JP2013099703A - Header member, membrane module and method for producing membrane module - Google Patents

Header member, membrane module and method for producing membrane module Download PDF

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秀一 中田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a header member which contributes to quality improvement of a membrane module by suppressing growth of peeling between itself and a sealing material charged inside and to provide the membrane module and a method for producing the membrane module.SOLUTION: A tubular header member 9 with a bottom is mounted onto an end of a hollow fiber membrane bundle 7 and is fixed to the hollow fiber membrane bundle 7 by filling the inside thereof with the sealing material S to solidify it. The header member 9 comprises: an inlet-side tube section 21 which is provided at an inlet side into which the hollow fiber membrane bundle 7 is inserted; and an bottom-side tube section 23 which has an inner diameter smaller than that of the inlet-side tube section 21 and is provided at an bottom side further than the inlet-side tube section 21. A step St is formed between an inner surface of the inlet-side tube section 21 and an inner surface of the bottom-side tube section 23, and at least at one inner surface of the inlet-side tube section 21 and the bottom-side tube section 23, annular grooves 21a, 23a, 23b running around an axis line L of the header member 9 are formed.

Description

本発明は、中空糸膜束を備えた膜モジュールを製造するためのヘッダ部材、膜モジュール及び膜モジュールの製造方法に関する。   The present invention relates to a header member, a membrane module, and a method for manufacturing a membrane module for manufacturing a membrane module having a hollow fiber membrane bundle.

精密ろ過膜、限外ろ過膜を利用した膜ろ過法に用いられる膜として、中空糸膜が知られている。中空糸膜を用いた膜モジュールは、膜面積が大きく、装置を小型化できるために、種々の膜分離の用途に広く利用されている。中空糸膜モジュールは、通常、複数の中空糸膜からなる中空糸膜束と、中空糸膜束の両端が開放された状態で中空糸膜束の両端部を接着封止した封止固定部と、封止固定部で封止された中空糸膜束を収容するケーシングとを備えている。一方で、ケーシングが存在せずに、ハウジングと呼ばれるケースに脱着可能に挿着されるカートリッジタイプの膜モジュールも知られている（特許文献１参照）。カートリッジタイプの膜モジュールの構造は、基本的に、ケーシング内に固定された通常の膜モジュールの構造と共通するが、中空糸膜束を囲むように保護ネットや保護筒と呼ばれる保護部材が装着されてハウジング内に収容されているという特徴を備えている。   A hollow fiber membrane is known as a membrane used in a membrane filtration method using a microfiltration membrane or an ultrafiltration membrane. Membrane modules using hollow fiber membranes are widely used for various membrane separation applications because they have a large membrane area and can be downsized. The hollow fiber membrane module generally includes a hollow fiber membrane bundle composed of a plurality of hollow fiber membranes, and a sealing and fixing portion in which both ends of the hollow fiber membrane bundle are bonded and sealed in a state where both ends of the hollow fiber membrane bundle are open. And a casing that accommodates the hollow fiber membrane bundle sealed by the sealing and fixing portion. On the other hand, a cartridge-type membrane module that is detachably inserted into a case called a housing without a casing is also known (see Patent Document 1). The structure of the cartridge type membrane module is basically the same as the structure of the normal membrane module fixed in the casing, but a protective member called a protective net or a protective cylinder is attached so as to surround the hollow fiber membrane bundle. And is housed in the housing.

カートリッジタイプの膜モジュールを製造する場合、例えば、中空糸膜束の端部に有底筒状のヘッダ部材を被せるように装着し、遠心接着法を利用してヘッダ部材の内部に封止材を充填して固化させる。次に、封止材を介して中空糸膜束がヘッダ部材に固定されると、ヘッダ部材の底側の一部を中空糸膜束の端部と一緒に切断し、その結果として中空糸膜の内部に連通する開口が形成されたモジュール端面を形成する。ヘッダ部材を用いて膜モジュールを製造することで、完成品としての膜モジュールの寸法安定性が高くなる。   When manufacturing a cartridge type membrane module, for example, it is attached so that the end of the hollow fiber membrane bundle is covered with a bottomed cylindrical header member, and a sealing material is put inside the header member using a centrifugal bonding method. Fill and solidify. Next, when the hollow fiber membrane bundle is fixed to the header member through the sealing material, a part of the bottom side of the header member is cut together with the end of the hollow fiber membrane bundle, and as a result, the hollow fiber membrane bundle is cut. The module end face is formed with an opening communicating with the inside of the module. Manufacturing the membrane module using the header member increases the dimensional stability of the membrane module as a finished product.

特表２００７−５０３２９８号公報Special table 2007-503298 gazette

しかしながら、従来のヘッダ部材では、封止材と接する内面と封止材との間で剥離が生じた場合に、その剥離が成長し易く、結果として膜モジュールの品質の低下を招来する可能性があった。   However, in the conventional header member, when peeling occurs between the inner surface in contact with the sealing material and the sealing material, the peeling is likely to grow, and as a result, the quality of the membrane module may be deteriorated. there were.

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、内部に充填された封止材との間での剥離の発生または成長を抑制して膜モジュールの品質向上に寄与するヘッダ部材、膜モジュール及び膜モジュールの製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such problems, and a header member and a membrane that contribute to improving the quality of a membrane module by suppressing the occurrence or growth of peeling between the sealing material filled inside and the membrane. An object of the present invention is to provide a module and a method for manufacturing a membrane module.

本発明は、中空糸膜束の端部に装着されると共に、内部に封止材が充填固化されることによって中空糸膜束に固定される有底筒状のヘッダ部材において、中空糸膜束が挿入される入口側に設けられた入口側筒部と、入口側筒部よりも内径が小さく、且つ入口側筒部よりも底側に設けられた底側筒部と、を備え、入口側筒部の内面と底側筒部の内面との間には段差が形成され、且つ入口側筒部及び底側筒部の少なくとも一方の内面には、ヘッダ部材の軸線回りに沿った環状の溝が形成されていることを特徴とする。   The present invention relates to a bottomed tubular header member that is attached to an end of a hollow fiber membrane bundle and is fixed to the hollow fiber membrane bundle by filling and solidifying a sealing material therein. An inlet-side cylinder portion provided on the inlet side into which the inlet is inserted, and a bottom-side cylinder portion having an inner diameter smaller than that of the inlet-side cylinder portion and provided on the bottom side of the inlet-side cylinder portion. A step is formed between the inner surface of the tube portion and the inner surface of the bottom tube portion, and at least one inner surface of the inlet tube portion and the bottom tube portion has an annular groove along the axis of the header member. Is formed.

本発明によれば、ヘッダ部材の入口側で剥離が発生しても、入口側筒部の内面と底側筒部の内面との間に段差が形成されているので、この段差によって入口側筒部側から底側筒部への剥離の伝播は阻止され、従って、剥離の成長が抑えられる。さらに、ヘッダ部材の内部に充填された封止材が環状の溝内に進入して固化されるので、ヘッダ部材と封止材との接触面同士が凹凸状に嵌合して強固に結合され、剥離の発生または成長を抑えるのに有効である。その結果として、膜モジュールの品質向上に寄与することができる。   According to the present invention, even if peeling occurs on the inlet side of the header member, a step is formed between the inner surface of the inlet side cylinder portion and the inner surface of the bottom side cylinder portion. Propagation of delamination from the portion side to the bottom tube portion is prevented, and therefore, delamination growth is suppressed. Further, since the sealing material filled in the header member enters the annular groove and is solidified, the contact surfaces of the header member and the sealing material are fitted in a concave-convex shape and firmly bonded. It is effective for suppressing the occurrence or growth of peeling. As a result, the quality of the membrane module can be improved.

さらに、上記の溝は、入口側筒部に形成された浅溝と、底側筒部に形成されると共に、浅溝よりも深い深溝とを含むと好適である。ヘッダ部材の内部に封止材を充填する場合には、例えば、ヘッダ部材の底側に封止材の導入口を形成し、この導入口を通じて封止材が充填される。ヘッダ部材の内面に形成される溝は、深いほど封止材とヘッダ部材との間の結合が強固になり、剥離を抑制する点で有利となる。しかしながら、封止材をヘッダ部材の底側から充填する方法では、入口側筒部は底側筒部よりも封止材が進入し難くなるため、入口側筒部の溝を深くし過ぎると、封止材が入りきらずに封止材とヘッダ部材との間に隙間が生じる可能性がある。一方で、底側筒部では入口側筒部に比べて封止材は進入し易いため、積極的に溝の深さを深くしても十分に封止材を入り込ませることができる。つまり、上記構成によれば、ヘッダ部材の底側から封止材を充填する場合に、封止材の確実な充填を図りながら、ヘッダ部材と封止材との間での強固な結合を実現し易くなり、剥離の成長を抑えるのに有効である。   Further, it is preferable that the groove includes a shallow groove formed in the inlet side cylinder part and a deep groove formed in the bottom side cylinder part and deeper than the shallow groove. When filling the inside of the header member with the sealing material, for example, an inlet for the sealing material is formed on the bottom side of the header member, and the sealing material is filled through the inlet. The deeper the groove formed on the inner surface of the header member, the stronger the bond between the sealing material and the header member, which is advantageous in that it prevents peeling. However, in the method of filling the sealing material from the bottom side of the header member, the inlet side cylindrical portion is less likely to enter the sealing material than the bottom side cylindrical portion, so if the groove of the inlet side cylindrical portion is made too deep, There is a possibility that a gap is generated between the sealing material and the header member without the sealing material entering. On the other hand, since the sealing material easily enters the bottom side cylinder portion as compared with the inlet side cylinder portion, the sealing material can be sufficiently introduced even if the depth of the groove is positively increased. In other words, according to the above configuration, when the sealing material is filled from the bottom side of the header member, a strong coupling between the header member and the sealing material is realized while ensuring the filling of the sealing material. This is effective for suppressing the growth of peeling.

また、本発明の底側筒部の内面には、ヘッダ部材の軸線回りに沿った環状の凸部が形成されていると好適である。ヘッダ部材の内部に充填された封止材は、中空糸膜束とヘッダ部材との間に形成された隙間を埋め、底側筒部の内面に形成された凸部を覆い隠す。ヘッダ部材の内部に充填された封止材は固化する過程で熱収縮するが、この場合、凸部を覆っていた封止材が凸部を挟み付けるように収縮するので封止材が固化する過程での剥離は防止される。その結果として、剥離の成長を抑制して膜モジュールの品質向上を図る上で有効である。   Further, it is preferable that an annular convex portion along the axis of the header member is formed on the inner surface of the bottom cylindrical portion of the present invention. The sealing material filled in the header member fills the gap formed between the hollow fiber membrane bundle and the header member, and covers the convex portion formed on the inner surface of the bottom side tubular portion. The sealing material filled in the header member heat shrinks in the process of solidification, but in this case, the sealing material that solidifies the convex portion sandwiches the convex portion so that the sealing material solidifies. Delamination in the process is prevented. As a result, it is effective in suppressing the growth of peeling and improving the quality of the membrane module.

また、本発明に係る膜モジュールは、上記のヘッダ部材を用いて形成される筒状のヘッダ部と、ヘッダ部内に挿入された複数の中空糸膜からなる中空糸膜束と、中空糸膜束をヘッダ部に固定する封止部と、中空糸膜の内部が開放されたモジュール端面と、を備えることを特徴とする。   The membrane module according to the present invention includes a cylindrical header portion formed using the header member, a hollow fiber membrane bundle composed of a plurality of hollow fiber membranes inserted into the header portion, and a hollow fiber membrane bundle. And a module end face in which the inside of the hollow fiber membrane is opened.

