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(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】P2024042391
(43)【公開日】2024-03-28
(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 20060101AFI20240321BHJP
B01D 69/08 20060101ALI20240321BHJP
B01D 69/00 20060101ALI20240321BHJP
B01D 71/02 20060101ALI20240321BHJP
【ＦＩ】
B01D63/02
B01D69/08
B01D69/00
B01D71/02 500
【審査請求】未請求
【請求項の数】9
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022147075
(22)【出願日】2022-09-15
(71)【出願人】
【識別番号】390005407
【氏名又は名称】ＡＧＣエンジニアリング株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001634
【氏名又は名称】弁理士法人志賀国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】小貫 真哉
(72)【発明者】
【氏名】鈴木 翔
【テーマコード（参考）】
4D006
【Ｆターム（参考）】
4D006GA41
4D006HA02
4D006HA18
4D006JA13A
4D006JA13C
4D006JA14A
4D006JA15A
4D006JA25A
4D006JA25B
4D006JA25C
4D006JA62A
4D006JA62C
4D006JA70A
4D006JB06
4D006MA01
4D006MA12
4D006MA21
4D006MA22
4D006MA31
4D006MA33
4D006MA34
4D006MC03X
4D006MC18
4D006MC28
4D006MC29
4D006MC30
4D006MC58
4D006MC59
4D006MC62
4D006MC63
4D006MC65
4D006NA50
4D006PA01
4D006PB17
4D006PB65
(57)【要約】
【課題】本発明によれば、高耐久性を有しつつ、製造コストが増大することを抑制できる中空糸膜モジュールを提供できる。
【解決手段】本発明の中空糸膜モジュールは、軸線方向に沿って延び、前記軸線方向の両側に開口する筒状のケースと、前記ケースの内部に充填され、前記ケースの軸線方向の第１端から第２端まで延在する複数本の中空糸膜からなる中空糸膜束と、前記ケースの内周面に接着され、複数本の前記中空糸膜同士の間と、前記中空糸膜束と前記ケースとの間を封止する樹脂製の封止材と、を備える。前記ケースは、前記軸線方向の両側に開口する筒状のケース本体部と、前記ケース本体部の表面のうち少なくとも前記ケース本体部の内周面に設けられる第１多孔質膜と、を有する。前記ケース本体部は、金属製である。前記封止材は、前記第１多孔質膜に接着される。
【選択図】図１
【解決手段】本発明の中空糸膜モジュールは、軸線方向に沿って延び、前記軸線方向の両側に開口する筒状のケースと、前記ケースの内部に充填され、前記ケースの軸線方向の第１端から第２端まで延在する複数本の中空糸膜からなる中空糸膜束と、前記ケースの内周面に接着され、複数本の前記中空糸膜同士の間と、前記中空糸膜束と前記ケースとの間を封止する樹脂製の封止材と、を備える。前記ケースは、前記軸線方向の両側に開口する筒状のケース本体部と、前記ケース本体部の表面のうち少なくとも前記ケース本体部の内周面に設けられる第１多孔質膜と、を有する。前記ケース本体部は、金属製である。前記封止材は、前記第１多孔質膜に接着される。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
