(57)【要約】【課題】蒸気滅菌を適用してもポッティング剤の剥離によるリークおよび雑菌汚染を防止することができるカートリッジ式中空糸膜モジュールおよび中空糸膜カートリッジのポッティング部成形用治具およびカートリッジ式中空糸膜モジュールの製造方法を提供する。【解決手段】本発明のカートリッジ式中空糸膜モジュールは、筐体と；複数の中空糸膜を有する中空糸膜束と、前記中空糸膜束の少なくとも一方の端部において、前記中空糸膜が開口するように、前記中空糸膜間を接着するポッティング剤と、前記中空糸膜の接着された部分とを備えるポッティング部と、を備える中空糸膜カートリッジと；前記ポッティング部を前記筐体に液密に固定する第１シール材と；を備え、前記ポッティング部は、前記第１シール材と接する第１シール面を有し、前記第１シール面は、前記ポッティング剤で成形されており、前記第１シール面の算術平均粗さRaが1.6 μm以下である。【選択図】図１
2015142886.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体と；
複数の中空糸膜を有する中空糸膜束と、前記中空糸膜束の少なくとも一方の端部において、前記中空糸膜が開口するように、前記中空糸膜間を接着するポッティング剤と、前記中空糸膜の接着された部分とを備えるポッティング部と、を備える中空糸膜カートリッジと；
前記ポッティング部を前記筐体に液密に固定する第１シール材と；
を備え、
前記ポッティング部は、前記第１シール材と接する第１シール面を有し、
前記第１シール面は、前記ポッティング剤で成形されており、前記第１シール面の算術平均粗さRaが1.6 μm以下であることを特徴とするカートリッジ式中空糸膜モジュール。
【請求項２】
筐体と；
筐体内に収容される筒状ケースと；
複数の中空糸膜を有する中空糸膜束と、前記中空糸膜束の少なくとも一方の端部において、前記中空糸膜が開口するように、前記中空糸膜間を接着するポッティング剤と、前記中空糸膜の接着された部分とを備えるポッティング部と、を備える中空糸膜カートリッジと；
前記ポッティング部を前記筒状ケースに液密に固定する第１シール材と；
を備え、
前記ポッティング部は、前記第１シール材と接するシール第１面を有し、
前記第１シール面は、前記ポッティング剤で成形されており、前記第１シール面の
算術平均粗さRaが1.6 μm以下であることを特徴とするカートリッジ式中空糸膜モジュール。
【請求項３】
前記筐体は、筒状の筐体本体と、前記筐体本体の高さ方向における第１端に装着される上部キャップとを備え、
前記カートリッジ式中空糸膜モジュールは、前記ポッティング部のろ過液側の端部を、前記上部キャップと液密に固定する第２シール材をさらに備え、
前記ポッティング部は、前記第２シール材と接する第２シール面を有し、
前記第２シール面は、前記ポッティング剤で成形されており、前記第２シール面の算術平均粗さRaが1.6 μm以下であることを特徴とする
請求項１または２に記載のカートリッジ式中空糸膜モジュール。
【請求項４】
前記ポッティング剤が、エポキシ樹脂またはポリウレタン樹脂を含有することを特徴とする
請求項１〜３のいずれか一項に記載のカートリッジ式中空糸膜モジュール。
【請求項５】
前記ポッティング部は、前記中空糸膜間を接着するポッティング部本体と、前記ポッティング部本体において中空糸膜が延在する側の面に設けられた保護ポッティング層と、を備え、
前記保護ポッティング層を成形するポッティング剤の伸度が３０％以上であることを特徴とする
請求項１〜４のいずれか一項に記載のカートリッジ式中空糸膜モジュール。
【請求項６】
前記中空糸膜がフッ素系樹脂またはポリスルホン系樹脂からなる中空糸膜であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のカートリッジ式中空糸膜モジュール。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載のカートリッジ式中空糸膜モジュールの前記ポッティング部を成形する治具であって、
前記第１シール面を成形する面を備え、
前記第1シール面を成形する面の算術平均粗さRaが1.6 μm以下であることを特徴とするポッティング部成形用治具。
【請求項８】
さらに、前記第２シール面を成形する面を備え、
前記第２シール面を整形する面の算術平均粗さRaが1.6 μm以下であることを特徴とする
請求項７に記載のポッティング部成形用治具。
【請求項９】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の中空糸膜カートリッジモジュールにおける中空糸膜カートリッジの製造方法であって、
下記工程（ａ）および（ｂ）：
（ａ）複数の中空糸膜を有する中空糸膜束の少なくとも一方の端部を囲むように請求項７または８に記載の治具を配置すること、
（ｂ）前記治具内でポッティング剤を硬化することで、前記中空糸膜間を接着し、かつ前記中空糸膜束の側面を覆うポッティング剤と、前記ポッティング剤で接着された中空糸膜と、を有するポッティング部を成形すること、
を備える、中空糸膜カートリッジの製造方法
【請求項１０】
下記工程（ｃ）：
（ｃ）前記ポッティング部において前記中空糸膜が延在する面に、硬化後の伸度が３０％以上である保護ポッティング層を成形すること
をさらに備えることを特徴とする請求項９に記載の中空糸膜カートリッジの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水処理分野、発酵工業分野、医薬品製造分野、食品工業分野などで使用するカートリッジ式中空糸膜モジュールおよびカートリッジ式中空糸膜モジュールのポッティング部成形用治具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
微生物や培養細胞の培養を伴う物質生産方法である発酵法は、大きく（１）回分発酵法（Ｂａｔｃｈ発酵法）および流加発酵法（Ｆｅｄ−Ｂａｔｃｈ発酵法）と、（２）連続発酵法とに分類することができる。
【０００３】
上記（２）の連続発酵法において、微生物や培養細胞を分離膜で濾過し、濾液から化学品を回収すると同時に濃縮液中の微生物や培養細胞を発酵培養液に保持または還流させることにより、発酵培養液中の微生物や培養細胞濃度を高く維持する方法が提案されている。
【０００４】
例えば、分離膜として有機高分子からなる平膜を用いた連続発酵装置において、連続発酵する技術が提案されている（特許文献１参照）。しかしながら、提案された技術は、平膜ユニットの設置容積に対する有効膜面積が小さく、目的化学品をこの技術で製造することに対するコストメリットが十分でない等、非効率的な技術であった。
【０００５】
上記課題の解決のために、連続発酵装置に用いる分離膜を有機高分子からなる中空糸膜とした、連続発酵技術が提案されている（特許文献２参照）。この技術では、膜ユニットにおいて単位体積あたりの膜面積が大きくとれるため、従来の連続発酵と比べて発酵生産効率は格段に高くなった。
【０００６】
