JP2000233118A - Hollow fiber membrane module - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、液体の濾過、液体
からの溶存気体の脱気、液体への気体の溶解、混合気体
からの気体の分離等に用いる中空糸膜モジュールに関す
るものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a hollow fiber membrane module used for filtration of liquid, degassing of dissolved gas from liquid, dissolution of gas in liquid, separation of gas from mixed gas, and the like.
【０００２】[0002]
【従来の技術】一般に、液体の濾過等に用いられる中空
糸膜モジュールは、複数本の中空糸膜が収束され、その
少なくとも一方の端部が開口状態を保って、ポッティン
グ材によりハウジングの内部に固定されて構成されてい
る。2. Description of the Related Art In general, a hollow fiber membrane module used for filtering a liquid or the like has a plurality of hollow fiber membranes converged, at least one end of which is kept open, and is provided inside a housing by a potting material. It is fixed and configured.
【０００３】濾過方向としては、中空糸膜の外側から内
側に被処理液を透過させる外圧型と、中空糸膜の内側か
ら外側に被処理液を透過させる内圧型があり、水道水等
上水の浄化をはじめ、生活排水、産業排水等の下水の浄
化、さらに、染料濾過等の工業プロセスにも用いられて
いる。[0003] The filtration direction includes an external pressure type in which the liquid to be treated permeates from the outside to the inside of the hollow fiber membrane and an internal pressure type in which the liquid to be treated permeates from the inside to the outside of the hollow fiber membrane. It is used for purification of sewage such as domestic wastewater and industrial wastewater, as well as industrial processes such as dye filtration.
【０００４】また、液体からの溶存気体の脱気、液体へ
の気体の溶解、混合気体からの気体の分離等の用途にお
いても中空糸膜モジュールが用いられている。これらの
モジュールにおいても同様に、中空糸膜がポッティング
材によりハウジングの内部に固定されている。そして、
液体と気体、もしくは気体と気体とを、中空糸膜を隔壁
として接触させ、膜面の片側或いは両方を加圧或いは減
圧することにより、膜間の気体の移動が行われる。これ
らの中空糸膜モジュールは、そのコンパクトさ、清浄
性、メンテナンス性の特徴を生かし、例えば、超純水・
ビル給水・食品用水等の脱気、炭酸ガスの溶解、酸素富
化・窒素富化等のガス分離等に用いられている。[0004] Hollow fiber membrane modules are also used in applications such as degassing of dissolved gas from liquid, dissolution of gas in liquid, and separation of gas from mixed gas. Similarly, in these modules, the hollow fiber membrane is fixed inside the housing by a potting material. And
By moving a liquid and a gas, or a gas and a gas into contact with each other using a hollow fiber membrane as a partition, and pressurizing or depressurizing one or both sides of the membrane surface, the movement of the gas between the membranes is performed. These hollow fiber membrane modules make use of the features of compactness, cleanliness, and maintainability.
It is used for deaeration of building water supply and food water, dissolution of carbon dioxide gas, and gas separation such as oxygen enrichment and nitrogen enrichment.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】中空糸膜モジュールの
作製においては、複数本の中空糸膜をシート状に形成し
た中空糸膜シートをハウジングの内部に挿入した後に、
ポッティング材を注入して硬化させ、ポッティング部を
形成する。次いで、硬化したポッティング材を固定した
中空糸膜とともに切断することにより、中空糸膜の開口
部を形成する。In manufacturing a hollow fiber membrane module, a hollow fiber membrane sheet having a plurality of hollow fiber membranes formed in a sheet shape is inserted into a housing,
A potting material is injected and cured to form a potting portion. Next, the opening of the hollow fiber membrane is formed by cutting the cured potting material together with the fixed hollow fiber membrane.
【０００６】このように、中空糸膜モジュールは、単位
体積あたりの膜面積を大きくとることができる特徴をい
かすため、ハウジングの内部に複数本の中空糸膜からな
る中空糸束を充填して作製されている。しかしながら、
中空糸束の外周部に位置する中空糸膜は、外側に膨らん
でハウジングと接触するので、ここにポッティング材を
注入してポッティング部を形成すると、ポッティング材
の一部が該中空糸膜とハウジングの間を毛管現象ではい
上がり、中空糸膜とハウジングがポッティング部の外部
で接着された状態で硬化する。As described above, in order to take advantage of the feature that the membrane area per unit volume can be increased, the hollow fiber membrane module is manufactured by filling the inside of the housing with a hollow fiber bundle composed of a plurality of hollow fiber membranes. Have been. However,
Since the hollow fiber membrane located at the outer peripheral portion of the hollow fiber bundle bulges outward and comes into contact with the housing, a potting material is injected into the hollow fiber membrane to form a potting portion. Then, the hollow fiber membrane and the housing are hardened in a state where they are bonded to each other outside the potting portion.
【０００７】この様な状態で硬化した中空糸膜モジュー
ルを、例えば前述した脱気用途や気体富化用途に供する
と、膜の片面或いは両面が、減圧或いは加圧条件下にお
かれ、工程の途中に圧力の増減が行われる。そのため、
ポッティング部の外部でハウジングに接着した中空糸膜
がハウジングから剥離し、その影響で中空糸膜が損傷し
てリークを引き起こす場合があった。また、ポッティン
グ材が中空糸膜をはい上がると、ポッティング材の付着
部と非付着部との界面において、中空糸膜が疲労して損
傷する場合があった。When the hollow fiber membrane module cured in such a state is subjected to, for example, the above-mentioned degassing application or gas enrichment application, one or both surfaces of the membrane are placed under reduced or pressurized conditions, and The pressure is increased or decreased on the way. for that reason,
The hollow fiber membrane adhered to the housing outside the potting portion was peeled off from the housing, and the hollow fiber membrane was damaged by the influence of the hollow fiber membrane, possibly causing a leak. Also, when the potting material goes up the hollow fiber membrane, the hollow fiber membrane may be fatigued and damaged at the interface between the portion where the potting material adheres and the portion where the potting material does not adhere.
