(57)【要約】  所定の中空糸の間隔を確保しスクラビングを行い易い中空糸束、中空糸束の製造方法、筒型中空糸膜モジュールおよび浸漬型中空糸膜モジュールを提供することを目的とする。一端側で閉口し、他端側で開口する中空糸１０と、中空糸を固定する、中空糸に垂直な板状の閉口側ポッティング部６０と、開口側ポッティング部５０とを備え、閉口側ポッティング部には円周上に配置された複数の貫通口３０が形成され、貫通口の内側で中空糸は円筒形に束ねられ、円周方向で隣接する中空糸との間隔を所定の円周間隔に、半径方向で隣接する中空糸との間隔を所定の半径間隔にして配設され、貫通口の外側で中空糸は、貫通口の外側を囲む形状に束ねられ、外側を囲む形状の外周方向で隣接する中空糸との間隔を所定の外周間隔に、かつ、外周方向と直交する方向で隣接する中空糸との間隔を所定の外周直交間隔にして配設された、多孔質の中空糸を束ねた中空糸束。
2007040035.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多孔質の中空糸を束ねた中空糸束であって：
一端側で閉口し、他端側で開口する前記中空糸と；
前記中空糸を前記閉口端側で固定する、前記中空糸に垂直な板状の閉口側ポッティング部と；
前記中空糸を前記開口端側で固定する、前記中空糸に垂直な板状の開口側ポッティング部とを備え；
前記閉口側ポッティング部には、前記板状の板厚方向に貫通する貫通口であって、円周上に配置された複数の貫通口が形成され；
前記円周上に配置された貫通口の内側において、前記中空糸は、円筒形に束ねられ、円周方向で隣接する中空糸との間隔を所定の円周間隔に、かつ、半径方向で隣接する中空糸との間隔を所定の半径間隔にして配設され；
前記円周上に配置された貫通口の外側において、前記中空糸は、前記円周上に配置された貫通口の外側を囲む形状に束ねられ、前記外側を囲む形状の外周方向で隣接する中空糸との間隔を所定の外周間隔に、かつ、前記外周方向と直交する方向で隣接する中空糸との間隔を所定の外周直交間隔にして配設された；
中空糸束。
【請求項２】
前記所定の円周間隔と前記所定の外周間隔が等しく；
前記所定の半径間隔と前記所定の外周直交間隔が等しい；
請求項１に記載の中空糸束。
【請求項３】
前記貫通口は、前記円周上で等間隔に配置された；
請求項１または請求項２に記載の中空糸束。
【請求項４】
前記閉口側ポッティング部には、前記貫通口が配置された円周の中心にも貫通口が形成された；
請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の中空糸束。
【請求項５】
前記開口側ポッティング部には、前記閉口側ポッティング部に形成された前記貫通口と相対する位置に、前記貫通口と同一断面形状で板厚を貫通する挿入部材が挿入され、中空糸が互いに平行に配設された；
請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の中空糸束。
【請求項６】
前記開口側ポッティング部では、前記中空糸のすべてを円筒形に束ねた；
請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の中空糸束。
【請求項７】
前記円周上に配置された貫通口が一つの円周上にのみ配置された中空糸束において；
前記円筒形に束ねられた中空糸の本数の、前記貫通口の外側を囲む形状に束ねられた中空糸の本数に対する比が、０．２以上５以下である；
請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の中空糸束。
【請求項８】
前記円周上に配置された貫通口の外側に、さらに貫通口が形成された；
請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の中空糸束。
【請求項９】
前記閉口側ポッティング部には、前記束ねた中空糸の外側にも貫通口が形成された；
請求項８に記載の中空糸束。
【請求項１０】
前記円筒形に束ねられた中空糸、および、前記貫通口の外側を囲む形状に束ねられた中空糸の充填率が、５０％以上７０％以下である；
請求項１ないし請求項９のいずれか１項に記載の中空糸束。
【請求項１１】
多孔質の複数本の中空糸が平行に、かつ、ほぼ等間隔に配置され、該中空糸の両端がテープを用いてそれぞれ締結された中空糸スダレ状物を形成する工程と；
前記中空糸の一端を目止めする工程と；
前記中空糸スダレ状物を、前記複数本の中空糸を束ねるように円筒形に巻く工程と；
前記円筒形に巻く工程で円筒形に巻かれた中空糸スダレ状物の周囲の目止めしたのと反対側に、前記中空糸より短い貫通口形成部材を配置する工程と；
前記貫通口形成部材を内包して、前記中空糸スダレ状物をさらに巻き上げる工程と；
前記さらに巻き上げる工程で前記貫通口形成部材を内包して巻き上げた中空糸スダレ状物の両端をそれぞれ一体に固定するポッティング部を形成する工程と；
前記ポッティング部を前記中空糸に垂直な面で前記中空糸と共に切断し、前記目止めした端部を切除して中空糸を開口する工程とを備える；
中空糸束の製造方法。
【請求項１２】
前記貫通口形成部材が複数であり、円周上に配置される；
請求項１１に記載の中空糸束の製造方法。
【請求項１３】
前記貫通口形成部材を配置する工程で前記貫通口形成部材が配置される円筒形に巻かれた中空糸スダレ状物の周囲において、前記目止めした側に中空糸より短い挿入部材を配置する工程を備える；
請求項１１または請求項１２に記載の中空糸束の製造方法。
【請求項１４】
請求項１ないし請求項１０のいずれか１項に記載の中空糸束と；
前記中空糸束を内包する細長い形状のケーシングと；
前記中空糸束の閉口端側の前記ケーシングに接続されるノズルと；
前記中空糸束の開口端側の前記ケーシングに接続されるノズルと；
前記開口側ポッティング部と前記閉口側ポッティング部との間の前記ケーシングに接続されるノズルとを備える；
筒型中空糸膜モジュール。
【請求項１５】
請求項１ないし請求項１０のいずれか１項に記載の中空糸束と；
前記中空糸束の貫通口と連通する空気ヘッダーと；
前記中空糸束の開口端と連通するろ過液ヘッダーとを備え；
ろ過する液体中に浸漬可能に構成された；
浸漬型中空糸膜モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中空糸束、中空糸束の製造方法、筒型中空糸膜モジュールおよび浸漬型中空糸膜モジュールに関する。特に、中空糸間に所定の間隔が保持され、中空糸の外面に堆積した固形物のスクラビングを行い易い中空糸束、中空糸束の製造方法、筒型中空糸膜モジュールおよび浸漬型中空糸膜モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、汚水浄化、飲料水浄化、果汁清浄化、血液浄化など、液体のろ過用に多孔質の中空糸が用いられている。ろ過する面積が大きくなること、およびろ過した固形物を洗浄しやすいことのために、外圧式あるいは吸引式として、中空糸外面から中空糸内へ液体を浸透させて用いることが多い。中空糸外面から中空糸内へ液体を浸透させてろ過すると、ろ過により除去される固形物は中空糸の外面に堆積する。また、中空糸は複数本の中空糸を束ね、中空糸束として用いることが多い。そこで、中空糸の外面に堆積した固形物は、中空糸の周囲を上昇する気泡のスクラビングにより除去する方法が取られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】実公昭６３−３８８８４号公報（第２図、第１−２頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
