JP2008516751A - 膜接触器及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
本発明は、中空繊維膜接触器であって、ミシン穴を有する管、前記中心管を囲む第１マットであって、第１内腔を有する第１中空繊維膜を含む第１マット、前記中心管を囲む第２マットであって、第２内腔を有する第２中空繊維膜を含む第１マット、前記第１マットと前記第２マットは同じものではなく、第１管シート及び第２管シートであって、前記両シートは前記第１マット及び前記第２マットを前記中心管に固定し、前記第１内腔は前記第１管シートにおいて開口しており、前記第２管シートにおいて閉鎖しており、他方、前記第２内腔は前記第２管シートにおいて開口しており、前記第１管シートにおいて閉鎖しており、前記第１及び第２マットを囲み、前記両管シートに密着されているシェル、及び前記シェルに固定化され、これによって前記管シートと前記末端キャップの間のヘッドスペースを規定する末端キャップを含む中空繊維膜接触器を提供する。
【選択図】図１
【選択図】図１
Description
本出願は中空繊維膜接触器及びその製造方法を開示する。
いくつかの産業において必須の超高純度液体を製造するたに中空繊維膜接触器を使用することは一般的に知られている。超高純度液体は、鉱物、イオン及びガスを含まない又は実質的に含まない。最も共通の溶解する又は取り込まれるガスは空気であり、その主要な構成要素は、窒素、酸素及び２酸化炭素である。
このような中空繊維膜接触器は、Ｐｏｌｙｐｏｒｅ Ｉｎｃ．ｏｆ Ｃｈａｒｌｏｔｔｅ，Ｎ．Ｃ．の部署ＭｅｍｂｒａｎａからＬＩＱＵＩ−ＣＥＬ（登録商標）の名称で、また、日本国東京の大日本インク化学からＳＥＰＡＲＥＬ（登録商標）の名称で市販されている。
中空繊維膜接触器の製造を容易にするために、中空繊維薄膜は典型的には、織物中に形成される（例えば、織り込む、又は編み込む）。織物は、熱硬化性又は熱可塑性材料と共に項心棒（例えば、ミシン孔の開いた中心管）の周りに巻かれ、織物の端部を入れることによってそこに固定され、実用的形状を形成する。次いで、このユニットはシェル（ハウジング）に挿入され、例えば、Ｏリングを伴い又は伴わず密封され膜接触器を形成する。
米国特許第３，８２７，５６２号は、血液フィルター装置を開示する。血液フィルター装置は、血液の流れの経路に通常平行して配置され、層に配置され隣接するフィルター布層の間に配置される相対的に粗いメッシュによって間隔が置かれた関係において支持され固定されている複数のフィルター布層を利用する。
米国特許第４，５７２，７２４は、低いチャンバーに配置されるシリンダ状要素を有する高低チャンバーを有する血液フィルターに開示される。
米国特許第４，７８４，７６８号は、１つのハウジングに互いに隣接して配置される２つの半透過性毛細管繊維束を含む液体媒体の殺菌装置を開示する。ハウジングの反対の開口は末端キャップで密封されている。ハウジングは、毛細管繊維束の末端が受け取られるキャスト層をその末端に有する。第１の毛細管繊維束の末端は、第１の分配チャンバーに関して密封され、第２の毛細管繊維束の末端は、第２の分配チャンバーに関して密封され、第１及び第２の毛細管繊維束の全体の内腔はそれぞれ第１及び第２の分配チャンバーにのみ流れるように接続されている。
米国特許第５，３６２，４０６号は、第１及び第２のチャンバー、第１チャンバーへの入り口及び第２チャンバーからの出口及び穴を有するシリンダ状ハウジングを含む白血減少フィルターアセンブリを開示する。多孔性脱ガス器が第１及び第２チャンバーの間に配置され液体からガスを除去する。脱ガス器は膜で覆われた孔を有する。中空円筒状のフィルター素子が第２チャンバーに配置され、液体の白血球含有量を減らすことができる微細繊維の繊維状の固まりを含む。
米国特許第５，４６８，３８８号は、脱ガス特性を有する水溶性媒体のための加圧フィルターモジュルール、及びその改良はフィルターモジュールの入り口と圧力開放バルブの間に疎水性の膜を使用することを開示している。
