JP5128541B2 - 中空糸膜モジュールの製造方法および中空糸膜モジュール中間品 - Google Patents

Description

本発明は、液体の濾過を行う平型の中空糸膜モジュールの製造方法および中空糸膜モジュール中間品に関する。

従来、中空糸膜モジュールは、無菌水、飲料水、高純度水の製造や空気の浄化といった精密濾過の分野において数多く使用されてきた。しかしながら、近年においては、これら中空糸膜モジュールを用いて、下水処理場における二次処理、三次処理や、浄化槽における固液分離、産業廃水中のｓｓ（浮遊懸濁物質）の固液分離、浄水場における河川水の直接濾過、工業用水道水の濾過、プール水の濾過等高汚濁性水の処理など、有機物からなる汚染物質による汚濁性の高い液体を濾過する検討も行われている。

このような高汚濁性水の濾過に好適に用いられる中空糸膜モジュールとして、例えば特許文献１および２には、ハウジング（集水管）がシート状の中空糸膜束の端部に接続した平型の中空糸膜モジュールが開示されている。
このような平型の中空糸膜モジュールを用いて、高汚濁性水の濾過を行う場合には、通常、この中空糸膜モジュールを複数並設して中空糸膜ユニットを構成し、この中空糸膜ユニットを濾過槽内において散気管の上方に浸漬する。そして、長期間安定に濾過処理を実施するために、エアースクラビング洗浄を行いながら吸引濾過を行う。

このように使用される平型の中空糸膜モジュールには、エアースクラビング洗浄性を向上させる観点と、できるだけ多くの中空糸膜モジュールを中空糸膜ユニットに配設する容積効率向上の観点とから、その厚みができる限り小さいことが求められる。

また、このような中空糸膜モジュールを製造する場合には、各中空糸膜の中空部とハウジング内とが連通するように、これらを接続して固定することが必要であって、各種の固定方法が検討されている。
例えば特許文献２の請求項１などには、ハウジングに細長いスリットを形成し、このスリットにシート状の中空糸膜束を挿入した状態で、スリットの周縁にのみ固定用の樹脂を充填し固化させることによって、各中空糸膜の端面の開口状態を維持したまま、中空糸膜束とハウジングとを固定する方法が開示されている。
特許文献３の請求項２などには、凹み部が形成された中空中子をハウジング（集水管）内に設置し、中空糸膜の編織物の先端を凹み部に入れた状態でハウジング内を固定用の樹脂で満たして硬化させた後、中空中子の凹み部と、そこに充填され硬化した樹脂および中空糸膜の編織物を共に切断することにより、中空中子内で中空糸膜の端面を開口させる方法が記載されている。また、特許文献３の図５などには、中空糸膜の端部同士を予め樹脂で固定し、ついで、中空糸膜の端部を樹脂とともに切断して端面を開口させた後、これをハウジングに挿入して再度樹脂で固定する、２段階の固定工程を有する方法が開示されている。

特開平５−２２０３５６号公報 特開平１０−５７７７５号公報 特開平０７−９６１４９号公報

しかしながら、特許文献２に記載されているようにスリットの周縁にのみ樹脂を充填し固化させる方法では、スリットから樹脂が漏れないようにするために、樹脂の粘度、各中空糸膜の外径、中空糸膜間の隙間、平型中空糸膜束の厚みなどを厳密に調整する必要があり、設計段階で多くの手間を要し、生産性の点で問題があった。

一方、特許文献３の請求項２などに記載されている方法では、ハウジング内の全体を樹脂で満たして硬化させる工程を有するために、例えば、ハウジングの長手方向の両端部以外の位置に、予め集水口を形成しておいたとしても、その工程により集水口が樹脂で塞がれてしまう。そのため、このような製造方法を採用する場合には、ハウジングの長手方向の両端部にしか集水口を形成できず、中空糸膜モジュールの設計の自由度が低かった。
また、このように中空中子を使用して製造された中空糸膜モジュールは、中空中子の外側にも樹脂が充填され、中空糸膜モジュールの幅方向に樹脂層が２層形成された形態となる。このように幅方向に樹脂層があると、中空糸膜束の厚みよりも、その分だけハウジングの厚みが大きくなってしまう。このような中空糸膜モジュールは、エアースクラビング洗浄性を向上させる観点や、中空糸膜ユニットとする際の容積効率向上の観点から、好適ではなかった。
また、特許文献３の図５に記載されている方法は、固定工程を２段階有するため、生産性が良好ではなかった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、設計の自由度が高く、厚みの薄い平型の中空糸膜モジュールを生産性よく製造できる製造方法および中空糸膜モジュール中間品の提供を課題とする。

