JP2018030049A - Hollow fiber membrane module and method for producing the same - Google Patents
Hollow fiber membrane module and method for producing the same Download PDFInfo
- Publication number
- JP2018030049A JP2018030049A JP2016161665A JP2016161665A JP2018030049A JP 2018030049 A JP2018030049 A JP 2018030049A JP 2016161665 A JP2016161665 A JP 2016161665A JP 2016161665 A JP2016161665 A JP 2016161665A JP 2018030049 A JP2018030049 A JP 2018030049A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- hollow fiber
- fiber membrane
- case
- primer
- membrane module
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
- Coating Of Shaped Articles Made Of Macromolecular Substances (AREA)
- Paints Or Removers (AREA)
Abstract
【課題】ケースと固定部との間における剥離が抑えられた中空糸膜モジュールおよびその製造方法を提供する。【解決手段】中空糸膜束10と、中空糸膜束10が収納されたケース20と、中空糸膜束10をケース20に固定する第1の固定部32および第2の固定部34とを備え、ケース20が、ケース本体22の内壁面にケース本体22と固定部との間に介在するように設けられた第1のプライマ層24および第2のプライマ層26とを有する、中空糸膜モジュール1を製造する方法であって、工程(a):ケース本体22の内壁面に酸変性ポリオレフィンを含むプライマを塗布し、厚さが2μm以上13μm以下であるプライマ層を形成する工程と、工程(b):中空糸膜束10をケース20内に収納する工程と、工程(c):ポッティング材を注入し、硬化させて固定部を形成する工程を有する。【選択図】図1PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a hollow fiber membrane module in which peeling between a case and a fixing portion is suppressed and a method for manufacturing the same. SOLUTION: A hollow fiber membrane bundle 10, a case 20 accommodating the hollow fiber membrane bundle 10, and a first fixing portion 32 and a second fixing portion 34 for fixing the hollow fiber membrane bundle 10 to the case 20 are provided. The hollow fiber membrane, in which the case 20 has a first primer layer 24 and a second primer layer 26 provided on the inner wall surface of the case body 22 so as to be interposed between the case body 22 and the fixing portion. A method of manufacturing the module 1, which is a step (a): a step of applying a primer containing an acid-modified polyolefin to the inner wall surface of the case body 22 to form a primer layer having a thickness of 2 μm or more and 13 μm or less, (B): a step of housing the hollow fiber membrane bundle 10 in the case 20, and a step (c): a step of injecting a potting material and curing it to form a fixed portion. [Selection diagram] Figure 1
Description
本発明は、中空糸膜モジュールおよびその製造方法に関する。 The present invention relates to a hollow fiber membrane module and a method for producing the same.
中空糸膜モジュール、平膜モジュール等の膜モジュールは、医療分野、食品分野、水処理分野等において、液体のろ過の他に、液体からの溶存気体の除去(脱気)または液体への気体の供給(給気)にも用いられる。膜モジュールとしては、容積あたりの膜面積が大きい点から、中空糸膜モジュールがよく用いられる。 Membrane modules such as hollow fiber membrane modules and flat membrane modules are used in the medical field, food field, water treatment field, etc., in addition to filtering liquids, removing dissolved gases from liquids (degassing) or removing gas into liquids. Also used for supply (air supply). As the membrane module, a hollow fiber membrane module is often used because of its large membrane area per volume.
中空糸膜モジュールは、通常、複数の中空糸膜からなる中空糸膜束と、中空糸膜束が収納されたケースと、中空糸膜束をケースに固定する固定部とを備える。中空糸膜モジュールは、例えば、中空糸膜束をケース内に収納する工程と;ポッティング材を中空糸膜の間および中空糸膜束とケースとの間に注入し、硬化させて固定部を形成する工程と;固定部を中空糸膜の端部ごと切断して中空糸膜の端部を開口させる工程とを有する方法によって製造される。 The hollow fiber membrane module usually includes a hollow fiber membrane bundle composed of a plurality of hollow fiber membranes, a case in which the hollow fiber membrane bundle is stored, and a fixing portion that fixes the hollow fiber membrane bundle to the case. The hollow fiber membrane module includes, for example, a step of storing a hollow fiber membrane bundle in a case; a potting material is injected between the hollow fiber membranes and between the hollow fiber membrane bundle and the case and cured to form a fixing portion. And a step of cutting the fixing portion together with the end of the hollow fiber membrane and opening the end of the hollow fiber membrane.
中空糸膜モジュールにおいてケースと固定部との間の接着が不十分な場合、固定部を切断する際や中空糸膜モジュールの納品後に、ケースと固定部との間で剥離が生じることがある。ケースの材質とポッティング材との組み合わせによって、ケースと固定部との間の接着力は異なるが、ケースの材質が難接着性である場合には、ケースと固定部との間で剥離が生じやすい。 When the adhesion between the case and the fixing part is insufficient in the hollow fiber membrane module, peeling may occur between the case and the fixing part when the fixing part is cut or after the hollow fiber membrane module is delivered. Depending on the combination of the case material and the potting material, the adhesive strength between the case and the fixed part will differ, but if the case material is difficult to adhere, the case and the fixed part will easily peel off. .
ケースと固定部との間の接着力を高くする方法としては、ケースの内壁面にあらかじめプライマを塗布する方法が知られている(例えば、特許文献1、2)。
As a method of increasing the adhesive force between the case and the fixing portion, a method of applying a primer in advance to the inner wall surface of the case is known (for example,
しかしながら、プライマには多くの種類があり、ケースの材質とポッティング材との組み合わせに適合しないプライマを選択した場合は、ケースと固定部との間の接着力を高くする効果は得られない。また、プライマ層は、薄すぎても厚すぎても、ケースと固定部との間の接着力を高くする効果を発揮できない。 However, there are many types of primers, and when a primer that does not match the combination of the case material and the potting material is selected, the effect of increasing the adhesive force between the case and the fixing portion cannot be obtained. Moreover, even if the primer layer is too thin or too thick, the effect of increasing the adhesive force between the case and the fixed portion cannot be exhibited.
したがって、ケースと固定部との間の接着力を高くするためには、ケースの材質とポッティング材との組み合わせに適合したプライマを選択し、かつプライマ層の厚さを制御する必要がある。 Therefore, in order to increase the adhesive force between the case and the fixing portion, it is necessary to select a primer suitable for the combination of the case material and the potting material and to control the thickness of the primer layer.
本発明は、ケースと固定部との間における剥離が抑えられた中空糸膜モジュールおよびその製造方法を提供する。 The present invention provides a hollow fiber membrane module in which peeling between a case and a fixing portion is suppressed, and a method for manufacturing the same.
