JPH1133366A - 中空糸膜モジュールの２層遠心接着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、接着剤と可撓性樹脂とにより２層
遠心接着する際に遠心接着装置の回転体の回転を停止す
ることなく接着工程を実施することにより接着時間の短
縮を図ると共に、可撓性樹脂が中空糸膜束間の奥まで入
り込むようにして接着界面の保護効果を高めることが出
来る中空糸膜モジュールの２層遠心接着装置を提供する
ことを可能にすることを目的としている。 【解決手段】 中空糸膜モジュールケース４と可撓性樹
脂容器12との間にエアー駆動弁10を設ける。エアー駆動
弁10は回転ラック１の回転軸２に設けたエアー配管13を
通じて回転ラック１の外部から圧縮空気を供給すること
で作動して注入チューブ９を開閉可能に構成したことを
特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、中空糸膜モジュー
ルに遠心力を作用させて中空糸膜端部を接着剤で封止す
る中空糸膜モジュールの遠心接着装置に係り、詳しく
は、接着界面の中空糸膜を可撓性樹脂で補強する２層遠
心接着により中空糸膜モジュールを製造する中空糸膜モ
ジュールの２層遠心接着装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】中空糸膜モジュールは単位容積当たりの
膜面積が大きくとれることから、逆浸透膜、限外濾過
膜、精密濾過膜等に一般的に用いられている。中空糸膜
モジュールの組み立て方法としては、先ず、中空糸膜束
をケースに挿入し、次いで中空糸膜束の端部を目止めし
て、次いで該ケースを回転させて、その両端部に遠心力
を作用させた状態で接着剤を中空糸膜束間及び該中空糸
膜束とケースとの間に流し込み、中空糸膜束及びケース
の端部を接着固定してから該中空糸膜束の端部を切断、
開口し、中空糸膜モジュールが製造される。

【０００３】中空糸膜束及びケースの端部を接着固定す
るための接着剤としてエポキシ樹脂またはウレタン樹脂
が一般に用いられているが、これ等の接着剤は粘度が高
いために、上記中空糸膜モジュールの製造段階で、接着
剤は、先ず、ケースと中空糸膜束との間の比較的大きな
隙間を通って侵入し、次いで中空糸膜束間の比較的小さ
な隙間を通って侵入する。

【０００４】このため、中空糸膜と接着剤との接着界面
には、接着剤が薄くコーティングされただけの状態で硬
化する場合がある。このような部位は、中空糸膜モジュ
ールの原液や濾過液の出入口となるノズルに近いため、
使用条件が厳しいと上記接着界面で中空糸膜が折れてし
まう虞があった。

【０００５】特に、原子力発電所の復水処理や上水の除
濁処理では、中空糸膜に付着した固形分を空気によって
該中空糸膜を振動させて振るい落とす空気スクラビング
方式が採用されているため、接着界面の中空糸膜の補強
が重要となっている。

【０００６】このため、実開昭61-132002 号公報、特開
昭61-157308 号公報及び特開昭62-144708 号公報に開示
されたように、上記接着界面の部分を可撓性樹脂で補強
する２層遠心接着の技術が提案されている。これ等、２
層遠心接着技術の従来例としては、接着剤が硬化してか
ら遠心接着装置を停止させた後、可撓性樹脂をセットし
て再度遠心接着により注入していた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、中空糸
膜モジュールの製造においては、接着剤の硬化速度を速
くすると、接着剤の硬化発熱温度が高くなり、接着部の
割れやケースとの剥離が発生するため、接着剤の硬化速
度を極力遅くする必要があり、このため、長時間の硬化
時間を必要としていた。

【０００８】また、可撓性樹脂は接着界面の補強のみに
使用されるために樹脂量が少なく、樹脂温度を高くして
も周囲に熱を奪われるため硬化時間が長くかかり、２層
遠心接着を採用した場合には、全体の接着時間が、可撓
性樹脂による補強を行わない場合の２倍以上の時間を要
するという問題があった。