さらに、連続発酵による化学品の生産では、基本的に雑菌混入（コンタミネーション）を防いだ状態で培養を行う必要がある。例えば、発酵培養液を濾過する際に分離膜モジュールから雑菌が混入すると、発酵効率が低下し、発酵槽内での発泡等により化学品の製造が効率的に行えなくなる。そこで雑菌混入を防ぐために、分離膜モジュールを滅菌することが必要となる。一般的な滅菌の方法としては、乾熱滅菌、煮沸滅菌、蒸気滅菌、紫外線滅菌、ガンマ線滅菌、ガス滅菌等の方法が挙げられる。特に大型の発酵槽や、発酵槽に連結された配管、分離膜モジュールの滅菌を行う場合は、蒸気滅菌（通常は１２１℃、２０分間）が最も有効な方法である。
【０００７】
しかしながら、蒸気滅菌等、熱を用いた滅菌方法を中空糸膜モジュールの滅菌に適用すると、中空糸膜モジュールに使用されるポッティング剤が熱負荷により筐体と剥離し、原水のろ過液側へのリークおよび雑菌汚染等の問題が発生することがある。
【０００８】
上記課題解決のために、ポッティング部を、接着で無く、シール材で筐体または筒状ケースに固定すれば、蒸気滅菌を適用してもポッティング剤の剥離によるリークおよび雑菌汚染を抑制することができる。特許文献３には、ポッティング部と、ポッティング部を筐体に固定するシール材とを備えるモジュールが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００７−２５２３６７号公報
【特許文献２】特開２００８−２３７１０１号公報
【特許文献３】特開昭６２−２６２７０９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、本発明者らは、特許文献３のように、接着による固定をシール材による固定に単に変えた場合に、ポッティング部と筐体との間でリークが生じやすいことを見いだした。
【００１１】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、蒸気滅菌等、熱を用いた滅菌方法を中空糸膜モジュールの滅菌に適用しても、中空糸膜モジュールに使用されるポッティング剤が熱負荷により筐体または筒状ケースから剥離し、原水のろ過液側へのリークおよび雑菌汚染等の問題が起きにくいカートリッジ式中空糸膜モジュールおよびそのポッティング部成形用治具を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上述した課題を解決するために、本発明は以下の（１）〜（１０）の技術を提供する。
【００１３】
（１）筐体と；
複数の中空糸膜を有する中空糸膜束と、前記中空糸膜束の少なくとも一方の端部において、前記中空糸膜が開口するように、前記中空糸膜間を接着するポッティング剤と、前記中空糸膜の接着された部分とを備えるポッティング部と、を備える中空糸膜カートリッジと；
前記ポッティング部を前記筐体に液密に固定する第１シール材と；
を備え、
前記ポッティング部は、前記第１シール材と接する第１シール面を有し、
前記第１シール面は、前記ポッティング剤で成形されており、前記第１シール面の算術平均粗さRaが1.6 μm以下であることを特徴とするカートリッジ式中空糸膜モジュール。
【００１４】
（２）  筐体と；
筐体内に収容される筒状ケースと；
複数の中空糸膜を有する中空糸膜束と、前記中空糸膜束の少なくとも一方の端部において、前記中空糸膜が開口するように、前記中空糸膜間を接着するポッティング剤と、前記中空糸膜の接着された部分とを備えるポッティング部と、を備える中空糸膜カートリッジと；
前記ポッティング部を前記筒状ケースに液密に固定する第１シール材と；
を備え、
前記ポッティング部は、前記第１シール材と接するシール第１面を有し、
前記第１シール面は、前記ポッティング剤で成形されており、前記第１シール面の
算術平均粗さRaが1.6 μm以下であることを特徴とするカートリッジ式中空糸膜モジュール。
【００１５】
（３）  前記筐体は、筒状の筐体本体と、前記筐体本体の高さ方向における第１端に装着される上部キャップとを備え、
前記カートリッジ式中空糸膜モジュールは、前記ポッティング部のろ過液側の端部を、前記上部キャップと液密に固定する第２シール材をさらに備え、
前記ポッティング部は、前記第２シール材と接する第２シール面を有し、
前記第２シール面は、前記ポッティング剤で成形されており、前記第２シール面の算術平均粗さRaが1.6 μm以下であることを特徴とする
上記（１）または（２）に記載のカートリッジ式中空糸膜モジュール。
【００１６】
（４）前記ポッティング剤が、エポキシ樹脂またはポリウレタン樹脂を含有することを特徴とする
上記（１）〜（３）のいずれか一項に記載のカートリッジ式中空糸膜モジュール。
【００１７】
（５）  前記ポッティング部は、前記中空糸膜間を接着するポッティング部本体と、前記ポッティング部本体において中空糸膜が延在する側の面に設けられた保護ポッティング層と、を備え、
前記保護ポッティング層を成形するポッティング剤の伸度が３０％以上であることを特徴とする
上記（１）〜（４）のいずれか一項に記載のカートリッジ式中空糸膜モジュール。
【００１８】
（６）前記中空糸膜がフッ素系樹脂またはポリスルホン系樹脂からなる中空糸膜であることを特徴とする上記（１）〜（５）のいずれか一項に記載のカートリッジ式中空糸膜モジュール。
【００１９】
（７）上記（１）〜（６）のいずれか一項に記載のカートリッジ式中空糸膜モジュールの前記ポッティング部を成形する治具であって、
前記第１シール面を成形する面を備え、
前記第１シール面を成形する面の算術平均粗さRaが1.6 μm以下であることを特徴とするポッティング部成形用治具。
【００２０】
（８）  さらに、前記第２シール面を成形する面を備え、
前記第２シール面を整形する面の算術平均粗さRaが1.6 μm以下であることを特徴とする
上記（７）に記載のポッティング部成形用治具。
【００２１】
（９）  上記（１）〜（６）のいずれか一項に記載の中空糸膜カートリッジモジュールにおける中空糸膜カートリッジの製造方法であって、
下記工程（ａ）および（ｂ）：
（ａ）複数の中空糸膜を有する中空糸膜束の少なくとも一方の端部を囲むように上記（７または８に記載の治具を配置すること、
（ｂ）前記治具内でポッティング剤を硬化することで、前記中空糸膜間を接着し、かつ前記中空糸膜束の側面を覆うポッティング剤と、前記ポッティング剤で接着された中空糸膜と、を有するポッティング部を成形すること、
を備える、中空糸膜カートリッジの製造方法
（１０）下記工程（ｃ）：
（ｃ）前記ポッティング部において前記中空糸膜が延在する面に、硬化後の伸度が３０％以上である保護ポッティング層を成形すること
をさらに備えることを特徴とする上記（９）に記載の中空糸膜カートリッジの製造方法。
【発明の効果】
【００２２】