本発明は、下記の態様を有する。
<1>複数の中空糸膜からなる中空糸膜束と、前記中空糸膜束の少なくとも一部が収納されたケースと、前記中空糸膜束を前記ケースに固定する固定部とを備え、前記ケースが、ケース本体と、前記ケース本体の内壁面に前記ケース本体と前記固定部との間に介在するように設けられたプライマ層とを有する、中空糸膜モジュールを製造する方法であって、下記工程(a)〜(c)を有する、中空糸膜モジュールの製造方法。
工程(a):前記ケース本体の内壁面に、酸変性ポリオレフィンを含むプライマを塗布し、厚さが2μm以上13μm以下であるプライマ層を形成して前記ケースを得る工程。
工程(b):前記中空糸膜束の少なくとも一部を、前記ケース内に収納する工程。
工程(c):ポッティング材を、前記中空糸膜の間、および前記中空糸膜束と前記ケースの前記プライマ層との間に注入し、硬化させて前記固定部を形成する工程。
<2>前記プライマとして、前記酸変性ポリオレフィンの濃度が、前記プライマの100質量%のうち、2.5〜17質量%であるものを用いる、前記<1>の中空糸膜モジュールの製造方法。
<3>前記ケース本体の材質が、ポリプロピレンである、前記<1>または<2>の中空糸膜モジュールの製造方法。
<4>前記プライマとして、下記手順にて測定された引張せん断接着強さが2.0MPa以上となるプライマを用いる、前記<1>〜<3>のいずれかの中空糸膜モジュールの製造方法。
引張せん断接着強さの測定手順:
・前記ケース本体と同じ材質の試験片(長さ:100mm×幅:20mm×厚さ:2mm)を2枚用意する。
・2枚の試験片のそれぞれの片端の接着部分(長さ:12.5mm×幅:20mm)を♯240研磨紙で研磨し、エタノールで拭き取る。
・2枚の試験片のそれぞれの接着部分に前記プライマを塗布し、1時間乾燥させる。
・前記ポッティング材を遠心脱泡処理した後、一方の試験片の接着部分に塗布する。
・一方の試験片の接着部分と他方の試験片の接着部分とがポッティング材を介して対向し、一方の試験片の接着部分以外の部分と他方の試験片の接着部分以外の部分とが対向しないように、2枚の試験片を重ねる。
・2枚の試験片からはみ出したポッティング材を拭き取り、接着部分において2枚の試験片をクリップで挟み、60℃で6時間加熱してポッティング材を硬化させる。
・JIS K 6850:1999に準拠して、2枚の試験片のそれぞれの接着部分とは反対側の端部を、チャック間距離が115mmとなるように引張試験機のチャックで固定し、接着部分において剥がれが生じるまで、引張速度:2mm/分で引張試験機のチャックを動かす。
・接着部分において剥がれが生じたときの最大荷重を接着部分の面積で割り、引張せん断接着強さを求める。
<5>複数の中空糸膜からなる中空糸膜束と、前記中空糸膜束の少なくとも一部が収納されたケースと、前記中空糸膜束を前記ケースに固定する固定部とを備え、前記ケースが、ケース本体と、前記ケース本体の内壁面に前記ケース本体と前記固定部との間に介在するように設けられたプライマ層とを有し、前記プライマ層が、酸変性ポリオレフィンを含み、前記プライマ層の厚さが、2μm以上13μm以下である、中空糸膜モジュール。
<6>前記ケース本体の材質が、ポリプロピレンである、前記<5>の中空糸膜モジュール。
The present invention has the following aspects.
<1> A hollow fiber membrane bundle comprising a plurality of hollow fiber membranes, a case in which at least a part of the hollow fiber membrane bundle is accommodated, and a fixing portion for fixing the hollow fiber membrane bundle to the case, A method for producing a hollow fiber membrane module, wherein the case has a case body and a primer layer provided on an inner wall surface of the case body so as to be interposed between the case body and the fixing portion, The manufacturing method of a hollow fiber membrane module which has the following process (a)-(c).
Step (a): A step of applying the primer containing acid-modified polyolefin to the inner wall surface of the case body to form a primer layer having a thickness of 2 μm to 13 μm to obtain the case.
Step (b): A step of storing at least a part of the hollow fiber membrane bundle in the case.
Step (c): A step of injecting a potting material between the hollow fiber membranes and between the hollow fiber membrane bundle and the primer layer of the case, and curing the potting material to form the fixing portion.
<2> The method for producing a hollow fiber membrane module according to <1>, wherein the primer has a concentration of the acid-modified polyolefin of 2.5 to 17% by mass out of 100% by mass of the primer.
<3> The method for producing a hollow fiber membrane module according to <1> or <2>, wherein the case body is made of polypropylene.
<4> The method for producing a hollow fiber membrane module according to any one of <1> to <3>, wherein a primer having a tensile shear adhesive strength measured by the following procedure of 2.0 MPa or more is used as the primer.
Procedure for measuring tensile shear bond strength:
-Prepare two test pieces (length: 100 mm x width: 20 mm x thickness: 2 mm) made of the same material as the case body.
-Adhesive part (length: 12.5 mm x width: 20 mm) at one end of each of the two test pieces is polished with # 240 abrasive paper and wiped with ethanol.
Apply the primer to each bonded part of the two test pieces and dry for 1 hour.
-After the centrifugal defoaming treatment of the potting material, the potting material is applied to the bonded portion of one test piece.
-The adhesive part of one test piece and the adhesive part of the other test piece face each other via a potting material, and the part other than the adhesive part of one test piece and the part other than the adhesive part of the other test piece face each other Two test pieces are stacked so that they do not.
-The potting material protruding from the two test pieces is wiped off, and the two test pieces are sandwiched between clips at the bonded portion and heated at 60 ° C for 6 hours to cure the potting material.
-In accordance with JIS K 6850: 1999, the end of each of the two test pieces opposite to the adhesion part is fixed with a chuck of a tensile tester so that the distance between the chucks is 115 mm, and the adhesion part The chuck of the tensile tester is moved at a pulling speed of 2 mm / min until peeling occurs.
・ Divide the maximum load when peeling occurs in the bonded area by the area of the bonded area to obtain the tensile shear bond strength.
<5> A hollow fiber membrane bundle comprising a plurality of hollow fiber membranes, a case in which at least a part of the hollow fiber membrane bundle is accommodated, and a fixing portion for fixing the hollow fiber membrane bundle to the case, The case has a case main body, and a primer layer provided on the inner wall surface of the case main body so as to be interposed between the case main body and the fixing portion, and the primer layer contains an acid-modified polyolefin, The hollow fiber membrane module whose thickness of the said primer layer is 2 micrometers or more and 13 micrometers or less.
<6> The hollow fiber membrane module according to <5>, wherein the material of the case body is polypropylene.
本発明の中空糸膜モジュールの製造方法によれば、ケースと固定部との間における剥離が抑えられた中空糸膜モジュールを製造できる。
本発明の中空糸膜モジュールは、ケースと固定部との間における剥離が抑えられたものとなる。
According to the method for manufacturing a hollow fiber membrane module of the present invention, it is possible to manufacture a hollow fiber membrane module in which peeling between the case and the fixed portion is suppressed.
In the hollow fiber membrane module of the present invention, peeling between the case and the fixed portion is suppressed.
図1〜図6における寸法比は、説明の便宜上、実際のものとは異なったものも含む。また、図2〜図6においては、図1と同じ構成要素には同一の符号を付して、その説明を省略する。 The dimensional ratios in FIGS. 1 to 6 include those different from actual ones for convenience of explanation. Moreover, in FIGS. 2-6, the same code | symbol is attached | subjected to the same component as FIG. 1, and the description is abbreviate | omitted.
<中空糸膜モジュール>
図1は、本発明の中空糸膜モジュールの一例を示す断面図である。
中空糸膜モジュール1は、中空糸膜束10と、中空糸膜束10が収納されたケース20と、中空糸膜束10の中空糸膜12の長さ方向の第1の端部をケース20の第1の端部側に固定する第1の固定部32と、中空糸膜束10の中空糸膜12の長さ方向の第2の端部をケース20の第2の端部側に固定する第2の固定部34とを備える。
<Hollow fiber membrane module>
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of the hollow fiber membrane module of the present invention.
