中空糸膜モジュールの製造方法。
【課題】
封止工程を省略し、さらには中空糸膜屑量を低減させることのできる中空糸膜モジュールの製造方法を提供する。
【解決手段】
中空糸膜束が湾曲して筒状ケースに収納され、前記筒状ケースの一方の開口部にポッティングされてなる中空糸膜モジュールの製造方法において、中空糸膜を巻き取り、両端部が湾曲している略楕円状の中空糸膜束とした後、該中空糸膜束の一方の湾曲した端部を前記筒状ケースから該筒状ケースの長手方向外側に向けて突出させるように前記中空糸膜束を前記筒状ケースに挿入して、前記突出した端部突出させた湾曲した端部を前記筒状ケースの開口部にポッティングし、次いで前記突出した端部突出させた湾曲した端部を切断除去することを特徴とする中空糸膜モジュールの製造方法。
封止工程を省略し、さらには中空糸膜屑量を低減させることのできる中空糸膜モジュールの製造方法を提供する。
【解決手段】
中空糸膜束が湾曲して筒状ケースに収納され、前記筒状ケースの一方の開口部にポッティングされてなる中空糸膜モジュールの製造方法において、中空糸膜を巻き取り、両端部が湾曲している略楕円状の中空糸膜束とした後、該中空糸膜束の一方の湾曲した端部を前記筒状ケースから該筒状ケースの長手方向外側に向けて突出させるように前記中空糸膜束を前記筒状ケースに挿入して、前記突出した端部突出させた湾曲した端部を前記筒状ケースの開口部にポッティングし、次いで前記突出した端部突出させた湾曲した端部を切断除去することを特徴とする中空糸膜モジュールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中空糸膜モジュールの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から水道の蛇口等に取り付けられる浄水器では、図２に示すように多数本の中空糸膜１が、両端が開口した筒状ケース２に挿入されてなる中空糸膜モジュールが使用されている。このモジュールに含まれる中空糸膜１の糸束は、一方の端部がＵ字状に折り曲げられ、もう一方の端部の中空糸膜１は開口されてなる。筒状ケース２の一方の開口端部では、各中空糸膜１間の透き間および中空糸膜１の糸束と筒状ケース２間の透き間が、ポッティング材７にて封止固定されてなる。図示しない上流工程から中空糸膜モジュールに流れてくる流体Ｌ１は、筒状ケース２内に流入された後、微多孔をもつ中空糸膜１表面を通過し濾過されて、中空糸膜開口端面１ａから濾過流体Ｌ２を流出させる。
【０００３】
この中空糸膜モジュールにおいて、濾過流体Ｌ２を得るためには、中空糸膜開口端面１ａにて各中空糸膜１が連通状態になっていることが必要である。しかし、中空糸膜１の中空部のいずれかにポッティング材７が浸入して不通状態であると、その封止された中空糸膜１は浄水作用に寄与しないため、中空糸膜モジュールとしての浄水機能が低下することになる。したがって、中空糸膜１糸束の筒状ケース２への固定時には、各中空糸膜１の中空部に、ポッティング材７を浸入させない技術が必要である。
【０００４】
この中空糸膜モジュールの製造方法として、例えば、図３に示すような方法が特許文献１や特許文献２に開示されている。まず、特許文献１に記載の図４に示す巻取装置にて、図３（ａ）に示すように中空糸膜１を略楕円状の糸束に巻き取る。略楕円状に巻き取られた中空糸膜１の糸束は、図３（ｂ）に示すように、糸束把持機構３により把持された状態で、その略中央がカッター刃４等にて切断されて、２つの略Ｕ字状の中空糸膜１の糸束となる。次に、この略Ｕ字状の中空糸膜１の糸束は、図３（ｃ）に示すように、封止工程に必要な長さの中空糸膜１開口部が、筒状ケース２から筒状ケース２の長手方向外側に向けて突出されるように挿入される。そして、例えば、図３（ｄ）に示すように、筒状ケース２から突出させた中空糸膜１の開口端部は、押圧板５等にて機械的手段により力を加えられ、圧潰されることで封止部６が形成される。その後、図３（ｅ）に示すように、中空糸膜１の開口端部が目止された状態で、ポッティング材７が硬化され、中空糸膜１の糸束は筒状ケース２に封止固定される。最後に、図３（ｆ）に示すように、目止めしたポッティング部の不要な部分が切断され、各中空糸膜１の端部、即ち中空糸膜開口端面１ａが形成されるという方法が一般的である。
【０００５】
この製造工程において、封止工程は必須の工程の１つでもあるにも関わらず、中空糸膜１の封止が不十分であると、ポッティング材７が注入された時に、毛細現象によりポッティング材７が中空糸膜１の中空部に浸入し、不通となってしまう場合がある。よって、この封止技術には、他にも中空糸膜１の糸束開口端部に対してレーザー光を照射して加熱させたり、熱風を当てすることで中空糸膜１を溶融させて開口部を封止させる方法が講じられてきた。（特許文献３、特許文献４参照）。
【０００６】
しかしながら、いずれの場合においても封止が不十分な場合には、中空糸膜１中空部にポッティング材７が浸入してしまうポッティング不良の問題があり、その不通糸を検出するための検査技術をも必要とした。
【０００７】
また、この製造工程においては、略楕円状の糸束を切断した際に切断面の中空糸膜１がばらばらにさばけてしまう部分Ａや、圧潰或いは溶融により封止した部分Ｂ、封止に伴い、形状が変質してしまった部分Ｃといった中空糸膜１が屑処分となってしまうという問題があり、生産性を低下させてしまう問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許３３２９６２０号公報
【特許文献２】特開２００３−６２４３３号公報
【特許文献３】特開２００１−３８１６０号公報
【特許文献４】特開２００９−２３３５１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで本発明の目的は、かかる封止工程を省略し、さらには中空糸膜屑量を低減させることのできる中空糸膜モジュールの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決するために、本発明によれば、中空糸膜束が湾曲して筒状ケースに収納され、前記筒状ケースの一方の開口部にポッティングされてなる中空糸膜モジュールの製造方法において、中空糸膜を巻き取り、両端部が湾曲している略楕円状の中空糸膜束とした後、該中空糸膜束の一方の湾曲した端部を前記筒状ケースから該筒状ケースの長手方向外側に向けて突出させるように前記中空糸膜束を前記筒状ケースに挿入して、前記突出させた湾曲した端部を前記筒状ケースの開口部にポッティングし、次いで前記ポッティングされた前記突出させた湾曲した端部を切断除去する中空糸膜モジュールの製造方法が提供される。
【００１１】
また、本発明の好ましい形態によれば、前記中空糸膜束を、前記筒状ケースから該筒状ケースの長手方向外側に向けて突出させるように挿入した後、ポッティングする前に、ポッティング処理を施す端部をさばき処理する中空糸膜モジュールの製造方法が提供される。
【００１２】
また、本発明の好ましい形態によれば、前記さばき処理を圧縮空気の噴射により行う中空糸膜モジュールの製造方法が提供される。
【００１３】
また、本発明の好ましい形態によれば、前記さばき処理を金網表面に摩擦接触させて行う中空糸膜モジュールの製造方法が提供される。
【００１４】
