JPH06142463A - 平型中空糸膜モジュール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 中空糸膜の洗浄の際、洗浄効率がよく、ポッ
ティング樹脂の這い上がりを抑制し、且つ中空糸の損傷
の生じない工業用用途に適した中空糸膜モジュールを提
供する。 【構成】 片端がポッティング用樹脂によって固定され
たポッティング部からなり、反対側端部が拘束糸条によ
って線状に拘束されているシート状の平型中空糸膜モジ
ュールであって、中空糸膜モジュールの中間部は中空糸
膜が分離状態で並列配置されており、ポッティング部の
近傍においてはポッティング部と並行状に配された拘束
糸条によって形成された帯状の拘束部を有している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、工業用の浄水器等各種
分野の液体濾過器に用いられるシート状の平型中空糸膜
モジュールに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に浄水器等の液体濾過器は、中空糸
膜の片端もくしは両端を集束し、集束端を中空糸膜の開
口部を維持した状態で樹脂固定して容器内壁と液密状に
一体化して形成されており、原水を中空糸膜壁を透過さ
せて濾過している。濾過方向としては、中空糸膜の外側
から内側に原水を通過させる外圧型と、中空糸膜の内側
から外側に原水を通過させる内圧型とがあり、家庭用浄
水器による水道水等上水の浄化を始め、下水等の生活排
水から産業排水の浄化、更に水処理分野及び酒類の濾過
や染料の濾過等の工業プロセス濾過など広い範囲で用い
られている。

【０００３】特に近年、環境保全や衛生上の観点から工
業用水の処理に強い関心が払われており、下水、排水中
の有機物や重金属などの無機物の除去等工業用水の有効
な浄化手段としての多孔質中空糸膜を用いた液体濾過器
の利用が多くなりつつある。

【０００４】このような工業用の液体濾過器は、水道水
等上水の浄化の場合と異なり、濾過処理時における中空
糸膜の目詰まりが大きいために、一定時間濾過処理後、
空気を送って中空糸膜を振動させて膜表面を洗浄した
り、濾過処理と逆方向に処理水を通水するなどの膜面洗
浄を繰り返し行っている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】通常の工業用液体濾過
器の場合は、濾過モジュールをコンパクトにし、濾過効
率を上げようとして、単位面積あたりの中空糸本数を増
やし、中空糸を密に集束配置させて膜面積を大きくして
おり、膜面洗浄の際に空気や通水が通過し難くなるため
に、洗浄が充分に行われず、次第に濾過効率が低下し、
モジュールの寿命を縮める原因となっている。

【０００６】この問題の解決策として、集束型の濾過モ
ジュールに換えて、中空糸膜をシート状に配置した平型
モジュールが提案されている。（特公平４−２６８８５
号公報等）

【０００７】このようなシート状の平型中空糸型モジュ
ールは、中空糸膜を層間隔を設けて内外層均等に配置さ
せることが可能となり、膜面洗浄の際、中空糸膜表面を
均等に洗浄することが極めて容易となるので、これまで
のような濾過効率の低下を抑えることができるなど、工
業用用途に適したモジュールとして用いられ始めてい
る。

【０００８】しかし、中空糸膜モジュールは、中空糸膜
の膜壁による透過を可能とするために、中空糸膜の中空
部を外表面と液密状に仕切る必要があり、ポリウレタン
等のポッティング樹脂によってその端部を固定すると同
時にモジュールケース内周面とも一体的に結合させてい
るが、このポッティングの際、毛管現象によって、中空
糸膜シートを構成している個々の中空糸の基部に、「這
い上がり」と称するポッティング樹脂による浸透が生
じ、ポッティング面から１０〜２０ｍｍ程度の幅でポッ
ティング樹脂による硬化部が生じる。

【０００９】従って膜面洗浄の際に、空気発泡（エアー
バブリング）によって中空糸膜を振動させると、中空糸
膜がシート状に形成されているために、前述した這い上
がり部と中空糸膜との界面に中空糸膜の座屈による応力
が集中し易くなり、界面部分の強度の低下が生ずる結
果、樹脂硬化部と中空糸膜との界面で中空糸膜の亀裂や
切損が生じ、極短期間の使用でモジュール機能を消滅さ
せる原因となる。

【００１０】また、このようなシート状の平型モジュー
ルにおいては、ポッティングの際に、シート状に配列さ
れた中空糸膜の側端部に位置している中空糸膜が振動等
によって分離が生じ易くなり、均整なモジュール形成が
難しくなる等問題がある。