【０００９】本発明は前記課題を解決するものであり、
その目的とするところは、接着剤と可撓性樹脂とにより
２層遠心接着する際に遠心接着装置の回転体の回転を停
止することなく接着工程を実施することにより接着時間
の短縮を図ると共に、可撓性樹脂が中空糸膜束間の奥ま
で入り込むようにして接着界面の保護効果を高めること
が出来る中空糸膜モジュールの２層遠心接着装置を提供
せんとするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記課題
を解決するために鋭意検討した結果、遠心接着により接
着剤の注入が完了した後、遠心接着装置の回転体の回転
を停止しないで、該回転体の回転軸に設けたエアー配管
を通じて該回転体の外部から圧縮空気を導入し、この圧
縮空気によって可撓性樹脂の流路を開閉する弁手段を作
動させて可撓性樹脂を注入すれば、接着剤の硬化と可撓
性樹脂の硬化とが略同時に出来、しかも、可撓性樹脂が
中空糸膜束間の奥まで染み込み、接着界面の保護効果も
大きいことを見い出し、本発明を完成させたものであ
る。

【００１１】即ち、前記目的を達成するための本発明に
係る代表的な構成は、多数の中空糸膜端部を接着剤で固
定し、該中空糸膜端部の接着部の内側を可撓性樹脂層で
覆って接着界面の中空糸膜を補強した中空糸膜モジュー
ルを製造する中空糸膜モジュールの２層遠心接着装置に
おいて、中空糸膜を収容すると共に回転体に固定されて
回転可能な中空糸膜モジュールケースと可撓性樹脂を収
容する可撓性樹脂容器とを接続する配管の間に前記回転
体の回転軸に設けたエアー配管を通じて該回転体の外部
から圧縮空気を供給することにより前記中空糸膜モジュ
ールケースと前記可撓性樹脂容器とを接続する配管の流
路を開閉可能なエアー駆動弁を設けたことを特徴とする
中空糸膜モジュールの２層遠心接着装置である。

【００１２】上記構成において使用される接着剤とは、
エポキシ樹脂、ウレタン樹脂等の中で中空糸膜の固定に
一般的に使用されているような耐圧強度の高いものであ
り、また、可撓性樹脂とは、前記接着剤よりも軟らかい
材質であることが必要であり、例えば、ウレタン樹脂、
シリコーン樹脂等のように可撓性を持つものであれば良
い。好ましくは、用いられる中空糸膜よりも弾性率の小
さい樹脂である。

【００１３】更に、接着剤と可撓性樹脂との組み合わせ
として、接着剤のほうが比重が小さい場合には、接着剤
層が遠心力の作用する内側、即ち、中空糸膜モジュール
の接着界面側に形成され、中空糸膜の保護にならないた
め、接着剤のほうが比重が大きくなるように選択する必
要がある。更に、接着剤は中空糸膜と強固に接着力を有
するものが選ばれるが、可撓性樹脂は中空糸膜と接着力
があってもなくても良い。

【００１４】また、上記構成において、中空糸膜の材質
は、ポリスルホン系樹脂、ポリアクリロニトリル系樹
脂、フッ素系樹脂、ポリオレフィン樹脂、セルロース系
樹脂等が適用可能であり、特に限定されないが、ポリス
ルホン系樹脂、アクリロニトリル系樹脂、セルロース系
樹脂のように、引張強度、伸度の小さい中空糸膜を用い
た場合に特に効果的である。

【００１５】また、弁手段としては、中空糸膜モジュー
ルケースと可撓性樹脂容器とを接続する配管の間にボー
ル弁、バタフライ弁等のエアー駆動弁を設け、該エアー
駆動弁を閉鎖した状態で回転体の回転を開始し、所定時
間後、該エアー駆動弁を開放して可撓性樹脂を注入すれ
ば良い。

【００１６】このエアー駆動弁は、遠心接着装置の回転
体の回転軸に設けたエアー配管から圧縮空気を供給する
ことにより可撓性樹脂の流路を連通または遮断させるよ
うに構成すれば好ましい。

【００１７】更に好ましくは、前記エアー駆動弁の代わ
りに、エアー駆動シリンダー弁を用いて可撓性樹脂を導
入するための配管となる弾性を有するチューブを外部か
ら押さえつけて或いは押さえつけを解除して可撓性樹脂
の流路を遮断または連通するように構成すれば、該チュ
ーブ内で硬化した可撓性樹脂をチューブ毎交換すれば良
く、作業性が向上する。

