(57)【要約】【課題】  中空糸膜のポッティング樹脂界面での破損を防止し、モジュールの耐久性を向上させ、かつ高い生産性で製造可能な中空糸膜モジュールの製造方法を提供する。【解決手段】  複数本の中空糸膜からなる中空糸膜束をケース内に収納し、少なくとも前記ケースの片端を静置ポッティング法によるポッティング樹脂層で接着固定し、その内側に前記ポッティング樹脂層よりも柔軟な緩衝樹脂層を静置ポッティング法により設ける中空糸膜モジュールの製造方法であって、前記ポッティング樹脂層に貫通孔を設け、該貫通孔から前記緩衝樹脂層を形成するための樹脂を注入する中空糸膜モジュールの製造方法とする。【選択図】  図２
2008080262.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数本の中空糸膜からなる中空糸膜束をケース内に収納し、少なくとも前記ケースの片端を静置ポッティング法によるポッティング樹脂層で接着固定し、その内側に前記ポッティング樹脂層よりも柔軟な緩衝樹脂層を静置ポッティング法により設ける中空糸膜モジュールの製造方法であって、前記ポッティング樹脂層に貫通孔を設け、該貫通孔から前記緩衝樹脂層を形成するための樹脂を注入す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】
前記貫通孔を複数個設け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の製造方法。
【請求項３】
前記貫通孔の一部を、前記緩衝樹脂層を形成するための樹脂で閉塞し、残りを原水および／またはエアの通過口として残すことを特徴とする請求項１または２に記載の中空糸膜モジュールの製造方法。
【請求項４】
前記中空糸膜の片端を、二つ以上の小束に分割してポッティング樹脂層を成形することを特徴とする請求項１〜３のいずれか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、さらに詳しくは、中空糸膜のポッティング樹脂界面での破損を防止し、モジュールの耐久性を向上させ、かつ高い生産性で製造可能な中空糸膜モジュールの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に中空糸膜モジュールは、およそ数百本〜数万本の中空糸膜が束ねられた中空糸膜束をケース内に収納し、該中空糸膜束の端部を樹脂で接着集束する構成になっている。
【０００３】
ここで、中空糸膜束の端部を樹脂で接着する方法としては、特許文献１に示すように中空糸膜モジュールを回転させながら遠心力で樹脂をモジュール端部に充填する遠心ポッティング法や、特許文献２に示すように、中空糸膜モジュールを回転させることなく、中空糸膜束の下方から樹脂を注入する静置ポッティング法などが挙げられる。
【０００４】
遠心ポッティング法を用いる場合、遠心力により中空糸膜同士の僅かな隙間にも樹脂を容易に充填することができる。また通常、特許文献３に示すように中空糸膜の接着収束部の界面付近において、中空糸膜の損傷が生じにくくするために硬度の低いシリコーン樹脂などを緩衝層として設けることが多いが、例えば、特許文献１の図１に示す遠心ポッティング法では、ポッティング樹脂を充填した後に、同じく遠心力を用いて硬度の低い樹脂を充填して緩衝層を設けることが容易である。
【０００５】
しかし、遠心ポッティング法は遠心ポッティングを行うための遠心成形機が高価なことや、遠心成形機に一度に設置できる中空糸膜モジュールの本数が高々数本であることなどを考慮すると、中空糸膜モジュールを量産するためには、高価な遠心成形機を何台も用意する必要がある上に、それぞれの遠心成形機において樹脂が硬化するまで中空糸膜モジュールを回転させる動力や遠心成形機の内部を所定の温度に保つための電力などが必要になり、生産効率が悪く、生産コストの増加にもつながる。
