特開 2022-102353 中空糸膜モジュール

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022102353

(43)【公開日】2022-07-07

(54)【発明の名称】中空糸膜モジュール

(51)【国際特許分類】

   B01D 63/02 20060101AFI20220630BHJP

   B01D 63/00 20060101ALI20220630BHJP

   A47K 3/28 20060101ALI20220630BHJP

【ＦＩ】

B01D63/02

B01D63/00 500

A47K3/28

【審査請求】未請求

【請求項の数】2

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020217039

(22)【出願日】2020-12-25

(71)【出願人】

【識別番号】000004385

【氏名又は名称】ＮＯＫ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002860

【氏名又は名称】特許業務法人秀和特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】榎本 政巳

【テーマコード（参考）】

2D132

4D006

【Ｆターム（参考）】

2D132FA12

4D006GA02

4D006HA03

4D006JA13A

4D006JA13C

4D006JA25Z

4D006JB06

4D006MA01

4D006PA01

4D006PB06

4D006PC80

(57)【要約】

【課題】ろ過対象となる液体が高温高圧の場合であっても、長期に亘り安定的にろ過を行うことを可能とする中空糸膜モジュールを提供する。
【解決手段】開口部１１１を有するケース１１０と、ケース１１０内に配される複数の中空糸膜１２０と、開口部１１１側で、複数の中空糸膜１２０の各中空内部を開放させた状態で、複数の中空糸膜１２０間及びケース１１０の内壁面との間の隙間を封止し、かつ複数の中空糸膜１２０をケース１１０に固定する封止固定部１３０と、を備える中空糸膜モジュール１００であって、封止固定部１３０は、環境温度が２３℃でのデュロメータタイプＤの硬度が５０以上、かつ環境温度が８０℃でのデュロメータタイプＤの硬度が３０以上の耐熱性ポリウレタンにより構成されると共に、厚みが２５ｍｍ以上であることを特徴とする。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

開口部を有するケースと、
前記ケース内に配される複数の中空糸膜と、
前記開口部側で、前記複数の中空糸膜の各中空内部を開放させた状態で、前記複数の中空糸膜間及び前記ケース内壁面との間の隙間を封止し、かつ前記複数の中空糸膜を前記ケースに固定する封止固定部と、
を備える中空糸膜モジュールであって、
前記封止固定部は、
環境温度が２３℃でのデュロメータタイプＤの硬度が５０以上、かつ環境温度が８０℃での前記硬度が３０以上の耐熱性ポリウレタンにより構成されると共に、
厚みが２５ｍｍ以上であることを特徴とする中空糸膜モジュール。

【請求項2】

シャワーヘッドに備えられることを特徴とする請求項１に記載の中空糸膜モジュール。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、浄水器などに好適に用いられる中空糸膜モジュールに関する。

【背景技術】

【0002】

浄水器などにおいては、原水中の異物をろ過するために、中空糸膜モジュールが広く利用されている。中空糸膜モジュールにおいては、ケース内に複数の中空糸膜が配されている。そして、ケースの開口部側には、複数の中空糸膜の各中空内部を開放させた状態で、複数の中空糸膜間及びケース内壁面との間の隙間を封止し、かつ複数の中空糸膜をケースに固定する封止固定部が設けられている。封止固定部は、ポッティング剤を硬化させることにより得られる。

【0003】

上記のように構成される中空糸膜モジュールにおいて、ろ過対象の原水が高温高圧の場合には、ポッティング剤の加水分解や加圧変形によって、封止固定部がケースから剥離してしまうおそれがある。これにより、ろ過が適切に行われないおそれもある。この対策として、別途、Ｏリングなどのシールリングを設ける技術も知られているが、部品点数が増加してしまうため、未だ改善の余地がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開昭６３－３０２９０７号公報

【特許文献2】特開平９－１８７６２６号公報

【特許文献3】特開平１１－１９７４６０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明の目的は、ろ過対象となる液体が高温高圧の場合であっても、長期に亘り安定的にろ過を行うことを可能とする中空糸膜モジュールを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。

【0007】

本発明の中空糸膜モジュールは、
開口部を有するケースと、
前記ケース内に配される複数の中空糸膜と、
前記開口部側で、前記複数の中空糸膜の各中空内部を開放させた状態で、前記複数の中空糸膜間及び前記ケース内壁面との間の隙間を封止し、かつ前記複数の中空糸膜を前記ケースに固定する封止固定部と、
を備える中空糸膜モジュールであって、
前記封止固定部は、
環境温度が２３℃でのデュロメータタイプＤの硬度が５０以上、かつ環境温度が８０℃での前記硬度が３０以上の耐熱性ポリウレタンにより構成されると共に、
厚みが２５ｍｍ以上であることを特徴とする。