米国特許第５，９１９、３５７号は、少なくとも１つのフィルターカートリッジ、第１末端キャップ、第２末端キャップ及び液体輸送管を含むフィルターカートリッジアセンブリを開示する。フィルターカートリッジは、フィルター媒体を含む２つの末端を有するハウジングを含む。第１末端キャップはハウジングの一端に配置され、それは、液体入口孔、液体出口孔、第１液体分配器及びカートリッジから内包された空気が除去されることを可能にする第１末端キャップに形成されたチャネルに位置うる少なくとも１つの疎水性膜を含む孔を含む。第２末端キャップはハウジングの第２末端に配置され、それは、製品収集部、及び前記製品収集部からフィルター媒体を分離する第２液体分配器を含む。液体輸送管はハウジング内に配置され、製品収集部から液体出口孔に延びている。
米国特許第６，６２３，６３１号は、円柱状ハウジング内の疎水性管状フィルター素子を含む水溶性媒体のための真空ろ過装置、及びろ過媒体中に内包された空気の放出を可能にするガス流出バルブで結合された少なくとも１つの疎水性ガス透過性膜を開示する。
米国特許第６，６３５，１７９号は、注入の前に液体の余分なろ過をもたらす２つの分離されたろ過部屋が存在するように設計されたろ過アセンブリーを開示する。各部屋は、半透過の中空繊維の縦の束からなるフィルターを備えている。
米国特許第６，７１９，９０７号は、第１末端と対抗する第２末端を含む２段階ろ過カートリッジを開示する。ハウジングは、カートリッジの第１末端に第１次流体入口及び出口を有する。ハウジングは、また、第１及び第２ろ過段階を規定し、第１ろ過段階はハウジングの第１及び第２末端の間に配置される第１ろ過器を含む。各段階は、分離された相互内腔スペースを有するが、共通の余分な内腔スペースを共有する。流体が第１ろ過器を通過して第２末端に向かうように、第１次流体入口は第１端において第１ろ過器に通じる。第２ろ過段階は、流体出口が第２ろ過器と第１末端において通じ、第１及び第２末端間に配置される第２ろ過器を含む。
米国特許第６，７４６，５１３号は、活性ガス分離膜を有する吸着性フィルター媒体をケースの内側に有するガス分離モジュールを開示する。吸着性フィルターは膜の上流部に位置し、膜分離特性に逆の影響を与え、もし除去されなければ膜分離特性に影響を与える恐れのある供給ガスの汚れから抽出するように作動可能である。
米国特許第６，７１９，９０７号明細書
米国特許第６，７４６，５１３号明細書
しかしながら、上記の公知技術は、単一の装置における複数の分離能力を提供することについて開示しておらず、したがって、単一の装置において複数の分離能力を提供する多機能高純度膜接触器の必要性がある。
中空繊維膜接触器は、ミシン穴を有する管、第１の中空繊維膜を含む第１マット、第２の中空繊維膜を含む第２マット、第１管シート、シェル及び末端キャップを含む。第１及び第２中空繊維膜は似ていない。第１及び第２マットは中心管の周囲にあり、第１及び第２管シートは第１及び第２マットを中心管に固定する。第１中空繊維膜は第１内腔を有し、第２中空繊維膜は第２内腔を有する。第１内腔は第１管シートにおいて開口しており、第２管シートにおいて閉鎖しており、他方、第２内腔は第２管シートにおいて開口しており、第１管シートにおいて閉鎖している。シェルは第１及び第２マットを囲み、管シートに密着されている。末端キャップはシェルに固定化され、これによって管シートと末端キャップに間を規定する。
図面の参照において、同じ番号は同じ要素を表す。図１においては、中空繊維膜接触器１０の第１の実施態様が示されている。接触器１０は、図１−２に示されるように、４つの基本構成要素、すなわち、カートリッジ１２、シェル１４、第１末端キャップ１６及び第２末端キャップ１８を有する。
