特許 5871127 円筒状ケーシング収納用の治具

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5871127

(24)【登録日】2016年1月22日

(45)【発行日】2016年3月1日

(54)【発明の名称】円筒状ケーシング収納用の治具

(51)【国際特許分類】

   B01D 63/02 20060101AFI20160216BHJP

   B01D 63/00 20060101ALI20160216BHJP

   B04B 5/02 20060101ALI20160216BHJP

【ＦＩ】

   B01D63/02

   B01D63/00 500

   B04B5/02 Z

【請求項の数】3

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2012-22137(P2012-22137)

(22)【出願日】2012年2月3日

(65)【公開番号】特開2013-158690(P2013-158690A)

(43)【公開日】2013年8月19日

【審査請求日】2015年1月26日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006035

【氏名又は名称】三菱レイヨン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100092093

【弁理士】

【氏名又は名称】辻居 幸一

(74)【代理人】

【識別番号】100082005

【弁理士】

【氏名又は名称】熊倉 禎男

(74)【代理人】

【識別番号】100088694

【弁理士】

【氏名又は名称】弟子丸 健

(74)【代理人】

【識別番号】100103609

【弁理士】

【氏名又は名称】井野 砂里

(74)【代理人】

【識別番号】100095898

【弁理士】

【氏名又は名称】松下 満

(74)【代理人】

【識別番号】100098475

【弁理士】

【氏名又は名称】倉澤 伊知郎

(72)【発明者】

【氏名】板倉 正則

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 正則

【審査官】 関根 崇

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００４−２７５８７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−２４６１９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−０４９９７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−０９９０８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−１３８０７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６１−１７１５２６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ０１Ｄ ６３／００−０４

Ｂ０４Ｂ ５／０２

Ｂ０１Ｌ ９／００−０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

多数本の中空糸膜からなる中空糸膜束が収められ一端に底板が形成された円筒状ケーシングを収容し、旋回軸を中心にした旋回に伴う遠心力によって前記円筒状ケーシングを前記底板が回転の径方向外方に向くように配向させ、前記円筒状ケーシングの底板付近に接着用樹脂を充填する遠心装置であって、前記円筒状ケーシングを開口部に収容し、前記円筒状ケーシングを上下方向に支持した初期位置から前記遠心力によって前記円筒状ケーシングの底板が回転の径方向外方に配向される遠心位置に移動可能な収納プレートを備えた遠心装置に使用される円筒状ケーシング収納用の治具であって、
少なくとも一端が開口した略円筒形状を有し、
該治具の外周は、前記収納プレートの前記開口部の内径と略等しい外径を有する外側支持部と、該外側支持部の前記一端側に配置され前記外側支持部より大きな外径を有する外側大径部と、前記外側支持部と外側大径部とを接続する外側段部とを備え、
前記治具の内周は、前記一端側に配置された内側大径部と、該内側大径部の他端側に配置された前記内側大径部より小さな内径を有する内側中径部と、前記内側大径部と内側中径部とを接続する内側段部と、を備えている、
ことを特徴とする治具。

【請求項2】

前記内側中径部の他端側に配置され前記内側中径部より小さな内径を有する内側小径部と、前記内側中径部と内側小径部とを接続する第２内側段部と、を内周に備えている、
請求項１に記載の治具。

【請求項3】

合成樹脂によって一体形成されている、
請求項１又は２に記載の治具。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、概略的には、円筒状ケーシング収納用の治具に関し、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接着剤を充填する際に使用される遠心装置で使用される治具に関する。

【背景技術】

【0002】

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内で、中空糸膜１２の円柱体１４の一端１４ａが接着剤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。

【0003】

このような中空糸膜モジュール１８を製造する場合には、まず、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、その両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）とする。
次いで、この長尺状編地２２を、所定長に切断し、図３に示すような樹脂注入用のセンタチューブ２４を中心にして、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（図４）とする。

