JP2904897B2

JP2904897B2 - 中空糸型膜モジュールの製造方法

Info

Publication number: JP2904897B2
Application number: JP24495190A
Authority: JP
Inventors: 和久熊見
Original assignee: DAISERU KAGAKU KOGYO KK
Current assignee: DAISERU KAGAKU KOGYO KK
Priority date: 1990-09-14
Filing date: 1990-09-14
Publication date: 1999-06-14
Anticipated expiration: 2014-06-14
Also published as: JPH04126526A

Description

【発明の詳細な説明】（イ）産業上の利用分野この発明は中空糸型膜モジュールの製造方法に関する
ものである。

（ロ）従来の技術従来、一般に、逆浸透法装置、限外ろ過装置あるいは
精密ろ過装置の心臓部である半透膜モジュールは用途に
応じて各種形式のものが用いられている。

その中の１つである中空糸型膜モジュールは、長さ10
0〜2000mm、外径0.02〜3mm程度で数十本〜数万本の多数
の中空糸からなる中空糸束を含んでいる。この中空糸束
の端部は、主としてエポキシ系接着剤、ウレタン系接着
剤によって接着封止されている。

このような中空糸型膜モジュールはコンパクトである
ため各分野で広く用いられている。そして、特に耐熱性
を要求される分野においては、上記接着封止の接着剤と
してエポキシ系接着剤が用いられることが多い。

通常、この種の膜モジュールの接着封止部は単一であ
る。これは、中空糸型膜モジュールの製造上、一度に接
着剤を充填し硬化させることが簡便であったためであ
る。

（ハ）発明が解決しようとする課題このようなモジュールの接着封止においては、膜モジ
ュール用ケースと中空糸束とを同時に封止することにな
る。通常、中空糸はなんらかの保湿剤、たとえばグリセ
リンを含んでいる。

このような保湿剤が接着封止前にケースの内部に付着
すると、ケースの内面を汚染し、ケースと接着剤との間
における接着力の低下をきたすことになる。また、より
大きな接着力を得るためにケースの内面に表面処理を施
しても、保湿剤が表面に付着してしまい、期待したほど
の接着力が得られないことが多かった。

近年、中空糸型膜モジュールには大きな信頼性が望ま
れるようになり、高い耐熱性と耐久性が要求され始め
た。これにつれて、従来問題にならなかった上記のよう
なことが問題となり、大きな熱ショックを受けたときな
どにケースから接着剤が剥離するという危険性が出てき
た。

この発明は上記の実情に鑑みてなされたものであり、
ケースから接着剤が剥離するおそれを防止することがで
きるとともに、特にケース内面に表面処理を施した場合
に高い接着力を得ることのできる中空糸型膜モジュール
の製造方法を提供することを目的とする。

（ニ）課題を解決するための手段および作用この発明は、多数の中空糸をほぼ同じ長さに束ねてな
る中空糸束を膜モジュール用ケースに装填し、これらの
中空糸の両端部のうち少なくとも一方端部どうしを接着
封止し、かつ、この接着封止された中空糸束の端部とケ
ースの対応端部との間を接着封止してなり、上記の接着
封止された部分の横断面が、多数の中空糸の端部どうし
のみを接着封止してなる内側接着剤層と、この内側接着
剤層の全周を取り囲み、中空糸束を除いて内側接着剤層
とケースの内面とを接着封止してなる外側接着剤層とか
らなっている中空糸型膜モジュールを製造する方法であ
って、中空糸束の端部とケースの対応端部との間を接着
封止するに際して、あらかじめ、ケースの対応端部の内
面を接着剤で被覆し硬化させておくことを特徴とする中
空糸型膜モジュールの製造方法である。

ここで、中空糸束は通常、性能を維持するため、グリ
セリン、水あるいは界面活性剤のような保湿剤を含んで
いる。これらは中空糸の膜内の多孔質部分に入っている
が、一部は外表面にもにじんでいる。このような中空糸
束を接着封止するとき、中空糸の外表面ににじんでいる
保湿剤が封止しようとするケース内面に付着するが、こ
れにより、ケースと接着剤との接着力が充分に発揮でき
ない。

