(57)【要約】【課題】中空糸膜モジュールの製造工程において多数の対象物に対して切断を繰り返した場合であっても、ブレードの刃が破損したり、側面が摩耗したり、切りカスが側面に付着したりすることなく高い切れ味が維持する切断方法を提供し、形成される切断面の平滑性が良好な中空糸膜モジュールを安定に供給する。【解決手段】中空糸膜束が固定用樹脂で内部に固定された筒状容器を、筒状容器の側壁と固定用樹脂と中空糸膜束とが切断面に含まれるように切断手段で切断する際に、側壁と固定用樹脂と中空糸膜束とを、側壁のショアＡ硬度が９８Ａとなる温度以上であって、かつ、固定用樹脂のガラス転移温度よりも４０℃高い温度以下に維持しながら切断する。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
多数本の中空糸膜からなる中空糸膜束が固定用樹脂で内部に固定された筒状容器を、前記筒状容器の側壁と前記固定用樹脂と前記中空糸膜束とが切断面に含まれるように切断手段で切断する工程を有する中空糸膜モジュールの製造方法において、
前記側壁と前記固定用樹脂と前記中空糸膜束とを、前記側壁のショアＡ硬度が９８Ａとなる温度以上であって、かつ、前記固定用樹脂のガラス転移温度よりも４０℃高い温度以下に維持しながら切断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】
前記切断手段のブレードを、６０℃以下に維持す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】
前記筒状容器の側壁がＡＢＳ樹脂からなり、前記固定用樹脂がウレタン樹脂からなり、前記中空糸膜束がポリオレフィン樹脂からなる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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水処理などに使用される中空糸膜モジュールの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、各家庭などにおいては、水道水を浄化するための浄水器が一般に使用されている。このような浄水器は、例えば図１に示すような円筒容器１１内に多数本の中空糸膜１２が収められた形態の中空糸膜モジュール１０を、濾過材として備えていることが多い。
この例の中空糸膜モジュール１０は、ポリエチレン樹脂からなる多数本の中空糸膜１２が束ねられた中空糸膜束１３の一端１３ａが、各中空糸膜１２の開口状態を維持した状態でウレタン樹脂からなる固定用樹脂１４により、ＡＢＳ樹脂製の円筒容器１１内の一端に固定されたものである。円筒容器１１における中空糸膜束１３が固定されていない側の端部は、水が通過できる焼結フィルタなどからなる蓋材１１ａで閉塞されている。
このような中空糸膜モジュール１０で水処理する場合には、被処理水を蓋材１１ａを通して円筒容器１１内に導入し、さらに中空糸膜１２の外側から内側に向けて通過させて、被処理水中の細菌類、濁質成分を各中空糸膜１２の外表面側で捕捉する。その結果、細菌類、濁質成分が除去された浄水が、中空糸膜束１３の開口した一端１３ａから得られる。
【０００３】
この中空糸膜モジュール１０を製造する場合には、まず、図２（ａ）に示すように、中空糸膜１２を多数回一定の長さで折返しシート状とした後、その両側端の近傍をポリエステルフィラメント糸１５などの糸で編んで拘束する。ついで、このシート状の中空糸膜束を、中空糸膜１２の長さ方向に対して垂直方向に巻き込んでいき、図２（ｂ）に示すように円柱状に形成する。そして、この円柱状の中空糸膜束１３を、図２（ｃ）に示すように、一端に底板１１ｂが形成された円筒容器１１内に収めた後、円筒容器１１内の底板１１ｂ近傍にウレタン樹脂の未硬化樹脂液を一定量充填し硬化させて、中空糸膜束１３の一方側を底板１１ｂに固定する。
【０００４】