【０００８】本発明はこの様な不都合に鑑みてなされた
ものであり、中空糸束の外周部に位置する中空糸膜がハ
ウジングと接着硬化することがなく、中空糸膜モジュー
ルのリークを防止できる中空糸膜モジュールの提供を目
的とする。The present invention has been made in view of such inconvenience, and the hollow fiber membrane located on the outer peripheral portion of the hollow fiber bundle does not adhere and harden to the housing, so that the leak of the hollow fiber membrane module can be prevented. It is intended to provide a hollow fiber membrane module.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】即ち、本発明の要旨は、
ハウジング内に複数本の中空糸膜をポッティング材にて
固定してなる中空糸膜モジュールにおいて、複数本の中
空糸膜を一体に拘束する拘束手段が、ポッティング材内
部に設けられていることを特徴とする中空糸膜モジュー
ルにある。ポッティング材内部にこのような拘束手段が
設けられていると、複数本の中空糸膜からなる中空糸束
の外周部の中空糸膜がハウジングの内壁方向に向かって
広がることがなく、ハウジングと中空糸膜の固着が低減
される。好ましくは、ポッティング材の近傍にも拘束手
段が設けられていると、更にこの効果が顕著となる。That is, the gist of the present invention is as follows.
In a hollow fiber membrane module in which a plurality of hollow fiber membranes are fixed in a housing with a potting material, a restraining means for integrally restraining the plurality of hollow fiber membranes is provided inside the potting material. In the hollow fiber membrane module. When such a restraining means is provided inside the potting material, the hollow fiber membrane on the outer peripheral portion of the hollow fiber bundle composed of a plurality of hollow fiber membranes does not spread toward the inner wall direction of the housing, and the hollow fiber The sticking of the thread film is reduced. Preferably, if the restraining means is provided also in the vicinity of the potting material, this effect becomes more remarkable.
【００１０】また、中空糸膜をシート状に配列した中空
糸膜シートを用いると、モジュール製造時に簡易に拘束
手段を付与することができる。更に、拘束手段を拘束糸
条から構成すると、中空糸膜を傷つけることがなく、中
空糸膜を強固に拘束することができる。When a hollow fiber membrane sheet in which hollow fiber membranes are arranged in a sheet shape is used, restraining means can be easily provided at the time of module production. Further, when the restraining means is formed of the restraining thread, the hollow fiber membrane can be firmly restrained without damaging the hollow fiber membrane.
【００１１】また、好ましくはこの拘束糸条が帯状に形
成されていると、中空糸膜の膨らみを防止できるととも
に、ポッティング材界面付近でこしを出すことができる
ため、強度が向上する。更に好ましくは、拘束手段の中
空糸膜の繊維軸方向と平行方向の幅が１０〜１００ｍｍ
であると、この効果が顕著となる。Preferably, when the restraining thread is formed in a belt shape, the hollow fiber membrane can be prevented from swelling, and can be stiffened near the potting material interface, so that the strength is improved. More preferably, the width of the hollow fiber membrane of the restraining means in the direction parallel to the fiber axis direction is 10 to 100 mm.
, This effect becomes remarkable.
【００１２】[0012]
【発明の実施の形態】以下、本発明の中空糸膜モジュー
ルの実施の形態を図面により詳細に説明する。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。この中空糸膜モジュール５Ａは、中空糸膜１、円筒
状のハウジング２、ポッティング材（ポッティング部）
３、帯状の拘束糸条４とから概略構成されている。即
ち、この中空糸膜モジュール５Ａは、中空糸膜１がシー
ト状に配列されてなる中空糸膜シート６が、さらに収束
されて円筒状の中空糸束が構成され、この中空糸束が円
筒状のハウジング２の内部に収容され、この中空糸束の
端部が、中空糸膜１の開口状態を保持してポッティング
材３により固定されて構成されている。中空糸膜シート
６を用いると、中空糸膜モジュール５Ａの製造を簡易に
行うことができるとともに、後述するポッティング材３
内の拘束手段やポッティング材３の外部近傍の拘束手段
を簡易に付与することができる。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the hollow fiber membrane module of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG.
It is sectional drawing which shows an example of the hollow fiber membrane module of this invention. The hollow fiber membrane module 5A includes a hollow fiber membrane 1, a cylindrical housing 2, a potting material (potting portion).
And a band-shaped restraining thread 4. That is, in the hollow fiber membrane module 5A, a hollow fiber membrane sheet 6 in which the hollow fiber membranes 1 are arranged in a sheet shape is further converged to form a cylindrical hollow fiber bundle. Of the hollow fiber bundle is held in an open state of the hollow fiber membrane 1 and fixed by a potting material 3. When the hollow fiber membrane sheet 6 is used, the hollow fiber membrane module 5A can be easily manufactured, and the potting material 3 described later is used.
The internal constraining means and the constraining means near the outside of the potting material 3 can be easily provided.