【0004】

そして、この円柱体１４を、一端が底板１０ａで閉鎖された円筒状ケーシング１０の底部に収容する。さらに、下部に排出管２６が一体形成された樹脂ポット（液状樹脂溜め容器）２８の排出管２６を、円柱状の中空糸膜（円柱体）２２の中心に巻き込まれているセンタチューブ２４に差し込み、さらに、樹脂ポット２８内に固定用の液状樹脂Ｒを入れ（図５）、中空糸膜モジュールの中間体Ｍとする。この中間体Ｍを遠心装置に取付け、樹脂ポッティング２８内に樹脂を、センタチューブ２４を通して円筒状ケーシング１０の底部に充填し、円筒状ケーシング１０の底部に接着剤（樹脂）層１６を形成する。

【0005】

尚、この円筒状ケーシング１０は、底部に隣接する部分が小径部１０ｂとされ、この小径部１０ｂは、段部１０ｃによって上側部分と接続されている。

【0006】

この接着剤（樹脂）層１６によって、円柱体１４が円筒状ケーシング１０の内周面に対して固定されると共に、円柱体１４内の各中空糸膜１２が相互に接着され一体化している。

【0007】

上述のような樹脂充填で使用される遠心装置として、例えば、図６および図７に示すような、鉛直方向に配された旋回軸３０と、中間体Ｍを保持しながら旋回軸３０を中心として旋回する部分とを備えた装置がある（特許文献１）。

【0008】

この遠心装置は、遠心機の筐体内に収容され遠心機の主要部をなす装置であり、中心が旋回軸３０に固定され旋回軸３０から水平方向に放射線状に延びる６本のアーム３２を備えた回転部材３４と、隣り合う２本のアーム３２の先端に跨るように吊設され、アーム３２との接続部を中心に径方向外方に揺動可能に設けられた６つのバケット３６とを備えている。

【0009】

各バケット３６は、水平に配され、中間体Ｍの円筒状ケーシング１０を収容可能な４つの開口部３８が形成された保持板４０と、保持板４０を吊設する一対の吊設部材４２とを備え、各開口部３８に中間体Ｍの円筒状ケーシング１０の底部を嵌合させることにより、円筒状ケーシング１０を、その長さ方向が鉛直方向となるように固定、保持できるようになっている。

【0010】

この保持板４０の開口部３８に、図５に示されているように内部に中空糸膜の円柱体１４と樹脂Ｒを収容した樹脂ポット２８が配置されたケーシング１０を嵌合させて、回転部材３４を、旋回軸３０を中心に回転させる。

【0011】

この回転によって、回転部材３４の６本のアーム３２の先端に吊設されたバケット３６は、旋回に伴う遠心力に応じて、アーム３２との接続部を中心に径方向外方に揺動する。この結果、バケット３６の保持板４０の開口に嵌合された中間体Ｍの円筒状ケーシング１０は、外方に傾斜する（図８）。

【0012】

そして、このような傾斜によって、樹脂ポット２８内の樹脂液Ｒが、遠心力により、樹脂ポット２８の排出管２６からセンタチューブ２４を通して円筒状ケーシング１０の底部に充填され、円筒状ケーシング１０の底部に接着剤（樹脂）層１６が形成されることになる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0013】

【特許文献1】特許第４０９５８００号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0014】

ここで、浄水器の中空糸膜モジュール（中間体）に使用される円筒状ケーシングの外径寸法は、取付けられる浄水器のサイズ等によって異なる。したがって、中空糸膜モジュールの製造工程の一部である充填工程も、異なった外径を有する円筒状ケーシングに対応する必要がある。

【0015】

しかしながら、特許文献１等の遠心装置では、各バケット３６の保持板４０の開口部３８に円筒状ケーシング１０を嵌合させることにより、円筒状ケーシング１０を、その長さ方向が鉛直方向となるように固定、保持して充填工程を行う構成であるため、異なった外径の円筒状ケーシングに対して、接着剤の充填作業を行うことが出来ない。

【0016】

また、異なった径の開口部が形成された複数枚の保持板を用意し、対象となる円筒状ケーシングの外径に応じて、保持板を付け替える手法も考えられるが、保持板は金属部品であるため高価であり、さらに対象となる円筒状ケーシングの外径に応じて、保持板を付け替える作業が生産効率を低下させるという問題があった。

