JP6016184B2 - 樹脂注入用治具 - Google Patents

Description

本発明は、概略的には、樹脂注入用治具、および液状樹脂注入方法に関し、詳細には、浄水器に使用される中空糸膜モジュールの製造において中空糸膜が収容されたケーシングに液状樹脂を注入する際に使用される樹脂注入用治具、およびこのような治具を使用した液状樹脂注入方法に関する。

近年、各家庭などにおいて、水道水を浄化する浄水器が一般に使用されてきている。このような浄水器では、例えば、円筒状ケーシング１０内に、中空糸膜１２の円柱体１４の一端１４ａが接着剤（硬化樹脂）層１６で固定されている中空糸膜モジュール１８（図１）を濾過材として使用してすることが多い。

このような中空糸膜モジュール１８を製造する方法の１つとして、特許文献１に示されているような方法が提案されている。

この方法では、中空糸膜１２を多数回一定の長さで折返しシート状とした後、その一端端の近傍をポリエステルフィラメント糸などのかがり糸２０で編んで長尺状編地２２（図２）とし、この長尺状編地２２を、所定長に切断し、中空糸膜１２の長さ方向に直交する方向に巻き込んで円柱体１４とする。

一方、この円柱体１４を収容することになるケーシング１０を、液状樹脂注入用治具２４の上面に形成された第１の凹部２６に収容する。そして、この円筒状ケーシング１０の一端部に、円柱体１４を収容する（図３）。

さらに、液状樹脂注入用治具２４の第２の凹部２８に接着剤である液状樹脂Ｒを収容する樹脂ポット３０を収容し、樹脂ポット３０に液状樹脂Ｒを充填する（図４）。ここで、第１の凹部２６の底部と第２の凹部２８の底部は、流路３２によって流体連通している。

次いで、ケーシング１０および樹脂ポット３０が取り付けられた液状樹脂注入用治具２４を、遠心機に取り付け、液状樹脂注入用治具２４の底部に向かう遠心力を作用させ、樹脂ポット３０内の液状樹脂Ｒを、樹脂ポット３０が収容された第２の凹部２８の底部から流路３２を通して第１の凹部２６に収容されたケーシング１０の底部に流し、液状樹脂Ｒをケーシング１０内に流入させ、ケーシング１０の内部空間の底部を横断する接着剤（硬化樹脂）層Ｒ１を形成する。この結果、ケーシング１０に収容された中空糸膜１２は、一体的にケーシング１０の内周面に接合される。

最後に、充填した液状樹脂Ｒを硬化させて中空糸膜１２を固定した後、ケーシング１０を液状樹脂注入用治具２４から取り外し、図５に示されているように、ケーシング１０の底部１０ａを切断し、ケーシングの１０の一端側で、中空糸膜１２が開口している中空糸膜カートリッジ１８（図１）を得る。

特許第４３３８４０４号公報

上述した液状樹脂の注入方法では、コスト低減等のために、液状樹脂注入用治具を再利用している。
液状樹脂注入用治具は、上述したように、液状樹脂Ｒが第２の凹部２８の底部から流路３２を通して第１の凹部２６に収容されたケーシング１０の底部に流されるので、使用後には、流路３２内に硬化した液状樹脂が、残存している。このため、液状樹脂注入用治具を再利用するにあたっては、流路内で硬化した液状樹脂を除去する作業が必要である。

この流路内で硬化した樹脂を除去する作業は容易ではないため、液状樹脂注入用治具を再利用できるようにする作業は、時間を要するものであった。

本発明はこのような問題に対処するためになされたものであり、簡単な作業で、再利用可能となる液状樹脂注入用治具、およびそのような液状樹脂注入用治具を使用した液状樹脂注入方法を提供することを目的とする。

本発明によれば、
浄水器に使用される中空糸膜モジュールの製造において中空糸膜が収容されたケーシングに液状樹脂を注入する際に使用される樹脂注入用治具であって、
前記ケーシングの開口端部を収容する第１の凹部と、
前記液状樹脂を収容する樹脂ポットを収容する第２の凹部と、
前記第１の凹部と第２の凹部とを連通する樹脂流路とを備え、
前記樹脂流路の水平流路部分が延びる平面と同一平面に形成された分割面に沿って分割可能であり、
前記第１の凹部が、複数箇所に設けられ、
前記樹脂流路が、前記第１の凹部の各々の下面中央に接続され、
前記第１の凹部の各々と前記第２の凹部とを連通する各樹脂流路は、等しい長さを有している、
ことを特徴とする液状樹脂注入用治具が提供される。