図２を参照すると、カートリッジ１２は、ミシン穴を有する中心管２２、第１膜マット３０、第２膜マット３２、第１管シート２６及び第２管シート２８を含む。さらに、カートリッジ１２はプラグ２０を含むことができる。第１及び第２膜マット３０及び３２は中心管２２の周りに巻かれている。第１管シート２６は第１及び第２マット３０及び３２を第１中心管末端３６に固定し、第２管シート２８は第１及び第２マット３０及び３２を第２中心管末端３８に固定する。
好ましいミシン穴を有する中心管２２は、マット３０及び３２、第１及び第２管シート２６及び２８を支持するのに十分な機械的強度を有するいかなる材料であってもよい。中心管は高分子材料、金属又は複合材料であることができる。中心管２２は、任意のポリオレフィン、例えば、ポリエチレンからなることができる。中心管２２は複数のミシン穴３４を有する。中心管２２はチャネル、第１中心管末端３６及び第２中心管末端３８を有する。第２中心管末端３８はプラグ２０によって封止されている。プラグ２０は、例えば、永久プラグ又はリムーバブルプラグであり得る。さらに、第２中心管末端３８は円形らせん状のみぞ（例えば、リムーバブルプラグのためのスクリュー細線）を有することができる。
第１及び第２膜マット３０及び３２は同じものではない中空繊維膜マットである。第１及び第２マット３０及び３２はそれぞれ異なる分離の目的を容易にするために適用され、その例は、これに限られないが、ガス分離又は粒子分離を含む。第１及び第２マット３０及び３２は下記に詳細に説明するように、これらの材料構成、多孔度の範囲、Ｇｕｒｌｅｙ数範囲、孔径範囲などにおいて同じではない。本明細書は、ただ２つの同じでない膜マットを便宜のために参照して説明しているが、本発明の特許請求の範囲はこれに限定されず、他の構成、例えば、３又は４以上の膜マットも含むことができる。
第１膜マット３０は複数の第１中空繊維膜３１を含むことができる。第１膜マット３０はいかなる厚さ、例えば、例えば、第１中空繊維膜３１の単一層又は互いに配置された第１中空繊維膜３１の複数層であってもよい。例えば、第１膜マット３０、すなわち、第１中空繊維膜３１の単一層又は互いに頂上に配列された第１中空繊維膜３１の複数層は約１〜約２５ｃｍの範囲である。第１膜マット３０は疎水性又は親水性であってよい。さらに、第１膜マット３０は流体の脱ガスを容易にするために適用され得る。代替として、第１膜マット３０は微細ろ過又は超微細ろ過を容易にするために適用され得る。第１膜マット３０は、また、ガス、液体、又は粒子を流体に加えるのを容易にするために適用され得る。第１膜マット３０は公知のプロセスを用いて形成され得る。一般的に、中空繊維膜の構成において、中空繊維膜はマットに編みこまれるか又は織り込まれる。
第１中空繊維膜３１は、約５〜１０００μｍの範囲の厚さ、約１０〜８０％の範囲の多孔度、及びＧｕｒｌｅｙ数１〜２０００秒／ｃｃの範囲を有することができる。Ｇｕｒｌｅｙ数は、水１２．２インチの圧力下で１０ｃｃの空気が１平方インチの物体を通過するのに必要な時間（秒）を意味する。さらに、第１中空繊維膜３１は、いかなる平均孔径
を有してもよく、例えば、第１中空繊維膜３１は約１０〜２０００ナノメータの範囲の平均孔径を有することができる。第１中空繊維膜３１はいかなる材料、例えば、ポリマーであることができる。ポリマーは、例えば、いかなる合成ポリマー、セルロース、又は変性セルロースであり得る。合成ポリマーは、これに限定されずに、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブチレン、ポリ（イソブチレン）、ポリ（メチルペンテン）、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテル、ポリエーテルイミド、ポリアクリルニトリル、ポリアミド、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、エチレネビニルアルコール、フッ素ポリオレフィン、これらのコポリマー、これらの混合物を含む。好ましくは、第１中空繊維膜３１はポリオレフィンからなる。第１中空繊維膜３１はガスの輸送に適切な疎水性中空繊維膜であることができる。あるいは、第１中空繊維膜３１は粒子微細ろ過又は超微細ろ過のために適切な疎水性膜であることができる。第１中空繊維膜３１は多孔性又は非多孔性スキン又はコートを含むことができる。スキン疎水性中空繊維膜は、例えば、ＯＸＹＰＬＵＳという商標名でＭｅｍｂｒａｎａ ＧｍｂＨ ｏｆ Ｗｕｐｐｅｒｔａｌ，Ｇｒｍａｎｙから市販されている。