本発明のカートリッジ式中空糸膜モジュールは、ポッティング剤と、中空糸膜のうちそのポッティング剤で互いに接着された部分とからなるポッティング部と、筐体または筒状ケースを、シール材で固定する構造としている。ポッティング剤と、筐体または筒状ケースは接着されていないため、従来のモジュールのように蒸気滅菌等の熱負荷によりポッティング剤と、筐体または筒状ケースとの接着部の剥離は発生せず、原水のリークや雑菌汚染などを防止することができる。ここで、ポッティング部がシール材と接するシール面が平滑であることにより、シール材のシール面へのゴム追随を得、液密かつ気密に固定することができる。従って、本発明のカートリッジ式中空糸膜モジュールは、蒸気滅菌や温水殺菌が必要な発酵工業分野、医薬品製造分野、食品工業分野、水処理分野などで原水のリークや雑菌汚染等を防止して使用することができる。特に本発明のカートリッジ式中空糸膜モジュールを使用することで、長時間にわたり安定して高生産性を維持した連続発酵が可能となり、広く発酵工業において、発酵生産物である化学品を低コストで安定に生産することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１は、本発明の第１実施形態にかかるカートリッジ式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のモジュールの中空糸膜カートリッジの概略縦断面図である。
【図３】図３は、図１のモジュールの第１ポッティング部の拡大図である。
【図４】図４は、図３のＢ−Ｂ線断面図である。
【図５】図５は、図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図６】図６は、中空糸膜モジュールの第１ポッティング部成形用治具の一例を説明する概略図である。
【図７】図７は、カートリッジ式中空糸膜モジュールの製造方法の一例を示すフローチャートである。
【図８】図８は、中空糸膜モジュールの製造方法の一例を説明する概略図である。
【図９】図９は、中空糸膜モジュールの第１ポッティング部の切断前の拡大図である。
【図１０】図１０は、本発明の第２実施形態にかかるカートリッジ式中空糸膜モジュールの第１ポッティング部付近の概略縦断面図である。
【図１１】図１１は、本発明の第３実施形態にかかるカートリッジ式中空糸膜モジュールの第１ポッティング部付近の概略縦断面図である。
【図１２】図１２は、本発明の第３実施形態にかかる第１ポッティング部成形用治具の一例を説明する概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下に、本発明のカートリッジ式中空糸膜モジュール形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、本発明のカートリッジ式中空糸膜モジュールにおいて、「上」、「下」は、図面に示す状態に基づいており、便宜的なものであって、原水が流入する側を「下」方向、ろ過液が流出する側を「上」方向とする。通常、中空糸膜モジュールの使用時の姿勢において、上下方向は、図面における上下方向と一致する。
【００２５】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態にかかるカートリッジ式中空糸膜モジュールの構成について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の第１実施形態にかかるカートリッジ式中空糸膜モジュールの概略縦断面図である。
【００２６】
第１実施形態にかかるカートリッジ式中空糸膜モジュールは、筐体と、前記筐体内に収容された複数の中空糸膜と、前記中空糸膜の第１端部を開口した状態で束ねる第１ポッティング部（ポッティング部）と、前記中空糸膜の第２端部を封止した状態で束ねる第２ポッティング部と、前記第１ポッティング部と前記筐体との間を液密に封止するシール材と、を備えている。
【００２７】
＜モジュール構造＞
図１に示すように、中空糸膜モジュール１０１Ａは、筐体と、筐体内に収容された図２に示す中空糸膜カートリッジ１００とを備える。
【００２８】
筐体は、中空状の筐体本体３と、該筐体本体３の両端部に設けられた上部キャップ４と下部キャップ５とで構成されている。
【００２９】
図１に示したように、筐体本体３の上部には、ろ過液出口７を有する上部キャップ４が、筐体本体３の下部には、原水流入口６を有する下部キャップ５がそれぞれ、液密かつ気密に接続されている。上部キャップ４および下部キャップ５は、例えば図１に示したようにガスケット１７を使用し、クランプ等で筐体本体３に固定される。
【００３０】
筐体本体３は、その上端および下端に筐体本体３の全周に亘って鍔部３Ａ，３Ｂを有している。また、筐体本体３の側部には、ろ過液出口７寄りに原水出口８が設けられている。
【００３１】
上部キャップ４は筐体本体３の内径と略等しい内径を有し、その上端側が縮径してろ過液出口７を成形している。上部キャップ４の下端側には、筐体本体３と接続したときに溝を成形するための段部４Ａが上部キャップ４の全周に亘って成形されている。筐体本体３と上部キャップ４を接続した際に上部キャップ４の下端部が筐体本体３の鍔部３Ａと当接して溝（固定部）が成形され、この溝（固定部）により後述する第１ポッティング部１１の鍔部１１Ｃを固定する。
【００３２】
下部キャップ５は筐体本体３の内径と略等しい内径を有し、その下端側が縮径して原水流入口６を成形している。
【００３３】
＜カートリッジ＞
図２に示すように、中空糸膜カートリッジ１００は、複数の中空糸膜１を含む中空糸膜束２と、中空糸膜束２の端部で中空糸膜１間を接着するポッティング部とを備える。ポッティング部は、具体的には、ポッティング剤と、中空糸膜のうちそのポッティング剤で互いに接着された部分とからなる。ポッティング部として、中空糸膜カートリッジ１００は、筐体のろ過液出口７側に配置される第１ポッティング部１１と、筐体の原水流入口６側に配置される第２ポッティング部１２とを有する。
【００３４】
＜第１ポッティング部＞
筐体のろ過液出口７側、つまり中空糸膜カートリッジ１００の上端側に配置される第１ポッティング部１１は、中空糸膜束２の第１端部において、中空糸膜１間を接着するポッティング剤で成形されたポッティング部本体１１Ａと、そのポッティング剤に接着される中空糸膜とを有する。
【００３５】
ここで、中空糸膜束２は、中空糸膜１の上方の端面が開口された状態で束ねられている。第１ポッティング部１１は円柱状であり、その上端部には第１ポッティング部１１の全周に亘って鍔部１１Ｃが設けられている。また、第１ポッティング部１１の側面には、全周にわたって、段部１１Ｄが設けられている。段部１１Ｄが設けられることで、第１ポッティング部１１の上部の外径は、下部の外径よりも大きくなっている。
【００３６】
第１ポッティング部１１の鍔部１１Ｃは、筐体本体３に上部キャップ４が装着されることで筐体本体３と上部キャップ４との間に成形された溝（固定部）に挿入される。こうして、第１ポッティング部１１は、筐体本体３の上端部に固定される。
【００３７】
第１ポッティング部の段部１１Ｄと筐体本体３の間には、第１シール材がされる。第１シール材は、第１ポッティング部を液密、かつ気密に固定する。図１等では、第１シール材としてＯリング１５を示す。Ｏリング１５は、中空糸膜モジュールの径方向（図１の横方向）につぶされることで、第１ポッティング部１１を液密、かつ気密に固定している。シール性を確保するため、Ｏリング１５のつぶし代は８％以上３０％以下とすることが好ましい。
【００３８】
このように第１ポッティング部１１は筐体本体３と直接接着されるのではなく、Ｏリング１５等のシール材によって筐体本体３に液密かつ気密に固定されている。そのため従来の中空糸膜モジュールのように、熱処理によって筐体とポッティング剤が剥離し、原水のろ過液側へのリークおよび雑菌汚染等の問題が発生することはない。