The hollow
(中空糸膜束)
中空糸膜束10は、長さ方向が引き揃えられた複数の中空糸膜12を円柱状に収束したものである。
(Hollow fiber membrane bundle)
The hollow
中空糸膜12の材質としては、ポリオレフィン(ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ(4−メチルペンテン−1)等)、フッ素系樹脂(ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、エチレンテトラフルオロエチレン共重合体等)、ポリスチレン系樹脂、ポリスルホン、ポリアリールスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリカーボネイト、セルロース誘導体、ポリアミド、ポリエステル、ポリメタクリレート、ポリアクリレート等が挙げられる。中空糸膜は、多孔質膜であっても非多孔質膜であってもよい。中空糸膜モジュール1を脱気または給気に用いる場合は、中空糸膜12としては、均質層および多孔質層を有する複合中空糸膜が好ましく、均質層をその両側から多孔質層で挟み込んだ三層構造の複合中空糸膜がより好ましい。
Examples of the material of the
(ケース)
ケース20は、第1の端部および第2の端部が開口した円筒状のケース本体22と;ケース本体22の第1の端部近傍の内壁面にケース本体22と第1の固定部32との間に介在するように設けられた第1のプライマ層24と;ケース本体22の第2の端部近傍の内壁面にケース本体22と第2の固定部34との間に介在するように設けられた第2のプライマ層26とを有する。
(Case)
The
ケース本体22には、外壁面から外方に突出し、ケース本体22の内部に連通した第1の流体出入口22aおよび第2の流体出入口22bが形成されている。
ケース本体22の材質としては、加工性および価格の点から、樹脂が好ましく、機械的強度および耐久性の点から、ポリオレフィン、ポリカーボネイト、ポリスルフォン、ポリ塩化ビニル、アクリル樹脂、ABS樹脂、変成ポリフェニレンエーテルがより好ましく、耐熱性および耐溶剤性の点から、ポリオレフィンがさらに好ましく、ポリプロピレンが特に好ましい。
The case
The material of the
第1のプライマ層24および第2のプライマ層26(以下、これらをまとめて「プライマ層」とも記す。)は、ケース本体22の内壁面に後述するプライマを塗布して形成される層である。したがって、プライマ層は、後述する酸変性ポリオレフィンを含む。
The
酸変性ポリオレフィンは、様々な材質の接着性を改善する効果に優れ、特に同じオレフィン系であるポリオレフィン(特にポリプロピレン)の接着性を改善する効果に優れる。ケース本体22と、ポッティング材からなる第1の固定部32および第2の固定部34(以下、これらをまとめて「固定部」とも記す。)とは、そのままでは接着力が弱く、特にケース本体22の材質がポリプロピレンの場合には、すぐに剥離が生じる。プライマ層が酸変性ポリオレフィンを含むことによって、ケース本体22と固定部とが十分に接着する。
The acid-modified polyolefin is excellent in the effect of improving the adhesiveness of various materials, and in particular, is excellent in the effect of improving the adhesiveness of polyolefin (especially polypropylene) which is the same olefin type. The case
プライマ層の厚さは、ケース本体22と固定部との間の接着力の点から、2μm以上13μm以下であり、3μm以上10μm以下が好ましい。プライマ層は、薄すぎても厚すぎても、ケース本体22と固定部との間の接着力を高くする効果を発揮できない。すなわち、プライマ層は、あくまでもケース本体22と固定部との接着性を向上させるものであり、ケース本体22とプライマ層、ならびに、固定部とプライマ層とは結びつかない。したがって、プライマ層が厚すぎると、ケース本体22と固定部との間に距離が生じてしまい、接着力は低下する。また、プライマ層が薄すぎると、プライマ層として効果を発揮できず、接着力は向上しない。
The thickness of the primer layer is 2 μm or more and 13 μm or less, preferably 3 μm or more and 10 μm or less, from the viewpoint of the adhesive force between the
(固定部)
第1の固定部32は、中空糸膜束10の第1の端部を、中空糸膜12の第1の開口端部の開口を保った状態でケース20の第1の端部側のケース20内に固定し、かつケース20内の空間とケース20外の空間とを液密に仕切るものである。
第2の固定部34は、中空糸膜束10の第2の端部を、中空糸膜12の第2の開口端部の開口を保った状態でケース20の第2の端部側のケース20内に固定し、かつケース20内の空間とケース20外の空間とを液密に仕切るものである。
(Fixed part)
The
The
固定部は、後述するポッティング材の硬化物からなるものであり、ポッティング材を中空糸膜12の間、および中空糸膜束10とケース20のプライマ層との間に注入し、硬化させることによって形成される部材である。
The fixing part is made of a cured product of a potting material described later, and the potting material is injected between the
(作用機序)
以上説明した中空糸膜モジュール1にあっては、ケース本体22と固定部との間に介在するように設けられたプライマ層が、酸変性ポリオレフィンを含み、かつ厚さが2μm以上13μm以下であるため、ケース本体22と固定部との間の接着力が高い。そのため、中空糸膜モジュール1においては、ケース20と固定部との間における剥離が抑えられる。
(Mechanism of action)
In the hollow
(他の実施形態)
本発明の中空糸膜モジュールは、複数の中空糸膜からなる中空糸膜束と、中空糸膜束の少なくとも一部が収納されたケースと、中空糸膜束をケースに固定する固定部とを備え、ケースが、ケース本体と、ケース本体の内壁面にケース本体と固定部との間に介在するように設けられたプライマ層とを有し、プライマ層が、酸変性ポリオレフィンを含み、プライマ層の厚さが、2μm以上13μm以下であるものであればよく、図1の中空糸膜モジュール1に限定されない。
(Other embodiments)
The hollow fiber membrane module of the present invention includes a hollow fiber membrane bundle composed of a plurality of hollow fiber membranes, a case in which at least a part of the hollow fiber membrane bundle is accommodated, and a fixing portion that fixes the hollow fiber membrane bundle to the case. And the case has a case body, and a primer layer provided on the inner wall surface of the case body so as to be interposed between the case body and the fixing portion, the primer layer containing an acid-modified polyolefin, and a primer layer The thickness is not limited to the hollow
例えば、ケースの形状は、円筒状に限定されず、中空糸膜モジュールの用途に応じて様々な形状を選択できる。
固定部は、ケース内に収まっていてもよく、一部がケース外にはみ出していてもよい。
また、本発明の中空糸膜モジュールは、中空糸膜束の両端のぞれぞれが第1の固定部および第2の固定部に固定されたものに限定されず、中空糸膜束の一方の端部のみが固定部に固定されたものであってもよい。
For example, the shape of the case is not limited to a cylindrical shape, and various shapes can be selected according to the use of the hollow fiber membrane module.
The fixing portion may be accommodated in the case, or a part thereof may protrude from the case.
Further, the hollow fiber membrane module of the present invention is not limited to one in which both ends of the hollow fiber membrane bundle are fixed to the first fixing portion and the second fixing portion. Only the end part of this may be fixed to the fixing part.
また、本発明の中空糸膜モジュールは、円筒状の中空糸膜モジュールに限定されず、図2に示すような平型の中空糸膜モジュール2であってもよい。
中空糸膜モジュール2は、複数の中空糸膜12が一方向に引き揃えられ状態で中空糸膜12の長さ方向の両端部が結束糸条14で結束されたシート状の中空糸膜束11と;中空糸膜束11の中空糸膜12の長さ方向の第1の端部が挿入された第1のハウジング40(ケース)と;中空糸膜束11の中空糸膜12の長さ方向の第2の端部が挿入された第2のハウジング50(ケース)と;第1のハウジング40の側壁に形成された開口部から第1のハウジング40内に挿入された中空糸膜束11の第1の端部を、中空糸膜12の第1の開口端部の開口を保った状態で第1のハウジング40に液密に固定する第1の固定部62と;第2のハウジング50の側壁に形成された開口部から第2のハウジング50内に挿入された中空糸膜束11の第2の端部を、中空糸膜12の第2の開口端部の開口を保った状態で第2のハウジング50に液密に固定する第2の固定部(図示略)とを備える。
The hollow fiber membrane module of the present invention is not limited to the cylindrical hollow fiber membrane module, and may be a flat hollow
The hollow
第1のハウジング40(ケース)は、中空糸膜束11の第1の端部を挿入するための開口部が側壁に形成された筒状のハウジング本体42と;ハウジング本体42の開口部の内壁面にハウジング本体42と第1の固定部62との間に介在するように設けられたプライマ層44とを有する。
第2のハウジング50(ケース)は、中空糸膜束11の第2の端部を挿入するための開口部が側壁に形成された筒状のハウジング本体52と;ハウジング本体52の開口部の内壁面にハウジング本体52と第2の固定部(図示略)との間に介在するように設けられたプライマ層(図示略)とを有する。
The first housing 40 (case) includes a
The second housing 50 (case) includes a
<中空糸膜モジュールの製造方法>
本発明の中空糸膜モジュールの製造方法は、下記工程(a)〜(d)を有する。
工程(a):ケース本体の内壁面に、酸変性ポリオレフィンを含むプライマを塗布し、厚さが2μm以上13μm以下であるプライマ層を形成してケースを得る工程。
工程(b):中空糸膜束の少なくとも一部を、ケース内に収納する工程。
工程(c):ポッティング材を、中空糸膜の間、および中空糸膜束とケースのプライマ層との間に注入し、硬化させて固定部を形成する工程。
工程(d):必要に応じて、固定部を中空糸膜の端部ごと切断して中空糸膜の端部を開口させる工程。
<Method for producing hollow fiber membrane module>
The manufacturing method of the hollow fiber membrane module of this invention has the following process (a)-(d).