本発明によれば、ヘッダ部の入口側で剥離が発生しても、入口側筒部の内面と底側筒部の内面との間に段差が形成されているので、この段差によって入口側筒部から底側筒部への剥離の伝播は阻止される。さらに、ヘッダ部と封止材との接触面同士が凹凸状に嵌合して強固に結合されているので膜モジュールの品質向上に寄与することができる。   According to the present invention, even if separation occurs on the inlet side of the header portion, a step is formed between the inner surface of the inlet side cylindrical portion and the inner surface of the bottom side cylindrical portion. Propagation of peeling from the part to the bottom cylinder part is prevented. Furthermore, since the contact surfaces of the header portion and the sealing material are fitted in a concavo-convex shape and firmly bonded, it is possible to contribute to improving the quality of the membrane module.

さらに、上記の膜モジュールは、中空糸膜束を環状に取り囲み、中空糸膜束と一緒に封止部によってヘッダ部に固定された筒状の保護部材を更に備え、保護部材には、複数の貫通孔と、ヘッダ部に固定される側の端部から保護部材の軸線方向に突き出した線状の突出部とが設けられていると好適である。保護部材によって中空糸膜束は纏まり良く保持され、外的衝撃などから保護される。また、保護部材の端部には、線状の突出部が保護部材の軸線方向に突き出すように設けられている。保護部材の端部が、例えば、突出部の無い平坦な円周によって形成されている場合、この端部で剥離が生じると、その剥離は円周方向に伝播し易く、剥離が成長し易い。しかしながら、上記構成によれば、保護部材の端部に形成された突出部が障害物となって周方向への剥離の伝播は阻止されるため、剥離の成長を抑えるのに有効である。   Further, the membrane module further includes a cylindrical protective member that surrounds the hollow fiber membrane bundle in an annular shape and is fixed to the header portion together with the hollow fiber membrane bundle by a sealing portion. The protective member includes a plurality of protective members. It is preferable that a through-hole and a linear protrusion protruding in the axial direction of the protection member from the end fixed to the header portion are provided. The hollow fiber membrane bundle is well held by the protective member and protected from external impacts. Moreover, the linear protrusion part is provided in the edge part of the protection member so that it may protrude in the axial direction of a protection member. For example, when the end portion of the protective member is formed by a flat circumference without a protruding portion, if peeling occurs at the end portion, the peeling easily propagates in the circumferential direction, and the peeling easily grows. However, according to the above configuration, since the protrusion formed at the end of the protective member becomes an obstacle and the propagation of peeling in the circumferential direction is prevented, it is effective in suppressing the growth of peeling.

さらに、保護部材は、網状であり、且つ貫通孔を形成する複数の網目を有し、突出部は保護部材の端部で環状に連なる複数の網目それぞれから突き出すように形成されていると好適である。複数の網目それぞれに対応した複数の突出部を設けることで、突出部は周方向において略均等な間隔で配置されるようになり、周方向への剥離の伝播を効果的に抑止できる。   Further, it is preferable that the protective member has a net-like shape and has a plurality of meshes that form through holes, and the projecting portion is formed so as to protrude from each of the plurality of meshes that are annularly connected at the end of the protective member. is there. By providing a plurality of protrusions corresponding to each of the plurality of meshes, the protrusions are arranged at substantially equal intervals in the circumferential direction, and the propagation of peeling in the circumferential direction can be effectively suppressed.

また、本発明は、上記のヘッダ部材を用いて膜モジュールを製造する方法において、複数の中空糸膜を束ねて中空糸膜束を形成する工程と、ヘッダ部材を中空糸膜束の端部に装着し、ヘッダ部材の内部に溶融状態の封止材を充填する工程と、ヘッダ部材の内部に充填された封止材を固化させて封止部を形成する工程と、封止部を形成した後に、中空糸膜の端部と一緒にヘッダ部材の底側の一部及び封止部の一部を切断して複数の中空糸膜の内部が開放されたモジュール端面を形成する工程と、を含むことを特徴とする。   Further, the present invention provides a method of manufacturing a membrane module using the header member described above, a step of bundling a plurality of hollow fiber membranes to form a hollow fiber membrane bundle, and the header member at the end of the hollow fiber membrane bundle. A step of mounting and filling a sealing material in a molten state inside the header member, a step of forming a sealing portion by solidifying the sealing material filled inside the header member, and forming the sealing portion A step of cutting a part of the bottom side of the header member and a part of the sealing part together with an end part of the hollow fiber membrane to form a module end face in which a plurality of hollow fiber membranes are opened; It is characterized by including.

本発明によれば、封止部を形成する過程において、ヘッダ部材の入口側で剥離が発生しても、入口側筒部の内面と底側筒部の内面との間に段差が形成されているので、この段差によって入口側筒部側から底側筒部への剥離の伝播は阻止され、さらに、ヘッダ部材の内部に充填された封止材が環状の溝内に進入して固化されるので、ヘッダ部材と封止材との接触面同士が凹凸状に嵌合して強固に結合されているので品質の高い膜モジュールを製造することができる。   According to the present invention, in the process of forming the sealing portion, even if peeling occurs on the inlet side of the header member, a step is formed between the inner surface of the inlet side cylindrical portion and the inner surface of the bottom cylindrical portion. Therefore, this step prevents propagation of separation from the inlet side cylinder part side to the bottom side cylinder part, and further, the sealing material filled in the header member enters the annular groove and is solidified. Therefore, since the contact surfaces of the header member and the sealing material are fitted in a concavo-convex shape and firmly bonded, a high quality membrane module can be manufactured.

本発明によれば、内部に充填された封止材との間での剥離の発生または成長を抑制して膜モジュールの品質を向上させることができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, generation | occurrence | production or growth of peeling between the sealing materials with which it was filled can be suppressed, and the quality of a membrane module can be improved.

本発明の実施形態に係るカートリッジモジュールの製造に用いられる膜モジュール前躯体の分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the membrane module precursor used for manufacture of the cartridge module which concerns on embodiment of this invention. 本実施形態に係るヘッダ部材を示す図であり、（ａ）は底面図、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線に沿った断面図である。It is a figure which shows the header member which concerns on this embodiment, (a) is a bottom view, (b) is sectional drawing along the bb line of (a). 円筒状の保護部材を示す図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線に沿った部分断面図である。It is a figure which shows a cylindrical protective member, (a) is a side view, (b) is a fragmentary sectional view along the bb line of (a). モジュール前躯体を示す図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線に沿った断面図であり、（ｃ）は（ａ）のｃ−ｃ線に沿った断面図であってモジュール端面を示す。It is a figure which shows a module precursor, (a) is a side view, (b) is sectional drawing along the bb line of (a), (c) is along the cc line of (a). FIG. 6 is a sectional view showing a module end face. 中空糸膜束が挿着された状態でのヘッダ部材の入口側を拡大して示す断面図である。It is sectional drawing which expands and shows the inlet side of a header member in the state in which the hollow fiber membrane bundle was inserted. ヘッダ部材の内部に接着材が充填されている途中の状態を示す拡大断面図である。It is an expanded sectional view which shows the state in the middle of being filled with the adhesive material inside the header member. カートリッジモジュールをハウジングに取り付ける態様を説明するための分解斜視図である。It is a disassembled perspective view for demonstrating the aspect which attaches a cartridge module to a housing. カートリッジモジュールを製造する手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure which manufactures a cartridge module.

以下、本発明の好適な実施形態について図面を参照しながら説明する。   Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

水溶液中から酵母や菌体などの微生物粒子を除去する方法として、様々な方法が利用されているが、特に、精密ろ過膜や限外ろ過膜を利用した膜ろ過法は、あらゆる微生物の除去が可能で、しかも大量の連続処理が可能なために工業利用に適している。このような膜ろ過法に用いられる膜ろ過装置としては、ケーシング内に収容された中空糸膜の束がケーシングに固定されてモジュール化されたタイプや、ケーシングは備えずに中空糸膜の束が一体化されて膜モジュールとなり、その膜モジュールがハウジングと称されるケース内に着脱自在に収容されるタイプなどがある。本実施形態に係る膜モジュールは、後者のカートリッジモジュールと称されるタイプである。   Various methods are used to remove microbial particles such as yeast and bacterial cells from an aqueous solution. In particular, membrane filtration methods using microfiltration membranes and ultrafiltration membranes can remove all microorganisms. It is possible and can be processed continuously in large quantities, so it is suitable for industrial use. As a membrane filtration device used for such a membrane filtration method, a hollow fiber membrane bundle accommodated in a casing is fixed to the casing and modularized, or a hollow fiber membrane bundle without a casing is provided. There is a type in which a membrane module is integrated and the membrane module is detachably accommodated in a case called a housing. The membrane module according to the present embodiment is a type called the latter cartridge module.

カートリッジモジュール１（図７参照）は、所定のハウジング３内に着脱自在に収容されて用いられる。カートリッジモジュール１は、例えば、複数の中空糸膜の束（以下、「中空糸膜束」という）７の両端にヘッダ部材９（図１参照）を固定してモジュール前躯体５を製造し、更に、モジュール前躯体５の両端の一部分を切断して中空糸膜７ａの端部が開放されたモジュール端面６を形成することで製造される。まず、モジュール前躯体５について説明する。
（モジュール前躯体） The cartridge module 1 (see FIG. 7) is used by being detachably accommodated in a predetermined housing 3. The cartridge module 1 manufactures a module precursor 5 by fixing header members 9 (see FIG. 1) to both ends of a bundle of hollow fiber membranes (hereinafter referred to as “hollow fiber membrane bundle”) 7, for example. The module precursor 5 is manufactured by cutting a part of both ends of the module precursor 5 to form a module end face 6 in which the end of the hollow fiber membrane 7a is opened. First, the module precursor 5 will be described.
(Module front)

図１及び図４に示されるように、モジュール前躯体５は、中空糸膜束７の両端に装着される有底筒状のヘッダ部材９と、中空糸膜束７が挿通されて中空糸膜束７を保護する筒状の保護部材１１と、中空糸膜束７の端部に差し込まれて中空糸膜７ａの密度のばらつきを是正し、中空糸膜束７と一緒にヘッダ部材９の内部に嵌め込まれるクロス板１３と、ヘッダ部材９の内部に充填、固化された封止材Ｓによって中空糸膜束７、保護部材１１、クロス板１３及びヘッダ部材９を接着（結合）する封止部１５と、を備えている。   As shown in FIGS. 1 and 4, the module precursor 5 includes a bottomed tubular header member 9 that is attached to both ends of the hollow fiber membrane bundle 7, and the hollow fiber membrane bundle 7 is inserted through the hollow fiber membrane bundle 7. The cylindrical protective member 11 that protects the bundle 7 and the density variation of the hollow fiber membrane 7a that is inserted into the end of the hollow fiber membrane bundle 7 are corrected. And a sealing portion for bonding (bonding) the hollow fiber membrane bundle 7, the protective member 11, the cross plate 13 and the header member 9 with the sealing material S filled and solidified in the header member 9. 15.