【００３９】
第１ポッティング部において、シール材と接する部位をシール面と呼ぶ。ここでは、段部１１Ｄの表面がシール面となる。
【００４０】
Ｏリング１５で第１ポッティング部１１を液密かつ気密に固定するためには段部１１Ｄつまりシール面へのゴム追随（くい込み）を得る必要があり、シール面の算術平均粗さRaは1.6 μm以下とする必要がある。この範囲よりも表面が粗い場合、シール面へのゴムの追随が不十分であり、原水側へのリークおよび雑菌汚染等の問題が発生する可能性が高い。さらに、この範囲よりも表面が粗い場合、Ｏリングにかかる摩擦抵抗が大きくなるため、Ｏリングの損傷の可能性が高く、使用できる寿命が短くなる可能性がある。Ｏリングにかかる摩擦抵抗が大きいと、中空糸膜カートリッジ１００を設置する操作性が悪くなる可能性がある。
【００４１】
カートリッジ式中空糸膜モジュールのポッティング剤の種類は、接着対象部材との接着強度、耐熱性、化学的耐久性などを満たせば特に限定されない。例えば、ポッティング剤は、エポキシ樹脂またはポリウレタン樹脂などを主成分として含有することができる。エポキシ樹脂およびポリウレタン樹脂は、中空糸膜との接着性、耐熱性、化学的耐久性に優れているものが多く、本実施形態のカートリッジ式中空糸膜モジュールのポッティング剤として好適に使用することができる。また、ポッティング剤は、接着剤以外のシリカ、ガラス、ゴム等の添加材を含んでもよく、様々な意図で用いられるポッティング剤への添加剤は本発明とは無関係である。
【００４２】
＜第２ポッティング部＞
筐体の原水流入口６側には、中空糸膜カートリッジ１００の下端側である第２ポッティング部１２が配置されている。中空糸膜１の第２端部が位置する第２ポッティング部１２は、多数本の中空糸膜１からなる中空糸膜束２と第２ポッティング部ケース１３をポッティング剤で接着して構成されている。ここで、中空糸膜１の中空部はポッティング剤で封止されて開口しない状態となっている。第２ポッティング部ケース１３は下方に底部を有する円筒状であり、その外径は筐体本体３の内径よりも小さく構成されている。また、第２ポッティング部１２は貫通孔１４を有しており、原水の流路の役割を担っている。
【００４３】
カートリッジ式中空糸膜モジュールの第２ポッティング部で使用するポッティング剤の種類は、接着対象部材との接着強度、耐熱性、化学的耐久性などを満たせば特に限定されないが、例えばエポキシ樹脂やポリウレタン樹脂などを使用することができる。
【００４４】
＜中空糸膜＞
本実施形態のカートリッジ式中空糸膜モジュールは、分離膜として、中空糸膜を備える。中空糸膜は一般的に平膜よりも比表面積が大きく、単位時間当たりにろ過できる液量が多いため有利である。中空糸膜の構造としては全体的に孔径が一様な対称膜や、膜の厚み方向で孔径が変化する非対称膜、強度を保持するための支持層と対象物質の分離を行うための分離機能層を有する複合膜などが存在する。
【００４５】
中空糸膜の平均孔径は分離対象によって適宜選択すれば良いが、細菌類や真菌類などの微生物や、動物細胞の分離などを目的とする場合、１０ｎｍ以上、２２０ｎｍ以下であることが好ましい。平均孔径が１０ｎｍ未満だと透水性が低くなり、２２０ｎｍを超えると微生物等が漏洩する可能性がある。本発明での平均孔径とは最も孔径の小さい緻密層の孔径とする。
【００４６】
分離膜の材質は特に限定されないが、分離膜は、例えばポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリフッ化ビニル、四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体、エチレン・四フッ化エチレン共重合体などのフッ素系樹脂、セルロースアセテート、セルロースアセテートプロピオネート、セルロースアセテートブチレートなどのセルロースエステル、ポリスルホン、ポリエーテルスルホンなどのポリスルホン系樹脂、ポリアクリロニトリル、ポリイミド、ポリプロピレンなどの樹脂を含有することができる。特にフッ素系樹脂やポリスルホン系樹脂からなる分離膜は耐熱性、物理的強度、化学的耐久性が高いことから、カートリッジ式中空糸膜モジュールに好適に用いることができる。
【００４７】
また、中空糸膜は、フッ素系樹脂やポリスルホン系樹脂に加えて、親水性樹脂をさらに含有してもよい。親水性樹脂によって、分離膜の親水性を高め、膜の透水性を向上させることができる。親水性樹脂は、分離膜に親水性を付与することができる樹脂であればよく、具体的な化合物に限定されるものではないが、例えば、セルロースエステル、脂肪酸ビニルエステル、ビニルピロリドン、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ポリメタクリル酸エステル系樹脂、及びポリアクリル酸エステル系樹脂などが好適に用いられる。
【００４８】
中空糸膜カートリッジを作製する際はポッティング部成形用治具に中空糸膜を充填し、ポッティング剤で固定するが、ハンドリングや接着の問題から予め中空糸膜を乾燥させておく。しかし中空糸膜の多くは乾燥により収縮が起こり、透水性が低下するという問題があるため、グリセリン水溶液に浸漬した後で乾燥させたものを用いる。グリセリン水溶液に浸漬した後で乾燥すると、グリセリンが細孔内に残留することで乾燥による収縮を防止することができ、その後エタノールなどの溶媒で浸漬処理を行うことで透水性を回復させることができる。
【００４９】
カートリッジ式中空糸膜モジュールは、蒸気滅菌してから使用することも可能だが、中空糸膜の種類によっては蒸気滅菌により収縮が起こるものがある。そのためモジュール作製後に蒸気滅菌を行うと中空糸膜の収縮により中空糸膜が損傷したり、中空糸膜がポッティング剤から剥離したりする可能性がある。従って予め中空糸膜を蒸気処理し、収縮させてからポッティングを行ってモジュールを製作することが望ましい。一般的に蒸気滅菌は１２１℃以上で実施するため、１２１℃以上の蒸気で前処理を実施しておくことが望ましい。
【００５０】
＜シール材＞
カートリッジ式中空糸膜モジュールで使用するＯリングやガスケットなどのシール材の材質は耐熱性、化学的耐久性などを満たせば特に限定されないが、例えばフッ素ゴム、シリコーンゴム、エチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）などを使用することができる。
【００５１】
＜筐体、筒状ケースの材質＞
カートリッジ式中空糸膜モジュールで使用する筐体の材質は耐熱性、化学的耐久性などを満たせば特に限定されないが、例えばポリスルホン系樹脂、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などのフッ素系樹脂、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、ステンレス、アルミニウムなどを挙げることができる。またカートリッジ式中空糸膜モジュールで使用する筒状ケースおよび第２ポッティング部ケースの材質は特に限定されないが、例えば筐体と同様の材料から選択することができる。
【００５２】
＜中空糸膜カートリッジの製造方法＞