Step (a): A step of applying a primer containing acid-modified polyolefin to the inner wall surface of the case body to form a primer layer having a thickness of 2 μm or more and 13 μm or less to obtain a case.
Step (b): A step of storing at least a part of the hollow fiber membrane bundle in the case.
Step (c): A step of injecting a potting material between the hollow fiber membranes and between the hollow fiber membrane bundle and the primer layer of the case and curing to form a fixing portion.
Step (d): A step of cutting the fixing portion together with the end of the hollow fiber membrane and opening the end of the hollow fiber membrane as necessary.
以下、本発明の中空糸膜モジュールの製造方法の一例として、図1に示す中空糸膜モジュール1を製造する方法について説明する。
Hereinafter, as an example of the method for producing the hollow fiber membrane module of the present invention, a method for producing the hollow
(工程(a))
図3に示すように、ケース本体22の第1の端部近傍の内壁面にプライマを塗布し、第1のプライマ層24を形成する。同様に、ケース本体22の第2の端部近傍の内壁面にプライマを塗布し、第2のプライマ層(図示略)を形成してケース20とする。
(Process (a))
As shown in FIG. 3, a primer is applied to the inner wall surface in the vicinity of the first end of the
プライマの塗布方法は、プライマの種類、ケース本体の形状、大きさ、材質、表面の粗さ等に応じて適宜選択すればよい。プライマの塗布方法としては、ヘラで塗る方法、刷毛で塗る方法、ハンドローラーで塗る方法等が挙げられる。
プライマを塗布した後、プライマを乾燥することが好ましい。乾燥温度は、15〜30℃が好ましく、乾燥時間は、15分間〜1時間が好ましい。
The primer application method may be appropriately selected according to the type of primer, the shape, size, material, surface roughness, etc. of the case body. Examples of the primer application method include a method of applying with a spatula, a method of applying with a brush, and a method of applying with a hand roller.
It is preferable to dry the primer after applying the primer. The drying temperature is preferably 15 to 30 ° C., and the drying time is preferably 15 minutes to 1 hour.
プライマは、部材の表面を改質するための下地の塗料である。塗布される部材の材質、求められる性能に応じて様々な種類のプライマが存在する。プライマの種類としては、例えば、導電性プライマ、絶縁プライマ、弾性プライマ、粘着プライマ、浸透性プライマ等が挙げられる。これらのうち、本発明におけるプライマは、接着プライマであり、難接着性の部材の表面の接着性を改善する。プライマを接着剤と被接着材との間に塗布することによって、接着力が高まり、接着部分に圧力、熱荷重等が付加された場合でも接着部分に剥離が生じることを抑制できる。 The primer is a base paint for modifying the surface of the member. There are various types of primers depending on the material of the applied member and the required performance. Examples of the primer type include a conductive primer, an insulating primer, an elastic primer, an adhesive primer, and a permeable primer. Among these, the primer in the present invention is an adhesive primer, and improves the adhesion of the surface of a hardly adhesive member. By applying the primer between the adhesive and the material to be bonded, the adhesive force is increased, and even when pressure, thermal load, or the like is applied to the bonded portion, it is possible to prevent the bonded portion from peeling off.
本発明におけるプライマとしては、(1)容易に流動する液体であること、(2)部材の表面の細かい凹凸によく流れ込む毛管作用を有すること、(3)接着剤と被接着材とを固定した後に一定の強さ(凝集力)を有すること、の3つの条件を満たすものが好ましい。特に、(2)の条件は、部材の表面全体をよく濡らすことで部材の材質とプライマの分子とが互いに引き合う距離まで近づかせるために重要である。 As the primer in the present invention, (1) it is a liquid that flows easily, (2) it has a capillary action that flows well into fine irregularities on the surface of the member, and (3) the adhesive and the adherend are fixed. Those satisfying the three conditions of having a certain strength (cohesive force) later are preferable. In particular, the condition (2) is important in that the entire surface of the member is well wetted so that the material of the member and the molecules of the primer can approach each other.
プライマとしては、難接着性のケース本体22(被接着材)と固定部(接着剤)との接着性を向上させる効果に優れる点から、酸変性ポリオレフィンを含むプライマを用いる。
酸変性ポリオレフィンとしては、非塩素系酸変性ポリオレフィン、酸変性塩素化ポリオレフィン等が挙げられる。
非塩素系酸変性ポリオレフィンとしては、例えば、無水マレイン酸変性ポリオレフィン等が挙げられる。
As the primer, a primer containing acid-modified polyolefin is used because it is excellent in the effect of improving the adhesiveness between the case body 22 (adhesive material) and the fixing portion (adhesive).
Examples of the acid-modified polyolefin include non-chlorine acid-modified polyolefin and acid-modified chlorinated polyolefin.
Examples of the non-chlorine acid-modified polyolefin include maleic anhydride-modified polyolefin.
プライマとしては、下記手順にて測定された引張せん断接着強さが2.0MPa以上となるプライマを用いることが好ましく、引張せん断接着強さが2.2MPa以上となるプライマを用いることがより好ましい。 As the primer, it is preferable to use a primer having a tensile shear bond strength measured by the following procedure of 2.0 MPa or more, and more preferably a primer having a tensile shear bond strength of 2.2 MPa or more.
引張せん断接着強さの測定手順:
・ケース本体と同じ材質の試験片(長さ:100mm×幅:20mm×厚さ:2mm)を2枚用意する。
・2枚の試験片のそれぞれの片端の接着部分(長さ:12.5mm×幅:20mm)を♯240研磨紙で研磨し、エタノールで拭き取る。
・2枚の試験片のそれぞれの接着部分にプライマを塗布し、1時間乾燥させる。
・ポッティング材を遠心脱泡処理した後、一方の試験片の接着部分に塗布する。
・一方の試験片の接着部分と他方の試験片の接着部分とがポッティング材を介して対向し、一方の試験片の接着部分以外の部分と他方の試験片の接着部分以外の部分とが対向しないように、2枚の試験片を重ねる。
・2枚の試験片からはみ出したポッティング材を拭き取り、接着部分において2枚の試験片をクリップで挟み、60℃で6時間加熱してポッティング材を硬化させる。
・JIS K 6850:1999に準拠して、2枚の試験片のそれぞれの接着部分とは反対側の端部を、チャック間距離が115mmとなるように引張試験機のチャックで固定し、接着部分において剥がれが生じるまで、引張速度:2mm/分で引張試験機のチャックを動かす。
・接着部分において剥がれが生じたときの最大荷重を接着部分の面積で割り、引張せん断接着強さを求める。
Procedure for measuring tensile shear bond strength:
-Prepare two test pieces (length: 100 mm x width: 20 mm x thickness: 2 mm) made of the same material as the case body.
-Adhesive part (length: 12.5 mm x width: 20 mm) at one end of each of the two test pieces is polished with # 240 abrasive paper and wiped with ethanol.
Apply primer to each bonded part of two test pieces and dry for 1 hour.
-After the centrifugal defoaming treatment of the potting material, apply it to the bonded part of one test piece.