【0017】

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、異なった外径の円筒状ケーシングを有する中空糸膜モジュールの製造を、安価かつ簡便にすることが出来る円筒状ケーシング収納用の治具を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0018】

本発明によれば、
多数本の中空糸膜からなる中空糸膜束が収められ一端に底板が形成された円筒状ケーシングを収容し、旋回軸を中心した旋回に伴う遠心力によって前記円筒状ケーシングを前記底板が回転の径方向外方に向くように配向させ、前記円筒状ケーシングの底板付近に接着用樹脂を充填する遠心装置であって、前記円筒状ケーシングを開口部に収容し、前記円筒状ケーシングを上下方向に支持した初期位置から前記遠心力によって前記円筒状ケーシングの底板が回転の径方向外方に配向される遠心位置に移動可能な収納プレートを備えた遠心装置に使用される円筒状ケーシング収納用の治具であって、
少なくとも一端が開口した略円筒形状を有し、
該治具の外周は、前記収納プレートの前記開口部の内径と略等しい外径を有する外側支持部と、該外側支持部の前記一端側に配置され前記外側支持部より大きな外径を有する外側大径部と、前記外側支持部と外側大径部とを接続する外側段部とを備え、
前記治具の内周は、前記一端側に配置された内側大径部と、該内側大径部の他端側に配置された前記内側大径部より小さな内径を有する内側中径部と、前記内側大径部と内側中径部とを接続する内側段部と、を備えている、
ことを特徴とする治具が提供される。

【0019】

このような構成によれば、治具内部に内径が異なる部分が設けられているので、これら内径のいずれかに対応する外径を有するケーシングを備えた中空糸膜モジュールであれば、この治具を介して遠心装置に取付けて、接着剤の充填作業を行うことができる。

【0020】

本発明の他の好ましい態様によれば、
前記内側中径部の他端側に配置され前記内側中径部より小さな内径を有する内側小径部と、前記内側中径部と内側小径部とを接続する第２内側段部と、を内周に備えている。

【0021】

本発明の他の好ましい態様によれば、
合成樹脂によって一体形成されている。

【発明の効果】

【0022】

本発明によれば、異なった外径の円筒状ケーシングを有する中空糸膜モジュールの製造を、安価かつ簡便にすることが出来る円筒状ケーシング収納用の治具を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】本発明の好ましい態様の治具を用いて製造される中空糸膜モジュールの断面図である。

【図2】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。

【図3】図１の中空糸膜モジュールの製造時に使用されるセンタチューブの斜視図である。

【図4】図１の中空糸膜モジュールで使用される中空糸膜の円柱体の斜視図である。

【図5】図１の中空糸膜モジュールの製造工程を説明するための、中空糸膜モジュールの中間体の断面図である。

【図6】本発明の好ましい態様の治具が使用される遠心装置の斜視図である。

【図7】本発明の好ましい態様の治具が使用される遠心装置の平面図である。

【図8】本発明の好ましい態様の治具が使用される遠心装置の動作を説明する側面図である。

【図9】本発明の好ましい態様の治具の斜視図である。

【図10】本発明の好ましい態様の治具の縦断面図である。

【図11】本発明の好ましい態様の治具を支持板に取付けた状態の斜視図である。

【図12】本発明の好ましい態様の治具に中空糸膜モジュールの中間体を取付けた状態の縦断面図である。

【図13】本発明の好ましい態様の治具に中空糸膜モジュールの他の中間体を取付けた状態の縦断面図である。

【図14】本発明の好ましい態様の治具に中空糸膜モジュールのもう一つの中間体を取付けた状態の縦断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0024】

以下、図面を参照して、本発明の好ましい実施形態の治具５０について説明する。この治具は、例えば、特許文献１に記載されている遠心装置で使用可能であるが、他の形式の遠心装置に使用することも可能である。