を有してもよく、例えば、第１中空繊維膜３１は約１０〜２０００ナノメータの範囲の平均孔径を有することができる。第１中空繊維膜３１はいかなる材料、例えば、ポリマーであることができる。ポリマーは、例えば、いかなる合成ポリマー、セルロース、又は変性セルロースであり得る。合成ポリマーは、これに限定されずに、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブチレン、ポリ（イソブチレン）、ポリ（メチルペンテン）、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテル、ポリエーテルイミド、ポリアクリルニトリル、ポリアミド、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、エチレネビニルアルコール、フッ素ポリオレフィン、これらのコポリマー、これらの混合物を含む。好ましくは、第１中空繊維膜３１はポリオレフィンからなる。第１中空繊維膜３１はガスの輸送に適切な疎水性中空繊維膜であることができる。あるいは、第１中空繊維膜３１は粒子微細ろ過又は超微細ろ過のために適切な疎水性膜であることができる。第１中空繊維膜３１は多孔性又は非多孔性スキン又はコートを含むことができる。スキン疎水性中空繊維膜は、例えば、ＯＸＹＰＬＵＳという商標名でＭｅｍｂｒａｎａ ＧｍｂＨ ｏｆ Ｗｕｐｐｅｒｔａｌ，Ｇｒｍａｎｙから市販されている。
第２膜マット３２は複数の第２中空繊維膜３３を含むことができる。第２膜マット３２はいかなる厚さを有することができ、例えば、第２中空繊維膜３３の単一層又は互いに配置された第２中空繊維膜３３の複数層であってもよい。例えば、第２膜マット３２、すなわち、第２中空繊維膜３３の単一層又は互いに頂上に配列された第１中空繊維膜３３の複数層は約１〜約２５ｃｍの範囲である。第２膜マット３２は疎水性又は親水性であってよい。さらに、第２膜マット３２は流体の脱ガスを容易にするために適用され得る。代替として、第２膜マット３２は微細ろ過又は超微細ろ過を容易にするために適用され得る。第２膜マット３２は、また、ガス、液体、又は粒子を流体に加えるのを容易にするために適用され得る。第２膜マット３２は公知のプロセスを用いて形成され得る。一般的に、中空 繊維膜の構成において、中空繊維膜はマットに編みこまれるか又は織り込まれる。
第２中空繊維膜３３は、約５〜１０００μｍの範囲の厚さ、約１０〜８０％の範囲の多孔度、及びＧｕｒｌｅｙ数１〜２０００秒／１０ｃｃの範囲を有することができる。さらに、第２中空繊維膜３３は、いかなる平均孔径を有してもよく、例えば、第２中空繊維膜３３は約１０〜２０００ナノメータの範囲の平均孔径を有することができる。第２中空繊維膜３１はいかなる材料、例えば、上記において例示したポリマーであることができる。好ましくは、第２中空繊維膜３３はポリオレフィンからなる。第２中空繊維膜３３はガスの輸送に適切な疎水性中空繊維膜であることができる。あるいは、第２中空繊維膜３３は粒子微細ろ過又は超微細ろ過のために適切な疎水性膜であることができる。第１中空繊維膜３１は多孔性又は非多孔性スキン又はコートを含むことができる。スキン疎水性中空繊維膜は、例えば、ＯＸＹＰＬＵＳという商標名でＭｅｍｂｒａｎａ ＧｍｂＨ ｏｆ Ｗｕｐｐｅｒｔａｌ，Ｇｒｍａｎｙから市販されている。
