(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空糸膜の側部を中空糸膜の構成素材の融点以上の温度に加熱して中空糸膜の側部に筋状の溶融部を形成し、しかる後該中空糸膜を、円周方向に平行に穿設された多数の溝を有する溝付き円筒形ドラム表面の溝に挿通し、溝付き円筒形ドラム上で隣り合う中空糸膜同士の溶融部を融着させて接合し、形成された中空糸膜配列筒状体をドラムの中心軸と平行に切り開くことを特徴とする中空糸膜シート状物の製造方法。
【請求項２】
中空糸膜の側部に接着剤を中空糸膜の長手方向に筋状に付与し、しかる後該中空糸膜を、円周方向に平行に穿設された多数の溝を有する溝付き円筒形ドラム表面の溝に挿通し、溝付き円筒形ドラム上で隣り合う中空糸膜同士を中空糸膜側部の接着剤により接合し、形成された中空糸膜配列筒状体をドラムの中心軸と平行に切り開くことを特徴とする中空糸膜シート状物の製造方法。
【請求項３】
前記溝付き円筒形ドラム表面の多数の溝が螺旋状に連続している請求項１又は２に記載の中空糸膜シート状物の製造方法。
【請求項４】
多数本の中空糸膜がシート状に配列されると共に、隣り合う中空糸膜同士の少なくとも一部が、中空糸膜外周部で糸状接着剤により接合されている中空糸膜シート状物の両端部か、もしくは片端部をポッティング樹脂により固定すると共に、中空糸膜端部を集水管内で開口状態としたことを特徴とする中空糸膜モジュール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、河川水、し尿、下水、排水等の高汚濁水中に含まれる懸濁物質を濾過するための中空糸膜モジュールの作成に使用する中空糸膜シート状物及びこれを用いた中空糸膜モジュールに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、中空糸膜モジュールや平膜モジュールは、無菌水、飲料水、高純度水の製造や、空気の浄化といったいわゆる精密濾過の分野に多く使用されてきたが、近年、下水処理場における二次処理、三次処理や、浄化槽における固液分離、浄水場における河川水の直接濾過、工業用水道水の濾過、プール水の濾過等の高汚濁水処理用途に用いる検討が行われている。
【０００３】
高汚濁水濾過の分野で用いられている中空糸膜モジュールとしては、従来の精密濾過の分野に用いられてきた円筒形タイプの中空糸膜モジュールの他に、中空糸膜をシート状に配設した平型中空糸膜モジュール（特開平５−２２０３５６号、特開平６−７６４６号等）が用いられるようになってきている。
【０００４】
円筒形タイプの中空糸膜モジュールを用いて高汚濁水の濾過を行うと、濁質が中空糸膜表面に固着することにより中空糸膜の表面積が減少し、濾過流量の急激な低下が起こるが、平型中空糸膜モジュールを用いて吸引濾過を行う場合には、中空糸膜が高汚濁水中で揺動するので、断続的若しくは連続的にエアースクラビング洗浄を行いつつ濾過を行うことにより、長期に渡り濾過処理を行うことが可能である。また、必要に応じて逆圧通水による洗浄を併用することにより、更に洗浄効率を向上させることができる。
【０００５】
一方、濾過膜として平膜を用いた平膜モジュールにおいては、平膜を導水溝を有する平板の支持部材（不織布）を挟んで張り付けるか、或いは平膜を袋状としたものに、支持部材を内包させた構造を有しており、前述したエアースクラビング洗浄により、濾過機能を維持させて使用されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
平型中空糸膜モジュールは、同体積でも平膜モジュールに比較して膜面積を大きく取ることができるという特徴を有している。しかしながら、平型中空糸膜モジュールにおいては、高汚濁水中に含まれる糸状物、羽毛状物の中空糸膜への絡まりが起こりやすく、これらが中空糸膜に一旦絡まると、エアースクラビング洗浄を行っても中空糸膜から脱離しにくいために濾過機能の回復が小さくなるとともに、中空糸膜が切断されるといった不都合を引き起こすことがある。よって、高汚濁水中の糸状物や羽毛状物が中空糸膜に絡まらないように、これらを高汚濁水から除去するためのフィルター濾過、スクリーン濾過等の前処理が必要となっていた。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、この様な不都合に鑑みてなされたものであり、平膜モジュールに比較して透過速度が高く、かつ糸状物、羽毛状物が中空糸膜に絡みにくい、濾過寿命の長い中空糸膜モジュール及び中空糸膜モジュールを得るための中空糸膜シート状物の開発を目的とする。
【０００８】
即ち、本発明の要旨は、多数本の中空糸膜がシート状に配列されると共に、隣り合う中空糸膜同士の少なくとも一部が、中空糸膜外周部で接合されていることを特徴とする中空糸膜シート状物にある。中空糸膜外周部の全面積に占める接合部の面積の割合は少なくとも２％とすると、中空糸膜モジュールを作成し、汚濁水の濾過処理及びエアースクラビングを行った際に、糸状物等がモジュールに絡みにくく、高い濾過流量で濾過を行うことができ好ましい。
【０００９】
中空糸膜同士の接合部は熱融着により接合されていてもよい。また、中空糸膜同士が、糸状接着剤により接合されていてもよい。好ましくは、糸状接着剤が、接着成分と、接着成分を支持する支持成分とからなる糸状接着剤であると、接着成分による膜表面の閉塞面積が小さくなり好ましい。糸状接着剤が、接着成分からなる鞘部と、支持成分からなる糸状の芯部とからなる芯鞘構造を有していると、中空糸膜シート状物を構成する中空糸膜間の接着強度を高めることができる。糸状接着剤は、接着成分からなる海部と、支持成分からなる糸状の島部とからなる海島構造を有していてもよい。
【００１０】
また、少なくとも一本の補強体がシート状物中に配列されていると、作成したモジュールにエアースクラビングを行う際に、偏りのない洗浄を行うことができ好ましい。補強体は、中空糸膜より高い剛性を有する棒体を用いることが好ましい。また、中空糸膜同士及び／又は中空糸膜と補強体は、糸状接着剤により接合することが好ましい。
【００１１】
中空糸膜の側部を中空糸膜の構成素材の融点以上の温度に加熱して中空糸膜の側部に筋状の溶融部を形成し、しかる後該中空糸膜を、円周方向に平行に穿設された多数の溝を有する溝付き円筒形ドラム表面の溝に挿通し、溝付き円筒形ドラム上で隣り合う中空糸膜同士の溶融部を融着させて接合し、形成された中空糸膜配列筒状体をドラムの中心軸と平行に切り開くことをその要旨とする。
【００１２】
また、本発明の中空糸膜シート状物は、中空糸膜の側部に接着剤を中空糸膜の長手方向に筋状に付与し、しかる後該中空糸膜を、円周方向に平行に穿設された多数の溝を有する螺旋状溝付き円筒形ドラム表面の溝に挿通し、溝付き円筒形ドラム上で隣り合う中空糸膜同士を中空糸膜側部の接着剤により接合し、形成された中空糸膜配列筒状体をドラムの中心軸と平行に切り開くことをその要旨とする。接着剤を転写ロールにより中空糸膜に付与してもよい。
【００１３】
前記溝付き円筒形ドラム表面の多数の溝は螺旋状に連続していてもよい。
【００１６】
更に本発明の中空糸膜モジュールは、前記中空糸膜シート状物の両端部か、もしくは片端部をポッティング樹脂により固定すると共に、中空糸膜端部を集水管内で開口状態としたことをその要旨とするものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明を図面に従い説明する。図１は本発明の中空糸膜シート状物の斜視図であり、多数本の中空糸膜がシート状に配列されるとともに、隣り合う中空糸膜同士の少なくとも一部が、中空糸外周部で接合されてなる。この中空糸膜シート状物によれば、中空糸膜シート状物を用いて中空糸膜モジュールを作成し、高汚濁水の濾過処理を行うとともに、エアースクラビング洗浄を併用しても、相隣り合う中空糸膜同士が接着剤により接合されているため、中空糸膜間に糸状物、羽毛状物が絡まることがなく、濾過寿命の長い中空糸膜モジュールを得ることができる。
【００１８】
中空糸シート状物における接合部は、中空糸膜外周部の全表面積に占める接合部の面積の割合が、２〜２０％、好ましくは２〜４０％であることが好ましい。接合部の面積の割合が、２％未満となると糸状物、羽毛状物の絡まりを防止する効果が小さくなる傾向にあり好ましくない。また、この割合が４０％を越えると、濾過に供される中空糸膜の表面積が減少するため、中空糸膜モジュールの濾過量が低下する傾向にある。また、中空糸膜同士の接合部が中空糸膜の長さ方向に存在すると、柔軟な中空糸膜モジュールとなり、エアースクラビングを行う際に揺動しやすくなることから好ましい。