このような構成によれば、液状樹脂注入用治具の使用後に樹脂流路内で硬化した樹脂の除去を容易に行うことができる。
このような構成によれば、一回の注入作業で、複数のケーシングに同時に液状樹脂を注入することができる。

本発明の他の好ましい態様によれば、
前記第１の凹部および第２の凹部が、上方に向かって開口するように前記治具の上面に形成され、
前記樹脂流路が、前記第１の凹部の底面から下方に向かって延びる第１流路部分と、第２の凹部の底面から下方に向かって延びる第２流路部分と、前記治具内を水平に延び前記第１および第２流路部分の下端を接続する水平流路部分とを備え、
前記分割面が、前記水平流路部分に沿って配置されている。

本発明の他の好ましい態様によれば、
前記第２の凹部が、１つ設けられ、
前記複数の第１の凹部の各々に対して水平流路部分が、設けられ、
前記複数の水平流路部分が、同一の長さ及び内径を有している。

このような構成によれば、一回の注入作業で、複数のケーシングに同一条件で液状樹脂を注入することができる。

本発明の他の好ましい態様によれば、
前記複数の第１の凹部の各々に対応して、複数の第２の凹部が形成されている。

本発明の他の態様によれば、
浄水器に使用される中空糸膜が収容されたケーシングに液状樹脂を注入する際に使用される液状樹脂注入用治具であって、前記ケーシングの開口端部を収容する第１の凹部と、前記液状樹脂を収容する樹脂ポットを収容する第２の凹部と、前記第１の凹部と第２の凹部とを連通する樹脂流路とを備え、前記樹脂流路の水平流路部分が延びる平面と同一平面に形成された分割面に沿って分割可能であり、前記第１の凹部が、複数箇所に設けられ、前記樹脂流路が、前記第１の凹部の各々の下面中央に接続され、前記第１の凹部の各々と前記第２の凹部とを連通する各樹脂流路は、等しい長さを有している液状樹脂注入用治具を用いた液状樹脂注入方法であって、
中空糸膜を収容したケーシングの開口端部を前記第１の凹部に収容するステップと、
前記第２の凹部に樹脂ポットを収容するステップと、
前記樹脂ポットに液状樹脂を充填するステップと、
前記液状樹脂注入用治具を遠心機に装填するステップと、
前記遠心機を作動させ、遠心力によって、前記樹脂ポット内の液状樹脂を、前記ケーシングに注入するステップと、を備えている、
ことを特徴とする液状樹脂注入方法が提供される。

本発明によれば、簡単な作業で再利用可能となる液状樹脂注入用治具、およびそのような液状樹脂注入用治具を使用した液状樹脂注入方法が提供される。

中空糸膜モジュールの断面図である。 図１の中空糸膜モジュールに使用される中空糸膜の長尺状編地の平面図である。 中空糸膜モジュールの製造の一工程を説明する模式的な斜視図である。 従来技術の液状樹脂注入用治具の構成を示す概略的な断面図である。 中空糸膜モジュールの製造の一工程を説明する模式的な図面である。 本発明の第１実施形態の液状樹脂注入用治具の構成を示す概略的な断面図である。 図６の液状樹脂注入用治具を構成する本体下側部の構成を示す概略的な斜視図である。 本発明の第２実施形態の液状樹脂注入用治具の構成を概略的に示す断面図である。 図８の液状樹脂注入用治具の概略的な平面図である。 図８の液状樹脂注入用治具の変形例の液状樹脂注入用治具の概略的な平面図である。 図８の液状樹脂注入用治具のもう一つの変形例の液状樹脂注入用治具の概略的な平面図である。 図８の液状樹脂注入用治具のもう一つの変形例の液状樹脂注入用治具の概略的な平面図である。 図８の液状樹脂注入用治具のもう一つの変形例の液状樹脂注入用治具の概略的な平面図である。

以下、図面を参照して、本発明の好ましい実施形態の液状樹脂注入用治具について説明する。
図６は、本発明の第１の液状樹脂注入用治具に中空糸膜モジュールのケーシングおよび樹脂ポット等が取付けられた状態を示す概略的な断面図である。この液状樹脂注入用治具は、上述した従来技術の液状樹脂注入用治具２４と同様に、浄水器等に使用される中空糸膜モジュールの製造における、中空糸膜の円柱体が収容されたケーシングに液状樹脂（液状接着剤）を注入する作業を行うために使用される治具である。