中空糸の外面に堆積した固形物を上昇する気泡のスクラビングにより除去する場合に、所定の中空糸の間隔が確保されていないと、スクラビング用エアを、中空糸の周囲に適切に送り込むことが難しくなる。特に、中空糸を鉛直方向に配置して束ね、その下側を固定するポッティング部にスクラビング用エアを吐出するノズルを設置する場合には、ノズルの近傍で中空糸の密度が高くなり、中空糸に適切にスクラビング用エアを送り込むことが難しかった。【０００４】
そこで、本発明は、ポッティング部にノズル等が形成されても、所定の中空糸の間隔を確保しスクラビングを行い易い中空糸束、中空糸束の製造方法、筒型中空糸膜モジュールおよび浸漬型中空糸膜モジュール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】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明に係る中空糸束は、例えば図１に示すように、多孔質の中空糸１０を束ねた中空糸束１であって：一端側で閉口し、他端側で開口する前記中空糸１０と；中空糸１０を閉口端１４（図８参照）側で固定する、中空糸１０に垂直な板状の閉口側ポッティング部６０と；中空糸１０を開口端１２側で固定する、中空糸１０に垂直な板状の開口側ポッティング部５０とを備え；閉口側ポッティング部６０には、板状の板厚方向に貫通する貫通口であって、円周上に配置された複数の貫通口３０が形成され；円周上に配置された貫通口３０の内側において、中空糸１０は、円筒形に束ねられ、円周方向で隣接する中空糸１０との間隔ｃ１を所定の円周間隔に、かつ、半径方向で隣接する中空糸１０との間隔ｒ１を所定の半径間隔にして配設され；円周上に配置された貫通口３０の外側において、中空糸１０は、円周上に配置された貫通口３０の外側を囲む形状に束ねられ、外側を囲む形状の外周方向で隣接する中空糸１０との間隔ｃ２を所定の外周間隔に、かつ、外周方向と直交する方向で隣接する中空糸１０との間隔ｒ２を所定の外周直交間隔にして配設される。【０００６】
このように構成すると、貫通口の周囲で中空糸が所定の間隔を保って配設されているので、スクラビングを行い易い。【０００７】
ここで、所定の円周間隔と所定の外周間隔を等しく；所定の半径間隔と前記所定の外周直交間隔を等しくしてもよい。【０００８】
また、本発明に係る中空糸束では、例えば図１に示すように、上記の中空糸束１において、貫通口３０は、円周上で等間隔に配置されてもよい。【０００９】
このように構成すると、スクラビング用エアを貫通口から吐出する場合に、スクラビング用エアの吐出が均等になり、スクラビング用エアを中空糸の周囲に適切に送り込み易くなる。【００１０】
また、本発明に係る中空糸束では、例えば図１に示すように、上記の中空糸束１において、閉口側ポッティング部６０には、貫通口３０が配置された円周の中心にも貫通口３０’が形成されてもよい。【００１１】
このように構成すると、スクラビング用エアを貫通口から吐出する場合に、スクラビング用エアの吐出がより均等になり、スクラビング用エアを中空糸の周囲に適切に送り込み易くなる。【００１２】
また、本発明に係る中空糸束では、例えば図１に示すように、上記の中空糸束１において、開口側ポッティング部５０には、閉口側ポッティング部６０に形成された貫通口３０、３０’と相対する位置に、貫通口３０、３０’と同一断面形状で板厚を貫通する挿入部材３４、３４’が挿入され、中空糸が互いに平行に配設されてもよい。【００１３】
このように構成すると、閉口側ポッティング部で中空糸が固定されない貫通口に相対する開口側ポッティング部の位置に、中空糸が固定されない挿入部材が挿入され、中空糸が平行に配設されるので、スクラビング用エアが中空糸の間を流れ易い。【００１４】
また、本発明に係る中空糸束では、例えば図２に示すように、上記の中空糸束２において、開口側ポッティング部５０では、中空糸１０のすべてを円筒形に束ねてもよい。【００１５】
このように構成すると、中空糸が必ずしも平行ではなくなり、中空糸の隙間にスクラビング用エアの通路が形成されにくく、スクラビング用エアは、中空糸の間をすり抜けながら上昇することになる。よって、スクラビング用エアによる中空糸のスクラビングがより効果的に行われる。【００１６】
また、本発明に係る中空糸束では、例えば図１に示すように、上記の中空糸束１では、円周上に配置された貫通口３０が一つの円周上にのみ配置された中空糸束１において、円筒形に束ねられた中空糸１０の本数の、貫通口３０の外側を囲む形状に束ねられた中空糸１０の本数に対する比が、０．２以上５以下となるように構成してもよい。【００１７】
このように構成すると、円周上に配置された貫通口の内側と外側の中空糸の本数が適当となるので、スクラビング用エアを全中空糸の周囲に適切に送り込み易くなる。【００１８】
また、本発明に係る中空糸束では、例えば図１１（Ｄ）に示すように、上記の中空糸束において、円周上に配置された貫通口３０の外側に、さらに貫通口３０ａが形成されてもよい。【００１９】
このように構成すると、円周上に配置された貫通口の外側にも貫通口が形成されるので、中空糸の本数が増え、中空糸束が大きくなっても、スクラビング用エアを中空糸の周囲に適切に送り込むことができる中空糸束となる。【００２０】
また、本発明に係る中空糸束では、例えば図１１（Ｅ）に示すように、上記の中空糸束において、閉口側ポッティング部には、束ねた中空糸１０の外側にも貫通口３０ａが形成されてもよい。【００２１】
このように構成すると、中空糸の外側からも送ることができ、スクラビング用エアは中空糸の全体に、より行き渡り易くなる。【００２２】
また、本発明に係る中空糸束では、上記の中空糸束において、円筒形に束ねられた中空糸、および、貫通口の外側を囲む形状に束ねられた中空糸の充填率を、５０％以上７０％以下としてもよい。なお、充填率とは、中空糸に垂直な所定の断面積（貫通口、あるいは中空糸束とケーシングの間隙等にかからない部分での断面積）に対する、中空糸の占める面積（中空糸１本当たりの断面積×所定の断面積に含まれる本数）を百分率で表した値である。【００２３】
このように構成すると、中空糸の間隔を確保しつつ同一の断面積に対してろ過面積を大きくとることができる。【００２４】
前記目的を達成するため、本発明に係る中空糸束の製造方法は、図３、図４および図８に示すように、多孔質の複数本の中空糸１０が平行に、かつ、ほぼ等間隔に配置され、中空糸１０の両端がテープ２２を用いてそれぞれ締結された中空糸スダレ状物２０を形成する工程と；中空糸１０の一端１１を目止めする工程と；中空糸スダレ状物２０を、複数本の中空糸１０を束ねるように円筒形に巻く工程と；円筒形に巻く工程で円筒形に巻かれた中空糸スダレ状物２０の周囲の目止めしたのと反対１４側に、中空糸１０より短い貫通口形成部材３２を配置する工程と；貫通口形成部材３２を内包して、中空糸スダレ状物２０をさらに巻き上げる工程と；さらに巻き上げる工程で貫通口形成部材を内包して巻き上げた中空糸スダレ状物２０の両端をそれぞれ一体に固定するポッティング部５０、６０を形成する工程と；ポッティング部５０を中空糸１０に垂直な面で中空糸１０と共に切断し、目止めした端部１１を切除して中空糸を開口する工程とを備える。【００２５】
このように構成すると、中空糸が平行に、かつ、ほぼ等間隔に配置され、両端がテープを用いてそれぞれ締結された中空糸スダレ状物を、複数本の中空糸を束ねるように巻き上げるので、中空糸の巻き上げ方向（周方向）においては、平行に並べられた間隔を保ち、重なり方向（半径方向）ではテープの厚さの間隔を保って、中空糸が束ねられる。また、中空糸スダレ状物の巻き上げの過程で、中空糸より短い貫通口形成部材を配置し、巻き上げた中空糸スダレ状物の両端をそれぞれ一体に固定するので、貫通口形成部材によりあるいは貫通口形成部材を固定した端部から取り除くことにより、貫通口が形成される。よって、ポッティング部に形成された貫通口からスクラビング用エアを吐出する場合に、貫通口の周囲で中空糸が所定の間隔を保って配設されているので、中空糸外面を洗浄するためのスクラビング用エアを、中空糸の周囲に適切に送り込むことができる。【００２６】