【００１９】
本発明の中空糸膜シート状物に用いる中空糸膜としては、セルロース系、ポリオレフィン系、ポリビニルアルコール系、ポリメチルメタクリレート系、ポリスルホン系等の中空糸膜を用いることができる。また、中空糸膜の孔径、空孔率、膜厚、外径等は、シート状物の使用目的に応じて適宜選択して中空糸膜を選定するがよい。更に、中空糸膜の表面特性としては、膜表面に親水性基を有する恒久親水性膜を用いることが好ましい。恒久親水化膜を用いることにより、有機物と中空糸膜表面との疎水性相互作用を減少させることができ、有機物の中空糸膜表面への吸着を低減させることができる。
【００２０】
図２は、本発明の中空糸膜シート状物の一例を示す断面模式図であり、隣り合う中空糸膜１同士が、中空糸膜の長さ方向に中空糸膜の外周部で接着剤２により接合されてなる。
【００２１】
図３は、本発明の中空糸膜シート状物の他の一例を示す断面図模式図であり、中空糸膜がその外周部で熱融着されることにより接合されてなる。
【００２２】
図４は、本発明の中空糸膜シート状物の他の一例を示す断面模式図であり、中空糸膜がシート状に配列されると共に、相隣り合う二本の中空糸膜同士が、糸状接着剤３を介して中空糸膜の長手方向に接合されてなる。
【００２３】
本形態例の糸状接着剤を構成する接着性の材料としては、中空糸膜素材の熱変形温度よりも融点の低い熱可塑性樹脂を用いることができ、例えばエチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂、エチレン−塩化ビニル共重合体、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂等の熱可塑性樹脂やこれらの熱可塑性樹脂の混合物が用いられる。これら熱可塑性樹脂を糸状に賦形した糸状接着剤を中空糸膜間に配設し、糸状接着剤を溶融させることにより中空糸膜間の接合を行う。
【００２４】
糸状接着剤の外径は、中空糸膜の外径の１／３〜１／１００の範囲内とすることが好ましい。糸状接着剤の外径が中空糸膜の外径の１／３を越えると、中空糸膜シート状物内に占める中空糸膜の本数が少なくなるとともに、中空糸膜の外表面の内、糸状接着剤により閉塞される面積が増加するため、シート状物を用いて中空糸膜モジュールを作製した場合の濾過性能が低下する傾向にある。また、糸状接着剤の外径が中空糸膜の外径の１／１００よりも小さいと、糸状接着剤による中空糸膜の接着力が低下するため、シート状物を用いて中空糸膜モジュールに組み立てる際や、高汚濁水中で中空糸膜モジュールの洗浄等を行う際に中空糸膜と糸状接着剤の接合部が外れやすくなる。更に好ましくは、糸状接着剤の外径を中空糸膜の外径の１／５〜１／３０とすると、接着力に優れ、中空糸膜モジュールとしたときの濾過性能に優れるシート状物とすることができる。
【００２５】
図５は、図４に示す糸状接着剤に代えて、接着成分を支持する支持成分からなる糸状の芯部５を内部に有し、その外周部に接着成分からなる鞘部６を有する芯鞘構造を有する糸状接着剤により、中空糸膜間を接合した中空糸膜シート状物の断面模式図である。糸状接着剤として、芯鞘構造を有する糸状接着剤を用いることにより、接着成分により閉塞される中空糸膜の表面積を低減させることができるので、中空糸膜モジュールを作成して濾過処理を行う際の透水量を増大させることができる。
【００２６】
芯鞘型糸状接着剤の、芯部を構成する材料としては、繊維状に賦形できるものであればよく、例えばセルロース系、ポリオレフィン系、ポリビニルアルコール系、ポリメチルメタクリレート系、ポリスルホン系、ポリアクリロニトリル系や、ポリアミド系、ポリ塩化ビニル系、ポリ酢酸ビニル系、及びこれらとエチレンとの共重合体からなるもの、或いはビスコース或いはアセテート等を用いることができる。
【００２７】
鞘部に用いる接着性の材料としては、例えばエチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂、エチレン−塩化ビニル共重合体、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂等の熱可塑性樹脂やこれらの熱可塑性樹脂の混合物や、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂等の反応硬化型樹脂を用いることができる。
【００２８】
更に、これら接着成分の形態は、例えば溶剤に溶融された状態でも良いし、また、エマルジョンでも差し支えない。溶剤系の接着成分は通常用いられる接着樹脂と溶剤の組合せを用いることが可能であり、またエマルジョン系の場合も同様に公知の材料を用いることができる。鞘部に用いる接着成分として、溶剤系、またはエマルジョン系の接着成分を用いた糸状接着剤により中空糸膜を接合した場合、糸状接着剤に介在する溶媒、溶質を脱揮することが、接着成分の持ちうる接着性能を発現させる目的で必要となる。
【００２９】
接着成分は光硬化型樹脂を用いることも可能である。この光硬化型樹脂としては、一般に用いられている例えば、エポキシアクリレート系、ウレタンアクリレート系、ポリエステルアクリレート系、ポリオールアクリレート系等の単官能もしくは多官能樹脂からなる紫外線硬化型樹脂、電子硬化型樹脂、及び可視光硬化型樹脂等の一液硬化型樹脂が用いられる。これら接着成分を、芯部に含浸或いはコーティングすることにより、芯鞘型糸状接着剤を得ることができる。
【００３０】
糸状接着剤の鞘部の厚みは、５０μｍ〜１５０μｍとすることが好ましい。鞘部の厚みが５０μｍ未満であると中空糸膜間の接着力が不足し、シート状物の変形が起こりやすくなり、外観不良、シート状物の強度の低下を引き起こしやすい。また、鞘部の厚みが１５０μｍを越えると、中空糸膜の外表面のうち、鞘部により閉塞される外表面が増加するため、このような中空糸膜シート状物を用いて作成した中空糸膜モジュールの濾過性能が低下する傾向にあり、好ましくない。
【００３１】
図６は、図４に示す糸状接着剤に代えて、接着成分かなる海部と、支持成分からなる糸状の島部とからなる海島構造を有する糸状接着剤を用いた場合の中空糸膜シート状物の断面模式図である。糸状接着剤として、この様な構造を有する糸状接着剤を用いても、接着成分により閉塞される中空糸膜の表面積を低減させることができるので、中空糸膜モジュールを作成して濾過処理を行う際の透水量を増大させることができる。
【００３２】
図７は、本発明の中空糸膜シート状物の他の一例を示す断面模式図であり、シート状物中に少なくとも一本の補強体７が配設され、隣り合う中空糸膜１同士、及び／又は中空糸膜１と補強体７の少なくとも一部がその外周部で接合されてなる。本中空糸膜シート状物に用いる補強体７は、その剛性が中空糸膜１より強ければその材質は特に限定されるものではなく、例えば金属パイプ、樹脂性棒状物、繊維強化複合材料などであり、接着成分により接着されうるものであれば限定されるものではない。従って形状も中空パイプであっても、中実棒状物であってもかまわず、また断面形状が円形の必要もない。
【００３３】
補強体７の断面積に限定はないが、モジュールとしたときに、エアースクラビング洗浄を行う際のエアーの流れを阻害しない程度のものがよい。また、補強体７の本数の限定もないが、補強する機能を果たす本数以上であると、中空糸膜モジュールの膜面積が低下するため好ましくない。従って、選定した材質における補強体の寸法や強度、本数の適切な組み合わせを選定することが好ましい。
【００３４】
本中空糸膜シート状物を用いて作成した中空糸膜モジュールにおいては、中空糸膜は補強体を介して集水管に固定することができ、エアースクラビングを行う際に、偏りのない中空糸膜間のエアーの流れを発現させることが可能になる。なお、中空糸膜同士及び／又は中空糸膜と補強体の接着は、前述した芯鞘型糸状接着剤、若しくは海島型の糸状接着剤を用いることが好ましい。
【００３５】
以下、本発明の中空糸膜シート状物の製造方法を図面により説明する。