この発明の膜モジュールでは、ケースと中空糸束とは
別々の接着剤層からなるため、ケースには直接、中空糸
の保湿剤が付着することはなく、充分な接着力が得られ
る。

この発明の膜モジュールは、たとえば第２図に示すよ
うに、先に中空糸束の中空糸端部相互間を接着封止して
おいてからケースとその中空糸束を含む接着剤層（内側
接着剤層）とを接着してもよい。また、この膜モジュー
ルは、たとえば第１図に示すように、あらかじめケース
端部の内面部分に接着剤を塗布し、接着剤層をつくって
おいてから、この部分と中空糸束および中空糸相互間を
接着封止してもよい。

この発明によれば、ケースと接着剤との接着力により
強固にする方法（たとえばケースの化学的表面処理）で
接着するときに、中空糸束をケース内に保持する必要が
ないため、操作が簡単であり、また中空糸の保湿剤の影
響を考えなくてよいため、非常に有利である。

ケースのみの接着に用いる接着剤と中空糸束のみの接
着に用いる接着剤は、同一のものでもよいし、違ったも
のでもよい。たとえば、ケースのみの接着には、ケース
の材質に対して強固な接着性を有する接着剤や接着条件
を選ぶことができる。また、中空糸束のみの接着には、
中空糸束を簡単に接着できる接着剤や接着条件を選ぶこ
とができる。

この発明の膜モジュールの場合は、ケースを接着した
接着剤層と中空糸束を接着した接着剤層との間に接着界
面が存在するが、この界面部分の接着力は、使用する接
着剤が類似した構造を持つ場合は特に強固な接着が得ら
れることから、まったく問題はない。この発明に用いる
接着剤はどのようなものでもよい。たとえば、エポキシ
系接着剤、ウレタン系接着剤などの他、熱可塑性樹脂を
溶かして接着させてもよい。

この発明の中空糸型膜モジュールを製造する方法にお
いて、あらかじめケース内面を接着剤で被覆（コート）
して硬化させた後、中空糸束をケースに挿入し、接着剤
で中空糸端部相互間および接着剤でコートされたケース
端部を接着封止する。このような製造方法は特に簡単で
有力な方法となる。

（ホ）実施例以下、図に示す２つの実施例に基づいて、この発明を
詳細に説明する。なおこの発明は、これらによって限定
されるものではない。

実施例１第１図および第２図において、内径84mm、外径90mm、
長さ300mmのポリサルホン製円筒状ケース４の内表面を
エタノールで脱脂した後、そのケース４の両端部分の内
表面に90℃でエポキシ系接着剤を塗布し、硬化させた。
１がその接着剤層（外側接着剤層）である。

ついで、内径800μｍ、外径1300μｍのポリエーテル
サルホン製中空糸３を2000本、ケース４内に挿入した。
そして、エポキシ系接着剤により、内面がエポキシ系接
着剤層１で覆われたケース４の両端部および中空糸３端
部相互間を遠心シールし、中空糸型膜モジュールM₁とし
た。ここで、２は多数の中空糸３の端部どうしのみを接
着封止してなる内側接着剤層である。

比較例１実施例１で使用したものとまったく同じケース４の内
面を実施例１と同様にエタノールで脱脂した。その後、
内径800μｍ、外径1300μｍのポリエーテルサルホン製
の中空糸３を2000本、ケース内に挿入し、実施例１とま
ったく同様にして遠心シールをし、中空糸型膜モジュー
ルとした。

信頼性試験１実施例１および比較例１の中空糸型膜モジュールに12
0℃の蒸気を10分間通気した後、20℃の水を240l/hで10
分間通水させる操作を１回として、この操作を繰り返し
た。