【０００６】
一方、静置ポッティング法は、遠心ポッティング法のような高価で大型の装置を必要としないため低コストで効率良く中空糸膜モジュールの量産が可能となる。
【０００７】
しかし、この方法では中空糸膜束を十分に接着収束させた上に上述の緩衝層を設けることは容易ではない。例えば、特許文献４に開示されているように、まず緩衝用樹脂を、円筒状の容器内に充填された中空糸膜の下端部より注入し、注入完了後直ちにポッティング樹脂を緩衝用樹脂の下方より注入する方法では、緩衝用樹脂で中空糸膜の外表面がコーティングされることで、ポッティング樹脂の中空糸膜表面への浸透が妨げられ、中空糸膜の接着性が低下する。また、ポッティング樹脂が硬化した後に、中空糸膜側の側面から緩衝用樹脂を注入すると、中空糸膜束の抵抗により、中空糸膜束の中心部分にまで緩衝用樹脂が流入せず、接着収束部の界面全体に緩衝層を均一に設けることが容易ではない。
【特許文献１】特開平８−１０５８３号公報
【特許文献２】特許開２００３−６２４３６号公報
【特許文献３】特開平９−２２０４４６号公報
【特許文献４】特開２０００−３４２９３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、上述した従来の問題を解消し、中空糸膜のポッティング樹脂界面での損傷を防止し、モジュールの耐久性を向上させ、かつ高い生産性で製造可能な中空糸膜モジュールの製造方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成する本発明の中空糸膜モジュールの製造方法は、下記の特徴を有するものである。
（１）複数本の中空糸膜からなる中空糸膜束をケース内に収納し、少なくとも前記ケースの片端を静置ポッティング法によるポッティング樹脂層で接着固定し、その内側に前記ポッティング樹脂層よりも柔軟な緩衝樹脂層を静置ポッティング法により設ける中空糸膜モジュールの製造方法であって、前記ポッティング樹脂層に貫通孔を設け、該貫通孔から前記緩衝樹脂層を形成するための樹脂を注入することを特徴とする中空糸膜モジュールの製造方法。
（２）前記貫通孔を複数個設けることを特徴とする前記（１）に記載の中空糸膜モジュールの製造方法。
（３）前記貫通孔の一部を、前記緩衝樹脂層を形成するための樹脂で閉塞し、残りを原水および／またはエアの通過口として残すことを特徴とする前記（１）または（２）に記載の中空糸膜モジュールの製造方法。
（４）前記中空糸膜の片端を、二つ以上の小束に分割してポッティング樹脂層を成形することを特徴とする前記（１）〜（３）のいずれかに記載の中空糸膜モジュールの製造方法。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、以下に説明するとおり、ポッティング界面での中空糸膜の損傷を防止することができる。また、生産性を向上させることもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の最良の実施形態を、上水用の中空糸膜モジュールとして適用される場合を例にとって、図面を参照しながら以下に説明する。
【００１２】
図１は本発明に係る中空糸膜モジュールの製造方法によって製造された中空糸膜モジュールの概略断面図である。この中空糸膜モジュール１は、数百本〜数万本の中空糸膜２が筒状容器３に収納され、接着部４ａにおいて中空糸膜端面が開口した状態で筒状容器３に液密に固定されている。一方、接着部４ｂにおいては中空糸膜端面が閉塞された状態で接着されて筒状容器３に固定されており、原水やエアの通過口となる貫通孔１６が設けられている。筒状容器３の両端部にはソケット５ａ、５ｂが装着され、ソケット５ａには、原水（濃縮水）の排水口１３、ソケット５ｂには原水の供給口１４が設けられている。さらにソケット５ａ、５ｂには製品キャップ１１ａ、１１ｂが装着され、製品キャップ１１ａにはろ過水出口１７が、製品キャップ１１ｂにはエアの供給口１８が設けられている。そして中空糸膜２の接着部４ａ、接着部４ｂ以外の領域がろ過領域となる
