JP2018023964A - 中空糸膜モジュールの製造方法及び製造装置 - Google Patents
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Abstract
Description
[1]複数本の中空糸膜がシート状に揃えられた中空糸膜シート状物と、前記中空糸膜シート状物における前記中空糸膜の長さ方向の端部に設けられた集水管と、を備え、前記中空糸膜シート状物の前記集水管内に収容された収容部分において各中空糸膜がポッティング樹脂の硬化物によって相互に固定されている中空糸膜モジュールの製造方法であって、前記端部をポッティング用治具で固定し、前記中空糸膜シート状物のシート面を鉛直方向に対して傾斜させた状態で、ノズルから液状のポッティング樹脂を前記ポッティング用治具のスリット状の開口部より前記ポッティング用治具内に注入して硬化させ、前記収容部分で中空糸膜同士を固定するポッティング工程を有する、中空糸膜モジュールの製造方法。
[2]前記ポッティング用治具として集水管を用いる、[1]に記載の中空糸膜モジュールの製造方法。
[3]前記ポッティング工程の後、前記端部から前記ポッティング用治具を取り外し、前記端部に前記集水管を取り付ける、[1]に記載の中空糸膜モジュールの製造方法。
[4]前記シート面と鉛直方向とがなす角度が10〜60°である、[1]〜[3]のいずれかに記載の中空糸膜モジュールの製造方法。
[5]前記中空糸膜シート状物の幅方向に前記ノズルを移動させながら、前記ポッティング樹脂を前記ポッティング用治具内に注入する、[1]〜[4]のいずれかに記載の中空糸膜モジュールの製造方法。
[6]前記ノズルに対して前記中空糸膜シート状物を幅方向に移動させながら、前記ポッティング樹脂を前記ポッティング用治具内に注入する、[1]〜[4]のいずれかに記載の中空糸膜モジュールの製造方法。
[7]前記ノズルが前記中空糸膜シート状物の上方に位置する、[1]〜[6]のいずれかに記載の中空糸膜モジュールの製造方法。
[8]前記ポッティング樹脂を前記シート面に伝わらせて、前記ポッティング用治具のスリット状の開口部より前記ポッティング用治具内に注入して硬化させる、[1]〜[7]のいずれかに記載の中空糸膜モジュールの製造方法。
[9]前記中空糸膜シート状物の一対のシート面のうちの片方のシート面のみに前記ポッティング樹脂を供給する、[1]〜[8]のいずれかに記載の中空糸膜モジュールの製造方法。
[10]前記中空糸膜シート状物における前記中空糸膜の長さ方向の両方の端部をそれぞれ前記ポッティング用治具で固定し、前記中空糸膜シート状物を前記中空糸膜の長さ方向に上に凸となるように湾曲させ、両方の端部側において前記シート面を傾斜させた状態で、2つのノズルを用いて、液状の前記ポッティング樹脂を前記両方の端部に固定した前記ポッティング用治具のスリット状の開口部のそれぞれから前記ポッティング用治具内に注入して硬化させる、[9]に記載の中空糸膜モジュールの製造方法。
[11]複数本の中空糸膜がシート状に揃えられた中空糸膜シート状物と、前記中空糸膜シート状物における前記中空糸膜の長さ方向の端部に設けられた集水管と、を備え、前記中空糸膜シート状物の前記集水管内に収容された収容部分において各中空糸膜がポッティング樹脂の硬化物によって相互に固定されている中空糸膜モジュールを製造する装置であって、前記端部をポッティング用治具で固定した前記中空糸膜シート状物を、そのシート面が鉛直方向に対して傾斜した状態で保持する保持手段と、液状のポッティング樹脂を吐出するノズルと、を具備するポッティング装置を備える、中空糸膜モジュールの製造装置。
本発明の中空糸膜モジュールの製造装置を用いれば、ポッティング樹脂を容易に安定して注入でき、ノズルが接触して中空糸膜シート状物が損傷することも抑制できる。
以下、本発明の製造方法で製造する中空糸膜モジュールの一例を示して説明する。
本実施形態の中空糸膜モジュール1は、図1〜3に示すように、重ねられた4枚の中空糸膜シート状物10と、4枚の中空糸膜シート状物10の長さ方向の両端部に装着された一対の長尺な集水管12a,12bと、を備えている。重ねられた4枚の中空糸膜シート状物10の各端部11a,11b側の収容部分13a,13bは、各集水管12a,12bにそれぞれ挿入されて収容された状態で、固定用のポッティング樹脂の硬化物からなるポッティング部14により集水管12a,12bに液密に固定されている。