以下に、第１実施形態にかかるカートリッジ式中空糸膜モジュールにおける中空糸膜カートリッジの製造方法について説明する。尚、ここに記載する製造方法は第１実施形態に限定されるものではなく、後述するいずれの実施形態でも同様の方法で中空糸膜カートリッジを製造できる。
【００５３】
ポッティング方法としては、遠心力を利用して液状のポッティング剤を中空糸膜間に浸透させてから硬化させる遠心ポッティング法と、液状のポッティング剤を定量ポンプやヘッドにより送液し自然に流動させることにより中空糸膜１間に浸透させてから硬化させる静置ポッティング法のいずれを用いてもよい。
【００５４】
遠心ポッティング法は遠心力によりポッティング剤が中空糸膜間に浸透しやすく、高粘度のポッティング剤も使用することができる。また中空糸膜１を接着するポッティング剤にポリウレタン樹脂を使用する場合、中空糸膜１に含まれる水分とイソシアネートが反応して二酸化炭素が発生し発泡するため、静置ポッティング法でポリウレタン樹脂を使用することは難しい。遠心ポッティング法ならば遠心力によりモジュールの端部方向に圧力が生じ、気泡が内側方向に抜けるため、中空糸膜１を接着するポッティング剤としてポリウレタン樹脂を使用することができる。一方で、静置ポッティングでは遠心成形機などの大型設備は不要である。
【００５５】
ポッティングが終了しポッティング剤が硬化したら、第１ポッティング部端側のポッティング部をカットすることで中空糸膜１の端面を開口させる。ポッティングを行う前には中空糸膜１の端部の中空部をシリコーン接着剤などで封止する目止め処理を実施しておくことが望ましい。目止め処理を行うと、それ以上中空部にポッティング剤が進入することを防ぎ、中空部がポッティング剤で満たされて透過液が出なくなる不通糸の発生を防止することができる。
【００５６】
またポッティングを行う際は、接着性を向上させるため第２ポッティング部ケース１３の内側の表面ついてヤスリがけ、プラズマ処理、プライマー処理などを実施しても良い。
【００５７】
次に、第１実施形態にかかる中空糸膜カートリッジ１００の製造方法について図７のフローチャートを参照して説明する。ただし、以下に説明する製造方法は、後述のいずれの実施形態のモジュールにおけるカートリッジにも適用可能である。
【００５８】
まず、中空糸膜束２を図８に示す遠心ポッティング装置に設置して遠心ポッティングを行い、第１ポッティング部および第２ポッティング部を成形する（ステップＳ１）。
【００５９】
ここで、中空糸膜束２の中央部は塩ビ製筒状ケース２０に収められ、中空糸膜１の第１端部は第１ポッティング部成形用治具２１Ａ、２１Ｂに、中空糸膜１の第２端部は第２ポッティング部ケース１３に、それぞれ挿入されている。また、第２ポッティング部ケース１３底部の貫通孔にピン２３が挿入されており、第２ポッティング部成形用治具２２の内部に第２ポッティング部ケース１３とピン２３が収められている。尚、中空糸膜１の第１端部は予めシリコーン接着剤で目止め処理されている。
【００６０】
塩ビ製筒状ケース２０にはポッティング剤投入器１９が接続されており、この装置全体を遠心成形機内で回転させることで遠心力によりポッティング剤をポッティング部成形用治具２１Ａ、２１Bおよび第２ポッティング部ケース１３に供給することができる。尚、ポッティング剤はポッティング部成形用治具２１Ａ、２１Bと第２ポッティング部ケース１３に同時に供給することもできるし、別々に供給することもできる。
【００６１】
ポッティング剤が硬化した後に、ポッティング部成形用治具を取り外す。硬化に要する時間および温度はポッティング剤の種類により異なるため、適した条件を適宜適用すればよい。
【００６２】
シール面の表面平滑化方法には、ポッティング部を成形後にシール面を研磨等で後処理する方法、およびポッティング部の成形時に平滑なシール面を成形する方法がある。
【００６３】
ポッティング部成形後にシール面を研磨等の後処理する方法では、中空糸膜カートリッジを製造する毎に後処理工程が必要である。また、後処理工程は操作が煩雑となることから生産効率がよくない。また、中空糸膜カートリッジ毎にシール面の表面粗さにばらつきが出る可能性が高く、一定の品質を保った中空糸膜カートリッジの製造が難しい。
【００６４】
特に、ポッティング部を成形するときに、シール面を平滑に成形する手段を講じた場合、中空糸膜カートリッジを製造する毎に後処理による平滑化工程が不要となり、生産効率が高く、また品質を保ちやすい。本発明では後述するシール面を平滑化する手段を講じたポッティング部成形用冶具を用いることにより、Ｏリングによる確実なシールが可能なシール面を成形することができる。
【００６５】
最後にチップソー式回転刃で図９のＣ−Ｃ線部分を切断し、中空糸膜１の第１端部を開口させる（ステップＳ２）ことで中空糸膜カートリッジ１００を製造することができる。
【００６６】
また、後述する第２実施形態の中空糸膜モジュールの製造の様に、ステップＳ１の後に保護ポッティング層１１Ｂを設ける工程を行ってもよい。保護ポッティング層を設ける工程は、硬化後の伸度が３０％以上である液状のポッティング剤を、第１ポッティング部において中空糸膜が延在する面に配置するステップである。
【００６７】
＜ポッティング部成形用治具＞
本発明のポッティング部成形用治具について、図面を参照しながら説明する。図６は、本発明の第１実施形態にかかる第１ポッティング部成形用治具の概略縦断面図である。上述の通り本発明の一部では、ポッティング部成形用治具にシール面を平滑化する手段を講じている。ポッティング部の表面粗さは、その表面を成形するポッティング部成形用治具の表面粗さと離型性の影響を受ける。平滑な表面を成形するためには、表面が平滑でかつ離型性がよいポッティング部成形用治具を用いればよい。ポッティング部成形用治具の表面が粗く、離型性がよい場合、成形されるポッティング部の表面は成形用治具の粗い表面が転写される。反対に、ポッティング部成形用治具の表面は平滑であるが、離型性が悪い場合、成形用治具の平滑な表面はそのまま転写されず、平滑なポッティング部表面は得られない。
上述の通り、ポッティング部中、シール面に必要な表面粗さは算術平均粗さRaが1.6 μm以下であることが望ましい。従って、ポッティング部成形用治具のシール面成形部の表面粗さは少なくとも算術平均粗さRaが1.6 μm以下であることが望ましい。中空糸膜モジュールのポッティング部およびポッティング部成形用治具における表面粗さは、市販の表面粗さ計を用いて測定を行うことができる。Ｒ面補正などの補正機能を有している場合、中空糸膜モジュールの周方向に検出器を走査して測定すればよく、補正機能を有していない場合、中空糸膜モジュールの軸方向に検出器を走査して測定すればよい。
【００６８】
ポッティング部成形用治具の表面を平滑化するためには、荒い研磨材で研磨した後に、細かい研磨材を用いて段階的に研磨することが好ましい。具体的には、切削加工で得られた表面に対し、研磨材番手の小さいものから大きいものへと変更しながら、研磨することが好ましい。例えば、フライス加工で得られた表面に対し、バフ研磨を番手４００、６００、８００の順に行うことで、十分に表面を平滑化することができる。
【００６９】