図８は、本発明の中空糸膜シート状物の製造方法の一例を示す模式図である。ボビン１００１より繰り出された連続した中空糸膜１は、ガイドロール１００３を介し、ヒーター部１００４で中空糸膜の側部に筋状の溶融部が形成された後、円筒形ドラム１００６に巻き取られる。ボビン１００１は、中空糸膜１に張力を与えるためのブレーキ機構を有することが好ましい。但し、中空糸膜は過度な張力を与えると伸張し、場合によっては切断の原因となるため、張力は中空糸膜の工程上のばたつきがない範囲で極力小さい方が好ましく、さらに、ボビンに巻かれている中空糸膜の巻量や、該中空糸膜の直径、膜厚により適宜調整されることが好ましい。中空糸膜の張力は２００ｇ以下が好ましく、１００ｇ以下が更に好ましい。また、ブレーキ機構は、ブレーキ力が調整可能なパウダーブレーキ、或いはこれと同等の性能を有するものを用いることが好ましい。
【００３６】
ガイドロール１００３は中空糸膜１の搬送速度と同等の周速で回転することが好ましい。ガイドロール１００３はその材質に限定はないが、中空糸膜１に静電気が発生しにくい材質を選定するのが好ましい。更に該ロール１００３の少なくとも接膜部は中空糸膜１表面に傷を付けない仕上げ加工を施すことが好ましい。
【００３７】
ヒーター部１００４は、後にドラムに巻き取られる中空糸膜が、隣の中空糸膜と接触する部分のみを加熱溶融するものである。ヒーター部１００４は、たとえば遠赤外線ヒーターやＣＯ２レーザーのような非接触式ヒーターや、加熱ロール等の接触式ヒーター等を用いることが可能である。ヒーター温度は、使用する中空糸膜２の材質の溶融温度以上であり、中空糸膜の材質や搬送速度、外気条件により適宜調整されることが好ましい。
【００３８】
ガイドロール１００３、及びヒーター部１００４は支持体１００５により移動ベース１００２に固定される。移動ベース１００２は、ドラム１００６の中心軸と平行に一定速度で移動可能であり、その移動速度はドラム１００６の周速と同期をとられており、その速度は中空糸膜１が、ドラム上に隙間なく巻き付けられるよう調整される。
図９は、本製造方法において用いられるドラム１００６の表面を表す模式図であり、円周方向に螺旋状に連続しかつ平行に密に穿設された溝が形成されてなる。溝ピッチＰは半径ｒの２倍以下であり、かつ溝深さＬは半径ｒより小さいものとする。これらの値は、使用する中空糸膜１の外径と中空糸膜同士を接合する部分の面積により、適宜決定される。ここで記載する半径ｒの値は、中空糸膜１の半径の値と同等である。ドラム１００６は、その材質において特に限定されないが、中空糸膜１の表面に傷付けない仕上げ加工を施すことが好ましい。
【００３９】
ヒーター部１００４により中空糸膜１は外周部の一部が加熱溶融されてからドラム１００６に巻き付けられ、中空糸膜同士が溶融部で接合された後、中空糸膜１の材質の融点以下に冷却しされる。その後ドラム１００６の中心軸と平行に得られた中空糸膜配列筒状体を切り開くことにより、中空糸膜シート状物が得られる。
【００４０】
図１０は、本発明の中空糸膜シート状物の製造方法の他の一例を示す模式図であり、図１１は本製造法において用いる円筒形ドラムの表面を示す模式図である。
【００４１】
ボビン１２０１より巻だされた連続した中空糸膜１は、ガイドロール１２０３を介し、円筒形ドラム１２１１に巻き取られる。ボビン１２０１は、前述したのと同様の理由で中空糸膜１に張力を与えるためのブレーキ機構を有することが好ましい。また、ガイドロール１２０３は中空糸膜１の搬送速度と異なる速度で回転させることが好ましい。ガイドロール１２０３はその材質に限定はないが、中空糸膜１が静電気の発生等によるしにくい材質を選定するべきである。更に該ロール１２０３の少なくとも接膜部は中空糸膜１表面に傷を付けない仕上げ加工を施すことが好ましい。
【００４２】
ボビン１２０４からは糸状接着剤の芯部５が巻き出され、ガイドロール１２０５を介し、容器１２０８内で含浸ロール１２０６を通過する際、鞘部を構成する接着成分を担持され、余剰接着成分除去ロール類１２０７を通過した後、ドラム１２１０に巻き取られる。
【００４３】
ボビン１２０４は、芯部５に張力を与えるためのブレーキ機構を有することが好ましい。但し、芯部５として、十分な剛性を有さない材料を用いる場合、過度な張力を与えると伸張し、場合によっては切断の原因となるため、張力は芯部が工程上のばたつきがない範囲で極力小さい方が好ましく、さらに、ボビン１２０４に巻かれている芯部の巻量や、その直径等により適宜調整されることが好ましい。従って、該ブレーキ機構は、ブレーキ力が調整可能なパウダーブレーキ、或いはこれと同等の性能を有するものを用いることが好ましい。
【００４４】
ガイドロール１２０５より送り出された芯部５は、含浸ロール１２０６へ移動される。含浸ロール１２０６は、鞘部を構成する接着成分を芯部５に担持させるためのものであり、芯部５の搬送速度と異なった速度で回転させるのが好ましい。さらに、含浸ロール１２０６は、接着成分が存在する容器１２０８の中に配置されており、かつ該ロール１２０６はその表面の一部が接着成分と接触している。
【００４５】
含浸ロール１２０６より送り出された芯部５は、余剰接着成分除去ロール類１２０７にて接着成分の担持量が制御される。余剰接着成分除去ロール類１２０７は、その表面がフラットなものでもよいが、芯部の該ロール類の中心線と平行方向への蛇行を防ぐために、好ましくはボルトのごとく山型形状にするのが好ましい。また、該ロール類は、芯部５の搬送速度と異なった速度で該ロールの接触部の周速を有する。余剰接着成分除去ロール類１２０７により発生した余剰接着成分は、容器１２０８に戻される。
【００４６】
含浸ロール１２０６、余剰接着成分除去ロール１２０７及び容器１２０８は、支持体１２０９により移動ベース１２０２より支持されているので、ドラム１２１０の中心軸と平行方向に移動可能である。容器１２０８中の接着成分は常に含浸ロール１２０６と接するように補充される。接着成分の補充方法はポンプを用いる方法や、又ビーカーによる人手での補充方法等公知の方法を用いることが可能である。
【００４７】
含浸ロール１２０６、余剰接着成分除去ロール１２０７及び容器１２０８は、使用する接着成分が熱可塑性樹脂の場合は、各々加熱できる性能を有する必要がある。この加熱温度は、使用する熱可塑性樹脂の融点以上であればよく、加熱方法はヒーターを用いる方法や、熱媒を用いる方法があるが、これらに限定されるものではなく公知の方法を用いることが可能である。用いる接着成分が溶剤系、エマルジョン系、または光硬化型樹脂の場合には、この様な加熱機構が配設されている必要はない。
【００４８】
移動ベース１２０２は、ドラム１２１０の中心軸と平行に、一定速度で移動可能であり、その移動速度は、ドラム１２１０の周速と同期をとられており、その速度は中空糸膜１がドラム上に隙間なく巻き付けられるよう調整される。接着成分が担持された芯鞘型糸状接着剤は、ドラム１２１０上で中空糸膜間に巻き取られる
円筒型ドラム１２１０は、図１１に示されるように、円周方向に螺旋状に連続しかつ平行に穿設された溝を有している。溝ピッチＰは半径ｒの２倍以上であり、かつ溝深さＬは半径ｒより小さくする必要があるが、これらの値は、使用する中空糸膜１の外径と中空糸膜同士の接合する部分の面積により、適宜決定される。ここで記載する半径ｒの値は、中空糸膜２の半径の値と同等であり、溝間はクリアランスｃを有する。ドラム１２１０は、その材質は特に限定はされないが、中空糸膜１の表面を傷付けない仕上げ加工を施すことが好ましい。
【００４９】
接着成分が溶剤系、エマルジョン系の場合には、中空糸膜１及び糸状接着剤がドラム１２１０に巻き付けられた直後か、或いはその後に、介在する溶媒、溶質を脱揮することにより中空糸膜同士の接着を行う。溶媒、溶質を脱揮する方法としては、加熱や、吸引など公知の方法を用いることが可能であり、またこれらを組み合わせて用いても良い。
【００５０】
接着成分として光硬化型樹脂を用いる場合、中空糸膜１がドラム１２１０に巻き付けられた直後か、或いはその後に、紫外線、可視光線、電子線等の活性エネルギー光線を照射することにより、中空糸膜同士の接着を行う。
【００５１】
中空糸膜１及び糸条接着剤がドラム１２１０に巻き付けられた後、ドラム１２１０の中心軸と平行に中空糸膜１を切り開くことにより、中空糸膜シート状物をうることができる。
【００５２】
図１２、図１３は、本発明の中空糸膜シート状物の製造方法の他の一例を示す模式図であり、図１４は、本製造方法において用いる円筒形ドラムの表面を示す模式図である。
【００５３】
図１２において、ボビン１４０１より巻だされた連続した中空糸膜１は、ガイドロール１４０３を介し、ノズル部１４０６で中空糸膜外周部の一部に接着剤が供給された後、円筒形ドラム１４０８に巻き取られる。接着剤は定量供給機１４０４により定量供給され、輸送管１４０５を介してノズル部１４０６に送られる。ボビン１４０１は、前述したのと同様の理由で中空糸膜１に張力を与えるためのブレーキ機構を有することが好ましい。