【００１３】本発明の中空糸膜モジュールは、中空糸束
を構成する複数本の中空糸膜を一体に拘束する拘束手段
をポッティング３材内に設けることにより、中空糸膜の
外方（円筒状のハウジング２の内壁方向）への膨らみを
低減するものである。また、ポッティング材３の近傍に
更に拘束手段を設けることにより、この効果を増大させ
るものである。拘束手段は、図１に示すように、例えば
複数本の拘束糸条４ａ…が平行に配されてなる帯状の拘
束糸条４を用い、この帯状の拘束糸条４の幅方向（中空
糸膜1の繊維軸方向と平行方向）の一部（この例におい
ては下方の２本の拘束糸条４ａ）をポッティング材３内
部に配置し、他の部分（この例においては上方の２本の
拘束糸条４ａ）をポッティング材３の外部であって、ポ
ッティング材３の近傍に配置して構成すると好ましい。
帯状の拘束糸条４を構成する拘束糸条４ａは、例えば後
述するようにシート状に配置された中空糸膜１…を、そ
の配列方向にそって拘束糸で鎖状などにかがることによ
って一体に拘束して形成したものである。In the hollow fiber membrane module of the present invention, by providing a restraining means for integrally restraining a plurality of hollow fiber membranes constituting a hollow fiber bundle in the three potting materials, the hollow fiber membrane module can be provided outside the hollow fiber membrane (in a cylindrical shape). (In the direction of the inner wall of the housing 2). Further, this effect is increased by further providing a restraining means near the potting material 3. As shown in FIG. 1, the restraining means uses, for example, a belt-like restraining thread 4 in which a plurality of restraining threads 4a are arranged in parallel, and the width direction of the belt-like restraining thread 4 (hollow fiber membrane). One part (in this example, the lower two restraining threads 4a) in the direction parallel to the fiber axis direction is disposed inside the potting material 3, and the other part (in this example, the upper two restraining threads 4a). It is preferable to arrange the yarn 4a) outside the potting material 3 and in the vicinity of the potting material 3.
The constraining yarns 4a constituting the belt-shaped constraining yarns 4 are formed by, for example, winding the hollow fiber membranes 1... It is formed by constraining integrally with each other.
【００１４】ひとつ（１カ所）のポッティング材３に対
して設けられる帯状の拘束糸条（拘束手段）４の幅は１
０〜１００ｍｍとするのが好ましい。１０ｍｍよりも短
い場合にはこしを十分に出すことができず、１００ｍｍ
よりも長い場合には、拘束部が多くなるため有効膜面積
が減少する。The width of the band-shaped restraining thread (restraining means) 4 provided for one (one) potting material 3 is 1
It is preferably set to 0 to 100 mm. If the length is shorter than 10 mm, the strainer cannot be sufficiently provided.
If the length is longer, the effective film area decreases because the number of restraining portions increases.
【００１５】また、所定の幅の帯状に形成することがで
きれば、拘束糸条４ａの本数は特に制限するものではな
い。複数の拘束糸条４ａから帯状の拘束糸条４を構成す
る場合、拘束糸条４ａの本数や、拘束糸条４ａの相互間
の間隔に特に制限はなく、帯状の拘束糸条４の幅等に合
わせて適宜選定することができる。特に、拘束糸条４ａ
…の相互の間隔を短く、かつ拘束糸条４ａを多数本設け
ることにより、ポッティング材３を構成するポッティン
グ樹脂のはい上がりを低減することができる。通常は相
互の間隔を１〜１０ｍｍ、本数を２〜１００とすると好
ましい。なかでも、間隔が３ｍｍ以下、本数が１０本以
上の条件で拘束糸条４ａを挿入して帯状の拘束糸条４を
構成することにより、さらに顕著な効果を得ることがで
きる。また、１本の拘束糸条４ａの幅は通常０．５〜２
ｍｍとされる。The number of the restraining threads 4a is not particularly limited as long as the restraining threads 4a can be formed in a belt shape having a predetermined width. When the belt-shaped restraining thread 4 is formed from the plurality of restraining threads 4a, there is no particular limitation on the number of restraining threads 4a and the interval between the restraining threads 4a. Can be selected appropriately according to In particular, binding yarn 4a
By shortening the mutual distance between the... And providing a large number of the restraining threads 4a, the rising of the potting resin constituting the potting material 3 can be reduced. Usually, it is preferable to set the interval between them to 1 to 10 mm and the number to 2 to 100. Above all, more remarkable effects can be obtained by forming the band-shaped restraining thread 4 by inserting the restraining thread 4a under the condition that the interval is 3 mm or less and the number is 10 or more. The width of one restraining thread 4a is usually 0.5 to 2
mm.
【００１６】帯状の拘束糸条４は、少なくともポッティ
ング材３の界面（ポッティング材３による固定部と非固
定部との境界）から５ｍｍ以上ポッティング材３内に埋
設されていることが好ましい。また、ポッティング材３
の界面から５ｍｍ以上露出していることが好ましい。
また、ポッティング材３内部に配置する拘束手段と、ポ
ッティング材３近傍に配置する拘束手段とにおいて、構
成材料、拘束糸条の間隔、本数などの条件を異なるもの
とすることもできる。また、ポッティング材３の界面に
拘束手段を設けることもできる。The band-shaped restraining thread 4 is preferably embedded in the potting material 3 at least 5 mm from the interface of the potting material 3 (the boundary between the fixed portion and the non-fixed portion by the potting material 3). In addition, potting material 3
5 mm or more is preferably exposed from the interface.
In addition, conditions such as the constituent material, the spacing and the number of restraining threads may be different between the restraining means disposed inside the potting material 3 and the restraining means disposed near the potting material 3. Further, a restraining means can be provided at the interface of the potting material 3.
【００１７】図２は、本発明の中空糸膜モジュールの他
の例を示す断面図であって、この中空糸膜モジュール５
Ｂにおいては、中空糸膜シート６を収束した中空糸束を
構成する中空糸膜１の両方の端部が、開口状態を保持し
て上下のポッティング材（ポッティング部）３、３’に
より、円筒状のハウジング２の内部に固定されており、
これらのポッティング材３、３ ’の内部と近傍におい
て、それぞれ帯状の拘束糸条４、４によって、複数本の
中空糸膜１の端部が一体に拘束されている。FIG. 2 is a sectional view showing another example of the hollow fiber membrane module of the present invention.
In B, both ends of the hollow fiber membrane 1 forming the hollow fiber bundle converging the hollow fiber membrane sheet 6 are held in an open state by the upper and lower potting materials (potting portions) 3 and 3 ′. Is fixed inside the housing 2 in the shape of
Inside and near these potting materials 3, 3 ', the ends of the plurality of hollow fiber membranes 1 are integrally restrained by band-shaped restraining threads 4, 4, respectively.