ポッティング部成形用治具のシール面成形部分の離型性をよくするために、シール面成形部分の表面を平滑化することで離型抵抗を抑える方法、ＰＴＦＥ等のコーティングを行う方法、または離型剤を使用する方法が挙げられる。
【００７０】
離型性をよくするためには、平滑な表面を有するポッティング部成形用治具を用いることが特に好ましい。この方法によれば、コーティング加工よりも離型性を長く保つことができる。また、離型剤を塗布する場合は中空糸膜カートリッジの製造毎に離型剤を塗布する必要があるが、平滑な治具はそのような塗布工程を必要としないので、生産性が向上する。
【００７１】
ポッティング部成形用治具の材質は耐熱性、化学的耐久性などを満たせば特に限定されないが、例えば塩化ビニル系樹脂、ナイロン系樹脂、フッ素系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリアセタール系樹脂、ポリエチレン系樹脂、シリコーン系樹脂等が離型性にも優れ、好適に用いられる。ポッティング部成形用治具は、単一の材質を用いても、上述したような材質を少なくともひとつ含むように複数の材質を組み合わせて用いてもよい。
【００７２】
＜中空糸膜モジュールの製造＞
上記方法で製造された中空糸膜カートリッジ１００を筐体本体３に挿入してＯリング１５で固定し、上部キャップ４と下部キャップ５を取り付けることにより、第１実施形態にかかる中空糸膜モジュール１０１Ａを製造することができる。尚、ここに記載する製造方法は第１実施形態に限定されるものではなく、後述するいずれの実施形態でも同様の方法でカートリッジ式中空糸膜モジュールを製造できる。
【００７３】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態にかかるカートリッジ式中空糸膜モジュールの構成について、図面を参照しながら説明する。図１０は、第２実施形態にかかるカートリッジ式中空糸膜モジュール１０１Ｂの第１ポッティング部付近の概略縦断面図である。尚、以下で言及しないカートリッジ式中空糸膜モジュール１０１Ｂの構成については、第１実施形態のカートリッジ式中空糸膜モジュール１０１Ａと同様の構造を適用可能である。第１実施形態で説明した部材と同様の機能を有する部材については、同じ符号を付して、その説明を省略する。
【００７４】
第２実施形態にかかるカートリッジ式中空糸膜モジュール１０１Ｂでは、第１ポッティング部１１２は、ポッティング部本体１１Ａに加えて、保護ポッティング部１１Ｂをさらに備える以外は、第１実施形態にかかるカートリッジ式中空糸膜モジュール１０１Ａと同様の構造である。保護ポッティング部１１Ｂは、ポッティング部本体１１Ａの下面に設けられる。つまり、保護ポッティング部１１Ｂは、第１ポッティング部１１２における第２ポッティング部１２との対向面、すなわち第１ポッティング部１１２において中空糸膜が延在する面）に設けられる。
【００７５】
一般に、モジュール内では、原水の流れにより、ポッティング部の端面において、ポッティング部との接触によって中空糸膜に大きな負担がかかるので、この部分で中空糸膜の破断が発生しやすい。
【００７６】
これに対して、本実施形態では、第１ポッティング部１１２が、伸度の大きいポッティング剤で成形された保護ポッティング部１１Ｂを備える。液の流れやエアスクラビングにより中空糸膜１が揺動した際、保護ポッティング部１１Ｂが伸張して中空糸膜１の動きに追随することで中空糸膜１にかかる負担を軽減することができる。こうして、保護ポッティング部１１Ｂは、第１ポッティング部１１２の下面における中空糸膜１と第１ポッティング部１１２との接触による中空糸膜１への負担を軽減し、中空糸膜１の破断を抑制することができる。
【００７７】
保護ポッティング部１１Ｂを成形するポッティング剤としては、十分な耐熱性を有するもので、伸度が３０％以上のものを使用することが好ましく、伸度が５０％以上のものを使用することがさらに好ましい。保護ポッティング部１１Ｂとしては、例えばエポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂を使用することができる。また、保護ポッティング部１１Ｂの伸度は、第１ポッティング部本体１１Ａの伸度よりも大きいことが好ましい。ポッティング剤の伸度の評価は、ＪＩＳ  Ｋ  ６２５１（２００４）に基づき実施すればよい。
【００７８】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態にかかるカートリッジ式中空糸膜モジュール１０１Ｃの構成について、図面を参照しながら説明する。
【００７９】
図１１は、第３実施形態にかかるカートリッジ式中空糸膜モジュール１０１Ｃの第１ポッティング部付近の概略縦断面図である。以下で言及しないカートリッジ式中空糸膜モジュール１０１Ｃの構成については、第１実施形態のカートリッジ式中空糸膜モジュール１０１Ａと同様の構造を適用可能である。第１実施形態で説明した部材と同様の機能を有する部材については、同じ符号を付して、その説明を省略する。
【００８０】
第３実施形態にかかるカートリッジ式中空糸膜モジュール１０１Ｃは、筒状ケース９を備える以外は、第１実施形態のモジュール１０１Ａとほぼ同一の構成である。
【００８１】
筒状ケース９は、略円筒形状の部材であり、その円筒形状の高さ方向が筐体本体３の高さ方向に沿うように、筐体本体３内に収容される。筒状ケース９の外面には、鍔部９Ａおよび段部９Ｂが設けられている。鍔部９Ａは、筒状ケース９の上端において、筒状ケース９の外周面を一周するように設けられた、径方向外側に突出する部分である。また、段部９Ｂも、筒状ケース９の外周面を一周するように設けられている。段部９Ｂが設けられることで、筒状ケース９の上部の外径は、下部の外径よりも大きくなっている。
【００８２】
ろ過運転時の原水の偏流を防ぐ目的で、筒状ケース９の側面には、整流孔１０が設けられている。
【００８３】
上部キャップ４は、段部４Ａの下に設けられた段部４Ｂをさらに備える。段部４Ｂは、段部４Ａと同様に、上部キャップ４の全周にわたって成形されている。上部キャップ４が筐体本体３に装着されると、筐体本体の鍔部３Ａの上面と段部４Ｂとの間に溝が成形される。筒状ケース９の鍔部９Ａはこの溝に嵌まる。つまり、筒状ケース９は、その鍔部９Ａが上部キャップ４と筐体本体３との間に挟まれることで、筐体本体３に固定される。
【００８４】
筒状ケース９の内径は上部キャップ４の段部４Ｂの径よりも小さい。よって、筒状ケース９が筐体本体３に固定された状態で、筒状ケース９の上面と上部キャップ４の段部４Ａとの間には溝が成形される。
【００８５】
第１ポッティング部１１３は、筒状ケース９の中に収容される。第１ポッティング部の鍔部１１Ｃは、筒状ケース９の上面と上部キャップ４の段部４Ａとの間に成形された溝に嵌まる。さらに第１ポッティング部の上部（ろ過液側）にはガスケット１８（第２シール材）を収容する溝部２４が設けられており、溝部２４内にガスケット１８が配置されている。つまり、第１ポッティング部１１は、その鍔部１１Ｃがガスケット１８を介して、上部キャップ４と筒状ケース９との間に挟まれることで、筒状ケース９および筐体３に対して固定される。
【００８６】
