(57)【要約】【課題】原液と濾過液とを確実に分離できるようにする中空糸膜モジュールとその製造方法を提供する。【解決手段】筒状ケース１に中空糸膜束２を収納した後、その筒状ケースの両端に注型キャップ２０ａ，２０ｂを装着し、各注型キャップに樹脂を注入して前記中空糸膜束端部の中空糸膜間を接着固定し、一方の端部の中空糸膜間に貫通孔５が形成されるようにする中空糸膜モジュールの製造方法であって、前記貫通孔５が形成される端部側の注型キャップ２０ｂをその内面と前記中空糸膜束端面とが離間するように装着し、該注型キャップ２０ｂに遠心ポッティング法により接着用樹脂２５を注入し固化する。この方法から得た中空糸膜モジュール。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状ケースに中空糸膜束を収納した後、その筒状ケースの両端に注型キャップを装着し、各注型キャップに樹脂を注入して前記中空糸膜束端部の中空糸膜間を接着固定し、一方の端部の中空糸膜間に貫通孔が形成されるようにする中空糸膜モジュールの製造方法であって、前記貫通孔が形成される端部側の注型キャップをその内面と前記中空糸膜束端面とが離間するように装着し、該注型キャップに遠心ポッティング法により樹脂を注入し固化する中空糸膜モジュールの製造方法。
【請求項２】
筒状ケースに中空糸膜束を収納した後、その筒状ケースの両端に注型キャップを装着し、各注型キャップに樹脂を注入して前記中空糸膜束端部の中空糸膜間を接着固定し、一方の端部の中空糸膜間に貫通孔が形成されるようにする中空糸膜モジュールの製造方法であって、前記貫通孔が形成される端部側の注型キャップをその内面と前記中空糸膜束端面とが離間するように装着し、該注型キャップに遠心ポッティング法により樹脂を注入すると共に、中空糸膜の内部にまで注入し固化する中空糸膜モジュールの製造方法。
【請求項３】
前記貫通孔が形成される端部側の注型キャップを、その内面が前記筒状ケースの端面と面一になるように装着する請求項１又は２に記載の中空糸膜モジュールの製造方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の製造方法により製造された中空糸膜モジュール。
【請求項５】
筒状ケースに中空糸膜束を収納し、その中空糸膜束両端部の中空糸膜間を樹脂で接着固定し、一方の端部の中空糸膜間に貫通孔を形成するようにした中空糸膜モジュールであり、前記貫通孔が形成された端部では前記中空糸膜束端部が中空糸膜間を接着固定する樹脂層の端面よりも内側に内在すると共に、その樹脂が中空糸膜の内側に浸入し封止している中空糸膜モジュール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は中空糸膜モジュール及びその製造方法に関し、さらに詳しくは、圧力がかかったときにも原液と濾過液とを確実に分離可能にする中空糸膜モジュール及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
中空糸膜を数百本〜数万本束ねた中空糸膜束を筒状ケースに収納し、その中空糸膜束の両端部を樹脂で接着固定するようにした外圧式の中空糸膜モジュールでは、中空糸膜束の両端部のうち、一方の端部は中空糸膜相互間を樹脂で封止すると共に中空糸膜は開口状態にし、また他方の端部は中空糸膜相互間には貫通孔を介在させると共に中空糸膜は樹脂で封止状態にしている。
【０００３】
この中空糸膜モジュールは、中空糸膜束の中間域に原水を供給すると、原水は中空糸膜を透過して内部に浸入し、その濾過水が中空糸膜の開口した端部側から取り出される。また、中空糸膜相互間に貫通孔を設けた端部側では、中空糸膜自体の端は封止されているため濾過水の取り出しはできない。しかし、上記貫通孔から加圧エアを圧入することにより、中空糸膜束表面の汚れを落とすエアレーションを行うことができる。
【０００４】
従来、上記中空糸膜モジュールの製造方法は、図３の説明図に例示するような方法で実施されていた。
【０００５】