接着部４ａ、接着部４ｂは、それぞれ中空糸膜２を筒状容器３に液密に固定するためのポッティング樹脂層１０と、その内側に設けられた中空糸膜２の損傷防止のための緩衝樹脂層８からなる。ポッティング樹脂層１０は、ポッティング樹脂が毛細管現象により中空糸膜２に這い上がった状態で硬化してなり、中空糸膜２に中空糸膜２の長さ方向と垂直な方向から物理的な応力が加わった場合、ポッティング樹脂層１０の硬度が高いために、ポッティング樹脂層１０と中空糸膜２の界面において中空糸膜２の損傷が起こる。したがって、これを防ぐため、ポッティング樹脂層１０と中空糸膜２との界面に中空糸膜２の保護用に緩衝樹脂層８を設けてある。
【００１３】
中空糸膜２の素材は特に限定されず、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリアクリロニトリル、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリアミド、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−ビニルアルコール共重合体、セルロース、酢酸セルロース、ポリフッ化ビニリデン、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体、ポリテトラフルオロエチレンなどや、これらの複合素材を例示することができる。
【００１４】
中空糸膜２は、外径が０．３〜３ｍｍの範囲であることが好ましい。これは、中空糸膜の外径が小さすぎると、中空糸膜モジュールを製作する際の中空糸膜取り扱い時や、中空糸膜モジュールを使用する際のろ過、洗浄時などに中空糸膜が折れて損傷するなどの問題があり、逆に外径が大きすぎると同じサイズの筒状ケース内に挿入できる中空糸膜の本数が減って濾過面積が減少するなどの問題があるからである。また、中空糸膜は、膜厚が０．１〜１ｍｍの範囲であることが好ましい。これは、膜厚が小さすぎると、圧力で膜が折れるなどの問題があり、逆に膜厚が大きいと圧損や原料代の増加につながるなどの問題がある。
【００１５】
筒状容器３、ソケット５ａ、５ｂ、製品キャップ１１ａ、１１ｂの材質としては、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン等のポリオレフィンや、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、パーフルオロアルコキシ（ＰＦＡ）、四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン（ＦＥＰ）、エチレン・四フッ化エチレン（ＥＴＦＥ）、三フッ化塩化エチレン（ＰＣＴＦＥ）、エチレン・三フッ化塩化エチレン（ＥＣＴＦＥ）、フッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）等のフッ素系樹脂、そしてポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン等の塩素樹脂、さらにポリスルホン樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリアリルスルホン樹脂、ポリフェニルエーテル樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体樹脂（ＡＢＳ）、アクリロニトリル-スチレン共重合体樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂などが単独または混合して用いられる。また、樹脂以外ではアルミニウム、ステンレス鋼などが好ましく、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を使用してもかまわない。また、筒状容器３、ソケット５ａ、５ｂ、製品キャップ１１ａ、１１ｂは同一の材質でもそれぞれ異なる材質でもかまわない。