軸線方向に沿って延び、前記軸線方向の両側に開口する筒状のケースと、
前記ケースの内部に充填され、前記ケースの軸線方向の第１端から第２端まで延在する複数本の中空糸膜からなる中空糸膜束と、
前記ケースの内周面に接着され、複数本の前記中空糸膜同士の間と、前記中空糸膜束と前記ケースとの間を封止する樹脂製の封止材と、を備え、
前記ケースは、前記軸線方向の両側に開口する筒状のケース本体部と、前記ケース本体部の表面のうち少なくとも前記ケース本体部の内周面に設けられる第１多孔質膜と、を有し、
前記ケース本体部は、金属製であり、
前記封止材は、前記第１多孔質膜に接着される、中空糸膜モジュール。
前記ケースの内部に充填され、前記ケースの軸線方向の第１端から第２端まで延在する複数本の中空糸膜からなる中空糸膜束と、
前記ケースの内周面に接着され、複数本の前記中空糸膜同士の間と、前記中空糸膜束と前記ケースとの間を封止する樹脂製の封止材と、を備え、
前記ケースは、前記軸線方向の両側に開口する筒状のケース本体部と、前記ケース本体部の表面のうち少なくとも前記ケース本体部の内周面に設けられる第１多孔質膜と、を有し、
前記ケース本体部は、金属製であり、
前記封止材は、前記第１多孔質膜に接着される、中空糸膜モジュール。
【請求項2】
前記ケース本体部は、アルミニウム製であり、
前記第１多孔質膜は、多孔性を有するアルミニウム酸化被膜である、請求項１に記載の中空糸膜モジュール。
前記第１多孔質膜は、多孔性を有するアルミニウム酸化被膜である、請求項１に記載の中空糸膜モジュール。
【請求項3】
前記第１多孔質膜は、前記ケース本体部の表面全体に設けられる、請求項１に記載の中空糸膜モジュール。
【請求項4】
前記第１多孔質膜は、前記ケース本体部の内周面のうち、前記封止材が接着される部分にのみ設けられる、請求項１に記載の中空糸膜モジュール。
【請求項5】
前記第１多孔質膜は、複数の孔を有し、
前記複数の孔の直径は２０～１００ｎｍであり、前記複数の孔の深さは５００～５０００ｎｍである、請求項１に記載の中空糸膜モジュール。
前記複数の孔の直径は２０～１００ｎｍであり、前記複数の孔の深さは５００～５０００ｎｍである、請求項１に記載の中空糸膜モジュール。
【請求項6】
前記軸線方向に沿って延び、前記軸線方向の両側に開口する筒状の内管を備え、
前記内管は、前記ケースの内部に配置され、
前記内管は、前記軸線方向の両側に開口する筒状の内管本体部と、前記内管本体部の表面のうち少なくとも前記内管本体部の外周面に設けられる第２多孔質膜と、を有し、
前記内管本体部は、アルミニウム製であり、
前記第２多孔質膜は、多孔性を有するアルミニウム酸化被膜であり、
前記封止材は、前記第２多孔質膜に接着される、請求項１から５のいずれか一項に記載の中空糸膜モジュール。
前記内管は、前記ケースの内部に配置され、
前記内管は、前記軸線方向の両側に開口する筒状の内管本体部と、前記内管本体部の表面のうち少なくとも前記内管本体部の外周面に設けられる第２多孔質膜と、を有し、
前記内管本体部は、アルミニウム製であり、
前記第２多孔質膜は、多孔性を有するアルミニウム酸化被膜であり、
前記封止材は、前記第２多孔質膜に接着される、請求項１から５のいずれか一項に記載の中空糸膜モジュール。
【請求項7】
前記第２多孔質膜は、前記内管本体部の表面全体に設けられる、請求項６に記載の中空糸膜モジュール。
【請求項8】
前記第２多孔質膜は、前記内管本体部の外周面のうち、前記封止材が接着される部分にのみ設けられる、請求項６に記載の中空糸膜モジュール。
【請求項9】
前記第２多孔質膜は、複数の孔を有し、
前記孔の直径は２０～１００ｎｍであり、前記孔の深さは５００～５０００ｎｍである、請求項６に記載の中空糸膜モジュール。
前記孔の直径は２０～１００ｎｍであり、前記孔の深さは５００～５０００ｎｍである、請求項６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、中空糸膜モジュールに関する。
【背景技術】
【0002】
