(57)【要約】【課題】中空糸膜内に封止剤を容易に充填すると共に充填後における膜外への浸み出しを抑制し、かつ封止剤を有効に利用することが可能な中空糸膜エレメントの製造方法を提供する。【解決手段】中空糸膜エレメントの製造方法は、一端部１１が開口すると共に一端部１１において接着樹脂５１により束状に固定された複数の中空糸膜１０を有する中空糸膜エレメント１を準備する工程と、流動性のある封止樹脂５２を容器３３内に収容する工程と、一端部１１と封止樹脂５２とが互いに接近するように中空糸膜エレメント１及び容器３３の少なくとも一方を移動させて、中空糸膜エレメント１の端部１Ａによって容器３３内の封止樹脂５２を押圧することにより、封止樹脂５２を中空糸膜１０内に充填する工程と、中空糸膜１０内に充填された封止樹脂５２を固化させる工程と、を備えている。【選択図】図１１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端部が開口すると共に前記一端部において接着固定部により束状に固定された複数の中空糸膜を有する中空糸膜エレメントを準備する工程と、
流動性のある封止剤を容器内に収容する工程と、
前記一端部と前記封止剤とが互いに接近するように前記中空糸膜エレメント及び前記容器の少なくとも一方を移動させて、前記中空糸膜エレメントの端部によって前記容器内の前記封止剤を押圧することにより、前記封止剤を前記中空糸膜内に充填する工程と、
前記中空糸膜内に充填された前記封止剤を固化させる工程と、を備えた、中空糸膜エレメントの製造方法。
【請求項２】
前記封止剤を固化させる工程では、前記封止剤が加熱される、請求項１に記載の中空糸膜エレメントの製造方法。
【請求項３】
前記封止剤を充填する工程では、前記中空糸膜内への前記封止剤の充填が開始される前に、前記封止剤の加熱が開始される、請求項１又は２に記載の中空糸膜エレメントの製造方法。
【請求項４】
前記封止剤を充填する工程では、前記中空糸膜エレメントと前記容器との隙間をシールしつつ、前記中空糸膜エレメント及び前記容器の少なくとも一方を移動させる、請求項１〜３の何れか１項に記載の中空糸膜エレメントの製造方法。
【請求項５】
前記封止剤を充填する工程では、前記中空糸膜エレメント及び前記容器の少なくとも一方を移動させる駆動力を発生させる駆動部に加わる負荷を検知し、前記負荷に基づいて前記中空糸膜エレメント及び前記容器の少なくとも一方を停止させる、請求項１〜４の何れか１項に記載の中空糸膜エレメントの製造方法。
【請求項６】
前記封止剤を充填する工程では、前記一端部が前記容器の底面に接触するまで、前記中空糸膜エレメント及び前記容器の少なくとも一方を移動させる、請求項１〜５の何れか１項に記載の中空糸膜エレメントの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中空糸膜エレメントの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、精密濾過や限外濾過などの水処理分野において、複数の中空糸膜が束状に固定された中空糸膜エレメントを用いた分離技術が知られている。通常、中空糸膜束の上端部及び下端部が接着固定された両端固定タイプの中空糸膜エレメントが一般的である（特許文献１）。しかし、本構造では、濾過の進行に伴い濁質成分が下端部に蓄積し、膜の閉塞に繋がる懸念がある。
【０００３】
この課題を解決するために、中空糸膜の一方端が開口した、片端フリータイプの中空糸膜エレメントが知られている（特許文献２）。この片端フリータイプの中空糸膜エレメントの製造方法が下記特許文献３〜５に開示されている。
【０００４】
下記特許文献３には、中空糸膜の一方端が開口した中空糸膜エレメントにおいて、当該開口端を封止剤中に浸し、毛細管現象により中空糸膜内に封止剤を充填する方法が開示されている。下記特許文献４には、中空糸膜エレメントが収容された容器と封止剤が収容された容器とをチューブで繋ぎ、ヘッド差を用いて封止剤を自重により中空糸膜エレメント側へ流入させて中空糸膜内に充填する方法が開示されている。下記特許文献５には、中空糸膜の開口端を封止剤中に浸漬し、当該封止剤に遠心力を与えることにより中空糸膜内に充填させる方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２４７６４９号公報
【特許文献２】特開平５−１５７４６号公報
【特許文献３】特開２０１０−６４０４１号公報
【特許文献４】特開２０００−３３４２７０号公報
【特許文献５】特開平１１−２３９７１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献３に開示された方法では、毛細管現象により中空糸膜内に封止剤が充填されるため、粘度が高く流動性が低い封止剤を充填することが困難であり、粘度の低い封止剤を用いる必要がある。つまり、使用される封止剤の粘度が制約されてしまうという問題がある。また粘度が低い封止剤を用いた場合には、中空糸膜内に充填された後に封止剤が膜外へ浸み出すという問題もある。
【０００７】
上記特許文献４に開示された方法では、ヘッド差を利用して封止剤を流入させるため、中空糸膜内に封止剤を充填する力が弱く、上記特許文献３と同様に流動性が低い封止剤を用いることは困難である。
【０００８】