図３において、筒状ケース１はケース本体３の両端部にソケット４ａ，４ｂを装着して構成されている。この筒状ケース１に、筒状ケース１よりも長い多数本の中空糸膜を束ねた中空糸膜束２を、その両端部を若干の長さＬ１　，Ｌ２　だけ外側へ突出するように挿入した後、ソケット４ａ，４ｂに注型キャップ２０ａ，２０ｂを螺着する。更に注型キャップ２０ａ，２０ｂに、注型キャップ２０ａ側には短い分散ピン２１ａを、注型キャップ２０ｂ側には長い分散ピン２１ｂを複数本づつ差し込み、それらの後端部をピン抜け防止板２２ａ，２２ｂで抑える。分散ピン２１ａ，２１ｂは、中空糸膜束２に束ねられた多数本の中空糸膜を偏在しないようにするためのもので、短い分散ピン２１ａは中空糸膜束２の端部だけに差し込まれるが、長い分散ピン２１ｂは奥深くまで差し込まれる。
【０００６】
このように組み立てられた容器をポッティング成形機にセットし、鉛直方向の回転軸Ｏ−Ｏ’を中心に回転させながら、まず注入管２３ａから目止め用樹脂２４を注型キャップ２０ａにポッティングし、中空糸膜束２の一方の端部のみを目止め処置する。目止め用樹脂２４が硬化した後、注入管２３ａと２３ｂから接着用樹脂２５，２５を注入し、中空糸膜束２の両端部を同時にポッティングする。接着用樹脂２５が硬化した後、それぞれ分散ピン２１ａ，２１ｂを抜き取り、更に注型キャップ２０ａ，２０ｂを取り外す。
【０００７】
注型キャップ２０ａ，２０ｂを取り外すと、それぞれソケット４ａ，４ｂの端部には、樹脂２４，２５で接着固した中空糸膜束２の端部が長さＬ１　，Ｌ２　づつ突出した状態になる。そのため、それぞれの突出部をカッターにより位置Ｃ１　，Ｃ２　で切断除去し、最後に図示しない製品用キャップを取り付て製品の中空糸膜モジュールが得られる。
【０００８】
しかし、上記のようにして得られた中空糸膜モジュールにおいては、中空糸膜本数が非常に多いため（数百本〜数万本の束）、全ての中空糸膜の周囲に樹脂を均等に行き渡らせにくく、樹脂の接着強度に不十分な部分が生ずるかもしれないおそれがある。このように接着強度が不十分な部分は、原液の高圧力が加わると樹脂と中空糸膜が分離し、原液が濾過液内に混流するというおそれも生ずる。また、中空糸膜束の端部を切断除去したときには、その中空糸膜自体の端部の封止が不完全になって、原液が濾過液内に混流することも起こるおそれがある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上述した従来の問題を解消し、原液と濾過液とを確実に分離できるようにする中空糸膜モジュールとその製造方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
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、筒状ケースに中空糸膜束を収納した後、その筒状ケースの両端に注型キャップを装着し、各注型キャップに樹脂を注入して前記中空糸膜束端部の中空糸膜間を接着固定し、一方の端部の中空糸膜間に貫通孔が形成されるようにする中空糸膜モジュールの製造方法であって、前記貫通孔が形成される端部側の注型キャップをその内面と前記中空糸膜束端面とが離間するように装着し、該注型キャップに遠心ポッティング法により樹脂を注入し固化することを特徴とするものである。
【００１１】
本発明の他の中空糸膜モジュールの製造方法は、筒状ケースに中空糸膜束を収納した後、その筒状ケースの両端に注型キャップを装着し、各注型キャップに樹脂を注入して前記中空糸膜束端部の中空糸膜間を接着固定し、一方の端部の中空糸膜間に貫通孔が形成されるようにする中空糸膜モジュールの製造方法であって、前記貫通孔が形成される端部側の注型キャップをその内面と前記中空糸膜束端面とが離間するように装着し、該注型キャップに遠心ポッティング法により樹脂を注入すると共に、中空糸膜の内部にまで注入し固化することを特徴とするものである。
【００１２】
また、本発明の中空糸膜モジュールは、筒状ケースに中空糸膜束を収納し、その中空糸膜束両端部の中空糸膜間を樹脂で接着固定し、一方の端部の中空糸膜間に貫通孔を形成するようにした中空糸膜モジュールであり、前記貫通孔が形成された端部では前記中空糸膜束端部が中空糸膜間を接着固定する樹脂層の端面よりも内側に内在すると共に、その樹脂が中空糸膜の内側に浸入し封止していることを特徴とするものである。
【００１３】