【００１８】図３は、図２に示す中空糸膜モジュールの
製造に供する中空糸膜シートの構成を示す概念図であ
る。中空糸膜シート６は、中空糸膜１、帯状の拘束糸条
４、最端部の拘束糸条７とから概略構成されている。最
端部の拘束糸条７は、例えば拘束糸条４ａと同様のもの
で、複数本の中空糸膜１をシート状に固定するためのも
のである。中空糸膜シート６は、１本の中空糸膜１を折
り返しながら、折り返し部分において最端部の拘束糸条
７により、かがりながら形成したものである。あるい
は、任意の本数の中空糸膜１を一束として、これらをま
とめて折り返して同様にして中空糸膜シート６を形成す
ることもできる。そして、このようにして中空糸膜シー
ト６を形成する際に、所定の位置に拘束糸条４ａを挿入
し、最端部の拘束糸条７と同様にして、帯状の拘束糸条
４を中空糸膜シート６に形成する。FIG. 3 is a conceptual diagram showing the configuration of a hollow fiber membrane sheet used for manufacturing the hollow fiber membrane module shown in FIG. The hollow fiber membrane sheet 6 is roughly composed of a hollow fiber membrane 1, a band-shaped restraining thread 4, and a restraining thread 7 at the end. The restraining thread 7 at the end is similar to the restraining thread 4a, for example, and is for fixing a plurality of hollow fiber membranes 1 in a sheet shape. The hollow fiber membrane sheet 6 is formed by bending one hollow fiber membrane 1 and bending over by the restraining thread 7 at the end in the folded portion. Alternatively, an arbitrary number of the hollow fiber membranes 1 may be bundled, and these may be folded together to form the hollow fiber membrane sheet 6 in the same manner. When forming the hollow fiber membrane sheet 6 in this manner, the restraining thread 4a is inserted into a predetermined position, and the belt-like restraining thread 4 is hollowed out in the same manner as the outermost restraining thread 7. It is formed on the thread membrane sheet 6.
【００１９】図４は、帯状に形成された拘束糸条４の部
分拡大図であって、中空糸膜１が、拘束糸４ｂによって
鎖編み状に拘束されて拘束糸条４ａが形成され、さらに
複数本の拘束糸条４ａが平行に設けられて、これらの集
合体である帯状の拘束糸条４が形成されている。拘束糸
条４ａは必ずしも鎖編み状とする必要はなく、連続的に
中空糸膜１を拘束することができれば任意の形態を適用
することができる。帯状の拘束糸条４（拘束糸４ｂ）を
構成する繊維の種類としては、ポリエステル繊維などの
合成繊維製のマルチフィラメント糸や紡績糸などを例示
することができ、柔軟性があり、拘束時に中空糸膜１を
損傷しなければ特に制限することはない。また、最端部
の拘束糸条７においても同様の繊維を使用することがで
きる。FIG. 4 is a partially enlarged view of the band-shaped constraining thread 4, in which the hollow fiber membrane 1 is constrained by a constraining thread 4b in a chain stitch to form a constraining thread 4a. A plurality of restraining threads 4a are provided in parallel, and a belt-shaped restraining thread 4 as an aggregate of these is formed. The restraining thread 4a does not necessarily need to have a chain knitting shape, and any form can be applied as long as the hollow fiber membrane 1 can be restrained continuously. Examples of the types of fibers constituting the band-shaped restraining yarn 4 (restraining yarn 4b) include multifilament yarns and spun yarns made of synthetic fibers such as polyester fibers. There is no particular limitation as long as the thread membrane 1 is not damaged. Similar fibers can also be used for the binding yarn 7 at the end.
【００２０】更に、本発明においては、モジュールを形
成する中空糸束を、図５に示すような巻層体形状とする
こともできる。即ち、図３に示すように、帯状の拘束糸
条４を設けた中空糸膜シート６を、中空糸膜１の配列方
向にそって巻くことにより、図５に示すような巻層体８
を構成する。そして、この巻層体８を、図１に示すよう
なハウジング２内に装填した後、中空糸膜１の一方の端
部側にポッティング材３を注入してこれを硬化させる。
図２に示すような両端ポッティングを行う場合には、他
方の端部側にもポッティング材を注入し、これを硬化さ
せる。硬化後、ポッティング材３の端部を切断すること
により、中空糸膜１の端部が開口した中空糸膜モジュー
ルを得ることができる。Further, in the present invention, the hollow fiber bundle forming the module may have a wound layer shape as shown in FIG. That is, as shown in FIG. 3, the hollow fiber membrane sheet 6 provided with the band-shaped restraining thread 4 is wound along the arrangement direction of the hollow fiber membranes 1 so that the wound layer body 8 as shown in FIG.
Is configured. After the wound layer body 8 is loaded into the housing 2 as shown in FIG. 1, the potting material 3 is injected into one end of the hollow fiber membrane 1 and cured.
In the case of performing both-side potting as shown in FIG. 2, a potting material is also injected into the other end and cured. After curing, the end of the potting material 3 is cut to obtain a hollow fiber membrane module in which the end of the hollow fiber membrane 1 is open.
【００２１】図１及び図２に示す例においては、円筒状
の中空糸膜モジュールを例示しているが、中空糸膜モジ
ュールの形状は特に制限するものではなく、他の形状で
あっても、ハウジングと中空糸膜とがポッティング部以
外の部分において、ポッティング樹脂のはい上がり等に
よって接着される可能性のある形態に本発明を適用すれ
ば、同様の効果を奏する。In the examples shown in FIG. 1 and FIG. 2, a cylindrical hollow fiber membrane module is illustrated, but the shape of the hollow fiber membrane module is not particularly limited. If the present invention is applied to a form in which the housing and the hollow fiber membrane may be bonded to each other by potting resin or the like in a portion other than the potting portion, the same effect can be obtained.