本実施形態の液状樹脂注入用治具５０は、四角柱状の形状を備えた治具本体５２を備え、図６に示されているように、治具本体５２の上面５２ａに、中空糸膜モジュール１８のケーシング１０の一端部分を収容する単一の第１の凹部５４を備えている。第１の凹部５４は、上方に向かって開口し、ケーシング１０と相補的な円柱形状を有している。

治具本体５２は、上面５２ａに、略円筒状の樹脂ポット５６の下端部を収容する単一の第２の凹部５８を更に備えている。第２の凹部５８も、上方に向かって開口し、樹脂ポット５６と相補的な円柱形状を有している。樹脂ポット５６には、中空糸膜モジュール１８のケーシング１０に注入される液状樹脂Ｒが注入される。

液状樹脂注入用治具５０では、第１の凹部５４と第２の凹部５８とは、樹脂流路６０によって流体連通している。本実施形態では、樹脂流路６０は、第１の凹部５４の底面から下方に向かって延びる第１流路部分６２と、第２の凹部５８の底面から下方に向かって延びる第２流路部分６４と、治具本体５２内を水平に延び第１および第２流路部分６２、６４の下端を接続する水平流路部分６６とを備えている。

このような構成によって、第２の凹部５８内に収容された樹脂ポット５６内の液状樹脂Ｒが、第１の凹部５４内に収容された中空糸膜モジュールのケーシング１０の一端部（下端側部分）に供給可能とされている。

本実施形態の液状樹脂注入用治具５０では、治具本体５２が、軟質の合成樹脂、好ましくはシリコン樹脂で形成されている。
治具本体５２は、樹脂流路６０を含む分割面６８に沿って２分割されている。すなわち、本実施形態の液状樹脂注入用治具５０の治具本体５２は、分割面６８によって、分割面６８の上方側の本体上側部７０と、分割面６８の下方側の本体下側部７２に分割されている。

液状樹脂注入用治具５０の使用時には、本体上側部７０と本体下側部７２とは接合される。接合方法としては、図６に示されているように、ねじやクランプなどの解除が容易な締結具７４によって一体化する方法や、本体上側部７０と本体下側部７２に嵌め合い部分を設け一体化する方法が採用される。

本実施形態では、治具本体５２の分割面６８は、樹脂流路６０の水平流路部分６６が延びる平面と同一平面に形成されている。従って、本体上側部７０と本体下側部７２とが分割されると、図７に示されているように、分割面６８を形成する一方の面すなわち本体下側部７２の上面には樹脂流路６０の水平流路部分６６の下側部分が、凹部として露出することになる。さらに、分割面６８を形成する他方の面すなわち本体上側部７０の下面にも、樹脂流路６０の水平流路部分６６の上側部分が、露出することになる。

次に、液状樹脂注入用治具５０を使用した液状樹脂の注入工程について説明する。この注入工程は、浄水器に使用される中空糸膜モジュールの製造において中空糸膜が収容されたケーシングに液状樹脂（接着剤）を注入する工程である。

先ず、液状樹脂注入用治具５０の治具本体５２の第１の凹部５４に、中空糸膜１２の束（円柱体）１４が収容されているケーシング１０の開口端部を、第２の凹部５８に樹脂ポット５６をそれぞれ挿入する。このとき、治具本体５２の本体上側部７０と本体下側部７２とは、締結具７４によって、連結状態にされている。次いで、樹脂ポットの装填が完了すると、樹脂ポットに所定量の液状樹脂Ｒを充填する。

本実施形態で使用される中空糸膜としては、例えばセルロース系、ポリオレフィン系、ポリビニルアルコール系、ＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル）系、ポリスルフォン系などの材科からなる中空糸膜が挙げられる。とくに、ポリエチレン等の強伸度の高い材質からなる中空糸膜が好ましい。

液状樹脂としては、硬化後に中空糸膜を相互に結合し更に中空糸膜とケーシングの内壁との間を結合し、ケーシングの内部空間をケーシング長手方向に密閉する硬化樹脂層をケーシングの底部に形成することができる樹脂（接着剤）が使用される。具体的には、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン系充填材、各種ホットメルト樹脂等から、適宜選定され使用される。