【００１１】本発明は、シート状の平型中空糸膜モジュ
ールを用いた工業用の液体濾過器におけるこのような問
題点を解決したものであり、シート状の平型中空糸膜モ
ジュールにおける這い上がり部界面での中空糸膜の損傷
を生じさせないシート状の平型中空糸膜モジュールを提
供することをその目的とするものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、片端が
ポッティング用樹脂によって固定されたポッティング部
からなり、反対側端部が拘束糸条によって線状に拘束さ
れているシート状の平型中空糸膜モジュールであって、
該中空糸膜モジュールの中間部を構成しているシート状
中空糸膜は個々の中空糸膜が分離状態で並列配置されて
おり、並列配置されている中空糸膜が、前記ポッティン
グ部近傍において、ポッティング部と並行状に配された
複数列の拘束糸条によって形成された帯状の拘束部を有
していることを特徴とするシート状の平型中空糸膜モジ
ュールである。

【００１３】

【作用】拘束糸条が複数本帯状に配列されているので、
ポッティング時にポッティング用樹脂の這い上がりが段
階的に遮られ、這い上がり樹脂がポッティング部側から
中空糸膜側に向かって漸減状に付着し、ポッティング部
に近い側はハードに、中空糸膜に近い側はソフトな柔軟
構造となる。従って、目詰まり時の中空糸膜の洗浄の際
の中空糸膜の揺れによる応力が這い上がり部と中空糸膜
との界面等の特定箇所に集中せず、帯状部全体で応力を
分散して受止める。

【００１４】

【実施例】以下本発明を図面に従い詳細に説明する。

【００１５】図１は、本発明のシート状の平型中空糸膜
モジュールの一例を示した斜視図であり、図２は、その
帯状拘束部の部分拡大図である。１は中空糸膜、２はシ
ート端部の拘束糸条、３は帯状拘束部、４，５，６は帯
状拘束部を構成している個々の拘束糸条、７はポッティ
ング部、８はポッティング樹脂による這い上がり部をそ
れぞれ示している。

【００１６】本発明のシート状の平型中空糸膜モジュー
ルは、シート状に形成された中空糸膜が片端の個々の中
空糸膜１の端部を開口状に保った状態でポッティング用
樹脂によって固定されている。そして、ポッティング樹
脂がポッティング面から這い上がり帯状拘束部３に達し
た状態で硬化しており、帯状拘束部３においては、帯状
拘束部３を構成している拘束糸条４から拘束糸条５、拘
束糸条６と次第に樹脂の付着量が減少しており、中空糸
膜１とポッティング樹脂による這い上がり硬化部８とを
柔軟構造的に接続している。

【００１７】図１において、中空糸膜１は、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、ポリ
スルフォン系、ＰＭＭＡ系など一般に用いられている任
意の多孔質中空糸膜が使用できる。

【００１８】拘束糸条２は、シート状の平型中空糸膜モ
ジュールの最端部にあってシートを構成している中空糸
膜１を相互に固定してシート状としているものであり、
一般にはシート状中空糸膜の形成時に経糸として用いら
れ、中空糸膜１相互を鎖編み状に連続して拘束してい
る。片端の拘束糸条はモジュール形成時端部に開口端を
形成するために切断除去されている。拘束糸条２を構成
する繊維の種類としては、ポリエステル繊維など耐水性
を有する合成繊維製のマルチフィラメント糸や紡績糸が
用いられる。

【００１９】本発明のシート状の平型中空糸膜モジュー
ルは、中空糸膜１の最端部を線状に拘束している拘束糸
条２に加えて、ポッティング部７から一定の幅を有した
位置に、拘束糸条４，５，６が帯状に配された帯状拘束
部３がポッティング部７とほぼ平行状に設けられてい
る。

【００２０】帯状拘束部３は、図１においては３本で構
成されているが、前述したように這い上がり樹脂による
硬化を漸減させ、洗浄時の応力緩和を大きくする観点か
らは、帯状拘束部３を構成する糸条の本数が多いほど効
果が大きくなり好ましい。

【００２１】帯状拘束部３を構成する個々の拘束糸状
４，５，６についても、シート形成時に複数本の経糸を
同時に用いて帯状拘束部３を形成させればよいが、中空
糸膜との拘束は必ずしも鎖編み状とする必要はなく、任
意の形態で連続的に拘束させてもよい。帯状拘束部３を
構成する拘束糸条４，５，６の繊維の種類としても、拘
束糸条２の場合と同様に、ポリエステル繊維など耐水性
を有する合成繊維製のマルチフィラメント糸や紡績糸を
用いることができる。

【００２２】図２は、帯状拘束部３の部分拡大図（樹脂
の這い上がりは示されていない）であり、中空糸膜１が
拘束糸条４，５によって鎖編み状に拘束された状態を示
している、図２においては、モデル的に１本の中空糸膜
１を鎖編み状に拘束した状態を示しているが、勿論複数
本集束しても差し支えない。

【００２３】なお、帯状拘束部３は、中空糸膜面に凹凸
部が形成されるために、中空糸膜モジュールとして用い
る際に、汚れが付着し易く、従って雑菌の繁殖が生じ易
くなり、それを防止する観点からは帯状拘束部３が抗菌
性を有しているのが好ましい。