また、本発明の別の形態によれば、中空糸膜束がストレート状に筒状ケースに収納され、前記筒状ケースの両端の開口部にポッティングされてなる中空糸膜モジュールの製造方法において、中空糸膜を巻き取り、両端部が湾曲している略楕円状の中空糸膜束とした後、該中空糸膜束の湾曲した両端部を前記筒状のケースから該筒状ケースの長手方向外側に向けて突出させるように挿入して、前記突出させた湾曲した両端部を前記筒状ケースの開口部にポッティングし、次いで前記ポッティングされた前記突出させた湾曲した両端部を切断除去する中空糸膜モジュールの製造方法が提供される。
【００１５】
また、本発明の好ましい形態によれば、前記中空糸膜束を、前記筒状のケースから該筒状ケースの長手方向外側に向けて突出させるように挿入した後、ポッティングする前に、ポッティング処理を施す両端部をさばき処理する中空糸膜モジュールの製造方法が提供される。
【００１６】
また、本発明の好ましい形態によれば、前記さばき処理を圧縮空気の噴射により行う中空糸膜モジュールの製造方法が提供される。
【００１７】
また、本発明の好ましい形態によれば、前記さばき処理を金網表面に摩擦接触させて行う中空糸膜モジュールの製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１８】
本発明による中空糸膜モジュールの製造方法によれば、中空糸膜を略楕円状に巻き取ったり、或いは中空糸膜を真円状に巻き取り、両端部が湾曲している略楕円状の中空糸膜束とした後、該中空糸膜束を筒状のケースから該筒状ケースの長手方向外側に向けて少なくとも一方の端部が突出されるように挿入し、ポッティング材を注入する工程に進むことができる。その結果、封止工程を省略することができるだけでなく、従来の工程にて屑処分となっていた中空糸膜量を低減させることができるため、生産性および操業性の向上ができ可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、本発明の一方の中空糸膜端部が開口されてなる中空糸膜モジュールの製造方法の一例を示す概略断面図である。
【図２】図２は、一方の中空糸膜端部が開口されてなる中空糸膜モジュールの概略図である。
【図３（ａ）】図３（ａ）は、従来の工程にて略楕円状に巻き取った中空糸膜糸束の概略図である。
【図３（ｂ）】図３（ｂ）は、従来の工程にて略楕円状に巻き取った中空糸膜糸束を略中央にて切断する工程の概略図である。
【図３（ｃ）】図３（ｃ）は、従来の工程にて略Ｕ字状の中空糸膜糸束を筒状ケースに挿入させる工程の概略図である。
【図３（ｄ）】図３（ｄ）は、従来の工程にて中空糸膜開口部を機械的な力で圧潰封止する工程の概略図である。
【図３（ｅ）】図３（ｅ）は、従来の工程にて中空糸膜が筒状ケースに挿入され、中空糸膜が封止されたものをポッティングする工程の概略図である。
【図３（ｆ）】図３（ｆ）は、ポッティングした不要な部分を切断し、中空糸膜モジュールを得る工程の概略図である。
【図４】図４は、特許文献１に記載の連続した中空糸膜の糸束を、カセ軸を回転させることにより略楕円状に巻き取る装置の一実施例の斜視図である。
【図５】図５は、連続した中空糸膜の糸束を、糸条案内ガイドを回動させることにより略楕円状に巻き取る装置の一実施例の斜視図である。
【図６】図６は、本発明に用いる略楕円状に巻き取った中空糸膜糸束の概略図である。
【図７】図７は、両方の中空糸膜端部が開口されてなる中空糸膜モジュールの概略図である。
【図８】図８は、本発明の両方の中空糸膜端部が開口されてなる中空糸膜モジュールの製造方法の一例を示す概略断面図である。
【図９】図９は、湾曲した端部に対して、圧縮空気を筒状ケースの長手方向に噴射させるさばき処理手法の概略図である。
【図１０】図１０は、湾曲した端部に対して、圧縮空気を湾曲した端部の外周からに中心に向かって噴射させるさばき処理手法の概略図である。
【図１１】図１１は、中空糸膜モジュールをポッティングする工程の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
次に、本発明の望ましい形態について説明する。
【００２１】
まず、本発明に用いる中空糸膜１の糸束は、図６に示すように略楕円形状の中空糸膜束として供給される必要がある。本発明では、略楕円状の中空糸膜束は略中央にて切断せず、そのままの形態で活用するため、その糸束の大きさ、即ちカセ軸間距離Ｙは従来の手法と比較し、例えば１／２以下程度と短くすることとなる。
【００２２】
この中空糸膜１を略楕円状の中空糸膜束として形成させる手法としては、図４に示すように、カセ軸１０１が固定されたカセ長規制冶具１０２を、連続する中空糸膜がカセ軸１０１に掛かるように回転させて中空糸膜１を略楕円状に巻き取る方法や、図５に示すように、カセ長規制冶具１０２に固定されたカセ軸１０１に対して、糸条案内ガイド１０５がそのカセ軸１０１まわりを一定の速度で回動することにより、中空糸膜１を略楕円状に巻き取る方法など、限定されるものではない。
【００２３】
ここで、略楕円状の中空糸膜１の巻取手法については、さらに詳細を説明する。
【００２４】
図４に示す巻取手法おいては、カセ長規制冶具１０２に、少なくとも２個のカセ軸１０１がカセ長規制冶具１０２の長手方向に固定され備わっている。このカセ長規制冶具１０２にはスクロール溝１０３が備わっており、糸束形状に合わせて、カセ軸１０１間距離を変更できるものが一般的である。このカセ軸１０１は、巻き取る中空糸膜束に合わせて形状を変化させてもよく、図４に示す棒状のカセ軸１０１に限定されるものではない。上流工程より案内され、連続した中空糸膜１は、トラバースロール１０４を介してカセ軸１０１に案内され、カセ長規制冶具１０２が回転することにより、中空糸膜１を略楕円状に巻き取っていく。トラバースロール１０４は、カセ軸１０１の軸方向に所定の速度で往復運動し、糸束が凹凸なく均一に巻き取れるようにする。尚、図示しない上流工程から案内される中空糸膜１は、ダンサーロールなどの張力制御機構を介して案内されることで、一定の範囲の張力を保ちながら円滑に巻き取られることが好ましい。中空糸膜１が所定量に巻き取られた後は、異物の混入を防ぐためにも、端糸１１が熱により溶融されたり、刃物などで圧潰されることで、中空部が不通状態に切断される。このとき、端糸１１は同一側の湾曲部に位置することが好ましい。
【００２５】
図５に示す巻取手法においては、上記構成と同様にカセ長規制冶具１０２に、少なくとも２個のカセ軸１０１が所定の距離をおいて備わっており、さらにカセ軸１０１に対応する略円形状のレール枠１０６がカセ軸１０１を覆うように構成されている。このレール枠１０６には、チェーンなどの駆動機構が備わっており、糸条案内ガイド１０５はレール枠１０６の全周を所定の速度で回動することが可能である。尚、図４同様にカセ軸１０１はカセ長規制冶具１０２にあるスクロール溝１０３に沿ってカセ軸１０１間距離を変更することができる。このカセ軸１０１は、巻き取る中空糸膜束に合わせて形状を変化させてもよく、図４に示す棒状のカセ軸１０１に限定されるものではない。この巻取手法では、カセ長規制冶具１０２が円周方向に回動可能となるため、自動的に中空糸膜１の糸束を取り出すことが可能である。上流工程より案内され連続した中空糸膜１は、糸条案内ガイド１０５を介してカセ軸１０１に案内され、糸条案内ガイド１０５がレール枠に沿って回動することにより、中空糸膜１を略楕円状に巻き取っていく。レール枠１０６は、カセ軸１０１方向に所定の速度で往復運動するため、中空糸膜１の糸束が凹凸なく均一に巻き取ることができる。この巻取手法においても、図示しない上流工程から案内される中空糸膜１は、ダンサーロールなどの張力制御機構を介して案内されることで、一定の範囲の張力を保ちながら円滑に巻き取られることが好ましい。中空糸膜１が所定量に巻き取られた後は、異物の混入を防ぐためにも、端糸１１が熱により溶融されたり、刃物などで圧潰されることで、中空部が不通状態に切断される。このとき、端糸１１は同一側の湾曲部に位置することが好ましい。