中空糸膜を用いてガス中の水蒸気を分離する除湿用中空糸膜モジュールが知られている。除湿用中空糸膜モジュールにおいては、筒状のケース内に複数の中空糸膜からなる中空糸膜束が充填され、各中空糸膜の端面が開口した状態で中空糸膜束の両端部が気密にケースに固定される。例えば、各中空糸膜内に湿潤ガスを流し、ケース内の各中空糸膜外にパージガス（乾燥ガス）を流すことで、湿潤ガスに含まれる水蒸気が各中空糸膜外に透過して湿潤ガスから分離され、乾燥ガスが得られる。中空糸膜内外の湿潤ガスと乾燥ガスは逆の場合でも、同様に水蒸気透過は行われる。
【0003】
特許文献１には、樹脂製の封止材によって、中空糸膜束の両端部をケースの内側及び内管の外側にそれぞれ気密に封止して固定する中空糸膜モジュールが開示されている。
特許文献２には、ケースと封止材との間にシール部材を設けて、ケースと封止材との間を気密に固定する中空糸膜モジュールが開示されている。
特許文献２には、ケースと封止材との間にシール部材を設けて、ケースと封止材との間を気密に固定する中空糸膜モジュールが開示されている。
【0004】
中空糸膜モジュールでは、耐圧を高めるために、または防爆、防火の観点から、金属製のケースを使用する場合がある。
特許文献１に記載の中空糸膜モジュールのように、樹脂製の封止材を金属製のケースに直接接着する場合は、封止材とケースの線膨張率が大きく異なるため、封止材とケースの接着界面には応力集中による剥離が生じやすく、耐久性を高めることが困難である。
特許文献２に記載の中空糸膜モジュールでは、ケースの内周面に離型剤を塗布する必要がある。そのため、中空糸膜モジュールの製造工程において、離型剤が中空糸膜束に付着することを防止する必要があり、中空糸膜モジュールの製造工数が増大する。また、中空糸膜モジュールの部品点数および製造コストが増大する。
特許文献１に記載の中空糸膜モジュールのように、樹脂製の封止材を金属製のケースに直接接着する場合は、封止材とケースの線膨張率が大きく異なるため、封止材とケースの接着界面には応力集中による剥離が生じやすく、耐久性を高めることが困難である。
特許文献２に記載の中空糸膜モジュールでは、ケースの内周面に離型剤を塗布する必要がある。そのため、中空糸膜モジュールの製造工程において、離型剤が中空糸膜束に付着することを防止する必要があり、中空糸膜モジュールの製造工数が増大する。また、中空糸膜モジュールの部品点数および製造コストが増大する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開２０２１－４１３７３号公報
【特許文献2】特開２０１３－８６０００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明は、高耐久性を有しつつ、製造コストが増大することを抑制できる中空糸膜モジュール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】
【0007】
本発明は、以下の態様を有する。
［１］軸線方向に沿って延び、前記軸線方向の両側に開口する筒状のケースと、前記ケースの内部に充填され、前記ケースの軸線方向の第１端から第２端まで延在する複数本の中空糸膜からなる中空糸膜束と、前記ケースの内周面に接着され、複数本の前記中空糸膜同士の間と、前記中空糸膜束と前記ケースとの間を封止する樹脂製の封止材と、を備え、前記ケースは、前記軸線方向の両側に開口する筒状のケース本体部と、前記ケース本体部の表面のうち少なくとも前記ケース本体部の内周面に設けられる第１多孔質膜と、を有し、前記ケース本体部は、金属製であり、前記封止材は、前記第１多孔質膜に接着される。
すなわち、本発明の中空糸膜モジュールは、金属製のケース本体部の表面に設けられる第１多孔質膜と封止材とを接着することにより、ケースと封止材を直接接着しつつ、ケースと封止材との接着耐久性能を高めることができるため、高耐久性を有しつつ、製造コストが増大することを抑制したものである。