【００１８】本発明の中空糸膜モジュールの２層遠心接
着装置は、接着剤と可撓性樹脂の硬化時間を一定にする
ために、遠心接着装置内を温調できることが好ましい。

【００１９】

【発明の実施の形態】図により本発明に係る中空糸膜モ
ジュールの２層遠心接着装置の一実施形態を具体的に説
明する。図１は本発明に係る中空糸膜モジュールの２層
遠心接着装置の構成を示す模式図、図２は中空糸膜束の
端部が接着剤と可撓性樹脂とにより２層で接着された様
子を示す部分拡大図、図３はエアー駆動シリンダー弁の
構成を示す図である。

【００２０】本発明に係る中空糸膜モジュールの２層遠
心接着装置Ａは、図１に示すように、回転軸２を中心に
回転する回転体となる回転ラック１と、回転軸２を介し
て回転ラック１を回転させるモータ等の回転手段３を有
する。回転ラック１には、中空糸膜モジュールケース４
が固定され、該中空糸膜モジュールケース４の両端には
接着治具７が押さえ治具６により固定される。

【００２１】接着治具７には、エポキシ樹脂、ウレタン
樹脂等の接着剤を収容する接着剤容器11が配管となる注
入チューブ８で接続されている。また、中空糸膜モジュ
ールケース４のノズル５には、ウレタン樹脂、シリコー
ン樹脂のように可撓性を持つ可撓性樹脂を収容する可撓
性樹脂容器12が弁手段となるボール弁やバタフライ弁等
で構成されるエアー駆動弁10を介して配管となる注入チ
ューブ９で接続されている。

【００２２】また、回転ラック１と回転軸２とが整合す
るようにカバー17にロータリーシール14が設けられてお
り、該ロータリーシール14には回転体である回転ラック
１の外部から図示しないコンプレッサにより生成された
圧縮空気がエアー配管16を流通して操作レバー15を介し
て供給され、更にロータリーシール14からエアー配管13
を通じてエアー駆動弁10に供給されるようになってい
る。

【００２３】これにより、操作レバー15を操作すること
で、回転ラック１の回転軸２に設けたエアー配管13を通
じて回転ラック１の外部から圧縮空気を供給することに
より回転ラック１の回転を止めることなくエアー駆動弁
10の開閉を行うことが出来、該エアー駆動弁10を介して
注入チューブ９の流路の開閉を行うことが出来るように
なっている。

【００２４】上記構成の中空糸膜モジュールの２層遠心
接着装置Ａにより製造される中空糸膜モジュールの具体
例について図１及び図２を用いて説明する。先ず、分画
分子量１３０００、糸外径１．３５mmのポリアクリルニ
トリル製の中空糸膜18を２３５０本束にして、その端部
を目止めし、内径が３インチ（約８３mm) のＰＶＣ製の
中空糸膜モジュールケース４に充填して該中空糸膜モジ
ュールケース４の端部に押さえ治具６により接着治具７
を固定する。

【００２５】接着治具７には接着剤容器11を注入チュー
ブ８で接続し、中空糸膜モジュールケース４のノズル５
にはエアー駆動弁10を介して可撓性樹脂容器12を注入チ
ューブ９で接続する。

【００２６】接着剤容器11には接着剤となる２液型のエ
ポキシ樹脂11ａを夫々２６０グラム充填し、可撓性樹脂
容器12には可撓性樹脂となる２液型のシリコーン樹脂12
ａを夫々５５グラム充填し、エアー駆動弁10を閉鎖した
状態で遠心接着を開始する。この時、遠心接着装置Ａ内
を３５℃に保温して、回転ラック１を３００ｒｐｍで回
転して遠心接着を実施した。この時、接着剤容器11から
接着剤となるエポキシ樹脂11ａが注入される。

【００２７】そして、回転ラック１の回転を開始して５
分後にエアー駆動弁10を開放して可撓性樹脂容器12から
可撓性樹脂となるシリコーン樹脂12ａを注入した。そし
て、回転ラック１の回転開始時点から７時間後に該回転
ラック１の回転を停止させて遠心接着装置Ａから中空糸
膜モジュールを取り出したところ、エポキシ樹脂11ａも
シリコーン樹脂12ａも流動しない程度に硬化していた。

