JPS6197005A - 中空糸膜モジユ−ルの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、中空糸膜モジュールの製造方法、より詳しく
は中空糸膜モジュールの製造に用いる多孔質中空糸膜の
前処理方法に関する。

［従来の技術］ 均質膜や多孔質膜からなる中空糸濾過膜は、平膜に比べ
膜面積を大きくとることが可能であり。

また他の濾過手段に比較すると簡易に取り扱うことがで
き、かつ優れた濾過性能を有するという特長をもつ、こ
のため、近年、中空糸濾過膜をモジュール化したものを
、精密濾過の要請される分野への適用あるいは人工臓器
としての適用が検討されつつある。

従来、このような中空糸膜モジュールの製造は、モジュ
ールの支持部材内に配された中空糸膜に対して固定部材
の原料となるポリウレタン等の液状樹脂を支持部材内に
充填した後、遠心法により液状樹脂をモジュールの支持
部材内の所定位置に移動させつつ固化させる方法により
製造するのが一般的であった。

中空糸膜として均質膜を使用した中空糸膜モジュールの
場合には、中空糸膜と固定部材との接着面は円筒面によ
る面接着であるため、接着面での剥離が生じないように
中空糸膜の材質を考慮して固定部材の原７料樹脂を選択
する必要があった。

一方、中空糸膜として多孔質膜を使用した中空糸膜モジ
ュールの場合には、固定部材の原料樹脂が多孔質中空糸
膜の膜壁の細孔内へも侵入して固化するため、中空糸膜
と固定部材とは物理的に嵌合した状態で固着され、その
間で剥離が生じることは殆どなかった。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、液状樹脂を用いた遠心法により多孔質中
空糸膜を濾過膜とする中空糸膜モジュールを製造する場
合には、次のような問題が生じた。すなわち、固定部材
となる液状の原料樹脂として粘度が比較的低いものを使
用すると、遠心法により液状樹脂を所定位置に移動させ
固化させる場合に、支持部材内の液状樹脂には０通常０
．０１〜０．５　Ｋｇ／ａｍ２Ｇ程度の圧力がかかるが
、この程度の圧力であっても接着性をよくするために、
もともと中空糸の材質となじみのよい液状樹脂を選択使
用しているため、多孔質中空糸膜の膜壁の細孔を通じて
液状樹脂が中空糸膜の中空部まで侵入してしまうことが
あった。この傾向は、細孔の太きさが大きくなる程顕著
になる。このため、中空糸膜の庫室部内の孔径に部分的
に差が生じることにより、各中空糸膜の中空部の液体流
動抵抗圧に差が生じたり、極端な場合には中空糸膜の中
空部が閉塞してもはや濾過膜として機能し得なくなるこ
とがあった。一方、このような現象の発生を防止するた
めに液状樹脂として粘度の高いものを使用すると、中空
糸膜の濾過部を構成する膜壁に接触させることなく支持
部材内に液状樹脂を注入することが困難となるだけでな
く、液状樹脂を中空糸膜に対して均一に分布させて注入
、固化することも困難になった。このような理由から多
孔質中空糸膜を濾過膜とする中空糸膜モジュールについ
ても所定の性能を有するモジュー・ルを不良品の発生率
を低く押さえつつ製造することは困難であった。

本発明の目的は、固定部材の原料となる液状樹脂が多孔
質中空糸膜の中空部まで侵入することなく、かつ中空系
膜が支持部材内に均一に分布した中空糸膜モジュールの
製造方法を提供することにある。

本発明の他の目的は、中空糸膜モジユール内に配設され
た各多孔質中空糸膜の中空部内の液体流動抵抗圧の分布
が小さく、目的とする性能を有する中空糸膜モジュール
を不良品の発生率を低く押さえつつ製造することのでき
る方法を提供することにある。

［問題点を解決するための手段］ すなわち、本発明の中空糸膜モジュールの製造方法は、
支持部材と、前記支持部材の内部に固定部材で固着した
多数の多孔質中空糸膜とを有する中空糸膜モジュールの
製造方法に於いて、固定部材の原料樹脂を支持部材内に
配した中空糸膜間に注入し固化させるに先立ち、前記多
孔質中空糸膜の固定部材内に固定される部分の少なくと
も一部を該中空糸膜の融点−１Ｏ℃から融点＋３０℃の
範囲内の温度で熱処理することにより、該中空糸膜表面
の細孔の少なくとも一部を閉塞させる工程を有すること
を特徴とする。

［発明を実施するための好適な態様］ 第１図は、本発明の方法により製造される中空糸膜モジ
ュールの代表的な態様例を示すための模式断面図であり
、以下、この図面を参照しつつ本発明の方法につき詳細
に説明する。

本発明の方法により製造される中空糸膜モジュールは、
基本的には、支持部材ｌと、固定部材２と、多孔質中空
糸濾過Ｈ３とを有して構成され、所望によりその他種々
の部材が付設されたものでもよい、支持部材ｌは、中空
糸濾過モジュール全体を支持する機能を果すものであり
、第１図のように円筒状の形状を有する場合が代表的で
はあるが、矩形等の断面形状のもや箱状のものであって
もさしつかえなく、場合によっては一つの中空糸濾過モ
ジュールに対して二つ以上の支持部材１を有するもので
もよい。

多孔質中空糸濾過＠３は、ポリエチレン、ポリプロピレ
ン等の熟可ぜ性樹脂からなるものであり、固定部材２に
より支持部材１の所定の位置にＵ字状、直線状等所望の
形状に束ねて固定されている。