【００２６】
このいずれかの巻取手法により、略楕円状に効果的に巻き取るには、中空糸膜１は乾湿式紡糸によるものであって、未乾燥状態のもの、更に好ましくは溶剤が残留していて凝固が完全に終了していないものが好ましい。乾湿式紡糸によって、例えば、ポリアクリルニトリル、ポリメチルメタクリレート、ポリフッ化ビニリデン、セルロースアセテート、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン等からなる中空糸膜１が製造されているが、これらは何れも未乾燥状態では柔軟であるため、弛むことなく略楕円状に巻き取ることが可能である。従って、中空糸膜１の糸束が略楕円状に形成された状態で乾燥すると、略楕円状に巻き取ったままの形状が記憶されて固定される。即ち、溶剤が残留していて凝固が完了していない状態で中空糸膜１を巻き取り、乾燥させることで略楕円状の糸束形状を維持させ、筒状ケース２に挿入させやすくする。
【００２７】
また、巻き取りによる略楕円状の中空糸膜束の形成方法だけでなく、例えば、中空糸膜１を真円状に巻き取り、中空糸膜束を外力により押し畳んで略楕円状の糸束に形成させたり、或いは両端を反対方向に引っ張ることで略楕円状の糸束を形成させたとしても機能を損なうものではなく、略楕円状の中空糸膜束の形成方法は記載した巻取による手法に限定されるものではない。但し、真円状に巻き取った中空糸膜束に外力を作用させ、略楕円状の糸束に形成させる場合には、糸束中に含まれる各糸条がバラバラに崩れやすい。そこで、略楕円状の中空糸膜束とした後には、不織布などで束ねるように包み込み、形状を安定化させる必要ある。
【００２８】
次に、いずれかの手法により得られた略楕円状の中空糸膜の糸束は、図２に示すような中空糸膜モジュール、即ち一方の端部のみを開口する中空糸膜モジュールを製造する場合であれば、図１に示すように一方の湾曲部を筒状ケース２から突出させた構成にする。このとき、筒状ケース２から突出させてポッティングする湾曲部は限定される必要はないが、端糸１１がはみ出している側の湾曲部をポッティングできるように、筒状ケース２から該湾曲部を突出させた構成にすることが好ましい。また、図７に示すような中空糸膜モジュール、即ち両端部を開口した中空糸膜モジュールを製造する場合には、図８に示すように筒状ケース２の双方の開口部から湾曲部が突出した構成にする。筒状ケース２の材料は限定されないが、樹脂又は金属から構成されているものが一般的である。このような中空糸膜１の糸束と筒状ケース２との組立体は、手作業により組み立てられてもよく、自動組立機械により組み立てられたものであっても本発明により得られる効果を損なうものではない。また、中空糸膜１表面が、筒状ケース２との摩擦により傷ついてしまい、濾過性能が低下する恐れがあるため、略楕円状に巻き取り形成された中空糸膜束についても、不織布などで包んだ状態で筒状ケース２に挿入されることがさらに好ましい。
【００２９】
ここで、略楕円状に巻かれた中空糸膜１の湾曲部は、連続した中空糸膜で表面がすべて覆われているため、中空部が開口している中空糸膜１はない。端糸１１についても、切断時にその中空部が不通状態となっているため、ポッティング材７が浸入することはない。つまり、図１および図８に示すように、中空糸膜１の端面を開口する必要がある部分に対し、中空糸膜１の糸束の湾曲部が、筒状ケース２から突出されるように挿入されていれば、封止作業を実施する必要がなくなる。その他にも、略楕円状の中空糸膜１の糸束を略中央部にて切断し、中空糸膜１を開口させる必要もないため、結果、従来の工程手法において、図３（ｂ）と図３（ｄ）の工程を省略することができる。
【００３０】
また、従来の工程であれば、略楕円状の糸束を切断した際に切断面の中空糸膜１がバラバラにさばけてしまう部分Ａ、圧潰或いは溶融により封止した部分Ｂ、封止に伴い、形状が変質してしまった部分Ｃの中空糸膜１が屑処分となっていた。しかし、本発明である中空糸膜モジュールの製造方法によれば、突出させた湾曲した端部Ｄの中空糸膜１のみが屑処分となる。従って、中空糸膜束の大きさにより効果の発現程度は異なるが、従来の手法において屑処分となっていた中空糸膜１のうち、３５〜５０％程度の屑量を低減させることができる。
【００３１】
さらには、糸束の長手方向の屑処分となる中空糸膜１長さも短くなる。従って、図３（ｅ）に示す従来のポッティング処理と図９に示す本発明のポッティング処理とで必要なポッティング材７の量を比較したとき、上述した中空糸膜１の屑削減量と同様に中空糸膜束の大きさにより効果の発現程度は異なるが、本発明の製造方法を用いれば、従来の６５〜８５％程度のポッティング材７の量でポッティング処理が済ませられる。即ち、中空糸膜１のみだけでなく、ポッティング材７の屑量も削減することが可能となるため、生産性の大幅な向上に繋がる。
【００３２】
本発明においては、略楕円状に巻かれた中空糸膜１の糸束の湾曲部が、少なくとも一方が突出されているように挿入されていれば、そのままポッティング処理に供してもよい。しかしながら、中空糸膜１同士が局部的に相互接着していると、ポッティング処理時に、ポッティング材７が中空糸膜１間同士の透き間に侵入するのを阻害する。そのため、突出させた湾曲した端部を予めさばき処理を施して開繊させてやることが好ましい。このように予めさばき処理することにより、ポッティング材７が中空糸膜１間同士の透き間に侵入しやすくなり、リークの発生を防止することができる。
【００３３】
このような中空糸膜１の湾曲部のさばき操作には、例えば、突出させた湾曲した端部に圧縮空気噴射ノズル１３から圧縮空気１４を吹き付けることで簡単に行うことができる。このとき、圧縮空気１４は図９に示すように、湾曲した端部に対して、筒状ケース２の長手方向に吹き付ける手法であっても、或いは、図１０に示すように、リング状の圧縮空気噴射ノズル１３を用いて、湾曲した端部の外周から中心に向かって吹き付ける手法であってもよく、記載した処理方法に限定されるものではない。このとき、圧縮空気１４の圧力は０．２ＭＰａ以上０．６ＭＰａ以下であることが好ましい。この圧力が０．２ＭＰａより小さい場合には、湾曲した端部を十分に開繊させることができず、０．６ＭＰａより大きい場合には、糸束がバラバラに崩れてしまう。
【００３４】
他にも湾曲部をブラシによりブラッシングするとか、或いは湾曲部を金網の表面に擦り付けて摩擦接触させて、湾曲した端部に開繊処理を施してもよい。このとき、金網孔の形状や開口率、擦り付ける力など処理方法は限定されるものではなく、湾曲した端部の各糸条同士が接着しない程度に開繊されていればよい。
【００３５】