ヘッダ部材９（図２参照）は、ポリサルホンなどの耐熱製高分子材料からなり、例えば、耐熱製高分子材料からなる丸棒を切削加工することで形成される。ヘッダ部材９は有底円筒状（カップ状）であり、中空糸膜束７が挿入される入口側に設けられた入口側筒部２１と、底側に設けられた底側筒部２３とを備える。入口側筒部２１と底側筒部２３とは内径が異なり、底側筒部２３の方が入口側筒部２１に比べて内径が小さくなっている。入口側筒部２１と底側筒部２３との内径ｒ１，ｒ２同士を対比した場合の比（ヘッダ部材９の内径比）、すなわちｒ２／ｒ１は、０．５以上、０．９９以下であると好ましい。また、充填できる中空糸膜本数（モジュール膜面積）との関係から、０．８以上、０．９８以下がより好ましい。   The header member 9 (see FIG. 2) is made of a heat-resistant polymer material such as polysulfone, and is formed, for example, by cutting a round bar made of a heat-resistant polymer material. The header member 9 has a bottomed cylindrical shape (cup shape), and includes an inlet-side cylinder portion 21 provided on the inlet side into which the hollow fiber membrane bundle 7 is inserted, and a bottom-side cylinder portion 23 provided on the bottom side. Prepare. The inner diameter of the inlet side cylinder part 21 and the bottom side cylinder part 23 is different, and the inner diameter of the bottom side cylinder part 23 is smaller than that of the inlet side cylinder part 21. The ratio (inner diameter ratio of the header member 9) when the inner diameters r1 and r2 of the inlet side cylinder part 21 and the bottom side cylinder part 23 are compared with each other, that is, r2 / r1, is 0.5 or more and 0.99 or less. And preferred. Moreover, from the relationship with the number of hollow fiber membranes (module membrane area) which can be filled, 0.8 or more and 0.98 or less are more preferable.

入口側筒部２１と底側筒部２３との内面同士は、ヘッダ部材９の軸線Ｌに略直交する仮想の平面上に形成された環状の座面２５を介して連絡している。この座面２５により、入口側筒部２１と底側筒部２３との内面同士の間には、高低差を有する段差Ｓｔ（図５参照）が形成される。   The inner surfaces of the inlet side cylinder part 21 and the bottom side cylinder part 23 communicate with each other via an annular seating surface 25 formed on a virtual plane substantially orthogonal to the axis L of the header member 9. The seat surface 25 forms a step St (see FIG. 5) having a height difference between the inner surfaces of the inlet-side cylinder portion 21 and the bottom-side cylinder portion 23.

入口側筒部２１の内面にはヘッダ部材９の軸線Ｌ回りに沿った環状の浅溝２１ａが複数形成されている。本実施形態では、浅溝２１ａの形状がレ溝（断面視で直角三角形を切り欠いたような形状の溝）の態様を例示するが、溝形状としては、角溝、丸溝、アリ溝、及びバリカン溝（山形溝）等を含め、後加工で形成できる溝形状を広く採用できる。   A plurality of annular shallow grooves 21 a along the axis L of the header member 9 are formed on the inner surface of the inlet side cylinder portion 21. In the present embodiment, the shape of the shallow groove 21a exemplifies an aspect of a groove (a groove having a shape in which a right triangle is cut out in a cross-sectional view). In addition, groove shapes that can be formed by post-processing can be widely used, including clipper grooves (mountain grooves) and the like.

ここで、浅溝２１ａの形状に関して、ヘッダ部材９の内部に封止材Ｓを充填する方法として遠心接着法を採用した場合を例に補足的に説明する。この場合、気泡の抜け易さ、加工のし易さ、量産時のコスト等を考慮すると、浅溝２１ａは、角溝、レ溝、丸溝、及びバリカン溝の四種類のいずれか一種の溝形状、または複数の浅溝２１ａに対して上記四種類の溝形状を適宜に組み合わせた態様が好ましく、更に、角溝、レ溝、及びバリカン溝の三種類のいずれか一種の溝形状、または複数の浅溝２１ａに対して上記三種類の溝形状を適宜に組み合わせる態様が好ましい。   Here, regarding the shape of the shallow groove 21a, a supplementary description will be given by taking as an example a case where the centrifugal bonding method is employed as a method of filling the sealing material S in the header member 9. In this case, considering the ease of air bubble removal, the ease of processing, the cost for mass production, etc., the shallow groove 21a is a groove of any one of four types: a square groove, a groove, a round groove, and a clipper groove. An embodiment in which the above four types of groove shapes are appropriately combined with the shape or the plurality of shallow grooves 21a is preferable, and any one of three types of groove shapes, such as a square groove, a groove groove, and a clipper groove, A mode in which the above three types of groove shapes are appropriately combined with the shallow groove 21a is preferable.

なお、入口側筒部２１に形成する浅溝２１ａの本数や加工位置は、ヘッダ部材９のサイズ、または剥離対象物、すなわち封止材Ｓとの相互の関係で任意に決める事が効率的であると考える。   In addition, it is efficient to arbitrarily determine the number of shallow grooves 21a formed in the inlet side cylindrical portion 21 and the processing position depending on the size of the header member 9 or the mutual relationship with the object to be peeled, that is, the sealing material S. I think there is.

底側筒部２３の内面には、ヘッダ部材９の軸線Ｌ回りに沿った環状の深溝２３ａが複数形成され、また、ヘッダ部材９の軸線Ｌ回りに沿った環状の浅溝２３ｂが複数形成されている。深溝２３ａは、入口側筒部２１寄りの二カ所に設けられており、浅溝２１ａは底部９ｂ寄りの所定の領域に纏まって形成されている。底側筒部２３の浅溝２３ｂは、実質的に入口側筒部２１の浅溝２１ａと同様の形状及び深さになっている。   A plurality of annular deep grooves 23 a along the axis L of the header member 9 are formed on the inner surface of the bottom side cylinder portion 23, and a plurality of annular shallow grooves 23 b along the axis L of the header member 9 are formed. ing. The deep grooves 23a are provided at two locations near the inlet side cylinder portion 21, and the shallow grooves 21a are formed in a predetermined region near the bottom portion 9b. The shallow groove 23 b of the bottom side cylinder part 23 has substantially the same shape and depth as the shallow groove 21 a of the inlet side cylinder part 21.

本実施形態に係る深溝２３ａでは、角溝（断面視で長方形を切り欠いたような形状の溝）の態様を例示するが、溝形状としては、角溝、丸溝、アリ溝、及びバリカン溝（山形溝）等を含め、後加工で形成できる溝形状を広く採用できる。   The deep groove 23a according to the present embodiment exemplifies a form of a square groove (a groove having a shape in which a rectangle is cut out in a cross-sectional view). Groove shapes that can be formed by post-processing can be widely adopted, including (mountain grooves).

ここで、深溝２３ａの形状に関して、ヘッダ部材９の内部に封止材Ｓを充填する方法として遠心接着法を採用した場合を例に補足的に説明する。この場合、気泡の抜け易さ、加工のし易さ、量産時のコスト等を考慮すると、深溝２３ａは、角溝、レ溝、丸溝、及びバリカン溝の四種類のいずれか一種の溝形状、または複数の浅溝２１ａに対して上記四種類の溝形状を適宜に組み合わせた態様が好ましく、更に、角溝、レ溝、及びバリカン溝の三種類のいずれか一種の溝形状、または複数の浅溝２１ａに対して上記三種類の溝形状を適宜に組み合わせる態様が好ましい。   Here, regarding the shape of the deep groove 23a, a case where the centrifugal bonding method is employed as a method of filling the sealing material S in the header member 9 will be described supplementarily. In this case, considering the ease of air bubble removal, the ease of processing, the cost of mass production, etc., the deep groove 23a has any one of four types of groove shapes: a square groove, a groove, a round groove, and a clipper groove. Or an embodiment in which the above-mentioned four types of groove shapes are appropriately combined with the plurality of shallow grooves 21a, and any one of the three types of groove shapes, such as a square groove, a recess groove, and a clipper groove, A mode in which the above three types of groove shapes are appropriately combined with the shallow groove 21a is preferable.

深溝２３ａは、入口側筒部２１に形成された浅溝２１ａに比べて深さが深くなっており、深溝２３ａの平均深さｄ１に対する浅溝２１ａの平均深さｄ２の比、すなわちｄ２／ｄ１は、０．１以上０．９以下であると好ましい。なお、本実施形態では、底側筒部２３にも浅溝２３ｂが形成されており、浅溝２３ｂは浅溝２１ａと同一の深さである。従って、深溝２３ａは、浅溝２１ａと同様に浅溝２３ｂに比べても深さが深くなっており、また、平均深さを対比した関係も浅溝２１ａとの対比と同様の関係になっている。   The deep groove 23a is deeper than the shallow groove 21a formed in the inlet side cylinder portion 21, and the ratio of the average depth d2 of the shallow groove 21a to the average depth d1 of the deep groove 23a, that is, d2 / d1. Is preferably 0.1 or more and 0.9 or less. In the present embodiment, a shallow groove 23b is also formed in the bottom cylindrical portion 23, and the shallow groove 23b has the same depth as the shallow groove 21a. Therefore, the depth of the deep groove 23a is greater than that of the shallow groove 23b as in the case of the shallow groove 21a, and the relationship of comparing the average depth is the same as that of the shallow groove 21a. Yes.

また、本実施形態では、二本の深溝２３ａのうち、入口側の一方の深溝２３ａは、段差Ｓｔを形成する座面２５に並ぶように設けられており、その結果として、座面２５と深溝２３ａとの間には、ヘッダ部材９の軸線Ｌ回りに沿った環状の第１の凸部２３ｃが形成されている。また、隣り合って並ぶ二本の深溝２３ａ同士の間には、ヘッダ部材９の軸線Ｌ回りに沿った環状の第２の凸部２３ｄが形成されている。   In the present embodiment, of the two deep grooves 23a, one deep groove 23a on the inlet side is provided so as to be aligned with the seat surface 25 forming the step St, and as a result, the seat surface 25 and the deep groove An annular first convex portion 23 c is formed along the axis L of the header member 9. In addition, an annular second convex portion 23 d is formed between the two deep grooves 23 a arranged adjacent to each other along the axis L of the header member 9.

なお、底側筒部２３に形成する深溝２３ａや浅溝２３ｂ、または凸部２３ｃ，２３ｄの本数や加工位置は、ヘッダ部材９のサイズ、モジュール端面６を形成するための切断位置と関係しているが、剥離対象物、すなわち封止材Ｓとの相互の関係で任意に決める事が効率的であると考える。   Note that the number and processing positions of the deep grooves 23a and the shallow grooves 23b or the convex portions 23c and 23d formed in the bottom side cylinder portion 23 are related to the size of the header member 9 and the cutting position for forming the module end surface 6. However, it is considered efficient to arbitrarily determine the relationship with the object to be peeled, that is, the sealing material S.

次に、中空糸膜束（多孔質膜）７について説明する。中空糸膜束７は、多数の中空糸膜７ａを束ねるように纏めることで形成される。中空糸膜７ａの素材は特に限定されず、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリスルホン、ポリーテルスルホン、エチレン−ビニルアルコール共重合体、ポリテトラフルオロエチレン、ポリアクリロニトリル、ポリエーテルケトン等が挙げられる。中空糸膜７ａは、オートクレーブ処理により滅菌しても良い。オートクレーブ処理により滅菌することで、中空糸膜７ａは、微生物粒子のろ過に好適に使用することができる。   Next, the hollow fiber membrane bundle (porous membrane) 7 will be described. The hollow fiber membrane bundle 7 is formed by bundling a large number of hollow fiber membranes 7a. The material of the hollow fiber membrane 7a is not particularly limited, and examples thereof include polyethylene, polypropylene, polyvinylidene fluoride, polysulfone, polytelsulfone, ethylene-vinyl alcohol copolymer, polytetrafluoroethylene, polyacrylonitrile, polyether ketone, and the like. The hollow fiber membrane 7a may be sterilized by autoclaving. By sterilizing by autoclaving, the hollow fiber membrane 7a can be suitably used for filtration of microbial particles.