一般的に、第１中空繊維膜３１は第１内腔を有し、第２中空繊維膜３３は第２内腔を有する。第１内腔は第１管シート２６において開口されており、第２内腔は第１管シート２６において封止されており、第１内腔は第２管シート２８において封止されており、第２内腔は第２管シート２８において開口されている。しかしながら、代替として、第１内腔は第１管シート２６において封止されており、第２内腔は第１管シート２６において開口されており、第１内腔は第２管シート２８において開口されており、第２内腔は第２管シート２８において封止されることもできる。
第１及び第２膜マット３０及び３２は、リーフ状マット、ループマット、テープ状マット及びこれらの組み合わせからなる群より選択される。本明細書で使用されるリーフ状マットはリーフ状マットの長さ方向に垂直に配列された中空繊維膜のシートを意味する。本明細書で使用されるループマットは、ループマットの長さ方向に垂直に配列された中空繊維膜の折り重ねられたシートを意味する。代替として、ループマットは非常に長い繊維膜の一重のよりを意味する。本明細書で使用されるテープ状マットは、マットの長さ方向に配列された中空繊維膜のシートを意味する。
第１管シート２６は第１中心管の末端３６の近くに位置され、他方、第２管シート２８は第２中心管の末端３８の近くに位置される。第１及び第２管シート２６及び２８は、膜マット３０及び３２をその場所に固定し、接触器１０をシェル側通路、第１内腔側通路及び第３内腔側通路に分配する機能を果たす。第１及び第２管シート２６及び２８は、いかなる材料、例えば、熱可塑性又は熱硬化性であり得るポッティング材料であることができる。例示的な熱可塑性ポッティング材料は、これに限らず、ポリエチレンである。例示的な熱硬化性ポッティング材料は、これに限らず、エポキシである。
プラグ２０は、第２中心管の末端３８において密閉する働きをする。プラグ２０は、いかなる材料、例えば、ポリエチレンからなることができる。プラグ２０はいかなる形、例えば、プラグ２０は断面が円筒状で、操作中にかかる圧力に耐える十分な厚さを有する。プラグ２０は、プラグ２０を中心管２２にきちんと収めるために、第２中心管の末端３８の円形らせん状のみぞに合う円形らせん状のみぞを有することができる。あるいは、プラグ２０は中心管２２の不可欠な構成要素であることができ、又は第２管シートの不可欠な構成要素であることができる。プラグ２０は永久プラグ又はリムーバブルプラグであることができる。
スペーサーは、表面全体にわたり流体の均一な分散を促進するために膜マット２０と３２の巻かれた層の間の空間を維持するために使用される。
図３を参照すると、シェル１４は第１及び第２末端４０及び４２を含む。さらに、シェル１４は任意の材料であり得る。例えば、シェル１４は、ポリエチレン、ポリプロピレン、フッ化ポリビニリデン（ＦＥＰ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、エチレンコポリマーテトラフルオロエチレン（ＥＣＴＦＥ）、フッ素エチレンポリマー（ＦＥＰ）、塩化ポリビニル、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン（ＡＢＳ）、ファイバー強化プラスチック（ＦＲＰ）、金属又は複合材料からなる。シェル１４は、その第１及び第２末端４０及び４２においてフランジがつけられ得る。例えば、シェル１４は、その第１及び第２末端４０及び４２において外側にフランジがつけられ得る。
図１を参照すると、ポート４４は、第１及び第２中空繊維膜３１及び３３の壁を通じて通過しない液体を除去するために設置された非透過性出口手段である。ポート４４は、通常、孔、ノズル、フィッティング又は他の開口である。接触器１０の応用によって、製品のために非透過性であり得る。
図４を参照すると、カートリッジ１２はシェル１４内に配置され、これによってカートリッジ−シェルアッセンブリ１５を形成する。
図５ａ及び５ｂを参照すると、第１及び第２末端キャップ１６及び１８がそれぞれ示されている。第１末端キャップ１６は、真空ポート５４及び入口ポート５６を有する。第２末端キャップ１８は、ろ過ポート５０を有し、さらに、第２末端キャップ１８はさらに補助ポート５２を有する。