【0025】

図９および図１０に示されているように、治具５０は、一端が開口端５２とされた略円筒形状を有し、合成樹脂で一体成形されたカップ状部材である。

【0026】

治具５０の外周には、治具５０の長手方向（軸線方向）中央に設けられ、遠心装置の保持板４０の開口部３８の内径と略等しい外径を有する円筒状の外側支持部５４が設けられている。さらに、治具５０の外周には、外側支持部５４の開口端５２側に配置され、外側支持部５４より大きな外径を有する円筒状の外側大径部５６が設けられている。

【0027】

外側支持部５４と外側大径部５６との間には、外側段部５８が形成されている。外側段部５８は、治具５０の径方向に延びる環状部分を有し、外側支持部５４の上端と外側大径部５６の下端とを連結している。

【0028】

さらに、治具５０の外周には、外側支持部５４の他端側に配置され、外側支持部５４より小さな外径を有する円筒状の外側小径部６０が設けられている。

【0029】

外側支持部５４と外側小径部６０との間には、第２外側段部６２が形成されている。第２外側段部６２は、外側段部５８と同様に治具５０の径方向に延びる下方を向いた環状部分を有し、外側支持部５４の下端と外側小径部６０の上端とを連結している。

【0030】

このような構成によって、治具５０を、遠心装置の保持板４０の開口部３８に収容すると、外側段部５８と同様に治具５０の径方向に延びる環状部分が、収納プレート４０の上面と当接して、治具５０が開口部３８に嵌合する（図１１）。

【0031】

一方、治具５０の内周には、一端（開口端）側に配置され円筒状の内周壁を有する内側大径部６４と、内側大径部６４の他端側に配置され内側大径部６４より小さな内径の円筒状の内周壁を有する内側中径部６６とが設けられている。内側大径部６４と内側中径部６６との間には、内側段部６８が形成されている。

【0032】

内側段部６８は、治具５０の径方向に延びる環状部分を有し、内側部大径部６４の下端と内側中径部６６の上端とを連結している。

【0033】

さらに、内側中径部６６の他端側には、内側中径部６６より小さな内径の円筒状の内周壁を有する内側小径部７０が設けられている。内側中径部６４と内側小径部７０との間には第２内側段部７２が設けられている。

【0034】

第２内側段部７２は、内側段部６８と同様に治具５０の径方向に延びる上方を向いた環状部分を有し、内側中径部６６の下端と内側小径部７０の上端とを連結している。

【0035】

本実施形態では、内側小径部７０の内径は、円筒状ケーシング１０の底部１０ａに隣接した小径部１０ｂの外径に略等しく設定され、内側中径部６６の内径は、円筒状ケーシング１０の本体部の外径と略等しい寸法に設定されている。

【0036】

このような構成によって、図５に示されている中空糸膜モジュールの中間体Ｍを、底部が下になるようにして、治具５０の開口端５２から治具５０内に差し込むと、中間体Ｍを構成する円筒状ケーシング１０の小径部１０ｂが、治具５０の内側小径部７０の内周面に当接し、さらに、円筒状ケーシング１０の小径部１０ｂと本体部の間の段部１０ｃが治具５０の第２内側段部７２と係合することによって、中間体Ｍが治具５０内に保持される（図１２）。

【0037】

また、全体が、治具５０の内側小径部７０より小さい外径を有するケーシングを有する中間体Ｍ’は、内側小径部７０内に保持することができる（図１３）。

【0038】

さらに、治具５０の内側大径部６４より大きい外径を有するケーシングを有する中間体Ｍ”は、内側大径部６４内に保持することができる（図１４）。

【0039】

このように本実施形態の治具を用いれば、異なる外径の円筒状ケーシングを有する中間体Ｍ等を遠心装置にセットすることができる。

【0040】

中間体Ｍ等を遠心装置にセットした後は、遠心装置を作動させ、図８に示されるように中間体Ｍ等に遠心力を作用させ、樹脂ポット２８から樹脂Ｒを円筒状ケーシング１０の底部に充填することになる。