中空糸膜束７は筒状の保護部材１１に挿通され、保護部材１１によって保護される。保護部材１１の形状は、用途などに応じて選択できるが、通常、円筒状である場合が多く、本実施形態でも円筒状を例に説明する。保護部材１１の材質は、被処理流体や分離成分の種類などに応じて選択でき、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、アクリル系ポリマー、ポリサルホン、ポリエーテルスルホンなどのプラスチック、ステンレススチールなどの金属であっても良い。通常は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、などを使用する場合が多い。   The hollow fiber membrane bundle 7 is inserted into the cylindrical protective member 11 and is protected by the protective member 11. Although the shape of the protection member 11 can be selected according to the use etc., it is usually cylindrical in many cases, and in this embodiment, the cylindrical shape will be described as an example. The material of the protective member 11 can be selected according to the type of fluid to be treated and the separation component, for example, polyethylene, polypropylene, polyvinyl chloride, polycarbonate, acrylic polymer, polysulfone, polyethersulfone, plastic, stainless steel, etc. It may be a metal. Usually, polyethylene, polypropylene, polyvinyl chloride, etc. are often used.

保護部材（「ネット部材」、「ネット」ともいう）１１は、矩形の貫通孔Ｈを形成する網目を複数有する網状であり（図３参照）、更に複数の網目が規則的に配列された略円筒状となっている。なお、保護部材１１は、端部がヘッダ部材９内に挿入され、ヘッダ部材９と略同心状に設置される。従って、以下の説明では、保護部材１１の軸線を、ヘッダ部材９と同一の軸線Ｌとして説明する。   The protective member (also referred to as “net member” or “net”) 11 has a net shape having a plurality of meshes forming a rectangular through-hole H (see FIG. 3), and a plurality of meshes are regularly arranged. It is cylindrical. Note that the end of the protection member 11 is inserted into the header member 9 and is installed substantially concentrically with the header member 9. Therefore, in the following description, the axis of the protection member 11 is described as the same axis L as the header member 9.

保護部材１１は、軸線Ｌ方向に沿った複数の縦ライン部１１ａと周方向に沿った複数のサークル部１１ｂとを備える。保護部材１１には、複数の縦ライン部１１ａと複数のサークル部１１ｂとが交叉するように一体成形されることで矩形の貫通孔Ｈが複数形成されている。保護部材１１の軸線Ｌ方向の両端部では、複数の縦ライン部１１ａの先端（突出部）１１ｃがサークル部１１ｂから突き出すように形成されている。その結果、複数の縦ライン部１１ａの突出部１１ｃは、環状に連なる複数の網目それぞれから突き出すように形成された態様を具現化している。   The protection member 11 includes a plurality of vertical line portions 11a along the axis L direction and a plurality of circle portions 11b along the circumferential direction. A plurality of rectangular through-holes H are formed in the protection member 11 by integrally forming the plurality of vertical line portions 11a and the plurality of circle portions 11b so as to cross each other. At both ends in the direction of the axis L of the protection member 11, tips (projections) 11c of the plurality of vertical line portions 11a are formed so as to protrude from the circle portion 11b. As a result, the protruding portions 11c of the plurality of vertical line portions 11a embody a form that is formed so as to protrude from each of the plurality of meshes that are continuous in a ring shape.

なお、本実施形態に係る保護部材１１は、円筒状を例示するが、この保護部材１１は多角筒形状であっても良い。   In addition, although the protection member 11 which concerns on this embodiment illustrates cylindrical shape, this protection member 11 may be polygonal cylinder shape.

クロス板１３は、実際に封止部１５を形成する封止材Ｓと同様の材料を用いて形成され、例えば、エポキシ樹脂、ビニルエステル樹脂、ウレタン樹脂、オレフィン系ポリマー、シリコーン樹脂、フッ素含有樹脂などによって形成される。クロス板１３は、多数本の中空糸膜７ａが周方向で密度に偏り（ばらつき）が発生しないように整える挿入物としての機能を有し、中空糸膜束７の端部に差し入れられるように取り付けられる。なお、本実施形態では、挿入物の一例としてクロス板１３を具体的に説明するが、この挿入物は、一枚の平板からなる態様または五枚以上の仕切片が放射状に延在するように設けられた態様などであってもよい。   The cross board 13 is formed by using the same material as the sealing material S that actually forms the sealing portion 15, for example, epoxy resin, vinyl ester resin, urethane resin, olefin polymer, silicone resin, fluorine-containing resin. Formed by. The cross plate 13 has a function as an insert for adjusting the number of hollow fiber membranes 7 a so that the density is not biased (variation) in the circumferential direction, and is inserted into the end portion of the hollow fiber membrane bundle 7. It is attached. In the present embodiment, the cross plate 13 will be specifically described as an example of the insert. However, the insert may be formed of one flat plate or five or more partition pieces extending radially. It may be provided.

クロス板１３（図４参照）は、矩形の二枚の平板が互いに直交するように嵌め合わされており、交線となる中央から放射状に延在する四枚の仕切片１３ａを有する形状となっている。また、仕切片１３ａの表面は意図的に粗面になっており、封止材Ｓが充填、固化された際の結合（接着）強度を高めるように配慮されている。また、仕切片１３ａの寸法は、ヘッダ部材９の底側筒部２３の内径の略半分に対応しており、四枚の仕切片１３ａの外縁を通る仮想の円筒の内径と底側筒部２３の内径との比、すなわち、仮想の円筒の内径／底側筒部２３の内径は、０．５〜０．９９となるように形成されている。四枚の仕切片１３ａにより、多数本の中空糸膜束７は底側筒部２３の内部で実質的に四等分される。   The cross plate 13 (see FIG. 4) has two rectangular flat plates fitted so as to be orthogonal to each other, and has a shape having four partition pieces 13a extending radially from the center of the intersecting line. Yes. Moreover, the surface of the partition piece 13a is intentionally roughened, and consideration is given to increasing the bonding (adhesion) strength when the sealing material S is filled and solidified. Moreover, the dimension of the partition piece 13a corresponds to substantially half of the inner diameter of the bottom side cylinder portion 23 of the header member 9, and the inner diameter of the virtual cylinder passing through the outer edges of the four partition pieces 13a and the bottom side cylinder portion 23. The inner diameter of the imaginary cylinder / the inner diameter of the bottom cylindrical portion 23 is 0.5 to 0.99. A large number of the hollow fiber membrane bundles 7 are substantially divided into four equal parts inside the bottom side cylindrical portion 23 by the four partition pieces 13 a.

保護部材１１に挿入された中空糸膜束７の両端部分には、クロス板１３が差し込まれ、クロス板１３によって多数の中空糸膜束７が目視にて略均等に分けられる。中空糸膜束７は、クロス板１３が取り付けられた状態でヘッダ部材９に挿入され、中空糸膜束７を取り囲む保護部材１１の先端はヘッダ部材９の内部で段差Ｓｔを形成する座面２５に当接する。この状態で、クロス板１３が取り付けられた中空糸膜束７の端部は、ヘッダ部材９の底側筒部２３内に収まる。   A cross plate 13 is inserted into both end portions of the hollow fiber membrane bundle 7 inserted into the protective member 11, and a large number of hollow fiber membrane bundles 7 are visually divided by the cross plate 13. The hollow fiber membrane bundle 7 is inserted into the header member 9 with the cross plate 13 attached, and the front end of the protection member 11 surrounding the hollow fiber membrane bundle 7 forms a step St inside the header member 9. Abut. In this state, the end portion of the hollow fiber membrane bundle 7 to which the cross plate 13 is attached fits in the bottom side tubular portion 23 of the header member 9.

中空糸膜束７の両方の端部にヘッダ部材９を装着した後、ヘッダ部材９の内部には溶融状態の封止材Ｓ（「シール材」、「接着剤」ともいう）が充填されて中空糸膜束７の端部が封止される。封止材Ｓには、例えば、エポキシ樹脂、ビニルエステル樹脂、ウレタン樹脂、オレフィン系ポリマー、シリコーン樹脂、フッ素含有樹脂などが用いられる。また、封止材Ｓの充填は、ヘッダ部材９の底部９ｂに形成された導入口９ａを通じて行われ、例えば、遠心接着法や静置接着法などによって適宜実行される。ヘッダ部材９の内部に充填された封止材Ｓが固化することで封止部１５が形成され、モジュール前躯体５が形成される。
（カートリッジモジュール） After the header members 9 are mounted on both ends of the hollow fiber membrane bundle 7, the header member 9 is filled with a molten sealing material S (also referred to as "sealing material" or "adhesive"). The end of the hollow fiber membrane bundle 7 is sealed. For the sealing material S, for example, an epoxy resin, a vinyl ester resin, a urethane resin, an olefin polymer, a silicone resin, a fluorine-containing resin, or the like is used. Further, the filling of the sealing material S is performed through an introduction port 9a formed in the bottom portion 9b of the header member 9, and is appropriately executed by, for example, a centrifugal bonding method or a stationary bonding method. The sealing material 15 filled in the header member 9 is solidified to form the sealing portion 15 and the module precursor 5 is formed.
(Cartridge module)

図１、図４及び図７に示されるように、カートリッジモジュール（膜モジュール）１はモジュール前躯体５を用いて製造される。モジュール前躯体５では、中空糸膜７ａの両端が封止部１５によって閉塞された状態にあり、カートリッジモジュール１として完成させるためには、中空糸膜７ａの両端を開放させたモジュール端面６を形成する必要がある。本実施形態では、ヘッダ部材９の底側の一部分を切断除去することでモジュール端面６（図４（ｃ）参照）を形成し、カートリッジモジュール１を完成させる。   As shown in FIGS. 1, 4, and 7, the cartridge module (membrane module) 1 is manufactured using a module precursor 5. In the module precursor 5, both ends of the hollow fiber membrane 7 a are closed by the sealing portions 15, and in order to complete the cartridge module 1, a module end face 6 is formed in which both ends of the hollow fiber membrane 7 a are opened. There is a need to. In the present embodiment, a part of the bottom side of the header member 9 is cut and removed to form the module end surface 6 (see FIG. 4C), and the cartridge module 1 is completed.

カートリッジモジュール１は、ヘッダ部材９を用いて形成される筒状のヘッダ部１ａと、ヘッダ部１ａ内に挿入された複数の中空糸膜７ａからなる中空糸膜束７と、中空糸膜束７をヘッダ部１ａに固定する封止部１５と、中空糸膜７ａの内部が開放されたモジュール端面６と、中空糸膜束７を環状に取り囲み、中空糸膜束７と一緒に封止部１５によってヘッダ部１ａに固定された筒状の保護部材１１と、を備えている。   The cartridge module 1 includes a cylindrical header portion 1a formed using a header member 9, a hollow fiber membrane bundle 7 including a plurality of hollow fiber membranes 7a inserted into the header portion 1a, and a hollow fiber membrane bundle 7 Is sealed to the header portion 1a, the module end face 6 in which the inside of the hollow fiber membrane 7a is opened, and the hollow fiber membrane bundle 7 are surrounded in an annular shape, and the sealing portion 15 together with the hollow fiber membrane bundle 7 is enclosed. And a cylindrical protective member 11 fixed to the header portion 1a.