また、本発明に係る中空糸束の製造方法では、例えば図４に示すように、上記の中空糸束の製造方法において、貫通口形成部材３２が複数であり、円周上に配置されてもよい。【００２７】
このように構成すると、スクラビング用エアを吐出する貫通口が円周上に配置されるので、スクラビング用エアの吐出が均等になり、スクラビング用エアを中空糸の周囲に適切に送り込み易くなる。【００２８】
また、本発明に係る中空糸束の製造方法では、例えば図４に示すように、上記の中空糸束の製造方法において、貫通口形成部材３２を配置する工程で貫通口形成部材３２が配置される円筒形に巻かれた中空糸スダレ状物２０の周囲において、目止めした側１１に中空糸１０より短い挿入部材３４を配置する工程を備えてもよい。【００２９】
このように構成すると、貫通口形成部材と対応する位置に挿入部材が配置されるので、中空糸を平行にして中空糸スダレ状物を巻き上げやすくなる。典型的には、挿入部材３４は貫通口形成部材３２と完全に対応する位置に配置されるが、例えば一方を一巻きあるいは数巻きだけ外側に配置してもよい。これも対応する位置の範疇に含まれる。【００３０】
前記目的を達成するため、本発明に係る筒型中空糸膜モジュールは、例えば図９に示すように、上記の中空糸束１と；中空糸束１を内包する細長い形状のケーシング７０と；中空糸束１の閉口端側のケーシング７０に接続されるノズル７６と；中空糸束１の開口端側のケーシング７０に接続されるノズル７７と；開口側ポッティング部５０と閉口側ポッティング部６０との間のケーシング７０に接続されるノズル７８、７９とを備える。【００３１】
このように構成すると、開口側ポッティング部と閉口側ポッティング部との間に導入されたろ過する液体を中空糸でろ過し、ろ過した液体を開口端側のノズルで回収でき、また、貫通口の周囲で中空糸が所定の間隔を保って配設されているので、ろ過する液体が流れ易く、スクラビングを行い易い筒型中空糸膜モジュールとなる。【００３２】
前記目的を達成するため、本発明に係る浸漬型中空糸膜モジュールは、例えば図１０に示すように、上記の中空糸束１と；中空糸束１の貫通口３０と連通する空気ヘッダー８０と；中空糸束１の開口端１２と連通するろ過液ヘッダー９０とを備え；ろ過する液体中に浸漬可能に構成される。【００３３】
このように構成すると、空気ヘッダーを介して貫通口からスクラビング用エアを吐出し、貫通口の周囲で中空糸が所定の間隔を保って配設されているので、ろ過する液体が流れ易く、スクラビングを行い易い浸漬型中空糸膜モジュールとなる。
【発明の効果】
【００３４】
本発明によれば、中空糸束は、一端側で閉口し、他端側で開口する前記中空糸と、中空糸を閉口端側で固定する、中空糸に垂直な板状の閉口側ポッティング部と、中空糸を開口端側で固定する、中空糸に垂直な板状の開口側ポッティング部とを備え、閉口側ポッティング部には、板状の板厚方向に貫通する貫通口であって、円周上に配置された複数の貫通口が形成され、円周上に配置された貫通口の内側において、中空糸は、円筒形に束ねられ、円周方向で隣接する中空糸との間隔を所定の円周間隔に、かつ、半径方向で隣接する中空糸との間隔を所定の半径間隔にして配設され、円周上に配置された貫通口の外側において、中空糸は、円周上に配置された貫通口の外側を囲む形状に束ねられ、外側を囲む形状の外周方向で隣接する中空糸との間隔を所定の外周間隔に、かつ、外周方向と直交する方向で隣接する中空糸との間隔を所定の外周直交間隔にして配設されるので、貫通口の周囲で中空糸が所定の間隔を保って配設され、スクラビングを行い易くなる。
また、中空糸が平行に、かつ、ほぼ等間隔に配置され、両端がテープを用いてそれぞれ締結された中空糸スダレ状物を複数本の中空糸を束ねるように巻き上げるので、中空糸の巻き上げ方向（周方向）においては、平行に並べられた間隔を保ち、重なり方向（半径方向）ではテープの厚さの間隔を保って、中空糸が束ねられ、さらに、中空糸スダレ状物の巻き上げの過程で、中空糸より短い貫通口形成部材を配置し、巻き上げた中空糸スダレ状物の両端をそれぞれ一体に固定するので、貫通口形成部材によりあるいは貫通口形成部材を固定する端部から取り除くことにより、スクラビング用エアを吐出する貫通口が形成される。よって、容易に、貫通口の周囲で中空糸が所定の間隔を保って配設されている中空糸束を製造することができる。【００３５】
また、筒型中空糸膜モジュールに上記の中空糸束を用いることにより、貫通口の周囲で中空糸が所定の間隔を保って配設されているので、ろ過する液体が流れ易く、スクラビングを行い易い筒型中空糸膜モジュールとなり、浸漬型中空糸膜モジュールに上記の中空糸束を用いることにより、貫通口の周囲で中空糸が所定の間隔を保って配設されているので、ろ過する液体が流れ易く、スクラビングを行い易い浸漬型中空糸膜モジュールとなる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明に係る中空糸束であって、挿入部材を備える中空糸束の斜視図である。
【図２】本発明に係る中空糸束であって、挿入部材を備えない中空糸束の斜視図である。
【図３】中空糸から中空糸スダレ状物を製造する方法を説明する図である。（Ａ）は、中空糸をドラムに巻き付け、テープで締結したところ、（Ｂ）は、（Ａ）のテープ部分を切断した中空糸スダレ状物を示す。
【図４】中空糸スダレ状物を巻き上げる工程を説明する図である。（Ａ）は、中空糸スダレ状物を巻き始めたところ、（Ｂ）は、貫通口形成部材および挿入部材を配置したところ、（Ｃ）は、中空糸スダレ状物をほぼ巻き上げたところを示す。
【図５】挿入部材を備えない中空糸スダレ状物を巻き上げる工程を説明する図である。（Ａ）は、中空糸スダレ状物を巻き始めたところ、（Ｂ）は、貫通口形成部材を配置したところ、（Ｃ）は、中空糸スダレ状物をほぼ巻き上げたところを示す。
【図６】中空糸スダレ状物を巻き上げる枷を説明する図である。（Ａ）は、巻き始めるときの中央に１本の枷棒を有する枷、（Ｂ）は、貫通口形成部材および挿入部材を装着する枷棒を有する枷を示す。
【図７】中空糸スダレ状物を巻き上げたときの、中空糸の配列を説明する部分図である。
【図８】ポッティング部を形成し中空糸を固定する状態を説明する図であり、（Ａ）は開口側ポッティング部を、（Ｂ）は閉口側ポッティング部を示す。
【図９】筒型中空糸膜モジュールの構成を説明する断面図である。
【図１０】浸漬型中空糸膜モジュールを説明する構成図である。
【図１１】貫通口と中空糸の配列の例を説明する図である。（Ａ）は、円周上に３個の貫通口、（Ｂ）は、円周上に６個の貫通口、（Ｃ）は、円周上に８個の貫通口、（Ｄ）は、円周上の貫通口の外側にさらに貫通口が形成された場合、（Ｅ）は、巻き終わった中空糸の外側に貫通口が形成された場合を示す。
【符号の説明】
【００３７】
１、２  中空糸束
１０  中空糸
１１  目止め端
１２  開口端
１４  閉口端
２０  スダレ状物
２２  テープ
２４  ドラム
２６  水溶性テープ
３０、３０’、３０ａ  貫通口
３２、３２’  貫通口形成部材
３４  挿入部材
４０  枷
４２、４２’  枷棒
５０  開口側ポッティング
５１  目止め材
５２、６２  接着層
５４、６４  保護層
６０  閉口側ポッティング
７０  ケーシング
７１ａ  導入部分
７１ｂ  中間部分
７１ｃ  集液部分
７２  胴板
７４  下部鏡板
７５  上部鏡板
７６  供給液ノズル
７７  ろ過液ノズル
７８  下部側面ノズル
７９  上部側面ノズル
８０  空気ヘッダー
８４  接続管
８６  空気供給管
９０  ろ過液ヘッダー
９４  接続管
９６  ろ過液管
１００  筒型中空糸膜モジュール
１０１  浸漬型中空糸膜モジュール
ｃ１  円周方向の間隔
ｃ２  外周間隔
ｒ１  半径方向の間隔
ｒ２  外周直交間隔
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
この出願は、日本国で２００５年９月３０日に出願された特願２００５−２８７０９６号に基づいており、その内容は本出願の内容として、その一部を形成する。本発明は以下の詳細な説明によりさらに完全に理解できるであろう。本発明のさらなる応用範囲は、以下の詳細な説明により明らかとなろう。しかしながら、詳細な説明及び特定の実例は、本発明の望ましい実施の形態であり、説明の目的のためにのみ記載されているものである。この詳細な説明から、種々の変更、改変が、本発明の精神と範囲内で、当業者にとって明らかであるからである。出願人は、記載された実施の形態のいずれをも公衆に献上する意図はなく、改変、代替案のうち、特許請求の範囲内に文言上含まれないかもしれないものも、均等論下での発明の一部とする。【００３９】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において、互いに同一又は相当する装置には同一符号を付し、重複した説明は省略する。【００４０】
先ず図１を参照して、本発明の実施の形態に係る中空糸束について説明する。図１は、中空糸束１の斜視図であり、中空糸１０については中空糸束１の全面に配設されているが、その一部のみを示している。中空糸束１は、複数の平行に配設された中空糸１０と、中空糸１０の閉口端側を固定する閉口側ポッティング部６０と、中空糸１０の開口端側を固定する開口側ポッティング部５０とを備えている。【００４１】
中空糸１０は、多孔質の素材で形成された中空の糸である。中空糸１０では、長さ方向に連通する中空部が、糸の芯を貫通する。中空糸１０の外径は、例えば、１〜３ｍｍ程度であり、中空糸を構成する膜の厚さは１０〜５００μｍ程度である。中空糸１０は、典型的には、耐水性、耐薬品性を有する樹脂製とする。ここで、耐薬品性とは、中空糸束１を使用するときに、ろ過する液体に混入される薬品に対する耐性をいい、中空糸１０の表面に堆積した固形物を洗浄する際に添加される薬品に対する耐性を含む。中空糸１０は、好ましくは、フッ化ビニリデン系樹脂製とする。フッ化ビニリデン系樹脂は、耐薬品性に加え、耐熱性および機械的強度にも優れている。フッ化ビニリデン系樹脂としては、フッ化ビニリデンの単独重合体、すなわちポリフッ化ビニリデン、他の共重合可能なモノマーとの共重合体あるいはこれらの混合物が用いられる。フッ化ビニリデン系樹脂と共重合可能なモノマーとしては、四フッ化エチレン、六フッ化プロピレン、三フッ化エチレン、三フッ化塩化エチレン、フッ化ビニル等の一種または二種以上を用いることができる。フッ化ビニリデン系樹脂は、フッ化ビニリデンを７０モル％以上含有することが好ましく、さらに、耐薬品性および機械的強度の高さからフッ化ビニリデン１００モル％からなる単独重合体とすることが好ましい。【００４２】
中空糸１０は、フッ化ビニリデン系樹脂１００重量部に対し、可塑剤とフッ化ビニリデン樹脂の良溶媒とを合計量で１００〜３００重量部、かつ可塑剤と良溶媒の合計量に占める良溶媒の割合が８〜３５重量％となるように添加し、押出成形後、可塑剤および良溶媒とを抽出液で抽出して製造することができる。さらに、結晶化度を増大するために、例えば１００〜１４０℃で３〜９００秒の熱処理を施した後、長手方向に一軸延伸することが好ましい。一軸延伸することにより、空孔率および孔径が増大し、強伸度や直線性が向上する。一軸延伸されたフッ化ビニリデン系樹脂製の中空糸では、一例として、空孔率が６０〜８５％、平均孔径が０．０５〜０．１５μｍ、引張強度が５ＭＰａ以上、破断伸びが５％以上となる。【００４３】
中空糸１０は、一端が閉口し、他端が開口している。図１では、閉口端を下側に、開口端１２を上側に示している。中空糸１０の閉口は、熱シール等により中空糸１０の端部自体を閉口してもよいが、後述するように、ポッティング部６０により中空糸端部を閉塞することにより閉口するのが効率的かつ確実である。【００４４】
中空糸１０の閉口端側の閉口側ポッティング部６０は、硬質樹脂製の中空糸１０に垂直な円板であり、中空糸１０の端部を固定している。硬質樹脂としては、ウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂等が用いられるが、硬化発熱の小さなウレタン系樹脂が好適に用いられる。閉口側ポッティング部６０には、円板の板厚を貫通する断面が円形の複数の貫通口３０、３０’が形成されている。一つの貫通口３０’は閉口側ポッティング部６０の中心に、複数の貫通口３０は、閉口側ポッティング部６０の中心と同心の円周上に等間隔で配置されている。なお、貫通口３０、３０’の断面形状は、円形ではなく、多角形、楕円形、円弧形スリット等、任意の形状でもよい。【００４５】
中空糸１０の開口端１２側の開口側ポッティング部５０は、硬質樹脂製の中空糸に垂直な円板であり、閉口側ポッティング部６０と同じ形状および大きさを有し、中空糸１０の端部を固定している。開口側ポッティング部５０は、閉口側ポッティング部６０と同じ素材で形成されるのが一般的である。しかし、それぞれ異なる形状あるいは大きさでもよく、また、異なる素材で形成してもよい。中空糸１０は、開口側ポッティング部５０を貫通して、中空糸１０が配設されているのとは反対側の面（図１では上側の面）で開口している。中空糸１０の開口端１２は、開口側ポッティング部５０の面と同一面上で開口してもよいし、中空糸１０が僅かに突出して開口してもよい。開口側ポッティング部５０の、閉口側ポッティング部６０に形成された貫通口３０、３０’と相対する位置に挿入部材３４、３４’が配置されている。挿入部材３４、３４’は、耐水性、耐薬品性を有する樹脂製でよく、貫通口３０、３０’と同一断面形状で、開口側ポッティング部５０の板厚と同じか、あるいはそれより短い長さを有する棒状体である。ここで同一断面形状とは、挿入部材３４、３４’の外形が貫通口３０、３０’と同一の形状および大きさであれば良い。貫通口３０、３０’および挿入部材３４、３４’の位置には中空糸１０が固定されないので、相対する位置に同一断面形状の貫通口３０、３０’および挿入部材３４、３４’が形成され挿入されることにより、貫通口３０、３０’および挿入部材３４、３４’の周囲の中空糸１０が平行を保って配設される。すなわち、ここでいう同一断面形状とは、貫通口３０、３０’および挿入部材３４、３４’の周囲の中空糸１０が平行を保って配設される程度に同一であることをいう。例えば、円形の貫通口３０に対して正六角形断面の挿入部材３４であっても、周囲の中空糸１０が平行に配設されれば同一断面形状の範疇に含まれる。【００４６】
中空糸１０は、閉口側ポッティング部６０と開口側ポッティング部５０とにより両端を固定され、中空糸１０の位置が定められている。中空糸１０は、平行に配設されており、その間隔は所定の間隔を維持している。閉口側ポッティング部６０の面上で詳細に説明すると、中空糸１０は、円周上に配置された貫通口３０の内側において、中心の貫通口３０’の周囲に同心円上に配設されている。さらに詳細に見ると、中空糸１０が円状に配置されず、渦巻状に配設されている。しかし、渦巻の一回りによる段差が渦巻の大きさに比し小さいので、段差を無視した仮想円を想定したときに、その仮想円が同心円となる形状をも同心円上の範疇に含む。なお、前述の貫通口３０が配置される円周においても、同様に僅かな段差を有する渦巻において段差を無視した仮想円を含む。この同心円（厳密には略同心円）上において、中空糸１０は、その周方向の間隔ｃ１を所定の円周間隔として配設される。また、半径方向の間隔ｒ１を所定の半径間隔として配設される。なお、円周間隔と半径間隔とは、同じであってもよいし、異なっていてもよい。ここで、半径方向の間隔ｒ１は、隣り合う同心円上の中空糸１０の間隔であり、前述のように中空糸１０が渦巻状に配設されたときには、半径方向の間隔ｒ１は渦巻の段差により生ずる中空糸１０の隙間となる。中空糸１０は、円周上に配置された貫通口３０の内側では、同心円上に配設されており、すなわち、円筒形に束ねられている。なお、閉口側ポッティング部６０の中心に貫通口３０’が形成されず、中心から中空糸１０が配設された場合にも、同心円の最も内側の仮想円が想定されるので、その仮想円の内側を空間として円筒形に束ねられている範疇に含まれるものとする。【００４７】