本発明の中空糸膜モジュールの製造方法は、複数本の中空糸膜からなるシート状の中空糸膜束の少なくとも一方の端部がハウジングの挿入口から前記ハウジング内に挿入され、固定用樹脂で固定された平型の中空糸膜モジュールの製造方法であって、外壁体と内壁体とを備えた二重構造の底部が形成されたハウジングの前記底部側まで、前記挿入口から前記中空糸膜束の端部を挿入した後、固定用樹脂を前記ハウジング内に充填して硬化させ、前記端部をハウジング内に固定し、中空糸膜モジュール中間品を製造する固定工程と、前記端部と前記固定用樹脂と前記内壁体とを前記中空糸膜の径方向に一括して切断し、前記中空糸膜の端面を前記ハウジング内で開口させる切断工程とを有する。
前記ハウジングは、内壁体以外の部分が形成されたハウジング本体に、別途製造された内壁体用部材を接合して製造されたものが好ましい。
その場合、前記ハウジング本体にその厚み方向に０．５〜１０ｍｍ突き出た係止部が形成され、前記内壁体用部材には鍔部が形成され、前記係止部に前記鍔部が係止されるとともに、前記係止部と前記鍔部とが接合される形態が好ましい。
前記切断工程での前記固定用樹脂のショアＡ硬度は４０〜９０Ａであることが好ましい。
本発明の中空糸膜モジュール中間品は、複数本の中空糸膜からなるシート状の中空糸膜束の少なくとも一方の端部がハウジングの挿入口から前記ハウジング内の底部側まで挿入され、前記ハウジング内に固定用樹脂で固定された平型の中空糸膜モジュール中間品であって、前記ハウジングの前記底部は、外壁体と内壁体とを備えた二重構造である。

本発明によれば、設計の自由度が高く、厚みの薄い平型の中空糸膜モジュールを生産性よく製造できる製造方法および中空糸膜モジュール中間品を提供できる。

本発明の製造方法で製造された中空糸膜モジュールの一例を示す（ａ）斜視図と、（ｂ）ハウジングを含む部分の垂直断面を示す要部拡大断面図である。 本発明の製造方法で使用されるハウジングの一例を示す断面図である。 固定工程を説明する断面図である。 切断工程を説明する断面図である。 切断工程で好適に使用される切断具の一例を示す（ａ）先端側からみた正面図と、（ｂ）側面図である。 切断工程で好適に使用される切断具の他の一例を示す（ａ）先端側からみた正面図と、（ｂ）側面図である。 ハウジングの製造方法の一例を示す（ａ）内壁体用部材の斜視図と、（ｂ）内壁体用部材をハウジング本体内に配置する様子を示す断面図である。 本発明の製造方法で製造された中空糸膜モジュールの他の一例を示す断面図である。 （ａ）ハウジング本体の他の一例を示す断面図と、（ｂ）（ａ）のハウジング本体を用いて製造されたハウジングを示す断面図である。

以下本発明について詳細に説明する。
図１は本発明の製造方法で製造された平型の中空糸膜モジュールの一例を示す（ａ）斜視図と、（ｂ）要部の拡大断面図である。
この中空糸膜モジュール１０は、複数本の中空糸膜がシート状に束ねられたシート状の中空糸膜束１１と、この中空糸膜束１１の両端部（長さ方向の端部）に接続された２つのハウジング１２とを有して概略構成されている。

ハウジング１２は、中空糸膜モジュール１０の全体を支持するとともに、中空糸膜束１１で濾過処理された処理水を集水するためのものである。
この例のハウジング１２は管状であり、図１（ｂ）に示すように、シート状の中空糸膜束１１が挿入されるスリット状の挿入口１２ａが長手方向に沿って形成され、長手方向に対して垂直方向の断面（以下、垂直断面という。）がＵ字形とされている。図１（ｂ）は、この垂直断面を示すものである。
中空糸膜束１１は、ハウジング１２の底部１３側に挿入口１２ａから挿入され、その端面１１ａは、ハウジング１２内で開口した状態で、固定用樹脂１４により固定されている。具体的には、ハウジング１２の底部１３と中空糸膜束１１の端面１１ａと固定用樹脂１４とで囲まれて、ハウジング１２の長手方向に形成された中空部分が、処理水が集水される液流路１５とされ、中空糸膜束１１の端面１１ａはこの液流路１５内で開口している。また、この例のハウジング１２には、液流路１５に集水された処理水を回収するための集水口１６が底部１３の一部分に形成されている。
なお、図中符号１７は、次に説明する中空糸膜モジュール１０の製造方法に由来して、固定用樹脂１４と液流路１５とを隔てるように長手方向に沿って延在する垂直断面Ｌ字形の２列の隔離壁１７である。