そして、図１および図８に示すように中空糸膜１の糸束が筒状ケース２に挿入された組立体は、ついで図１１に示すポッティング処理に供される。図１１において、中空糸膜１の糸束が筒状ケース２に挿入された組立体は、図１１に示すように突出した湾曲部を下側に向けて直立させ、注型キャップ８を取り付けられた後、ポッティング容器９に差し込まれる。ポッティング容器９は、内壁面が逆円錐台状に形成されており、ポッティング材供給ノズル１０から滴下したポッティング材７は、注型キャップ８とポッティング容器９の透き間を通って流入され、次第に液面を上昇していく。この過程でポッティング材７は毛細現象により中空糸膜１の隙間に侵入すると共に上昇し、筒状ケース２の開口部に対してシール状態にポッティングする。このとき、中空糸膜１が筒状ケース２の長手方向に動かないように、位置決めプレート１２で中空糸膜１を抑え、中空糸膜１と筒状ケース２上面の高低差を制御してもよい。ポッティング材７は特に限定されないが、例えば、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、フェノール樹脂等の熱硬化性樹脂を主剤にし、これに硬化剤などを配合した組成物が好ましく使用される。ポッティング材７は、ポッティング処理時は液状で流動性を有するが、ポッティング処理後は硬化することにより、中空糸膜１の糸束端部を筒状ケース２の開口に固定してシールする。ポッティング材７が硬化した後は、ポッティング容器９から組立体を取り出し、注型キャップ８を取り外す。そして、組立体から突出している中空糸膜１の湾曲部をポッティング材７とともにカッター刃４などを用いて切断すると、中空糸膜モジュールを得ることができる。尚、図７に示すような中空糸膜モジュールを製造する場合には、もう一方の端部に対して同様のポッティング処理を施すことで、両端部の中空糸膜１が開口した中空糸膜モジュールを得ることができる。
【実施例】
【００３６】
［実施例１]
図５に示す装置を用いて、カセ軸１０１間の距離が８０ｍｍ、張力１００ｇ、巻取回転速度７５ｒｐｍの条件にて、外径が４６０μｍ、内径が３００μｍのポリスルホン製中空糸膜を略楕円状に巻き取った。巻き取った中空糸膜束は４５６本の中空糸膜１からなり、内径が２０ｍｍである筒状ケース２に、図１に示すように、端糸１１がはみ出している側の湾曲部を筒状ケース２から突出させた形態に挿入した。中空糸膜１の糸束を筒状ケース２に挿入した組立体は、図９に示すように注型キャップ８、ポッティング容器９を取り付けた後、ポリウレタン樹脂を注入して硬化させ、突出している一方の中空糸膜１側を筒状ケース２に固定させた。その後、注型キャップ８、ポッティング容器９を取り外し、筒状ケース２から突出している部分を切断した。
【００３７】
組立体のサンプルは５０個用意し、同様に中空糸膜モジュールを製作したが、中空糸膜１の中空部が不通となったモジュールは１つもなかった。また、１つの糸束にて、筒状ケース２から突出させた湾曲部のケース方向の中空糸膜１長さは１０ｍｍで、屑処分となってしまった中空糸膜１の糸屑長は総計７ｍ程度、ポッティング材７の屑量は９．２ｇであった。
［比較例１]
実施例１と同じ中空糸膜１および筒状ケース２を用いて、図３（ａ）〜（ｆ）に示す従来の手法にて中空糸膜モジュールを製造した。尚、ポッティング材７には実施例１と同様にポリウレタン樹脂を用い、中空糸膜１を筒状ケース２に固定した。
実施例１同様、サンプルを５０個用意したところ、中空糸膜１の中空部にポッティング材７が侵入し、不通となった中空糸膜１を１つでも含む中空糸膜モジュールは３つあった。また、１つの糸束にて、筒状ケース２から突出したケース方向の中空糸膜１長さは１８ｍｍで、屑処分となってしまった中空糸膜１の糸屑長は総計１５ｍ程度、ポッティング材７の屑量は１３．３ｇであった。
【００３８】
以上のように、本発明による製造方法では封止が不十分であることにより、中空糸膜１が不通となってしまう問題を解消でき、また中空糸膜１およびポッティング材７の屑量を低減させられる結果が得られた。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明による製品は中空糸膜型浄水器に限らず、中空糸膜を使用したあらゆる濾過装置の製造に適用することができるが、これらに限られるものではない。
【符号の説明】
【００４０】
１：中空糸膜
１ａ：中空糸膜開口端面
２：筒状ケース
３：糸束把持機構
４：カッター刃
５：押圧板
６：封止部
７：ポッティング材
８：注型キャップ
９：ポッティング容器
１０：供給ノズル
１１：端糸
１２：位置決めプレート
１３：圧縮空気噴射ノズル
１４：圧縮空気
１０１：カセ軸
１０２：カセ長規制冶具
１０３：スクロール溝
１０４：トラバースロール
１０５：糸条案内ガイド
１０６：レール枠
Ａ：糸束を切断することで中空糸膜開口部がさばけてしまう部分
Ｂ：圧潰或いは溶融により封止した部分
Ｃ：封止に伴い形状が変質してしまった部分
Ｄ：本発明の製造方法により屑となる突出させた湾曲した端部
Ｌ１：中空糸膜モジュールに流入する流体
Ｌ２：濾過流体
Ｘ：従来の工程手法におけるカセ軸間距離
Ｙ：本発明におけるカセ軸間距離
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中空糸膜モジュールの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から水道の蛇口等に取り付けられる浄水器では、図２に示すように多数本の中空糸膜１が、両端が開口した筒状ケース２に挿入されてなる中空糸膜モジュールが使用されている。このモジュールに含まれる中空糸膜１の糸束は、一方の端部がＵ字状に折り曲げられ、もう一方の端部の中空糸膜１は開口されてなる。筒状ケース２の一方の開口端部では、各中空糸膜１間の透き間および中空糸膜１の糸束と筒状ケース２間の透き間が、ポッティング材７にて封止固定されてなる。図示しない上流工程から中空糸膜モジュールに流れてくる流体Ｌ１は、筒状ケース２内に流入された後、微多孔をもつ中空糸膜１表面を通過し濾過されて、中空糸膜開口端面１ａから濾過流体Ｌ２を流出させる。
【０００３】
この中空糸膜モジュールにおいて、濾過流体Ｌ２を得るためには、中空糸膜開口端面１ａにて各中空糸膜１が連通状態になっていることが必要である。しかし、中空糸膜１の中空部のいずれかにポッティング材７が浸入して不通状態であると、その封止された中空糸膜１は浄水作用に寄与しないため、中空糸膜モジュールとしての浄水機能が低下することになる。したがって、中空糸膜１糸束の筒状ケース２への固定時には、各中空糸膜１の中空部に、ポッティング材７を浸入させない技術が必要である。
【０００４】
この中空糸膜モジュールの製造方法として、例えば、図３に示すような方法が特許文献１や特許文献２に開示されている。まず、特許文献１に記載の図４に示す巻取装置にて、図３（ａ）に示すように中空糸膜１を略楕円状の糸束に巻き取る。略楕円状に巻き取られた中空糸膜１の糸束は、図３（ｂ）に示すように、糸束把持機構３により把持された状態で、その略中央がカッター刃４等にて切断されて、２つの略Ｕ字状の中空糸膜１の糸束となる。次に、この略Ｕ字状の中空糸膜１の糸束は、図３（ｃ）に示すように、封止工程に必要な長さの中空糸膜１開口部が、筒状ケース２から筒状ケース２の長手方向外側に向けて突出されるように挿入される。そして、例えば、図３（ｄ）に示すように、筒状ケース２から突出させた中空糸膜１の開口端部は、押圧板５等にて機械的手段により力を加えられ、圧潰されることで封止部６が形成される。その後、図３（ｅ）に示すように、中空糸膜１の開口端部が目止された状態で、ポッティング材７が硬化され、中空糸膜１の糸束は筒状ケース２に封止固定される。最後に、図３（ｆ）に示すように、目止めしたポッティング部の不要な部分が切断され、各中空糸膜１の端部、即ち中空糸膜開口端面１ａが形成されるという方法が一般的である。