【００１６】
接着部４ａ、４ｂにおいて中空糸膜２を接着するポッティング樹脂層１０を形成する樹脂としては、汎用品で安価であり、水質への影響も小さいエポキシ樹脂、ウレタン樹脂、エポキシアクリレート樹脂などの高分子材料を用いることが好ましい。また、緩衝樹脂層８を形成する樹脂としてはシリコーンやウレタン樹脂などが例示できる。緩衝樹脂層８の硬度は少なくともポッティング樹脂層１０の硬度より小さく、JIS-K6253記載のタイプＡデュロメータ硬度で５０未満であることが好ましい。
【００１７】
次に本発明に係る中空糸膜モジュールの製造方法について説明する。まず、図２に示すように、中空糸膜２を一方向に引き揃えた中空糸膜束を筒状容器３に収納し、その筒状容器３にソケット５ｂ、さらに注型キャップ６を装着し、ポッティング樹脂層１０に貫通孔を形成するためのピン７を挿入する。
【００１８】
ピン７は、ポッティング樹脂層１０に挿入される部分の直径が３〜２０mmの範囲であることが好ましく、さらに挿入時に中空糸膜２の間に入り込むことを考慮して先端がテーパーをなしているものが好ましい。また、挿入するピンの本数はモジュールのサイズによって異なるが、それらピン７がほぼ等間隔に均等分散するように、注型キャップ６の底面にピン７の挿入口を設けることが望ましい。また、注型キャップ６の底面にはピン７の挿入用の孔とは別にポッティング樹脂１０の注入孔が設けられている。この注入孔の孔径としては１〜２０mm、個数は１個でもかまわないが、注型キャップ６の底面に複数個をほぼ等間隔に均等分散して設けることが望ましい。
【００１９】
また、ピン７の材質としては樹脂や金属など任意でかまわないが、ポッティング後に抜くことを考慮すると、離型性の良好な材質が好ましい。たとえばポリプロピレンやテフロン（登録商標）、さらにはステンレス鋼の表面にテフロン（登録商標）コーティングしたものなどが挙げられる。注入キャップ６についても同様である。
【００２０】
上記のように組み立てられた筒状容器３に、注型キャップ６底面のポッティング樹脂注入孔よりポッティング樹脂を規定量注入し、硬化するまで放置する。
【００２１】
次に図３に示すように、ポッティング樹脂硬化後にピン７を抜くと、ポッティング樹脂層と中空糸膜との界面に注入孔９が形成される。したがって、本発明においては、この注入孔９を用いて緩衝樹脂層８を形成するための樹脂を注入する。仮に遠心法を用いることなく中空糸膜束の側面より緩衝樹脂層用の樹脂を注入した場合、中空糸膜の圧損により緩衝樹脂層用の樹脂が中空糸膜束の中心にまで行き渡らないが、この方法によれば、中心にも緩衝樹脂層用の樹脂を注入することができる。
【００２２】
緩衝樹脂層を形成するにあたっては、各中空糸膜端部が閉塞される側（閉塞側端部）と開口される側（開口側端部）とで方法が異なる。
【００２３】
まず、閉塞される側の接着部４ｂにおいては、図３に示すように、ポッティング樹脂硬化後、注入孔９より、配管１５を、配管１５の中空糸膜側の端部が、緩衝樹脂層８と中空糸膜との最終的な界面Ｃよりも内側（すなわち、図３における上方）に出るようにして通す。そして、配管１５を通して緩衝樹脂層８を形成するための樹脂をポッティング樹脂層１０の内側に注入し、硬化させる。
【００２４】
配管１５の材質は特に限定される物ではなく、プラスチックチューブや金属でよいが作業性を考慮して、フレキシブルなプラスチックチューブの方が好ましい。また、ポッティング樹脂および緩衝樹脂層用の樹脂の注入方法については、自重によるもの、気体やポンプなどの加圧力によるものを問わないが、定量性のあるポンプを使用するのが注入条件の再現性が得られる点で好ましい。