このように貫通孔を形成する端部側の注型キャップを内面が中空糸膜束の端面から離間するように装着し、その注型キャップ内に遠心ポッティング法により樹脂を注入するようにしたので、樹脂を遠心力により中空糸膜間は勿論のこと、中空糸膜の内側にまで浸入させることができ、それにより中空糸膜間の接着強度を高め、原液の高圧力が加わっても原液を中空糸膜内にまで浸入させるようなことをなくし、原液と濾過液とを確実に分離可能にすることができる。
【００１４】
また、注型キャップの内面を筒状ケースの端面と面一になるように装着した場合には、注型キャップを取り外した後の樹脂端面が筒状ケースの端面と面一になるため、改めて切断除去する工程を不要にすることができ、工数低減と共に樹脂の無駄をなくすことことができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下，図に示す実施形態に基づいて本発明を具体的に説明する。
【００１６】
図１は、本発明の中空糸膜モジュールの製造方法を例示する説明図である。
【００１７】
筒状ケース１はケース本体３の両端部にソケット４ａ，４ｂを装着して構成されている。この筒状ケース１に、両端を切断して一定長にした中空糸膜束２を挿入する。図では中空糸膜束２を単純な１本として図示したが、実際には多数本の中空糸膜が束ねられて構成されている。
【００１８】
筒状ケース１に挿入するときの中空糸膜束２は、一方の端部２ａはソケット４ａの端面から１５〜２５ｍｍ程度外側に突出させ、他方の端部２ｂは、後述する注型キャップ２０ｂの内面から離間するように、例えば、筒状ケース１の端面から１０ｍｍ程度内側に位置するようにセットする。
【００１９】
次いで、筒状ケース１のソケット４ａ，４ｂに注型キャップ２０ａ，２０ｂをそれぞれ螺着する。このとき注型キャップ２０ａの方は、従来方法と同様に、内面をソケット４ａの端面（すなわち、筒状ケース１の一方の端面）から距離Ｌ１　だけ離し、中空糸膜束２の端部２ａに当接させるように装着するが、注型キャップ２０ｂの方は、好ましくは、その内面がソケット４ｂの端面（すなわち、筒状ケース１の他方の端面）と面一になるようにセットする。
【００２０】
さらに注型キャップ２０ａ，２０ｂには、注型キャップ２０ａ側には短い分散ピン２１ａを、注型キャップ２０ｂ側には長い分散ピン２１ｂをそれぞれ複数本づつ差し込み、かつそれらの後端部をピン抜け防止板２２ａ，２２ｂで抑えるようにする。これら分散ピン２１ａ，２１ｂは、中空糸膜束２に束ねられた多数本の中空糸膜を均一分散させ、偏在させないようにするためのものである。このときの短い分散ピン２１ａは、中空糸膜束２の端部２ａの一部に差し込まれるだけであるが、長い分散ピン２１ｂの方は、端部２ｂの奥深くまで差し込まれるようになっている。
【００２１】
上記のように組み立てられた容器は遠心ポッティング成形機にセットし、鉛直方向の回転軸Ｏ−Ｏ’を中心に回転させながら、まず注入管２３ａから目止め用樹脂２４を注型キャップ２０ａにポッティングする。この目止め用樹脂２４は、後からポッティングする接着用樹脂２５が中空糸膜束２の中空糸膜内に浸入するのを確実に防止するための前処理なので少量でよい。次いで、目止め用樹脂２４が硬化した後、注入管２３ａ，２３ｂからそれぞれ接着用樹脂２５，２５を注入し、中空糸膜束２の両端部２ａ，２ｂを同時に遠心ポッティングする。次いで、接着用樹脂２５が固化した後、分散ピン２１ａ，２１ｂを抜き取り、更に注型キャップ２０ａ，２０ｂを取り外す。
【００２２】
本発明では、注型キャップ２０ｂ側において、その注型キャップ２０ｂの内面に対して、中空糸膜束２の端部２ｂを離間させるようにセットして接着用樹脂２５を遠心ポッティングするので、その遠心力により接着用樹脂２５を中空糸膜間は勿論のこと、中空糸膜の内側にまで圧入し浸入させることができる。したがって、樹脂と中空糸膜との接着強度が向上し、高圧力の原液が負荷しても簡単に剥離することはないので、原液が中空糸膜内の濾過液中に混入することはない。
【００２３】
上記のように注型キャップ２０ａ，２０ｂを取り外すと、ソケット４ａ側の端部では、樹脂２４，２５で接着された中空糸膜束２の端部２ａの一部が長さＬ１　だけ突出状態になっている。しかし、ソケット４ｂ側の端部は、樹脂２５がソケット４ｂの端面と面一になっている。したがって、ソケット４ａ側の端部については、長さＬ１　の突出部分をカッター等により位置Ｃ１　で切断除去する必要がある。しかし、ソケット４ｂ側の端部は突出部分が全くないため、そのような切断除去作業は全く必要がない。したがって、さらに確実に中空糸膜端面の封止を行うことができる上に、工数が少なくなり、かつ接着用樹脂の使用量も低減するため、製造コストを低減することができる。