ここでガスケット１８は第１ポッティング部１１３、上部キャップ４、筒状ケース９、Ｏリング１５の間で成形される袋路空間とろ過液側の空間を隔離する役割を担う。このような袋路空間はろ過液や、蒸気滅菌時のスチームドレンが滞留しやすいため、洗浄性が悪く、滅菌不良が起こりやすい。そこでモジュールの洗浄性や滅菌性を確保するために、ガスケット１８によりこのような袋路空間を隔離することが好ましい。ガスケット１８が接する第１ポッティング部の溝部２４の表面は、確実なシールを行うために表面を平滑化する必要がある。溝部２４の表面を少なくとも算術平均粗さRaが1.6 μm以下にすることが望ましい。
【００８７】
第１ポッティング部１１３の段部１１Ｄと筒状ケース９の内面との間には、Ｏリング１５が設置される。Ｏリング１５により、第１ポッティング部１１は、筒状ケース９に、液密、かつ気密に固定される。ここでＯリング１５は、筒状ケース９と第１ポッティング部１１との間でモジュールの軸方向につぶされることで第１ポッティング部を液密、かつ気密に固定している。Ｏリング１５と接する第１ポッティング部のシール面である段部１１Ｄの表面は、確実なシールを行うために表面を平滑化する必要があり、少なくとも算術平均粗さRaが1.6 μm以下にすることが望ましい。
【００８８】
第３実施形態の中空糸膜カートリッジの製造に用いられる、本発明の第１ポッティング部成形用治具を図１２に示す。第３実施形態ではポッティング部成形用治具を取り外した後、Ｄ−Ｄ線部分を切断し、中空糸膜１の第１端部を開口させる（ステップＳ２）が、溝部２４は表面を平滑化したポッティング部成形用治具によりその内面が成形されているため、後処理に平滑化工程を含まずに、ガスケット１８を用いて第１ポッティング部上部をシールすることが可能である。
【００８９】
筒状ケースの段部９Ｂと筐体本体３の間には、Ｏリング１６が設置される。Ｏリング１６により、筒状ケース９は、筐体本体３に液密、かつ気密に固定される。
【００９０】
カートリッジ式中空糸膜モジュール１０１Ｃを蒸気滅菌する場合、筒状ケースの下部と筐体本体３が当接していると、スチームドレンが滞留して十分に昇温せず、滅菌不良が発生する可能性がある。そこでスチームドレンの滞留を防止するため、筒状ケースの下部と筐体本体３との間にはスチームドレン排出のためのクリアランスを設けることが好ましい。
【００９１】
（カートリッジ式中空糸膜モジュールのろ過運転方法）
カートリッジ式中空糸膜モジュールのろ過運転方法について述べる。原水は下部キャップ５の原水流入口６よりカートリッジ式中空糸膜モジュール１０１Ａ内に流入し、中空糸膜１を透過しなかった原水は、原水出口８よりカートリッジ式中空糸膜モジュール１０１Ａの外部に排出される。中空糸膜１の外側から内側に透過したろ過液は、中空糸膜１の中空部を通過して、上部キャップ４のろ過液出口７よりカートリッジ式中空糸膜モジュール１０１Ａの外部に排出される。
【００９２】
このように膜面に対して原水を平行に流しながらろ過する方式をクロスフローろ過と呼び、原水中の懸濁物質等が膜面に堆積するのを抑制する効果がある。また、原水出口８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。また原水流入口６からエアを供給することでエアスクラビングを行い、中空糸膜の洗浄を行うこともできる。流入したエアは原水出口８から排出される。またろ過液出口７から逆圧洗浄液を供給し、中空糸膜の内側から外側に液を透過させることで、中空糸膜の逆圧洗浄を行うこともできる。
【００９３】
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良等が自在である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数値、形態、数、配置場所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。
【実施例】
【００９４】
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。
【００９５】
（ａ）中空糸膜の製造
重量平均分子量４１．７万のフッ化ビニリデンホモポリマー３８質量部とγ−ブチロラクトン６２質量部を混合し、１６０℃で溶解した。この高分子溶液を８５質量％γ−ブチロラクトン水溶液を中空部形成液体として随伴させながら二重管の口金から吐出し、口金の３０ｍｍ下方に設置した温度２０℃のγ−ブチロラクトン８５質量％水溶液からなる冷却浴中で凝固させて球状構造からなる中空糸膜を作製した。次いで、重量平均分子量２８．４万のフッ化ビニリデンホモポリマー１４質量部、セルロースアセテートプロピオネート（イーストマンケミカル社製、ＣＡＰ４８２−０．５）１質量部、Ｎ−メチル−２−ピロリドン７７質量部、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル（三洋化成社製、イオネット（登録商標）Ｔ−２０Ｃ）５質量部、水３質量部を混合し、９５℃で溶解して高分子溶液を作製した。この製膜原液を、球状構造からなる中空糸膜の表面に均一に塗布し、すぐに水浴中で凝固させて球状構造層の上に三次元編目構造を形成させた中空糸膜１を作製した。得られた中空糸膜１は、外径１３５０μｍ、内径８００μｍで、膜表面平均孔径は４０ｎｍであった。
【００９６】
（ｂ）モジュールの製造
（実施例１）
ポリアセタール系樹脂をフライス加工した後に表面をバフ研磨することで、治具表面の算術平均粗さRaが0.68μmである第１ポッティング部成形用治具２１Ａ，２１Ｂ（内径１４０ｍｍ）を作製した。また、ポリアセタール系樹脂をフライス加工することで、第２ポッティング部成形用治具２２（内径１４０ｍｍ）を作製した。
【００９７】
上記（ａ）で得られた中空糸膜１を長さ１８００ｍｍにカットし、３０質量％グリセリン水溶液に１時間浸漬後、風乾した。この中空糸膜１を１２５℃の水蒸気で１時間加熱処理して風乾させ、長さ１２００ｍｍにカットした。その後シリコーン接着剤（東レ・ダウコーニング社製、ＳＨ８５０Ａ／Ｂ、２剤を質量比が５０：５０となるように混合したもの）で中空糸膜１の両端を目止めした。
【００９８】
その後、図８に示すように塩ビ製筒状ケース２０（内径１４５ｍｍ、外径１５５ｍｍ、長さ１０００ｍｍ、割り型）に前述の中空糸膜１を５０００本充填した。さらに、塩ビ製筒状ケース２０の両端に、上述の第１ポッティング部成形用治具２１Ａおよび２１Ｂ、第２ポッティング部成形用治具２２、並びにポリスルホン製第２ポッティング部ケース１３を装着した。こうして治具を装着された筒状ケース２０を遠心成型機に設置した。第２ポッティング部ケース１３底部の貫通孔にはピン２３が挿入されており、第２ポッティング部成形用治具２２の内部には第２ポッティング部ケース１３とピン２３が収められていた。
【００９９】
膜束接着剤（ポッティング剤）として、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂（ハンツマン社製、ＬＳＴ８６８−Ｒ１４）と脂肪族アミン系硬化剤（ハンツマン社製、ＬＳＴ８６８−Ｈ１４）を質量比が１００：３０となるように混合し、合計２０００ｇ（片端当たり１０００ｇ）をポッティング剤投入器１９に入れた。
【０１００】