【００２２】本発明に用いられる中空糸膜１としては、
液体の濾過を行う場合にはポリエチレン、ポリプロピレ
ン等のポリオレフィン、ポリスルフォン、ポリアミド、
ポリイミド、セルロース、ポリテトラフルオロエチレ
ン、ポリフッ化ビニリデン、ポリビニルアルコール、ポ
リアクリロニトリル等からなる多孔質中空糸膜が挙げら
れる。The hollow fiber membrane 1 used in the present invention includes:
When performing liquid filtration, polyethylene, polyolefin such as polypropylene, polysulfone, polyamide,
Examples include porous hollow fiber membranes made of polyimide, cellulose, polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, polyvinyl alcohol, polyacrylonitrile, and the like.
【００２３】また、水からの溶存気体の脱気、水への気
体の溶解等を行う場合には、気体を透過するものであれ
ばその材質に制限はないが、ポリエチレン、ポリプロピ
レン、ポリ４―メチルペンテン、テトラフルオロエチレ
ン、ポリフッ化ビニリデン、ポリスチレン、ポリスルフ
ォン、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケト
ン等の疎水性高分子からなる多孔質中空糸膜が用いられ
る。When degassing a dissolved gas from water or dissolving a gas in water, the material is not particularly limited as long as it is permeable to gas. A porous hollow fiber membrane made of a hydrophobic polymer such as methylpentene, tetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, polystyrene, polysulfone, polyetherketone, or polyetheretherketone is used.
【００２４】しかし、このような疎水性の多孔質中空糸
膜を用いて長時間の処理を行うと、水蒸気が多孔部内に
凝縮し、その結果、水分の透過を生じる。従って、中空
糸膜としては薄い非多孔質膜を、気体透過の抵抗がな
く、十分な機械的強度を有する多孔質膜で両側から挟み
込んだ三層複合中空糸膜が特に好ましく用いられる。However, when a long-time treatment is performed using such a hydrophobic porous hollow fiber membrane, water vapor is condensed in the porous portion, and as a result, water permeates. Therefore, as the hollow fiber membrane, a three-layer composite hollow fiber membrane in which a thin non-porous membrane is sandwiched from both sides by a porous membrane having no gas permeation resistance and having sufficient mechanical strength is particularly preferably used.
【００２５】三層複合中空糸膜は、例えば非多孔質膜を
形成するポリマーと多孔質膜を形成するポリマーを、非
多孔質膜形成用ポリマーを多孔質膜形成用ポリマーで両
側から挟み込むポリマー配置の多重円筒状の紡糸ノズル
を用いて溶融紡糸し、多孔質膜形成用ポリマーのみを多
孔質化する条件で延伸することにより得ることができ
る。The three-layer composite hollow fiber membrane is, for example, a polymer arrangement in which a polymer for forming a nonporous membrane and a polymer for forming a porous membrane are sandwiched between polymers for forming a nonporous membrane with polymers for forming a porous membrane from both sides. And melt-spinning using a multi-cylindrical spinning nozzle, and stretching only under the condition that only the polymer for forming a porous film is made porous.
【００２６】非多孔質膜形成に用いるポリマーとして
は、ポリジメチルシロキサン、シリコンとポリカーボネ
ートのコポリマー等のシリコン系ポリマー、ポリエチレ
ン、ポリプロピレン、ポリ４―メチルペンテン等のポリ
オレフィン系ポリマー、フッ素系ポリマー、セルロース
系ポリマー、ポリフェニレンオキサイド、ポリ４−ビニ
ルピリジン、ウレタン系ポリマー、またはこれらのコポ
リマーあるいはブレンドポリマー等が挙げられる。ま
た、多孔質膜形成に用いるポリマーとしては、前記のポ
リオレフィン系ポリマー、フッ素系ポリマー等が挙げら
れる。非多孔質膜形成に用いるポリマーと多孔質膜形成
に用いるポリマーとの組み合わせに特に制限はなく、同
種または異種のポリマーの任意の組み合わせを選択する
ことができる。Examples of the polymer used for forming the non-porous film include polydimethylsiloxane, silicone polymers such as copolymers of silicon and polycarbonate, polyolefin polymers such as polyethylene, polypropylene and poly-4-methylpentene, fluorine polymers, and cellulose polymers. Examples include a polymer, polyphenylene oxide, poly4-vinylpyridine, a urethane-based polymer, or a copolymer or blend polymer thereof. Examples of the polymer used for forming the porous film include the above-mentioned polyolefin-based polymers and fluorine-based polymers. There is no particular limitation on the combination of the polymer used for forming the non-porous film and the polymer used for forming the porous film, and any combination of the same or different polymers can be selected.
【００２７】以上のように、本発明の中空糸膜モジュー
ルに用いる中空糸膜としては、多孔質中空糸膜、非多孔
質中空糸膜、あるいは三層複合中空糸膜を、目的にあわ
せ適宜選定することができる。As described above, as the hollow fiber membrane used in the hollow fiber membrane module of the present invention, a porous hollow fiber membrane, a nonporous hollow fiber membrane, or a three-layer composite hollow fiber membrane is appropriately selected according to the purpose. can do.
【００２８】本発明に用いるポッティング材としては、
十分な接着強度を有し、各用途で求められる要求性能を
満たすものを適宜選定することができる。例えば、ウレ
タン系、エポキシ系、シリコン系、不飽和ポリエステル
系等のポッティング材を挙げることができる。As the potting material used in the present invention,
Those having a sufficient adhesive strength and satisfying the required performance required for each application can be appropriately selected. For example, potting materials such as urethane-based, epoxy-based, silicon-based, and unsaturated polyester-based materials can be used.
【００２９】ハウジングの材料についても同様に、各用
途の要求性能にあわせて適宜選定し使用することができ
る。例えば、ポリオレフィン、ポリカーボネート、変性
ポリフェニレンオキサイド、塩化ビニル等が挙げられ
る。ハウジングとポッティング材との接着性が低い場合
にはプライマー処理を施して使用することも可能であ
る。Similarly, the material of the housing can be appropriately selected and used according to the required performance of each application. For example, polyolefin, polycarbonate, modified polyphenylene oxide, vinyl chloride and the like can be mentioned. When the adhesiveness between the housing and the potting material is low, it is possible to use it after performing a primer treatment.