図１、５ａ、５ｂ及び６を参照すると、入口ポート５６は第１接続管を経て中心管２２に液体を流入させる入口である。入口ポート５６は、通常、孔、ノズル、フィッティング又は流体を接触器１０に容易に流入させるために設置される他の開口である。第１接続管５８は中心管２２に適合する円柱状の管であり、あるいは、第１接続管５８は中心管２２の延長であり得る。
真空ポート５４は、第１中空繊維膜３１の壁を通じ第１内腔へ透過するガスを除去するために設置された透過性出口手段である。真空ポート５４は、通常、孔、ノズル、フィッティング又は透過したガスを引き抜くために設置される他の手段である。
ろ過ポート５０は、第２中空繊維膜３３の壁を通じ第２内腔へ透過する流体を除去するために設置された透過性出口手段である。ろ過ポート５４は、通常、孔、ノズル、フィッティング又は透過した流体を中空繊維膜接触器１０から除去するための他の手段である。
補助ポート５２は、通常、孔、ノズル、フィッティング又はバックフラッシュ接触器１０のための他の開口である。ポート５２は第２接続管６０によって中心管２２に接続される。第２接続管６０は中心管２２中に適合する円柱状の管であることができる。あるいは、第２接続管６０は中心管２２の延長である。
当業者に容易に明らかなように、図６に示されるように、本発明のシェル側通路、第１内腔側通路及び第１内腔側通路の統合性が維持される限り、ポートの位置は変えることができる。
組み立てに当たっては、第１及び第２の同じでない膜マット３０及び３２は、長さ方向の位置関係において互いに裏重ねされて中心管２２の周りに巻かれる。あるいは、マット３０及び３２は、長さ方向の位置関係において互いに交互に裏重ねされて中心管２２の周りに巻かれる。次に、第１及び第２マット３０及び３２はポッティングによって中心管に固着され、これによって第１及び第２管シート２６及び２８を形成する。あるいは、巻くこと及びポッティング工程は同時に行うことができる。第１及び第２管シート２６及び２８はカットされこれによって交互の開口が形成し、密封された内腔末端、すなわち第１内腔は第１管シート２６において開口され、他方、第２内腔は第１管シート２６において密封され、かつ第１内腔は第２管シート２８において密封され、他方、第２内腔は第２管シート２８において開口されている。次いで、この構造はシェル１４内に配置され、第１及び第２管シート２６及び２８は、例えば、Ｏリング又はポッティング材料によって、シェル１４に密着される。末端キャップ１６及び１８は第１及び第２シェル末端４０及び４２にそれぞれ隣接される。これによって、第１及び第２管シート６２及び２８並びに末端キャップ１６及び１８の間にそれぞれ第１ヘッドスペース６２及び第２ヘッドスペースを形成する。
別の組み立てにおいては、第１及び第２テープ状マットは中心管２２に垂直に巻かれる。第１及び第２テープ状マットの末端は円形の束に集められ、側面のポート、すなわち、シェル側の真空ポート又はろ過ポートに接続される。
操作においては、図１に示されるように、粒子及び内包されたガスを含む流体が入力ポート５６を経て接触器１０に入る。流体は第１接続管５８を経て中心管２２に移動し、ミシン穴１４を経て中心管を出て、第１及び第２膜マット３０及び３２に分配される。真空ポートより導入された真空によって内包されたガスは第１中空繊維膜３１の壁を通じて第１内腔に入り、第１ヘッドスペース６２に移動し、真空ポート５４により接触器１０を出る。流体の透過性のある部分はさらに第２中空繊維膜６４の壁を通じて第２内腔に透過し、第２ヘッドスペースに移動し、ろ過ポート５０を経て接触器１０を出る。第１及び第２中空繊維膜３１及び３３の壁を通じて透過できない流体の部分はポート４４により接触器４４を出る。プラグ２０はバックフラッシュ接触器１０に除去されることができる。