その後、図２（ｃ）中Ｉ−Ｉ’線に沿って、硬化した固定用樹脂１４を円筒容器１１の側壁および中空糸膜束１３とともにブレードを備えた切断手段で切断することにより、円筒容器１１の側壁と固定用樹脂１４と中空糸膜束１３とが含まれる切断面が形成され、その切断面においては、中空糸膜１２の一端がいずれも開口した状態で固定用樹脂１４により固定されている。
ついで、円筒容器１１における中空糸膜束１３が固定されていない側の端部に蓋材１１ａを装着することにより、図１の形態の中空糸膜モジュール１０が得られる（例えば、特許文献１および２参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−３１７２７５号公報
【特許文献２】
特開平６−１７０１７６号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、切断対象物が多数個あり、これら対象物に対してこのような切断を連続的に繰り返していくと、切断手段の備えるブレードの刃先が欠けるなどして破損したり、ブレードの側面が切断面との摩擦により摩耗したりして、切れ味が低下していくという問題があった。
また、このように切れ味が低下すると、しだいに粉状の切りカスが発生し始めるとともに、切断により形成される切断面が平滑でなく凹凸となり、凸の部分とブレードの側面とが接触して、ブレードが熱を持つようになる。すると、熱を持ったブレードの側面に発生した切りカスが付着して、ますます切れ味が悪くなるという問題があった。
このような問題を解決する方法としては、ブレードが熱を持たないように、ブレードを適宜冷却しながら切断し続ける方法が考えられる。しかし、このような方法では、ブレードの側面への切りカスの付着はある程度抑制できるものの、冷却のための手間と時間がかかり、多数の対象物を切断する際の作業効率が低下する。また、このような方法では、ブレードの破損を抑制することはできなかった。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、中空糸膜モジュールの製造工程において多数の対象物に対して切断を繰り返した場合であっても、ブレードの刃が破損したり、側面が摩耗したり、切りカスが側面に付着したりすることなく高い切れ味が維持する切断方法を提供し、形成される切断面の平滑性が良好な中空糸膜モジュールを安定に供給することを課題する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の中空糸膜モジュールの製造方法は、多数本の中空糸膜からなる中空糸膜束が固定用樹脂で内部に固定された筒状容器を、前記筒状容器の側壁と前記固定用樹脂と前記中空糸膜束とが切断面に含まれるように切断手段で切断する工程を有する中空糸膜モジュールの製造方法において、前記側壁と前記固定用樹脂と前記中空糸膜束とを、前記側壁のショアＡ硬度が９８Ａとなる温度以上であって、かつ、前記固定用樹脂のガラス転移温度よりも４０℃高い温度以下に維持しながら切断することを特徴とする。
前記切断手段のブレードを、６０℃以下に維持することが好ましい。
本発明の中空糸膜モジュールの製造方法は、前記筒状容器の側壁がＡＢＳ樹脂からなり、前記固定用樹脂がウレタン樹脂からなり、前記中空糸膜束がポリオレフィン樹脂からなる場合に適している。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下本発明について、図１に示した中空糸膜モジュール１０を製造する場合を例示して説明する。
図１の中空糸膜モジュール１０は、従来の技術においても説明したように、ＡＢＳ樹脂製の円筒容器１１内にポリエチレン樹脂製の多数本の中空糸膜１２が束ねられた中空糸膜束１３が収められた形態のものであって、浄水器の濾過材などとして使用されるものである。
この例の中空糸膜モジュール１０において中空糸膜束１３は、その一端１３ａが、各中空糸膜１３の開口状態を維持した状態でウレタン樹脂からなる固定用樹脂１４により円筒容器１１内の一端に固定され、この固定用樹脂１４により各中空糸膜１２の内側と外側とが隔てられている。また、円筒容器１１における中空糸膜束１３が固定されていない側の端部は、水が通過できる焼結フィルタなどからなる蓋材１１ａで閉塞されている。