中空糸１０は、円周上に配置された貫通口３０の外側において、円周上に配置された貫通口３０の外側を囲む形状に配設される。ここで、円周上に配置された貫通口３０の外側を囲む形状とは、その中に総ての貫通口３０を内包し、貫通口３０の外周をつなぐ形状である。貫通口３０の間を直線で連結してもよいし、貫通口３０のすべてに外接する円でもよく、あるいは、貫通口３０の間を連結する直線より内側に入り込む形状であっても、貫通口３０の内側の束と識別される中空糸１０の束ねられた形状であればよい。図１では、貫通口３０の外周に接する円が、貫通口３０の外側を囲む形状となっている。この外側を囲む形状についても、前述の同心円と同様に、中空糸１０が渦巻状に配設されるとしても、渦巻の一回りによる段差を無視した仮想の囲む形状を含むものとする。この囲む形状上において、中空糸１０は、外周方向（囲む形状に沿った方向で、図１では円周方向）の外周間隔ｃ２を、円周方向の間隔ｃ１に対する所定の円周間隔と同じに、また、外周方向と直交する方向の外周直交間隔ｒ２を、半径方向の間隔ｒ１に対する所定の半径間隔と同じにして配設される。外周直交間隔ｒ２とは、中空糸１０が貫通口３０の外側を囲む形状と略相似の形状に並んでいる形状を用い、隣り合う略相似の形状の間隔である。ここで、略相似とは、厳密な意味の相似でなくても、前述した貫通口３０の外側を囲む形状の範囲に含まれる形状同士であれば、略相似の範疇に含まれるものとする。なお、外周間隔ｃ２は所定の間隔とされていれば円周方向の間隔ｃ１に対する所定の間隔と異なっていてもよく、外周直交間隔ｒ２は所定の間隔とされていれば半径方向の間隔ｒ１に対する所定の間隔と異なっていてもよい。【００４８】
所定の円周間隔および半径間隔並びに所定の外周間隔および外周直交間隔は、範囲で与えられてもよく、中空糸１０に固形物が多少堆積しても、中空糸１０の間にろ過する液体が流れ、かつ、スクラビング用エアが中空糸１０に適切に送り込まれるような間隔である。中空糸の充填率で、５０〜７０％とすると、ろ過する液体が中空糸１０の隙間を流れつつ同一の断面積に対してろ過面積を大きくとることができ、かつ、スクラビング用エアが中空糸の周囲に適切に送り込まれ易くなる。一例として、外径が１．３ｍｍの中空糸１０に対し、円周方向の間隔ｃ１を所定の円周間隔である０．２〜０．７ｍｍ程度（中空糸１０の中心間距離を１．５〜２．０ｍｍ程度）、半径方向の間隔ｒ１を所定の半径間隔である０．０５〜０．１５ｍｍ程度とする。【００４９】
以上のように構成された中空糸束１においては、中空糸１０の直線性が高く、機械的強度も強いので、中空糸１０を張った状態となるように、閉口側ポッティング部６０および開口側ポッティング部５０が固定支持される。そして、ろ過する液体を加圧することにより、あるいは、開口端１２側から吸引することにより、ろ過する液体を中空糸１０の外面から中空糸の内側（中空部）を通り、開口端１２側に集める。その際、中空糸１０の直線性が高く、かつ、中空糸１０が所定の間隔を持って配設されているので、ろ過する液体が中空糸１０の間を流れ易い。ろ過する液体は、中空糸１０の内側に入り込むときに、中空糸１０の多孔質膜によりろ過される。すなわち、中空糸１０の内側を通る液体は、ろ過されている。ろ過により、固形物が中空糸１０の外面に堆積する。中空糸１０を張った状態とすることにより、スクラビングを行う際の中空糸の振動数が高くなり、微細な堆積物を除去しやすい。なお、中空糸１０は、弛緩させた状態としてもよく、中空糸１０を弛緩させることにより、スクラビングを行う際の中空糸の揺動が大きくなり、大きな堆積物を除去しやすい。なお、弛緩させた状態とは、開口側ポッティング部５０と閉口側ポッティング部６０との間隔に対し、中空糸１０の長さを例えば３〜５％長くした状態であり、この場合に、弛緩率が３〜５％という。【００５０】
外面に固形物が堆積すると、中空糸１０のろ過面積が減少し、ろ過効率が低下する。そこで、中空糸１０を洗浄して固形物を除去する必要がある。洗浄は、スクラビング用エアを閉口側ポッティング部６０の貫通口３０、３０’から吐出し、スクラビング用エアの上昇による中空糸１０のスクラビングと、併せて生ずる中空糸１０自体の振動（スクラビング作用に含まれるものとする）とにより、固形物を中空糸１０から剥離するように行う。その際、中空糸１０が、貫通口３０、３０’の周囲で、所定の間隔を保って配設されているので、スクラビング用エアが、中空糸１０に適切に送り込まれる。すなわち、総ての中空糸１０の周囲、あるいは少なくとも近傍に、スクラビング用エアが送り込まれ、中空糸１０の外面に堆積した固形物が剥離される。特に、円周上に配置された貫通口３０の内側の中空糸１０の本数の、外側の中空糸１０の本数に対する比を０．２〜５程度とすると、内側にも外側にも適切にスクラビング用エアを送り込むことができ、好適である。この範囲を外れると、スクラビング用エアが中空糸１０に均等に行き渡らなくなる可能性がある。なお、この比は、０．５以上４以下とすることが好ましく、０．８以上３以下とすることがさらに好ましい。【００５１】
なお、図２に示すように、中空糸束２では、開口側ポッティング部５０に挿入部材３４（図１参照）を備えていなくてもよい。すなわち、閉口側ポッティング部６０では、図１に示す中空糸束１と同様の構成をしているが、開口側ポッティング部５０が異なった構成となっている。開口側ポッティング部５０に挿入部材３４を備えずに、開口側ポッティング部５０では、総ての中空糸１０が同心円状に、すなわち円筒形に配設される。このように中空糸１０を配設することにより、中空糸は必ずしも平行ではなくなる。必ずしも平行ではなく中空糸１０を配設しても、中空糸１０は、貫通口３０、３０’の周囲で、所定の間隔を保って配設されているので、スクラビング用エアが、中空糸１０に適切に送り込まれる。そして、必ずしも平行ではないために、中空糸１０の隙間にスクラビング用エアの通路が形成されにくい。そこで、スクラビング用エアが中空糸１０に沿って上昇するときに、中空糸１０により上昇を妨害され、中空糸１０の間をすり抜けながら上昇することになる。よって、スクラビング用エアによる中空糸１０のスクラビングがより効果的に行われる。【００５２】
続いて、図３〜８を参照して、また、適宜図１および図２をも参照して、中空糸束の製造方法について説明する。先ず図３（Ａ）の斜視図に示すように、ドラム２４に長い１本の中空糸１０を巻き付ける。中空糸１０は、ドラム２４の端から、僅かな隙間を開けながら順次ずらして、螺旋状に巻き付ける。この僅かな隙間が、図１あるいは図２に示した中空糸束１あるいは中空糸束２における中空糸１０の円周方向の間隔ｃ１あるいは外周間隔ｃ２となる。すなわち、僅かな間隔は、ほぼ等間隔であり、前述の所定の間隔に相当する。ドラム２４に中空糸１０を巻き付けたならば、ドラム２４の軸方向に中空糸１０上を横断するテープ２２を用いて、中空糸１０を締結する。すなわち、２本のテープ２２を隙間をあけて平行に貼って中空糸１０相互の間隔を固定する。テープ２２は、樹脂をテープ状に塗布して、中空糸１０を隙間を保った間隔に保持する程度に固めたものであってもよい。また、テープ２２を予めドラム２４に装着し、テープ２２の上に中空糸１０を巻きつけてもよい。次に２本のテープ２２の間の隙間を二分するように中央線（図３（Ａ）の一点鎖線）で、中空糸１０を切断する。２本のテープ２２の間の隙間の中央線で切断し、中空糸１０を直線状にすることにより、図３（Ｂ）の平面図に示すような、中空糸１０を平行に並べ、中空糸１０の両端をテープ２２を用いてそれぞれ締結した中空糸スダレ状物（中空糸をロールアップブラインドのように束ねたもの）２０となる。なお、２本のテープ２２の間を切断する代わりに、１本のテープを幅方向に２つに切断してもよい。また、両端のテープ２２の間に、水溶性テープ２６を両端のテープ２２と平行にして中空糸１０を横断して貼ると、中空糸１０の直線性を維持し易く、以降の製造工程が行い易くなる。特に、図３（Ｂ）に示すように、中空糸１０を固定する２本のテープ２２の近くにそれぞれ、水溶性テープ２６を貼ると、後述するポッティング部を形成するときに、中空糸１０の配列が安定し、ポッティング部で中空糸１０が均等に配置され易くなるので好ましい。さらに、水溶性であるので、中空糸束として用いるときにはろ過する液体に溶解し、中空糸１０のろ過面積を減少させることもなく、ろ過する液体の流れの障害となることもなく、好適である。【００５３】