【００５４】
定量供給機１４０４としては、ギアポンプや、これと同様の性能を有するものを用いることができる。接着剤が熱可塑性樹脂の場合は、定量供給機１４０４が加熱可能な性能を有する必要がある。この加熱温度は、使用する熱可塑性樹脂の融点以上であればよく、公知の方法を用いることが可能である。用いる接着剤が溶剤系、エマルジョン系、または光硬化型樹脂の場合、該加熱機構を有する必要はない。
【００５５】
定量供給機１４０４より定量供給された接着剤は、輸送管１４０５を介し、ノズル部１４０６に輸送される。ノズル部１４０６は、接着剤を中空糸膜１に糸状に供給する微細口を有している。微細口の直径は０．２ｍｍ以下がよく、より好ましくは０．１ｍｍ以下である。微細口の直径が０．２ｍｍを越える場合は、ノズル部１４０６より中空糸膜１に塗布された接着剤により中空糸膜１表面の微細孔が広く覆われてしまい、結果として中空糸膜モジュールとした時の濾過流量能力を低下させる傾向となるため好ましくない。
【００５６】
また、使用する接着剤が熱可塑性樹脂の場合、輸送管１４０５及びノズル部１４０６は加熱できる性能を有する必要がある。加熱方法は、定量供給機１４０４と同一で差し支えない。用いる接着成分が溶剤系、エマルジョン系、または光硬化型樹脂の場合、加熱機構を有する必要はない。定量供給機１４０４より定量供給された接着剤は、輸送管１４０５を介し、ノズル部１４０６に輸送される。
【００５７】
ガイドロール１４０３、及びノズル部１４０６は支持体１４０７により移動ベース１４０２に固定されている。
【００５８】
移動ベース１４０２は、ドラム１４０８の中心軸と平行に一定速度で移動可能であり、その移動速度はドラム１４０８の周速と同期をとられており、その速度は、中空糸膜１がドラム上に隙間なく巻き付けられるよう調整される。
【００５９】
ドラム１４０８は、その表面の模式図が図１４に示されるように、円周方向に螺旋状に連続しかつ平行に穿設された多数の溝を有する。溝ピッチＰは半径ｒの２倍以下であり、かつ溝深さＬは半径ｒより小さくすることが必要であるが、これらの値は、使用する中空糸膜１の外径と中空糸膜同士の接合する部分の面積により、適宜決定される。ここで記載する半径ｒの値は、中空糸膜１の半径の値と同等である。
【００６０】
接着成分が溶剤系、エマルジョン系の場合、中空糸膜１がドラム１４０８に巻き付けられた直後か、或いはその後に、それらに介在する溶媒、溶質を脱揮することは、前述した理由により必要である。接着成分に光硬化型樹脂を用いた場合、中空糸膜１がドラム１４０８に巻き付けられた直後か、或いはその後に活性エネルギー光線を照射することが必要である。中空糸膜１がドラム１４０８に巻き付けられた後、ドラム１４０８の中心軸と平行に中空糸膜１を切り開くことにより、中空糸膜シート状物をうることができる。
【００６１】
図１３は、図１２における接着成分のノズルによる供給方法の部分を、転写ロールによる供給方法に置き換えたものである。中空糸膜１及び接着成分と、ボビン１４０１からガイドロール１４０３までの工程は図１４と同様である。ガイドロール１４０３より送り出された中空糸膜１は、転写ロール１５０１へ移動される。転写ロール１５０１は、接着成分を中空糸膜１に糸状に供給すべくものであり、中空糸膜１の搬送速度と同等か、或いは異なった速度で回転させる。
【００６２】
転写ロール１５０１とバックロール１５０２は、それらの表面が接着成分を介して線接触を有するように配置されており、双方が同方向、若しくは逆方向に回転している。バックロール１５０２は、接着成分が存在する容器１５０３の中に配置されており、かつバックロール１５０２はその表面の一部が接着成分と接触している。更に、転写ロール１５０１、バックロール１５０２及び容器１５０３は、支持体１５０４により移動ベース１４０２より支持され、従ってドラム１４０８の中心軸と平行に移動可能な構造である。
【００６３】
容器１５０３内に存在する接着剤は、回転するバックロール１５０２表面に付着し、次に、転写ロール１５０１表面に転写される。このときの接着剤の量は転写ロール１５０１とバックロール１５０２の有する間隙により制御され、転写ロールから中空糸膜１外周部に転写され供給が行われる。接着剤の量は、接着力と中空糸膜１の表面積により適宜決定される。容器１５０３中の接着剤は常にバックロール１５０２と接するように補充される。
【００６４】
転写ロール１５０１、バックロール１５０２及び容器１５０３は、使用する接着成分が熱可塑性樹脂の場合は、各々加熱できる性能を有する必要がある。外周部の一部に接着成分を担持した中空糸膜１は、この後図１４同様にドラム１４０８に巻き取られる。
【００６５】
図１５は、本発明の中空糸膜シート状物の製造方法の一例を示す模式図であり、図１６は、本製造方法において用いる円筒型ドラムの表面を示す模式図、図１７は、本製造方法において用いるノズルの断面を示したものである。本製造方法においては、ボビン１７０１により巻き出された連続した多数本の中空糸膜１は、ガイドロール類１７０２を介し、ノズル１７０６に送り込まれる。ボビン１７０１は、前述したのと同様の理由により中空糸膜１に張力を与えるためのブレーキ機構を有することが好ましい。
【００６６】
ガイドロール類１７０２は中空糸膜１の搬送速度と同等の周速で回転することが好ましい。ガイドロール類１７０２はその材質に限定はないが、中空糸膜１が静電気が発生しにくい材質を選定するべきである。更に該ロール類１７０２の少なくとも接膜部は中空糸膜１表面に傷を付けない仕上げ加工を施すことが好ましい。多数本の中空糸膜１は該ロール類１７０２上で互いに隣り合うように配列されていることが重要である。
【００６７】
ガイドロール類１７０２より送り出された多数本の中空糸膜はノズル１７０６内に設けられた空孔１９０４へ、中空糸膜１の一本に対し空孔１９０５の１孔が対応するように送り込まれる。中空糸膜１は該ノズル１７０６内において、図１７における接着剤流路１９０１、１９０２、次いで１９０３を経て吐出された接着剤を、該中空糸膜１の円周の一部に担持される。該ノズルの空孔ピッチＰは、後述する円筒形ドラム１７０３の溝ピッチＰと同等である。
【００６８】
一方、接着剤が定量供給機１７０４により定量供給される。定量供給機１７０４は、たとえば押し出し機、或いはこれと同等の性能を有するものを用いることができる。接着成分が熱可塑性樹脂の場合は、定量供給機１７０４が加熱できる性能を有する必要がある。この加熱温度は、使用する熱可塑性樹脂の融点以上であればよく、加熱方法は、公知のものでよい。定量供給機１７０４より定量供給された接着成分は、送液管１７０５を介し、ノズル１７０６に輸送される。
【００６９】
ノズル１７０６は、接着剤を連続して中空糸膜１に糸状に供給させることが好ましく、微細口１９０４の直径は０．１ｍｍ以下がよく、より好ましくは０．０５ｍｍ以下である。微細孔１９０４の直径が０．１ｍｍを越える場合は、ノズ部１７０６より中空糸膜１に塗布された接着成分の範囲が大きくなりすぎて、接着成分により中空糸膜１表面の微細孔が広く覆われてしまい、結果として中空糸膜モジュールの濾過流量性能を著しく低下させる傾向となるため好ましくない。また、使用する接着成分が熱可塑性樹脂の場合、送液管１７０５及びノズル１７０６は加熱できる性能を有する必要がある。加熱方法は定量供給機１７０４と同様で差し支えない。
【００７０】
ドラム１７０３は、図１８に示すように、その表面に、円周方向に平行に密に穿設された多数の溝を有する。図１８において溝ピッチＰは半径ｒの２倍以下であり、かつ溝深さＬは半径ｒより小さく、これらの値は、使用する中空糸膜１の外径と中空糸膜同士の接合する部分の面積により、適宜決定される。ここで記載する半径ｒの値は、中空糸膜１の半径の値と同等である。ドラム１７０３は、その材質の限定はない。中空糸膜１の表面に傷付けない仕上げ加工を施すことが好ましい。
【００７１】
ドラム１７０３はノズル１７０６の吐出口と互いに平行で、かつドラム１７０３の表面に設けられた溝の中心軸がノズル１７０６の溝の中心軸と一致した位置に配置されている。これにより、ドラム１７０３の溝に沿ってシート状に配置された中空糸膜２の、互いに隣り合う部分の接着成分がドラム１７０３の凸部に配置され、かつ、中空糸膜１はドラム１７０３の凹部に配置され、この結果、接着成分を担持した中空糸膜はシート状の固定化され中空糸膜シート状物が得られる。
【００７２】