このような中空糸膜モジュール１０は次のようにして製造できる。
まず、図２に示すようなハウジング１２を用意する。このハウジング１２は、長手方向に沿うスリット状の挿入口１２ａが形成されて垂直断面がＵ字形とされ、長手方向の両端部が開口した管状のものである。挿入口１２ａに対向する部分、すなわち、底部１３は、ハウジング１２の全長に亘って外壁体１３ａと内壁体１３ｂとを備えた二重構造になっていて、外壁体１３ａと内壁体１３ｂとの間には、垂直断面がＵ字形の中空の空隙層１３ｃが形成されている。また、底部１３に連続して、一対の側面１８ａ、１８ｂを有し、これら側面１８ａ、１８ｂの上端が挿入口１２ａを構成している。また、外壁体１３ａには、処理水を回収するための集水口１６が予め形成されている。

ついで、図３に示すように、シート状の中空糸膜束１１の端部を、ハウジング１２の挿入口１２ａから、二重構造とされた底部１３側まで、図中矢印で示す方向に挿入し、その後、未硬化の固定用樹脂１４を挿入口１２ａからハウジング１２内に充填し、各中空糸膜間や、中空糸膜束１１とハウジング１２の内面との間に行き渡らせる。ついで、固定用樹脂１４を硬化させ、中空糸膜束１１の端部をハウジング１２内に固定し、中空糸膜モジュール中間品を製造する（固定工程）。
ここで、固定用樹脂１４は、詳しくは次に説明するが、この後の切断工程において中空糸膜束１１と内壁体１３ｂとともに切断されて、その一部が中空糸膜束１１の端部や内壁体１３ｂの一部とともに切除されるものである。よって、固定用樹脂１４は、このように一部が切除された後であっても、十分に中空糸膜束１１を固定できるように充填されることが必要である。そのような観点から、固定用樹脂１４は、図３に示すように、ハウジング１２の上端近傍、すなわち挿入口１２ａの近傍まで充填されることが好ましい。しかしながら、上述のように切除した後であっても、十分に中空糸膜束１１を固定できる限りは、必ずしも挿入口１２ａの近傍まで充填されなくてもよい。
また、シート状の中空糸膜束１１の端部は、ハウジング１２の挿入口１２ａから二重構造とされた底部１３側まで挿入される際、内壁体１３ｂに突き当たるまで挿入されることが、固定用樹脂１４の使用量を低減できる観点で好ましいが、未硬化の固定用樹脂１４が中空糸膜間に行き渡り易くする観点から、必ずしも突き当たるまで挿入されなくてもよい。

このようにして中空糸膜束１１の端部を固定用樹脂１４によりハウジング１２内に固定し、中空糸膜モジュール中間品を得た後、この中空糸膜モジュール中間品における図４中の直線Ａに沿って、すなわち、中空糸膜の径方向に沿って、硬化後の固定用樹脂１４と、この固定用樹脂１４に包含されて固定された中空糸膜束１１の端部と、内壁体１３ｂとを一括して切断し、固定用樹脂１４の一部と、中空糸膜束１１の端部と、内壁体１３ｂの一部とをともに切除する（切断工程）。
このようにすることによって、中空糸膜束１１の端面１１ａを液流路１５内で開口させ、各中空糸膜の中空部と液流路１５とを連通させることができる。また、切除されなかった部分の内壁体１３ｂは、隔離壁１７として、ハウジング１２内に残存する。
このようにして、図１の中空糸膜モジュール１０が製造される。

ここで直線Ａに沿って安定、円滑に切断工程を行うためには、例えば図５に示すように、垂直断面の形状がハウジング１２の空隙層１３ｃの垂直断面に沿うＵ字形とされた長尺な柄部２１と、柄部２１の先端に固定された刃部２２とを備えた引き切り用の切断具２０を好適に使用することができる。図５の切断具２０においては、柄部２１の両側面の上端近傍に、長手方向に沿うスリット２１ａ、２１ｂが形成され、刃部２２の両側端部がこのスリット２１ａ、２１ｂに挿入されたうえで、スリット２１ａ、２１ｂの周縁と刃部２２の両側端部とが溶接、ロウ付け、はんだ付け等の方法で固定されたものである。このような固定方法は耐久性に優れるため好適である。また、この例では、刃先が先端側２２ａではなく、柄部側２２ｂに位置するように、刃部２２が固定されていて、押し切りではなく、引き切り用の切断具２０とされている。また、柄部２１の長さは、ハウジング１２の長さよりも十分に長く形成されている。
切断具の他の例としては、図６に示すように、柄部２１の両側面の上端に、刃部２２の両側端部が掛け渡されて、溶接、ロウ付け、はんだ付け等で固定された切断具２０も例示できる。