-The adhesive part of one test piece and the adhesive part of the other test piece face each other via a potting material, and the part other than the adhesive part of one test piece and the part other than the adhesive part of the other test piece face each other Two test pieces are stacked so that they do not.
-The potting material protruding from the two test pieces is wiped off, and the two test pieces are sandwiched between clips at the bonded portion and heated at 60 ° C for 6 hours to cure the potting material.
-In accordance with JIS K 6850: 1999, the end of each of the two test pieces opposite to the adhesion part is fixed with a chuck of a tensile tester so that the distance between the chucks is 115 mm, and the adhesion part The chuck of the tensile tester is moved at a pulling speed of 2 mm / min until peeling occurs.
・ Divide the maximum load when peeling occurs in the bonded area by the area of the bonded area to obtain the tensile shear bond strength.
プライマにおける酸変性ポリオレフィンの濃度は、プライマの100質量%のうち、2.5〜17質量%が好ましく、3〜15質量%がより好ましく、5〜10質量%が特に好ましい。酸変性ポリオレフィンの濃度が前記範囲の下限値以上であれば、所望の厚さのプライマ層を形成しやすい。酸変性ポリオレフィンの濃度が前記範囲の上限値を超えると、プライマの粘度が高くなりすぎるため、プライマの塗布量の制御が難しくなり、プライマ層の厚さが厚くなってしまう。酸変性ポリオレフィンの濃度が前記範囲の上限値を超える場合は、プライマを溶媒で希釈し、プライマの粘度を下げることが好ましい。 The concentration of the acid-modified polyolefin in the primer is preferably 2.5 to 17% by mass, more preferably 3 to 15% by mass, and particularly preferably 5 to 10% by mass, out of 100% by mass of the primer. If the concentration of the acid-modified polyolefin is not less than the lower limit of the above range, a primer layer having a desired thickness can be easily formed. If the concentration of the acid-modified polyolefin exceeds the upper limit of the above range, the viscosity of the primer becomes too high, so that it becomes difficult to control the amount of primer applied, and the primer layer becomes thick. When the concentration of the acid-modified polyolefin exceeds the upper limit of the above range, it is preferable to dilute the primer with a solvent to lower the viscosity of the primer.
プライマの塗布量は、プライマ層の厚さが前記範囲となるような量とする。プライマは、あくまでも接着剤と被接着材との接着性を向上させるものであり、ケース本体22とプライマ、ならびに、固定部とプライマとは結びつかない。したがって、プライマ層が厚すぎると、ケース本体22と固定部との間に距離が生じてしまい、接着力は低下する。また、プライマ層が薄すぎると、プライマとして効果を発揮できず、接着力は向上しない。
The amount of primer applied is such that the thickness of the primer layer falls within the above range. The primer merely improves the adhesiveness between the adhesive and the material to be bonded, and the
(工程(b))
図4に示すように、中空糸膜束10を、中空糸膜束10の第1の端部とケース20の第1の端部とが揃うように、ケース20内に収納する。
中空糸膜束10の収納方法としては、公知の方法が用いられる。中空糸膜束10は、公知の方法にて中空糸膜12を収束し、必要に応じて第1の端部および第2端部のいずれか一方もしくは両方、または全体を公知の方法にて結束した後、ケース内に挿入する。
(Process (b))
As shown in FIG. 4, the hollow
As a method for storing the hollow
(工程(c))
図5に示すように、ポッティング材を、中空糸膜12の間、および中空糸膜束10とケース20の第1のプライマ層24との間に注入し、硬化させて第1の固定部32を形成する。同様に、ポッティング材を、中空糸膜12の間、および中空糸膜束10とケース20の第2のプライマ層(図示略)との間に注入し、硬化させて第2の固定部(図示略)を形成する。
(Process (c))
As shown in FIG. 5, the potting material is injected between the
ポッティング材の注入方法としては、公知の方法が用いられる。ポッティング材の注入方法としては、中空糸膜束10を収納したケースを回転させ、遠心力によってポッティング材を注入する方法;ポッティング材を落差で生じる重力によって注入する方法;シリンジ等を用いてポッティング材を圧入する方法等が挙げられる。
A known method is used as the potting material injection method. As a potting material injection method, the case containing the hollow
ポッティング材の注入に際して、ポッティング材の中空糸膜12内部への侵入を防ぐために、中空糸膜12の端部は何らかの方法で目止めして塞がれていることが好ましい。目止め方法としては、公知の方法が用いられる。目止め方法としては、中空糸膜12の開口端部を樹脂等で封止する方法;中空糸膜12の開口端部を熱融着等によって潰す方法;図示例のように中空糸膜12をU字状に折り返す方法等が挙げられる。
In order to prevent the potting material from entering the
ポッティング材としては、公知の熱硬化性樹脂を含む接着剤が挙げられる。熱硬化性樹脂としては、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂等が挙げられる。熱硬化性樹脂は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。熱硬化性樹脂は、中空糸膜12やケース20との接着性、硬化物の耐熱性、耐薬品性等を考慮して選択すればよい。熱硬化性樹脂としては、硬化反応条件を幅広く選択できる点から、ポリウレタン樹脂またはエポキシ樹脂が好ましい。
ポッティング材の具体例としては、例えば、国際公開第2015/186705号に記載されたポッティング材等が挙げられる。
Examples of the potting material include an adhesive containing a known thermosetting resin. Examples of the thermosetting resin include polyurethane resin, epoxy resin, unsaturated polyester resin, and the like. A thermosetting resin may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together. The thermosetting resin may be selected in consideration of the adhesion to the
Specific examples of the potting material include a potting material described in International Publication No. 2015/186705.
(工程(d))
図6に示すように、第1の固定部32を、ケース20の第1の端部および中空糸膜束10の第1の端部ごと切断して中空糸膜12の端部を開口させる。同様に、第2の固定部(図示略)を、ケース20の第2の端部および中空糸膜束10の第2の端部ごと切断して中空糸膜12の端部を開口させ、中空糸膜モジュール1を得る。
(Process (d))
As shown in FIG. 6, the first fixing
(作用機序)
以上説明した本発明の中空糸膜モジュールの製造方法にあっては、ケース本体の内壁面に、酸変性ポリオレフィンを含むプライマを塗布し、厚さが2μm以上13μm以下であるプライマ層を形成した後、ポッティング材を、中空糸膜の間、および中空糸膜束とケースのプライマ層との間に注入し、硬化させて固定部を形成しているため、ケース本体と固定部との間の接着力が高い。そのため、ケースと固定部との間における剥離が抑えられた中空糸膜モジュールを製造できる。すなわち、中空糸膜モジュールの機能を損なうことなく、中空糸膜モジュールを効率的に、かつ歩留りよく製造することが可能となる。
(Mechanism of action)
In the method for producing a hollow fiber membrane module of the present invention described above, after applying a primer containing acid-modified polyolefin to the inner wall surface of the case body, a primer layer having a thickness of 2 μm to 13 μm is formed. Since the potting material is injected between the hollow fiber membrane and between the hollow fiber membrane bundle and the primer layer of the case and cured to form the fixed part, the bonding between the case body and the fixed part Power is high. Therefore, it is possible to manufacture a hollow fiber membrane module in which peeling between the case and the fixing portion is suppressed. That is, the hollow fiber membrane module can be manufactured efficiently and with a high yield without impairing the function of the hollow fiber membrane module.
(他の実施形態)
本発明の中空糸膜モジュールの製造方法は、上述した工程(a)〜(c)を有する方法であればよく、図示例の製造方法に限定はされない。
例えば、特開平10−18389号公報等に記載された公知の方法に、本発明における工程(a)を組み合わせた方法であってもよい。
(Other embodiments)
The manufacturing method of the hollow fiber membrane module of this invention should just be a method which has process (a)-(c) mentioned above, and is not limited to the manufacturing method of the example of illustration.
For example, a method in which step (a) in the present invention is combined with a known method described in JP-A-10-18389 or the like may be used.
