JPH0463117A - 中空糸型膜分離ユニット - Google Patents

中空糸型膜分離ユニット

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JPH0463117A
JPH0463117A JP17186090A JP17186090A JPH0463117A JP H0463117 A JPH0463117 A JP H0463117A JP 17186090 A JP17186090 A JP 17186090A JP 17186090 A JP17186090 A JP 17186090A JP H0463117 A JPH0463117 A JP H0463117A
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JP
Japan
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hollow fiber
fiber membrane
olefin resin
separation unit
sealant
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Masaharu Watanabe
正春 渡辺
Takahito Hirashima
平島 孝人
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Kitz Corp
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
「発明の目的」
【産業上の利用分野】
本発明は、中空糸型膜分離ユニット及びその製造方法に
関する。
【従来の技術】
一般に、種々の高分子等の有機材料又はガラス。 セラミックス等の無機材料よりなる機能性膜は、逆浸透
、限外濾過、精密濾過、透析、気体分離等のように、気
体−気体、気体−液体、気体−同体。 液体−液体、液体−同体等の分離において種々の産業分
野にて有効に利用されている。 このうち、高分子材質としては再生セルローズ、セルロ
ーズエステル、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリ塩
化ビニル、ポリエステル、ポリアクリロニトリル、ポリ
メチルメタクリレート、ポリサルフォン、ポリオレフィ
ン、弗素樹脂等はとんどのものが利用可能であり、対象
流体の性質、分離目的、操作条件などにより使い分けら
れている。 また、分離膜の形状には、大別して平板状膜と中空糸状
膜とがある。 前述した通り種々の分離膜は対象流体の性質、分離目的
、操作条件などにより使い分けられているが、実際に使
用される場合には分離膜単独で使用されることはほとん
どなく膜支持体、保護筒などの補強部材と共に組立てら
れ、ユニット化された状態で使用される。 この場合、いずれにしても膜材質と膜の補強材とは同系
統の材質である事は当然であり平板膜においては、はぼ
補強材が膜と同じ材質で構成されている。 しかし、一方、中空糸型膜分離ユニットにおいて、中空
糸膜相互の隙間が微細であるため平板膜の組立方法をそ
のまま適用することは困難であった。 この為、中空糸型膜分離ユニットの場合、中空糸膜の結
束端部における中空糸膜相互の隙間を埋める公知の手段
としては、2種類の液体を混合させ反応により硬化させ
るウレタン樹脂やエポキシ樹脂を用いる手段しか実施さ
れてぃなかった。
【発明が解決しようとする課題】
このため、従来の中空糸型膜分離ユニットにおいては耐
溶剤性、耐薬品性、耐水溶性を要求された場合、どんな
に十分な耐性を有する膜材質、例えばポリテトラフロロ
エチレン等の弗素樹脂製膜等を選定しても封止剤である
ウレタン樹脂、エポキシ樹脂などの材質に分離ユニット
自体の特性も左右されてしまっていた。このため平板型
膜分離ユニットに比較して小型化が可能な優位性を有し