他の操作においては、図６に示されるように、粒子と内包されたガスを含む流体は入口ポート５６により接触器１０に入る。流体は第２ヘッドスペースに移動し、第２内腔に移動する。流体の透過性の部分は第２中空繊維膜３３を通じて透過し、第１膜マット３０上に分配される。ポート５４に適用された真空によって、内包されたガスは第１中空繊維膜３１の壁を通じて第１内腔に透過し、第１ヘッドスペースに移動し、真空ポート５４により接触器を出る。第２中空繊維膜３３の壁を通して通過できない粒子を除去するために、プラグ２０はバックフラッシュ接触器１０に除去されることができる。
本発明は、本発明の精神及び本質的な特徴から逸脱しない限り、他の形式で実施することができる。したがって、本発明の範囲については、明細書の記載でなく特許請求の範囲を参照すべきである。
１０ 中空繊維膜接触器
１２ カートリッジ
１４ シェル
１６ 第１末端キャップ
１８ 第２末端キャップ
２０ プラグ
２２ ミシン穴を有する中心管
２６ 第１管シート
２８ 第２管シート
３０ 第１膜マット
３１ 第１中空繊維膜
３２ 第２膜マット
３３ 第２中空繊維膜
３４ ミシン穴
３６ 第１中心管末端
３８ 第２中心管末端
４０ 第１末端
４２ 第２末端
４４ ポート
４６ 長さ
４８ 直径
５０ ろ過ポート
５２ 補助ポート
５４ 真空ポート
５６ 入口ポート
６２ 第１ヘッドスペース
６４ 第２ヘッドスペース
１２ カートリッジ
１４ シェル
１６ 第１末端キャップ
１８ 第２末端キャップ
２０ プラグ
２２ ミシン穴を有する中心管
２６ 第１管シート
２８ 第２管シート
３０ 第１膜マット
３１ 第１中空繊維膜
３２ 第２膜マット
３３ 第２中空繊維膜
３４ ミシン穴
３６ 第１中心管末端
３８ 第２中心管末端
４０ 第１末端
４２ 第２末端
４４ ポート
４６ 長さ
４８ 直径
５０ ろ過ポート
５２ 補助ポート
５４ 真空ポート
５６ 入口ポート
６２ 第１ヘッドスペース
６４ 第２ヘッドスペース
Claims (21)
- 中空繊維膜接触器であって
ミシン穴を有する管、
前記中心管を囲む第１マットであって、第１内腔を有する第１中空繊維膜を含む第１マット、
前記中心管を囲む第２マットであって、第２内腔を有する第２中空繊維膜を含む第１マット、前記第１マットと前記第２マットは同じものではなく、
第１管シート及び第２管シートであって、前記両シートは前記第１マット及び前記第２マットを前記中心管に固定し、前記第１内腔は前記第１管シートにおいて開口しており、前記第２管シートにおいて閉鎖しており、他方、前記第２内腔は前記第２管シートにおいて開口しており、前記第１管シートにおいて閉鎖しており、
前記第１及び第２マットを囲み、前記両管シートに密着されているシェル、及び
前記シェルに固定化され、これによって前記管シートと前記末端キャップの間のヘッドスペースを規定する末端キャップ
を含む中空繊維膜接触器。 - 前記第１中空繊維膜はポリマーを含む請求項１に記載の中空繊維膜接触器。
- 前記ポリマーがポリオレフィンである請求項２に記載の中空繊維膜接触器。
- 前記第１中空繊維膜は、５〜１０００μｍの範囲の厚さ、１０〜８０％の範囲の多孔度、及びＧｕｒｌｅｙ数１〜２０００秒／１０ｃｃの範囲を有することを特徴とする請求項１に記載の中空繊維膜接触器。
- 前記第２中空繊維膜はポリマーを含む請求項１に記載の中空繊維膜接触器。
- 前記ポリマーがポリオレフィンである請求項５に記載の中空繊維膜接触器。
- 前記第２中空繊維膜は、５〜１０００μｍの範囲の厚さ、１０〜８０％の範囲の多孔度、及びＧｕｒｌｅｙ数１〜２０００秒／１０ｃｃの範囲を有することを特徴とする請求項１に記載の中空繊維膜接触器。
- 前記第１マットは、１〜２５ｃｍの範囲の厚さを有することを特徴とする請求項１に記載の中空繊維膜接触器。
- 前記第２マットは、１〜２５ｃｍの範囲の厚さを有することを特徴とする請求項１に記載の中空繊維膜接触器。
- 前記第１マット及び前記第２マットは、前記中心管に連続して巻かれていることを特徴とする請求項１に記載の中空繊維膜接触器。
- 前記第１マット及び前記第２マットは、前記中心管に交互の層として巻かれていることを特徴とする請求項１に記載の中空繊維膜接触器。