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples, but the present invention is not limited thereto.
(引張せん断接着強さ)
(i)サンプルの作製:
引張せん断接着強さの測定に用いた試験片およびポッティング材は、下記のとおりである。
試験片:ポリプロピレン(住友化学社製、ノーブレン(登録商標)AZ564)からなる試験片(長さ:100mm×幅:20mm×厚さ:2mm)。
ポッティング材:表1に示す組成のポッティング材。
(Tensile shear bond strength)
(I) Sample preparation:
The test pieces and potting materials used for measuring the tensile shear bond strength are as follows.
Test piece: A test piece (length: 100 mm × width: 20 mm × thickness: 2 mm) made of polypropylene (manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd., Nobrene (registered trademark) AZ564).
Potting material: Potting material having the composition shown in Table 1.
2枚の試験片のそれぞれの片端の接着部分(長さ:12.5mm×幅:20mm)を♯240研磨紙で研磨し、エタノールで拭き取った。2枚の試験片のそれぞれの接着部分に後述するプライマを所定の厚さとなるように塗布し、1時間乾燥させた。ポッティング材を遠心脱泡処理した後、一方の試験片の接着部分に塗布した。一方の試験片の接着部分と他方の試験片の接着部分とがポッティング材を介して対向し、一方の試験片の接着部分以外の部分と他方の試験片の接着部分以外の部分とが対向しないように、2枚の試験片を重ねた。2枚の試験片からはみ出したポッティング材を拭き取り、接着部分において2枚の試験片をクリップで挟み、60℃で6時間加熱してポッティング材を硬化させ、サンプルを得た。 Adhesive portions (length: 12.5 mm × width: 20 mm) at one end of each of the two test pieces were polished with # 240 abrasive paper and wiped with ethanol. A primer described later was applied to each bonded portion of the two test pieces so as to have a predetermined thickness, and was dried for 1 hour. After the potting material was subjected to centrifugal defoaming treatment, it was applied to the bonded portion of one test piece. The bonding part of one test piece and the bonding part of the other test piece face each other via a potting material, and the part other than the bonding part of one test piece does not face the part other than the bonding part of the other test piece. Thus, two test pieces were stacked. The potting material protruding from the two test pieces was wiped off, the two test pieces were sandwiched between the clips at the bonded portion, and heated at 60 ° C. for 6 hours to cure the potting material, thereby obtaining a sample.
(ii)引張せん断接着強さの測定:
JIS K 6850:1999に準拠して、サンプルにおける2枚の試験片のそれぞれの接着部分とは反対側の端部を、チャック間距離が115mmとなるように引張試験機(エー・アンド・デイ社製、テンシロン万能材料試験機 RTF−1310)のチャックで固定し、接着部分において剥がれが生じるまで、引張速度:2mm/分で引張試験機のチャックを動かした。接着部分において剥がれが生じたときの最大荷重を接着部分の面積で割り、引張せん断接着強さを求めた。
(Ii) Measurement of tensile shear bond strength:
In accordance with JIS K 6850: 1999, a tensile tester (A & D Co., Ltd.) was formed so that the distance between the two test pieces in the sample on the opposite side of the bonded portion was 115 mm between the chucks. The chuck of the tensile tester was moved at a tensile speed of 2 mm / min until peeling occurred at the bonded portion. The maximum load when peeling occurred at the bonded portion was divided by the area of the bonded portion to determine the tensile shear bond strength.
(iii)接着部分の破壊状態の確認:
プライマは被接着材に対して接着し、プライマ自身は凝集して変形および破壊に対して抵抗する働きがある。そして、プライマを用いて接着させた接着部分の破壊状態は大きく分けて3種類ある。1つ目は接着剤と被接着材との界面で破壊している界面破壊、2つ目はプライマ層内で破壊する凝集破壊、3つ目は被接着材自身が破壊する材料破壊である。接着力が弱いと界面剥離になるが、接着力が十分あれば凝集破壊になるため、接着部分の破壊状態を確認することによって、接着力が十分であるか判断できる。
(Iii) Confirmation of the broken state of the bonded part:
The primer adheres to the adherend, and the primer itself aggregates and acts to resist deformation and breakage. And the destruction state of the adhesion | attachment part adhere | attached using the primer is divided roughly into three types. The first is interfacial fracture that breaks at the interface between the adhesive and the adherend, the second is cohesive fracture that breaks in the primer layer, and the third is material breakage that the adherend itself breaks. If the adhesive force is weak, interface peeling occurs, but if the adhesive force is sufficient, cohesive failure occurs. Therefore, it can be determined whether the adhesive force is sufficient by checking the destruction state of the bonded portion.
(実験例1)
プライマとして非塩素系酸変性ポリオレフィンを含むワニス(三井化学社製、ユニストール(登録商標)P501、酸変性ポリオレフィンの濃度:8質量%)を用い、上述した手順にて引張せん断接着強さを測定した。結果を表2に示す。剥がれた接着部分は凝集破壊しており、ポリプロピレンの試験片とポッティング材とを確実に接着できていた。
(Experimental example 1)
Using a varnish containing non-chlorine acid-modified polyolefin as a primer (Mitsui Chemicals, Unistor (registered trademark) P501, concentration of acid-modified polyolefin: 8% by mass), measuring the tensile shear bond strength by the procedure described above. did. The results are shown in Table 2. The peeled adhesive part was coherently broken, and the polypropylene test piece and the potting material could be securely bonded.
(実験例2)
プライマとして非塩素系酸変性ポリオレフィン(日本製紙社製、アウローレン(登録商標)500MX)をトルエンに溶解したワニス(酸変性ポリオレフィンの濃度:3.75質量%)を用い、上述した手順にて引張せん断接着強さを測定した。結果を表2に示す。剥がれた接着部分は凝集破壊しており、ポリプロピレンの試験片とポッティング材とを確実に接着できていた。
(Experimental example 2)
Using a varnish (concentration of acid-modified polyolefin: 3.75% by mass) obtained by dissolving a non-chlorine acid-modified polyolefin (Nippon Paper Co., Ltd., Auroren (registered trademark) 500MX) in toluene as a primer, the above procedure was followed. Shear bond strength was measured. The results are shown in Table 2. The peeled adhesive part was coherently broken, and the polypropylene test piece and the potting material could be securely bonded.
(実験例3)
プライマとして非塩素系酸変性ポリオレフィンを含むワニス(日本製紙社製、アウローレン(登録商標)350MX、酸変性ポリオレフィンの濃度:15質量%)を用い、上述した手順にて引張せん断接着強さを測定した。結果を表2に示す。剥がれた接着部分は凝集破壊しており、ポリプロピレンの試験片とポッティング材とを確実に接着できていた。
(Experimental example 3)
Using a varnish containing non-chlorine acid-modified polyolefin as a primer (Nippon Paper Industries Co., Ltd., Auroren (registered trademark) 350MX, concentration of acid-modified polyolefin: 15% by mass), measuring the tensile shear bond strength by the procedure described above. did. The results are shown in Table 2. The peeled adhesive part was coherently broken, and the polypropylene test piece and the potting material could be securely bonded.
(比較実験例1)
プライマとして非塩素系酸変性ポリオレフィンを含むワニス(日本製紙社製、アウローレン(登録商標)500MX、酸変性ポリオレフィンの濃度:15質量%)を用い、上述した手順にて引張せん断接着強さを測定した。結果を表2に示す。
(Comparative Experimental Example 1)
Using a varnish containing non-chlorine acid-modified polyolefin as a primer (Nippon Paper Industries Co., Ltd., Auroren (registered trademark) 500MX, concentration of acid-modified polyolefin: 15% by mass), measuring the tensile shear bond strength by the procedure described above. did. The results are shown in Table 2.
(比較実験例2)
プライマを用いずに引張せん断接着強さの測定を実施したところ、接着力が弱く、わずかに引っ張っただけで試験片が剥がれてしまった。結果を表2に示す。
(Comparative Experimental Example 2)
When the tensile shear adhesive strength was measured without using a primer, the adhesive strength was weak, and the test piece was peeled off even when pulled slightly. The results are shown in Table 2.