ここで、接着成分が溶剤系、エマルジョン系の場合、中空糸膜１がドラム１７０３に巻き付けられる直後に、それらに介在する溶媒、溶質を脱揮することは、前述した理由により必要である。接着成分に光硬化型樹脂を用いる場合、中空糸膜１がドラム１７０３に巻き付けられた直後に活性エネルギー光線を照射することが必要である。
【００７３】
中空糸膜シート状物Ｓは、一対の引き取りロール１７０７により引き取られる。引き取りロール１７０７は中空糸膜を傷つけない仕上げ加工を施され、かつ中空糸膜をつぶさないニップ力を有する。引き取りロール１７０７から送り出されたシート状中空糸膜は切断機１７０８により切断され、所望される長さの定長シート状中空糸膜が得られる。
【００７４】
図１８は、本発明の中空糸膜シート状物の製造方法の一例を示す模式図であり、図１９は、本製造方法において用いるドラム２００８の表面を示す模式図、図２０は、本製造方法において用いるノズルの断面模式図である。
【００７５】
図１８において、ボビン２００１より巻きだされた連続した多数本の中空糸膜１は、ガイドロール類２００２を介し、円筒形ドラム２００９に送り出される。ボビン２００１は、中空糸膜１に張力を与えるためのブレーキ機構を有することが好ましい。また、ガイドロール類２００２は中空糸膜１の搬送速度と同等の周速で回転することが好ましい。中空糸膜１は該ロール類２００２上で互いに隣り合うように配列される。
【００７６】
一方、ボビン２００３より巻だされた連続した芯鞘型糸状接着剤を構成する多数本の芯部５は、ガイドロール類２００４を介し、容器２００７内で含浸ロール２００５を通過する際、鞘部を構成する接着成分を担持され、余剰接着成分除去ロール類２００６を通過し、芯鞘型糸状接着剤３として、溝ロール２００８を通過する時点で等間隔で配列される。その後でドラム２００９上に配列された中空糸膜間にそれぞれに配置される。
【００７７】
ボビン２００３は、芯部５に張力を与えるためのブレーキ機構を有することが好ましい。但し、芯部として十分な剛性を有さない材料を用いる場合、過度な張力を与えると伸張し、場合によっては切断の原因となるため、張力は中空糸膜の工程上のばたつきがない範囲で極力小さい方が好ましく、更に、ボビン２００３に巻かれている芯部の巻量や直径等により適宜調整されることが好ましい。従って、該ブレーキ機構は、ブレーキ力が調整可能なパウダーブレーキ或いはこれと同等の性能を有するものを用いることが好ましい。
【００７８】
ガイドロール類２００４より送り出された芯部５は、含浸ロール２００５へ移動される。含浸ロール２００５は、鞘部を構成する接着成分を芯部５に担持させるものであり、芯部５の搬送速度と異なった速度で該ロールの接触部の周速を有する。さらに、含浸ロール２００５は、接着成分が存在する容器２００７の中に配置されており、かつ該ロール２００５はその表面の一部が接着成分と接触している。含浸ロール２００５より送り出された芯部５は、余剰接着成分除去ロール類２００６にて担持した接着成分の担持量を制御される。芯部が１本ずつに接着成分を服した場合、得られる糸状接着剤は芯鞘型となるが、複数本の芯部を束にして接着成分を被覆した場合、得られる糸状接着剤は海島型となる。
【００７９】
余剰接着成分除去ロール類２００６は、その表面がフラットなものでも良いが、支持成分の該ロール類の中心線と平行方向への蛇行を防ぐために、好ましくはボルトのごとく山型形状にすべきである。また、該ロール類は、芯部５の搬送速度と異なった速度で該ロールの接触部の周速を有する。余剰接着成分除去ロール類２００６により発生した余剰接着成分は容器２００７に戻り、再び支持成分に付着する。容器２００７中の接着成分は常に含浸ロール２００５と接するように適宜補充される。
【００８０】
含浸ロール２００５、余剰接着成分除去ロール２００６及び容器２００７は、使用する接着成分が熱可塑性樹脂の場合は、各々加熱できる性能を有する必要がある。用いられる接着成分が溶剤系、エマルジョン系、または光硬化型樹脂の場合、該加熱機構を有する必要はない。
【００８１】
溝ロール２００８は、図１９に示すように多数の溝を有する。溝ピッチＰは、ドラム２００９の溝ピッチＰと同等である。糸条接着剤は図１９に示される溝部に沿って、等ピッチに配列された状態で、回転するドラム２００９から送り出される。
【００８２】
ドラム２００９は、図２０に示すように、その表面に円周方向に平行に密に穿設された多数の溝を有する。溝ピッチＰは半径ｒの２倍以上であり、かつ溝深さＬは半径ｒより小さくする必要があるが、これらの値は、使用する中空糸膜１の外径と中空糸膜同士の接合する部分の面積により、適宜決定される。ここで記載する半径ｒの値は、中空糸膜１の半径の値と同等である。
【００８３】
ドラム２００９は、溝ロール２００８とその中心軸が互いに平行で、かつドラム２００９の溝の中心軸が溝ロール２００８の溝の中心軸と１／２Ｐずれた位置に配されている。このことにより、ドラム２００９の溝に沿ってシート状に配置された中空糸膜１の間に糸条接着剤が配置される。
【００８４】
接着成分が溶剤系、エマルジョン系の場合、中空糸膜１及び糸条接着剤がドラム２００９外周部でシート状に配置された直後後に、それらに介在する溶媒、溶質を脱揮することは、前述した理由により必要である。接着成分に光硬化型樹脂を用いる場合には、中空糸膜１がドラム２００９に巻き付けられる直後か、或いはその後に活性エネルギー光線を供給することが必要である。
【００８５】
得られた中空糸膜シート状物は、一対の引き取りロール２０１０により引き取られ、引き取りロール２０１０から送り出されたシート状中空糸膜は切断機２０１１により切断され、所望される長さの定長シート状中空糸膜が得られる。
【００８６】
図２３は、本発明の中空糸膜モジュールの一例を示す模式図である。多数本の中空糸膜がシート状に配列されるとともに隣り合う中空糸膜同士の少なくとも一部が、中空糸膜外周部で接合されてなる中空糸膜シート状物０の両端が、ポッティング樹脂７により固定されるとともに、中空糸膜端部が、集水管８内で開口している。中空糸膜モジュールを汚濁水中に浸漬するとともに、中空糸膜モジュールの十分に設けられた吐水口を吸引することにより、汚濁水中から透過水を選択的に取り出すことができる。
【００８７】
本中空糸膜モジュールにおいては、中空糸膜が個々に分離していないため、糸状物、羽毛状物が絡まりにくく、エアスクラビングによる洗浄を効果的に行うことができる。
【００８８】
【実施例】
以下、実施例により本発明を具体的に説明する。
【００８９】
＜実施例１＞
酢酸ビニル樹脂を吐出ダイスを用いて溶融押出して外径９．５μｍの連続した糸状接着剤を得た。この糸状接着剤を、ポリエチレン多孔質中空糸膜（内径５８０μｍ、外径７２０μｍ）に並列させて、表面にらせん溝（ピッチ８２０μｍ、溝幅６５０μｍのＶ型溝、溝数３５０本）が加工された直径２５０ｍｍのチャンバー内に配設したドラムに連続的に巻き取った。チャンバー内では８０℃の熱風を底に還流させることにより、中空糸膜間に配置された糸状接着剤を溶融させた。巻き取り終了後２５分間して熱風を止め、チャンバーに常温の空気を送り込むことにより全体を冷却した。
【００９０】
冷却後配列されたシートをドラムの長手方向に鋭利なナイフで切開して、中空糸膜間が糸状接着剤により接合された中空糸膜シート状物を得た。得られた中空糸膜シート状物を用いて、露出した中空糸膜シートのシート幅が２９０ｍｍ、シート長が７００ｍｍの長さとなるように、片端をポリウレタン樹脂で封鎖し、他端をポリウレタン樹脂でポッティングした後にポッティングした中空糸膜端を開口させることにより、片端開口型の中空糸膜モジュールを作成した。得られた中空糸膜モジュール中に含まれる中空糸膜は３５０本であった。
【００９１】
この中空糸膜モジュールを用いて、常温の水を０．５ｋｇ／ｃｍ2の圧力で透過させた時の、透水量を測定した。透水量は、１．２１ｍ3／ｈｒであった。また、この中空糸膜モジュールを用いて、高汚濁水の濾過処理を行っても、糸状物、羽毛状物の中空糸膜モジュールへの絡まりは発生しなかった。
【００９２】
＜実施例２＞
ポリエステルモノフィラメント糸（２０デニール）に、溶融した酢酸ビニル樹脂を、コーティングダイスを用いて厚さ１２μｍとなるようにコーティングし、外径６９．５μｍの芯鞘型糸状接着剤を得た。この糸状接着剤を、ポリエチレン多孔質中空糸膜（内径５８０μｍ、外径７２０μｍ）に並列させて、表面にらせん溝（ピッチ７９０μｍ、溝幅６５０μｍのＶ型溝、溝数３５０本）が加工された直径２５０ｍｍの、チャンバー内に配設したドラムに連続的に巻き取った。チャンバー内では８０℃の熱風を底に還流させることにより、中空糸膜間に配置された糸状接着剤の鞘材を溶融させた。巻き取り終了後２５分間して熱風を止め、チャンバーに常温の空気を送り込むことにより全体を冷却した。