【0041】

なお、遠心装置は、図６ないし図８に示されている遠心装置は、内部の温度等を制御することができる筐体８０に収容されて遠心機をされるのが一般的である。

【0042】

遠心機８２は、筐体８０の内部に配置されたヒータとファンとを備え、筐体内が均一な所望温度となるように制御される。

【0043】

上記中空糸膜モジュール１８、中間体Ｍ、Ｍ’、Ｍ”等で使用する中空糸膜としては、種々のものが使用でき、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、各種材科からなる中空糸膜が使用できる。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。

【0044】

なお、中空糸膜の孔径、空孔率、膜厚、外径等は、中空糸膜を濾過膜として使用可能な寸法であれば、特に限定されるものではないが、例えば、外径２０〜２０００μｍ、孔径は０．０１〜１μｍ、空径率２０〜９０％、膜厚５〜３００μｍ程度が好ましい。

【0045】

また、ケーシング１０の材質は、機械的強度および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、ポリスルフォン、ポリオレフィン、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）、アクリル樹脂、ＡＢＳ樹脂、変成ＰＰＥ（ポリフェニレンエーテル）等が用いられる。

【0046】

固定用樹脂としては、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、シリコーン系充填材、各種ホットメルト樹脂等を用いることができ、適宜選定することが可能である。また、固化前の固定用樹脂の粘度も、特に限定はされないが、５００〜５０００ｍＰａ・ｓが好ましく、より好ましくは２０００〜３０００ｍＰａ・ｓの範囲である。

【0047】

固定用樹脂の粘度が５００ｍＰａ・ｓ未満では、固定用樹脂が中空糸膜の開口端部まで流動し、該開口端部を閉塞する原因となるおそれがある。固定用樹脂の粘度が５０００ｍＰａ・ｓを超えると、中空糸膜間に含浸することが困難となるので好ましくない。

【0048】

遠心装置の作動によって、バケット３６が径方向外方に揺動し、バケットに収容された中間体Ｍは、ケーシング１０の底面側が外側に開口端側が内側に向くように配向され、遠心力を受ける。この遠心力により、液状樹脂溜め容器２８内の液状樹脂が、矢印Ｃで示すように、センタチューブ２４を通して、ケーシング１０の底部に達する。

【0049】

この遠心工程中は、筐体内でヒータおよびファンを作動させ、筐体内が均一な所望温度となるように制御される。

【0050】

所定時間経過後、遠心装置等を停止させ、ケーシング１０を遠心装置から取り出し、ケーシング１０の底部に達した液状樹脂を硬化させて、ケーシング１０に底部に、ケーシング１０の内部空間を軸線方向に密閉する樹脂（接着剤）層１６を形成する。

【0051】

この樹脂層１６によって、円柱体１４がケーシング１０の内周面に固定され、さらに円柱体１４内で中空糸膜１２同士が接合される。

【0052】

最後に、ケーシング１０の底板１０ａ近傍で、ケーシング１０と樹脂層１６によって一体化された円柱体１１を、ケーシング１０の径方向に切断し、円柱体１４を構成する中空糸膜１２の開口端を外部に露出させ、中空糸膜モジュール１８（図１）の製造を終了する。

【0053】

本実施形態の治具では、中空糸膜モジュールの円筒状ケーシングの外径によって、治具５０に対する円筒状ケーシングの高さ位置が異なる。

【0054】

したがって、同一の治具を使用した場合、遠心工程における遠心装置の回転軸と円筒状ケーシングの間の距離は、治具５０に対する円筒状ケーシングの高さ位置の差によって異なり、円筒状ケーシングの外径によって、中空糸膜モジュールに作用する遠心力の大きさも異なることになる。すなわち、同一の治具を使用した場合には、外径が小さな円筒状ケーシングに大きな遠心力がかけることができる。

【0055】

一方、外側段部、内側段部、第２内側段部等の高さ位置を変更することによって、中空糸膜モジュールに作用する遠心力の大きさを変更することもできる。

【0056】

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。

【符号の説明】

【0057】

３８：開口部
４０：保持板
５０：治具
５２：開口端
５４：外側支持部
５６：外側大径部
５８：外側段部
６０：外側小径部
６２：第２外側段部
６４：内側大径部
６６：内側中径部
６８：内側段部
７０：内側小径部
７２：第２内側段部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】