［１］軸線方向に沿って延び、前記軸線方向の両側に開口する筒状のケースと、前記ケースの内部に充填され、前記ケースの軸線方向の第１端から第２端まで延在する複数本の中空糸膜からなる中空糸膜束と、前記ケースの内周面に接着され、複数本の前記中空糸膜同士の間と、前記中空糸膜束と前記ケースとの間を封止する樹脂製の封止材と、を備え、前記ケースは、前記軸線方向の両側に開口する筒状のケース本体部と、前記ケース本体部の表面のうち少なくとも前記ケース本体部の内周面に設けられる第１多孔質膜と、を有し、前記ケース本体部は、金属製であり、前記封止材は、前記第１多孔質膜に接着される。
すなわち、本発明の中空糸膜モジュールは、金属製のケース本体部の表面に設けられる第１多孔質膜と封止材とを接着することにより、ケースと封止材を直接接着しつつ、ケースと封止材との接着耐久性能を高めることができるため、高耐久性を有しつつ、製造コストが増大することを抑制したものである。
【0008】
［２］前記ケース本体部は、アルミニウム製であり、前記第１多孔質膜は、多孔性を有するアルミニウム酸化被膜である、［１］に記載の中空糸膜モジュール。
［３］前記第１多孔質膜は、前記ケース本体部の表面全体に設けられる、［１］又は［２］に記載の中空糸膜モジュール。
［４］前記第１多孔質膜は、前記ケース本体部の内周面のうち、前記封止材が接着される部分にのみ設けられる、［１］又は［２］に記載の中空糸膜モジュール。
［５］前記第１多孔質膜は、複数の孔を有し、前記複数の孔の直径は２０～１００ｎｍであり、前記複数の孔の深さは５００～５０００ｎｍである、［１］～［４］のいずれかに記載の中空糸膜モジュール。
［６］前記軸線方向に沿って延び、前記軸線方向の両側に開口する筒状の内管を備え、前記内管は、前記ケースの内部に配置され、前記内管は、前記軸線方向の両側に開口する筒状の内管本体部と、前記内管本体部の表面のうち少なくとも前記内管本体部の外周面に設けられる第２多孔質膜と、を有し、前記内管本体部は、アルミニウム製であり、前記第２多孔質膜は、多孔性を有するアルミニウム酸化被膜であり、前記封止材は、前記第２多孔質膜に接着される、［１］～［５］のいずれかに記載の中空糸膜モジュール。
［７］前記第２多孔質膜は、前記内管本体部の表面全体に設けられる、［６］に記載の中空糸膜モジュール。
［８］前記第２多孔質膜は、前記内管本体部の外周面のうち、前記封止材が接着される部分にのみ設けられる、［６］に記載の中空糸膜モジュール。
［９］前記第２多孔質膜は、複数の孔を有し、前記孔の直径は２０～１００ｎｍであり、前記孔の深さは５００～５０００ｎｍである、［６］～［８］のいずれかに記載の中空糸膜モジュール。
［３］前記第１多孔質膜は、前記ケース本体部の表面全体に設けられる、［１］又は［２］に記載の中空糸膜モジュール。
［４］前記第１多孔質膜は、前記ケース本体部の内周面のうち、前記封止材が接着される部分にのみ設けられる、［１］又は［２］に記載の中空糸膜モジュール。
［５］前記第１多孔質膜は、複数の孔を有し、前記複数の孔の直径は２０～１００ｎｍであり、前記複数の孔の深さは５００～５０００ｎｍである、［１］～［４］のいずれかに記載の中空糸膜モジュール。
［６］前記軸線方向に沿って延び、前記軸線方向の両側に開口する筒状の内管を備え、前記内管は、前記ケースの内部に配置され、前記内管は、前記軸線方向の両側に開口する筒状の内管本体部と、前記内管本体部の表面のうち少なくとも前記内管本体部の外周面に設けられる第２多孔質膜と、を有し、前記内管本体部は、アルミニウム製であり、前記第２多孔質膜は、多孔性を有するアルミニウム酸化被膜であり、前記封止材は、前記第２多孔質膜に接着される、［１］～［５］のいずれかに記載の中空糸膜モジュール。
［７］前記第２多孔質膜は、前記内管本体部の表面全体に設けられる、［６］に記載の中空糸膜モジュール。
［８］前記第２多孔質膜は、前記内管本体部の外周面のうち、前記封止材が接着される部分にのみ設けられる、［６］に記載の中空糸膜モジュール。
［９］前記第２多孔質膜は、複数の孔を有し、前記孔の直径は２０～１００ｎｍであり、前記孔の深さは５００～５０００ｎｍである、［６］～［８］のいずれかに記載の中空糸膜モジュール。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、高耐久性を有しつつ、製造コストが増大することを抑制できる中空糸膜モジュールを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】本発明の第１実施形態の中空糸膜モジュールの一例を示した図であって、ケースの軸線方向に沿って切断した断面図である。