50回目および100回目の操作を終えた時点で中空糸型
膜モジュールのケース４の内面と外側接着剤層１との間
における剥離の有無を調べた。その結果によると、実施
例１の中空糸型膜モジュールM₁は100回目でも剥離が生
じなかった。しかし、比較例１の中空糸型膜モジュール
は50回目の時点で剥離が生じていた。

実施例２第３図において、内径79mm、外径89mm、長さ300mmの
ポリプロピレン製円筒状ケース14の内面のうち、中空糸
束と接着するケース14の両端部分を硫酸−重クロム酸塩
液に10時間浸した後、水洗し、乾燥させた。

その後、同部分にすぐにエポキシ系接着剤を塗布し、
硬化させた。１がその接着剤層（外側接着剤層）であ
る。

ついで、内径800μｍ、外径1300μｍのポリエーテル
サルホン製中空糸３を1750本、ケース14内に挿入した。
そして、内面がエポキシ系接着剤層１で覆われたケース
14の両端部および中空糸３端部相互間を遠心シールし、
中空糸型膜モジュールM₂とした。ここで、２は多数の中
空糸３の端部どうしのみを接着封止してなる内側接着剤
層、５はケース14の一部またはリングである。

比較例２ケース14の表面処理を行い、その後のエポキシ系接着
剤の塗布をしなかった以外は実施例２と同様にして作成
し、中空糸型膜モジュールとした。

信頼性試験２実施例２および比較例２の中空糸型膜モジュールに80
℃の温水を240l/hで10分間通水し、ついで20℃の水を24
0l/hで10分間通水させる操作を１回として、この操作を
繰り返した。

20回目および50回目の操作を終えた時点で中空糸型膜
モジュールのケース14と外側接着剤１間の剥離の有無を
調べたところ、実施例２の中空糸型膜モジュールM₂は50
回目でも剥離が生じなかった。しかし、比較例２の中空
糸型膜モジュールは20回目の時点で剥離が生じていた。

（ヘ）発明の効果この発明の中空糸型膜モジュールの製造方法によれ
ば、中空糸端部相互間の接着封止と中空糸束のケースへ
の接着封止とを別途に行うため、ケースから接着剤が剥
離するという問題が解決される。

また、一般に、中空糸型膜モジュールの製作において
は、ケースの表面処理を行って、ケースの表面を接着し
やすくしても中空糸束を挿入しモジュール化するまでケ
ース状態のまま保存することが多い。特にプラズマ処理
などではこの傾向は顕著である。しかし、この発明の中
空糸型膜モジュールの製造方法に従えば、ケースの表面
処理をし、表面の活性が高いうちに接着剤によってケー
ス内面を塗布して硬化させてしまえば、表面処理の効果
を得ることが可能になる。また、この状態で保存するこ
とも可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図から第３図まではこの発明の２つの実施例を示
す。すなわち、第１図は実施例１の要部構成説明図、第
２図はその要部水平断面図、第３図は実施例２の要部構
成説明図である。１……外側接着剤層、２……内側接着剤層、３……中空
糸、４・14……ケース。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】多数の中空糸をほぼ同じ長さに束ねてなる
中空糸束を膜モジュール用ケースに装填し、これらの中
空糸の両端部のうち少なくとも一方端部どうしを接着封
止し、かつ、この接着封止された中空糸束の端部とケー
スの対応端部との間を接着封止してなり、上記の接着封
止された部分の横断面が、多数の中空糸の端部どうしの
みを接着封止してなる内側接着剤層と、この内側接着剤
層の全周を取り囲み、中空糸束を除いて内側接着剤層と
ケースの内面とを接着封止してなる外側接着剤層とから
なっている中空糸型膜モジュールを製造する方法であっ
て、中空糸束の端部とケースの対応端部との間を接着封止す
るに際して、あらかじめ、ケースの対応端部の内面を接
着剤で被覆し硬化させておくことを特徴とする中空糸型
膜モジュールの製造方法。