上記特許文献５に開示された方法では、遠心力を発生させる装置が必要となるため、製造装置のコストが増加するという問題がある。
【０００９】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、中空糸膜内に封止剤を容易に充填すると共に充填後における膜外への浸み出しを抑制し、かつ装置コストの増加を抑制することが可能な中空糸膜エレメントの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一局面に係る中空糸膜エレメントの製造方法は、一端部が開口すると共に前記一端部において接着固定部により束状に固定された複数の中空糸膜を有する中空糸膜エレメントを準備する工程と、流動性のある封止剤を容器内に収容する工程と、前記一端部と前記封止剤とが互いに接近するように前記中空糸膜エレメント及び前記容器の少なくとも一方を移動させて、前記中空糸膜エレメントの端部によって前記容器内の前記封止剤を押圧することにより、前記封止剤を前記中空糸膜内に充填する工程と、前記中空糸膜内に充填された前記封止剤を固化させる工程と、を備えている。
【００１１】
上記中空糸膜エレメントの製造方法では、中空糸膜エレメントの端部によって封止剤を押圧することにより、中空糸膜内に封止剤を押し入れることができる。このため、従来のように毛細管現象やヘッド差を利用した方法に比べて、膜内へ封止剤を充填する力が大きく、流動性が低い高粘度の封止剤でも容易に充填することができる。このように、高粘度の封止剤を用いることにより、充填後においても膜外へ封止剤が浸み出すことを抑制することができる。またこの方法では、中空糸膜エレメント及び容器の少なくとも一方を移動させることによって封止剤の充填が行われるため、従来の遠心力を利用した方法に比べて簡単な装置構成を採用することが可能であり、装置コストの増加を抑制することができる。
【００１２】
上記中空糸膜エレメントの製造方法において、前記封止剤を固化させる工程では、前記封止剤が加熱されてもよい。
【００１３】
これにより、中空糸膜内に充填された封止剤の固化を促進することができる。このため、封止剤の充填固化が完了した中空糸膜エレメントを速やかに容器から取り出すことができる。
【００１４】
上記中空糸膜エレメントの製造方法において、前記封止剤を充填する工程では、前記中空糸膜内への前記封止剤の充填が開始される前に、前記封止剤の加熱が開始されてもよい。
【００１５】
これにより、中空糸膜内への充填が開始される前に封止剤の粘度を予め上昇させることができる。このため、充填後において中空糸膜外への封止剤の浸み出しをより確実に抑制することができる。
【００１６】
上記中空糸膜エレメントの製造方法において、前記封止剤を充填する工程では、前記中空糸膜エレメントと前記容器との隙間をシールしつつ、前記中空糸膜エレメント及び前記容器の少なくとも一方を移動させてもよい。
【００１７】
これにより、中空糸膜エレメントと容器との隙間に封止剤が入り込むことが抑制され、中空糸膜内に封止剤をより確実に充填することができる。
【００１８】
上記中空糸膜エレメントの製造方法において、前記封止剤を充填する工程では、前記中空糸膜エレメント及び前記容器の少なくとも一方を移動させる駆動力を発生させる駆動部に加わる負荷を検知し、前記負荷に基づいて前記中空糸膜エレメント及び前記容器の少なくとも一方を停止させてもよい。
【００１９】
これにより、駆動部に加わる負荷が過大にならないタイミングで中空糸膜エレメント及び容器の動作を停止させることができる。
【００２０】
上記中空糸膜エレメントの製造方法において、前記封止剤を充填する工程では、前記一端部が前記容器の底面に接触するまで、前記中空糸膜エレメント及び前記容器の少なくとも一方を移動させてもよい。
【００２１】
これにより、容器内に収容された封止剤の大部分を中空糸膜内に充填させることができる。このため、容器内に封止剤の余りが生じにくく、封止剤を有効に使うことができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、中空糸膜内に封止剤を容易に充填すると共に充填後における膜外への浸み出しを抑制し、かつ装置コストの増加を抑制することが可能な中空糸膜エレメントの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施形態１に係る中空糸膜エレメントの製造装置の構成を示す模式図である。
【図２】上記中空糸膜エレメントの製造装置において容器が上昇した状態を示す模式図である。
【図３】本発明の実施形態１に係る中空糸膜エレメントの製造装置の構成を示す模式図である。
【図４】上記中空糸膜エレメントの製造装置において容器が上昇した状態を示す模式図である。
【図５】本発明の実施形態１に係る中空糸膜エレメントの製造方法の手順を示すフローチャートである。
【図６】上記中空糸膜エレメントの製造方法における工程（Ｓ１０）を説明するための模式図である。
【図７】上記中空糸膜エレメントの製造方法における工程（Ｓ２０）を説明するための模式図である。
【図８】上記中空糸エレメント膜の製造方法における工程（Ｓ２０）を説明するための模式図である。
【図９】上記中空糸膜エレメントの製造方法における工程（Ｓ２０）を説明するための模式図である。
