(57)【要約】【課題】離型剤に起因する問題を生じさせず、硬化後の注型樹脂の損傷を防ぐことができる中空糸膜モジュールの製造方法を提供する。【解決手段】複数本の中空糸膜の束(1)の少なくとも一端を注型樹脂(2)により封止する中空糸膜モジュールの製造方法において、注型容器(4)の内側に中空糸膜の束(1)の一端を挿入し、注型容器(4)に注型樹脂(2)を注入して注型樹脂(2)を硬化させることによって、中空糸膜の束(1)の一端を封止し、硬化後の注型樹脂(2)を注型容器(4)と共に所定の位置で切断する工程を含み、注型容器(4)が、注型樹脂(2)と同種の樹脂成分で形成されていることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数本の中空糸膜の束の少なくとも一端を注型樹脂により封止する中空糸膜モジュールの製造方法において、
注型容器の内側に前記中空糸膜の束の一端を挿入し、前記注型容器に前記注型樹脂を注入して前記注型樹脂を硬化させることによって、前記中空糸膜の束の一端を封止し、硬化後の前記注型樹脂を前記注型容器と共に所定の位置で切断する工程を含み、
前記注型容器が、前記注型樹脂と同種の樹脂成分で形成されてい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】
前記注型樹脂は、ウレタン樹脂及びエポキシ樹脂の少なくとも一方を主成分とする請求項１に記載の中空糸膜モジュールの製造方法。
【請求項３】
前記注型容器は、角型の注型容器である請求項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】
前記注型容器の内側に挿入された前記中空糸膜の束の一端が、閉塞されている請求項１〜３のいずれか１項に記載の中空糸膜モジュールの製造方法。
【請求項５】
前記注型樹脂を注入する方法が、ポッティング法又は遠心注型法である請求項１〜４のいずれか１項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、複数本の中空糸膜の束の少なくとも一端を注型樹脂により封止する中空糸膜モジュールの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、血液透析や海水淡水化には、中空糸膜などを用いた膜分離技術が利用されている。中空糸膜を用いた中空糸膜モジュールには、中空糸膜の両端が開口しつつ封止樹脂を介してケースに保持されているものや、中空糸膜の一端が開口しつつ封止樹脂を介してケースに保持され、中空糸膜の他端が閉塞されて、自由状態又は封止樹脂を介してケースに保持されているものなどがある。
【０００３】
このような中空糸膜モジュールの製造方法としては、筒状ケースに複数本の中空糸膜の束（中空糸膜束）を収納した後、その筒状ケースの両端に注型容器を装着し、各注型容器に注型樹脂（封止樹脂）を注入して中空糸膜束の端部の中空糸膜間を接着固定する製造方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
上記のように、中空糸膜を注型樹脂で固定する場合、硬化後の注型樹脂（以下、注型樹脂部ともいう）と注型容器を分離する作業が必要となる。注型樹脂は主にウレタン樹脂やエポキシ樹脂を主成分とするため、注型容器と注型樹脂部が強固に接着する。そのため注型樹脂部を損傷させることなく注型容器と注型樹脂部を分離することは非常に困難であり、様々な製造方法が検討されてきた。
【０００５】
その一つとして、注型容器と注型樹脂部を容易に分離するために、予め注型容器内面にシリコングリースやフッ素系グリースのような離型剤を塗布する方法が挙げられる。また、シリコンやフッ素樹脂、ポリプロピレン、ポリエチレンなどの離型性に優れた材質で構成された注型容器を用いることで、注型容器の離型性を向上させる方法もある（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−４９９８６号公報