【図3】本発明の第１実施形態の第１多孔質膜の一例を示した正面図である。
【図4】本発明の第１実施形態の第１多孔質膜の一例を示した断面図である。
【図5A】本発明の第１実施形態の中空糸膜モジュールの封止材成形工程を示す第１の図である。
【図5B】本発明の第１実施形態の中空糸膜モジュールの封止材成形工程を示す第２の図である。
【図6】本発明の第２実施形態の中空糸膜モジュールの一例を示した図であって、ケースの軸線方向に沿って切断した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
本明細書及び請求の範囲における以下の用語は、以下の意味を示す。
「～」で表される数値範囲は、～の前後の数値を下限値及び上限値とする数値範囲を意味する。
「ケースに対する中空糸膜の充填率」は、ケースを軸線方向に垂直な方向に切断した断面における、モジュール本体の内部の断面積に対する、各中空糸膜の外縁を基準とした断面積の合計の割合を意味する。
「ケースの有効長」とは、ケースにおいて水蒸気の分離に寄与する中空糸膜の長さであり、典型的にはケースにおける封止材間の長さである。
「～」で表される数値範囲は、～の前後の数値を下限値及び上限値とする数値範囲を意味する。
「ケースに対する中空糸膜の充填率」は、ケースを軸線方向に垂直な方向に切断した断面における、モジュール本体の内部の断面積に対する、各中空糸膜の外縁を基準とした断面積の合計の割合を意味する。
「ケースの有効長」とは、ケースにおいて水蒸気の分離に寄与する中空糸膜の長さであり、典型的にはケースにおける封止材間の長さである。
【0012】
各図に適宜示す軸線Ｊは、中空糸膜モジュールのケースの中心軸を示す仮想軸線である。「軸線方向」は、軸線Ｊが延びる方向を意味する。
【0013】
本発明の中空糸膜モジュールは、湿潤ガスから水蒸気を分離して乾燥ガスを得る除湿用の中空糸膜モジュールである。
以下、本発明の中空糸膜モジュールの一例について、図面を参照して説明する。なお、以下の説明において例示される図の寸法等は一例であって、本発明はそれらに必ずしも限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施できる。
以下、本発明の中空糸膜モジュールの一例について、図面を参照して説明する。なお、以下の説明において例示される図の寸法等は一例であって、本発明はそれらに必ずしも限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施できる。
【0014】
【0015】
ケース１０は、軸線方向に沿って延び、軸線方向の両側に開口する筒状である。ケース１０の内部には、中空糸膜束１６及び封止材２０が収容される。ケース１０は、ケース本体部１０ａと、第１多孔質膜１０ｈと、を有する。
【0016】
ケース本体部１０ａは、軸線方向の両側に開口する筒状である。本実施形態において、ケース本体部１０ａは、円筒状である。ケース本体部１０ａにおける第１端１０ｃ側には、第１開口１１ａが設けられている。ケース本体部１０ａにおける第２端１０ｄ側には、第２開口１１ｂが設けられている。なお、第１端１０ｃは、軸線方向における、図１に示す左側のケース本体部１０ａの端部である。また、第２端１０ｄは、軸線方向における、図１に示す右側のケース本体部１０ａの端部である。
ケース本体部１０ａは、金属製である。より詳細には、ケース本体部１０ａは、アルミニウム製である。
ケース本体部１０ａは、円筒状には限定されず、四角筒状、六角筒状等の角筒状であってもよい。
ケース本体部１０ａの軸線方向の長さは、特に限定されず、例えば、有効長を５０～１０００ｍｍに設定できる。
ケース本体部１０ａは、金属製である。より詳細には、ケース本体部１０ａは、アルミニウム製である。
ケース本体部１０ａは、円筒状には限定されず、四角筒状、六角筒状等の角筒状であってもよい。