【図１０】上記中空糸膜エレメントの製造方法における工程（Ｓ４０）を説明するための模式図である。
【図１１】上記中空糸膜エレメントの製造方法における工程（Ｓ５０）を説明するための模式図である。
【図１２】上記中空糸膜エレメントの製造方法における工程（Ｓ５０）を説明するための模式図である。
【図１３】上記中空糸膜エレメントの製造方法における工程（Ｓ５０）を説明するための模式図である。
【図１４】上記中空糸膜エレメントの製造方法における工程（Ｓ７０）を説明するための模式図である。
【図１５】上記工程（Ｓ５０）における封止樹脂の粘度制御を説明するためのグラフである。
【図１６】本発明の実施形態２にエレメント係る中空糸膜エレメントの製造装置の構成を示す模式図である。
【図１７】上記中空糸膜エレメントの製造装置において中空糸膜が下降した状態を示す模式図である。
【図１８】本発明の実施形態２に係る中空糸膜エレメントの製造装置の構成を示す模式図である。
【図１９】上記中空糸膜エレメントの製造装置において中空糸膜エレメントが下降した状態を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、図面に基づいて、本発明の実施形態につき詳細に説明する。
【００２５】
（実施形態１）
はじめに、本発明の実施形態１に係る中空糸膜エレメントの製造方法について説明する。この方法では、複数の中空糸膜１０の各々の一端部１１（下端部）が封止樹脂５２により封止された中空糸膜エレメント１が製造される。まず、この方法で使用される中空糸膜エレメントの製造装置２の構成について、図１〜図４を参照して説明する。
【００２６】
［中空糸膜エレメントの製造装置］
中空糸膜エレメントの製造装置２は、束状の中空糸膜１０を固定するための固定部２１と、樹脂５１，５２を収容するための容器２２，３３と、当該容器２２，３３内の樹脂５１，５２を加熱するための加熱部２３と、容器２２，３３及び加熱部２３を昇降させる駆動部２４と、当該駆動部２４の動作を制御する制御部２５と、を主に有する。
【００２７】
固定部２１は、束状の中空糸膜１０を上下方向に延びる姿勢で保持する把持部２１Ａと、当該把持部２１Ａを支持する支持部２１Ｂと、を有する。支持部２１Ｂは、自立可能な構成でもよく、固定体（図示しない）に対して固定される構成でもよい。中空糸膜１０は、図１に示すように、一端部１１を容器２２側に向けた状態で固定部２１にセットされる。
【００２８】
容器２２，３３は、樹脂５１，５２を収容するためのものであり、加熱部２３上において選択的に載置される。つまり、加熱部２３上において容器２２，３３を載せ替えることができる。第１容器２２は、中空糸膜１０同士を束状に接着固定するための接着樹脂５１を収容するために用いられる。第２容器３３は、中空糸膜１０内に充填される封止樹脂５２を収容するために用いられる。
【００２９】
第１容器２２は、一方に開口する形状を有する。第１容器２２は、底壁２２Ａと当該底壁２２Ａの周縁部から立設された側壁２２Ｂとからなり、当該側壁２２Ｂの内側に接着樹脂５１を収容するための空間を有する。
【００３０】
第２容器３３は、上記第１容器２２と同様に、一方に開口する形状を有する。第２容器３３は、底壁３３Ａと、当該底壁３３Ａから立設された側壁３３Ｂとからなり、当該側壁３３Ｂの内側に封止樹脂５２を収容するための空間を有する。
【００３１】
加熱部２３は、容器２２，３３がセットされる凹状のキャビティ部を有する。加熱部２３は、容器２２，３３をセットするための上記キャビティ部が設けられた金属製のブロック２３Ａと、当該ブロック２３Ａの底面近傍に設けられた複数の（２つの）ヒータ２３Ｂと、を有する。ヒータ２３Ｂは、カートリッジヒータであり、容器２２，３３を加熱する。これにより、容器２２，３３に収容された樹脂５１，５２が加熱される。
【００３２】
駆動部２４は、容器２２，３３を上下方向に移動させる駆動力を発生させる駆動源として機能する部分であり、モータ２４Ａと、昇降部２４Ｂと、を有する。モータ２４Ａは、制御部２５に接続され、当該制御部２５により動作が制御される。昇降部２４Ｂは、ブロック２３Ａの下部にその一端部が接続されており、モータ２４Ａの駆動によって上下方向の長さ（モータ２４Ａからの突出長さ）を変更するように構成されている。昇降部２４Ｂは、モータ２４Ａの駆動によって上下方向の長さを変更することにより、容器２２を昇降させる（図２）。これにより、固定部２１に固定された中空糸膜１０の一端部１１（下端部）を容器２２内の樹脂５１に浸漬させることができる（図２）。即ち、昇降部２４Ｂは、一端部１１が容器２２の上方に位置する第１のポジション（図１）と、一端部１１が容器２２内に位置する第２のポジション（図２）との間で、容器２２を上下移動させることができる。
【００３３】
制御部２５は、モータ２４Ａと、検知部２５Ａと、ヒータ２３Ｂと、に接続されている。検知部２５Ａは、ブロック２３Ａの底面近傍に設けられており、容器２２の昇降中においてモータ２４Ａに加わる負荷を検知する。検知部２５Ａは、例えばロードセル圧力センサなどによって構成されている。
【００３４】