【特許文献２】実公平２−３６５７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、離型剤を用いる方法では、塗布した離型剤が注型樹脂の注入に伴い移動し、筒状ケース内壁部の中空糸膜束が注型樹脂で固定される接着界面に侵入し、該接着界面の接着力を低下させる場合があるため、離型剤を塗布する際に注意が必要となる。また、離型剤と注型樹脂が混ざり変色して外観上問題が発生したり、注型樹脂自身の硬化不良を起こしたりすることも考えられる。
【０００８】
また、離型性に優れた材質で構成された注型容器を用いる場合も、注型容器を繰り返し使用することで離型性が低下し、注型容器と注型樹脂部を分離する際に注型樹脂部が割れてしまう場合がある。このため、一定使用回数毎に注型容器を交換する必要があるので、コストが大きくなるという問題がある。
【０００９】
本発明の目的は、離型剤に起因する問題を生じさせず、硬化後の注型樹脂の損傷を防ぐことができる中空糸膜モジュールの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の中空糸膜モジュールの製造方法は、複数本の中空糸膜の束の少なくとも一端を注型樹脂により封止する中空糸膜モジュールの製造方法において、注型容器の内側に前記中空糸膜の束の一端を挿入し、前記注型容器に前記注型樹脂を注入して前記注型樹脂を硬化させることによって、前記中空糸膜の束の一端を封止し、硬化後の前記注型樹脂を前記注型容器と共に所定の位置で切断する工程を含み、前記注型容器が、前記注型樹脂と同種の樹脂成分で形成されていることを特徴とする。
【００１１】
本発明の中空糸膜モジュールの製造方法では、注型容器が注型樹脂と同種の樹脂成分で形成されているため、注型容器と硬化後の注型樹脂（注型樹脂部）とが強固に接着する上、同種の樹脂成分によって物性や外観などが近づくため、注型容器と注型樹脂部とを一体化させることができる。その結果、注型容器と注型樹脂部を分離する必要がなくなる。これにより、離型剤が不要となるので、離型剤の流動や離型剤と注型樹脂との混合等に起因する問題が発生せず、安定した製造が可能となる。また、注型容器と注型樹脂部を分離する必要がなくなるため、注型樹脂部の損傷を防ぐことができる。なお、「同種の樹脂成分で形成されている」とは、注型容器の樹脂成分と注型樹脂の樹脂成分とが厳密に一致している場合に限られず、一体性が確保できる程度であればよい。例えば注型容器を構成する樹脂の５０重量％以上が、注型樹脂と同一の樹脂成分であればよい。
【００１２】
本発明の製造方法では、前記注型樹脂は、ウレタン樹脂及びエポキシ樹脂の少なくとも一方を主成分とすることが好ましい。中空糸膜束の一端を確実に封止できるからである。ここで、「主成分」とは、注型樹脂に５０重量％以上含まれる成分をいう。
【００１３】
本発明の製造方法では、前記注型容器は、角型の注型容器であることが好ましい。例えば、得られた中空糸膜モジュールを床面に静置する際、角型の注型容器を使用していると、該床面に注型容器の側面が接するように静置することによって、該床面上で転がることなく安定して静置することができる。なお、上記「角型の注型容器」の底面は、四角形に限定されず、三角形、五角形、六角形等の多角形であってもよい。また、正多角形でなくてもよく、例えば各辺の長さが相違する多角形であってもよい。
【００１４】
本発明の製造方法では、前記注型容器の内側に挿入された前記中空糸膜の束の一端が、閉塞されていてもよい。注型樹脂を注入する際に、中空糸膜の中空糸内部に注型樹脂が侵入して最終製品の中空糸膜束の端部が閉塞することを防止できるからである。挿入する中空糸膜束の一端を閉塞する方法については、特に限定されず、例えばエポキシ樹脂、ウレタン樹脂等の封止樹脂やパテ等により、中空糸膜束の一端を目止めすればよい。
【００１５】
本発明の製造方法では、前記注型樹脂を注入する方法が、ポッティング法又は遠心注型法であることが好ましい。注型樹脂を容易に注入することができるからである。特に、遠心注型法の場合は、注型容器の内側の隅々まで確実に注型樹脂を注入できるため好ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。図１Ａ〜Ｃは、本発明の中空糸膜モジュールの製造方法の一例を示す工程別断面図である。