図５のような引き切り用の切断具２０を用いて、切断工程を行う場合には、まず、切断具２０の柄部２１をハウジング１２の一方の端部から空隙層１３ｃに挿入し、他方の端部から突出させる。ついで、突出した部分のうち、柄部２１の根元部を把持して、刃部２２が切断線Ａに沿って固定用樹脂１４と中空糸膜束１１と内壁体１３ｂとを長手方向に沿って切断していくように、手前に引き込んでいく。このようにしてハウジング１２の長手方向に沿って全長に亘って刃部２２を進行させ、引き切る。その結果、中空糸膜束１１の端面１１ａを開口させることができる。
なお、切断工程には、刃先が先端側２２ａに位置するように刃部２２が固定された押し切り用の切断具を使用し、この切断具をハウジング１２の一方の端部から空隙層１３ｃに押し込み、切断する方法を採用してもよいが、引き切りであれば、外壁体１３ａと内壁体１３ｂとがガイドとなり、刃の進行を安定させることができる点で好適である。

こうして中空糸膜束１１の端面１１ａを液流路１５内で開口させた後、ハウジング１２の長手方向の両端部を閉塞することにより、中空糸膜モジュール１０が得られる。ハウジング１２の両端部を閉塞する方法としては、ハウジング１２と同じ材質からなるプラグ材を嵌め込み、液密に接着し、固定する方法などが挙げられる。

このような製造方法によれば、ハウジング１２として、底部１３が外壁体１３ａと内壁体１３ｂとを備えた二重構造とされたものを使用しているため、固定用樹脂１４をハウジング１２内に充填して得られた中空糸膜モジュール中間品は、固定用樹脂１４が内壁体１３ｂの内側にのみ充填され、外側には充填されていないものとなる。そのため、その後の切断工程を経て最終的に得られた中空糸膜モジュール１０においては、固定用樹脂１４は液流路１５よりも上方（図１（ｂ）中上方向）にのみ存在するだけであって、幅方向の両側（図１（ｂ）中左右方向）には全く存在しない。よって、固定用樹脂１４が幅方向に存在しない分だけ、中空糸膜モジュール１０としての幅方向の厚みを薄くすることができる。このように厚みの薄い中空糸膜モジュール１０は、エアースクラビング洗浄性を向上させる観点や、中空糸膜ユニットとする際の容積効率向上の観点から、非常に好ましい。
また、固定用樹脂１４は内壁体１３ｂの内側にのみ充填され、外側には充填されないために、外壁体１３ａに予め集水口１６を形成していたとしても、その集水口１６が固定工程で充填された固定用樹脂１４によって閉塞されてしまうことはない。よって、集水口１６を従来のようにハウジング１２の長手方向の両端部だけでなく、底部１３にも設けることができ、中空糸膜モジュール１０の設計の自由度が高い。

さらにこのような製造方法では、固定工程においては、固定用樹脂１４をハウジング１２内に充填さえすればよく、例えば細いスリットなどに固定用樹脂１４を漏れが生じないように充填するなどの細かい作業は必要とされない。そのため、固定工程を確実に行うために、固定用樹脂１４の粘度、各中空糸膜の外径、中空糸膜間の隙間、中空糸膜束１１の厚みなどを厳密に調整する必要はなく、設計段階での手間が少ないため、生産性が良好である。
また、このような製造方法では、固定用樹脂１４による中空糸膜束１１のハウジング１２への固定工程は２段階ではなく、１回のみであり、その点からも生産性が優れている。

ここで使用されるハウジング１２の材質としては、機械的強度、耐久性を有するものであればよく、例えばポリカーボネート、ポリスルホン、ポリプロピレン、アクリル樹脂、ＡＢＳ樹脂、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）樹脂、変性ＰＰＥ（ポリフェニレンエーテル）樹脂、耐腐蝕性金属等が例示され、なかでも固定用樹脂１４との接着性が良好なものを選択することが好ましい。
ハウジング１２のサイズ（図１中に示す長さＬ、高さＨ、外幅Ｗ１、内幅Ｗ２など）には特に制限はなく、中空糸膜モジュール１０の使用目的や処理条件、使用される中空糸膜束１１のサイズなどに応じて設定することが可能である。
また、ハウジングの形状としては、その垂直断面がＵ字形のものに限定されず、例えば特開２００２−１７７７４４号公報に開示されているようなＨ型、円形（環）、多角形などの垂直断面を有するものでもよい。