次いで、治具本体５２にケーシング１０および樹脂ポット５６が取付けられた液状樹脂注入用治具５０を遠心機（図示せず）に装填する。
遠心機は、液状樹脂注入用治具５０に、治具本体５２の底方向に向かう遠心力を作用させることができるものであれば、どのような形式のものであってもよい。本実施形態で使用される遠心機としては、例えば、特許第４０９５８００号公報に記載されているような、旋回される回転部材に旋回に、旋回に伴う遠心力に応じて外方に揺動するバスケットが取付けられた遠心機が挙げられる。

さらに、遠心機を作動させて、遠心力によって、樹脂ポット５６内の液状樹脂Ｒ、樹脂流路６０を通して、ケーシング１０の内部空間の下部に注入する。

さらに、充填した液状樹脂Ｒを硬化させ、ケーシング１０の内部空間をケーシング長手方向に密閉する硬化樹脂層をケーシング１０の底部に形成させる。
さらに、中空糸膜１２が収容されているケーシング１０を液状樹脂注入用治具５０の治具本体５２から取り外し、ケーシング１０の底部を切断し、ケーシングの１０の一端側で、中空糸膜１２が開口している中空糸膜カートリッジ１８（図１）を得る。なお、樹脂ポット５６も液状樹脂注入用治具５０の治具本体５２から取り外される。

一方、ケーシング１０および樹脂ポット５６がとりはずされた治具本体５２は、再利用の為の処理工程に送られる。この処理工程で、治具本体５２は、締結具７４を解放することによって、本体上側部７０と本体下側部７２に分割され、樹脂流路６０内等で硬化した樹脂が除去される。

上述したように、治具本体５２は、分割面６８から分割されると、本体下側部７２の上面に樹脂流路６０の水平流路部分６６の下側部分が露出し、本体上側部７０の下面に樹脂流路６０の水平流路部分６６の上側部分が露出することになる。

したがって、治具本体５２を分割した状態では、樹脂流路６０内で硬化した樹脂を容易に除去することができる。
樹脂流路６０内等の樹脂の除去が完了すると、洗浄の処理がなされ、液状樹脂注入用治具５０は再利用される。

次に、本発明の第２実施形態の液状樹脂注入用治具８０について説明する。図８は、ケーシング等が取付けられた第２実施形態の液状樹脂注入用治具８０の構成を概略的に示す断面図であり、図９は、液状樹脂注入用治具８０の概略的な平面図である。

第２実施形態の液状樹脂注入用治具８０は、基本的な構成は、第１実施形態の液状樹脂注入用治具５０と同一である。以下、相違点を中心に液状樹脂注入用治具８０の構成を説明する

上記第１実施形態の液状樹脂注入用治具５０は、ケーシングを収容する第１の凹部を１つ備えた構成であったが、第２実施形態の液状樹脂注入用治具８０では、図９に示されているように、治具本体８２にケーシング１０を収容する第１の凹部８４が４つ設けられている。
また、本実施形態の液状樹脂注入用治具８０の治具本体８２には、樹脂ポット５６を収容する第２に凹部８６が１つ設けられている。

第２実施形態の液状樹脂注入用治具８０の治具本体８２においても、第１実施形態の液状樹脂注入用治具５０と同様に、各第１の凹部８４と第２の凹部８６を流体連通させる樹脂流路８８が形成されている。

樹脂流路８８は、第１の凹部８４の各々の底面から下方に向かって延びる第１流路部分９０と、第２の凹部８６の底面から下方に向かって延びる第２流路部分９２と、治具本体８２内を水平に延び第１流路部分９０の各々の下端と第２流路部分９２の下端とを接続する４本の水平流路部分９４とを備えている。各第１流路部分９０および各水平流路部分９４の長さ、断面形状および断面積は同一に設定されている。

さらに、第２実施形態の治具本体８２も、水平流路部分９４が延びる面に沿って配置された分割面９６に沿って、本体上側部分９８と本体下側部分１００に分割可能に形成されている。

本体上側部分９８と本体下側部分１００とは、分離可能に接合されている。接合方法としては、第１実施形態と同様に、ねじやクランプなどの解除が容易な締結具１０２によって一体化する方法や、本体上側部９８と本体下側部１００に嵌め合い部分を設け一体化する方法が採用される。

本実施形態の液状樹脂注入用治具８０も上記第１実施形態の液状樹脂注入用治具５０と同様に、中空糸膜モジュールのケーシング１０および樹脂ポット５６を収容した状態で遠心機に取付けられ、樹脂ポット５６内の液状樹脂Ｒがケーシング１０に注入される。