【００１７】
本発明の中空糸膜モジュールの製造方法は、中空糸膜の両端が開口して注型樹脂により封止されたタイプと、中空糸膜の一端のみが開口して注型樹脂により封止されたタイプの両者に適用可能である。図１Ａ〜Ｃに示す例では、中空糸膜束１の一端を注型樹脂２により封止する工程について説明する。なお、図１Ａ〜Ｃにおいては、中空糸膜束１の他端はエポキシ樹脂等の封止樹脂３により固定されている。
【００１８】
中空糸膜束１に使用される中空糸膜としては、精密ろ過膜、限外ろ過膜、逆浸透膜、透析膜などが挙げられ、その用途や製法に応じた、孔径、外径、長さのものが使用できる。
【００１９】
本発明では、図１Ａに示すように、注型容器４の内側に中空糸膜束１の一端を挿入した後、図１Ｂに示すように、注型容器４に注型樹脂２を注入して、この注型樹脂２を硬化させることによって、中空糸膜束１の一端を封止する。そして、図１Ｃに示すように、注型樹脂部５（硬化後の注型樹脂２）を注型容器４と共に所定の位置で切断する。これによって、切断面ＣＳにおいて、中空糸膜束１の一端が開口しつつ注型樹脂２により封止される。なお、注型容器４に注型樹脂２を注入した後で、中空糸膜束１の一端を注型容器４に挿入してもよい。
【００２０】
注型樹脂２としては、中空糸膜束１が封止可能な材料であれば何れでもよいが、特に、ウレタン樹脂及びエポキシ樹脂の少なくとも一方を主成分とすることが好ましい。中空糸膜束１の一端を確実に封止できるからである。
【００２１】
注型樹脂２の注入方法は特に限定されないが、例えば、樹脂注入ホース（図示省略）等を用いて、注型樹脂２を注型容器４の中にポッティングする方法や、後述する遠心注型法等を用いることができる。なお、注型樹脂２の注入量は、中空糸膜束１の一端を封止し、かつ注型容器４から溢れ出ない程度であればよく、特に限定されない。
【００２２】
注型樹脂２の硬化は、反応硬化性樹脂の硬化反応によるものでも、溶融した熱可塑性樹脂の冷却による硬化でもよい。硬化の際の条件は、使用する注型樹脂２に応じて適宜設定することができる。
【００２３】
本発明では、注型容器４が、注型樹脂２と同種の樹脂成分で形成されている。そのため、注型容器４と注型樹脂部５とが強固に接着する上、同種の樹脂成分によって物性や外観などが近づくため、注型容器４と注型樹脂部５とを一体化させることができる。その結果、注型容器４と注型樹脂部５を分離する必要がなくなる。これにより、離型剤が不要となるので、離型剤の流動や離型剤と注型樹脂２との混合等に起因する問題が発生せず、安定した製造が可能となる。また、注型容器４と注型樹脂部５を分離する必要がなくなるため、注型樹脂部５の損傷を防ぐことができる。
【００２４】
また、本発明では、注型容器４に直接注型樹脂２を注入して、注型容器４と注型樹脂部５を一体化させるため、製造工程が簡略化する。また、注型樹脂部５が、予め作製された注型容器４で覆われているため、寸法精度に優れたモジュールを提供できる。更に、注型の際、従来法に比べて注型容器４に使用された樹脂の分だけ注入する注型樹脂２の量が減るため、注型樹脂２の硬化反応に伴う発熱を抑えることができる。よって、硬化反応時の中空糸膜束１の変形や注型樹脂部５の変形を抑えることができる。
【００２５】
注型容器４の作製方法は、注型樹脂２と同種の樹脂成分で形成する限りにおいて、特に限定されないが、例えば樹脂製パイプを樹脂製底板に接着する方法や、射出成型、モールド成型、注型成型などで一体成型する方法が例示できる。
【００２６】
注型容器４としては、角型の注型容器を使用することが好ましい。これにより、得られた中空糸膜モジュールを床面に静置する際、注型容器４の側面が床面に接するように静置することによって、該床面上で転がることなく安定して静置することができる。
【００２７】