次に、図４の中空糸スダレ状物２０の巻上げの説明図に示すように、中空糸スダレ状物２０を巻き上げる。先ず、図４（Ａ）に示すように、中空糸スダレ状物２０の平行に並んだ中空糸１０の端の中空糸１０の一端に貫通口形成部材３２’を当て、他端に挿入部材３４’（図１参照）を当てて、貫通口形成部材３２’および挿入部材３４’を中心にして中空糸スダレ状物２０を中空糸１０の長手方向に直角方向に、すなわち、複数本の中空糸１０を束ねるようにロールアップブラインドを巻き上げるように巻く。そのため、中空糸１０は直線状のままである。貫通口形成部材３２’は、後述する閉口側ポッティング部６０を形成する素材と接着し難い素材で形成し、閉口側ポッティング部６０の形成後に抜き取ることにより、その跡に貫通口３０’（図１および図２参照)が形成される。あるいは、貫通口形成部材３２’に貫通口３０’が形成されており、貫通形成部材３２’が両端を閉口側ポッティング部６０の表面に出して埋め込まれることにより、貫通口３０’が形成される構成としてもよい。【００５４】
適当な層数になるまで中空糸スダレ状物２０を巻いたならば、巻いた中空糸スダレ状物２０の周囲に貫通口形成部材３２を配置する。貫通口形成部材３２は、貫通口形成部材３２’と同様に形成される。複数の（図４（Ｂ）では４つの）貫通口形成部材３２が、一巻きの間に配置される。すなわち、貫通口形成部材３２’と同心円（厳密には、略同心円）上に配置される。複数の貫通口形成部材３２は、等間隔で配置されるのが好ましい。また、貫通口形成部材３２と対応する位置に貫通口形成部材３２と同一断面形状の、すなわち貫通口３０と同一断面形状となる、挿入部材３４を配置する。同一断面形状の貫通口形成部材３２と挿入部材３４とが対応する位置に配置されることにより、その後、中空糸スダレ状物２０を巻き易く、中空糸１０の平行を保つことができる。なお、貫通口形成部材３２を配置する適当な層数は、中空糸１０に適切にスクラビング用エアが送り込まれる層数であり、中空糸１０の径および長さ、所定の円周間隔および半径間隔、スクラビング用エアの吐出圧などから求める設計値である。【００５５】
なお、図５に示すように、挿入部材３４を配置することなく、中空糸スダレ状物２０を巻いてもよい。貫通口形成部材３２を配置した側と、配置しない側とで、多少の外径の差が生じ、また、中空糸１０は必ずしも平行ではなくなるが、図２に示す中空糸束２を製造するには、挿入部材３４を配置しない。【００５６】
ここで、図６を参照して、貫通口形成部材３２あるいは挿入部材３４を配置しつつ、中空糸スダレ状物２０を巻く治具である枷４０について説明する。図６（Ａ）に示すように、枷４０は、初めは円板の中央に１本の枷棒４２’を有している。枷棒４２’に貫通口形成部材３２’（図４あるいは図５参照）あるいは挿入部材３４’（図１参照）を嵌め、装着する。貫通口形成部材３２’あるいは、貫通口形成部材３２’および挿入部材３４’を中心として、中空糸スダレ状物２０を巻く。そのときには、他の枷棒がないので、巻く際の障害となるものはない。適当な層数を巻いたならば、図６（Ｂ）に示すように、巻いた中空糸スダレ状物２０の周囲に相当する位置に、枷棒４２を枷４０に取り付け、枷棒４２に貫通口形成部材３２(図４あるいは図５参照）あるいは挿入部材３４（図４参照）を装着する。なお、図６（Ｂ）の破線で示すように、枷棒４２を円板と屈曲可能に接続し、枷棒４２’だけで巻くときは、屈曲して巻上げの障害とならず、貫通口形成部材３２あるいは挿入部材３４を装着するときには、円板に垂直に立設するように構成すると、枷棒４２の着脱が不要となり好適である。【００５７】
図４に戻り、中空糸スダレ状物２０の巻上げの説明を続ける。図４（Ｃ）に示すように、貫通口形成部材３２、あるいは貫通口形成部材３２および挿入部材３４が配置されたならば、それらを挟んで中空糸スダレ状物２０をさらに巻く。そして、中空糸スダレ状物２０を巻き終わるまで巻き上げる。【００５８】
図７に、閉口側ポッティング部６０（図１あるいは図２参照）において、中空糸１０をほぼ等間隔に並べ、中空糸１０の両端をテープ２２を用いてそれぞれ締結した中空糸スダレ状物２０を巻いたときの、中空糸１０の配列を説明する部分図を示す。中空糸１０は、僅かな間隔を開けながらテープ２２を用いてそれぞれ締結されており、巻上げ後も、その僅かな間隔は維持され、円周方向の間隔ｃ１あるいは外周間隔ｃ２となる。すなわち、中空糸１０をドラム２４（図３参照）に巻き付けるときに、所定の円周間隔を開けて巻き付けておく。そして、中空糸スダレ状物２０は、巻き上げられることにより重なり、その重なりにおける中空糸１０の間隔が、中空糸１０の半径方向の間隔ｒ１あるいは外周直交間隔ｒ２となる。この重なりにおける中空糸１０の間隔は、テープ２２の厚さであるから、所定の半径間隔あるいは外周直交間隔の厚さのテープ２２を用いる。【００５９】
以上説明したように、中空糸１０を所定の円周間隔を開けてドラム２４に巻き付け、所定の半径間隔あるいは外周直交間隔の厚さの２本のテープ２２でそれぞれ締結し、２本のテープ２２の間で中空糸１０を切断することにより、複数本の中空糸がほぼ等間隔に配置され、該中空糸の両端がテープを用いてそれぞれ締結された中空糸スダレ状物２０を製造する。中空糸スダレ状物２０を巻き、貫通口形成部材３２および挿入部材３４を配置し、さらに中空糸スダレ状物２０を巻き上げることにより、図１で説明したように、中空糸１０を平行に、かつ、所定の円周間隔および半径間隔を持って配設することが簡単にできる。また、挿入部材３４を配置せずに巻き上げることにより、図２で示す中空糸束２が製造できる。【００６０】
図８に示すように、巻き上げた中空糸スダレ状物２０の両端にポッティング部を形成してそれぞれ一体に固定する。図８（Ａ）は開口側ポッティング部５０を、（Ｂ）は閉口側ポッティング部６０を説明する部分断面図である。開口側ポッティング部５０では、ポッティング部５０を形成する前に中空糸１０の端部１１を目止め（中空部をふさぐこと）する。目止めは、中空糸スダレ状物２０を巻く前に、中空糸１０の一端を熱シールにより封止することにより行う。あるいは、中空糸スダレ状物２０を巻上げた後に、一端を目止め材に浸し、目止め材により中空糸１０の一端を封止してもよいし、他の方法で封止してもよい。このように目止めした後に、ポッティング材５２で固定する。中空糸１０の端部１１が目止めされていることにより、ポッティング材５２が中空糸の中空部に入り込むことがない。そこで、ポッティング材５２を、中空糸１０の目止めを切除するように、中空糸に垂直な面で切断することにより、切断された部分の中空糸１０が開口する。このようにして、開口端１２を備えた中空糸１０を固定するポッティング部５０が形成される。なお、ポッティング材５２を中空糸１０に垂直な面で切断するとは、厳密な意味での中空糸１０に垂直な面で切断しなくてもよく、ポッティング材５２を切断することにより、片側に総ての中空糸１０の目止め１１が含まれ、他の側では、総ての中空糸１０がポッティング材５２で固定されているように切断すればよい。ポッティング材５２の中空糸１０が延びる方向の面に重ねて、保護層５４を形成してもよい。中空糸１０が揺れると、ポッティング材５２で固定された根元において、作用する力が大きく、かつ、ポッティング材５２の付着により硬化しているので、折損し易くなる。そこで、中空糸１０の根元を保護するために、柔らかさのある保護層５４を形成し、根元に掛かる力を低減する。保護層５４としては、たとえば硬化発熱を抑えるため、硬化時間の長いシリコン系樹脂を用いる。なお、挿入部材３４’、３４（図１参照）は、開口側ポッティング部５０に埋め込まれ、開口側ポッティング部５０の一部となる。【００６１】