(実施例1)
中空糸膜モジュールの製造に用いた材料は、下記のとおりである。
中空糸膜:三層構造の複合中空糸膜(三菱レイヨン社製、MHF200SD、気体透過性の均質層と、該均質層を挟み込む多孔質層とからなるの気体透過性複合膜)。
ケース:ポリプロピレン(住友化学社製、ノーブレン(登録商標)AZ564)からなる円筒状のケース(内径:20mm、長さ:86mm)。
ポッティング材:表1に示す組成のポッティング材。
プライマ:非塩素系酸変性ポリオレフィンを含むワニス(三井化学社製、ユニストール(登録商標)P501、酸変性ポリオレフィンの濃度:8質量%)。
Example 1
The materials used for manufacturing the hollow fiber membrane module are as follows.
Hollow fiber membrane: A composite hollow fiber membrane having a three-layer structure (manufactured by Mitsubishi Rayon Co., Ltd., MHF200SD, a gas permeable composite membrane comprising a gas permeable homogeneous layer and a porous layer sandwiching the homogeneous layer).
Case: Cylindrical case (inner diameter: 20 mm, length: 86 mm) made of polypropylene (manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd., Nobren (registered trademark) AZ564).
Potting material: Potting material having the composition shown in Table 1.
Primer: Varnish containing non-chlorine acid-modified polyolefin (Mitsui Chemicals, Unistor (registered trademark) P501, concentration of acid-modified polyolefin: 8% by mass).
ケースの両端部近傍の内壁面に、プライマを塗布し、1時間乾燥させてプライマ層(厚さ:6.4μm)を形成した。複数の中空糸膜を円柱状に収束して中空糸膜束を作製し、ケース内に収納した。遠心型のポッティング注入装置を用い、ポッティング材をケースの両端部に注入し、硬化させて固定部を形成した。60℃の乾燥機内にて6時間かけてポッティング材を完全に硬化させた。その後、ギロチン刃を用いて、固定部を、ケースの端部および中空糸膜束の端部ごと切断して、中空糸膜の端部を開口させ、中空糸膜モジュールを得た。 A primer was applied to the inner wall surfaces in the vicinity of both ends of the case and dried for 1 hour to form a primer layer (thickness: 6.4 μm). A plurality of hollow fiber membranes were converged in a cylindrical shape to produce a hollow fiber membrane bundle, which was stored in a case. Using a centrifugal potting injection device, a potting material was injected into both ends of the case and cured to form a fixed portion. The potting material was completely cured in a dryer at 60 ° C. for 6 hours. Then, using the guillotine blade, the fixing part was cut together with the end part of the case and the end part of the hollow fiber membrane bundle, and the end part of the hollow fiber membrane was opened to obtain a hollow fiber membrane module.
中空糸膜モジュールについて、60℃で2時間の加熱と、−20℃で2時間の冷却とを1サイクルとし、このサイクルを30サイクル繰り返すヒートサイクル試験を実施した。その結果、酸変性ポリオレフィンを含むプライマを用いて得られた中空糸膜モジュールは、ケースと固定部との接着部分での剥離はなく、リークも抑制できていた。ヒートサイクル試験によってケースと固定部との間にも応力がかかると想定されるが、酸変性ポリオレフィンを含むプライマを用いることによって、ケースと固定部との間の接着力を高め、剥離のない中空糸膜モジュールを製造できた。 The hollow fiber membrane module was subjected to a heat cycle test in which heating at 60 ° C. for 2 hours and cooling at −20 ° C. for 2 hours was taken as one cycle, and this cycle was repeated 30 times. As a result, the hollow fiber membrane module obtained by using the primer containing acid-modified polyolefin was not peeled off at the bonding portion between the case and the fixing portion, and leakage could be suppressed. It is assumed that stress is also applied between the case and the fixed part by the heat cycle test, but by using a primer containing acid-modified polyolefin, the adhesive force between the case and the fixed part is increased, and there is no peeling. Yarn membrane module could be manufactured.
(比較例1)
プライマを用いない以外は、実施例1と同様にして中空糸膜モジュールを製造した。ケースとポッティング材は接着不足であり、中空糸膜束をポッティング材でケースに固定することができなかった。
(Comparative Example 1)
A hollow fiber membrane module was produced in the same manner as in Example 1 except that no primer was used. The case and the potting material were insufficiently bonded, and the hollow fiber membrane bundle could not be fixed to the case with the potting material.
(まとめ)
プライマを用いた実験例1〜3、比較実験例1は、プライマを用いなかった比較実験例2に比べて接着力が高く、試験片とポッティング材とが接着していた。プライマ層の厚さが2μm以上13μm以下の範囲内にある実験例1〜3は、プライマ層の厚さが13μmを超える比較実験例1に比べ、接着力が高かった。
また、実施例1のようにモジュール化した場合に、ケースと固定部とが強固に接着していることで、リーク発生も抑制できることが明らかになった。
(Summary)
The experimental examples 1 to 3 using the primer and the comparative experimental example 1 had higher adhesive strength than the comparative experimental example 2 not using the primer, and the test piece and the potting material were adhered. In Experimental Examples 1 to 3, in which the thickness of the primer layer is in the range of 2 μm or more and 13 μm or less, the adhesive force was higher than that of Comparative Experimental Example 1 in which the thickness of the primer layer exceeded 13 μm.
Moreover, when modularizing like Example 1, it became clear that leak generation | occurrence | production can also be suppressed because the case and the fixing | fixed part have adhere | attached firmly.
本発明の中空糸膜モジュールは、液体のろ過、液体からの溶存気体の除去(脱気)、液体への気体の供給(給気)等に用いる膜モジュールとして有用である。 The hollow fiber membrane module of the present invention is useful as a membrane module used for liquid filtration, removal of dissolved gas from liquid (deaeration), gas supply to liquid (air supply), and the like.
1 中空糸膜モジュール、
2 中空糸膜モジュール、
10 中空糸膜束、
11 中空糸膜束、
12 中空糸膜、
14 結束糸条、
20 ケース、
22 ケース本体、
22a 第1の流体出入口、
22b 第2の流体出入口、
24 第1のプライマ層、
26 第2のプライマ層、
32 第1の固定部、
34 第2の固定部、
40 第1のハウジング、
42 ハウジング本体、
44 プライマ層、
50 第2のハウジング、
52 ハウジング本体、
62 第1の固定部。
1 hollow fiber membrane module,
2 hollow fiber membrane module,
10 hollow fiber membrane bundle,
11 Hollow fiber membrane bundle,
12 hollow fiber membranes,
14 Tying yarn,
20 cases,
22 Case body
22a first fluid inlet / outlet;
22b second fluid inlet / outlet;
24 first primer layer,
26 second primer layer,
32 first fixing part,
34 second fixing part,
40 first housing;
42 housing body,
44 Primer layer,
50 second housing,
52 housing body,
62 1st fixing | fixed part.
Claims (6)
下記工程(a)〜(c)を有する、中空糸膜モジュールの製造方法。
工程(a):前記ケース本体の内壁面に、酸変性ポリオレフィンを含むプライマを塗布し、厚さが2μm以上13μm以下であるプライマ層を形成して前記ケースを得る工程。
工程(b):前記中空糸膜束の少なくとも一部を、前記ケース内に収納する工程。
工程(c):ポッティング材を、前記中空糸膜の間、および前記中空糸膜束と前記ケースの前記プライマ層との間に注入し、硬化させて前記固定部を形成する工程。 A hollow fiber membrane bundle comprising a plurality of hollow fiber membranes, a case in which at least a part of the hollow fiber membrane bundle is accommodated, and a fixing portion for fixing the hollow fiber membrane bundle to the case, the case comprising: A method for producing a hollow fiber membrane module, comprising: a case body; and a primer layer provided on an inner wall surface of the case body so as to be interposed between the case body and the fixing portion,
The manufacturing method of a hollow fiber membrane module which has the following process (a)-(c).