【００２５】
そして、緩衝樹脂層８を形成するための樹脂が硬化した後に配管１５を引き抜くと、図１に示すように、接着部４ｂのポッティング樹脂層１０と緩衝樹脂層８の両層に貫通孔１６が形成される。この貫通孔１６は原水、もしくはエア、もしくはその両方の通過口として利用する事ができる。また、以上のようにして製造された中空糸膜モジュールは、浄水分野などで用いられ、一定時間のろ過行程の後に膜面に付着している縣濁物質を洗浄する工程に供されるが、この際、逆洗などの縣濁物質を含む洗浄排水を貫通孔１６から排出することもできる。但し、この場合、貫通孔１６どうしの間は滞留箇所となり、縣濁物質が堆積しやすい。このため、滞留箇所発生、縣濁物質の堆積を抑制するため、貫通孔の開口率は５％以上とすることが好ましい。開口率が小さいと滞留箇所になり得る各貫通孔間の部分の堆積が大きくなる。また、開口率が大きいと、接着収束部における樹脂４ａ部分の断面積が小さくなるため、中空糸膜が密集し、中空糸膜間の接着不良を生じたり、中空糸膜間に堆積した縣濁物質が排出しにくくなったりという不具合が起こる可能性がある。したがって、開口率は２０％以下とする事が好ましい。なお、開口率は次式で表す。
【００２６】
開口率（％）＝Ｓ１／Ｓ２×１００
Ｓ１：貫通孔の横断面積の総和
Ｓ２：ポッティング樹脂層１０の横断面積（貫通孔部分も含む）
一方、各中空糸膜端部が開口される側の接着部４ａにおいては、原水やエアの通過口を必要としないため、上述したような貫通孔１６を設ける必要がない。したがって、基本的には、閉塞される側の接着部４ｂと同様ではあるが、緩衝樹脂層８の樹脂を注入する際の配管１５を、その中空糸膜側の先端部が界面Ｃの内側に来るように配置する必要はなく、中空糸膜側の先端部が界面Ｃの外側（すなわち、図３における下方）になるようにすればよい。また、緩衝樹脂層８用の樹脂が硬化した後には、配管１５をモジュール端面に合わせて切断すればよい。
【００２７】
また、上記の説明は、ポッティング樹脂層１０のための樹脂を注入する前に、緩衝樹脂層８の樹脂を注入する挿入口を設けるための中実のピン７を中空糸膜端部より挿入しておき、ポッティング樹脂硬化後に引き抜く方法について述べたが、ピン７の代わりに初めから中空の配管１５を挿入しておき、注型キャップ底面のポッティング樹脂注入孔よりポッティング樹脂を注入し、その樹脂が硬化した後そのまま配管１５を通して緩衝樹脂層用の樹脂を注入し、さらにその樹脂が硬化した後に配管１５を引き抜いて貫通孔１６を形成することもできる。
【００２８】
このように、本発明によると、大がかりな装置を用いることなく、静置ポッティングによって接着部Ａ４ａおよび接着部Ｂ４ｂの形成を行うことができるので、生産性を向上させることができる。すなわち、遠心ポッティングでは、１台の遠心ポッティング機に一度に積載できるモジュールの本数が限られており、大量生産のためには多くの遠心成型装置が必要となる上に、ポッティング樹脂層１０と緩衝樹脂層８の樹脂それぞれが硬化するまでの間遠心運動を継続する必要があったが、本発明によればそのような装置やスペース、電力が不要となり、同時に多数のモジュールを製造することが容易になる。なお、遠心ポッティングとは、遠心力を利用して液状の未硬化樹脂を中空糸膜間に浸透させる方法であり、静置ポッティングとは、液状の未硬化樹脂を定量ポンプや樹脂の自重により自然流動させ中空糸膜間に浸透させる方法である。
【００２９】
そして、上記の説明は接着部４ｂに設けた注入孔９を、そのまま貫通孔１６とし、エアもしくは原水の通過口として利用する中空糸モジュールの製造方法について述べたが、前記貫通孔の一部を、緩衝層を形成するための樹脂で閉塞し、残りを原水および/またはエアの供給孔として残してもよい。ここで言う一部とは、一つの孔の一部であってもよいし、複数個のうちの一部の孔でもよい。
【００３０】
この場合、たとえば図４に示すように、下部ソケット５ｂに注型容器６を装着した後、緩衝樹脂層８を形成する樹脂の注入孔（貫通孔）形成用のピン７と、さらに原水および／またはエアの通過口形成用のピン２０を挿入する。したがって、この場合注型キャップ底面にはポッティング樹脂の注入孔９、ピン７およびピン２０の挿入孔を設ける必要がある。ピン２０の直径としては３〜２０mm、本数はモジュールのサイズによって異なるが、ピン２０の挿入口は、ピン７の挿入孔と同様に、注型キャップ６の底面にほぼ等間隔に均等分散して設けることが望ましい。
【００３１】
これらを組み立てたら、ポッティング樹脂注入孔よりポッティング樹脂を注入し、硬化するまで放置する。ポッティング樹脂硬化後、ピン７を引き抜く。するとピン７のあとに注入孔９（貫通孔）が形成されているので、図５に示すように、その注入孔９に配管１５を差し込んで緩衝樹脂層用の樹脂を注入する。このとき、配管１５の中空糸膜側先端は、最終的な緩衝樹脂層と中空糸膜との界面Ｃより外側（すなわち図５における下側）に、一方ピン２０は、先端部が界面Ｃより内側（すなわち図５における上側）にくるようにしておく。そして、図６に示すように、緩衝樹脂層用の樹脂が硬化した後に、配管１５を切断し、ピン２０を引き抜くと原水やエアの通過口となる貫通孔１６が形成される。
【００３２】
緩衝樹脂層用の樹脂を注入するための孔の孔径は注入する樹脂の粘度によって決まるが、一方、原水および／またはエアの通過口の孔径は上記の開口率などによって決まる。したがって、緩衝樹脂層用の樹脂の粘度が高い場合など、原水および／またはエアの通過口と求められる孔径が異なる場合には、この方法を用いることが好ましい。すなわち、緩衝樹脂層８を形成する樹脂の注入孔と原水および／またはエアの通過口を形成するためのピンには互いに異なるものを用いることが好ましい。
【００３３】
また、上記の説明は開口側端部および閉塞側端部ともに静置ポッティングを行う方法について述べたが、本発明においては、どちらか一端を静置法、他端を遠心法によってポッティングしてもかまわない。
【００３４】
さらに、上記の説明は、筒状容器３に収納された中空糸膜全てが一体でポッティングされ、筒状容器に接着固定された中空糸モジュールについて述べたが、図７に示すように、中空糸膜端面が開口している側の端部（接着部４ａ）は中空糸膜全てが一体となって接着固定され、中空糸膜端面が閉塞している側の端部（接着部４ｂ）は、中空糸膜束を複数の小束に分割し、それぞれを接着集束してもかまわない。このようにすることで、中空糸膜すべてが一体でポッティングされ筒状容器に接着固定された中空糸膜モジュールとくらべて、エアスクラビング時に中空糸膜の揺れが大きくなるため中空糸膜表面の汚れが剥離しやすくなり、さらに洗浄後の汚濁水が小束間を容易に通過することができるため、より高い洗浄効果が得られる。
【００３５】
そして、接着部４ｂは中空糸膜が小束に分割されているため接着部４ａとで樹脂量が異なり、さらに接着部４ｂでは分割する小束の数に応じて均等に樹脂を分配する必要があるため、接着部４ａ、接着部４ｂを同時に遠心ポッティング法によって形成することは容易ではない。また、接着部４ａと接着部４ｂをそれぞれ別に遠心ポッティングするにしても、接着部４ｂについては、各小束単位でポッティング樹脂層と緩衝樹脂層の２段階で遠心ポッティングを行う必要があるため、小束の分割数に応じて複数回遠心ポッティング法を用いなければならない。すなわち、一台の遠心成型機に積載できるモジュールの本数が限られていることを考えると生産性の面で劣ると言わざるを得ない。しかしながら、本発明においては、静置ポッティング法によりポッティング部の形成が可能となるため、小束の分割数に応じた注型キャップを用意するだけで、多くの小束を同時にポッティングでき、高い生産性でモジュールの製造が可能となる。
【００３６】