図８（Ｂ）に示すように、閉口側ポッティング部６０では、中空糸１０の閉口端１４をポッティング材６２の中に直接埋め込むようにして、閉口側ポッティング部６０を形成する。このように閉口端１４をポッティング材６２に埋め込むことにより、別途閉口する工程を設けなくても、ポッティング材６２が中空糸１０の端部を閉塞し、閉口端１４は閉口される。なお、中空糸スダレ状物２０の段階で閉口端１４を熱シール等により予め閉口してから、巻き上げてもよい。閉口側ポッティング部６０にも、保護層６４を形成することが好ましい。ポッティング材６２および保護層６４が硬化したならば、貫通口形成部材３２’、３２（図４および図５参照）を抜き取ることにより、その跡に貫通口３０’、３０（図１および図２参照）が形成される。【００６２】
開口側ポッティング５０および閉口側ポッティング部６０を形成するときに、ポッティング材５２、６２あるいは保護層５４、６４の素材として、中空糸１０の間に入り込むように粘性の低い液体樹脂を用いることが多い。すると、中空糸１０の間隔が狭い場合に起こり得る毛細管現象のため、液体樹脂が中空糸１０間に染み上がることがある。ポッティング材５２、６２が染み上がりを生ずると、保護層５４、６４の効果を削減してしまい、保護層５４、６４が染み上がりを生ずると、中空糸１０のろ過面積を減少させることとなる。中空糸１０相互が、所定の間隔を保っていると、この毛細管現象による染み上がりを抑えることができる。【００６３】
続いて、図９を参照して、これまで説明した中空糸束１あるいは中空糸束２を備える筒型中空糸膜モジュール１００について説明する。図９は、筒型中空糸膜モジュール１００の構成を説明する断面図である。筒型中空糸膜モジュール１００は、円筒形のケーシング７０と、ろ過する液体をケーシング７０内に導入する供給液ノズル７６と、ろ過した液体をケーシングから導出するろ過液ノズル７７とを備える。筒型中空糸膜モジュール１００は、図９に示すように、供給液ノズル７６を鉛直下方に、ろ過液ノズル７７を鉛直上方にして設置される。ケーシング７０は、円筒形の側面に相当する胴板７２と、円筒の端面に相当する２枚の鏡板７４、７５とを有する。ケーシング７０内には、閉口側ポッティング部６０を下部鏡板７４側にして、中空糸束１あるいは中空糸束２が内包されている。中空糸束１あるいは中空糸束２の閉口側ポッティング６０および開口側ポッティング５０の外周は、円筒形のケーシング７０の内側に接続しており、中空糸１０の直線性を保った位置で、あるいは弛緩率を保った位置で固定されている。ケーシング７０内での軸方向への液体の流れは、両ポッティング部５０、６０により封止され、ケーシング７０内は、ポッティング部５０、６０により三部分に分割される。すなわち、両ポッティング部５０、６０に挟まれ、中空糸１０が並んでいる中間部分７１ａと、閉口側ポッティング部６０より下部鏡板７４側の導入部分７１ｂと、開口側ポッティング部５０より上部鏡板７５側の集液部分７１ｃである。供給液ノズル７６は、導入部分７１ｂに接続され、ろ過液ノズル７７は、集液部分７１ｃに接続される。典型的には、図９に示すように、供給液ノズル７６は下部鏡板７４に、ろ過液ノズル７７は上部鏡板７５に接続される。【００６４】
さらにケーシング７０には、中間部分７１ａの胴板７２に下部側面ノズル７８および上部側面ノズル７９の２本のノズルが接続される。下部側面ノズル７８および上部側面ノズル７９は、それぞれ、閉口側ポッティング部６０および開口側ポッティング部５０の近傍に接続されるのが好ましい。【００６５】
筒型中空糸膜モジュール１００では、ろ過する液体を供給液ノズル７６からケーシング７０内に導入する。ここで、ろ過する液体は、例えば浄水するための水などであり、濁質や菌類が浮遊しているものが典型である。ろ過する液体は、供給液ノズル７６に連接された配管より供給される。導入されたろ過する液体は、先ず導入部分７１ｂに導入される。そこで、貫通口３０、３０’を通り抜け、中間部分７１ａに入り込む。中間部分７１ａに入り込んだろ過する液体は、中間部分７１ａに配設された中空糸１０によりろ過され、ろ過した液体は中空糸１０の中空部に入る。ここで、中空糸１０が所定の間隔を保って配設されているので、中空糸１０にろ過する液体が行き渡り易い。中空糸１０の中空部に入ったろ過した液体は、中空糸１０の開口端１２（図１あるいは図２参照）より、集液部分７１ｃに導かれる。集液部分７１ｃにて、各中空糸１０からのろ過した液体が集められ、ろ過液ノズル７７から導出され、下流側に提供される。なお、筒型中空糸膜モジュール１００にろ過する液体を導入し、ろ過した液体を導出するためには、供給液ノズル７６から供給されるろ過する液体が加圧されていても、ろ過液ノズル７７のろ過した液体を吸引しても、どちらでもよい。【００６６】
ろ過する液体は、中空糸１０でその一部がろ過されることにより、濃度が高くなる。濃度の高くなった液体は、下部側面ノズル７８あるいは上部側面ノズル７９から排出され、新たなろ過する液体が導入される。特に、上部側面ノズル７９から排出するようにすることで、新たなろ過する液体が、中間部７１ａに行き渡るので、好ましい。【００６７】
中空糸１０でろ過する液体がろ過されることにより、固形物が中空糸１０の外面に堆積する。そこで、供給液ノズル７６を通じて、スクラビング用エアを導入部分７１ｂに供給する。スクラビング用エアの供給は、供給液ノズル７６に連接された配管にスクラビング用エアを搬送する配管を接続してもよいし、二重配管として供給液ノズル７６に連接された配管内にスクラビング用エアを搬送する配管を敷設してもよいし、あるいは供給液ノズル７６とは別にスクラビング用エアを吐出するノズルを設けて供給してもよい。導入部分７１ｂに導入されたスクラビング用エアは、貫通口３０、３０’より中間部分７１ａに吐出される。【００６８】
中間部分７１ａに吐出されたスクラビング用エアは、中間部分７１ａ中の液体中を上昇する。前述のように、貫通口３０、３０’の周囲で、所定の間隔を保って中空糸１０が配設されているので、スクラビング用エアは、中空糸１０全体に適切に行き渡る。スクラビング用エアの上昇に伴うスクラビング作用により、中空糸１０の外面に堆積した固形物は剥離される。剥離した固形物は、主に中間部７１ａの底部に向けて落下するので、下部側面ノズル７８から液体を排出するときに、一緒にケーシング７０内部から排出される。【００６９】
なお、筒型中空糸膜モジュール１００では、ろ過する液体が下部側面ノズル７８あるいは上部側面ノズル７９のいずれか一方のノズルから供給され、他方のノズルから排出される構成としてもよい。この構成の筒型中空糸膜モジュール１００では、供給液ノズル７６はもっぱらスクラビング用エアを導入部分７１ｂに供給するために使用される。【００７０】
次に、図１０を参照して、これまで説明した中空糸束１あるいは中空糸束２を備える浸漬型中空糸膜モジュール１０１について説明する。図１０は、浸漬型中空糸膜モジュール１０１を説明する構成図である。浸漬型中空糸膜モジュール１０１は、中空糸束１あるいは中空糸束２と、中空糸束１あるいは中空糸束２の閉口側ポッティング部６０に接続する空気ヘッダー８０と、開口側ポッティング部５０に接続するろ過液ヘッダー９０とを備える。空気ヘッダー８０は、閉口側ポッティング部６０で蓋をされた円筒形あるは半球形の容器で、閉口側ポッティング部６０に形成された総ての貫通口３０、３０’と連通する空間を構成する。ろ過液ヘッダー９０は、開口側ポッティング部５０で蓋をされた円筒形あるいは半球形の容器で、開口側ポッティング部５０に開口する中空糸１０の総ての開口端１２と連通する空間を構成する。中空糸束１あるいは中空糸束２は、図１０に示すように、閉口側ポッティング部６０、すなわち空気ヘッダー８０を鉛直下方に、開口側ポッティング部５０、すなわちろ過液ヘッダー９０を鉛直上方として設置される。【００７１】