中空糸膜モジュールにおける中空糸膜シート状物の枚数は、4枚には限定されず、1枚であってもよく、2枚以上の任意の枚数であってもよい。
距離L2は、適宜設定することができ、8〜50mmが好ましい。
第1結束部18aが前記弾性体で形成されていれば、重ねられた第1結束部18a同士や、第1結束部18aと集水管12a,12bの側壁部20a,20bとの間のシール性が充分に発揮されやすい。そのため、液状のポッティング樹脂を集水管12a,12b内に注入する際にポッティング樹脂が第1結束部18aよりも底部20c側に漏れることが抑制されやすい。第2結束部18bが前記弾性体で形成されていれば、液状のポッティング樹脂を集水管12a,12b内に注入する際に、毛細管現象によるポッティング樹脂の過度な這い上がりを抑制しやすい。
なお、JIS K6253のデュロメータ硬さの規格は、ISO 7619に対応する。
中空糸膜モジュール1では、4枚の中空糸膜シート状物10が、それぞれの第1結束部18a同士が密着し、第2結束部18b同士が密着するように重ねられている。このように重ねられた状態で、各中空糸膜シート状物10の第1結束部18aが設けられた端部11a,11bが集水管12a,12b内に挿入されている。
なお、距離Lとは、集水管12b側の第2結束部18bの場合、中空糸膜16の長さ方向における、集水管12bの開口部22から(側壁部20a,20bの先端面から)、第2結束部18bの集水管12b側の側端までの長さである。集水管12a側の第2結束部18bの距離Lについても同様である。
中空糸膜モジュール1においては、中空糸膜シート状物10を形成する複数の中空糸膜16で濾過された処理後の液体が、集水管12a,12bの集水空間26内に一旦集められてから、集水管12a,12bの長手方向の末端に形成された取水口28を経て、中空糸膜モジュール1の外部へ取り出されるようになっている。
本発明の中空糸膜モジュールの製造方法は、中空糸膜シート状物における中空糸膜の長さ方向の端部をポッティング用治具で固定し、前記中空糸膜シート状物のシート面を鉛直方向に対して傾斜させた状態で、ノズルから液状のポッティング樹脂を前記ポッティング用治具のスリット状の開口部より前記ポッティング用治具内に注入して硬化させ、中空糸膜シート状物の収容部分で中空糸膜同士を相互に固定するポッティング工程を有する。ここでシート面とは、中空糸膜シート状物において、複数本の揃えられた中空糸膜によって略平面状に形成されている面をいう。
中空糸膜モジュールの製造装置100(以下、単に「製造装置100」という。)は、図4に示すように、保持手段110と、ノズル50とを具備するポッティング装置102を備えている。保持手段110は、長尺の板状の基板部112と、基板部112の上面から突出し、長さ方向に延在する凸条部114とを備えている。凸条部114は、長さ方向に垂直な方向に切断した断面形状が三角形状であり、一方に傾斜面114aを有している。凸条部114の傾斜面114aには、中空糸膜シート状物10の端部11a,11bが挿入された集水管12a,12bを立て掛けられるようになっている。このように凸条部114の傾斜面114aに集水管12a,12bを立て掛けることで、中空糸膜シート状物10が、そのシート面10aが鉛直方向に対して傾斜した状態で保持される。
ノズル50からのポッティング樹脂Pの吐出方向は、鉛直下方であることが好ましい。なお、ポッティング樹脂Pの吐出方向は、本発明の効果を損なわない範囲であれば、鉛直方向に対して傾斜していてもよい。ポッティング樹脂Pの吐出方向を鉛直方向に対して傾斜させる場合であっても、鉛直方向に対する吐出方向の傾きは45°以下とすることが好ましい。
中空糸膜シート状物10を鉛直方向に立てた状態で注入を行う場合、集水管12a内を充分な量のポッティング樹脂Pで満たして中空糸膜シート状物10をしっかりと固定するには、中空糸膜シート状物10の一方のシート面10a側と、他方のシート面10b側の両方からポッティング樹脂Pを注入する必要がある。しかし、中空糸膜シート状物10を傾斜させて注入を行う場合、シート面10a側から注入したポッティング樹脂Pは重力によってシート面10b側まで移動しやすい。このように、一方のシート面側からのポッティング樹脂の注入のみでも、集水管内を充分な量のポッティング樹脂で満たして中空糸膜シート状物をしっかりと固定することができる。ポッティング樹脂の注入を機械により自動化する場合、この点でも機械を簡略化できるため、コストをさらに低減できる。