ながら中空糸型膜分離ユニットの用途が制限されている
のが実情であった。 本発明は、このような中空糸型膜分離ユニットの有する
課題について着目し、中空糸膜及び中空糸膜結束端部に
おける中空糸膜相互の隙間を封止する封止剤をいずれも
耐薬品性、耐溶剤性に比較的価れた素材を採用すること
により分離ユニット全体を耐溶剤性、耐薬品性等に優れ
、しかも、安価で小型化を可能とした中空糸型膜分離ユ
ニットを提供することを目的としている。 「発明の構成」
【課題を解決するための手段】
本発明は上記の目的を達成するため、第一の発明は、高
分子材料よりなる複数の中空糸膜を結束し、この中空糸
膜の結束端部における中空糸膜相互の隙間を封止剤によ
って封止した中空糸型膜分離ユニットにおいて、少なく
とも中空糸膜及び結束端部の封止剤の材質がいずれもオ
レフィン系樹脂である中空糸型膜分離ユニットである。 この分離ユニットの場合、中空糸膜を構成する第1のオ
レフィン系樹脂の融点より封止剤を構成する第2のオレ
フィン系樹脂の融点が低温域にあることが好ましい。 また、第二の発明は、高分子材料よりなる複数の中空糸
膜を結束し、結束端部において中空糸膜相互の隙間を封
止する方法において、まず、中空糸膜を構成する第1の
オレフィン系樹脂の融点より低温域に融点を有する封止
剤を構成する第2のオレフィン系樹脂の微粉末に、これ
を流動させるための液体を加え高濃度懸濁液を調整し、
次いで、中空糸膜を結束し、結束端部を該高濃度懸濁液
に浸漬し、少なくとも中空糸膜結束端部の温度が中空糸
膜を構成する第1のオレフィン系樹脂の融点以下で、か
つ封止剤を構成する第2のオレフィン系樹脂の融点以上
の温度になるよう加熱し、更に、中空糸膜結束端部にお
いて、微粉末流動の為に混ぜた液体が蒸発し、かつ封止
剤微粉末が溶融流動状態になった後、常温まで徐冷固化
させる工程を経ることにより中空糸膜結束端部の中空糸
膜相互の隙間を封止して組立てる中空糸型膜分離ユニッ
トの製造方法である。 この場合、封止剤を構成する第2のオレフィン系樹脂微
粉末を流動させる為の液体は水または水と相溶性を有す
る有機溶剤との混合液であったり、または、封止剤を構
成する第2のオレフィン系樹脂微粉末を流動させるため
の液体は水または水と共沸点を有する有機溶剤との混合
液であることが好ましい。 また、封止剤を構成する第2のオレフィン系樹脂微粉末
を流動させるための液体の沸点は封止剤を構成する第2
のオレフィン系樹脂の融点以下であり、しかも封止剤を
構成する第2のオレフィン系樹脂微粉末を流動させる為
の液体の比重が封止剤を構成する第2のオレフィン系樹
脂の比重とほぼ同等であることが好ましい。
【作 用】
従って1本発明によると、中空糸膜及び中空糸膜結束端
部における中空糸膜相互の隙間を封止する封止剤をいず
れも耐薬品性、耐溶剤性に優れ、がつ汎用で安価なポリ
プロピレン、ポリエチレン等に代表されるオレフィン系
樹脂としたことによって、分離ユニット全体を耐溶剤性
、耐薬品性等に優れた分離ユニットにすることができ、
しかも、中空糸型膜分離ユニットが有していた従来の課
題を解決することが可能となった。 【実施例1 以下に、本発明における中空糸型膜分離ユニット及びそ
の製造方法についての好ましい実施例を詳述する。 実施例1 第1図において、オレフィン系樹脂よりなる複数の中空
糸膜1をU字型に結束し、この中空糸膜1の結束端部に
おける中空糸膜1相互の隙間を材質がオレフィン系樹脂
である封止剤2によって封止し、この中空糸膜1を流入
孔5を有する保護外筒3aと流出孔6を有するキャップ
4aにより成るハウジング3の内部に収納して中空糸型
膜分離ユニットを構成している。 なお、上記のハウジング3は、その形状や構造等は実施
に応じて任意に設計することができることは勿論であり
、また、その材質は、上記と同様に同一系統のオレフィ
ン系樹脂とすることが好ましい。 ここで、実施例1の製造方法の具体例を第3図A−Dに