本発明の中空糸膜モジュールの製造方法に於いては、先
ずモジュールを構成する中空糸［３の端部近傍、すなわ
ち固定部材２によって固定される部分の少なくとも一部
に対して、該中空糸膜３の融点−１０℃から融点＋３０
℃の範囲内の温度で熱処理を実施する。この熱処理の目
的は、該中空糸膜３の中空部の内径を殆ど変化させずに
中空糸膜３の膜壁の細孔を熱的変形によって閉塞させ、
支持部材ｌ内に中空糸膜３を固着する際に、液状の固定
部材の原料樹脂が中空糸膜３の膜壁の細孔を介して中空
糸ＲＩＪ３の中空部まで侵入するのを防止することにあ
る。したがって、この熱処理による膜壁の細孔の閉塞は
必ずしも細孔の全てが閉塞されるまで実施する必要はな
く、その一部が少なくとも閉塞され、熱処理前に比較し
て全体として膜壁の細孔の孔径が小さくなり、液状樹脂
が膜壁の細孔から中空部へ侵入し難くすることができれ
ばよい。

この中空糸膜の端部近傍の熱処理は、具体的には、゛例
えば熱風による乾熱処理、蒸気による湿熱処理、溶融金
属、熱媒等高温の液体中への浸漬処理等の方法によって
実施される。熱処理の条件としては、少なくとも中空糸
膜の融点−１Ｏ℃以上の温度下で実施する必要があるが
、中空糸膜の中空部の内径を変化させることなく中空糸
膜の膜壁の細孔をｒＡ塞させるのに好適な条件は中空糸
膜の熱処理方法によっても異り一部には規定できない。

例えば熱風によって処理する場合には、この熱処理によ
って中空糸全体にクリンプ等のような大きな変形が生ず
ることなく、かつ細孔部分が十分に収縮する温度の直下
付近の温度下で熱処理するのがよい。

中空糸膜の端部近傍の熱処理を実施した後の中空糸膜モ
ジュールの製造工程については、従来公知のモジュール
の製造工程がそのまま採用できる。すなわち、例えば中
空糸膜３を所望の形状に束ねその開口端を閉塞させたり
仮り固定した後、この中空糸膜束を支持部材内の所定の
位置に配し、ポリウレタン、不飽和ポリエステル、エポ
キシ樹脂、シリコン樹脂等の液状の固定部材の原料樹脂
を支持部材内、中空糸膜間に注入する０次いでモジュー
ルを構成する各部材を適当な治具等を用いて固定すると
同時に液状原料樹脂５が漏洩しないように封止した後遠
心法により液状原料樹脂を所定位置に移動させつつ固化
させる。

液状原料樹脂が支持部材内でほぼ固化した後、使用した
冶具をモジュールから取り除き、液状原料樹脂が固化し
形成された不要な部分の固定部材を切断除去するととも
に４中空糸膜の端部を開口化することにより中空糸膜モ
ジュールが製造される。

［発明の効果］ このような本発明の中空糸膜モジュールの製造方法によ
れば、多孔質中空糸膜を使用するにもかかわらず固定部
材の原料樹脂が中空糸膜の中空部まで侵入することがな
く、かつ固定部材の原料樹脂として低粘度のものを使用
することができるので中空糸膜が支持部材内に均一に分
布した中空糸膜モジュールを製造することが可能である
。このため、不良品の発生率を低く押さえつつ多孔質中
空糸膜を内蔵する中空糸膜モジュールを製造することが
可能となり、モジ；−ルの適用分野の拡大を図ることが
可能となった。

［実施例］ 以下、本発明の方法につき、実施例により更に詳細に説
明する。

実施例１ ポリエチレン製中空糸膜（ＥＨＦ−２０７７、商品名、
三菱レイヨン■製、エタノールによるバブルポイント　
２．２Ｋｇ／ｃｍ２．内径２７０ｕ、　Ｍ厚６０騨）に
対し、固定部材内に固定される部分全体に　１３０℃の
熱風を５分間吹き付は熱処理を実施した。

この熱処理を実施した中空糸膜約１００００本を、直径
８ｃｍφの支持部材内に挿入し、次いでポリウレタン接
着剤（Ｎ−４４０３／Ｎ−４２２１）を該支持部材内に
注入し、回転半径１．２ｍ、回転速度１３０　ｒｐｍの
条件で遠心法により固化させ、長さ６ｃ謙の固定部材を
有する中空糸モジュールを形成した。

この中空糸モジュールにつき、固定部材部を中空糸に対
しほぼ垂直に切断し、中空糸膜の中空部を顕微鏡により
観察したが、中空部への接着剤の侵入は皆無であった。

比較例１ 中空糸膜の熱処理を実施しなかったことを除いては実施
例１と全く同様な条件により同様な中空糸モジュールを
作製した。

実施例１と同様にして中空糸膜の中空部を顕微鏡により
観察したところ、約３割程度の中空糸膜において接着剤
が中空部へ侵入しているのが認められた。また、そのう
ちの約半分については、中空部がほぼ閉塞された状態に
なっていた。

【図面の簡単な説明】

第１図は１本発明の方法により製造される中空糸膜モジ
ュールの代表的な態様例を示すための模式断面図である
。 ｌ：支持部材　　　　　２：固定部材 ３：中空糸膜 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）支持部材と、前記支持部材の内部に固定部材で固着
   した多数の多孔質中空糸膜とを有する中空、糸膜モジュ
   ールの製造方法に於いて、固定部材の原料樹脂を支持部
   材内に配した中空糸膜間に注入し固化させるに先立ち、
   前記多孔質中空糸膜の固定部材内に固定される部分の少
   なくとも一部を該中空糸膜の融点−１０℃から融点＋３
   ０℃の範囲内の温度で熱処理することにより、該中空糸
   膜表面の細孔の少なくとも一部を閉塞させる工程を有す
   ることを特徴とする中空糸膜モジュールの製造方法。