内壁体１３ｂの厚みＤ１は、中空糸膜モジュール１０のサイズにもよるが、内壁体１３ｂの強度や、その形状安定性の観点からは、好ましくは０．２ｍｍ以上、より好ましくは０．３ｍｍ以上、さらに好ましくは０．５ｍｍ以上である。一方、ある厚みの中空糸膜束１１を固定する場合に、内壁体１３ｂの厚みＤ１を大きく設定したとすると、その分だけハウジング１２の厚みも大きくなり、結果的に中空糸膜モジュール１０としての厚みも大きくなってしまう。厚みの大きな中空糸膜モジュールは、エアースクラビング洗浄性を向上させる観点や、中空糸膜ユニットとする際の容積効率向上の観点から好適ではない。よって、このような観点からは、厚みＤ１は好ましくは２ｍｍ以下、より好ましくは１．５ｍｍ以下、さらに好ましくは１ｍｍ以下である。

内壁体１３ｂの深さ、すなわち、図２中Ｄｅｐで示す深さは、中空糸膜モジュール１０のサイズにもよるが、好ましくは５ｍｍ以上、より好ましくは１０ｍｍ以上、さらに好ましくは１５ｍｍ以上である。このような深さであれば、切断工程において、十分なカット代を確保しつつ、切断することができ、その結果、確実に中空糸膜の端面１１ａを開口させることができる。一方、深さが大きくなると、その分、切除される中空糸膜束１１、固定用樹脂１４の量が多くなり、材料のロスが大きくなる。そのような観点からは、好ましくは５０ｍｍ以下、より好ましくは４０ｍｍ以下、さらに好ましくは３５ｍｍ以下である。

外壁体１３ａと内壁体１３ｂとの間隔、すなわち、空隙層１３ｃの厚みＤ２にも特に制限はなく、中空糸膜モジュール１０のサイズなどに応じて設定されるが、切断工程において、上述したような切断具２０を使用して切断線Ａに沿って切断する場合には、切断具２０の柄部２１が空隙層１３ｃに円滑に挿入され、長手方向に沿って進行する必要がある。このように切断具２０を挿入し、進行させる際のクリアランスの観点からは、厚みＤ２は好ましくは１．５ｍｍ以上、より好ましくは１．８ｍｍ以上、さらに好ましくは２ｍｍ以上である。しかしながら、ある厚みの中空糸膜束１１を固定する場合に、空隙層１３ｃの厚みＤ２を大きく設定したとすると、その分だけハウジング１２の厚みも大きくなり、結果的に中空糸膜モジュール１０としての厚みも大きくなってしまう。厚みの大きな中空糸膜モジュールは、エアースクラビング洗浄性を向上させる観点や、中空糸膜ユニットとする際の容積効率向上の観点から好適ではない。よって、このような観点からは、厚みＤ２は好ましくは１０ｍｍ以下、より好ましくは５ｍｍ以下、さらに好ましくは３ｍｍ以下である。

ハウジング１２は、押出成形などにより、二重構造の底部１３および側面１８ａ、１８ｂが一体に成形され、その後、集水口１６が設けられたものでもよいし、図７に示すように、内壁体１３ｂ以外の部分が形成されたハウジング本体２３に、別途製造された内壁体用部材２４を接合して製造されたものでもよい。
内壁体１３ｂ以外の部分が形成されたハウジング本体２３に、内壁体用部材２４を一体化する場合には、図示のように、内壁体用部材２４としては、長手方向の両端部が閉塞され、上端に全周に亘って鍔部２４ａが形成され、垂直断面がＵ字形である管状のものを製造する。一方、ハウジング本体２３としては、内壁体用部材２４の鍔部２４ａが係止する段差などの係止部２３ａを両内面に備えたものを製造する。そして、係止部２３ａに鍔部２４ａが係止されるように、内壁体用部材２４をハウジング本体２３内に配置する。

この際、鍔部２４ａと係止部２３ａとは、充填された固定用樹脂１４が空隙層１３ｃに入り込まないように、また、中空糸膜モジュール１０の製造途中などに、内壁体用部材２４が位置ずれしない程度に、接合される必要がある。接合方法としては、例えば、超音波溶着や熱溶着による方法；熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、エマルジョン等を主成分とした接着剤を使用する方法；粘着テープ等の粘着材を使用する方法；などが挙げられ、鍔部２４ａと係止部２３ａの材質に応じて適宜選択できる。
また、ここで形成される係止部２３は、内壁体用部材２４をハウジング本体２３に位置ずれしない程度に接合する観点から、ハウジング本体２３に、その厚み方向に０．５以上１０ｍｍ以下の範囲で突き出て形成されることが好ましい。すなわち、図中Ｗ３で示される部分の長さが０．５〜１０ｍｍであることが好ましい。また、内壁体用部材２４のハウジング本体２３への固定強度や、中空糸膜ユニットとする際の容積率を向上させる観点から、１ｍｍ以上５ｍｍ以下がより好ましい。さらに好ましくは２ｍｍ以上３ｍｍ以下である。
また、図７の例では、ハウジング本体２３に形成される係止部２３ａとして、段差を例示したが、鍔部２４ａが係止されるものであれば制限はなく、例えば、凸起状のものでもよいし、鍔部２４ａが嵌合されるスリットなどでもよい。