続いて遠心成型機を回転させ、ポッティング剤を両端のポッティング部成形用治具２１A、２１Bおよび第２ポッティング部ケース１３に充填して第１ポッティング部１１および第２ポッティング部１２を成形し、ポッティング剤を硬化させた。遠心成型機内の温度は３５℃、回転数は３５０ｒｐｍ、遠心時間は５時間とした。
【０１０１】
その後ポッティング部成形用治具２１A、２１B、２２と塩ビ製筒状ケース２０、ピン２３を取り外し、室温で２４時間硬化させた後、第１ポッティング部１１の端部（図９に示すC−C面）をチップソー式回転刃でカットし、中空糸膜１の端面を開口させた。
【０１０２】
続いて第１ポッティング部１１にシリコーン製のOリング１５を装着し、ポリスルホン製の筐体３を取り付けた。さらに両端に上部キャップ４、下部キャップ５を取り付け、図１に示すような中空糸膜モジュール１０１Ａとした。その後中空糸膜モジュール１０１Ａにエタノールを送液してろ過を行い、中空糸膜１の細孔内をエタノールで満たした。続いてＲＯ水を送液してろ過を行い、エタノールをＲＯ水に置換した。
【０１０３】
第１ポッティング部成形用治具および第１ポッティング部を表面粗さ計を用いて測定した。測定はMitutoyo製Surftest SV-2000N2を用い、中空糸膜モジュールの軸方向に沿って検出器を走査させた。測定した表面粗さを表１に示す。表１で、治具表面の算術平均粗さRaは0.68μm、第１ポッティング部表面の算術平均粗さRaは0.83μmであった。
【０１０４】
（実施例２）
ポリアセタール系樹脂をフライス加工した後に表面をバフ研磨して作製し、治具表面の算術平均粗さRaが1.10μmである第１ポッティング部成形用治具２１A、２１Bを用いた以外は、実施例１と同様の方法で中空糸膜モジュール１０１Aを作製した。
【０１０５】
この第１ポッティング部成形用治具および第１ポッティング部を表面粗さ計を用いて測定した。測定機および測定方法は実施例１と同様である。測定した表面粗さを表１に示す。実施例１の治具とは研磨工程が異なることから、それぞれの表面粗さが異なったが、治具表面の算術平均粗さRaは1.10μm、第１ポッティング部表面の算術平均粗さRaは1.08μmであった。
【０１０６】
（実施例３）
ポリアセタール系樹脂をフライス加工した後に表面をバフ研磨して作製し、治具表面の算術平均粗さRaが1.58μmである第１ポッティング部成形用治具２１A、２１Bを用いた以外は、実施例１と同様の方法で中空糸膜モジュール１０１Aを作製した。
【０１０７】
この第１ポッティング部成形用治具および第１ポッティング部を表面粗さ計を用いて測定した。測定機および測定方法は実施例１と同様である。測定した表面粗さを表１に示す。実施例１および２の治具とは研磨工程が異なることから、それぞれの表面粗さが異なったが、治具表面の算術平均粗さRaは1.58μm、第１ポッティング部表面の算術平均粗さRaは1.59μmであった。
【０１０８】
（実施例４）
ポリプロピレン系樹脂をフライス加工した後に表面をバフ研磨して作製し、治具表面の算術平均粗さRaが1.33μmである第１ポッティング部成形用治具２１A、２１Bを用いた以外は、実施例１と同様の方法で中空糸膜モジュール１０１Aを作製した。
【０１０９】
この第１ポッティング部成形用治具および第１ポッティング部を表面粗さ計を用いて測定した。測定機および測定方法は実施例１と同様である。測定した表面粗さを表１に示す。治具表面の算術平均粗さRaは1.33μm、第１ポッティング部表面の算術平均粗さRaは1.41μmであった。
【０１１０】
（比較例１）
ポリアセタール系樹脂をフライス加工した後に表面をバフ研磨して作製し、治具表面の算術平均粗さRaが1.83μmである第１ポッティング部成形用治具２１A、２１Bを用いた以外は、実施例１と同様の方法で中空糸膜モジュール１０１Aを作製した。
【０１１１】
この第１ポッティング部成形用治具および第１ポッティング部を表面粗さ計を用いて測定した。測定機および測定方法は実施例１と同様である。測定した表面粗さを表１に示す。表面のバフ研磨工程が十分でなかったため、治具表面の算術平均粗さRaは1.83μm、第１ポッティング部表面の算術平均粗さRaは1.90μmであった。
【０１１２】
（比較例２）
ポリアセタール系樹脂をフライス加工した後に表面をバフ研磨せずに作製し、治具表面の算術平均粗さRaが14.6μmである第１ポッティング部成形用治具２１A、２１Bを用いた以外は、実施例１と同様の方法で中空糸膜モジュール１０１Aを作製した。
【０１１３】
この第１ポッティング部成形用治具および第１ポッティング部を表面粗さ計を用いて測定した。測定機および測定方法は実施例１と同様である。測定した表面粗さを表１に示す。表面のバフ研磨を行わかったため、治具表面の算術平均粗さRaは14.6μm、第１ポッティング部表面の算術平均粗さRaは22.5μmであった。
【０１１４】
実施例１〜４および比較例１、２から、本発明の、表面を平滑化したシール面を有するカートリッジ式中空糸膜モジュールが、原水のろ過液側へのリークや雑菌汚染等の懸念なく使用するために特に有効だと言える。
【０１１５】
【表１】
2015142886.tif 000003
【産業上の利用可能性】
【０１１６】
本発明のカートリッジ式中空糸膜モジュールおよび中空糸膜カートリッジのポッティング部成形用治具およびカートリッジ式中空糸膜モジュールの製造方法は発酵工業分野、医薬品製造分野、食品工業分野、水処理分野などで使用することができる。
【符号の説明】
【０１１７】
１００  中空糸膜カートリッジ
１０１Ａ  カートリッジ式中空糸膜モジュール
１０１Ｂ  カートリッジ式中空糸膜モジュール
１０１Ｃ  カートリッジ式中空糸膜モジュール
１  中空糸膜
２  中空糸膜束
３  筐体
３Ａ  鍔部
３Ｂ  鍔部
４  上部キャップ
４Ａ  段部
５  下部キャップ
６  原水流入口
７  ろ過液出口
８  原水出口
９  筒状ケース
９Ａ  鍔部
９Ｂ  段部
１０  整流孔
１１、１１２、１１３  第１ポッティング部
１１Ａ  ポッティング部
１１Ｂ  保護ポッティング部
１１Ｃ  鍔部
１１Ｄ  段部
１２  第２ポッティング部
１３  第２ポッティング部ケース
１４  貫通孔
１５  Ｏリング
１６  Ｏリング
１７  ガスケット
１８  ガスケット
１９  ポッティング剤投入器
２０  塩ビ製筒状ケース
２１Ａ  第１ポッティング部成形用治具
２１Ｂ  第１ポッティング部成形用治具
２２  第２ポッティング部成形用治具
２３  ピン
２４  溝部
【図１】
2015142886.tif 000004
【図２】
2015142886.tif 000005
【図３】
2015142886.tif 000006
【図４】
2015142886.tif 000007
【図５】
2015142886.tif 000008
【図６】
2015142886.tif 000009
【図７】
2015142886.tif 000010
【図８】
2015142886.tif 000011
【図９】
2015142886.tif 000012
【図１０】
2015142886.tif 000013
【図１１】
2015142886.tif 000014
【図１２】
2015142886.tif 000015