【００９３】
冷却後配列されたシートをドラムの長手方向に鋭利なナイフで切開して中空糸膜シート状物を得た。得られた中空糸膜シート状物を用いて、露出した中空糸膜シートのシート幅が２７８ｍｍ、シート長が７００ｍｍの長さとなるように、片端をポリウレタン樹脂で封鎖し、他端をポリウレタン樹脂でポッティングした後にポッティングした中空糸膜端を開口させることにより、中空糸膜モジュールを作成した。得られた中空糸膜モジュール中に含まれる中空糸膜は３５０本であった。
【００９４】
この中空糸膜モジュールを用いて、実施例１と同様の条件で、常温水の透水量を測定したところ、透水量は２．７５ｍ3／ｈｒであった。また、この中空糸膜モジュールを用いて、高汚濁水の濾過処理を行っても、糸状物、羽毛状物の中空糸膜モジュールへの絡まりは発生しなかった。
【００９５】
＜実施例３＞
ポリエチレンマルチフィラメント糸（１５デニール／８フィラメント、撚り数２０ターン／ｍ）にエチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂（酢酸ビニル含量１９重量％）の１０％エタノール溶液を室温で含浸し、乾燥することを３回繰り返して、エチレン−酢酸ビニル樹脂中にポリエチレンからなる複数本の芯部が配設された芯鞘型糸状接着剤を得た。得られた糸状接着剤の外形は１１０μｍ、鞘部の厚みは１０μｍであった。
【００９６】
得られた糸状接着剤を、ポリエチレン多孔質中空糸膜（内径５８０μｍ、外径７２０μｍ）に並列させて、表面にらせん溝（ピッチ７９０μｍ、溝幅６５０μｍのＶ型溝、溝数３５０本）が加工された直径２５０ｍｍの、チャンバー内に配設したドラムに連続的に巻き取った。チャンバー内では９０℃の熱風を底に還流させることにより、中空糸膜間に配置された糸状接着剤の鞘材を溶融させた。巻き取り終了後２５分間して熱風を止め、チャンバーに常温の空気を送り込むことにより全体を冷却した。冷却後配列されたシートをドラムの長手方向に鋭利なナイフで切開して中空糸膜シート状物を得た。
【００９７】
得られた中空糸膜シート状物を用いて、露出した中空糸膜シートのシート幅が２６９ｍｍ、シート長が７００ｍｍの長さとなるように、片端をポリウレタン樹脂で封鎖し、他端をポリウレタン樹脂でポッティングした後にポッティングした中空糸膜端を開口させることにより、中空糸膜モジュールを作成した。得られた中空糸膜モジュール中に含まれる中空糸膜は３５０本であった。
【００９８】
この中空糸膜モジュールを用いて、実施例１と同様の条件で、常温水の透水量を測定したところ、透水量は２．８２ｍ3／ｈｒであった。また、この中空糸膜モジュールを用いて、高汚濁水の濾過処理を行っても、糸状物、羽毛状物の中空糸膜モジュールへの絡まりは発生しなかった。
【００９９】
＜実施例４＞
酢酸ビニル樹脂を吐出ダイスを用いて溶融押出して外径１１．５μｍの連続した糸状接着剤を得た。この糸状接着剤を、ポリエチレン多孔質中空糸膜（内径５８０μｍ、外径７２０μｍ）に並列させて、表面にらせん溝（ピッチ８２０μｍ、溝幅６５０μｍのＶ型溝、溝数３５０本）が加工された直径２５０ｍｍの、チャンバー内に配設したドラムに連続的に巻き取った。チャンバー内では８０℃の熱風を底に還流させることにより、中空糸膜間に配置された糸状接着剤を溶融させた。巻き取り終了後２５分間して熱風を止め、チャンバーに常温の空気を送り込むことにより全体を冷却した。
【０１００】
冷却後配列されたシートをドラムの長手方向に鋭利なナイフで切開して、中空糸膜間が糸状接着剤により接合された中空糸膜シート状物を得た。得られた中空糸膜シート状物を、シート幅が約８０ｍｍ、シート長が７００ｍｍの長さとなるようにした。この中空糸膜シートを４枚ならべ、かつシートを挟み込む位置に外径５ｍｍ、長さ７００ｍｍのポリカーボネート製の中実丸棒を合計５本、及び糸状接着剤を配置し、これらを再びチャンバー内で８０℃、３０分間加熱した。その後、チャンバーに常温の空気を送り込むことにより全体を冷却した。
【０１０１】
得られた補強体を担持した中空糸膜シート状物を用いて、露出したシート幅が３４５ｍｍ、シート長が７００ｍｍとなるように、両端をポリウレタン樹脂でポッティングした後にポッティングした中空糸膜端を開口させることにより、両端開口型の中空糸膜モジュールを作成した。得られた中空糸膜モジュール中に含まれる中空糸膜は４００本であった。
【０１０２】
この中空糸膜モジュールを用いて、常温の水を０．５ｋｇ／ｃｍ2の圧力で透過させた時の、透水量を測定した。透水量は、３．２０ｍ3／ｈｒであった。また、この中空糸膜モジュールを用いて、高汚濁水の濾過処理を行っても、糸状物、羽毛状物の中空糸膜モジュールへの絡まりは発生しなかった。また、エアースクラビング洗浄では、エアーはシートに対しまんべんなく分散された状態を観察することができ、流れが阻害されている様子はなかった。
【０１０３】
＜実施例５＞
ポリエステルモノフィラメント糸（２０デニール）に、溶融した酢酸ビニル樹脂を、コーティングダイスを用いて厚さ１５μｍとなるようにコーティングし、外径６９．５μｍの芯鞘型糸状接着剤を得た。この糸状接着剤を、ポリエチレン多孔質中空糸膜（内径５８０μｍ、外径７２０μｍ）に並列させて、表面にらせん溝（ピッチ７９０μｍ、溝幅６５０μｍのＶ型溝、溝数３５０本）が加工された直径２５０ｍｍの、チャンバー内に配設したドラムに連続的に巻き取った。
【０１０４】
チャンバー内では８０℃の熱風を底に還流させることにより、中空糸膜間に配置された糸状接着剤の鞘材を溶融させた。巻き取り終了後２５分間して熱風を止め、チャンバーに常温の空気を送り込むことにより全体を冷却した。冷却後配列されたシートをドラムの長手方向に鋭利なナイフで切開して中空糸膜シート状物を得た。
【０１０５】
得られた中空糸膜シート状物を、シート幅が約８０ｍｍ、シート長が７００ｍｍの長さとなるようにした。この中空糸膜シートを４枚ならべ、かつシートを挟み込む位置に外径５ｍｍ、長さ７００ｍｍのポリカーボネート製の中実丸棒を合計５本、及び糸状接着剤を配置し、これらを再びチャンバー内で８０℃、３０分間加熱した。その後、チャンバーに常温の空気を送り込むことにより全体を冷却した。
【０１０６】
得られた補強体を担持した中空糸膜シート状物を用いて、露出したシート幅が３４５ｍｍ、シート長が７００ｍｍとなるように、両端をポリウレタン樹脂でポッティングした後にポッティングした中空糸膜端を開口させることにより、両端開口型の中空糸膜モジュールを作成した。得られた中空糸膜モジュール中に含まれる中空糸膜は４００本であった。
【０１０７】
この中空糸膜モジュールを用いて、常温の水を０．５ｋｇ／ｃｍ2の圧力で透過させた時の、透水量を測定した。透水量は、３．１５ｍ3／ｈｒであった。また、この中空糸膜モジュールを用いて、高汚濁水の濾過処理を行っても、糸状物、羽毛状物の中空糸膜モジュールへの絡まりは発生しなかった。また、エアースクラビング洗浄では、エアーはシートに対しまんべんなく分散された状態を観察することができ、流れが阻害されている様子はなかった。
【０１０８】
＜実施例６＞
ポリエチレンマルチフィラメント糸（１５デニール／８フィラメント、撚り数２０ターン／ｍ）にエチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂（酢酸ビニル含量１９重量％）の１０％エタノール溶液を室温で含浸し、乾燥することを３回繰り返して、エチレン−酢酸ビニル樹脂中に、ポリエチレンからなる複数本の芯部が配設された芯鞘型糸状接着剤を得た。得られた糸状接着剤の外形は１１０μｍ、鞘部の厚みは１０μｍであった。
【０１０９】
得られた糸状接着剤を、ポリエチレン多孔質中空糸膜（内径５８０μｍ、外径７２０μｍ）に並列させて、表面にらせん溝（ピッチ７９０μｍ、溝幅６５０μｍのＶ型溝、溝数３５０本）が加工された直径２５０ｍｍの、チャンバー内に配設したドラムに連続的に巻き取った。チャンバー内では９０℃の熱風を底に還流させることにより、中空糸膜間に配置された糸状接着剤の鞘材を溶融させた。
【０１１０】
巻き取り終了後２５分間して熱風を止め、チャンバーに常温の空気を送り込むことにより全体を冷却した。冷却後配列されたシートをドラムの長手方向に鋭利なナイフで切開して中空糸膜シート状物を得た。