このように内壁体用部材２４と、ハウジング本体２３とを別々に製造する場合には、ハウジング本体２３は、ハウジング１２の材質として先に例示した材料で形成されることが好適である。一方、内壁体用部材２４は、適度な硬さの固定用樹脂１４を流し込んだ時に変形しない程度の強度と形状安定性が必要であるため、ポリエチレンテレフタレート；ポリエチレンポリプロピレンなどのポリオレフィン系樹脂；ポリウレタン樹脂；アクリル樹脂；ＡＢＳ樹脂；ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）樹脂などで形成されることが好ましい。

なお、ハウジング１２として、押出成形などで一体に成形されたものを用いる場合には、その長手方向の両端部を仮のプラグ材で仮閉塞してから固定工程を行い、固定工程中に、固定用樹脂１４が内壁体１４ｂの長手方向の両端部から漏れ出さないようにする必要がある。また、切断工程では、この仮のプラグ材を外してから切断工程を行うか、仮のプラグ材ごと切断する必要があり、いずれにしても手間がかかる。よって、ハウジング１２としては、内壁体１３ｂ以外の部分が形成されたハウジング本体２３に、別途製造された内壁体用部材２４を一体化することにより形成されたものを使用する方が好ましい。

中空糸膜の種類には特に制限はなく、その材質としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリ塩化ビニル、塩素化ポリエチレン、ポリフッ化ビニリデン、４フッ化エチレン、酢酸セルロース、ポリアクリロニトリル、ポリイミド、ポリビニルアルコール、ナイロン等、一般に中空糸膜の材質に使用されているものが挙げられる。
中空糸膜の孔径、有効長、内外径、膜厚にも特に制限はなく、中空糸膜モジュール１０の使用目的や処理条件などに応じて設定することが可能である。

中空糸膜を平型の中空糸膜束１１とする方法としては、中空糸膜を束ねてバンドル化する方法や、ラッセル編み、簾編み等の編み加工、中空糸膜をシート状に並べた後にテープを貼り付ける方法や、例えば特開平２０００−４４０号公報に例示されているような、溶融した熱可塑性樹脂をシート状に供給し、中空糸膜間に流し込んで接着する方法が挙げられる。また、１つの中空糸膜モジュール１０に用いられる中空糸膜束１１は、１枚でもよいし、複数枚が重ねられ積層したものでもよい。

固定用樹脂１４としては、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂等の熱硬化性樹脂が好適に使用される。
固定用樹脂１４を充填する際の固定用樹脂１４の粘度（初期粘度）としては、中空糸膜間の隙間を埋める観点からは小さい方がよい。一方、初期粘度が小さすぎると、各中空糸膜の中空部が固定用樹脂で閉塞されやすくなる。これらの観点から、好ましくは１００ｍＰａ・ｓ以上、より好ましくは２００ｍＰａ・ｓ以上、さらに好ましくは２５０ｍＰａ・ｓ以上であり、また、好ましくは３０００ｍＰａ・ｓ以下、より好ましくは２０００ｍＰａ・ｓ以下、さらに好ましくは１０００ｍＰａ・ｓ以下である。

硬化後の固定用樹脂１４の硬度としては、切断工程において切断具２０やハウジング１２などに負荷をかけない観点からは、切断工程を実施する時点でのショアＡ硬度として、好ましくは９０Ａ以下、より好ましくは８５Ａ以下、さらに好ましくは８０Ａ以下である。一方、中空糸膜モジュール１０の物理的な強度を向上させる点では、ショアＡ硬度は大きい方が好ましく、同じく切断工程を実施する時点のショアＡ硬度として、好ましくは４０Ａ以上、より好ましくは６０Ａ以上、さらに好ましくは６５Ａ以上である。
なお、切断工程の際に、固定用樹脂１４を加熱して一時的にその硬度を下げることで、その硬度を上記範囲内としてもよい。あるいは、固定用樹脂１４の硬化反応の途中であれば、その時点での固定用樹脂１４の硬度は、完全に硬化反応が終了した時点の硬度よりも小さいため、それを利用して、硬化反応の途中で、切断工程を行ってもよい。このような方法によれば、固定用樹脂１４の強度と加工性とを両立させることも可能となる。