【００３０】[0030]
【実施例】以下、本発明を実施例により具体的に説明す
る。 （実施例１）中空糸膜として、三層複合中空糸膜ＭＨＦ
２００ＴＬ（三菱レイヨン（株）製、内径：２００μ
ｍ、外径：２８０μｍ、材質：セグメント化ポリウレタ
ン(非多孔質中間層)・ポリエチレン(多孔質内外層)）を
用い、図３に示すような形態の中空糸膜シートを作製し
た（編み幅：２６５ｍｍ、フィラメント数：３２ｆｉ
ｌ、コース数：６９２）。The present invention will be described below in more detail with reference to examples. (Example 1) As a hollow fiber membrane, a three-layer composite hollow fiber membrane MHF
200TL (Mitsubishi Rayon Co., Ltd., inner diameter: 200μ)
m, outer diameter: 280 μm, material: segmented polyurethane (non-porous intermediate layer) / polyethylene (porous inner / outer layer)) to prepare a hollow fiber membrane sheet having a form as shown in FIG. 3 (knitting width: 265mm, number of filaments: 32fi
1, number of courses: 692).
【００３１】中空糸膜シートは、中空糸膜の折り返し部
分に最端部の拘束糸条を配し、ポッティングした際に中
空糸膜の固定部（ポッティング材）と非固定部との境界
部分を含む領域に相当する部分に、拘束糸条を６本挿入
して帯状の拘束糸条を構成した。帯状の拘束糸条は、１
本の拘束糸条の幅が１ｍｍ、拘束糸条の中心間の距離が
６ｍｍ（拘束糸条の相互間の距離は５ｍｍ）、全体の幅
が３１ｍｍとなるように形成した。In the hollow fiber membrane sheet, a binding thread at the end is disposed at the folded portion of the hollow fiber membrane, and when potting is performed, a boundary portion between a fixed portion (potting material) of the hollow fiber membrane and a non-fixed portion is formed. Six restraining threads were inserted into a portion corresponding to the region including the belt-shaped restraining thread. The band-shaped restraining thread is 1
The width of the restraining yarn was 1 mm, the distance between the centers of the restraining yarns was 6 mm (the distance between the restraining yarns was 5 mm), and the overall width was 31 mm.
【００３２】このシート状編み地を熱セットし、すし巻
き状に巻き巻層体とした。この巻層体を、壁面に多数の
孔を有する内径６４ｍｍ、外径７２ｍｍ、長さ２１５ｍ
ｍのハウジング（材質：変性ポリフェニレンオキサイ
ド）に収容し、ポッティング材として、エピコート８２
８（油化シェルエポキシ(株)製）、ＴＳＲ−２４３（大
日本インキ化学工業(株)製）、チオコールＬＰ−２（東
レチオコール(株)製）、ＡｍｉｃｕｒｅＰＡＣＭ（ＢＴ
Ｒジャパン(株)製）を重量比２７．２：４５．３：９．
１：１８．４で混合、脱泡し、樹脂ポットに注入した
後、遠心ポッティング装置にて両端ポッティングを行っ
た。この時、中空糸膜シートに設けられた帯状の拘束糸
条の幅方向において、約１５ｍｍがポッティング材中に
埋設され、残りの約１５ｍｍがポッティング材界面から
上方に露出していた。即ち、帯状の拘束糸条を構成する
拘束糸条のうち、３本の拘束糸条がポッティング材中に
埋没し、残りの３本の拘束糸条がポッティング材の外部
に露出していた。This sheet-like knitted fabric was heat-set to form a sushi-wound layer. This wound layer body is prepared by forming an inner diameter of 64 mm, an outer diameter of 72 mm, and a length of 215 m having a large number of holes on a wall surface.
m (material: modified polyphenylene oxide) and used as a potting material.
8 (manufactured by Yuka Shell Epoxy Co., Ltd.), TSR-243 (manufactured by Dainippon Ink and Chemicals, Inc.), Thiokol LP-2 (manufactured by Toray Thiokol Co., Ltd.), AmicurePACM (BT
R Japan Co., Ltd.) at a weight ratio of 27.2: 45.3: 9.
After mixing and defoaming at 1: 18.4 and injecting into a resin pot, both ends were potted by a centrifugal potting device. At this time, in the width direction of the band-shaped restraining thread provided on the hollow fiber membrane sheet, about 15 mm was buried in the potting material, and the remaining about 15 mm was exposed upward from the potting material interface. That is, of the restraining threads constituting the belt-shaped restraining thread, three restraining threads were buried in the potting material, and the remaining three restraining threads were exposed outside the potting material.
【００３３】ポッティング材の硬化後、モジュール両端
のポッティング部を、固定した中空糸膜とともに切断
し、中空糸膜の両端が開口した図２に示すような構造の
中空糸膜モジュールを得た。この中空糸膜モジュールに
おいて、中空糸束の外周部に位置する中空糸膜は、ハウ
ジングと接触することなく、ハウジング内部に保持固定
されていた。After the potting material was cured, the potting portions at both ends of the module were cut together with the fixed hollow fiber membrane to obtain a hollow fiber membrane module having the structure shown in FIG. 2 in which both ends of the hollow fiber membrane were open. In this hollow fiber membrane module, the hollow fiber membrane located on the outer peripheral portion of the hollow fiber bundle was held and fixed inside the housing without coming into contact with the housing.