ケース本体部１０ａの軸線方向の長さは、特に限定されず、例えば、有効長を５０～１０００ｍｍに設定できる。
【0017】
ケース本体部１０ａの外径は、６～２２５ｍｍが好ましい。ケース本体部１０ａの内径は、４～２２０ｍｍが好ましい。ケース本体部１０ａの外径および内径のそれぞれが係る範囲内であれば、高い耐久性を有する中空糸膜モジュール１となる。
【0018】
第１多孔質膜１０ｈは、ケース本体部１０ａの表面のうち少なくともケース本体部１０ａの内周面に設けられる。本実施形態において、第１多孔質膜１０ｈは、ケース本体部１０ａの表面全体に設けられる。
【0019】
本実施形態において、第１多孔質膜１０ｈは、多孔性を有するアルミニウム酸化被膜である。第１多孔質膜１０ｈは、アルマイト処理によって、ケース本体部１０ａの表面に設けられる。
アルマイト処理は、アルミニウムを、例えばシュウ酸等の電解液中に浸し、アルミニウムを正電極として負電極との間に電流を流すことで、アルミニウムの表面にアルミニウム酸化被膜を形成する酸化被膜形成方法である。本実施形態では、アルミニウム製のケース本体部１０ａを、電解液中に浸し、ケース本体部１０ａを正電極として負電極との間に電流を流すことで、ケース本体部１０ａの表面にアルミニウム酸化被膜を形成している。
アルマイト処理は、アルミニウムを、例えばシュウ酸等の電解液中に浸し、アルミニウムを正電極として負電極との間に電流を流すことで、アルミニウムの表面にアルミニウム酸化被膜を形成する酸化被膜形成方法である。本実施形態では、アルミニウム製のケース本体部１０ａを、電解液中に浸し、ケース本体部１０ａを正電極として負電極との間に電流を流すことで、ケース本体部１０ａの表面にアルミニウム酸化被膜を形成している。
【0020】
【0021】
複数の孔１０ｉの平均直径は２０～１００ｎｍが好ましく、７０～１００ｎｍがより好ましい。複数の孔１０ｉの平均深さは５００～５０００ｎｍが好ましく、７００～１５００ｎｍがより好ましい。図４に示すように、複数の孔１０ｉは、深さ方向に延びる孔である。
本明細書において、多孔質膜における孔の平均直径は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）による表面観察で測定した。表面観察にはクロスセクションポリッシャ（ＣＰ）加工装置等により厚み方向に沿って切り出した薄片試料を用いた。孔の平均直径は、薄片試料について任意の１０点を選択して測定し、測定値の算術平均値とした。
本明細書において、多孔質膜における孔の平均深さは、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）による断面観察で測定した。断面観察にはクロスセクションポリッシャ（ＣＰ）加工装置等により厚み方向に沿って切り出した薄片試料を用いた。孔の平均深さは、薄片試料について任意の１０点を選択して測定し、測定値の算術平均値とした。
本明細書において、多孔質膜における孔の平均直径は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）による表面観察で測定した。表面観察にはクロスセクションポリッシャ（ＣＰ）加工装置等により厚み方向に沿って切り出した薄片試料を用いた。孔の平均直径は、薄片試料について任意の１０点を選択して測定し、測定値の算術平均値とした。
本明細書において、多孔質膜における孔の平均深さは、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）による断面観察で測定した。断面観察にはクロスセクションポリッシャ（ＣＰ）加工装置等により厚み方向に沿って切り出した薄片試料を用いた。孔の平均深さは、薄片試料について任意の１０点を選択して測定し、測定値の算術平均値とした。
【0022】
図１に示すように、第１接続継手１２は、ケース１０の第１端１０ｃに取り付けられている。図示は省略するが、第１接続継手１２とケース１０との間にはガスケットが配置され、第１接続継手１２はケース１０の第１端１０ｃに気密に取り付けられている。なお、第１接続継手１２とケース１０との間には、Ｏリングが配置されていてもよい。第１接続継手１２には、湿潤ガスを供給する供給部１２ａが設けられている。