制御部２５は、容器２２が昇降するようにモータ２４Ａの動作を制御する。制御部２５には、容器２２の昇降中にモータ２４Ａに加わる負荷の情報が検知部２５Ａより入力され、制御部２５はこれに基づいてモータ２４Ａの動作を制御する。より具体的には、制御部２５は、モータ２４Ａに加わる負荷の閾値が記憶された記憶部（図示しない）を有し、検知部２５Ａにより検知された負荷が当該閾値を超えたときにモータ２４Ａの動作を停止させる制御を実行する。なお、本実施形態のように圧力センサを用いた負荷検知によりモータ２４Ａの動作を停止させる場合に限定されず、検知部としてトルクリミッタあるいはモータ２４Ａの電流値を代わりに用いることでモータ２４Ａの動作を停止させる構成でもよい。
【００３５】
制御部２５には、容器２２，３３に設けられた温度センサ（図示しない）による検知結果が入力される。制御部２５は、当該温度センサによる検知結果と温度設定値とを比較し、これらの差に基づいてヒータ２３Ｂの出力制御を行う。
【００３６】
［中空糸膜エレメントの製造方法］
次に、上記製造装置２を用いて実施される本実施形態に係る中空糸膜エレメントの製造方法の手順について、図５に示すフローチャートに沿って説明する。
【００３７】
まず、中空糸膜１０の一端部１１を目止めする工程が実施される（図５：Ｓ１０）。この工程Ｓ１０では、まず、複数本（１７００〜２５００本）の中空糸膜１０が準備され、その一端部１１側が切断される。中空糸膜１０は、外径が１〜２ｍｍの中空構造を有し、その表面に無数の細孔（細孔径５μｍ以下）が形成されている。
【００３８】
次に、中空糸膜１０の一端部１１が、溶解したパラフィンなどの目止め剤の中に浸漬される。このとき、浸漬深さは１〜２ｍｍ程度とされ、浸漬時間は２０〜３０秒程度とされる。その後、浸漬された一端部１１が目止め剤から抜き取られ、中空糸膜１０が素早く手で解され、整束される。これにより、図６に示すように、中空糸膜１０の一端部１１側が目止め剤３１により目止めされる。
【００３９】
次に、中空糸膜１０を接着固定する工程が実施される（図５：Ｓ２０）。この工程Ｓ２０では、まず、上記工程Ｓ１０で目止めされた中空糸膜１０が、一端部１１側（目止めされた側）を下方に向けた状態で製造装置２の固定部２１に固定される（図１）。中空糸膜１０は、図１に示すように、一端部１１側の端面が上下方向に揃った状態で、かつ上下方向に延びる姿勢で把持部２１Ａにより把持される。
【００４０】
次に、２液の樹脂がディスペンサにより第１容器２２内に吐出され（約６０ｇ）、これらがミキサーにより混合される。これらの樹脂は、低粘度（約７８０ｃＰ）のウレタン樹脂である。これにより、第１容器２２内に２液混合された接着樹脂５１が収容される。そして、図１に示すように、接着樹脂５１が収容された第１容器２２が加熱部２３にセットされる。接着樹脂５１は、第１容器２２を介してヒータ２３Ｂにより加熱されることで、約５０℃に維持される。
【００４１】
次に、制御部２５によってモータ２４Ａを動作させることにより昇降部２４Ｂの上下方向の長さが大きくなり、第１容器２２が中空糸膜１０側に向かって上昇する（図２）。これにより、中空糸膜１０の一端部１１が接着樹脂５１の中に所定の深さで浸漬される（図７）。第１容器２２の上昇は５〜１０分間かけて行われ、また中空糸膜１０の浸漬深さは１４〜１６ｍｍ程度である。図７に示すように、接着樹脂５１は、目止め剤３１により中空糸膜１０の内部への侵入が抑制される一方で、中空糸膜１０の外面に沿って中空糸膜１０同士の隙間に侵入する。これにより、隣接する中空糸膜１０の隙間を接着樹脂５１により充填することができる。なお、本実施形態では、低粘度のウレタン樹脂が接着樹脂５１として用いられるため、中空糸膜１０間の隙間に接着樹脂５１を容易に侵入させることができる。
【００４２】
その後、第１容器２２の上昇を停止させ、約２０分間放置して接着樹脂５１を硬化させた後、中空糸膜１０が接着樹脂５１と共に第１容器２２から取り外される（図８）。そして、図８中破線に示すように、目止め剤３１よりも上側でかつ接着樹脂５１の上面５１Ｂよりも下側の位置において、中空糸膜１０が接着樹脂５１と共に水平に切断される。具体的には、一端部１１側の端面から約５ｍｍ上側の位置において中空糸膜１０が切断される。これにより、図９に示すように、中空糸膜１０の一端部１１が開口し、かつ中空糸膜１０同士の隙間が接着樹脂５１により塞がれた中空糸膜エレメント１が得られる。中空糸膜エレメント１は、一端部１１側から見たときに、中空糸膜１０間の全ての隙間が接着樹脂５１により塞がれ、かつ全ての中空糸膜１０の一端部１１が開口した状態となっている。図９に示すように、接着樹脂５１は、中空糸膜１０の一端部１１側の外面に接着され、その下面５１Ａが中空糸膜１０の端面１１Ａと揃っている。このようにして、工程Ｓ１０及び工程Ｓ２０により、一端部１１が開口すると共に当該一端部１１において接着樹脂５１（接着固定部）により束状に固定された複数の中空糸膜１０を有する中空糸膜エレメント１が準備される。
【００４３】
次に、中空糸膜エレメント１をセットする工程が実施される（図５：Ｓ３０）。この工程Ｓ３０では、図３に示すように、接着樹脂５１側を下方に向けた状態で中空糸膜エレメント１が固定部２１に固定される。この時、接着樹脂５１と固定部２１（把持部２１Ａ）とが当接するように固定することで、上方向に上がろうとする力が働いても、中空糸膜エレメント１は外れない。
【００４４】