カートリッジモジュール１は、ハウジング３内に挿入されて着脱自在に取り付けられることでろ過膜ユニットを構成する。ハウジング３の形状は、用途などに応じて選択できるが、通常、円筒状である場合が多い。ハウジング３の材質は、被処理流体や分離成分の種類などに応じて選択でき、例えば、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、アクリル系ポリマー、ポリサルホン、ポリエーテルスルホンなどのプラスチック、ステンレススチールなどの金属であっても良い。通常は、ステンレススチール、ポリ塩化ビニル、ポリサルホンなどを使用する場合が多い。   The cartridge module 1 constitutes a filtration membrane unit by being inserted into the housing 3 and detachably attached. The shape of the housing 3 can be selected according to the application and the like, but usually it is often a cylindrical shape. The material of the housing 3 can be selected according to the type of fluid to be treated and the separation component, for example, plastic such as polyvinyl chloride, polycarbonate, acrylic polymer, polysulfone, polyethersulfone, or metal such as stainless steel. Also good. Usually, stainless steel, polyvinyl chloride, polysulfone, etc. are often used.

円筒状のハウジング３を例に構造を具体的に説明すると、ハウジング３は、カートリッジモジュール１を収容する円筒状の胴体３ａと、胴体３ａの両端に螺合にて組み付けられる一対のキャップ３ｂと、キャップ３ｂの締め付けにより、胴体３ａとの間で挟持されるシールリング３ｃとを備えている。胴体３ａには、両方の端部に濃縮水の排出口や原水の導入口などになる管部３ｄが形成されている。また、キャップ３ｂは略円すい状であり、頂部には原水の導入口や濾過水の排出などになる管部３ｅが形成されている。
（カートリッジモジュールの製造方法） The structure will be described in detail by taking the cylindrical housing 3 as an example. The housing 3 includes a cylindrical body 3a that houses the cartridge module 1, and a pair of caps 3b that are assembled to both ends of the body 3a by screwing. A seal ring 3c is provided between the body 3a and the cap 3b by tightening the cap 3b. The body 3a is formed with a pipe portion 3d that serves as an outlet for concentrated water, an inlet for raw water, or the like at both ends. The cap 3b has a substantially conical shape, and a pipe portion 3e is formed at the top for serving as an inlet for raw water and discharging filtered water.
(Manufacturing method of cartridge module)

次に、図８を参照してカートリッジモジュール（膜モジュール）１の製造方法について説明する。まず、複数の中空糸膜７ａを束ねて中空糸膜束７を形成する工程を実行する（ステップＳ１）。具体的には、所定本数の中空糸膜７ａを束頭基準で切断長が所定長さとなるように切り揃えて纏め（整束）、さらに、中空糸膜７ａの局部洗浄や端部の処理を適宜に実施する。   Next, a manufacturing method of the cartridge module (membrane module) 1 will be described with reference to FIG. First, a process of forming a hollow fiber membrane bundle 7 by bundling a plurality of hollow fiber membranes 7a is executed (step S1). Specifically, a predetermined number of hollow fiber membranes 7a are cut and aligned so that the cutting length is a predetermined length on the basis of the bundle head (bundling), and further, local cleaning of the hollow fiber membrane 7a and processing of the end portions are performed. Implement as appropriate.

次に、モジュール前躯体要素の組み付け工程を実行する（ステップＳ２）。具体的には、整束された中空糸膜束７を保護部材１１に挿入する。さらに保護部材１１からはみ出した部分にクロス板１３を取り付けて中空糸膜７ａの本数密度のばらつきを是正し、その状態で中空糸膜束７の両方の端部にヘッダ部材９を装着してモジュール前躯体要素の組み付けを行う。   Next, an assembling process for the module precursor element is executed (step S2). Specifically, the bundled hollow fiber membrane bundle 7 is inserted into the protective member 11. Further, the cross plate 13 is attached to the portion protruding from the protective member 11 to correct the variation in the number density of the hollow fiber membranes 7a, and in this state, the header member 9 is attached to both ends of the hollow fiber membrane bundle 7 and the module is installed. Assemble the front frame elements.

次に、ヘッダ部材９の内部に溶融状態の封止材Ｓを充填する工程を実行する（ステップＳ３）。封止材Ｓの充填方法には、遠心力を利用して封止材Ｓを充填する遠心接着法や重力を利用して封止材Ｓを充填する静置接着法などがあり、ここでは、遠心接着法と静置接着法とを代表して説明する。   Next, a step of filling the molten sealing material S in the header member 9 is executed (step S3). As a filling method of the sealing material S, there are a centrifugal bonding method in which the sealing material S is filled using centrifugal force, a stationary bonding method in which the sealing material S is filled using gravity, and the like. The centrifugal bonding method and the stationary bonding method will be described as a representative.

遠心接着法は、遠心カセットと呼ばれる治具を備えた遠心接着機を用いて行われる。モジュール前躯体要素が組み付けられた構造体は、水平に横たえた状態で遠心カセットに取り付けられ、鉛直軸を回転軸として水平面上を回転する。遠心カセットの回転によってヘッダ部材９には遠心力が作用し、この遠心力を利用してヘッダ部材９の内部に封止材Ｓが充填される。遠心力を利用した充填方法には、例えば、中空糸膜束７の長さによって二通りが考えられる。一つの方法は、両方の端部を同時に遠心接着する方法であり、別の方法は、片側ずつで２回遠心接着する方法である。例えば、片側ずつ行う場合には、接着対象となる一方の端部が遠心方向の外側となり、他方の端部が遠心方向の内側となるように配置される。遠心方向の外側となるヘッダ部材９側には、遠心力を利用して溶融状態の封止材Ｓが移送され、さらに、ヘッダ部材９の底部９ｂに形成された導入口９ａを通じて封止材Ｓが内部に充填される。   The centrifugal bonding method is performed using a centrifugal bonding machine equipped with a jig called a centrifugal cassette. The structure in which the module precursor element is assembled is attached to the centrifuge cassette in a state of being laid horizontally, and rotates on a horizontal plane with the vertical axis as a rotation axis. Centrifugal force acts on the header member 9 by the rotation of the centrifugal cassette, and the sealing material S is filled in the header member 9 using this centrifugal force. There are two possible filling methods using centrifugal force, for example, depending on the length of the hollow fiber membrane bundle 7. One method is a method in which both ends are centrifugally bonded at the same time, and another method is a method in which centrifugal bonding is performed twice on each side. For example, when performing each one side, it arrange | positions so that one edge part used as adhesion | attachment object may become an outer side of a centrifugal direction, and the other edge part may become an inner side of a centrifugal direction. The molten sealing material S is transferred to the header member 9 side that is outside in the centrifugal direction using centrifugal force, and further, the sealing material S is passed through the inlet 9 a formed in the bottom 9 b of the header member 9. Is filled inside.

一方で、静置接着法はヘッダ部材９が装着された中空糸膜束７を鉛直方向に沿って立てた状態で配置する。中空糸膜束７の接着対象となる一方の端部は上側となり、他方の端部は下側となる。上側のヘッダ部材９の内部には、底部９ｂの導入口９ａを通じて溶融状態の封止材Ｓが充填される。ここで、封止材Ｓは、自重によってヘッダ部材９の内部に隙間無く充填され、その後、封止材Ｓが冷めて流動性が無くなると上下が反転され、上側となったヘッダ部材９の内部に封止材Ｓが自重により充填される。   On the other hand, in the static adhesion method, the hollow fiber membrane bundle 7 on which the header member 9 is mounted is arranged in a state where it is erected along the vertical direction. One end of the hollow fiber membrane bundle 7 to be bonded is on the upper side, and the other end is on the lower side. The upper header member 9 is filled with the molten sealing material S through the inlet 9a of the bottom 9b. Here, the sealing material S is filled in the header member 9 without a gap by its own weight, and then, when the sealing material S cools and loses its fluidity, the top and bottom are inverted, and the inside of the header member 9 is on the upper side. The sealing material S is filled with its own weight.

なお、量産性や品質面という観点から両充填方法で得られたカートリッジモジュール１を比べた場合、最も顕著に現れる構造上の差は、ヘッダ部１ａ周囲の界面形状の凸凹差、すなわち、ヘッダ部１ａの入口側における封止部１５の凸凹差である。しかしながら、この差は、カートリッジモジュール１の性能という点での本質的な差では無い。また、遠心接着法の方は製造装置で遠心力を設定するので、他の条件設定に傾向性が現れやすいという特徴があり、静置接着法は封止材Ｓの粘度や外気温度等の影響を受けやすいという特徴がある。しかしながら、接着条件の設定をきちんと、つまり、所望の精度を確保すべく正確に行うことができれば、カートリッジモジュール１による量産性や品質面での差は無いと考える。   When comparing the cartridge modules 1 obtained by the two filling methods from the viewpoint of mass productivity and quality, the most notable structural difference is the unevenness of the interface shape around the header portion 1a, that is, the header portion. It is the unevenness | corrugation difference of the sealing part 15 in the entrance side of 1a. However, this difference is not an essential difference in terms of the performance of the cartridge module 1. In addition, the centrifugal bonding method is characterized in that the centrifugal force is set by the manufacturing apparatus, so that the tendency is likely to appear in other condition settings. The stationary bonding method is influenced by the viscosity of the sealing material S, the outside air temperature, and the like. It is easy to be affected. However, if the bonding conditions are properly set, that is, if the desired accuracy can be ensured, it is considered that there is no difference in mass productivity and quality of the cartridge module 1.

次に、ヘッダ部材９の内部に充填された封止材Ｓを固化させて封止部１５を形成する工程を実行する（ステップＳ４）。具体的には、封止材Ｓの充填が完了すると、中空糸膜束７が静置冷却される。その結果、封止材Ｓが固化して封止部１５が形成され、モジュール前躯体５となる。次に、モジュール前躯体５に対して５０℃キュアリングを所定時間行い（ステップＳ５）、続いて９０℃キュアリングを所定時間行う（ステップＳ６）。   Next, a step of solidifying the sealing material S filled in the header member 9 to form the sealing portion 15 is executed (step S4). Specifically, when the filling of the sealing material S is completed, the hollow fiber membrane bundle 7 is allowed to cool. As a result, the sealing material S is solidified to form the sealing portion 15, and the module precursor 5 is obtained. Next, the module precursor 5 is cured at 50 ° C. for a predetermined time (step S5), and then 90 ° C. curing is performed for a predetermined time (step S6).

次に、中空糸膜７ａの端部と一緒にヘッダ部材９の底部９ｂ側の一部及び封止部１５の一部を切断して複数の中空糸膜７ａの内部が開放されたモジュール端面６を形成する工程を実行し（ステップＳ７）、カートリッジモジュール１を完成させる。   Next, a part of the bottom 9b side of the header member 9 and a part of the sealing part 15 are cut together with the end of the hollow fiber membrane 7a to open the inside of the plurality of hollow fiber membranes 7a. (Step S7), and the cartridge module 1 is completed.