この場合、先に各小束の接着部４ｂを前記の静置ポッティング法により形成した後、図８に示すように、複数の小束を筒状容器３に収納し、注型キャップ６を装着して接着部４ａをポッティングしても、先に筒状容器３に中空糸膜束を収納し、接着部４ａをポッティングした後、接着部４ｂを小束に分割し、分割した各小束に注型キャップを装着して静置ポッティングしてもかまわない。
【００３７】
なお、閉塞側端部の接着部４ｂで中空糸膜束が小束に分割されたモジュールの場合、エアスクラビング時、製品キャップ１１ａ、１１ｂ装着後、各小束間を原水やエアが自由に通過する事ができるため、接着部Ｂ４ｂに改めてそれらの通過口となる貫通孔を設ける必要はない。
【００３８】
次に、上記構成からなる図１に示す中空糸膜モジュールによる原水の処理は次のようにして行われる。
【００３９】
まず、キャップ５ｂに設けた供給口１４から原水を中空糸膜モジュール内に供給する。筒状容器３内のろ過領域に到達した原水は、排出口１３から排出されるまでの間に、一部が各中空糸膜２を透過して中空糸膜の内部に浸入する。中空糸膜の内部に浸入したろ過水は中空糸膜の端部の開口面から出て、ろ過水出口１７より取り出される。中空糸膜を透過しなかった濃縮水は、排出口１３から排出される。
【００４０】
このような一定時間のろ過行程が終了すると、ろ過水または圧縮性気体をろ過水出口１７側から原水側へ流す逆洗や、圧縮性気体を混入させた原水または圧縮性気体のみを供給口１８側から供給し、中空糸膜モジュール１内に蓄積した懸濁物質を排出するエアスクラビングを行う。
【００４１】
なお、上記の説明は、原水を供給口１４から供給して加圧ろ過する加圧型中空糸膜モジュールについて述べたが、図９に示すように、中空糸膜モジュールを原水が入った処理水槽内に浸漬させ、ろ過水出口６側から吸引ろ過する浸漬型中空糸膜モジュールであってもかまわない。その場合、筒状容器３は、例えば網状になっていて通水可能な状態であることが好ましい。これは、筒状容器３を通じて原水の取り込みが可能になり、吸引ろ過の抵抗を大幅に小さくできる上に、懸濁物質の排出も筒状容器３を通じて行え、懸濁物質の排出性がさらに向上するからである。さらに、筒状容器３により、エアスクラビング時などに中空糸膜２が過剰に揺れて切断することなどを防止できるという効果もある。そして、中空糸膜２が過剰に揺れることなどを留意しなくてもよい場合は、筒状容器を有さない浸漬型中空糸膜モジュールであってもかまわない。この場合、筒状容器がないため中空糸膜モジュールの部材費を低減することができ、好ましい。
【実施例】
【００４２】
＜実施例１＞
図２、図３に示す上記の静置ポッティング法を用いて、同時に１００本の中空糸膜モジュールを製造した。なお、モジュール直径は２００mm程度であるので、静置には一本あたりおよそ４００mm四方、１６００cm２程度の面積があればよいので、約１６m２の設置場所を用意した。
【００４３】
中空糸膜としては、外径１．５ｍｍ、内径０．９ｍｍｍ、長さ約１８００ｍｍのポリフッ化ビニリデン製多孔質中空糸膜を約９０００本用いた。筒状容器は、ＡＢＳ製で、内径約２００ｍｍ、長さ約２０００ｍｍであった。また、接着部４ａ、４ｂにはそれぞれポッティング樹脂としてエポキシを、緩衝樹脂層用の樹脂としてシリコーンを用いた。
【００４４】
次に得られた中空糸膜モジュールを用いて原水のろ過を行った。原水としては琵琶湖湖水を用い、これをポンプにより８０Ｌ／ｍ２・hrで中空糸膜モジュールに供給してろ過を３０分行い、その後、ろ過水１００Ｌ／ｍ２・hrで逆洗し、エアを２００Ｌ／ｍｉｎで１分間、供給口からモジュール内へ吹き込み、同じく供給口から排水した。このように、ろ過、逆洗、エアスクラビング、排水のサイクルを繰り返した。
【００４５】
その結果、１２ヶ月経過しても膜破断検査による中空糸膜の破断は確認されなかった。
【００４６】
＜比較例１＞