Step (a): A step of applying the primer containing acid-modified polyolefin to the inner wall surface of the case body to form a primer layer having a thickness of 2 μm to 13 μm to obtain the case.
Step (b): A step of storing at least a part of the hollow fiber membrane bundle in the case.
Step (c): A step of injecting a potting material between the hollow fiber membranes and between the hollow fiber membrane bundle and the primer layer of the case, and curing the potting material to form the fixing portion.
引張せん断接着強さの測定手順:
・前記ケース本体と同じ材質の試験片(長さ:100mm×幅:20mm×厚さ:2mm)を2枚用意する。
・2枚の試験片のそれぞれの片端の接着部分(長さ:12.5mm×幅:20mm)を♯240研磨紙で研磨し、エタノールで拭き取る。
・2枚の試験片のそれぞれの接着部分に前記プライマを塗布し、1時間乾燥させる。
・前記ポッティング材を遠心脱泡処理した後、一方の試験片の接着部分に塗布する。
・一方の試験片の接着部分と他方の試験片の接着部分とがポッティング材を介して対向し、一方の試験片の接着部分以外の部分と他方の試験片の接着部分以外の部分とが対向しないように、2枚の試験片を重ねる。
・2枚の試験片からはみ出したポッティング材を拭き取り、接着部分において2枚の試験片をクリップで挟み、60℃で6時間加熱してポッティング材を硬化させる。
・JIS K 6850:1999に準拠して、2枚の試験片のそれぞれの接着部分とは反対側の端部を、チャック間距離が115mmとなるように引張試験機のチャックで固定し、接着部分において剥がれが生じるまで、引張速度:2mm/分で引張試験機のチャックを動かす。
・接着部分において剥がれが生じたときの最大荷重を接着部分の面積で割り、引張せん断接着強さを求める。 The manufacturing method of the hollow fiber membrane module as described in any one of Claims 1-3 using the primer from which the tensile shear adhesive strength measured in the following procedure is 2.0 Mpa or more as said primer.
Procedure for measuring tensile shear bond strength:
-Prepare two test pieces (length: 100 mm x width: 20 mm x thickness: 2 mm) made of the same material as the case body.
-Adhesive part (length: 12.5 mm x width: 20 mm) at one end of each of the two test pieces is polished with # 240 abrasive paper and wiped with ethanol.
Apply the primer to each bonded part of the two test pieces and dry for 1 hour.
-After the centrifugal defoaming treatment of the potting material, the potting material is applied to the bonded portion of one test piece.
-The adhesive part of one test piece and the adhesive part of the other test piece face each other via a potting material, and the part other than the adhesive part of one test piece and the part other than the adhesive part of the other test piece face each other Two test pieces are stacked so that they do not.
-The potting material protruding from the two test pieces is wiped off, and the two test pieces are sandwiched between clips at the bonded portion and heated at 60 ° C for 6 hours to cure the potting material.
-In accordance with JIS K 6850: 1999, the end of each of the two test pieces opposite to the adhesion part is fixed with a chuck of a tensile tester so that the distance between the chucks is 115 mm, and the adhesion part The chuck of the tensile tester is moved at a pulling speed of 2 mm / min until peeling occurs.
・ Divide the maximum load when peeling occurs in the bonded area by the area of the bonded area to obtain the tensile shear bond strength.
前記中空糸膜束の少なくとも一部が収納されたケースと、
前記中空糸膜束を前記ケースに固定する固定部と
を備え、
前記ケースが、
ケース本体と、
前記ケース本体の内壁面に前記ケース本体と前記固定部との間に介在するように設けられたプライマ層と
を有し、
前記プライマ層が、酸変性ポリオレフィンを含み、
前記プライマ層の厚さが、2μm以上13μm以下である、中空糸膜モジュール。 A hollow fiber membrane bundle comprising a plurality of hollow fiber membranes;
A case in which at least a part of the hollow fiber membrane bundle is stored;
A fixing portion for fixing the hollow fiber membrane bundle to the case,
The case is
The case body,
A primer layer provided on an inner wall surface of the case main body so as to be interposed between the case main body and the fixing portion;
The primer layer comprises an acid-modified polyolefin;
The hollow fiber membrane module whose thickness of the said primer layer is 2 micrometers or more and 13 micrometers or less.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016161665A JP6797602B2 (en) | 2016-08-22 | 2016-08-22 | Hollow fiber membrane module and its manufacturing method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016161665A JP6797602B2 (en) | 2016-08-22 | 2016-08-22 | Hollow fiber membrane module and its manufacturing method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2018030049A true JP2018030049A (en) | 2018-03-01 |
JP6797602B2 JP6797602B2 (en) | 2020-12-09 |
Family
ID=61304410
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016161665A Active JP6797602B2 (en) | 2016-08-22 | 2016-08-22 | Hollow fiber membrane module and its manufacturing method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6797602B2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109633313A (en) * | 2018-12-18 | 2019-04-16 | 米艾西(福建)测控技术有限公司 | A kind of insulating cement fill method in load tray |
CN118933292A (en) * | 2024-07-26 | 2024-11-12 | 安徽索亚装饰材料有限公司 | Composite fiber material for decorative material and preparation system |
-
2016
- 2016-08-22 JP JP2016161665A patent/JP6797602B2/en active Active
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109633313A (en) * | 2018-12-18 | 2019-04-16 | 米艾西(福建)测控技术有限公司 | A kind of insulating cement fill method in load tray |
CN109633313B (en) * | 2018-12-18 | 2020-11-13 | 米艾西(福建)测控技术有限公司 | Method for filling insulating glue in load box |
CN118933292A (en) * | 2024-07-26 | 2024-11-12 | 安徽索亚装饰材料有限公司 | Composite fiber material for decorative material and preparation system |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6797602B2 (en) | 2020-12-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6963657B2 (en) | Membrane cartridge system | |
CN106714943B (en) | Hollow fiber film assembly and its manufacturing method | |
CN103732313B (en) | The method for repairing and mending of hollow fiber film assembly and hollow fiber film assembly | |
JPH09290138A (en) | Hollow fiber type separation membrane module | |
JP2018030049A (en) | Hollow fiber membrane module and method for producing the same | |
JPH04293527A (en) | Hollow fiber type membrane module and production thereof | |
JP5811738B2 (en) | Method for repairing hollow fiber membrane module and hollow fiber membrane module | |
JP3984513B2 (en) | Hollow fiber membrane module | |
JPS59136104A (en) | How to seal hollow fiber modules | |
JP2003164736A (en) | Method for manufacturing hollow fiber membrane module | |
KR101532155B1 (en) | Spiral separation membrane element | |
JPH044024A (en) | Manufacturing method of hollow fiber porous separation membrane element | |
CN114269457A (en) | Filter assembly box | |
JPH03106422A (en) | Fluid separation module and its manufacture | |
JPH0368427A (en) | Fluid separating module and production thereof | |
JP5385523B2 (en) | Method for manufacturing separation membrane module | |
JP6663074B2 (en) | Flow path chip and method for manufacturing flow path chip | |
JP2024140243A (en) | Hollow fiber membrane module and method for manufacturing hollow fiber membrane module | |
JP4073747B2 (en) | Method for producing hollow fiber membrane module | |
JPH0557152A (en) | Membrane separation module and production thereof | |
JP2012144673A (en) | Method for joining foamed resin | |
JP2004187746A (en) | Blood processing equipment | |
JPH04126526A (en) | Hollow fiber membrane module and its production | |
JPS5987005A (en) | Method for repairing porous hollow yarn membrane module | |
JP6688127B2 (en) | Hollow fiber membrane module and manufacturing method thereof |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20181102 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20190809 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20200626 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20200714 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20200911 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20201020 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20201118 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6797602 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |