(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空糸膜に対する有底円筒状ケースの軸線方向の長さが短い中空糸膜モジュールの製造方法であって、
有底円筒状ケースの周囲壁上に、この周囲壁とほぼ同一の径を有する筒状の補助ガイドを取り付けるステップと、
管状のセンタチューブを中心にして所定長の中空糸膜の長尺状編地をロールした円柱体を準備し、当該中空糸膜の円柱体を、前記ケーシング内に挿入するステップと、
前記センタチューブの上端に樹脂入りの樹脂ポッドを取付けるステップと、
遠心装置を用いて底面方向に遠心力を作用させ、樹脂ポッドの中の樹脂を底面付近に移動させ、硬化させるステップと、
前記筒状ケースの底を切断して中空糸膜を露出させるステップと、
前記補助ガイド及び前記樹脂ポッドを取り除くステップと、を備えていることを特徴とする中空糸膜モジュールの製造方法。
【請求項２】
前記補助ガイドは、下端の径よりも上端の径が長いテーパー形状を有している、請求項１に記載の中空糸膜モジュールの製造方法。
【請求項３】
前記円筒状ケースの上端と、前記補助ガイドの下端は、嵌め合い構造を有している、請求項１又は２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の製造方法に関し、特に、中空糸膜が筒状ケースの外に露出している中空糸膜モジュールの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、浄水器用の中空糸膜モジュールとして、筒状ケースの内部に中空糸膜を収容しているものが知られている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１３７００５号公報
【０００４】
このような中空糸膜モジュールは、筒状ケースの開口した一端から原水を流入させ、原水を中空糸膜で浄化して、筒状ケースの他端から排出することによって原水を浄化するようになっている。
【０００５】
また、原水中に濁質が大量に含まれている環境で浄水器を使用する場合には、中空糸膜モジュールに濁質が溜まり易いので、中空糸膜の寿命が短くなってしまう。そこで、中空糸膜モジュール中の中空糸膜を容易に洗浄できるようにするために、中空糸膜に対する筒状ケースの軸線方向の長さを短くして中空糸膜を筒状ケースの外に露出させた中空糸膜モジュールが提案されている。このように中空糸膜を筒状ケースの外に露出させることによって、ユーザが浄水器から中空糸膜モジュールを取り外して中空糸膜を手洗いすることができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来用いられていた一般的な中空糸膜モジュールは、センタチューブを芯にして中空糸膜をロール状に丸めて底付きの筒状ケース内に入れ、センタチューブの上部に樹脂入りの樹脂ポッドを配置し、遠心装置を用いて中空糸膜モジュールを横にして樹脂ポッド内の樹脂を筒状ケースの下部方向に流しながら固化させることによって中空糸膜を筒状ケースに固定し、筒状ケースの底を切断して中空糸膜を露出させることで製造されていた。
【０００７】
しかしながら、中空糸膜に対する筒状ケースの軸線方向の長さが短い中空糸膜モジュールを上述した方法で製造することができないという問題があった。具体的には、上述した方法で、中空糸膜に対する筒状ケースの軸線方向の長さが短い中空糸膜モジュールを製造しようとした場合、ロール状の中空糸膜を周方向において支持するための筒状ケースが存在しないため中空糸膜、及びセンタチューブによって樹脂入りの樹脂ポッドを支持する必要があるため、樹脂ポッドが倒れて樹脂がこぼれてしまう恐れがあった。また、中空糸膜の周囲に筒状ケースが存在しない場合、中空糸膜が露出している状態で製造工程を継続する必要があり、中空糸膜が損傷してしまう恐れがあった。
【０００８】
そこで本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、中空糸膜に対する筒状ケースの軸線方向の長さが短い中空糸膜モジュールの製造方法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】
【０００９】
上述した課題を解決するために、本発明は、中空糸膜に対する有底円筒状ケースの軸線方向の長さが短い中空糸膜モジュールの製造方法であって、有底円筒状ケースの周囲壁上に、この周囲壁とほぼ同一の径を有する筒状の補助ガイドを取り付けるステップと、管状のセンタチューブを中心にして所定長の中空糸膜の長尺状編地をロールした円柱体を準備し、当該中空糸膜の円柱体を、前記ケーシング内に挿入するステップと、前記センタチューブの上端に樹脂入りの樹脂ポッドを取付けるステップと、遠心装置を用いて底面方向に遠心力を作用させ、樹脂ポッドの中の樹脂を底面付近に移動させ、硬化させるステップと、前記筒状ケースの底を切断して中空糸膜を露出させるステップと、前記補助ガイド及び前記樹脂ポッドを取り除くステップと、を備えている。
【００１０】
このように構成された本発明によれば、遠心装置によって円筒状ケースに遠心力を作用させるときに、補助ケースによって中空糸膜を周囲から支持することによって、中空糸膜が損傷するのを防止することができる。
【００１１】