【０１１１】
得られた中空糸膜シート状物を、シート幅が約８０ｍｍ、シート長が７００ｍｍの長さとなるようにした。この中空糸膜シートを４枚ならべ、かつシートを挟み込む位置に外径５ｍｍ、長さ７００ｍｍのポリカーボネート製の中実丸棒を合計５本、及び糸状接着剤を配置し、これらを再びチャンバー内で８０℃、３０分間加熱した。その後、チャンバーに常温の空気を送り込むことにより全体を冷却した。
【０１１２】
得られた補強体を担持した中空糸膜シート状物を用いて、露出したシート幅が３４５ｍｍ、シート長が７００ｍｍとなるように、両端をポリウレタン樹脂でポッティングした後にポッティングした中空糸膜端を開口させることにより、片端開口型の中空糸膜モジュールを作成した。得られた中空糸膜モジュール中に含まれる中空糸膜は４００本であった。
【０１１３】
この中空糸膜モジュールを用いて、常温の水を０．５ｋｇ／ｃｍ2の圧力で透過させた時の、透水量を測定した。透水量は、３．１１ｍ3／ｈｒであった。また、この中空糸膜モジュールを用いて、高汚濁水の濾過処理を行っても、糸状物、羽毛状物の中空糸膜モジュールへの絡まりは発生しなかった。また、エアースクラビング洗浄では、エアーはシートに対しまんべんなく分散された状態を観察することができ、流れが阻害されている様子はなかった。
【０１１４】
＜実施例７＞
ポリエチレン多孔質中空糸膜（内径５８０μｍ、外径７２０μｍ）に並列させて、表面にらせん溝（ピッチ６８０μｍのＲ型溝、溝数３５０本）が加工された直径２５０ｍｍのドラムに連続的に巻き取った。ヒーター部１００４にはＣＯ２レーザー（定格１２Ｗ）を用いた。巻き取り終了後２０分間室温で放置し、全体を冷却した。冷却後配列されたシートをドラムの中心軸方向に鋭利なナイフで切開して、中空糸膜間が糸状接着剤により接合された中空糸膜シート状物を得た。得られた中空糸膜シート状物を用いて、露出した中空糸膜シートのシート幅が２４０ｍｍ、シート長が７００ｍｍの長さとなるように、片端をポリウレタン樹脂で封鎖し、他端をポリウレタン樹脂でポッティングした後にポッティングした中空糸膜端を開口させることにより、片端開口型の中空糸膜モジュールを作成した。得られた中空糸膜モジュール中に含まれる中空糸膜は３５０本であった。又、中空糸膜モジュールの膜面積は約０．４４ｍ2であった。この中空糸膜モジュールを用いて、高汚濁水の濾過処理を行っても、糸状物、羽毛状物の中空糸膜モジュールへの絡まりは発生しなかった。
【０１１５】
＜実施例８＞
ポリエステルモノフィラメント糸（２０デニール）に溶融した酢酸ビニル樹脂をコーティングダイスを用いて厚さ１３μｍとなるようにコーティングし、外径１０７μｍの芯鞘型の糸条体を得た。この糸条体をポリエチレン多孔質中空糸膜（内径５８０μｍ、７２０μｍ）に並列させて、表面にらせん溝（ピッチ８２０μｍ、溝巾６５０μｍのＶ形溝、溝数３５０本）が加工された直径２５０ｍｍのドラムに巻き取った。巻き取り終了後、室温で２５分間放置して全体を冷却した。
【０１１６】
冷却後配列されたシートをドラムの中心軸方向に鋭利なナイフで切開して、中空糸膜間が接着成分により接合された中空糸膜シート状物を得た。得られた中空糸膜シート状物を用いて、露出した中空糸膜シートのシート幅が２９０ｍｍ、シート長が７００ｍｍの長さとなるように、片端をポリウレタン樹脂で封鎖し、他端をポリウレタン樹脂でポッティングした後にポッティングした中空糸膜端を開口させることにより、片端開口型の中空糸膜モジュールを作成した。得られた中空糸膜モジュール中に含まれる中空糸膜は３５０本であった。また、得られた中空糸膜モジュールの膜面積は０．４２ｍ2であった。また、この中空糸膜モジュールを用いて、高汚濁水の濾過処理を行っても、糸状物、羽毛状物の中空糸膜モジュールへの絡まりは発生しなかった。
【０１１７】
＜実施例９＞
ポリエチレンマルチフィラメント糸（１５デニール／５フィラメント、撚り数２０ターン／ｍ）にエチレン一酢酸ビニル共重合樹脂（酢酸ビニル含量１９重量％）の１０％エタノール溶液（室温）を含浸し乾燥することを３回繰り返して、該樹脂が被覆含浸した海島型糸条体を用意した。その時の樹脂の被覆厚みはおよそ１０μｍであった。この糸条体をポリエチレン多孔質中空糸膜（内径５８０μｍ、外径７２０μｍ）に並列させて表面にらせん溝（ピッチ８５０μｍ、溝巾６５０μｍのＶ形溝、溝数３５０本）が加工された直径２５０ｍｍのドラムに巻き取った。
【０１１８】
ドラムはチャンバー内に設置し、９０℃の熱風をそこに環流させることにより中空糸膜と糸条体を配列しつつ糸条体の海材を溶融させた。巻き取り終了後しばらくして熱風を止め、チャンバーに常温の空気を送り込み全体を冷却した冷却後配列されたシートをドラムの長手方向に鋭利なナイフで切開して中空糸膜シート状物を得た。
【０１１９】
得られた中空糸膜シート状物を用いて、露出した中空糸膜シートのシート幅が２９０ｍｍ、シート長が７００ｍｍの長さとなるように、片端をポリウレタン樹脂で封鎖し、他端をポリウレタン樹脂でポッティングした後にポッティングした中空糸膜端を開口させることにより、片端開口型の中空糸膜モジュールを作成した。得られた中空糸膜モジュール中に含まれる中空糸膜は３５０本であった。また、得られた中空糸膜モジュールの膜面積は０．４０ｍ2であった。また、この中空糸膜モジュールを用いて、高汚濁水の濾過処理を行っても、糸状物、羽毛状物の中空糸膜モジュールへの絡まりは発生しなかった。
【０１２０】
＜実施例１０＞
１００℃の温度で酢酸ビニル樹脂を吐出ダイスを用いて溶融押出しにて外径９．５μｍの連続した樹脂径で、ポリエチレン多孔質中空糸膜（内径５８０μｍ、外径７２０μｍ）に塗布し、表面にらせん溝（ピッチ８２０μｍ、溝幅６５０μｍのＶ型溝、溝数３５０本）が加工された直径２５０ｍｍのドラムに連続的に巻き取った。巻き取り終了後、室温で２５分間放置して全体を冷却した。
【０１２１】
冷却後配列されたシートをドラムの中心軸方向に鋭利なナイフで切開して、中空糸膜間が接着成分により接合された中空糸膜シート状物を得た。得られた中空糸膜シート状物を用いて、露出した中空糸膜シートのシート幅が２９０ｍｍ、シート長が７００ｍｍの長さとなるように、片端をポリウレタン樹脂で封鎖し、他端をポリウレタン樹脂でポッティングした後にポッティングした中空糸膜端を開口させることにより、片端開口型の中空糸膜モジュールを作成した。得られた中空糸膜モジュール中に含まれる中空糸膜は３５０本であった。
【０１２２】
この中空糸膜モジュールを用いて、常温の水を０．５ｋｇ／ｃｍ2の圧力で透過させた時の、透水量を測定した。透水量は、１．２１ｍ3／ｈｒであった。また、この中空糸膜モジュールを用いて、高汚濁水の濾過処理を行っても、糸状物、羽毛状物の中空糸膜モジュールへの絡まりは発生しなかった。
【０１２３】
＜実施例１１＞
１００℃の温度で酢酸ビニル樹脂を転写ロールを用いて溶融押出しにて外径９．５μｍの連続した樹脂径で、ポリエチレン多孔質中空糸膜（内径５８０μｍ、外径７２０μｍ）に塗布し、表面にらせん溝（ピッチ８２０μｍ、溝幅６５０μｍのＶ型溝、溝数３５０本）が加工された直径２５０ｍｍのドラムに連続的に巻き取った。巻き取り終了後、室温で２５分間放置して全体を冷却した。
【０１２４】
冷却後配列されたシートをドラムの中心軸方向に鋭利なナイフで切開して、中空糸膜間が接着成分により接合された中空糸膜シート状物を得た。得られた中空糸膜シート状物を用いて、露出した中空糸膜シートのシート幅が２９０ｍｍ、シート長が７００ｍｍの長さとなるように、片端をポリウレタン樹脂で封鎖し、他端をポリウレタン樹脂でポッティングした後にポッティングした中空糸膜端を開口させることにより、片端開口型の中空糸膜モジュールを作成した。得られた中空糸膜モジュール中に含まれる中空糸膜は３５０本であった。また、得られた中空糸膜モジュールの膜面積は０．４６ｍ2であった。この中空糸膜モジュールを用いて、高汚濁水の濾過処理を行っても、糸状物、羽毛状物の中空糸膜モジュールへの絡まりは発生しなかった。
【０１２５】
＜実施例１２＞
１００℃の温度で酢酸ビニル樹脂をノズルを用いて溶融押しだしにて、ポリエチレン多孔質中空糸膜（内径５８０μｍ、外径７２０μｍ）に塗布し、表面にらせん溝（ピッチ８２０μｍ、溝幅６５０μｍのＶ型溝、溝数１７５本）が加工されたドラムに沿ってシート状物を得た。得られた中空糸膜シート状物を用いて、露出した中空糸膜シートのシート幅が１５０ｍｍ、シート長が７００ｍｍの長さになるように、片端をポリウレタン樹脂で封鎖し、他端をポリウレタン樹脂でポッティングした後に、ポッティングした中空糸膜端を開口させることにより、片端開口型の中空糸膜モジュールを作成した。