従って説明する。 ■第1図における分離ユニットは、ポリプロピレン製中
空糸膜(最大孔径=0.1μm、内径=270pm、外
径=400μm)1を300本、長さ200■の束でポ
リプロピレン製ハウジング3内にU字型に結束して収納
することにより構成するが、その方法は次の通りである
。 ■ポリエチレン微粉末(粒径=100〜500μm、メ
ルトインデックス=80)16を、適量ガラス製ビー力
(または金型)15に入れ、はぼ同容量の精製水(水:
エタノール=1:1)17を加え撹拌18する。 ■次に、エチルアルコールを少量づつ添加しながら浮遊
しているポリエチレン微粉末の比重と水−アルコール混
合溶媒の比重がほぼ同じになり微粉末が浮遊状態になる
まで加える。 ■ポリエチレン微粉末と混合溶液の比重調整が終わった
ら、更に適量のポリエチレン微粉末を加え粘度調整を行
なう。 ■これを封止剤ドープとし、ステンレス製カップ15a
にドープ19を適量流し込み、中空糸膜1の予め目止め
を施した結束端部を浸漬する。 ■この状態を保持しつつ、ポリプロピレンの融点以下で
、かつポリエチレンの融点以上の温度、好ましくは水−
エチルアルコール混合液が突沸しない110〜120℃
に加温したオーブンに放置する。 ■水−アルコールが蒸発後、ポリエチレン微粉末が溶融
流動状態になった時点で、オーブンより取り出して常温
にて徐冷固化させる。 ■分離ユニットとして仕上げる為、常法により端面をス
ライスし中空糸膜1の開口端を露出させた。 実施例2 次に、第2図において、高分子材料よりなる複数の直線
状の中空糸膜7の両端を結束し、この中空糸膜7の結束
両端部における中空糸膜7相互の隙間を封止剤8a、8
bによって封止し、上記した中空糸膜7及びこの中空糸
膜7の結束端部における封止剤8a、8bの材質をオレ
フィン系樹脂とする。 また、流出孔14を有する保護外筒9aと流入孔12を
有するキャップ10aと流出孔13を有するキャップl
laにより成るハウジング9の内部に中空糸膜7を収納
して中空糸型膜分離ユニットを構成している。 なお、上記のハウジング9は、その形状や構造等は実施
に応じて任意に設計することができることは勿論であり
、また、その材質は、上記と同様に同一系統のオレフィ
ン系樹脂とすることが好ましい。 ここで、実施例2の製造方法の具体例を第3図A−Dに
従って説明する。 ■ポリプロピレン製中空糸膜(最大孔径=0.1μm、
内径=270μm、外径=400μm)7を300本、
長さ200■の束をポリプロピレン製のハウジング9内
にほぼ直線状に入れ結束して収納することにより構成す
るが、その方法は次の通りである。 ■ポリエチレン微粉末(粒径=100〜500μm、メ
ルトインデックス=80)16を適量ガラス製ビー力1
5に入れ、はぼ同容量の精製水17を加え撹拌18する
。 ■次に、エチルアルコールを少量づつ添加しながら浮遊
しているポリエチレン微粉末の比重と水−アルコール混
合溶媒の比重がほぼ同じになり微粉末が浮遊状態になる
まで加える。 ■ポリエチレン微粉末と混合溶液の比重調整が終わった
ら、更に適量のポリエチレン微粉末を加え粘度調整を行
なう。 ■これを封止剤ドープとし、ステンレス製カップ19に
ドープ15aを適量流し込み、中空糸膜7の予め目止め
を施した結束端部を浸漬する。 ■この状態を保持しつつ、ステンレス製カップ19をプ
レートヒータに乗せ、60℃に加温する。 ■水−アルコールの混合液が蒸発した後、プレートヒー
タの温度を120℃に昇温し、ポリエチレン微粉末が流
動したら約3時間保持し、常温にて冷却放置する。 ■中空糸膜7の結束他端8a又は8bにおける封止は■
〜■の操作を繰返すことによって行なった。 ■分離ユニットとして仕上げる為、常法により端面をス
ライスし中空糸膜7の両開口端を露出させた。 「発明の効果」 以上のことから明らかなように、本発明によると、少な
くとも中空糸膜及び中空糸膜結束端部における封止剤を
オレフィン系樹脂とすることにより分離ユニット全体を