次に、ヘッダ部材９及びカートリッジモジュール１の効果について説明する。モジュール前躯体５を製造する際、封止材Ｓは、ヘッダ部材９の内部で隙間を埋めるように充填され（図５及び図６参照）、更に冷却固化して中空糸膜束７、クロス板１３、保護部材１１、及びヘッダ部材９の内面を接着（結合）する。ヘッダ部材９は、入口側筒部２１の内径ｒ１方が、底側筒部２３の内径ｒ１よりも大きく、入口側筒部２１と底側筒部２３との内面同士の間には段差Ｓｔが設けられている。封止材Ｓが冷却固化する過程では、封止材Ｓは僅かに熱収縮する。この熱収縮により、仮に、入口側筒部２１において封止材Ｓとの接触面で剥離が発生しても、入口側筒部２１側から底側筒部２３への剥離の伝播は段差Ｓｔによって阻止され、従って、剥離の成長が抑えられる。   Next, effects of the header member 9 and the cartridge module 1 will be described. When the module precursor 5 is manufactured, the sealing material S is filled so as to fill the gap inside the header member 9 (see FIGS. 5 and 6), and further cooled and solidified to form the hollow fiber membrane bundle 7 and the cross plate. 13, the protective member 11 and the inner surface of the header member 9 are bonded (bonded). In the header member 9, the inner diameter r1 of the inlet side cylinder portion 21 is larger than the inner diameter r1 of the bottom side cylinder portion 23, and there is a step St between the inner surfaces of the inlet side cylinder portion 21 and the bottom side cylinder portion 23. Is provided. In the process in which the sealing material S is cooled and solidified, the sealing material S slightly heat shrinks. Even if peeling occurs at the contact surface with the sealing material S in the inlet side cylindrical portion 21 due to this heat shrinkage, the propagation of peeling from the inlet side cylindrical portion 21 side to the bottom side cylindrical portion 23 is caused by the step St. Is prevented and, therefore, delamination growth is suppressed.

また、ヘッダ部材９の内面には、深溝２３ａや浅溝２１ａ，２３ｂが形成されており、封止材Ｓは、深溝２３ａや浅溝２１ａ，２３ｂに進入して固化する。従って、ヘッダ部材９と封止材Ｓとの接触面同士が凹凸状に嵌合して強固に接着（結合）されることとなり、剥離の成長を抑えるのに有効であり、剥離対策効果（リークが生じない効果）が大きく、例えば、滅菌時の熱や圧力あるいは放射線処理にも耐え得る。その結果として、カートリッジモジュール１の品質向上に寄与することができる。   Further, deep grooves 23a and shallow grooves 21a and 23b are formed on the inner surface of the header member 9, and the sealing material S enters the deep grooves 23a and the shallow grooves 21a and 23b and is solidified. Therefore, the contact surfaces of the header member 9 and the sealing material S are fitted in a concavo-convex shape and firmly bonded (bonded), which is effective in suppressing the growth of peeling, and is effective in preventing peeling (leakage). For example, it can withstand heat and pressure during sterilization or radiation treatment. As a result, the quality of the cartridge module 1 can be improved.

さらに、ヘッダ部材９の入口側筒部２１には、浅溝２１ａが形成されており、底側筒部２３には浅溝２１ａの他に深溝２３ａが形成されている。例えば、封止材Ｓは、ヘッダ部材９の内面に形成する溝の深さが深いほど奥深くまで進入して固化するため、溝の深さが深い方がヘッダ部材９に強固に結合されることになり、剥離を抑制する点で有利となる。しかしながら、遠心接着法や静置接着法のように、封止材Ｓをヘッダ部材９の底部９ｂ側から充填する方法では、入口側筒部２１は底側筒部２３よりも封止材Ｓが進入し難くなるため、入口側筒部２１の溝を深くし過ぎると、封止材Ｓが入りきらずに封止材Ｓとヘッダ部材９との間に隙間が生じる可能性がある。一方で、底側筒部２３では入口側筒部２１に比べて封止材Ｓは進入し易いため、積極的に溝の深さを深くしても十分に封止材Ｓを入り込ませることができる。つまり、ヘッダ部材９によれば、底部９ｂ側から封止材Ｓを充填する場合に、封止材Ｓの確実な充填を図りながら、ヘッダ部材９と封止材Ｓとの間での強固な結合を実現し易くなり、剥離の抑止または剥離の成長を抑えるのに有効である。なお、本実施形態に係る底側筒部２３には、深溝２３ａの他に浅溝２３ｂが形成されているが、深溝２３ａのみを形成して浅溝２３ｂの形成を省略することも可能である。   Furthermore, a shallow groove 21 a is formed in the inlet side cylinder portion 21 of the header member 9, and a deep groove 23 a is formed in the bottom side cylinder portion 23 in addition to the shallow groove 21 a. For example, since the sealing material S enters and solidifies deeper as the depth of the groove formed on the inner surface of the header member 9 is deeper, the deeper groove is firmly bonded to the header member 9. This is advantageous in terms of suppressing peeling. However, in a method in which the sealing material S is filled from the bottom 9b side of the header member 9 as in the centrifugal bonding method or the stationary bonding method, the inlet-side cylindrical portion 21 is more sealed than the bottom-side cylindrical portion 23. Since it becomes difficult to enter, if the groove of the inlet side cylinder portion 21 is made too deep, there is a possibility that a gap may be generated between the sealing material S and the header member 9 without the sealing material S entering. On the other hand, since the sealing material S is easier to enter in the bottom side cylindrical portion 23 than in the inlet side cylindrical portion 21, the sealing material S can sufficiently enter even if the depth of the groove is positively increased. it can. That is, according to the header member 9, when the sealing material S is filled from the bottom 9 b side, the header member 9 and the sealing material S can be firmly filled while ensuring the filling of the sealing material S. Bonding is easy to realize, and it is effective in suppressing delamination or delamination growth. In addition, although the shallow groove 23b is formed in the bottom side cylinder part 23 which concerns on this embodiment other than the deep groove 23a, it is also possible to form only the deep groove 23a and to omit formation of the shallow groove 23b. .

また、ヘッダ部材９の底側筒部２３の内面には、ヘッダ部材９の軸線Ｌ回りに沿った環状の第１の凸部２３ｃ及び第２の凸部２３ｄが形成されている。封止材Ｓは、ヘッダ部材９の内部に充填されると、第１の凸部２３ｃ及び第２の凸部２３ｄを覆い隠す。前述のように、封止材Ｓは固化する過程で熱収縮するが、この場合、凸部２３ｃ，２３ｄを覆っていた封止材Ｓが凸部２３ｃ，２３ｄを挟み付けるように収縮するので封止材Ｓが固化する過程での剥離は防止される。その結果として、剥離の成長を抑制してカートリッジモジュール１の品質向上を図る上で有効である。   In addition, on the inner surface of the bottom side tubular portion 23 of the header member 9, an annular first convex portion 23 c and a second convex portion 23 d are formed along the axis L of the header member 9. When the sealing material S is filled in the header member 9, it covers the first and second protrusions 23 c and 23 d. As described above, the sealing material S is thermally contracted in the process of solidification. In this case, the sealing material S covering the convex portions 23c and 23d contracts so as to sandwich the convex portions 23c and 23d. Peeling in the process in which the stop material S is solidified is prevented. As a result, it is effective in improving the quality of the cartridge module 1 by suppressing the growth of peeling.

また、本実施形態に係るカートリッジモジュール１は、上述のヘッダ部材９を用いてヘッダ部１ａが形成されているので、封止材Ｓの固化によって封止部１５が形成される際の剥離の発生及び伝播は抑制されており、高い品質を期待できる。   Further, in the cartridge module 1 according to the present embodiment, since the header portion 1a is formed using the header member 9 described above, occurrence of peeling when the sealing portion 15 is formed by solidification of the sealing material S is generated. In addition, propagation is suppressed and high quality can be expected.

また、カートリッジモジュール１は、中空糸膜束７を環状に取り囲む筒状の保護部材１１を備えているので、中空糸膜束７は、保護部材１１によって纏まり良く保持され、外的衝撃などから保護される。   In addition, since the cartridge module 1 includes the cylindrical protective member 11 that surrounds the hollow fiber membrane bundle 7 in an annular shape, the hollow fiber membrane bundle 7 is held together by the protective member 11 and protected from external impacts and the like. Is done.

また、保護部材１１には、ヘッダ部１ａに固定される両端部から軸線Ｌ方向に突き出した線状（ライン状）の突出部１１ｃが形成されている。保護部材１１の端部が、例えば、突出部１１ｃの無い平坦な円周によって形成されている場合、この端部で剥離が生じると、その剥離は円周方向に伝播し易く、剥離が成長し易い。しかしながら、本実施形態に係る保護部材１１によれば、突出部１１ｃが障害物となって周方向への剥離の伝播は阻止されるため、剥離の成長を抑えるのに有効である。なお、突出部１１ｃの効果については、カートリッジモジュール１を作製する工程でのキュアリング前後等の外観から見える剥離発生の有無で確認することができる。   Further, the protection member 11 is formed with a linear (line-shaped) protruding portion 11c protruding in the direction of the axis L from both ends fixed to the header portion 1a. For example, when the end portion of the protective member 11 is formed by a flat circumference without the protruding portion 11c, if peeling occurs at this end portion, the peeling easily propagates in the circumferential direction, and the peeling grows. easy. However, according to the protective member 11 according to the present embodiment, since the protrusion 11c becomes an obstacle and propagation of peeling in the circumferential direction is prevented, it is effective in suppressing the growth of peeling. In addition, the effect of the protrusion part 11c can be confirmed by the presence or absence of occurrence of peeling visible from the appearance before and after the curing in the process of manufacturing the cartridge module 1.

また、カートリッジモジュール１を用いて膜ろ過を行っている際にも、例えば、物理洗浄や薬品洗浄などに起因してヘッダ部１ａと封止部１５との間で剥離が発生してしまう可能性がある。しかしながら、本実施形態では、ヘッダ部１ａと封止部１５とは強固に接着（結合）されているので、剥離の発生を効果的に防ぐことができ、また、仮に剥離が発生した場合であっても、剥離の成長を効果的に抑えることができる。   Further, even when membrane filtration is performed using the cartridge module 1, there is a possibility that separation occurs between the header portion 1 a and the sealing portion 15 due to, for example, physical cleaning or chemical cleaning. There is. However, in this embodiment, since the header portion 1a and the sealing portion 15 are firmly bonded (bonded), the occurrence of peeling can be effectively prevented, and the case where peeling occurs temporarily. However, the growth of peeling can be effectively suppressed.

また、上述のカートリッジモジュール（膜モジュール）１の製造方法によれば、封止部１５を形成する過程において、ヘッダ部材９の入口側で剥離が発生しても、入口側筒部２１の内面と底側筒部２３の内面との間に形成された段差Ｓｔによって入口側筒部２１側から底側筒部２３への剥離の伝播は阻止される。さらに、ヘッダ部材９の内部に充填された封止材Ｓは環状の浅溝２１ａ，２３ｂや深溝２３ａ内に進入して固化されるので、ヘッダ部材９と封止材Ｓとの接触面同士が凹凸状に嵌合して強固に接着（結合）され、剥離の発生や成長を抑えるのに有効である。その結果として、品質の高いカートリッジモジュール１を製造することができる。
（ヘッダ部材の表面処理） Moreover, according to the manufacturing method of the cartridge module (membrane module) 1 described above, even if peeling occurs on the inlet side of the header member 9 in the process of forming the sealing portion 15, Propagation of peeling from the inlet side cylinder part 21 side to the bottom side cylinder part 23 is prevented by the step St formed between the inner surface of the bottom side cylinder part 23. Further, since the sealing material S filled in the header member 9 enters into the annular shallow grooves 21a and 23b and the deep grooves 23a and is solidified, the contact surfaces of the header member 9 and the sealing material S are in contact with each other. It fits in a concavo-convex shape and is firmly bonded (bonded), which is effective in suppressing the occurrence and growth of peeling. As a result, the cartridge module 1 with high quality can be manufactured.
(Surface treatment of header member)

次に、モジュール前躯体５を構成するヘッダ部材９の内面に施される表面処理について詳しく説明する。ヘッダ部材９の内面には、親水化のための所定の表面処理が施されており、この表面処理（親水化処理）により、封止材Ｓとヘッダ部材９との接触部位における優れた接着力が期待できる。表面処理の効果は、カートリッジモジュール１を作製する工程でのキュアリング前後等の外観から見える剥離発生の有無で確認することができる。   Next, the surface treatment applied to the inner surface of the header member 9 constituting the module precursor 5 will be described in detail. The inner surface of the header member 9 is subjected to a predetermined surface treatment for hydrophilization, and by this surface treatment (hydrophilization treatment), excellent adhesive force at the contact portion between the sealing material S and the header member 9 is obtained. Can be expected. The effect of the surface treatment can be confirmed by the presence or absence of occurrence of peeling that can be seen from the appearance before and after the curing in the process of manufacturing the cartridge module 1.