次に、封止樹脂を容器に収容する工程が実施される（図５：Ｓ４０）。この工程Ｓ４０では、まず、第２容器３３が準備される（図１０）。第２容器３３は、側壁３３Ｂの内側において封止樹脂５２（封止剤）を収容するための空間Ｓを有する。第２容器３３の内径Ｗ２は、中空糸膜エレメント１の外径Ｗ１（図９）と同じ又は僅かに大きく設計されている。第２容器３３の側部内面には、底面から所定の高さ位置においてシール部材３４が装着されている。シール部材３４としては、Ｏ（オー）リングなどを用いることができる。
【００４５】
次に、第２容器３３内に封止樹脂５２が充填される。具体的には、２液の樹脂がディスペンサにより第２容器３３内に吐出され（約４０ｇ）、これらがミキサーにより混合される。これらの樹脂は、上記接着樹脂５１の場合と同様に、低粘度（約７８０ｃＰ）のウレタン樹脂であり、流動性を有する。このとき、図１０に示すように、封止樹脂５２の上面がシール部材３４よりも下側（底面側）に位置するように吐出量が調整される。このようにして、封止樹脂５２が第２容器３３に充填され、当該第２容器３３が加熱部２３にセットされる（図３）。封止樹脂５２は、第２容器３３を介してヒータ２４Ｂにより加熱されることで、約４５℃に維持される。
【００４６】
封止樹脂５２は、加熱によって粘度が変化（上昇）する熱硬化性樹脂であることが好ましく、ウレタン樹脂以外にもエポキシ樹脂などを用いることもできる。またウレタン樹脂やエポキシ樹脂などにも限られず、シール材、ポッティング材等を用いることもできる。なお、第２容器３３に吐出された直後の封止樹脂５２の粘度は、後記の工程Ｓ５０において中空糸膜１０内に封止樹脂５２を容易に充填する観点から、１２００ｃＰ以下に調整されることが好ましい。
【００４７】
次に、中空糸膜１０内に封止樹脂５２を充填する工程が実施される（図５：Ｓ５０）。この工程Ｓ５０では、まず、制御部２５によってモータ２４Ａを動作させることにより、第２容器３３が中空糸膜エレメント１側に向かって上昇する（図４）。これにより、図１１に示すように、中空糸膜エレメント１の端部１Ａが第２容器３３の空間Ｓ内に挿入される。このとき、接着樹脂５１の側面５１Ｃは、第２容器３３の側部内面に対して摺接する。
【００４８】
そして、図１２に示すように、中空糸膜エレメント１の位置が固定された状態で第２容器３３がさらに上昇し、中空糸膜１０の一端部１１が封止樹脂５２の中に浸漬される。このとき、中空糸膜エレメント１の端部１Ａによって封止樹脂５２の表面が押圧されることにより、第２容器３３内の封止樹脂５２が一端部１１側から中空糸膜１０の内部に充填される。より具体的には、各中空糸膜１０の一端部１１側の端面１１Ａ（下端面）及び接着樹脂５１の下面５１Ａによって封止樹脂５２の表面全体が押圧されることにより、封止樹脂５２が中空糸膜１０内に圧入される。このように、本実施形態では、中空糸膜１０の一端部１１と封止樹脂５２とが互いに接近するように第２容器３３を上昇移動させることにより、封止樹脂５２が中空糸膜エレメント１の端部１Ａにより直接押圧され、中空糸膜１０内への封止樹脂５２の充填が行われる。別の観点から説明すると、第２容器３３を上昇させることにより、封止樹脂５２が収容された空間Ｓが中空糸膜エレメント１により徐々に縮小され、当該空間Ｓから追い出された封止樹脂５２が中空糸膜１０内に押し出される。このとき、第２容器３３を中空糸膜エレメント１に対して相対的に移動させるための駆動力が、封止樹脂５２を押圧する力として利用される。
【００４９】
第２容器３３は、上述のような封止樹脂５２の押圧を効率的に行うため、中空糸膜エレメント１の側面５１Ｃに沿うように側壁３３Ｂが底壁３３Ａに対して略垂直に立設されており、当該側壁３３Ｂによって取り囲まれる容器開口部の面積が中空糸膜エレメント１の端部１Ａ側の面積と同じ又は僅かに大きくなっている。これにより、中空糸膜エレメント１の端部１Ａを第２容器３３の開口部に容易に挿入することができると共に第２容器３３との間に大きな隙間が形成されるのが抑制され、かつ側面５１Ｃを第２容器３３の側部内面と摺接させながら滑らかに上昇させることができる。これによって、封止樹脂５２の押圧を効率的に行うことができる。
【００５０】
この工程Ｓ５０では、図１２に示すように、中空糸膜エレメント１と第２容器３３との隙間がシール部材３４によりシールされつつ、第２容器３３が上昇する。より具体的には、接着樹脂５１の側面５１Ｃと第２容器３３の側部内面との隙間がシール部材３４によってシールされる。これにより、中空糸膜エレメント１の端部１Ａにより押圧された封止樹脂５２が、接着樹脂５１の側面５１Ｃと第２容器３３の側部内面との隙間に入り込むことが抑制される。また側壁３３Ｂの高さは接着樹脂５１の高さよりも大きくなっており、これにより封止樹脂５２が上記隙間に入り込んだ場合でも第２容器３３の外へ溢れることが防止できる。
【００５１】
その後、第２容器３３がさらに上昇し、第２容器３３内の封止樹脂５２が全て中空糸膜１０内に充填され、中空糸膜１０の端面１１Ａ及び接着樹脂５１の下面５１Ａが第２容器３３の底面に当接する（図１３）。第２容器３３の上昇中、接着樹脂５１の端部側の上面５１Ｂは所定の押圧手段により押圧され（図１１中矢印）、また検知部２５Ａによりモータ２４Ａに加わる負荷が検知される。図１３に示すように、中空糸膜１０の端面１１Ａが第２容器３３の底面に当接すると、モータ２４Ａの負荷が閾値を超える。これに基づいて、制御部２５はモータ２４Ａの動作を停止させ、これにより第２容器３３の上昇が停止する。このように、本実施形態では、モータ２４Ａに加わる負荷が検知され、当該負荷に基づいて第２容器３３の停止位置が決定される。以上のようにして、中空糸膜１０内への封止樹脂５２の充填が完了する。なお、第２容器３３内に封止樹脂５２を準備してから封止樹脂５２の充填が完了するまでに要する時間は、約５〜１０分である。