【００２４】
以後は、製品用キャップ７ａ，７ｂを袋ナット８ａ，８ｂで固定することにより、図２に示すような中空糸膜モジュールを得ることができる。
【００２５】
図２に示す中空糸膜モジュールは、筒状ケース１がケース本体３の両端部にソケット４ａ，４ｂを装着して構成され、そのソケット４ａ，４ｂには、原水供給口１０と原水排水口１１が設けられている。
【００２６】
中空糸膜束２の両端部２ａ，２ｂは、接着用樹脂２５により中空糸膜間が接着されている。しかし、一方の端部２ａは、中空糸膜間が接着用樹脂２５で封止されているが、中空糸膜の内部は封止されずに開口している。これに対して、反対側の端部２ｂは、中空糸膜間は分散ピン２１ｂが抜き取られた跡を貫通孔５として形成し、中空糸膜そのものの内部に接着用樹脂２５が浸入固化しているので確実に封止されている。
【００２７】
上記構成の中空糸膜束２の端部２ａ，２ｂが臨む筒状ケース１の両端部（ソケット４ａ，４ｂの端部）には、それぞれシールリング６ａ，６ｂを挟んで製品キャップ７ａ，７ｂが取り付けられ、その製品キャップ７ａ，７ｂはそれぞれ袋ナット８ａ，８ｂをソケット４ａ，４ｂ側のネジ９ａ，９ｂに螺合させて締め付け固定されている。一方の製品キャップ７ａには濾過水出口１２が設けられ、他方の製品キャップ７ｂにはエア供給口１３が設けられている。
【００２８】
上記構成からなる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。原水を原水供給口１０から筒状ケース１内に供給すると、原水は筒状ケース１内を経由して原水排水口１１から排出される間に、一部が中空糸膜束２の各中空糸膜を透過して内部に浸入する。各中空糸膜の内部に浸入した濾過水は中空糸膜束２の端部２ｂから製品キャップ７ａに集められ、濾過水出口１２から取り出される。また、中空糸膜束２をエアレーションするときは、加圧エアをエア供給口１３から供給し、貫通孔５を経て筒状ケース１に圧入する。加圧エアは泡状になって中空糸膜束２と接触し、これを揺らすことにより表面の汚れを落とすようにする。
【００２９】
なお、上記中空糸膜モジュールにおいて、原水の供給は原水供給口１０を用いるほかに、エア供給口１３を用いて行うようにしてもよい。
【００３０】
【発明の効果】
上述したように本発明によれば、貫通孔を形成する端部側の注型キャップを内面が中空糸膜束の端面から離間するように装着し、その注型キャップ内に遠心ポッティング法により樹脂を注入するようにしたので、樹脂を遠心力により中空糸膜間は勿論のこと、中空糸膜の内側にまで浸入させることができ、それにより中空糸膜間の接着強度を高め、原液の高圧力が加わっても原液を中空糸膜内にまで浸入させるようなことをなくし、原液と濾過液とを確実に分離可能にすることができる。
【００３１】
また、注型キャップの内面を筒状ケースの端面と面一になるように装着した場合には、注型キャップを取り外した後の樹脂端面が筒状ケースの端面と面一になるため、改めて切断除去する工程を不要にすることができ、工数低減と共に樹脂の無駄をなくすことことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の中空糸膜モジュールの製造方法を例示する説明図である。
【図２】本発明の中空糸膜モジュールの製造方法で得られた中空糸膜モジュールを一部断面にして例示する側面図である。
【図３】従来の中空糸膜モジュールの製造方法を例示する説明図である。
【符号の説明】
１　筒状ケース
２　中空糸膜束
３　本体ケース
４ａ，４ｂ　ソケット
５　貫通孔
７ａ，７ｂ　製品キャップ
８ａ，８ｂ　袋ナット
２０ａ，２０ｂ　注型キャップ
２１ａ，２１ｂ　分散ピン
２４　目止め用樹脂
２５　接着用樹脂
【図１】
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【図２】
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【図３】
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