浸漬型中空糸膜モジュール１０１は、さらに、空気ヘッダー８０に連接する接続管８４と接続管８４に連接する空気供給管８６およびろ過液ヘッダー９０に連接する接続管９４と接続管９４に連接するろ過液管９６を備える。空気ヘッダー８０は空気供給管８６および接続管８４により固定支持され、ろ過液ヘッダー９０はろ過液管９６および接続管９４により固定支持されている。空気ヘッダー８０およびろ過液ヘッダー９０が固定支持されることにより、中空糸束１は、中空糸１０の直線性を保った状態に、あるいは弛緩率を保った状態に保持される。このように中空糸束１あるいは中空糸束２、空気ヘッダー８０およびろ過液ヘッダー９０が支持された状態で、ろ過する液体中に浸漬される。浸漬型中空糸膜モジュール１０１は、典型的には水槽（不図示）に貯留されている浄水するための水に浸漬されるが、例えば、浄水するための水が川水であれば、川の中に直接浸漬されてもよい。【００７２】
ろ過液管９６は、不図示のポンプの上流側に接続され、ろ過した液体がポンプにより吸引される。ろ過した液体が吸引されることにより、ろ過する液体が中空糸１０によりろ過されて、中空糸１０の中空部から、開口端１２（図１あるいは図２参照）およびろ過液ヘッダー９０内を通って、接続管９４およびろ過液管９６に流れる。ここで、中空糸１０が所定の間隔を保って配設されているので、中空糸１０にろ過する液体が行き渡り易い。中空糸１０でろ過する液体がろ過されることにより、固形物が中空糸１０の外面に堆積する。そこで、空気管８６から接続管８４を通って、スクラビング用エアが空気ヘッダー８０に送られる。空気ヘッダー８０に送られたエアは、貫通口３０、３０’よりろ過する液体中に吐出される。【００７３】
ろ過する液体中に吐出されたスクラビング用エアは、ろ過する液体中を上昇する。前述のように、貫通口３０、３０’の周囲で、所定の間隔を保って中空糸１０が配設されているので、スクラビング用エアは、中空糸１０全体に適切に行き渡る。スクラビング用エアの上昇に伴うスクラビング作用により、中空糸１０の外面に堆積した固形物は剥離される。剥離した固形物は、水槽の底部に沈殿し、川に流されるなどして、ろ過する液体から除去される。【００７４】
図１０では、中空糸束１あるいは中空糸束２、空気ヘッダー８０およびろ過液ヘッダー９０が１組だけ空気管８６およびろ過液管９６に接続しているように示されているが、複数組の中空糸束１あるいは中空糸束２、空気ヘッダー８０およびろ過液ヘッダー９０が接続されて、浸漬型中空糸膜モジュール１０１を構成してもよい。また、図１０では、空気ヘッダー８０およびろ過液ヘッダー９０がそれぞれ接続管８４、９４を介して空気管８６およびろ過液管９６に固定支持されるものとして説明したが、スクラビング用エアの供給やろ過した液体の吸引がホースのような剛性のない流路を介して行われ、支持構造物により空気ヘッダー８０およびろ過液ヘッダー９０が固定支持される構成としてもよい。【００７５】
これまでの図では４個の貫通口３０が形成され、中空糸１０は同心円状に束ねられるものとして示してきたが、図１１に示すように貫通口３０の数は４個に限られず、貫通口３０の数は中空糸束１あるいは中空糸束２の径、中空糸１０の径、本数、材質等によって、変化させられる。そのために、貫通口３０の外側を囲む形状も種々変化する。なお、図１１で一点鎖線で示した形状は、中空糸１０が配設された形状を模式的に示している。図１１（Ａ）は、三個の貫通口３０を有している例であり、貫通口３０の内側では中空糸１０は円筒形に束ねられるが、貫通口３０の外側では、頂点の丸い三角形状に中空糸１０が束ねられる。すなわち、貫通口３０の外側を囲む形状は頂点の丸い三角形状である。なお、三角形、四角形などというときに、三角形が詳細には頂点の丸い三角形状であるように、四角形なども厳密な意味での四角形だけではなく、頂点の丸まった形状を含む。また、図１１（Ｂ）では、六個の貫通口３０を有しており、貫通口３０の内側では中空糸１０は円筒形に束ねられるが、貫通口３０の外側では、六角形に中空糸１０が束ねられる。すなわち、貫通口３０の外側を囲む形状は六角形である。また、図１１（Ｃ）では、八個の貫通口３０を有しており、貫通口３０の内側では中空糸１０は円筒形に束ねられるが、貫通口３０の外側では、厳密には八角形であるが、おおよそ円形に中空糸１０が束ねられる。八角形以上では、中空糸１０は多角形状に束ねられるが、円形に束ねられるのと実質的に差がなくなる。すなわち、貫通口３０の外側を囲む形状は円形である。【００７６】
また、図１１（Ｄ）に示すように、貫通口３０のさらに外側に貫通口３０ａを形成してもよい。このように、貫通口３０ａを形成すると、中空糸束を大径としても、中空糸１０に適切にスクラビング用エアを送ることができる。さらに、図１１（Ｅ）に示すように、中空糸１０を巻き終わった最外周に貫通口３０ａを形成してもよい。中空糸１０の最外周に貫通口３０ａが形成されると、スクラビング用エアを束ねられた中空糸１０の外側からも送ることができ、スクラビング用エアは中空糸１０の全体に、より行き渡り易くなる。あるいは、中空糸束を大径とするときには、これまで説明した中空糸束１を複数束ねて一つの大きな中空糸束としてもよい。【００７７】
本発明の説明に関連して（特に以下の請求項に関連して）用いられる名詞及び同様な指示語の使用は、本明細書中で特に指摘したり、明らかに文脈と矛盾したりしない限り、単数および複数の両方に及ぶものと解釈される。語句「備える」、「有する」、「含む」および「包含する」は、特に断りのない限り、オープンエンドターム（すなわち「〜を含むが限定しない」という意味）として解釈される。本明細書中の数値範囲の具陳は、本明細書中で特に指摘しない限り、単にその範囲内に該当する各値を個々に言及するための略記法としての役割を果たすことだけを意図しており、各値は、本明細書中で個々に列挙されたかのように、明細書に組み込まれる。本明細書中で説明されるすべての方法は、本明細書中で特に指摘したり、明らかに文脈と矛盾したりしない限り、あらゆる適切な順番で行うことができる。本明細書中で使用するあらゆる例または例示的な言い回し（例えば「など」）は、特に主張しない限り、単に本発明をよりよく説明することだけを意図し、本発明の範囲に対する制限を設けるものではない。明細書中のいかなる言い回しも、本発明の実施に不可欠である、請求項に記載されていない要素を示すものとは解釈されないものとする。【００７８】
本明細書中では、本発明を実施するため本発明者が知っている最良の形態を含め、本発明の好ましい実施の形態について説明している。当業者にとっては、上記説明を読んだ上で、これらの好ましい実施の形態の変形が明らかとなろう。本発明者は、熟練者が適宜このような変形を適用することを期待しており、本明細書中で具体的に説明される以外の方法で本発明が実施されることを予定している。従って本発明は、準拠法で許されているように、本明細書に添付された請求項に記載の内容の修正および均等物をすべて含む。さらに、本明細書中で特に指摘したり、明らかに文脈と矛盾したりしない限り、すべての変形における上記要素のいずれの組合せも本発明に包含される。
【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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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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