【００５２】
ここで、上記工程Ｓ５０における封止樹脂５２の粘度制御について、図１５を参照して説明する。図１５は、封止樹脂５２の粘度変化を示したグラフであり、横軸は時間を示し、縦軸は粘度（ｃＰ）を示している。
【００５３】
まず、中空糸膜１０内への封止樹脂５２の充填が開始される前の第１段階（図１１）では、ヒータ２３Ｂにより封止樹脂５２の加熱が開始され、封止樹脂５２の粘度が上昇する。具体的には、第２容器３３への充填時（図１５：Ｔ１）には封止樹脂５２の粘度が約７８０ｃＰであったのに対し、中空糸膜１０内へ充填が開始される直前（図１５：Ｔ２）には約１２００ｃＰにまで上昇する。
【００５４】
次に、中空糸膜１０内への封止樹脂５２の充填が開始され、かつ中空糸膜１０内の封止樹脂５２の上面が接着樹脂５１の上面５１Ｂと同じ高さ位置に達するまでの第２段階（図１２）では、制御部２５によってヒータ２３Ｂの出力がさらに高く設定され、封止樹脂５２の粘度がさらに上昇する。この時点（図１５：Ｔ３）では、封止樹脂５２の粘度は約４０００ｃＰにまで上昇する。
【００５５】
さらに、中空糸膜１０内の封止樹脂５２の上面が接着樹脂５１の上面５１Ｂを超え、中空糸膜１０内への封止樹脂５２の充填が完了するまでの第３段階（図１３）では、制御部２５によってヒータ２３Ｂの出力がさらに高く設定され、封止樹脂５２の粘度がさらに上昇する。封止樹脂５２の充填完了の時点（図１５：Ｔ４）では、粘度は約１００００ｃＰにまで上昇する。
【００５６】
図１３に示すように、第３段階では、中空糸膜１０において接着樹脂５１により外面被覆されない領域にまで封止樹脂５２が充填される。本実施形態では、第１及び第２段階において封止樹脂５２が段階的に加熱されることで粘度が上昇し、第２段階の完了時点（図１５：Ｔ３）において粘度が約４０００ｃＰにまで達している。このため、中空糸膜１０において接着樹脂５１により外面被覆されない部分から封止樹脂５２が外へ浸み出すことを抑制することができる。
【００５７】
次に、中空糸膜１０内に充填された封止樹脂５２を固化させる工程が実施される（図５：Ｓ６０）。この工程Ｓ６０では、第２容器３３の上昇を停止させた後、制御部２５によってヒータ２３Ｂの出力が上記工程Ｓ５０よりもさらに高く設定される。これにより、中空糸膜１０内に充填された封止樹脂５２が加熱されることで粘度がさらに上昇し、封止剤５２の固化が促進される。なお、第２容器３３内に封止樹脂５２を準備してから中空糸膜１０内に充填し、封止剤５２の固化が完了するまでに要する時間は、２５分程度である。
【００５８】
最後に、中空糸膜１０の端部を切断する工程が実施される（図５：Ｓ７０）。この工程Ｓ７０では、上記工程Ｓ６０において封止樹脂５２の固化が完了した後、中空糸膜エレメント１が第２容器３３から取り出される。そして、接着樹脂５１の上面５１Ｂよりも上側でかつ中空糸膜１０内の封止樹脂５２の上面よりも下側の位置において、中空糸膜１０が水平に切断される（図１３中破線に示す位置）。具体的には、接着樹脂５１の上面５１Ｂから５ｍｍ程度上側の位置において中空糸膜１０が切断される。これにより、図１４に示すように、各中空糸膜１０の一端部１１が封止樹脂５２により封止され、一端部１１が互いに離れた自由端となった中空糸膜エレメント１が得られる。中空糸膜１０内の封止樹脂５２の厚みＴは、中空糸膜１０内からの封止樹脂５２の脱落を防止する観点から、３ｍｍ以上であることが好ましい。中空糸膜エレメント１では、中空糸膜１０の外側面や端面１１Ａに封止樹脂５２が形成されておらず、膜同士の擦れによる樹脂の剥がれが生じない。以上の工程Ｓ１０〜Ｓ７０が実施されることにより中空糸膜エレメント１が作製され、本実施形態に係る中空糸膜エレメントの製造方法が完了する。
【００５９】
［作用効果］
次に、上記中空糸膜エレメントの製造方法の特徴及びその作用効果について説明する。
【００６０】
上記中空糸膜エレメントの製造方法は、一端部１１が開口すると共に一端部１１において接着樹脂５１により束状に固定された複数の中空糸膜１０を有する中空糸膜エレメント１を準備する工程Ｓ１０，Ｓ２０と、流動性のある封止樹脂５２を第２容器３３内に収容する工程Ｓ４０と、一端部１１と封止樹脂５２とが互いに接近するように第２容器３３を上昇させて、中空糸膜エレメント１の端部１Ａによって第２容器３３内の封止樹脂５２を押圧することにより、封止樹脂５２を中空糸膜１０内に充填する工程Ｓ５０と、中空糸膜１０内に充填された封止樹脂５２を固化させる工程Ｓ６０と、を備えている。
【００６１】