この表面処理方法としては、薬品処理、火炎処理、プライマー処理、コロナ放電処理、レーザー処理、プラズマ処理など、様々な方法を適宜に採用できる。特に、これらの表面処理のうち、作業性、安全性、及び品質安定性の観点より、プラズマ処理か、コロナ放電処理が好ましい。   As this surface treatment method, various methods such as chemical treatment, flame treatment, primer treatment, corona discharge treatment, laser treatment, and plasma treatment can be appropriately employed. Of these surface treatments, plasma treatment or corona discharge treatment is preferred from the viewpoints of workability, safety, and quality stability.

なお、本発明者は、ヘッダ部材９の表面処理方法としてプラズマ処理とコロナ放電処理とを鋭意検討した結果、以下の知見を得た。一つは、大気圧下でのプラズマ処理とコロナ放電処理とでは、親水化処理効果に大差がなく、どちらでも使用することができるという点である。また、一般的にプラズマ処理と言えば、真空下（低圧）での処理を指す事が多いが、この方法は処理設備の制約も多く、量産化には向いていない。一方で、大気圧下のプラズマ処理を採用するようにすれば、複雑な形状や、多量の処理にも適しているという点である。なお、プラズマ処理の場合には、空気プラズマでも不活性ガスプラズマでも処理効果の継続性は変わらないという知見を得た。   In addition, as a result of earnestly examining the plasma treatment and the corona discharge treatment as the surface treatment method of the header member 9, the present inventor obtained the following knowledge. One is that there is no great difference in the hydrophilization effect between the plasma treatment and the corona discharge treatment under atmospheric pressure, and either can be used. Further, generally speaking, plasma processing often refers to processing under vacuum (low pressure), but this method is not suitable for mass production due to many limitations on processing equipment. On the other hand, if plasma processing under atmospheric pressure is adopted, it is suitable for complicated shapes and for large amounts of processing. In the case of plasma treatment, it has been found that the continuity of the treatment effect remains the same regardless of whether it is air plasma or inert gas plasma.

このような表面処理による親水化メカニズムについては、プラズマ処理やコロナ放電処理により、ヘッダ部材９の最表面への酸素原子の導入等の変性、封止材Ｓとの反応面の洗浄性、最表面の凸凹性アップ（アンカー効果）、極性官能基の導入、官能基や反応性基、極性基の活性化等により、強固な接着力を有すると考えている。   As for the hydrophilization mechanism by such surface treatment, plasma treatment or corona discharge treatment can be used to modify the introduction of oxygen atoms into the outermost surface of the header member 9, cleanability of the reaction surface with the sealing material S, outermost surface, etc. It is considered that it has a strong adhesive force by improving the unevenness (anchor effect), introducing a polar functional group, activating a functional group, a reactive group, or a polar group.

なお、材料表面の親水性は種々ある評価指標で定量化することができるが、表面に特定の溶媒を静置した際の接触角（θ）を測定する方法が簡便である。   The hydrophilicity of the material surface can be quantified by various evaluation indexes, but a method of measuring the contact angle (θ) when a specific solvent is allowed to stand on the surface is simple.

上記の表面処理方法によれば、処理後の水接触角（θ）は、処理前の９０〜１１０度に対して、処理後には６０度以下になることが確認できる。処理効果には経時変化があるので、量産性を考えた場合には、処理後の水接触角（θ）は５０度以下が好ましい。なお、表面処理として大気圧プラズマ処理を用いた場合には、処理条件として、次のような制御因子が存在し、処理条件により効果が当然異なる。制御因子としては、使用ガス種、プラズマ照射口の形状、プラズマ照射口から処理面までの距離、ガス供給量、プラズマ出力（処理電力）、照射口の移動速度、処理時間等である。なお、これらの制御因子はコロナ放電処理でも基本的に同じである。   According to said surface treatment method, it can confirm that the water contact angle ((theta)) after a process becomes 60 degrees or less after a process with respect to 90-110 degree | times before a process. Since the treatment effect varies with time, when considering mass productivity, the water contact angle (θ) after treatment is preferably 50 degrees or less. When atmospheric pressure plasma treatment is used as the surface treatment, the following control factors exist as treatment conditions, and the effect naturally varies depending on the treatment conditions. Control factors include the type of gas used, the shape of the plasma irradiation port, the distance from the plasma irradiation port to the processing surface, the gas supply amount, the plasma output (processing power), the moving speed of the irradiation port, the processing time, and the like. These control factors are basically the same in the corona discharge treatment.

表面処理（親水化処理）効果は経時変化するが、本発明者の測定結果では、時間と経過と共に水接触角（θ）が大きくなってくる。つまり親水化効果が薄れてくるので、処理後は速やかに接着工程へ進む事が必要であるが、好ましくは２４時間以内、さらに好ましくは１２時間以内、より好ましくは８時間以内である。   The surface treatment (hydrophilization treatment) effect changes with time, but the water contact angle (θ) increases with time and passage in the measurement results of the present inventors. That is, since the hydrophilizing effect is diminished, it is necessary to proceed to the bonding step immediately after the treatment, but it is preferably within 24 hours, more preferably within 12 hours, and more preferably within 8 hours.

表面親水化処理の効果の確認には、所定材料の板材を用意して、各種条件（ガス流量、基板−照射部間距離、走査速度）にて表面処理を実施し、まずは表面親水化処理効果を水接触角にて判断した。また、処理効果の経時変化については、処理サンプルを室内に放置し、接触角の数値で評価を実施した。さらに、接着力が強力になった事や処理効果の経時変化の確認は、表面親水化処理後の板材（幅２ｃｍ、長さ１０ｃｍ、厚み５ｍｍの板材）に封止材（接着剤）Ｓを用いて接着（長さ１ｃｍで重ね合わせの貼り付け状態）し、キュアリング後に強度試験機にてせん断強度を測定することで評価した。   To confirm the effect of surface hydrophilization treatment, prepare a plate of a predetermined material and perform surface treatment under various conditions (gas flow rate, substrate-irradiation part distance, scanning speed). Was determined by the water contact angle. In addition, with respect to the change over time of the treatment effect, the treatment sample was left in the room and the evaluation was carried out using the numerical value of the contact angle. Furthermore, confirming that the adhesive strength has become stronger and that the treatment effect has changed over time is obtained by applying a sealing material (adhesive) S to the plate material after surface hydrophilization treatment (plate material having a width of 2 cm, a length of 10 cm, and a thickness of 5 mm). It was evaluated by measuring the shear strength with a strength tester after curing and bonding (overlapping state with a length of 1 cm).

せん断強度測定に用いた評価装置は、テンシロン万能試験機（型式ＲＴＦ−１３５０）で、サンプルを引っ張り、基材が破断するのか、接着部が剥離するのか、及びその時の最大点荷重として強度を数値化した。   The evaluation device used for measuring the shear strength is a Tensilon universal testing machine (model RTF-1350). The sample is pulled, whether the substrate breaks or the bonded portion peels, and the strength is numerically expressed as the maximum point load at that time. Turned into.

なお、処理効果の確認に用いた基材は、ポリサルホンを基準とし、比較対象としてＰＰ，ＰＥ，ＡＢＳを用いて同一条件下での効果を確認したが、表面親水化処理が確実にできた場合には、接触角の絶対値は異なるが、傾向はほぼ同じである事が確認できた。   In addition, the base material used for the confirmation of the treatment effect was based on polysulfone, and the effect under the same conditions was confirmed using PP, PE, ABS as a comparison target. However, the absolute value of the contact angle was different, but the tendency was almost the same.

以下、実施例及び比較例に基づいて本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated more concretely based on an Example and a comparative example, this invention is not limited to a following example.

（多孔質中空糸膜の製造例）
ポリスルホン（ＳＯＬＶＡＹ ＡＤＶＡＮＣＥＤ ＰＯＬＹＭＥＲＳ社製、Ｕｄｅｌ Ｐ３５００）１８重量％、ポリビニルピロリドン（ＢＡＳＦ社製、Ｌｕｖｉｔｅｃ ｋ８０）１５重量％を、Ｎ−メチル−２−ピロリドン６２重量％に７０℃で撹拌溶解し、グリセリン５重量％を加えてさらに撹拌し製膜原液を調整した。この製膜原液を二重環紡糸ノズル（最外径２．４ｍｍ、中間径１．２ｍｍ、最内径０．６ｍｍ、以下の実施例でも同じ物を用いた）から内部凝固液の９０重量％ＮＭＰ水溶液と共に７０℃で押し出し、５０ｍｍの空走距離を通し、８０℃の水中で凝固させた。このとき、紡口から凝固浴までを温度調整可能な底面積３８ｃｍ２の筒状物で囲い空走部分の温度を７５℃、相対湿度１００％（絶対湿度２４０ｇ／ｍ３）とした。このとき水中で脱溶媒を行った後、２０００ｐｐｍの次亜塩素酸ナトリウム水溶液中で１５時間ポリビニルピロリドンを分解処理後、９０℃で３時間水洗を行い、多孔質中空糸膜を得た。得られた中空糸は、外径が２．３ｍｍφ、内径１．４ｍｍφ、最小孔径０．４μｍ、初期純水透水量８０Ｌ／ｈｒであった。 (Production example of porous hollow fiber membrane)
Polysulfone (SOLVAY ADVANCED POLYMERS, Udel P3500) 18% by weight and polyvinylpyrrolidone (BASF, Luvitec k80) 15% by weight were dissolved in N-methyl-2-pyrrolidone 62% by weight at 70 ° C. to obtain glycerin 5 Weight% was added and further stirred to prepare a film-forming stock solution. This film-forming stock solution was fed from a double ring spinning nozzle (outer diameter 2.4 mm, intermediate diameter 1.2 mm, inner diameter 0.6 mm, the same was used in the following examples) to 90 wt% NMP of the internal coagulation liquid. The solution was extruded with an aqueous solution at 70 ° C., passed through a free running distance of 50 mm, and coagulated in water at 80 ° C. At this time, the temperature from the spinneret to the coagulation bath was surrounded by a cylinder having a bottom area of 38 cm 2 , and the temperature of the free running portion was 75 ° C. and the relative humidity was 100% (absolute humidity 240 g / m 3 ). At this time, after removing the solvent in water, polyvinylpyrrolidone was decomposed in an aqueous 2000 ppm sodium hypochlorite solution for 15 hours and then washed with water at 90 ° C. for 3 hours to obtain a porous hollow fiber membrane. The obtained hollow fiber had an outer diameter of 2.3 mmφ, an inner diameter of 1.4 mmφ, a minimum pore diameter of 0.4 μm, and an initial pure water permeability of 80 L / hr.