【０００５】
この製造工程において、封止工程は必須の工程の１つでもあるにも関わらず、中空糸膜１の封止が不十分であると、ポッティング材７が注入された時に、毛細現象によりポッティング材７が中空糸膜１の中空部に浸入し、不通となってしまう場合がある。よって、この封止技術には、他にも中空糸膜１の糸束開口端部に対してレーザー光を照射して加熱させたり、熱風を当てすることで中空糸膜１を溶融させて開口部を封止させる方法が講じられてきた。（特許文献３、特許文献４参照）。
【０００６】
しかしながら、いずれの場合においても封止が不十分な場合には、中空糸膜１中空部にポッティング材７が浸入してしまうポッティング不良の問題があり、その不通糸を検出するための検査技術をも必要とした。
【０００７】
また、この製造工程においては、略楕円状の糸束を切断した際に切断面の中空糸膜１がばらばらにさばけてしまう部分Ａや、圧潰或いは溶融により封止した部分Ｂ、封止に伴い、形状が変質してしまった部分Ｃといった中空糸膜１が屑処分となってしまうという問題があり、生産性を低下させてしまう問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許３３２９６２０号公報
【特許文献２】特開２００３−６２４３３号公報
【特許文献３】特開２００１−３８１６０号公報
【特許文献４】特開２００９−２３３５１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで本発明の目的は、かかる封止工程を省略し、さらには中空糸膜屑量を低減させることのできる中空糸膜モジュールの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決するために、本発明によれば、中空糸膜束が湾曲して筒状ケースに収納され、前記筒状ケースの一方の開口部にポッティングされてなる中空糸膜モジュールの製造方法において、中空糸膜を巻き取り、両端部が湾曲している略楕円状の中空糸膜束とした後、該中空糸膜束の一方の湾曲した端部を前記筒状ケースから該筒状ケースの長手方向外側に向けて突出させるように前記中空糸膜束を前記筒状ケースに挿入して、前記突出させた湾曲した端部を前記筒状ケースの開口部にポッティングし、次いで前記ポッティングされた前記突出させた湾曲した端部を切断除去する中空糸膜モジュールの製造方法が提供される。
【００１１】
また、本発明の好ましい形態によれば、前記中空糸膜束を、前記筒状ケースから該筒状ケースの長手方向外側に向けて突出させるように挿入した後、ポッティングする前に、ポッティング処理を施す端部をさばき処理する中空糸膜モジュールの製造方法が提供される。
【００１２】
また、本発明の好ましい形態によれば、前記さばき処理を圧縮空気の噴射により行う中空糸膜モジュールの製造方法が提供される。
【００１３】
また、本発明の好ましい形態によれば、前記さばき処理を金網表面に摩擦接触させて行う中空糸膜モジュールの製造方法が提供される。
【００１４】
また、本発明の別の形態によれば、中空糸膜束がストレート状に筒状ケースに収納され、前記筒状ケースの両端の開口部にポッティングされてなる中空糸膜モジュールの製造方法において、中空糸膜を巻き取り、両端部が湾曲している略楕円状の中空糸膜束とした後、該中空糸膜束の湾曲した両端部を前記筒状のケースから該筒状ケースの長手方向外側に向けて突出させるように挿入して、前記突出させた湾曲した両端部を前記筒状ケースの開口部にポッティングし、次いで前記ポッティングされた前記突出させた湾曲した両端部を切断除去する中空糸膜モジュールの製造方法が提供される。
【００１５】
また、本発明の好ましい形態によれば、前記中空糸膜束を、前記筒状のケースから該筒状ケースの長手方向外側に向けて突出させるように挿入した後、ポッティングする前に、ポッティング処理を施す両端部をさばき処理する中空糸膜モジュールの製造方法が提供される。
【００１６】
また、本発明の好ましい形態によれば、前記さばき処理を圧縮空気の噴射により行う中空糸膜モジュールの製造方法が提供される。
【００１７】
また、本発明の好ましい形態によれば、前記さばき処理を金網表面に摩擦接触させて行う中空糸膜モジュールの製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１８】
本発明による中空糸膜モジュールの製造方法によれば、中空糸膜を略楕円状に巻き取ったり、或いは中空糸膜を真円状に巻き取り、両端部が湾曲している略楕円状の中空糸膜束とした後、該中空糸膜束を筒状のケースから該筒状ケースの長手方向外側に向けて少なくとも一方の端部が突出されるように挿入し、ポッティング材を注入する工程に進むことができる。その結果、封止工程を省略することができるだけでなく、従来の工程にて屑処分となっていた中空糸膜量を低減させることができるため、生産性および操業性の向上ができ可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、本発明の一方の中空糸膜端部が開口されてなる中空糸膜モジュールの製造方法の一例を示す概略断面図である。
【図２】図２は、一方の中空糸膜端部が開口されてなる中空糸膜モジュールの概略図である。
【図３（ａ）】図３（ａ）は、従来の工程にて略楕円状に巻き取った中空糸膜糸束の概略図である。
【図３（ｂ）】図３（ｂ）は、従来の工程にて略楕円状に巻き取った中空糸膜糸束を略中央にて切断する工程の概略図である。
【図３（ｃ）】図３（ｃ）は、従来の工程にて略Ｕ字状の中空糸膜糸束を筒状ケースに挿入させる工程の概略図である。
【図３（ｄ）】図３（ｄ）は、従来の工程にて中空糸膜開口部を機械的な力で圧潰封止する工程の概略図である。
【図３（ｅ）】図３（ｅ）は、従来の工程にて中空糸膜が筒状ケースに挿入され、中空糸膜が封止されたものをポッティングする工程の概略図である。
【図３（ｆ）】図３（ｆ）は、ポッティングした不要な部分を切断し、中空糸膜モジュールを得る工程の概略図である。
【図４】図４は、特許文献１に記載の連続した中空糸膜の糸束を、カセ軸を回転させることにより略楕円状に巻き取る装置の一実施例の斜視図である。
【図５】図５は、連続した中空糸膜の糸束を、糸条案内ガイドを回動させることにより略楕円状に巻き取る装置の一実施例の斜視図である。
【図６】図６は、本発明に用いる略楕円状に巻き取った中空糸膜糸束の概略図である。
【図７】図７は、両方の中空糸膜端部が開口されてなる中空糸膜モジュールの概略図である。
【図８】図８は、本発明の両方の中空糸膜端部が開口されてなる中空糸膜モジュールの製造方法の一例を示す概略断面図である。
【図９】図９は、湾曲した端部に対して、圧縮空気を筒状ケースの長手方向に噴射させるさばき処理手法の概略図である。
【図１０】図１０は、湾曲した端部に対して、圧縮空気を湾曲した端部の外周からに中心に向かって噴射させるさばき処理手法の概略図である。