【００３４】この中空糸膜モジュールについて耐圧試験
を行った。耐圧試験は、中空糸膜モジュールを繰り返し
耐圧試験装置にセットし、圧力：０．５ＭＰａ、温度：
６０℃、サイクル：１０秒オン／１０秒オフ、加圧方
向：インアウト、上限２５００回の条件で、モジュール
にリークが生じるまでのサイクル回数を測定した。その
結果を表１に示した。また、この中空糸膜モジュール
は、ビル給水の脱気モジュールとして、また、炭酸ガス
の溶解モジュールとして有用であった。また、この中空
糸膜モジュールは、気体透過性能に優れておりであり、
ビル給水の脱気モジュールとして、また、炭酸ガスの溶
解モジュールとして有用であった。A pressure test was performed on the hollow fiber membrane module. In the pressure test, the hollow fiber membrane module was repeatedly set in a pressure test device, and the pressure: 0.5 MPa and the temperature:
Under the conditions of 60 ° C., cycle: 10 seconds on / 10 seconds off, pressurizing direction: in / out, and upper limit of 2500 times, the number of cycles until the module leaked was measured. The results are shown in Table 1. Further, this hollow fiber membrane module was useful as a deaeration module for building feed water and a module for dissolving carbon dioxide gas. Also, this hollow fiber membrane module is excellent in gas permeability performance,
It was useful as a deaeration module for building water supply and as a module for dissolving carbon dioxide gas.
【００３５】（実施例２）中空糸膜シートを作製する際
に、拘束糸条を１０本挿入して帯状の拘束糸条（１本の
拘束糸条の幅が１ｍｍ、拘束糸条の中心間の距離が２．
５ｍｍ、帯状の拘束糸条の幅が２３．５ｍｍ）を構成し
た以外は、実施例１と同様にして中空糸膜モジュールを
得た。この中空糸膜モジュールにおいて、帯状の拘束糸
条の約１２ｍｍがポッティング材中に埋設され、約１２
ｍｍがポッティング材界面から外部に露出していた。即
ち、帯状の拘束糸条を構成する拘束糸条のうち、５本の
拘束糸条がポッティング材中に埋設され、残りの５本の
拘束糸条がポッティング材の外部に露出していた。次い
で、この中空糸膜モジュールについて、実施例１と同様
にして耐圧試験を行った。その結果を表１に示した。ま
た、この中空糸膜モジュールは、気体透過性能に優れて
おりであり、ビル給水の脱気モジュールとして、また、
炭酸ガスの溶解モジュールとして有用であった。(Example 2) When producing a hollow fiber membrane sheet, ten constraining threads were inserted to form a belt-shaped constraining thread (the width of one constraining thread was 1 mm, Distance of 2.
A hollow fiber membrane module was obtained in the same manner as in Example 1 except that the width was 5 mm and the width of the band-shaped restraining yarn was 23.5 mm). In this hollow fiber membrane module, about 12 mm of the band-shaped restraining thread is buried in the potting material, and about 12 mm.
mm was exposed outside from the potting material interface. That is, among the restraining threads constituting the belt-shaped restraining thread, five restraining threads were embedded in the potting material, and the remaining five restraining threads were exposed outside the potting material. Next, a pressure resistance test was performed on the hollow fiber membrane module in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1. This hollow fiber membrane module is excellent in gas permeation performance, and as a deaeration module for building water supply,
It was useful as a carbon dioxide gas dissolving module.
【００３６】（比較例１）中空糸膜シートを作製する際
に、帯状の拘束糸条を挿入しなかった以外は、実施例１
と同様にして中空糸膜モジュールを得た。中空糸束の外
周部に位置する中空糸膜は、ハウジングと接触した状態
で固定されていた。また、この中空糸膜モジュールにつ
いて、実施例１と同様にして耐圧試験を行い、その結果
を表１に示した。(Comparative Example 1) Example 1 was repeated except that a band-shaped restraining thread was not inserted when producing a hollow fiber membrane sheet.
In the same manner as in the above, a hollow fiber membrane module was obtained. The hollow fiber membrane located on the outer periphery of the hollow fiber bundle was fixed in a state of contact with the housing. Further, a pressure resistance test was performed on this hollow fiber membrane module in the same manner as in Example 1, and the results are shown in Table 1.
【００３７】[0037]
【表１】 [Table 1]
【００３８】[0038]
【発明の効果】本発明の中空糸膜モジュールによれば、
中空糸膜を拘束する拘束手段が、ポッティング材内部に
設けられているので、中空糸束の外周部に位置する中空
糸膜がハウジングと接着固化することを防ぐことがで
き、中空糸膜のハウジングからの剥離や、ポッティング
材のはい上がり部分における中空糸膜疲労によるリーク
を防止することができる。さらに、ポッティング材の近
傍にも拘束手段が設けられていると、更にこの効果が顕
著となる。また、中空糸膜シートを用いると、モジュー
ル製造時に簡易に拘束手段を形成することができる。ま
た、拘束手段を拘束糸条から構成すると、中空糸膜を傷
つけることがなく、中空糸膜を強固に拘束することがで
きる。また、拘束糸条が帯状に形成されていると、中空
糸膜の膨らみを防止できるとともに、ポッティング材界
面付近でこしを出すことができるため、強度が向上す
る。さらに、拘束手段の幅が１０〜１００ｍｍである
と、この効果が顕著となる。According to the hollow fiber membrane module of the present invention,
Since the restraining means for restraining the hollow fiber membrane is provided inside the potting material, it is possible to prevent the hollow fiber membrane located at the outer peripheral portion of the hollow fiber bundle from being adhered and solidified to the housing. Of the potting material and leakage due to hollow fiber membrane fatigue at the rising portion of the potting material can be prevented. Further, if the restraining means is provided near the potting material, this effect becomes more remarkable. When the hollow fiber membrane sheet is used, the restraining means can be easily formed at the time of manufacturing the module. Further, when the restraining means is constituted by the restraining yarn, the hollow fiber membrane can be firmly restrained without damaging the hollow fiber membrane. In addition, when the restraining thread is formed in a belt shape, swelling of the hollow fiber membrane can be prevented, and stiffness can be obtained near the interface of the potting material, so that strength is improved. Further, when the width of the restraining means is 10 to 100 mm, this effect becomes remarkable.