［カートリッジモジュールの試験］
（実施例１、２、３、４、５）
ポリサルホン製の丸棒（２００ｍｍφ＊１０００ｍｍＬ）から所定の構造のヘッダ部材を切削加工で作製し、ＰＰ製ネット（保護部材）、ヘッダ部材内部の表面処理（表面親水化処理）の有無、溝加工（レ溝、角溝）、クロス板サイズ、ヘッダ部材内部の構造、保護部材の軸線方向端部の構造を各種変えて、膜面積１２ｍ２となるように製造例１で得られた多孔質中空糸膜を入れ、実用サイズのモジュールを作製し、剥離状態の観察評価を行った。ヘッダ部材内部への封止材（接着剤）の充填は遠心接着法を用いて行い、接着剤はエポキシ樹脂、遠心力３５Ｇ、遠心機雰囲気温度３５℃、遠心時間４時間、キュアリングは５０℃で４８時間、その後９０℃で１６時間実施した。キュアリング後は、ヘッダ部材の所定の位置を切断してモジュール端面を形成し、中空部及び切断端面の観察を実施した。観察は生産途中を含め、剥離の有無を中心に実施した。観察結果を表１に示す。なお、表１の「ヘッダ部材の内径比」とは、（底側筒部の内径）／（入口側筒部の内径）を意味する。 [Cartridge module test]
(Examples 1, 2, 3, 4, 5)
A header member of a predetermined structure is manufactured by cutting from a polysulfone round bar (200mmφ * 1000mmL), PP net (protective member), presence / absence of surface treatment (surface hydrophilization treatment) inside the header member, groove processing ( The porous hollow fiber obtained in Production Example 1 so as to have a membrane area of 12 m 2 by variously changing the structure of the cross-plate size, the structure inside the header member, and the structure of the axial end of the protective member. The membrane was put in, a module of practical size was produced, and the peeled state was observed and evaluated. The sealing material (adhesive) is filled in the header member using a centrifugal bonding method. The adhesive is an epoxy resin, the centrifugal force is 35 G, the centrifuge atmosphere temperature is 35 ° C., the centrifuge time is 4 hours, and the curing is 50 ° C. For 48 hours, and then at 90 ° C. for 16 hours. After curing, a predetermined position of the header member was cut to form a module end face, and the hollow portion and the cut end face were observed. Observation was conducted mainly on the presence or absence of peeling, including during production. The observation results are shown in Table 1. The “inner diameter ratio of the header member” in Table 1 means (the inner diameter of the bottom cylinder) / (the inner diameter of the inlet cylinder).

なお、実際に使用するカートリッジモジュールにおいては、外観から見える剥離の程度によっては、問題にならない場合も多々あるが、剥離部が少量でもあると、使用時の冷熱温度差や使用サイクルによって、剥離部が増大する可能性があるので、定性的ではあるが剥離発生の有無を評価基準とした。本発明者のモジュール評価においても、剥離発生部が無い場合には何の問題も生じない事は確認している。   In actual use, the cartridge module may not cause a problem depending on the degree of peeling visible from the appearance. Therefore, it was qualitatively determined whether or not peeling occurred. Even in the module evaluation by the present inventor, it has been confirmed that no problem occurs when there is no peeling occurrence portion.

（比較例１、２）
実施例１〜５と類似の構造にてモジュールを作成し、同様に観察を実施した。なお、モジュール化の条件は全て合わせている。観察結果を表２に示す。なお、表２の「ヘッダ部材の内径比」とは、（底側筒部の内径）／（入口側筒部の内径）を意味する。また、比較例１では、底側筒部に形成した溝に対する入口側筒部の溝の深さは非常に浅く、そのため、表２で示す底側筒部の溝に対する入口側筒部の溝の平均深さの比は“０．０１”となっている。また、比較例２では、底側筒部の内面に実質的な溝は形成されておらず、また、入口側筒部の内面にも実質的な溝は形成されていない。そのため、表２で示す底側筒部の溝と入口側筒部の溝とは実質的に同一の深さである考え、底側筒部の溝に対する入口側筒部の溝の平均深さの比は“１．０”となっている。 (Comparative Examples 1 and 2)
Modules were created with a structure similar to that of Examples 1 to 5, and observed in the same manner. All the modularization conditions are matched. The observation results are shown in Table 2. The “inner diameter ratio of the header member” in Table 2 means (inner diameter of the bottom side cylinder part) / (inner diameter of the inlet side cylinder part). Further, in Comparative Example 1, the depth of the groove of the inlet side cylinder part with respect to the groove formed in the bottom side cylinder part is very shallow. Therefore, the groove of the inlet side cylinder part with respect to the groove of the bottom side cylinder part shown in Table 2 is reduced. The ratio of the average depth is “0.01”. Moreover, in the comparative example 2, the substantial groove | channel is not formed in the inner surface of a bottom side cylinder part, and the substantial groove | channel is not formed also in the inner surface of an entrance side cylinder part. Therefore, the groove of the bottom side cylinder part and the groove of the inlet side cylinder part shown in Table 2 are considered to have substantially the same depth, and the average depth of the groove of the inlet side cylinder part with respect to the groove of the bottom side cylinder part is The ratio is “1.0”.

１…カートリッジモジュール（膜モジュール）、１ａ…ヘッダ部、６…モジュール端面、７…中空糸膜束、７ａ…中空糸膜、９…ヘッダ部材、２１…入口側筒部、２１ａ…浅溝、２３…底側筒部、２３ａ…深溝、２３ｂ…浅溝、２３ｃ…第１の凸部、２３ｄ…第２の凸部、１１…保護部材、１１ｃ…突出部、１５…封止部、Ｈ…保護部材の貫通孔、Ｌ…軸線、Ｓ…封止材、ｒ１…入口側筒部の内径、ｒ２…底側筒部の内径、Ｓｔ…段差。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Cartridge module (membrane module), 1a ... Header part, 6 ... Module end surface, 7 ... Hollow fiber membrane bundle, 7a ... Hollow fiber membrane, 9 ... Header member, 21 ... Inlet side cylinder part, 21a ... Shallow groove, 23 ... bottom side cylinder part, 23a ... deep groove, 23b ... shallow groove, 23c ... 1st convex part, 23d ... 2nd convex part, 11 ... protection member, 11c ... protrusion part, 15 ... sealing part, H ... protection Through hole of member, L ... axis, S ... sealing material, r1 ... inner diameter of inlet side cylinder part, r2 ... inner diameter of bottom side cylinder part, St ... step.

Claims (7)

中空糸膜束の端部に装着されると共に、内部に封止材が充填固化されることによって前記中空糸膜束に固定される有底筒状のヘッダ部材において、
前記中空糸膜束が挿入される入口側に設けられた入口側筒部と、前記入口側筒部よりも内径が小さく、且つ前記入口側筒部よりも底側に設けられた底側筒部と、を備え、
前記入口側筒部の内面と前記底側筒部の内面との間には段差が形成され、且つ前記入口側筒部及び前記底側筒部の少なくとも一方の内面には、前記ヘッダ部材の軸線回りに沿った環状の溝が形成されていることを特徴とするヘッダ部材。 In the bottomed cylindrical header member attached to the end of the hollow fiber membrane bundle and fixed to the hollow fiber membrane bundle by filling and solidifying the sealing material inside,
An inlet side cylinder part provided on the inlet side into which the hollow fiber membrane bundle is inserted, and a bottom cylinder part having an inner diameter smaller than that of the inlet side cylinder part and provided on the bottom side of the inlet side cylinder part And comprising
A step is formed between the inner surface of the inlet-side tube portion and the inner surface of the bottom-side tube portion, and at least one inner surface of the inlet-side tube portion and the bottom-side tube portion has an axis of the header member A header member characterized in that an annular groove is formed along the circumference. 前記溝は、前記入口側筒部に形成された浅溝と、前記底側筒部に形成されると共に、前記浅溝よりも深い深溝とを含むことを特徴とする請求項１記載のヘッダ部材。   2. The header member according to claim 1, wherein the groove includes a shallow groove formed in the inlet-side cylinder portion and a deep groove formed in the bottom-side cylinder portion and deeper than the shallow groove. . 前記底側筒部の内面には、前記ヘッダ部材の軸線回りに沿った環状の凸部が形成されていることを特徴とする請求項１または２記載のヘッダ部材。   3. The header member according to claim 1, wherein an annular convex portion is formed on an inner surface of the bottom-side cylinder portion along an axis of the header member. 請求項１〜３のいずれか一項記載の前記ヘッダ部材を用いて形成される筒状のヘッダ部と、前記ヘッダ部内に挿入された複数の中空糸膜からなる中空糸膜束と、前記中空糸膜束を前記ヘッダ部に固定する封止部と、前記中空糸膜の内部が開放されたモジュール端面と、を備えることを特徴とする膜モジュール。   The cylindrical header part formed using the said header member as described in any one of Claims 1-3, The hollow fiber membrane bundle which consists of several hollow fiber membranes inserted in the said header part, The said hollow A membrane module comprising: a sealing portion for fixing the yarn membrane bundle to the header portion; and a module end face in which the inside of the hollow fiber membrane is opened. 前記中空糸膜束を環状に取り囲み、前記中空糸膜束と一緒に前記封止部によって前記ヘッダ部に固定された筒状の保護部材を更に備え、
前記保護部材には、複数の貫通孔と、前記ヘッダ部に固定される側の端部から前記保護部材の軸線方向に突き出した線状の突出部とが設けられていることを特徴とする請求項４記載の膜モジュール。 Further comprising a cylindrical protective member that annularly surrounds the hollow fiber membrane bundle and is fixed to the header portion by the sealing portion together with the hollow fiber membrane bundle;
The protective member is provided with a plurality of through-holes and a linear protrusion protruding in an axial direction of the protective member from an end fixed to the header portion. Item 5. The membrane module according to Item 4. 前記保護部材は、網状であり、且つ前記貫通孔を形成する複数の網目を有し、前記突出部は前記保護部材の端部で環状に連なる複数の網目それぞれから突き出すように形成されていることを特徴とする請求項５記載の膜モジュール。   The protection member has a mesh shape and has a plurality of meshes that form the through-holes, and the protruding portions are formed so as to protrude from the plurality of meshes that are continuously connected to each other at the end of the protection member. The membrane module according to claim 5. 請求項１〜３のいずれか一項記載の前記ヘッダ部材を用いて膜モジュールを製造する方法において、
複数の中空糸膜を束ねて中空糸膜束を形成する工程と、
前記ヘッダ部材を前記中空糸膜束の端部に装着し、前記ヘッダ部材の内部に溶融状態の封止材を充填する工程と、
前記ヘッダ部材の内部に充填された前記封止材を固化させて封止部を形成する工程と、
前記封止部を形成した後に、前記中空糸膜の端部と一緒に前記ヘッダ部材の底側の一部及び前記封止部の一部を切断して複数の前記中空糸膜の内部が開放されたモジュール端面を形成する工程と、を含むことを特徴とする膜モジュールの製造方法。 In the method of manufacturing a membrane module using the header member according to any one of claims 1 to 3,
Bundling a plurality of hollow fiber membranes to form a hollow fiber membrane bundle;
Attaching the header member to an end of the hollow fiber membrane bundle, and filling the molten sealing material in the header member;
A step of solidifying the sealing material filled in the header member to form a sealing portion;
After forming the sealing portion, a part of the bottom side of the header member and a part of the sealing portion are cut together with an end portion of the hollow fiber membrane to open the inside of the plurality of hollow fiber membranes. Forming a module module end face, and a method for manufacturing a membrane module.
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