また、本発明において、好ましくは、前記補助ガイドは、下端の径よりも上端の径が長いテーパー形状を有している。
【００１２】
このように構成された本発明によれば、中空糸膜の円柱体を円筒状ケースに入れるのを容易にすることができる。
【００１３】
また、本発明において、好ましくは、前記円筒状ケースの上端と、前記補助ガイドの下端は、嵌め合い構造を有している。
【００１４】
このように構成された本発明によれば、円筒状ケースと補助ガイドの着脱を容易にすることができる。
【発明の効果】
【００１５】
以上のように本発明によれば、中空糸膜に対する筒状ケースの軸線方向の長さが短い中空糸膜モジュールの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本実施形態の中空糸膜モジュール製造方法によって製造される中空糸膜モジュール１の概略的な縦断面図である。
【図２】本発明の実施形態による中空糸膜モジュールを製造するときに用いる補助ガイドを示す断面図である。
【図３】本発明の実施形態による中空糸膜モジュール製造方法を説明するための図面である。
【図４】本発明の実施形態による中空糸膜モジュール製造方法を説明するための図面である。
【図５】本発明の実施形態による中空糸膜モジュール製造方法を説明するための図面である。
【図６】本発明の実施形態による中空糸膜モジュール製造方法を説明するための図面である。
【図７】本発明の実施形態による中空糸膜モジュール製造方法を説明するための図面である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照して、本発明の好ましい実施形態の中空糸膜モジュール製造方法について説明する。
【００１８】
先ず、本発明の好ましい実施形態の中空糸膜モジュール製造方法によって製造される中空糸膜モジュールの構成を説明する。図１は、本実施形態の中空糸膜モジュール製造方法によって製造される中空糸膜モジュール１の概略的な縦断面図である。
【００１９】
図１に示されているように、中空糸膜モジュール１は、両端が開口した円筒状のケーシング３の内部の一端側に、中空糸膜の長尺状編地を巻回することによって形成された中空糸膜の円柱体５が、接着剤（固定用樹脂すなわちポッティング樹脂）７で固定されている。中空糸膜の円柱体５を構成する中空糸膜は、ケーシング１の一端側に位置する円柱体５の一端で開口している。ケーシング３の軸方向の長さは円柱体５の軸方向の長さよりも短くなっており、円柱体５の大部分は、ケーシング３の上端から露出した状態になっている。
【００２０】
また、ケーシング３の上端には、ケーシング３の周方向にわたって段部９が設けられており、後述する補助ガイドを取り付けることができるようになっている。
【００２１】
さらに、円柱体５の径方向中心位置には、筒状部材であるセンタチューブ１１が挿通されている。
【００２２】
ケーシング３の材質は、機械的強度および耐久性を有するものであればよく、例えばポリカーボネート、ポリスルフォン、ポリオレフィン、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）、アクリル樹脂、ＡＢＳ樹脂、変成ＰＰＥ（ポリフェニレンエーテル）等が用いられる。
【００２３】
中空糸膜の円柱体５を構成する中空糸膜としては、種々のものが使用でき、例えばセルロース系、ポリオレフィン系、ポリビニルアルコール系、ＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル）系、ポリスルフォン系など、各種材科からなる中空糸膜が使用できる。とくに、ポリエチレン等の強伸度の高い材質からなる中空糸膜が好ましい。
【００２４】
なお、中空糸膜の孔径、空孔率、膜厚、外径等は、中空糸膜を濾過膜として使用可能な寸法であれば、特に限定されるものではないが、例えば、外径２０〜２０００μｍ、孔径は０．０１〜１μｍ、空径率２０〜９０％、膜厚５〜３００μｍ程度が好ましい。
【００２５】
図２は、上述した中空糸膜モジュール１を製造するときに用いる補助ガイドを示す断面図である。
【００２６】
図２に示すように、補助ガイド１３は、ケーシング３の径とほぼ同一の径を有する円筒体で構成されている。この補助ガイド１３の軸方向長さは、補助ガイド１３をケーシング３の上端に取り付けたときに、補助ガイド１３の上端が円柱体５の上端よりもさらに高い位置にくるように寸法決めされている。補助ガイド１３の下端には、ケーシング３の上端の段部９と嵌合可能な段部１５が形成されている。この補助ガイド１３の材質は、ケーシング３の材質と同様に、機械的強度および耐久性を有するものであればよく、上述したポリカーボネート、ポリスルフォン、ポリオレフィン、ＰＶＣ、アクリル樹脂、ＡＢＳ樹脂、変成ＰＰＥ等が用いられる。また、内部の中空糸膜の視認性を確保するために、透明な材質を用いることが好ましい。
【００２７】
次に、本実施形態の中空糸膜モジュール製造方法について説明する。
【００２８】
まず、図３に示されるような、長尺状編地（中空糸膜束）１７を製造する。この長尺状編地１７は、いわゆるラッセル編みにより作製されるものであり、複数の中空糸膜１９を、長尺状編地１７の幅の長さに複数回、折り返し、この折り返し部分を、長尺状編地１７の両側において、長尺状編地１７の長手方向に延びるチェーンステッチのかがり糸２１で結束することによって製造される。
