する、筐体と、
前記ポッティング部の外表面に硬化した接着剤が介在する状態で間接的に接着され、該外表面を連続的に被覆する、保護部材と、を備え、
前記保護部材は、筐体との間に間隙を有し、
前記保護部材は、前記中空糸膜束の長手方向における、前記保護部材の一端と他端とを連通し、前記ポッティング部の外表面が露出している、切欠部を有する、中空糸膜モジュール。
【請求項２】
前記中空糸膜束は、その両端が前記ポッティング部で束ねられている、請求項１に記載の中空糸膜モジュール。
【請求項３】
前記保護部材が、複数の切欠部を有する、請求項１又は２に記載の中空糸膜モジュール。
【請求項４】
前記保護部材が、ポッティング部内の一点を基点とする、中空糸膜束の長手方向に対し垂直な方向の点を連続させたときに描かれる、始点と終点とが一致する線Ｌを想定したとき、それら線Ｌの中の最長のものを線Ｌｍａｘとしたとき、その線Ｌｍａｘの全長の２０％以上、９９．９％未満が被覆されるように、一又は複数の保護部材が配置されている、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。
【請求項５】
前記保護部材が有する中空糸膜束の長手方向に対し垂直な方向における切欠部の幅が０．５ｍｍ以上である、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。
【請求項６】
第２ポッティング部の外表面に保護部材が当接し、筐体の内表面と保護部材とが保持部材により係止された請求項１〜５のいずれか一項に記載の中空糸膜モジュール。
【請求項７】
ポッティング部の形成により、複数の中空糸膜を束ねて中空糸膜束を得る、ポッティング部形成工程と、
前記ポッティング部の外表面に当接し、該外表面を連続的に被覆するように保護部材を接着する、保護部材接着工程と、
を備える、請求項１〜６のいずれか一項に記載の中空糸膜モジュールの製造方法。
【国際調査報告】
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