【図１１】図１１は、中空糸膜モジュールをポッティングする工程の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
次に、本発明の望ましい形態について説明する。
【００２１】
まず、本発明に用いる中空糸膜１の糸束は、図６に示すように略楕円形状の中空糸膜束として供給される必要がある。本発明では、略楕円状の中空糸膜束は略中央にて切断せず、そのままの形態で活用するため、その糸束の大きさ、即ちカセ軸間距離Ｙは従来の手法と比較し、例えば１／２以下程度と短くすることとなる。
【００２２】
この中空糸膜１を略楕円状の中空糸膜束として形成させる手法としては、図４に示すように、カセ軸１０１が固定されたカセ長規制冶具１０２を、連続する中空糸膜がカセ軸１０１に掛かるように回転させて中空糸膜１を略楕円状に巻き取る方法や、図５に示すように、カセ長規制冶具１０２に固定されたカセ軸１０１に対して、糸条案内ガイド１０５がそのカセ軸１０１まわりを一定の速度で回動することにより、中空糸膜１を略楕円状に巻き取る方法など、限定されるものではない。
【００２３】
ここで、略楕円状の中空糸膜１の巻取手法については、さらに詳細を説明する。
【００２４】
図４に示す巻取手法おいては、カセ長規制冶具１０２に、少なくとも２個のカセ軸１０１がカセ長規制冶具１０２の長手方向に固定され備わっている。このカセ長規制冶具１０２にはスクロール溝１０３が備わっており、糸束形状に合わせて、カセ軸１０１間距離を変更できるものが一般的である。このカセ軸１０１は、巻き取る中空糸膜束に合わせて形状を変化させてもよく、図４に示す棒状のカセ軸１０１に限定されるものではない。上流工程より案内され、連続した中空糸膜１は、トラバースロール１０４を介してカセ軸１０１に案内され、カセ長規制冶具１０２が回転することにより、中空糸膜１を略楕円状に巻き取っていく。トラバースロール１０４は、カセ軸１０１の軸方向に所定の速度で往復運動し、糸束が凹凸なく均一に巻き取れるようにする。尚、図示しない上流工程から案内される中空糸膜１は、ダンサーロールなどの張力制御機構を介して案内されることで、一定の範囲の張力を保ちながら円滑に巻き取られることが好ましい。中空糸膜１が所定量に巻き取られた後は、異物の混入を防ぐためにも、端糸１１が熱により溶融されたり、刃物などで圧潰されることで、中空部が不通状態に切断される。このとき、端糸１１は同一側の湾曲部に位置することが好ましい。
【００２５】
図５に示す巻取手法においては、上記構成と同様にカセ長規制冶具１０２に、少なくとも２個のカセ軸１０１が所定の距離をおいて備わっており、さらにカセ軸１０１に対応する略円形状のレール枠１０６がカセ軸１０１を覆うように構成されている。このレール枠１０６には、チェーンなどの駆動機構が備わっており、糸条案内ガイド１０５はレール枠１０６の全周を所定の速度で回動することが可能である。尚、図４同様にカセ軸１０１はカセ長規制冶具１０２にあるスクロール溝１０３に沿ってカセ軸１０１間距離を変更することができる。このカセ軸１０１は、巻き取る中空糸膜束に合わせて形状を変化させてもよく、図４に示す棒状のカセ軸１０１に限定されるものではない。この巻取手法では、カセ長規制冶具１０２が円周方向に回動可能となるため、自動的に中空糸膜１の糸束を取り出すことが可能である。上流工程より案内され連続した中空糸膜１は、糸条案内ガイド１０５を介してカセ軸１０１に案内され、糸条案内ガイド１０５がレール枠に沿って回動することにより、中空糸膜１を略楕円状に巻き取っていく。レール枠１０６は、カセ軸１０１方向に所定の速度で往復運動するため、中空糸膜１の糸束が凹凸なく均一に巻き取ることができる。この巻取手法においても、図示しない上流工程から案内される中空糸膜１は、ダンサーロールなどの張力制御機構を介して案内されることで、一定の範囲の張力を保ちながら円滑に巻き取られることが好ましい。中空糸膜１が所定量に巻き取られた後は、異物の混入を防ぐためにも、端糸１１が熱により溶融されたり、刃物などで圧潰されることで、中空部が不通状態に切断される。このとき、端糸１１は同一側の湾曲部に位置することが好ましい。
【００２６】
このいずれかの巻取手法により、略楕円状に効果的に巻き取るには、中空糸膜１は乾湿式紡糸によるものであって、未乾燥状態のもの、更に好ましくは溶剤が残留していて凝固が完全に終了していないものが好ましい。乾湿式紡糸によって、例えば、ポリアクリルニトリル、ポリメチルメタクリレート、ポリフッ化ビニリデン、セルロースアセテート、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン等からなる中空糸膜１が製造されているが、これらは何れも未乾燥状態では柔軟であるため、弛むことなく略楕円状に巻き取ることが可能である。従って、中空糸膜１の糸束が略楕円状に形成された状態で乾燥すると、略楕円状に巻き取ったままの形状が記憶されて固定される。即ち、溶剤が残留していて凝固が完了していない状態で中空糸膜１を巻き取り、乾燥させることで略楕円状の糸束形状を維持させ、筒状ケース２に挿入させやすくする。
【００２７】
また、巻き取りによる略楕円状の中空糸膜束の形成方法だけでなく、例えば、中空糸膜１を真円状に巻き取り、中空糸膜束を外力により押し畳んで略楕円状の糸束に形成させたり、或いは両端を反対方向に引っ張ることで略楕円状の糸束を形成させたとしても機能を損なうものではなく、略楕円状の中空糸膜束の形成方法は記載した巻取による手法に限定されるものではない。但し、真円状に巻き取った中空糸膜束に外力を作用させ、略楕円状の糸束に形成させる場合には、糸束中に含まれる各糸条がバラバラに崩れやすい。そこで、略楕円状の中空糸膜束とした後には、不織布などで束ねるように包み込み、形状を安定化させる必要ある。
【００２８】
次に、いずれかの手法により得られた略楕円状の中空糸膜の糸束は、図２に示すような中空糸膜モジュール、即ち一方の端部のみを開口する中空糸膜モジュールを製造する場合であれば、図１に示すように一方の湾曲部を筒状ケース２から突出させた構成にする。このとき、筒状ケース２から突出させてポッティングする湾曲部は限定される必要はないが、端糸１１がはみ出している側の湾曲部をポッティングできるように、筒状ケース２から該湾曲部を突出させた構成にすることが好ましい。また、図７に示すような中空糸膜モジュール、即ち両端部を開口した中空糸膜モジュールを製造する場合には、図８に示すように筒状ケース２の双方の開口部から湾曲部が突出した構成にする。筒状ケース２の材料は限定されないが、樹脂又は金属から構成されているものが一般的である。このような中空糸膜１の糸束と筒状ケース２との組立体は、手作業により組み立てられてもよく、自動組立機械により組み立てられたものであっても本発明により得られる効果を損なうものではない。また、中空糸膜１表面が、筒状ケース２との摩擦により傷ついてしまい、濾過性能が低下する恐れがあるため、略楕円状に巻き取り形成された中空糸膜束についても、不織布などで包んだ状態で筒状ケース２に挿入されることがさらに好ましい。
【００２９】