【００２４】帯状拘束部３に抗菌性を付与する手段とし
ては、帯状拘束部３を構成している糸条の一部もしくは
全部に抗菌性繊維を用いればよく、抗菌性繊維について
も、繊維製造時に抗菌剤を含有させる等繊維自体が抗菌
性を有したものであっても、製造された合成繊維等に抗
菌剤を塗布あるいは含浸させたものであってもよい。抗
菌剤としては、銀を担持させた抗菌性ゼオライトや金属
フタロシアニン化合物、第４級窒素化合物、銅化合物等
をあげることができる。

【００２５】この帯状拘束部４は、シート状平型中空糸
膜モジュールのポッティング部７から一定の幅を有して
形成されている。この帯状拘束糸条３の位置は、シート
状中空糸膜を用いたモジュール形成時におけるポッティ
ングの際に生ずるポッティング樹脂の這い上がり部８の
上端部に位置しているのが好ましい。一般にはポッティ
ング面からの樹脂の這い上がりは、１０〜２０ｍｍ程度
であり、従って帯状拘束部３は、ポッティング部７の上
部１０〜２０ｍｍ程度に位置させたものが好ましい。帯
状拘束部３が、この這い上がり部８の上端部を大きく外
れると、中空糸膜１の振動等における応力を分散吸収す
ることができず、中空糸膜１と這い上がり部８との界面
に集中し、モジュール損傷が生じ易くなり好ましくな
い。

【００２６】本発明のシート状の平型中空糸膜モジュー
ルに用いられるシート状中空糸膜の製法としては、任意
の手法が用いられるが、例えば、特公平４−２６８８６
号公報や特開昭６３−９１６７３号公報に記載されてい
る装置や方法を用いると容易である。シート状の平型中
空糸膜モジュールの形成方法としては、一般の平型中空
糸膜モジュールと同様もしくはそれに準じた手法で行う
ことができる。

【００２７】本発明のシート状中空糸膜は、モジュール
形成の際、図に示したような平型の他、渦巻状や円筒形
状に集束してモジュールとすることも可能であり、ポッ
ティング樹脂の這い上がりによる界面の強度低下を防止
することができる。

【００２８】

【発明の効果】本発明のシート状の平型中空糸膜モジュ
ールは、ポッティング樹脂の這い上がりによる硬化部と
中空糸膜との界面を帯状に配された拘束糸条によって柔
軟構造状に把持しており、中空糸膜の洗浄時等における
振動等による応力を分散吸収することができ、中空糸膜
の損傷を生じない。また片端部も拘束糸条によって線状
に拘束されているので洗浄時の中空糸膜の乱れが小さく
なる。このように本発明平型中空糸膜モジュールは、目
詰まり時の洗浄が容易であり、中空糸膜損傷が極めて小
さくなるなど工業用の液体濾過器モジュールに最適なも
のである。

【００２９】更に、帯状拘束部に抗菌性を有する糸条を
用いればモジュールとして使用した際に、雑菌等の繁殖
を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のシート状の平型中空糸膜モジュールの
一例を示した斜視図である。

【図２】本発明のシート状平型中空糸膜モジュールの帯
状拘束部分の部分拡大図である。

【符号の説明】

１ 中空糸膜 ２ シート最端部の拘束糸条 ３ 帯状拘束部 ４ 帯状拘束部を構成している個々の拘束糸条 ５ 帯状拘束部を構成している個々の拘束糸条 ６ 帯状拘束部を構成している個々の拘束糸条 ７ ポッティング部 ８ 這い上がり部

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【手続補正書】

【提出日】平成５年２月９日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

フロントページの続き (72)発明者 亘 謙治 愛知県名古屋市東区砂田橋四丁目１番60号 三菱レイヨン株式会社商品開発研究所内 (72)発明者 佐藤 正明 愛知県名古屋市東区砂田橋四丁目１番60号 三菱レイヨン株式会社商品開発研究所内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 片端がポッティング用樹脂によって固定
   されたポッティング部からなり、反対側端部が拘束糸条
   によって線状に拘束されているシート状の平型中空糸膜
   モジュールであって、該中空糸膜モジュールの中間部を
   構成しているシート状中空糸膜は個々の中空糸膜が分離
   状態で並列配置されており、並列配置されている中空糸
   膜が、前記ポッティング部近傍において、ポッティング
   部と並行状に配された複数列の拘束糸条によって形成さ
   れた帯状の拘束部を有していることを特徴とするシート
   状の平型中空糸膜モジュール。
2. 【請求項２】 帯状の拘束部を形成している拘束糸条が
   抗菌性を有している請求項１記載のシート状の平型中空
   糸膜モジュール。