本発明の前記実施形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範囲内で種々の変更、変形が可能である。

上記第２実施形態は、液状樹脂注入用治具の治具本体に、４つの第１の凹部８４が形成された構成であったが、本発明は、図１０ないし図１２の平面図に示されているように、治具本体に第１の凹部１０４が、２つ、３つ、または５つ形成された液状樹脂注入用治具１０４、１０６、または１０８のような構成を備えるものであってもよい。

これらの構成においても、第１の凹部８４の各々と第２の凹部８６とは、第２実施形態の液状樹脂注入用治具８０と同様に樹脂流路（図示せず）で流体連通され、各樹脂流路の複数の水平流路部分、および各第１流路部分は、長さ、断面形状および断面積が同一に設定されている。

また、図１３の平面図に示されているような、複数の第１の凹部８４のそれぞれに対して１つずつの第２の凹部８６が設けられ、対となった第１の凹部８４と第２の凹部８６が樹脂流路で連通された液状樹脂注入用治具１１０であってもよい。

本発明は、水平流路部分が、本体上側部７０、本体下側部７２のいずれか一方に形成された凹部によって構成されるものでも、本体上側部７０および本体下側部７２の両側に形成された凹部を接合することによって構成されるものでもよい。

５０：液状樹脂注入用治具
５２：治具本体
５４：第１の凹部
５６：樹脂ポット
５８：第２の凹部
６０：樹脂流路
６２：第１流路部分
６４：第２流路部分
６６：水平流路部分

Claims (5)

1. 浄水器に使用される中空糸膜モジュールの製造において中空糸膜が収容されたケーシングに液状樹脂を注入する際に使用される樹脂注入用治具であって、
   前記ケーシングの開口端部を収容する第１の凹部と、
   前記液状樹脂を収容する樹脂ポットを収容する第２の凹部と、
   前記第１の凹部と第２の凹部とを連通する樹脂流路とを備え、
   前記樹脂流路の水平流路部分が延びる平面と同一平面に形成された分割面に沿って分割可能であり、
   前記第１の凹部が、複数箇所に設けられ、
   前記樹脂流路が、前記第１の凹部の各々の下面中央に接続され、
   前記第１の凹部の各々と前記第２の凹部とを連通する各樹脂流路は、等しい長さを有している、
   ことを特徴とする液状樹脂注入用治具。
2. 前記第１の凹部および第２の凹部が、上方に向かって開口するように前記治具の上面に形成され、
   前記樹脂流路が、前記第１の凹部の底面から下方に向かって延びる第１流路部分と、第２の凹部の底面から下方に向かって延びる第２流路部分と、前記治具内を水平に延び前記第１および第２流路部分の下端を接続する水平流路部分とを備え、
   前記分割面が、前記水平流路部分に沿って配置されている、
   請求項１に記載の液状樹脂注入用治具。
3. 前記複数の第１の凹部の各々に対して水平流路部分が設けられ、
   前記複数の水平流路部分が、同一の長さ及び内径を有している、
   請求項１に記載の液状樹脂注入用治具。
4. 前記複数の第１の凹部の各々に対応して、複数の第２の凹部が形成されている、
   請求項１に記載の液状樹脂注入用治具。
5. 浄水器に使用される中空糸膜が収容されたケーシングに液状樹脂を注入する際に使用される液状樹脂注入用治具であって、前記ケーシングの開口端部を収容する第１の凹部と、前記液状樹脂を収容する樹脂ポットを収容する第２の凹部と、前記第１の凹部と第２の凹部とを連通する樹脂流路とを備え、前記樹脂流路の水平流路部分が延びる平面と同一平面に形成された分割面に沿って分割可能であり、前記第１の凹部が、複数箇所に設けられ、前記樹脂流路が、前記第１の凹部の各々の下面中央に接続され、前記第１の凹部の各々と前記第２の凹部とを連通する各樹脂流路は、等しい長さを有している液状樹脂注入用治具を用いた液状樹脂注入方法であって、
   中空糸膜を収容したケーシングの開口端部を前記第１の凹部に収容するステップと、
   前記第２の凹部に樹脂ポットを収容するステップと、
   前記樹脂ポットに液状樹脂を充填するステップと、
   前記液状樹脂注入用治具を遠心機に装填するステップと、
   前記遠心機を作動させ、遠心力によって、前記樹脂ポット内の液状樹脂を、前記ケーシングに注入するステップと、を備えている、
   ことを特徴とする液状樹脂注入方法。

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