なお、以上の説明では、中空糸膜モジュール１０として、シート状の中空糸膜束１１の両端部に、それぞれハウジング１２が接続された形態を例示したが、シート状の中空糸膜束１１の一端のみにハウジング１２が接続され、他端は閉塞した形態であってもよい。
また、切断工程では、図４中の切断線Ａに沿って切断し、中空糸膜束１１の開口した端面１１ａが液流路１５側に突出する形態としたが、図８に示すように、中空糸膜束１１の開口した端面１１ａが液流路１５側に突出しない形態としてもよい。ただし、切断工程での切断しやすさからは、図１のように、端面１１ａが液流路１５側に突出した形態に仕上げる方が好ましい。

（実施例１）
次のようにして図１に示す平型の中空糸膜モジュール１０を製造した。
ポリフッ化ビニリデンからなる多孔質の中空糸膜（三菱レイヨン・エンジニアリング（株）製、外径２．８ｍｍ）を緯糸として、幅１０００ｍｍ、長さ５００ｍｍとした編地を５枚積層して、シート状の中空糸膜束（厚み：１５ｍｍ）１１を得た。
一方、図７に示す形態の内壁体用部材（ポリエチレンテレフタレート製）２４と、ハウジング本体（長さＬ：６２０ｍｍ、高さＨ：７５ｍｍ、外幅Ｗ１：３０ｍｍ、内幅Ｗ２：２６ｍｍ、ＰＶＣ製）２３とを別々に製造した。ついで、内壁体用部材２４をハウジング本体２３内に配置し、鍔部２４ａと係止部（段差）２３ａとを接合し、ハウジング１２を製造した。具体的には、予め鍔部２４ａには、ポリ塩化ビニル樹脂管用接着剤（積水化学工業（株）製、エスロン、Ｎ７３１ＨＧ）をその下面の全周に塗布しておき、塗布後速やかに、内壁体用部材２４の内面に形成された係止部２４ａに鍔部２４ａが係止されるように配置し、圧着した。
なお、各部分のサイズは以下の通りである。
Ｗ３：２ｍｍ
Ｄ１：１ｍｍ
Ｄｅｐ：３１ｍｍ
Ｄ２：２ｍｍ

ついで、シート状の中空糸膜束１１の一方の端部をハウジング１２の挿入口１２ａから、内壁体１３ｂに突き当たるまで挿入した後、固定用樹脂１４として、二液硬化型ウレタン樹脂（主剤：Ｈ−７８２９Ａ−１８、硬化剤：Ｈ−７８２９Ｂ−１８、第一工業製薬（株）製、初期粘度：５５０ｍＰａ・ｓ、硬度：９９Ａ）をハウジング１２内に充填して、十分に硬化させ、図３に示すような中空糸膜モジュール中間品を製造した。この際、固定用樹脂１４は、ハウジング１２の上端近傍（挿入口１２ａの近傍）まで充填した。
ついで、中空糸膜モジュール中間品全体を５０℃に加温し、図５に示す切断具２０の柄部２１をハウジング１２の一方の端部から空隙層１３ｃに挿入し、他方の端部から突出させ、突出した部分のうち、柄部２１の根元部を把持して、刃部２２が図４に示す切断線Ａに沿って固定用樹脂１４と中空糸膜束１１と内壁体１３ｂとを長手方向に沿って切断していくように、手前に引き込んだ。このようにしてハウジング１２の長手方向に沿って全長に亘って進行させ、引き切った。その結果、中空糸膜束１１の端面１１ａは開口して、液流路１５と連通した。また、切除されなかった部分の内壁体１３ｂは、隔離壁１７として、ハウジング１２内に残存した。なお、切断工程での固定用樹脂１４のショアＡ硬度は、７６Ａであった。
その後、２つのプラグ材（ＰＶＣ製）を用意し、これらをハウジング１２の開口している両端部に嵌め込み、液密に接着して固定した。接着には、ポリ塩化ビニル樹脂管用接着剤（積水化学工業（株）製、エスロン、Ｎ７３１ＨＧ）を使用した。

このようにして製造された中空糸膜モジュール１０では、ハウジング１２の底部１３に設けられていた集水口１６から処理水を回収することができた。
また、中空糸膜束１１の厚み：１５ｍｍに対して、ハウジング１２の内幅：２６ｍｍであり、ハウジングの厚みを小さく抑えることができた。