【０１２６】
得られた中空糸膜モジュール中に含まれる中空糸膜は１７５本であった。また、得られた中空糸膜モジュールの膜面積は０．２４ｍ2であった。また、この中空糸膜モジュールを用いて、高汚濁水の濾過処理を行っても、糸状物、毛羽状物の中空糸膜モジュールへの絡まりは発生しなかった。
＜実施例１３＞
ポリエステルモノフィラメント糸（２０デニール）に溶融した酢酸ビニル樹脂をコーティングダイスを用いて厚さ１２μｍとなるようにコーティングし、外径１２４μｍの芯鞘型の糸条体を供給すると同時に、ポリエチレン多孔質中空糸膜（内径５８０μｍ、７２０μｍ）に並列させて、表面にらせん溝（ピッチ８４０μｍ、溝巾６５０μｍのＶ形溝、溝数１７５本）が加工されたドラムに沿ってシート状物を得た。
【０１２７】
得られた中空糸膜シート状物を用いて、露出した中空糸膜シートのシート幅が１５０ｍｍ、シート長が７００ｍｍの長さとなるように、片端をポリウレタン樹脂で封鎖し、他端をポリウレタン樹脂でポッティングした後にポッティングした中空糸膜端を開口させることにより、片端開口型の中空糸膜モジュールを作成した。
【０１２８】
得られた中空糸膜モジュール中に含まれる中空糸膜は１７５本であった。また、得られた中空糸膜モジュールの膜面積は０．２２ｍ2であった。また、この中空糸膜モジュールを用いて、高汚濁水の濾過処理を行っても、糸状物、羽毛状物の中空糸膜モジュールへの絡まりは発生しなかった。
【０１２９】
＜実施例１４＞
ポリエチレンマルチフィラメント糸（１５デニール／５フィラメント、撚り数２０ターン／ｍ）にエチレン一酢酸ビニル共重合樹脂（酢酸ビニル含量１９重量％）の１０％エタノール溶液（室温）を含浸し乾燥することを３回繰り返して、該樹脂が被覆含浸した海島型糸条体を用意した。その時の樹脂の被覆厚みはおよそ１０μｍであった。この糸条体をポリエチレン多孔質中空糸膜（内径５８０μｍ、外径７２０μｍ）に並列させて表面にらせん溝（ピッチ８４０μｍ、溝巾６５０μｍのＶ形溝、溝数１７５本）が加工されたドラムに沿ってシート状物を得た。
【０１３０】
得られた中空糸膜シート状物を用いて、露出した中空糸膜シートのシート幅が１５０ｍｍ、シート長が７００ｍｍの長さとなるように、片端をポリウレタン樹脂で封鎖し、他端をポリウレタン樹脂でポッティングした後にポッティングした中空糸膜端を開口させることにより、片端開口型の中空糸膜モジュールを作成した。
【０１３１】
得られた中空糸膜モジュール中に含まれる中空糸膜は１７５本であった。また、得られた中空糸膜モジュールの膜面積は０．２１ｍ2であった。また、この中空糸膜モジュールを用いて、高汚濁水の濾過処理を行っても、糸状物、羽毛状物の中空糸膜モジュールへの絡まりは発生しなかった。
【０１３２】
【発明の効果】
本発明の中空糸膜シート状物によれば、中空糸膜間が糸状接着剤により接合されているため、中空糸膜シート状物を用いて中空糸膜モジュールを作成し、高汚濁水の濾過を行う際に、中空糸膜が汚濁水中で浮遊することがなく、よって中空糸膜に糸状物、羽毛状物等が絡まることのない、濾過寿命の長い中空糸膜モジュールを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の中空糸膜シート状物の斜視図である。
【図２】図２は、本発明の中空糸膜シート状物の一例の断面模式図である。
【図３】図３は、本発明の中空糸膜シート状物の他の例の断面模式図である。
【図４】図４は、本発明の中空糸膜シート状物の他の例の断面模式図である。
【図５】図５は、本発明の中空糸膜シート状物の他の例の断面模式図である。
【図６】図６は、本発明の中空糸膜シート状物の他の例の断面模式図である。
【図７】図７は、本発明の中空糸膜シート状物の他の例の断面模式図である。
【図８】図８は、本発明の中空糸膜シート状物の製造方法の一例を説明する模式図である。
【図９】図９は、図８に示される製造方法において用いるドラムの表面を示す模式図である。
【図１０】図１０は、本発明の中空糸膜シート状物の製造方法の他の例を説明する模式図である。
【図１１】図１１は、図１０に示される製造方法において用いるドラムの表面を示す模式図である。
【図１２】図１２は、本発明の中空糸膜シート状物の製造方法の他の例を説明する模式図である。
【図１３】図１３は、本発明の中空糸膜シート状物の製造方法の他の例を説明する模式図である。
【図１４】図１４は、図１２、図１３に示される製造方法において用いるドラムの表面を示す模式図である。
【図１５】図１７は、本発明の中空糸膜シート状物の製造方法の他の例を説明する模式図である。
【図１６】図１６は、図１５に示される製造方法において用いるドラムの表面を示す模式図である。
【図１７】図１７は、図１５の製造方法において用いるノズルの断面を示す断面模式図である。
【図１８】図１８は、本発明の中空糸膜シート状物の製造方法の他の例を説明する模式図である。
【図１９】図１９は、図１８に示される製造方法において用いるドラムの表面を示す模式図である。
【図２０】図２０は、図１８に示される製造方法において用いるノズルの断面を示す断面模式図である。
【図２１】図２１は、本発明の中空糸膜モジュールの一例を示す模式図である。
【符号の説明】
０；中空糸膜シート状物
１；中空糸膜
２；接着剤
３；糸状接着剤
４；接合部
５；芯部
６；鞘部
７；補強体
８；ポッティング樹脂
９；集水管
Ｐ；溝ピッチ
ｒ；半径
Ｌ；溝深さ
ｃ；クリアランス
１００１；ボビン
１００２；移動ベース
１００３；ガイドロール
１００４；ヒータ部
１００５；支持体
１００６；ドラム
１２０１；ボビン
１２０２；移動ベース
１２０３；ガイドロール
１２０４；ボビン
１２０５；ガイドロール
１２０６；含浸ロール
１２０７；余剰接着成分除去ロール類
１２０８；容器
１２０９；支持体
１２１０；ドラム
１４０１；ボビン
１４０２；移動ベース
１４０３；ガイドロール
１４０４；定量供給機
１４０５；輸送管
１４０６；ノズル部
１４０７；支持体
１４０８；ドラム
１５０１；転写ロール
１５０２；バックロール
１５０３；容器
１５０４；支持体
１７０１；ボビン
１７０２；ガイドロール類
１７０３；円筒形ドラム
１７０４；定量供給機
１７０５；送液管
１７０６；ノズル部
１７０７；引き取りロール
１７０８；切断機
１９０１；接着成分流路
１９０２；接着成分流路
１９０３；接着成分流路
１９０４；微細孔
１９０５；空孔
２００１；ボビン
２００２；ガイドロール類
２００３；ボビン
２００４；ガイドロール類
２００５；含浸ロール
２００６；余剰接着成分除去ロール類
２００７；容器
２００８；溝ロール
２００９；円筒形ドラム
２０１０；引き取りロール
２０１１；切断機
【図１】
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【図２】
0003863251.tif 000003
【図３】
0003863251.tif 000004
【図４】
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【図５】
0003863251.tif 000006
【図６】
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【図７】
0003863251.tif 000008
【図８】
0003863251.tif 000009
【図９】
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【図１０】
0003863251.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
0003863251.tif 000014
【図１４】
0003863251.tif 000015
【図１５】
0003863251.tif 000016
【図１６】
0003863251.tif 000017
【図１７】
0003863251.tif 000018
【図１８】
0003863251.tif 000019
【図１９】
0003863251.tif 000020
【図２０】
0003863251.tif 000021
【図２１】
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