【００２８】ここで、接着剤と可撓性樹脂の注入量と注
入開始時間は、製作する中空糸膜モジュールの大きさ、
中空糸膜束の充填率、チューブ径、接着剤の注入速度、
接着剤の種類、可撓性樹脂の種類等によって夫々所定の
条件が設定される。

【００２９】また、上述のようにして製造された中空糸
膜モジュールを長手方向に切断して接着部分の断面を観
察したところ、エポキシ樹脂11ａ、シリコーン樹脂12ａ
が中空糸膜18束内部まで２層に分かれ、且つ、中空糸膜
18の長手方向に対して略垂直の界面を形成して硬化して
いることが確認された。

【００３０】次に本発明に係る中空糸膜モジュールの２
層遠心接着装置の他の構成として、前記エアー駆動弁10
の代わりに、図３に示すようなエアー駆動シリンダー弁
21を使用することも出来る。エアー駆動シリンダー弁21
はエアー配管13を介して供給された圧縮空気により押圧
部材22が上下動して弾性を有する注入チューブ９を外部
から押さえつけて、或いは押さえつけを解除して該注入
チューブ９を閉鎖或いは開放するようになっている。

【００３１】前述のボール弁やバタフライ弁等のエアー
駆動弁10を使用した場合、該エアー駆動弁10の内部で硬
化したシリコーン樹脂12ａを取り除くためにはエアー駆
動弁10本体の分解等の作業が必要になるが、エアー駆動
シリンダー弁21を使用した場合には、注入チューブ９の
内部で硬化したシリコーン樹脂12ａを該注入チューブ９
毎取り外して交換すれば良く、作業性が良い。

【００３２】

【発明の効果】本発明は、上述の如き構成と作用とを有
するので、接着剤と可撓性樹脂を２層遠心接着する際
に、遠心接着装置の回転体の回転を停止させることなく
接着工程を実施することで、接着時間を大幅に短縮でき
る。

【００３３】また、可撓性樹脂が中空糸膜束間の奥まで
入り込むので接着界面の保護効果を高めることが出来
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る中空糸膜モジュールの２層遠心接
着装置の構成を示す模式図である。

【図２】中空糸膜束の端部が接着剤と可撓性樹脂とによ
り２層で接着された様子を示す部分拡大図である。

【図３】エアー駆動シリンダー弁の構成を示す図であ
る。

【符号の説明】

１…回転ラック ２…回転軸 ３…回転手段 ４…中空糸膜モジュールケース ５…ノズル ６…押さえ治具 ７…接着治具 ８，９…注入チューブ 10…エアー駆動弁 11…接着剤容器 11ａ…エポキシ樹脂 12…可撓性樹脂容器 12ａ…シリコーン樹脂 13…エアー配管 14…ロータリーシール 15…操作レバー 16…エアー配管 17…カバー 18…中空糸膜 21…エアー駆動シリンダー弁 22…押圧部材 Ａ…遠心接着装置

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 多数の中空糸膜端部を接着剤で固定し、
   該中空糸膜端部の接着部の内側を可撓性樹脂層で覆って
   接着界面の中空糸膜を補強した中空糸膜モジュールを製
   造する中空糸膜モジュールの２層遠心接着装置におい
   て、 中空糸膜を収容すると共に回転体に固定されて回転可能
   な中空糸膜モジュールケースと可撓性樹脂を収容する可
   撓性樹脂容器とを接続する配管の間に該配管の流路を開
   閉可能な弁手段を設けたことを特徴とする中空糸膜モジ
   ュールの２層遠心接着装置。
2. 【請求項２】 前記弁手段は、前記回転体の回転軸に設
   けたエアー配管を通じて該回転体の外部から圧縮空気を
   供給することにより前記中空糸膜モジュールケースと前
   記可撓性樹脂容器とを接続する配管の流路を開閉可能な
   エアー駆動弁で構成したことを特徴とする請求項１に記
   載の中空糸膜モジュールの２層遠心接着装置。
3. 【請求項３】 前記弁手段は、前記回転体の回転軸に設
   けたエアー配管を通じて該回転体の外部から圧縮空気を
   供給することにより前記中空糸膜モジュールケースと前
   記可撓性樹脂容器とを接続する配管の流路を開閉可能な
   エアー駆動シリンダー弁で構成したことを特徴とする請
   求項１に記載の中空糸膜モジュールの２層遠心接着装
   置。