【図１】 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。FIG. 1 is a sectional view showing an example of a hollow fiber membrane module of the present invention.
【図２】 図２は本発明の中空糸膜モジュールの他の例
を示す断面図である。FIG. 2 is a sectional view showing another example of the hollow fiber membrane module of the present invention.
【図３】 図３は本発明の中空糸膜モジュールに供する
中空糸膜シートの一例を示す外観図である。FIG. 3 is an external view showing an example of a hollow fiber membrane sheet provided for the hollow fiber membrane module of the present invention.
【図４】 図４は、図３に示す中空糸膜シートの帯状の
拘束糸条の部分拡大図である。FIG. 4 is a partially enlarged view of a band-shaped restraining thread of the hollow fiber membrane sheet shown in FIG. 3;
【図５】 図５は、本発明の中空糸膜モジュールに供す
る中空糸膜シートの巻層体を示す外観図である。FIG. 5 is an external view showing a wound body of a hollow fiber membrane sheet provided for the hollow fiber membrane module of the present invention.
１…中空糸膜 ２…ハウジング ３…ポッティング材（ポッティング部） ４…帯状の拘束糸条（拘束手段） ４ａ…拘束糸条（拘束手段） ４ｂ…拘束糸 ５Ａ，５Ｂ…中空糸膜モジュール ６…中空糸膜シート ７…最端部の拘束糸条 ８…巻層体 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Hollow fiber membrane 2 ... Housing 3 ... Potting material (potting part) 4 ... Band-shaped restraining thread (restraining means) 4a ... restraining thread (restraining means) 4b ... restraining thread 5A, 5B ... hollow fiber membrane module 6 ... Hollow fiber membrane sheet 7: Restricted thread at the end 8 ... Wound layer
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 亘 謙治 愛知県名古屋市東区砂田橋四丁目１番60号 三菱レイヨン株式会社商品開発研究所内 (72)発明者 新川 健二 愛知県名古屋市東区砂田橋四丁目１番60号 三菱レイヨン株式会社商品開発研究所内 (72)発明者 久留嶋 剛 愛知県額田郡幸田町大字大草字稲場８ エ ムアールシー幸田株式会社内 Ｆターム(参考） 4D006 GA02 GA32 GA41 HA02 HA03 HA18 JA13C JA25C JA30A JA30B JA30C JB03 JB05 JB06 LA06 MA01 MA06 MA25 MA33 MB10 MC11 MC22 MC22X MC23 MC29 MC30 MC33 MC39 MC46 MC47 MC49 MC53X MC54 MC57 MC58 MC62 MC65 MC83 MC86 PB06 PB17 PB62 PB67 PC71 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Kenji Wataru 4-160 Sunadabashi, Higashi-ku, Nagoya City, Aichi Prefecture Inside the Product Development Laboratory, Mitsubishi Rayon Co., Ltd. (72) Kenji Shinkawa 4-1-1 Sunadabashi, Higashi-ku, Nagoya City, Aichi Prefecture No. 60 Mitsubishi Rayon Co., Ltd. Product Development Laboratory (72) Inventor Tsuyoshi Kurume Shima 8 Koda-cho, Nada-gun, Aichi Prefecture, Osakura, Inaba, F-term (reference) 4D006 GA02 GA32 GA32 GA41 HA02 HA03 HA18 JA13C JA25C JA30A JA30B JA30C JB03 JB05 JB06 LA06 MA01 MA06 MA25 MA33 MB10 MC11 MC22 MC22X MC23 MC29 MC30 MC33 MC39 MC46 MC47 MC49 MC53X MC54 MC57 MC58 MC62 MC65 MC83 MC86 PB06 PB17 PB62 PB67 PC71
Claims (6)
ティング材にて固定してなる中空糸膜モジュールにおい
て、複数本の中空糸膜を一体に拘束する拘束手段が、ポ
ッティング材内部に設けられていることを特徴とする中
空糸膜モジュール。1. A hollow fiber membrane module comprising a plurality of hollow fiber membranes fixed in a housing with a potting material, wherein a restraining means for integrally restraining the plurality of hollow fiber membranes is provided inside the potting material. A hollow fiber membrane module, comprising:
おいて、ポッティング材の近傍にも拘束手段が設けられ
ていることを特徴とする中空糸膜モジュール。2. The hollow fiber membrane module according to claim 1, wherein a restraining means is provided near the potting material.
ールにおいて、複数本の中空糸膜をシート状に配列した
中空糸膜シートが用られていることを特徴とする中空糸
膜モジュール。3. The hollow fiber membrane module according to claim 1, wherein a hollow fiber membrane sheet in which a plurality of hollow fiber membranes are arranged in a sheet shape is used.
いることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載
の中空糸膜モジュール。4. The hollow fiber membrane module according to claim 1, wherein said restraining means comprises a restraining thread.
とを特徴とする請求項４に記載の中空糸膜モジュール。5. The hollow fiber membrane module according to claim 4, wherein the restraining thread is formed in a belt shape.
空糸膜モジュールにおいて、拘束手段の、中空糸膜の繊
維軸方向と平行方向の幅が１０〜１００ｍｍであること
を特徴とする中空糸膜モジュール。6. The hollow fiber membrane module according to claim 1, wherein the width of the restraining means in the direction parallel to the fiber axis direction of the hollow fiber membrane is 10 to 100 mm. Hollow fiber membrane module.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11158804A JP2000233118A (en) | 1998-12-18 | 1999-06-04 | Hollow fiber membrane module |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36093198 | 1998-12-18 | ||
| JP10-360931 | 1998-12-18 | ||
| JP11158804A JP2000233118A (en) | 1998-12-18 | 1999-06-04 | Hollow fiber membrane module |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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ID=26485809
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP11158804A Withdrawn JP2000233118A (en) | 1998-12-18 | 1999-06-04 | Hollow fiber membrane module |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000233118A (en) |
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1999
- 1999-06-04 JP JP11158804A patent/JP2000233118A/en not_active Withdrawn
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