【００１０】
このような中空糸膜モジュールを製造する際には、まず、図２（ａ）〜（ｂ）に示すように、両側端の近傍がポリエステルフィラメント糸１５などの糸で編まれて拘束されたシート状の中空糸膜束を製造し、ついで、このシート状の中空糸膜束を中空糸膜１２の長さ方向に対して垂直方向に巻き込んでいき、円柱状に形成する。そして、この円柱状の中空糸膜束１３を、図２（ｃ）に示すように、一端に底板１１ｂが形成された円筒容器１１内に収めた後、円筒容器１１内の底板１１ｂの近傍に固定用樹脂１４の未硬化樹脂液を一定量充填し硬化させて、中空糸膜束１３の一方側を底板１１ｂに固定する。
【００１１】
その後、図２（ｃ）中Ｉ−Ｉ’線に沿って、硬化した固定用樹脂１４を円筒容器１１の側壁および中空糸膜束１３とともにブレードを備えた切断手段で切断し、円筒容器１１の長さ方向に対して垂直な切断面を形成する。ついで、円筒容器１１における中空糸膜束１３が固定されていない側の端部に蓋材１１ａを装着することにより、図１の形態の中空糸膜モジュール１０が得られる。
【００１２】
ここで、切断手段により円筒容器１１の側壁と、硬化した固定用樹脂１４と、中空糸膜束１３とが切断面に含まれるように、中空糸膜束１３が固定用樹脂１４で内部に固定された円筒容器１１（以下、切断対象物という。）を切断する際には、この切断対象物を、円筒容器１１の側壁を構成している材料のショアＡ硬度が９８Ａとなる温度以上、好ましくは９７Ａとなる温度以上であって、かつ、固定用樹脂１４のガラス転移温度よりも４０℃高い温度以下に維持して行う。
【００１３】
切断対象物をこのように側壁のショアＡ硬度が９８Ａとなる温度以上、すなわち、側壁のショアＡ硬度が９８Ａ以下となる温度範囲に維持することによって、切断時にブレードの刃先が初めに接触する側壁の硬度が低下し、その結果、刃先の欠けなどの破損を防ぐことができる。また、切断対象物がこのような温度であれば、固定用樹脂１４および中空糸膜束１３の硬度も適度に低くなっているため、ブレードの側面の摩耗も抑制される。よって、切れ味の低下による切りカスの発生や、切断面の平滑性の低下を防ぐことができる。
一方、固定用樹脂１４のガラス転移温度に４０℃を加えた温度以下の温度とすることによって、固定用樹脂の硬度が過度に低下せず適度となるため、固定用樹脂がブレードに付着したり、切断面に占める面積の大きな固定用樹脂１４との摩擦によってブレードの側面が磨耗したりすることもない。
なお、ショアＡ硬度の測定は、ＪＩＳ  Ｋ６３０１に準拠する。
【００１４】
また、切断の際には、切断手段のブレードを６０℃以下に維持することにより、たとえ切りカスが発生した場合でも、切りカスの軟化によるブレードへの付着をより抑制することができる。
ブレードを６０℃以下に維持する方法としては、ブレードに冷却水や圧縮空気をあてて冷却する方法が簡便であるが、ブレード内に冷却水や冷却空気の流路を形成して、ブレードの内側から温度制御する方法などでもよい。
また、使用する切断手段としては、刃先が形成されたブレードを備えたものであれば制限はなく、例えば、ブレードに連結したレバーを操作することによりブレードが上下方向などの切断方向に往復する形態のカッターや、周縁に刃が形成された円盤状のブレードが高速回転する形態の切断機などが挙げられる。
【００１５】
なお、この例の円筒容器１１を構成しているＡＢＳ樹脂（三菱レイヨン（株）製ダイヤペレット３００１Ｍ）は、（株）テクロック製ＳＲＩＳ−０１０１型硬度計により測定されたショアＡ硬度（ＪＩＳ  Ｋ６３０１）が、２５℃の場合９９Ａ、４０℃の場合９８Ａ、５５℃の場合９７Ａ、８０℃の場合９５Ａである。また、この例の固定用樹脂１４を構成しているウレタン樹脂のガラス転移温度は
３４℃である。
よって、この例の場合には、切断対象物を４０〜７４℃、好ましくは４０〜６０℃の範囲内、好ましくは４５〜５５℃の範囲内に維持して行う。
【００１６】