耐溶剤性、耐薬品性等に優れているばかりでなく、安価
で小型化を可能とした中空糸型膜分離ユニットを提供す
ることができる。 更には1分離ユニットのハウジングなど全ての接液部材
をオレフィン系樹脂である同一系統の樹脂とする事によ
って、より一層効果的なものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明における中空糸型膜分離ユニットの一実
施例を示した断面図、第2図は本発明における中空糸型
膜分離ユニットの他の実施例を示した断面図、第3図(
A)〜(D)は本発明における中空糸型膜分離ユニット
の製造方法を示した説明図である。 1・・・中空糸膜     2・・・封止剤3・・・ハ
ウジング    7・・・中空糸膜8a・・・封止剤 
    8b・・・封止剤9・・・ハウジング 特許出願人  株式会社北沢バルブ ニ)

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)高分子材料よりなる複数の中空糸膜を結束し、こ
    の中空糸膜の結束端部における中空糸膜相互の隙間を封
    止剤によって封止した中空糸型膜分離ユニットにおいて
    、上記した中空糸膜及びこの中空糸膜の結束端部におけ
    る封止剤の材質をオレフィン系樹脂にしたことを特徴と
    する中空糸型膜分離ユニット。
  2. (2)中空糸膜を構成する第1のオレフィン系樹脂の融
    点より封止剤を構成する第2のオレフィン系樹脂の融点
    が低温域にあることを特徴とする請求項1記載の中空糸
    型膜分離ユニット。
  3. (3)高分子材料よりなる複数の中空糸膜を結束し、結
    束端部において中空糸膜相互の隙間を封止する方法にお
    いて、 [1]中空糸膜を構成する第1のオレフィン系樹脂の融
    点より低温域に融点を有する封止剤を構成する第2のオ
    レフィン系樹脂の微粉末に、これを流動させるための液
    体を加え高濃度懸濁液を調整する。 [2]中空糸膜を結束し、結束端部を該高濃度懸濁液に
    浸漬する。 [3]少なくとも中空糸膜結束端部の温度が中空糸膜を
    構成する第1のオレフィン系樹脂の融点以下で、かつ封
    止剤を構成する第2のオレフィン系樹脂の融点以上の温
    度になるよう加熱する。 [4]中空糸膜結束端部において、微粉末流動の為に混
    ぜた液体が蒸発し、かつ封止剤微粉末が溶融流動状態に
    なった後、常温まで徐冷固化させる。 以上の工程により中空糸膜結束端部の中空糸膜相互の隙
    間を封止して組立てられることを特徴とする中空糸型膜
    分離ユニットの製造方法。
  4. (4)封止剤を構成する第2のオレフィン系樹脂微粉末
    を流動させる為の液体が水または水と相溶性を有する有
    機溶剤との混合液であることを特徴とする請求項3記載
    の中空糸型膜分離ユニットの製造方法。
  5. (5)封止剤を構成する第2のオレフィン系樹脂微粉末
    を流動させるための液体が水または水と共沸点を有する
    有機溶剤との混合液であることを特徴とする請求項3又
    は4記載の中空糸型膜分離ユニットの製造方法。
  6. (6)封止剤を構成する第2のオレフィン系樹脂微粉末
    を流動させるための液体の沸点が封止剤を構成する第2
    のオレフィン系樹脂の融点以下であることを特徴とする
    請求項3乃至5記載の中空糸型膜分離ユニットの製造方
    法。
  7. (7)封止剤を構成する第2のオレフィン系樹脂微粉末
    を流動させる為の液体の比重が封止剤を構成する第2の
    オレフィン系樹脂の比重とほぼ同等であることを特徴と
    する請求項3乃至6記載の中空糸型膜分離ユニットの製
    造方法。
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