【0008】

本発明によれば、ろ過対象となる液体が、温水のように高温の液体であって、かつ圧力が高い場合であっても、封止固定部がケースから剥がれてしまうことを抑制することができる。

【0009】

上記の中空糸膜モジュールが、シャワーヘッドに備えられるとよい。

【発明の効果】

【0010】

以上説明したように、本発明によれば、ろ過対象となる液体が高温高圧の場合であっても、長期に亘り安定的にろ過を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】図１は本発明の実施例１に係る中空糸膜モジュールを備えるシャワーヘッドの概略構成図である。

【図2】図２は本発明の実施例１に係る中空糸膜モジュールの概略構成図である。

【図3】図３は本発明の実施例２に係る中空糸膜モジュールの概略構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

【0013】

（実施例１）
図１及び図２を参照して、本発明の実施例１に係る中空糸膜モジュール及びシャワーヘッドについて説明する。図１は本発明の実施例１に係る中空糸膜モジュールを備えるシャワーヘッドの概略構成図である。図１においては、シャワーヘッドの内部構造が分かるように、シャワーヘッドの一部を破断した図を示している。図２は本発明の実施例１に係る中空糸膜モジュールの概略構成図であり、中空糸膜モジュールの概略構成を断面図にて示している。

【0014】

＜シャワーヘッド＞
シャワーヘッド１０は、ユーザに握られるハウジング１１を備えている。このハウジング１１においては、その内部に、中空糸膜モジュール１００が着脱自在となるように構成されている。このように構成されるシャワーヘッド１０によれば、水道水などの原液中の異物（浮遊物）を、中空糸膜モジュール１００によって、ろ過することができる。

【0015】

＜中空糸膜モジュール＞
中空糸膜モジュール１００は、開口部１１１を有するケース１１０と、ケース１１０内に配される複数の中空糸膜１２０と、ケース１１０の開口部１１１側に設けられる封止固定部１３０とを備えている。ケース１１０の形状については、円筒状の他、直方体状など、各種の構成を採用し得る。封止固定部１３０は、ケース１１０の開口部１１１側で、複数の中空糸膜１２０の各中空内部を開放させた状態で、複数の中空糸膜１２０間及びケース１１０の内壁面との間の隙間を封止し、かつ複数の中空糸膜１２０をケース１１０に固定する役割を担っている。本実施例に係る封止固定部１３０は、ポッティング剤である液状の耐熱性ポリウレタンが硬化することにより得られる。すなわち、例えば、まず、ケース１１０内に複数の中空糸膜１２０が配された状態で、ケース１１０の開口部１１１の付近に液状の耐熱性ポリウレタンが充填される。その後、耐熱性ポリウレタンを硬化させることで、封止固定部１３０が得られる。これにより、複数の中空糸膜１２０間の隙間が埋まり、かつ、ケース１１０の内壁面に接着された状態の封止固定部１３０が得られる。なお、耐熱性ポリウレタンが硬化した後に、ケース１１０の端部の一部を、硬化後の耐熱性ポリウレタンの一部と複数の中空糸膜１２０の端部と共に切断することによって、複数の中空糸膜１２０の各中空内部が開放された状態となる。また、ケース１１０には、開口部１１１とは反対側に貫通孔１１２が設けられている。

【0016】

この中空糸膜モジュール１００に対し、貫通孔１１２から水道水などの原水を供給させる（図２中、矢印Ａ参照）と、複数の中空糸膜１２０により、それぞれろ過された液体が、各中空糸膜１２０の中空内部を通って、開口部１１１から排出される（矢印Ｂ参照）。また、開口部１１１側から複数の中空糸膜１２０の各中空内部に原水を供給することで、中空糸膜１２０によりろ過された液体を、貫通孔１１２から排出させることもできる。

【0017】

以上のように構成される中空糸膜モジュール１００を、上記のシャワーヘッド１０に適用する場合には、封止固定部１３０は、６０℃程度の高温高圧の温水に曝され得る。そこで、本実施例に係る封止固定部１３０においては、封止固定部１３０がケース１１０から剥がれてしまわないように、以下の構成を採用している。

【0018】

すなわち、本実施例に係る封止固定部１３０は、環境温度が２３℃でのデュロメータタイプＤの硬度が５０以上、かつ環境温度が８０℃でのデュロメータタイプＤの硬度が３０以上の耐熱性ポリウレタンにより構成されている。また、封止固定部１３０は、厚みＴ（図２に示すように、中空糸膜１２０の長手方向の厚み）が２５ｍｍ以上４０ｍｍ以下となるように構成されている。