上記中空糸膜エレメントの製造方法では、中空糸膜エレメント１の端部１Ａによって封止樹脂５２を押圧することにより、中空糸膜１０内に封止樹脂５２を押し入れることができる。このため、毛細管現象やヘッド差を利用した方法に比べて、中空糸膜１０内に封止樹脂５２を充填する力が大きく、流動性が低い高粘度の封止樹脂５２を用いた場合でも容易に充填することができる。このように高粘度の封止樹脂５２を用いることにより、充填後においても中空糸膜１０の外へ封止樹脂５２が浸み出すことを抑制することができる。またこの方法では、中空糸膜エレメント１を固定した状態で第２容器３３を上昇させることによって中空糸膜１０内への封止樹脂５２の充填が行われるため、従来の遠心力を利用した方法に比べて簡単な装置構成を採用することが可能であり、装置コストの増加を抑制することができる。また封止樹脂５２を膜内に直接手で塗り込む方法と比べると、膜内への充填量を一定に保持することが可能であり、また充填作業を自動化することで作業効率を向上させることができる。
【００６２】
上記工程Ｓ６０では、ヒータ２３Ｂにより封止樹脂５２が加熱される。これにより、中空糸膜１０内に充填された封止樹脂５２の固化が促進され、封止樹脂５２の充填固化が完了した中空糸膜エレメント１を速やかに容器から取り出すことができる。つまり、上記工程Ｓ６０に要する時間をより短縮することができる。
【００６３】
上記工程Ｓ５０では、中空糸膜１０内への封止樹脂５２の充填が開始される前に、ヒータ２３Ｂにより封止樹脂５２の加熱が開始される。これにより、中空糸膜１０内への充填が開始される前に封止樹脂５２の粘度を予め上昇させることができるため、充填後において中空糸膜１０の外への封止樹脂５２の浸み出しをより確実に抑制することができる。
【００６４】
上記工程Ｓ５０では、中空糸膜エレメント１と第２容器３３との隙間をシール部材３４によりシールしつつ、第２容器３３を上昇移動させる。これにより、中空糸膜エレメント１と第２容器３３との隙間に封止樹脂５２が入り込むことが抑制され、中空糸膜１０内に封止樹脂５２をより確実に充填することができる。
【００６５】
上記工程Ｓ５０では、第２容器３３を上昇移動させる駆動力を発生させる駆動部２４（モータ２４Ａ）に加わる負荷を検知し、当該負荷に基づいて第２容器３３の上昇移動を停止させる。これにより、モータ２４Ａに加わる負荷が過大にならないタイミングで第２容器３３の上昇移動を停止させることができる。
【００６６】
上記工程Ｓ５０では、中空糸膜１０の一端部１１が第２容器３３の底面に接触するまで、第２容器３３を上昇させる。これにより、第２容器３３内に収容された封止樹脂５２の略全量を中空糸膜１０内に充填させることができる。このため、第２容器３３内に封止樹脂５２の余りが生じにくく、封止樹脂５２を有効に使うことができる。
【００６７】
［変形例］
次に、上記実施形態１の変形例について説明する。
【００６８】
この変形例では、容器２２，３３は、モータ２４Ａに加わる負荷に基づいて停止せず、予め定められた距離だけ上昇した後に停止する。この場合、まず中空糸膜１０が所定の決められた位置に固定され、その後容器２２，３３が定ストロークで動作する。具体的には、制御部２５には、複数の移動距離の情報が記憶され、ユーザがこれを選択することができる。制御部２５は、ユーザにより選択された移動距離に基づいてモータ２４Ａの動作を制御する。これにより、容器２２，３３は、選択された移動距離だけ上昇し、その後停止する。
【００６９】
これにより、モータ２４Ａに加わる負荷を検知しなくても、容器２２，３３の移動距離を確実に制御することができる。このように、容器２２，３３の移動距離を制御することで、樹脂５１，５２中への中空糸膜１０の浸漬深さを一定に保持することができる。
【００７０】
（実施形態２）
次に、本発明の実施形態２に係る中空糸膜エレメントの製造方法について説明する。実施形態２に係る中空糸膜エレメントの製造方法は、基本的には上記実施形態１と同様の工程により実施され、かつ同様の効果を奏する。しかし、実施形態２では、中空糸膜１０を樹脂５１，５２中に浸漬する際に、容器２２，３３を上昇させずに中空糸膜１０又は中空糸膜エレメント１を下降させる点で上記実施形態１と異なっている。
【００７１】
［中空糸膜モジュールの製造装置］
まず、実施形態２に係る中空糸膜エレメントの製造装置３の構成について、図１６〜図１９を参照して説明する。この製造装置３は、基本的に上記実施形態１の製造装置２（図１〜図４）と同様の構成を備えているが、駆動部２４により固定部２１が上下方向に移動可能となっている点で上記実施形態１と異なっている。
【００７２】
駆動部２４は、中空糸膜１０又は中空糸膜エレメント１を上下方向に移動させる駆動力を発生させる駆動源として機能する部分であり、モータ２４Ａと、昇降部２４Ｂと、を有する。昇降部２４Ｂは、支持部２１Ｂの下端に接続され、モータ２４Ａの駆動により上下方向の長さを変更可能に構成されている。これにより、固定部２１に固定される中空糸膜１０又は中空糸膜エレメント１を上下方向に移動させ、中空糸膜１０の一端部１１を樹脂５１，５２中に浸漬させることができる（図１７，１９）。
【００７３】
［中空糸膜エレメントの製造方法］
次に、上記製造装置３を用いて実施される実施形態２に係る中空糸膜エレメントの製造方法の手順について説明する。
【００７４】