遠心ポッティング法を用いて、実施例１同様同時に１００本の中空糸膜モジュールを製造する計画を行った。
【００４７】
一台の遠心成型機に一度に４本のモジュールを積載でき、ポッティング樹脂と緩衝樹脂層用の樹脂がそれぞれ硬化するまでに要する時間は５〜６時間と考えられるが、同時に全てのモジュールの接着層を形成しようとすると、遠心成型機が少なくとも７台必要となる。また、径約２００ｍｍ、長さ約２０００ｍｍの大型のモジュール製造のための遠心成型機は少なくとも４５００mm×７５００mm程度の大きさになるので、設置面積は約３４m2となり、静置ポッティングの場合よりも広い面積が必要となる。
【００４８】
＜比較例２＞
ポッティング樹脂と中空糸膜との界面に緩衝樹脂層を設けない以外は、実施例１に示す方法と同様の製造方法で中空糸膜モジュールを製造し、同様に原水のろ過、逆洗、エアスクラビング、排水のサイクルを繰り返した。その結果、１ヶ月後の膜破断検査で、１本の中空糸膜が切断していることが分かり、該中空糸膜を樹脂で閉塞する作業が必要になり、運転を停止せざるを得なかった。
【００４９】
＜比較例３＞
接着部の成形時に、まず先に緩衝用樹脂を中空糸膜モジュール端部より注入し、直ちに緩衝用樹脂下方よりポッティング樹脂を注入する方法で実施例１と同様の形状の中空糸膜モジュールを製造し、同様に原水のろ過、逆洗、エアスクラビング、排水のサイクルを繰り返した。その結果、１２ヶ月後の膜破断検査で１本の中空糸膜が接着部より抜けて、その端部より原水がリークしていることが分かった。
【００５０】
＜比較例４＞
接着部の成形時に、中空糸膜端部よりポッティング樹脂を注入し、静置法によりポッティング樹脂を硬化させた後、中空糸膜側の側面からシリンジを用いて緩衝用樹脂を注入する以外は、実施例１と同様に中空糸膜モジュールを製造し、同様に原水のろ過、逆洗、エアスクラビング、排水のサイクルを繰り返した。その結果、１２ヶ月後の膜破断検査で、緩衝用樹脂によってコーティングされていない中空糸膜が存在し、そのうち一本の中空糸膜が切断していることが分かり、該中空糸膜を樹脂で閉塞する作業が必要になった。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明に係る中空糸膜モジュールの一実施形態を示す概略縦断面図である。
【図２】本発明に係る中空糸膜モジュール製造方法の一実施形態を示す概略縦断面図である。
【図３】本発明に係る中空糸膜モジュール製造方法の一実施形態を示す概略縦断面図である。
【図４】本発明に係る中空糸膜モジュール製造方法の一実施形態を示す概略縦断面図である。
【図５】本発明に係る中空糸膜モジュール製造方法の一実施形態を示す概略縦断面図である。
【図６】本発明に係る中空糸膜モジュール製造方法の一実施形態を示す概略縦断面図である。
【図７】本発明に係る中空糸膜モジュールの一実施形態を示す概略縦断面図である。
【図８】本発明に係る中空糸膜モジュール製造方法の一実施形態を示す概略縦断面図である。
【図９】本発明に係る中空糸膜モジュールの一実施形態を示す概略縦断面図である。
【符号の説明】
【００５２】
１    ：中空糸膜モジュール
２    ：中空糸膜
３    ：筒状容器
４ａ  ：接着部
４ｂ  ：接着部
５ａ  ：ソケット
５ｂ  ：ソケット
６    ：注型キャップ
７    ：ピン
８    ：緩衝樹脂層
９    ：注入口
１０  ：ポッティング樹脂層
１１ａ：製品キャップ
１１ｂ：製品キャップ
１３  ：排出口
１４  ：供給口
１５  ：配管
１６  ：貫通孔
１７  ：ろ過水出口
１８  ：供給口
２０  ：ピン
２１ａ：チューブ
２１ｂ：チューブ
２２  ：水槽
【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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