【0019】

＜本実施例に係る中空糸膜モジュールの優れた点＞
本実施例に係る中空糸膜モジュール１００によれば、封止固定部１３０が上記のような耐熱性ポリウレタンにより構成されることにより、封止固定部１３０が加水分解してしまうことを抑制することができる。また、封止固定部１３０の厚みＴを２５ｍｍ以上に設定したことで、封止固定部１３０が圧力により変形してしまうことを抑制することができる。このように、本実施例に係る中空糸膜モジュール１００によれば、ろ過対象となる液体が高温高圧の場合であっても、長期に亘り安定的にろ過を行うことができる。また、ケース１１０と封止固定部１３０との間の隙間から漏れる液体を封止するためのシールリングなどを、別途設ける必要もない。なお、封止固定部１３０の厚みの上限に関しては、厚みが厚くなるにつれて膜面積が小さくなることに伴う目詰まり寿命（流量が低下してしまう）の観点から４０ｍｍ以下に設定するのが望ましい。

【0020】

以下、評価試験結果について説明する。評価試験として、６０℃の温水を、０．５ＭＰａの圧力にて、中空糸膜の膜内に繰り返し通水する加圧試験を行った。その結果、上述した本実施例に係る中空糸膜モジュール１００の構成において、厚みＴが３０ｍｍの場合には、５０００回加圧した後においても、封止固定部１３０の剥がれ等は発生しなかった。厚みＴが４０ｍｍの場合にも同様の結果が得られた。これに対し、厚みＴが１０ｍｍの場合には、２回の加圧後に封止固定部の剥離が発生した。また、厚みＴが２０ｍｍの場合には、１００回の加圧後に、封止固定部のケースからの一部離脱が認められた。なお、評価試験では、封止固定部の材料については、いずれも同一の材料（環境温度が２３℃でのデュロメータタイプＤの硬度が５０以上、かつ環境温度が８０℃でのデュロメータタイプＤの硬度が３０以上の耐熱性ポリウレタン）を用いた。また、評価試験では、内径が４２ｍｍの円筒状のケース１１０を採用した。

【0021】

なお、本実施例に係る中空糸膜モジュール１００は、シャワーヘッド１０に限らず、各種ろ過装置に適用可能である。特に、高温高圧の液体をろ過するためのろ過装置に好適に用いることができる。

【0022】

（実施例２）
図３には、本発明の実施例２が示されている。図３は本発明の実施例２に係る中空糸膜モジュールの概略構成図であり、中空糸膜モジュールの概略構成を断面図にて示している。

【0023】

中空糸膜モジュール２００は、一対の開口部２１１，２１２を有するケース２１０と、ケース２１０内に配される複数の中空糸膜２２０と、ケース２１０における一対の開口部２１１，２１２側にそれぞれ設けられる封止固定部２３１，２３２とを備えている。ケース２１０の形状については、円筒状の他、直方体状など、各種の構成を採用し得る。封止固定部２３１，２３２の役割については、上記実施例１で説明した通りである。また、本実施例に係る封止固定部２３１，２３２についても、上記実施例１と同様に、ポッティング剤である液状の耐熱性ポリウレタンが硬化することにより得られる。封止固定部２３１，２３２の製法についても、上記実施例１で説明した製法を採用し得る。また、本実施例に係るケース２１０には、側面に貫通孔２１３が設けられている。

【0024】

この中空糸膜モジュール２００に対し、開口部２１１側から複数の中空糸膜２２０の各中空内部に原水を供給する（図中、矢印Ｃ参照）ことで、各中空糸膜２２０によりろ過された液体を、貫通孔２１３から排出させることができる（図中、矢印Ｅ参照）。なお、ろ過されなかった液体は、開口部２１２側から排出される（図中、矢印Ｄ参照）。また、貫通孔２１３から原水を供給することで、ろ過された液体を、複数の中空糸膜２２０の各中空内部を通じて、開口部２１１側及び開口部２１２側から排出させることもできる。

【0025】

本実施例に係る封止固定部２３１，２３２においても、環境温度が２３℃でのデュロメータタイプＤの硬度が５０以上、かつ環境温度が８０℃でのデュロメータタイプＤの硬度が３０以上の耐熱性ポリウレタンにより構成されている。また、封止固定部２３１，２３２は、厚みＴ（図３に示すように、中空糸膜２２０の長手方向の厚み）が２５ｍｍ以上４０ｍｍ以下となるように構成されている。

【0026】

以上のように構成される中空糸膜モジュール２００においても、上記実施例１の場合と同様の効果を得ることができる。

【符号の説明】

【0027】

１０ シャワーヘッド
１１ ハウジング
１００，２００ 中空糸膜モジュール
１１０，２１０ ケース
１１１，２１１，２１２ 開口部
１１２，２１３ 貫通孔
１２０，２２０ 中空糸膜
１３０，２３１，２３２ 封止固定部
Ｔ 厚み

【図1】

【図2】

【図3】