ここで、略楕円状に巻かれた中空糸膜１の湾曲部は、連続した中空糸膜で表面がすべて覆われているため、中空部が開口している中空糸膜１はない。端糸１１についても、切断時にその中空部が不通状態となっているため、ポッティング材７が浸入することはない。つまり、図１および図８に示すように、中空糸膜１の端面を開口する必要がある部分に対し、中空糸膜１の糸束の湾曲部が、筒状ケース２から突出されるように挿入されていれば、封止作業を実施する必要がなくなる。その他にも、略楕円状の中空糸膜１の糸束を略中央部にて切断し、中空糸膜１を開口させる必要もないため、結果、従来の工程手法において、図３（ｂ）と図３（ｄ）の工程を省略することができる。
【００３０】
また、従来の工程であれば、略楕円状の糸束を切断した際に切断面の中空糸膜１がバラバラにさばけてしまう部分Ａ、圧潰或いは溶融により封止した部分Ｂ、封止に伴い、形状が変質してしまった部分Ｃの中空糸膜１が屑処分となっていた。しかし、本発明である中空糸膜モジュールの製造方法によれば、突出させた湾曲した端部Ｄの中空糸膜１のみが屑処分となる。従って、中空糸膜束の大きさにより効果の発現程度は異なるが、従来の手法において屑処分となっていた中空糸膜１のうち、３５〜５０％程度の屑量を低減させることができる。
【００３１】
さらには、糸束の長手方向の屑処分となる中空糸膜１長さも短くなる。従って、図３（ｅ）に示す従来のポッティング処理と図９に示す本発明のポッティング処理とで必要なポッティング材７の量を比較したとき、上述した中空糸膜１の屑削減量と同様に中空糸膜束の大きさにより効果の発現程度は異なるが、本発明の製造方法を用いれば、従来の６５〜８５％程度のポッティング材７の量でポッティング処理が済ませられる。即ち、中空糸膜１のみだけでなく、ポッティング材７の屑量も削減することが可能となるため、生産性の大幅な向上に繋がる。
【００３２】
本発明においては、略楕円状に巻かれた中空糸膜１の糸束の湾曲部が、少なくとも一方が突出されているように挿入されていれば、そのままポッティング処理に供してもよい。しかしながら、中空糸膜１同士が局部的に相互接着していると、ポッティング処理時に、ポッティング材７が中空糸膜１間同士の透き間に侵入するのを阻害する。そのため、突出させた湾曲した端部を予めさばき処理を施して開繊させてやることが好ましい。このように予めさばき処理することにより、ポッティング材７が中空糸膜１間同士の透き間に侵入しやすくなり、リークの発生を防止することができる。
【００３３】
このような中空糸膜１の湾曲部のさばき操作には、例えば、突出させた湾曲した端部に圧縮空気噴射ノズル１３から圧縮空気１４を吹き付けることで簡単に行うことができる。このとき、圧縮空気１４は図９に示すように、湾曲した端部に対して、筒状ケース２の長手方向に吹き付ける手法であっても、或いは、図１０に示すように、リング状の圧縮空気噴射ノズル１３を用いて、湾曲した端部の外周から中心に向かって吹き付ける手法であってもよく、記載した処理方法に限定されるものではない。このとき、圧縮空気１４の圧力は０．２ＭＰａ以上０．６ＭＰａ以下であることが好ましい。この圧力が０．２ＭＰａより小さい場合には、湾曲した端部を十分に開繊させることができず、０．６ＭＰａより大きい場合には、糸束がバラバラに崩れてしまう。
【００３４】
他にも湾曲部をブラシによりブラッシングするとか、或いは湾曲部を金網の表面に擦り付けて摩擦接触させて、湾曲した端部に開繊処理を施してもよい。このとき、金網孔の形状や開口率、擦り付ける力など処理方法は限定されるものではなく、湾曲した端部の各糸条同士が接着しない程度に開繊されていればよい。
【００３５】
そして、図１および図８に示すように中空糸膜１の糸束が筒状ケース２に挿入された組立体は、ついで図１１に示すポッティング処理に供される。図１１において、中空糸膜１の糸束が筒状ケース２に挿入された組立体は、図１１に示すように突出した湾曲部を下側に向けて直立させ、注型キャップ８を取り付けられた後、ポッティング容器９に差し込まれる。ポッティング容器９は、内壁面が逆円錐台状に形成されており、ポッティング材供給ノズル１０から滴下したポッティング材７は、注型キャップ８とポッティング容器９の透き間を通って流入され、次第に液面を上昇していく。この過程でポッティング材７は毛細現象により中空糸膜１の隙間に侵入すると共に上昇し、筒状ケース２の開口部に対してシール状態にポッティングする。このとき、中空糸膜１が筒状ケース２の長手方向に動かないように、位置決めプレート１２で中空糸膜１を抑え、中空糸膜１と筒状ケース２上面の高低差を制御してもよい。ポッティング材７は特に限定されないが、例えば、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、フェノール樹脂等の熱硬化性樹脂を主剤にし、これに硬化剤などを配合した組成物が好ましく使用される。ポッティング材７は、ポッティング処理時は液状で流動性を有するが、ポッティング処理後は硬化することにより、中空糸膜１の糸束端部を筒状ケース２の開口に固定してシールする。ポッティング材７が硬化した後は、ポッティング容器９から組立体を取り出し、注型キャップ８を取り外す。そして、組立体から突出している中空糸膜１の湾曲部をポッティング材７とともにカッター刃４などを用いて切断すると、中空糸膜モジュールを得ることができる。尚、図７に示すような中空糸膜モジュールを製造する場合には、もう一方の端部に対して同様のポッティング処理を施すことで、両端部の中空糸膜１が開口した中空糸膜モジュールを得ることができる。
【実施例】
【００３６】
［実施例１]
図５に示す装置を用いて、カセ軸１０１間の距離が８０ｍｍ、張力１００ｇ、巻取回転速度７５ｒｐｍの条件にて、外径が４６０μｍ、内径が３００μｍのポリスルホン製中空糸膜を略楕円状に巻き取った。巻き取った中空糸膜束は４５６本の中空糸膜１からなり、内径が２０ｍｍである筒状ケース２に、図１に示すように、端糸１１がはみ出している側の湾曲部を筒状ケース２から突出させた形態に挿入した。中空糸膜１の糸束を筒状ケース２に挿入した組立体は、図９に示すように注型キャップ８、ポッティング容器９を取り付けた後、ポリウレタン樹脂を注入して硬化させ、突出している一方の中空糸膜１側を筒状ケース２に固定させた。その後、注型キャップ８、ポッティング容器９を取り外し、筒状ケース２から突出している部分を切断した。
【００３７】
組立体のサンプルは５０個用意し、同様に中空糸膜モジュールを製作したが、中空糸膜１の中空部が不通となったモジュールは１つもなかった。また、１つの糸束にて、筒状ケース２から突出させた湾曲部のケース方向の中空糸膜１長さは１０ｍｍで、屑処分となってしまった中空糸膜１の糸屑長は総計７ｍ程度、ポッティング材７の屑量は９．２ｇであった。
［比較例１]
実施例１と同じ中空糸膜１および筒状ケース２を用いて、図３（ａ）〜（ｆ）に示す従来の手法にて中空糸膜モジュールを製造した。尚、ポッティング材７には実施例１と同様にポリウレタン樹脂を用い、中空糸膜１を筒状ケース２に固定した。
実施例１同様、サンプルを５０個用意したところ、中空糸膜１の中空部にポッティング材７が侵入し、不通となった中空糸膜１を１つでも含む中空糸膜モジュールは３つあった。また、１つの糸束にて、筒状ケース２から突出したケース方向の中空糸膜１長さは１８ｍｍで、屑処分となってしまった中空糸膜１の糸屑長は総計１５ｍ程度、ポッティング材７の屑量は１３．３ｇであった。
【００３８】