【００２９】
かがり糸２１は、図３に示されるように折り返し部分の所定の位置でチェーンステッチ（鎖編み）により、各中空糸膜１９を結束するものである。かがり糸２１を構成する繊維の種類としては、ポリエステル繊維など耐水性を有する合成繊維製のマルチフィラメント糸や紡績糸を用いることができ、使用条件などにより適宜選択することが望ましい。糸条の最適な本数は、特に限定はされないが、例えば、２〜５本の範囲内とされる。
【００３０】
次いで、長尺状編地１７を所定長、例えば３０乃至５０ｃｍ程度に切断し、図４に示されているような筒状部材であるセンタチューブ１１を中心にして、切断した長尺状編地１７をロール（すなわち巻回）して、図５に示されているような円柱状の中空糸膜（円柱体）５とする。
【００３１】
図４に示すように、センタチューブ１１は、管（チューブ）状部材であり、一端に環状フランジ２３が形成されている。センタチューブ１１の長さは、長尺状編地１７の幅すなわち円柱状の中空糸膜（円柱体）５の高さと略等しい。そして、環状フランジ２３は、切断した長尺状編地１７をロール（すなわち巻回）する際、長尺状編地１７の側縁より外方に位置し、形成された円柱体５の端面に外接した状態となる。さらに、センタチューブ１１の他端は、その先端面がセンタチューブ１１の軸線と所定の鋭角角度をなすように形成されている。
【００３２】
次いで、図６に示すように、ケーシング３の上端の段部９と、補助ガイド１３の下端の段部１５とを嵌合してケーシング３と補助ガイド１３を取り付け、両者を一体化する。このとき、段部９，１３同士の嵌合によって十分な強度を得ることができるので、接着剤等を用いる必要はない。
【００３３】
次いで、中空糸膜の円柱体５を一端が開口した補助ガイド１３の上部の開口端から挿入する。
【００３４】
次いで、図７に示すように、下部に排出管２５が一体形成された樹脂ポッド（液状樹脂溜め容器）２７の排出管２５を、円柱状の中空糸膜（円柱体）５の中心に巻き込まれているセンタチューブ１１の空間部に差し込み、さらに、樹脂ポッド２７内に固定用の液状樹脂Ｒを充填する。
【００３５】
固定用樹脂としては、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン系充填材、各種ホットメルト樹脂等を用いることができ、適宜選定することが可能である。また、固化前の固定用樹脂の粘度も、特に限定はされないが、５００〜５０００ｍＰａ・ｓが好ましく、より好ましくは２０００〜３０００ｍＰａ・ｓの範囲である。
【００３６】
固定用樹脂の粘度が５００ｍＰａ・ｓ未満では、固定用樹脂が中空糸膜４の開口端部まで流動し、該開口端部を閉塞する原因となるおそれがある。固定用樹脂の粘度が５０００ｍＰａ・ｓを超えると、中空糸膜４間に含浸することが困難となるので好ましくない。
【００３７】
さらに、遠心装置内でケーシング３及び補助ケーシング１３を含む中間体を横にして、ケーシング３の底面側が回転の外側、且つ補助ケーシング１３の上端が回転の内側になるように配置して遠心力をかける。この遠心力により、樹脂ポッド２７内の液状樹脂Ｒが、矢印Ａで示すように、センタチューブ１１を通して、ケーシング３の底部に達する。
【００３８】
その後、遠心装置を停止させ、ケーシング３を遠心装置から取り出し、ケーシング３の底部に達した液状樹脂を硬化させて、ケーシング３に底部に、ケーシング２２の内部空間を軸線方向に密閉する硬化樹脂層を形成する。この硬化樹脂層によって、円柱状の中空糸膜（円柱体）５がケーシング３の内周面に固定され、さらに円柱状の中空糸膜（円柱体）５内で中空糸膜同士が接合される。
【００３９】
次いで、ケーシング３の底面近傍で、ケーシング３と硬化樹脂層によって一体化された内部の円柱状の中空糸膜（円柱体）５を、ケーシング３の径方向に切断し、円柱状の中空糸膜（円柱体）５を構成する中空糸膜１９の開口端を外部に露出させた後、補助ケーシング１３をケーシング３から取り外し、中空糸膜モジュール１（図１）の製造を終了する。
【００４０】
尚、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、各構成は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【００４１】
例えば、上述の実施形態では、円筒状の補助ガイドを用いることとしたが、補助ガイドを、下端の径よりも上端の径が長いテーパー形状を有する裁頭三角錐形状としてもよい。これにより、中空糸膜の円柱体８をケーシング３に入れるときに、補助ケーシング１３が円柱体８をケーシング３内の適切な位置に導くガイド部材の役割を果たす。
【符号の説明】
【００４２】
１    中空糸膜モジュール
３    ケーシング
５    中空糸膜の円柱体
１１    センタチューブ
１３    補助ガイド
２７    樹脂ポッド
【図１】
0005861479.tif 000002
【図２】
0005861479.tif 000003
【図３】
0005861479.tif 000004
【図４】
0005861479.tif 000005
【図５】
0005861479.tif 000006
【図６】
0005861479.tif 000007
【図７】
0005861479.tif 000008