このような切断の工程を有する中空糸膜モジュール１０の製造方法によれば、多数の切断対象物に対して切断を繰り返した場合であっても、ブレードの刃先が破損したり、側面が摩耗したりすることなく高い切れ味を長時間維持でき、その結果、切りカスが発生しないとともに形成される切断面の平滑性も良好となる。よって、切断面の良好な中空糸膜モジュール１０を安定に歩留まりよく製造することができ、ブレードの寿命も長くなる。
なお、以上の説明においては、筒状容器として、ＡＢＳ樹脂製の円筒容器１１を挙げたが、筒状容器の断面形状は円形に限定されない。また、その材質もＡＢＳ樹脂に限定されず、例えば、ポリカーボネート、ポリスルフォン、ポリ塩化ビニル、アクリル樹脂、ポリフェニレンエーテルなどが挙げられる。
また、中空糸膜束１３としても、ポリエチレン樹脂に限らず、ポリプロピレン樹脂などのポリオレフィン系樹脂や、セルロース系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリメタクリル酸メチル系樹脂、ポリスルフォン系樹脂、フッ素系樹脂などが挙げられる。
さらに、固定用樹脂１４としても、ウレタン樹脂の他、エポキシ樹脂などの硬化性樹脂を使用できる。
また、切断面は、筒状容器の側壁と固定用樹脂と中空糸膜束とが含まれるように形成される限りは、筒状容器の長さ方向に対してこの例のように垂直に形成されなくてもよく、必要に応じて傾斜させてもよい。
【００１７】
【実施例】
以下本発明を詳細に説明する。
［実施例１］
図２（ｃ）に示すような、ＡＢＳ樹脂（三菱レイヨン（株）製ダイヤペレット３００１Ｍ）からなる円筒容器１１（内径４０ｍｍ、全長７０ｍｍ、側壁厚さ２ｍｍ）内に、直径３８０μｍのポリエチレン製中空糸膜５４００本からなる中空糸膜束１３が収められ、この中空糸膜束１３が固定用樹脂（ウレタン樹脂）１４で固定された切断対象物を、５５℃に設定された加熱炉内に３０分以上入れて加温し、切断対象物全体を５５℃とした。
その後、切断対象物を加熱炉から取り出した後、２５℃の室内において、図中Ｉ−Ｉ’線に沿って、下方向にブレード（室温）が移動することにより対象物を切断するカッターを使用して切断した。切断直後の切断面の表面温度を１０点ランダムに測定したところ、その平均は５０℃であった。また、ブレードの温度制御は特に行わなかった。
このような切断を、２００００回／日のペースで１００日間行ったが、形成された切断面はいずれも平滑であり、切れ味が高く維持されていた。また、刃先に欠けは認められなかった。
なお、円筒容器を形成しているＡＢＳ樹脂のショアＡ硬度が９８Ａとなる温度は４０℃、固定用樹脂を形成しているウレタン樹脂のガラス転移温度は３４℃である。
【００１８】
［比較例１］
切断対象物を加温しない以外は実施例１と同様にして切断を開始した。その結果、切断開始２日後に切断された切断対象物の切断面の平滑性が低下していた。この時点で刃先には欠けなどの異常が認められなかったため、そのまま切断を続行したが、さらに１日後には、切れ味が低下し、切断面に凹凸できてきた。刃先を確認したところ、欠けが認められた。
【００１９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の中空糸膜モジュールの製造方法によれば、多数の切断対象物に対して切断を繰り返した場合であっても、ブレードの刃先が破損したり、側面が摩耗したりすることなく高い切れ味を長時間維持でき、その結果、切りカスが発生しないとともに形成される切断面の平滑性も良好となる。よって、切断面の良好な中空糸膜モジュールを安定に歩留まりよく製造することができ、ブレードの寿命も長くなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】中空糸膜モジュールの一例を示す断面図である。
【図２】図１の中空糸膜モジュールの製造方法を説明するものであって、（ａ）シート状の中空糸膜束の平面図、（ｂ）円柱状の中空糸膜束の斜視図、（ｃ）円筒容器内に（ｂ）の中空糸膜束を収めた以後の工程を示す断面図である。
【符号の説明】
１２  中空糸膜
１３  中空糸膜束
１４  固定用樹脂
１０  中空糸膜モジュール
【図１】
2004223398.tif 000002
【図２】
2004223398.tif 000003