- 前記第１マット及び前記第２マットは、リーフ状マットである特徴とする請求項１に記載の中空繊維膜接触器。
- 前記第１マット及び前記第２マットは、環状マットであることを特徴とする請求項１に記載の中空繊維膜接触器。
- 前記第１マット及び前記第２マットは、テープ状マットであることを特徴とする請求項１に記載の中空繊維膜接触器。
- 前記第１中空繊維膜は疎水性膜であり、前記第２中空繊維膜は親水性膜であることを特徴とする請求項１に記載の中空繊維膜接触器。
- 前記第１中空繊維膜は親水性膜であり、前記第２中空繊維膜は疎水性膜であることを特徴とする請求項１に記載の中空繊維膜接触器。
- 前記第１マットは流体の脱ガスのために配置され、前記第２マットは前記流体の微細ろ過のために配置される請求項１に記載の中空繊維膜接触器。
- 前記第１マットは流体にガスを加入するために配置され、前記第２マットは前記流体の微細ろ過のために配置される請求項１に記載の中空繊維膜接触器。
- 前記第１マットは流体の微細ろ過のために配置され、前記第２マットは前記流体の超微細ろ過のために配置される請求項１に記載の中空繊維膜接触器。
- 中空繊維膜接触器であって
ミシン穴を有し、第１末端及び第２末端を有する管、
前記中心管を囲む第１マットであって、第１内腔を有する第１中空繊維膜を含む第１マット、
前記中心管を囲む第２マットであって、第２内腔を有する第の中空繊維膜を含む第１マット、
第１管シート及び第２管シートであって、前記第１管シートは前記第１マット及び前記第２マットを前記中心管の前記第１末端に固定し、前記第２管シートは前記第１マット及び前記第２マットを前記中心管の前記第２末端に固定する第１管シート及び第２管シート、
前記マットを囲み前記管シートに密着されているシェル、
前記シェルに固定されている第１末端キャップであって、これを通じて第１の開口及び第２の開口を有する第１末端キャップ、及び
前記シェルに固定されている第２末端キャップであって、これを通じて第３の開口を有する第２末端キャップを含み、
前記第１内腔は前記第１管シートにおいて開口しており、前記第２管シートにおいて閉鎖しており、他方、前記第２内腔は前記第２管シートにおいて開口しており、前記第１管シートにおいて閉鎖しており、
前記第１末端キャップ及び前記第１管シートはその間に第１ヘッドスペースを規定し、前記第１末端キャップの第１開口は前記第１ヘッドスペースにより前記第２１腔と通じており、
前記第２末端キャップ及び前記第２管シートはその間に第２ヘッドスペースを規定し、前記第２末端キャップの第３開口は前記第２ヘッドスペースにより前記第２内腔と通じている中空繊維膜接触器。 - 中空繊維膜接触器の製造方法であって、
ミシン穴を有する中心管を供給し、
第１内腔を有する第１中空繊維膜を含む第１膜マットを供給し、
第２内腔を有する第２中空繊維膜を含む第２膜マットを供給し、前記第１中空繊維膜と前記第２中空繊維膜は同じでなく、
前記第１膜マット及び前記第２膜マットを前記中心管に巻き、
前記第１マット及び前記第２マットを前記中心管に入れ、これによって第１管シート及び第２管シートを形成し、記第１内腔は前記第１管シートにおいて開口しており、前記第２管シートにおいて閉鎖しており、他方、前記第２内腔は前記第２管シートにおいて開口しており、前記第１管シートにおいて閉鎖しており、
これによって、カートリッジを形成し、
シェルを供給し、
前記シェル内に前記カートリッジを置き、
前記管シートを前記シェルに密封し、
前記キャップを供給し、及び
末端キャップを前記シェルに固着させる工程を含む中空繊維膜接触器の製造方法。
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| WO (1) | WO2006044255A2 (ja) |
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