以上のように、本発明による製造方法では封止が不十分であることにより、中空糸膜１が不通となってしまう問題を解消でき、また中空糸膜１およびポッティング材７の屑量を低減させられる結果が得られた。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明による製品は中空糸膜型浄水器に限らず、中空糸膜を使用したあらゆる濾過装置の製造に適用することができるが、これらに限られるものではない。
【符号の説明】
【００４０】
１：中空糸膜
１ａ：中空糸膜開口端面
２：筒状ケース
３：糸束把持機構
４：カッター刃
５：押圧板
６：封止部
７：ポッティング材
８：注型キャップ
９：ポッティング容器
１０：供給ノズル
１１：端糸
１２：位置決めプレート
１３：圧縮空気噴射ノズル
１４：圧縮空気
１０１：カセ軸
１０２：カセ長規制冶具
１０３：スクロール溝
１０４：トラバースロール
１０５：糸条案内ガイド
１０６：レール枠
Ａ：糸束を切断することで中空糸膜開口部がさばけてしまう部分
Ｂ：圧潰或いは溶融により封止した部分
Ｃ：封止に伴い形状が変質してしまった部分
Ｄ：本発明の製造方法により屑となる突出させた湾曲した端部
Ｌ１：中空糸膜モジュールに流入する流体
Ｌ２：濾過流体
Ｘ：従来の工程手法におけるカセ軸間距離
Ｙ：本発明におけるカセ軸間距離
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空糸膜束が湾曲して筒状ケースに収納され、前記筒状ケースの一方の開口部にポッティングされてなる中空糸膜モジュールの製造方法において、中空糸膜を巻き取り、両端部が湾曲している略楕円状の中空糸膜束とした後、該中空糸膜束の一方の湾曲した端部を前記筒状ケースから該筒状ケースの長手方向外側に向けて突出させるように前記中空糸膜束を前記筒状ケースに挿入して、前記突出させた湾曲した端部を前記筒状ケースの開口部にポッティングし、次いで前記ポッティングされた前記突出させた湾曲した端部を切断除去することを特徴とする中空糸膜モジュールの製造方法。
【請求項２】
前記中空糸膜束を、前記筒状ケースから該筒状ケースの長手方向外側に向けて突出させるように挿入した後、ポッティングする前に、ポッティング処理を施す端部をさばき処理する請求項１に記載の中空糸膜モジュールの製造方法。
【請求項３】
前記さばき処理を圧縮空気の噴射により行う請求項２に記載の中空糸膜モジュールの製造方法。
【請求項４】
前記さばき処理を金網表面に摩擦接触させて行う請求項２に記載の中空糸膜モジュールの製造方法。
【請求項５】
中空糸膜束がストレート状に筒状ケースに収納され、前記筒状ケースの両端の開口部にポッティングされてなる中空糸膜モジュールの製造方法において、中空糸膜を巻き取り、両端部が湾曲している略楕円状の中空糸膜束とした後、該中空糸膜束の湾曲した両端部を前記筒状のケースから該筒状ケースの長手方向外側に向けて突出させるように挿入して、前記突出させた湾曲した両端部を前記筒状ケースの開口部にポッティングし、次いで前記ポッティングされた前記突出させた湾曲した両端部を切断除去することを特徴とする中空糸膜モジュールの製造方法。
【請求項６】
前記中空糸膜束を、前記筒状のケースから該筒状ケースの長手方向外側に向けて突出させるように挿入した後、ポッティングする前に、ポッティング処理を施す両端部をさばき処理する請求項５に記載の中空糸膜モジュールの製造方法。
【請求項７】
前記さばき処理を圧縮空気の噴射により行う請求項６に記載の中空糸膜モジュールの製造方法。
【請求項８】
前記さばき処理を金網表面に摩擦接触させて行う請求項６に記載の中空糸膜モジュールの製造方法。
【請求項１】
中空糸膜束が湾曲して筒状ケースに収納され、前記筒状ケースの一方の開口部にポッティングされてなる中空糸膜モジュールの製造方法において、中空糸膜を巻き取り、両端部が湾曲している略楕円状の中空糸膜束とした後、該中空糸膜束の一方の湾曲した端部を前記筒状ケースから該筒状ケースの長手方向外側に向けて突出させるように前記中空糸膜束を前記筒状ケースに挿入して、前記突出させた湾曲した端部を前記筒状ケースの開口部にポッティングし、次いで前記ポッティングされた前記突出させた湾曲した端部を切断除去することを特徴とする中空糸膜モジュールの製造方法。
【請求項２】
前記中空糸膜束を、前記筒状ケースから該筒状ケースの長手方向外側に向けて突出させるように挿入した後、ポッティングする前に、ポッティング処理を施す端部をさばき処理する請求項１に記載の中空糸膜モジュールの製造方法。
【請求項３】
前記さばき処理を圧縮空気の噴射により行う請求項２に記載の中空糸膜モジュールの製造方法。
【請求項４】
前記さばき処理を金網表面に摩擦接触させて行う請求項２に記載の中空糸膜モジュールの製造方法。
【請求項５】
中空糸膜束がストレート状に筒状ケースに収納され、前記筒状ケースの両端の開口部にポッティングされてなる中空糸膜モジュールの製造方法において、中空糸膜を巻き取り、両端部が湾曲している略楕円状の中空糸膜束とした後、該中空糸膜束の湾曲した両端部を前記筒状のケースから該筒状ケースの長手方向外側に向けて突出させるように挿入して、前記突出させた湾曲した両端部を前記筒状ケースの開口部にポッティングし、次いで前記ポッティングされた前記突出させた湾曲した両端部を切断除去することを特徴とする中空糸膜モジュールの製造方法。
【請求項６】
前記中空糸膜束を、前記筒状のケースから該筒状ケースの長手方向外側に向けて突出させるように挿入した後、ポッティングする前に、ポッティング処理を施す両端部をさばき処理する請求項５に記載の中空糸膜モジュールの製造方法。
【請求項７】
前記さばき処理を圧縮空気の噴射により行う請求項６に記載の中空糸膜モジュールの製造方法。
【請求項８】
前記さばき処理を金網表面に摩擦接触させて行う請求項６に記載の中空糸膜モジュールの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３（ａ）】
【図３（ｂ）】
【図３（ｃ）】
【図３（ｄ）】
【図３（ｅ）】
【図３（ｆ）】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３（ａ）】
【図３（ｂ）】
【図３（ｃ）】
【図３（ｄ）】
【図３（ｅ）】
【図３（ｆ）】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１１−１３１１４６（Ｐ２０１１−１３１１４６Ａ）
【公開日】平成２３年７月７日（２０１１．７．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２９２００２（Ｐ２００９−２９２００２）
【出願日】平成２１年１２月２４日（２００９．１２．２４）
【出願人】（０００００３１５９）東レ株式会社 (7,677)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年７月７日（２０１１．７．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月２４日（２００９．１２．２４）
【出願人】（０００００３１５９）東レ株式会社 (7,677)
【Ｆターム（参考）】
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