保持手段110Aは、長尺の板状の基板部112Aと、基板部112Aの上面から突出し、長さ方向に延在する凸条部114A,114Bと、凸条部114Aと凸条部114Bの間に長さ方向に延在するシート支持部116と、を備えている。
10 中空糸膜シート状物
10a,10b シート面
12a,12b 集水管
14 ポッティング部
16 中空糸膜
Claims (11)
- 複数本の中空糸膜がシート状に揃えられた中空糸膜シート状物と、前記中空糸膜シート状物における前記中空糸膜の長さ方向の端部に設けられた集水管と、を備え、前記中空糸膜シート状物の前記集水管内に収容された収容部分において各中空糸膜がポッティング樹脂の硬化物によって相互に固定されている中空糸膜モジュールの製造方法であって、
前記端部をポッティング用治具で固定し、前記中空糸膜シート状物のシート面を鉛直方向に対して傾斜させた状態で、ノズルから液状のポッティング樹脂を前記ポッティング用治具のスリット状の開口部より前記ポッティング用治具内に注入して硬化させ、前記収容部分で中空糸膜同士を固定するポッティング工程を有する、中空糸膜モジュールの製造方法。 - 前記ポッティング用治具として集水管を用いる、請求項1に記載の中空糸膜モジュールの製造方法。
- 前記ポッティング工程の後、前記端部から前記ポッティング用治具を取り外し、前記端部に前記集水管を取り付ける、請求項1に記載の中空糸膜モジュールの製造方法。
- 前記シート面と鉛直方向とがなす角度が10〜60°である、請求項1〜3のいずれか一項に記載の中空糸膜モジュールの製造方法。
- 前記中空糸膜シート状物の幅方向に前記ノズルを移動させながら、前記ポッティング樹脂を前記ポッティング用治具内に注入する、請求項1〜4のいずれか一項に記載の中空糸膜モジュールの製造方法。
- 前記ノズルに対して前記中空糸膜シート状物を幅方向に移動させながら、前記ポッティング樹脂を前記ポッティング用治具内に注入する、請求項1〜4のいずれか一項に記載の中空糸膜モジュールの製造方法。
- 前記ノズルが前記中空糸膜シート状物の上方に位置する、請求項1〜6のいずれか一項に記載の中空糸膜モジュールの製造方法。
- 前記ポッティング樹脂を前記シート面に伝わらせて、前記ポッティング用治具のスリット状の開口部より前記ポッティング用治具内に注入して硬化させる、請求項1〜7のいずれか一項に記載の中空糸膜モジュールの製造方法。
- 前記中空糸膜シート状物の一対のシート面のうちの片方のシート面のみに前記ポッティング樹脂を供給する、請求項1〜8のいずれか一項に記載の中空糸膜モジュールの製造方法。
- 前記中空糸膜シート状物における前記中空糸膜の長さ方向の両方の端部をそれぞれ前記ポッティング用治具で固定し、前記中空糸膜シート状物を前記中空糸膜の長さ方向に上に凸となるように湾曲させ、両方の端部側において前記シート面を傾斜させた状態で、2つのノズルを用いて、液状の前記ポッティング樹脂を前記両方の端部に固定した前記ポッティング用治具のスリット状の開口部のそれぞれから前記ポッティング用治具内に注入して硬化させる、請求項9に記載の中空糸膜モジュールの製造方法。
- 複数本の中空糸膜がシート状に揃えられた中空糸膜シート状物と、前記中空糸膜シート状物における前記中空糸膜の長さ方向の端部に設けられた集水管と、を備え、前記中空糸膜シート状物の前記集水管内に収容された収容部分において各中空糸膜がポッティング樹脂の硬化物によって相互に固定されている中空糸膜モジュールを製造する装置であって、
前記端部をポッティング用治具で固定した前記中空糸膜シート状物を、そのシート面が鉛直方向に対して傾斜した状態で保持する保持手段と、
液状のポッティング樹脂を吐出するノズルと、を具備するポッティング装置を備える、中空糸膜モジュールの製造装置。
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