（実施例２）
固定用樹脂１４として、二液硬化型ウレタン樹脂（主剤：Ａｒａｌｄｉｔｅ ３００６ＳＲ、硬化剤：Ａｒａｌｄｉｔｅ ２０３２、ＨＵＮＴＳＭＡＮ製、初期粘度：５００ｍＰａ・ｓ、硬度：７０Ａ）を使用した以外は、実施例１と同様にして図３に示すような中空糸膜モジュール中間品を製造した。なお、切断工程での固定用樹脂１４のショアＡ硬度は、７０Ａであった。
こうして得られた中空糸膜モジュール中間品は、加温しなくても、実施例１と同様にして安定に切断工程を行うことができた。
その後、実施例１と同様にして、中空糸膜モジュール１０を製造した。

このようにして製造された中空糸膜モジュール１０では、ハウジング１２の底部１３に設けられていた集水口１６から処理水を回収することができた。
また、中空糸膜束１１の厚み：１５ｍｍに対して、ハウジング１２の内幅：２６ｍｍであり、ハウジングの厚みを小さく抑えることができた。

（実施例３）
図７（ｂ）に示したハウジング本体２３の代わりに、図９（ａ）に示すハウジング本体（長さＬ：６２０ｍｍ、高さＨ：７５ｍｍ、外幅Ｗ１：２６ｍｍ、内幅Ｗ２：２２ｍｍ、Ｗ３：２ｍｍ、Ｄ１：１ｍｍ、Ｄｅｐ：３１ｍｍ、Ｄ２：２ｍｍ、ＰＶＣ製）２３’を用い、これに図７（ａ）に示す内壁体用部材２４を接合して図９（ｂ）に示すハウジング１２’を製造し、これを用いた以外は、実施例１と同様にし中空糸膜モジュールを製造した。
このようにして製造された中空糸膜モジュールでは、ハウジング１２’の底部に設けられていた集水口１６から処理水を回収することができた。
また、中空糸膜束１１の厚み：１５ｍｍに対して、ハウジング１２’の内幅：２２ｍｍであり、ハウジングの厚みを小さく抑えることができた。

本発明の方法で製造された中空糸膜モジュールは、例えば、無菌水、飲料水、高純度純水の製造、空気の浄化等の用途に加えて、下水処理場における２次処理、３次処理や、浄化槽における固液分離、産業排水中のＳＳ（懸濁物質）の固液分離等の高汚濁水の処理用途に用いて好適である。

１０ 中空糸膜モジュール
１１ 中空糸膜束
１１ａ 中空糸膜束の端面
１２、１２’ ハウジング
１２ａ 挿入口
１３ 底部
１３ａ 外壁体
１３ｂ 内壁体
１４ 固定用樹脂
２３、２３’ ハウジング本体
２４ 内壁体用部材

Claims (5)

1. 複数本の中空糸膜からなるシート状の中空糸膜束の少なくとも一方の端部がハウジングの挿入口から前記ハウジング内に挿入され、固定用樹脂で固定された平型の中空糸膜モジュールの製造方法であって、
   外壁体と内壁体とを備えた二重構造の底部が形成されたハウジングの前記底部側まで、前記中空糸膜束の端部を前記挿入口から挿入した後、固定用樹脂を前記ハウジング内に充填して硬化させ、前記端部をハウジング内に固定し、中空糸膜モジュール中間品を製造する固定工程と、
   前記端部と前記固定用樹脂と前記内壁体とを前記中空糸膜の径方向に一括して切断し、前記中空糸膜の端面を前記ハウジング内で開口させる切断工程とを有する、中空糸膜モジュールの製造方法。
2. 前記ハウジングは、内壁体以外の部分が形成されたハウジング本体に、内壁体用部材を接合して製造された、請求項１に記載の中空糸膜モジュールの製造方法。
3. 前記ハウジング本体にその厚み方向に０．５〜１０ｍｍ突き出た係止部が形成され、前記内壁体用部材には鍔部が形成され、前記係止部に前記鍔部が係止されるとともに、前記係止部と前記鍔部とが接合された、請求項２に記載の中空糸膜モジュールの製造方法。
4. 前記切断工程での前記固定用樹脂のショアＡ硬度が４０〜９０Ａである、請求項１ないし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. 複数本の中空糸膜からなるシート状の中空糸膜束の少なくとも一方の端部がハウジングの挿入口から前記ハウジング内の底部側まで挿入され、前記ハウジング内に固定用樹脂で固定された平型の中空糸膜モジュール中間品であって、
   前記ハウジングの前記底部は、外壁体と内壁体とを備えた二重構造である、中空糸膜モジュール中間品。

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