注型容器４の側部や底部の厚みは、切断性と成型性等を考慮して設定すればよく、例えば０．５〜３ｍｍ程度である。また、注型の際、注型容器４の内側面と中空糸膜束１との距離Ｌ（図１Ａ参照）は、中空糸膜束１を封止できる限り特に限定されないが、例えば１〜１０ｍｍ程度である。また、注型容器４の深さＤ（図１Ａ参照）についても、中空糸膜束１を封止できる限り特に限定されないが、例えば５０〜１５０ｍｍ程度である。
【００２８】
本発明では、注型容器４の内側に挿入された中空糸膜束１の一端が、閉塞されていてもよい。注型樹脂２を注入する際に、中空糸膜の中空糸内部に注型樹脂２が侵入して最終製品の中空糸膜束１の端部が閉塞することを防止できるからである。
【００２９】
本発明では、図１Ｃに示すように、注型樹脂部５を注型容器４と共に所定の位置で切断するが、切断する位置は、中空糸膜束１の端部が開口しつつ封止（接着）されている位置であれば、注型樹脂部５の何れの部分を注型容器４と共に切断してもよい。切断する方法は、使用する注型樹脂などに応じて適宜選択すればよいが、チップリー等により切断すると、切断面ＣＳが揃うため好ましい。なお、このように封止された中空糸膜束１は、通常、製品ケース（図示省略）に収容されるが、上記切断は、中空糸膜束１が製品ケースに収容される前に行ってもよく、収容された後に行ってもよい。あるいは、製品ケースに中空糸膜束１を収納した後で注型し、その後、上記切断を行ってもよい。
【００３０】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態には限定されない。例えば、上記実施形態では、他端がエポキシ樹脂等の封止樹脂により固定されている中空糸膜束を用いる例を示したが、本発明の製造方法は、図２に示すように、中空糸膜束１をＵ字状に曲げて、その両端を注型容器４に挿入して注型する場合や、図３に示すように、中空糸膜束１の両端をそれぞれ注型容器４に挿入し、各注型容器４に遠心注型法により注型樹脂２を注入する場合にも適用できる。図３に示す例の場合は、遠心注型機（図示省略）等を用いて、回転軸Ｚの回りに全体を回転させることによって遠心力を付与することにより、注型樹脂２を各注型容器４の内側の隅々まで確実に注入することができる。
【００３１】
また、上記実施形態では、注型樹脂を１種類のみ注入する例を示したが、本発明は、２種類以上の注型樹脂を注入する製造方法にも適用することができる。その場合、最初の注型樹脂を注入した後、必要により硬化させ、その後追加して次の注型樹脂を注入すればよい。
【００３２】
また、図４Ａに示すように、注型容器４として、エポキシ樹脂等からなる筒状体４ａと、ポリエチレン等からなる袋状体４ｂとからなる容器を用いてもよい。図４Ａに示す例では、筒状体４ａの下端と袋状体４ｂの開口とがテープ（不図示）等により固定されている。この場合、図４Ａに示すように、まず注型容器４の底部に注型樹脂２を注入した後、この注型樹脂２の表層部分に中空糸膜束１の一端を挿入する。そして、金属等からなる板６等を用いて、注型樹脂２を袋状体４ｂと共に筒状体４ａの開口側へ押し込んだ後、注型樹脂２を硬化させることによって、図４Ｂに示すように、中空糸膜束１の一端を封止することができる。この方法では、注型容器４の底から注型樹脂２を押し込むため、注型樹脂２を注型容器４の内側の隅々まで確実に注入することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】Ａ〜Ｃは、本発明の中空糸膜モジュールの製造方法の一例を示す工程別断面図である。
【図２】本発明の中空糸膜モジュールの製造方法の他の例において、一工程を示す断面図である。
【図３】本発明の中空糸膜モジュールの製造方法の他の例において、一工程を示す断面図である。
【図４】Ａ，Ｂは、本発明の中空糸膜モジュールの製造方法の他の例を示す工程別断面図である。
【符号の説明】
【００３４】
１  中空糸膜束
２  注型樹脂
３  封止樹脂
４  注型容器
４ａ  筒状体
４ｂ  袋状体
５  注型樹脂部
６  板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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