まず、中空糸膜１０の一端部１１が目止めされる（図５：Ｓ１０）。次に、中空糸膜１０が固定部２１に固定されると共に、接着樹脂５１が収容された第１容器２２が加熱部２３にセットされる（図１６）。そして、制御部２５によってモータ２４Ａを動作させることにより、中空糸膜１０が第１容器２２側に向かって下降し、一端部１１が接着樹脂５１中に浸漬される（図１７）。そして、接着樹脂５１の固化が完了した後、中空糸膜１０が第１容器２２から取り出され、一端部１１が開口するように中空糸膜１０が水平に切断される（図８）。これにより、一端部１１が開口した複数の中空糸膜１０が一端部１１において接着樹脂５１により束状に固定された中空糸膜エレメント１が準備される（図５：Ｓ２０、図９）。
【００７５】
次に、中空糸膜エレメント１が固定部２１にセットされ（図５：Ｓ３０、図１８）、封止樹脂５２が収容された第２容器３３が加熱部２３にセットされる（図５：Ｓ４０、図１８）。次に、制御部２５によってモータ２４Ａを動作させることにより、中空糸膜１０の一端部１１と封止樹脂５２とが互いに接近するように、中空糸膜エレメント１が第２容器３３側へ向かって下降する。これにより、中空糸膜エレメント１が第２容器３３内に挿入され、中空糸膜１０の一端部１１が封止樹脂５２中に浸漬される（図１９）。このとき、上記実施形態１と同様に、第２容器３３内の封止樹脂５２が中空糸膜エレメント１の端部１Ａによって押圧されることにより、中空糸膜１０内に封止樹脂５２が充填される（図５：Ｓ５０）。
【００７６】
この工程Ｓ５０では、中空糸膜エレメント１の側部と第２容器３３の側部内面との隙間をシールしつつ、中空糸膜エレメント１を下降させる。また、中空糸膜１０の一端部１１が第２容器３３の底面に接触するまで、中空糸膜エレメント１を下降させる。また下降中においてモータ２４Ａに加わる負荷を検知し、一端部１１と第２容器３３の底面とが接触してモータ２４Ａの負荷が閾値を超えたタイミングで、中空糸膜エレメント１の下降を停止させる。
【００７７】
その後、中空糸膜１０内に充填された封止樹脂５２がヒータ２３Ｂの加熱により固化され（図５：Ｓ６０）、その後、中空糸膜エレメント１が第２容器３３から取り出される。そして、各中空糸膜１０が互いに離れるように一端部１１が切断される（図５：Ｓ７０）。このようにして、上記実施形態１と同様に、各中空糸膜１０の一端部１１側が封止樹脂５２より封止された中空糸膜エレメント１が得られる。
【００７８】
［変形例］
次に、上記実施形態２の変形例について説明する。
【００７９】
この変形例では、中空糸膜エレメント１は、モータ２４Ａに加わる負荷に基づいて停止せず、予め定められた距離だけ下降した後に停止する。この場合、まず中空糸膜エレメント１が所定の決められた位置に固定され、その後定ストロークで動作する。具体的には、制御部２５には、複数の移動距離の情報が記憶され、ユーザがこれを選択することができる。制御部２５は、ユーザにより選択された移動距離に基づいてモータ２４Ａの動作を制御する。これにより、中空糸膜エレメント１は、選択された移動距離だけ下降し、その後停止する。
【００８０】
これにより、モータ２４Ａに加わる負荷を検知しなくても、中空糸膜エレメント１の移動距離を確実に制御することができる。このように、中空糸膜エレメント１の移動距離を制御することで、封止樹脂５２中への浸漬深さを一定に保持することができる。
【００８１】
（その他の変形例）
最後に、上記実施形態１，２のその他の変形例について説明する。
【００８２】
上記実施形態１，２のように、中空糸膜エレメント１及び第２容器３３のいずれか一方を移動させる態様に限定されず、中空糸膜エレメント１及び第２容器３３の両方を互いに接近させるように移動させてもよい。つまり、第２容器３３を上昇させると共に、中空糸膜エレメント１を下降させてもよい。
【００８３】
上記実施形態１，２のように、中空糸膜１０の一端部１１が第２容器３３の底面に接触し、第２容器３３内の封止樹脂５２の略全量が中空糸膜１０内に充填される場合に限定されず、一端部１１が第２容器３３の底面に接触する前に中空糸膜エレメント１と第２容器３３との相対移動が停止され、第２容器３３内に封止樹脂５２が残存してもよい。
【００８４】
上記実施形態１，２において、封止樹脂５２を固化させる工程Ｓ６０では、封止樹脂５２を加熱により固化させる態様に限定されず、自然乾燥により封止樹脂５２を固化させる態様でもよい。
【００８５】
上記実施形態１，２において、封止樹脂５２を充填する工程Ｓ５０では、中空糸膜１０内への封止樹脂５２の充填開始前において封止樹脂５２の加熱が行われなくてもよい。
【００８６】
上記実施形態１，２において、第２容器３３の側部内面にシール部材３４が装着されなくてもよい。
【００８７】
今回開示された実施形態及びその変形例は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと解されるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなくて特許請求の範囲により示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００８８】
１  中空糸膜エレメント、１Ａ  端部、１０  中空糸膜、１１  一端部、３３  第２容器（容器）、５１  接着樹脂（接着固定部）、２４  駆動部、５２  封止樹脂（封止剤）
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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