【0023】
第２接続継手１３は、ケース１０の第２端１０ｄに取り付けられている。図示は省略するが、第２接続継手１３とケース１０との間にはガスケットが配置され、第２接続継手１３はケース１０の第２端１０ｄに気密に取り付けられている。第２接続継手１３には、乾燥ガスを排出する排出部１３ａが設けられている。
第１接続継手１２の供給部１２ａと第２接続継手１３の排出部１３ａとには、適宜、配管等を接続できる。
「気密に取り付けられる」とは、ガスケット等により取付け部からガスが漏れないように取り付けられた状態である。
第１接続継手１２の供給部１２ａと第２接続継手１３の排出部１３ａとには、適宜、配管等を接続できる。
「気密に取り付けられる」とは、ガスケット等により取付け部からガスが漏れないように取り付けられた状態である。
【0024】
第１接続継手１２の材質及び第２接続継手１３の材質は特に限定されず、アクリル樹脂、ポリカーボネート、ポリスルホン、ポリオレフィン、ポリ塩化ビニルを例示できる。第１接続継手１２及び第２接続継手１３の材質は、１種でもよく、２種以上でもよい。また、第１接続継手１２及び第２接続継手１３は、アルミニウム等の金属製であってもよい。
【0025】
中空糸膜束１６は、ケース１０の第１端１０ｃから第２端１０ｄまで軸線方向に延在する複数本の中空糸膜１５からなる。
中空糸膜束１６は、ケース１０の第１端１０ｃから第２端１０ｄまで延在するように、ケース１０の内部に充填されている。ケース１０内においては、中空糸膜束１６の両端の部分が、封止材２０によってケース１０の第１端１０ｃの内周面と第２端１０ｄの内周面とに気密に固定されている。
「気密に固定される」とは、接着剤等により取付け部からガスが漏れないように固定された状態である。
中空糸膜束１６は、ケース１０の第１端１０ｃから第２端１０ｄまで延在するように、ケース１０の内部に充填されている。ケース１０内においては、中空糸膜束１６の両端の部分が、封止材２０によってケース１０の第１端１０ｃの内周面と第２端１０ｄの内周面とに気密に固定されている。
「気密に固定される」とは、接着剤等により取付け部からガスが漏れないように固定された状態である。
【0026】
ケース１０の第１端１０ｃと第２端１０ｄにおいては、各中空糸膜１５の端面は開口した状態になっている。すなわち、各中空糸膜１５の内部と、第１接続継手１２内の空間と、第２接続継手１３内の空間とは、それぞれ連通している。
【0027】
中空糸膜１５の形状は、特に限定されず、典型的には円筒状である。
【0028】
中空糸膜１５の外径は、０．３～２ｍｍが好ましく、０．４～１.０ｍｍがより好ましい。
中空糸膜１５の内径は、０．１５～１．５ｍｍが好ましい。
中空糸膜１５の膜厚は、０．０７５～０．３ｍｍが好ましい。
中空糸膜１５の内径は、０．１５～１．５ｍｍが好ましい。
中空糸膜１５の膜厚は、０．０７５～０．３ｍｍが好ましい。
【0029】
中空糸膜１５の材質としては、特に限定されず、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリイミド、ポリエーテルイミド、シリコン、酢酸セルロース、フッ素系イオン交換樹脂、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレンを例示できる。なかでも、水蒸気の透過性に優れる点から、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリイミド、ポリエーテルイミド、フッ素系イオン交換樹脂が好ましい。
中空糸膜１５の材質は、１種でもよく、２種以上でもよい。
中空糸膜１５の材質は、１種でもよく、２種以上でもよい。
【0030】
ケース１０に対する中空糸膜１５の充填率は、５～７０％である。中空糸膜１５の充填率が前記範囲内であれば、耐久性の高い中空糸膜モジュール１となる。
中空糸膜１５の充填率は、５０％以下が好ましい。
中空糸膜１５の充填率は、５０％以下が好ましい。
【0031】
封止材２０は、複数の中空糸膜１５の軸線方向の両端の部分を保持する。封止材２０は、ケース１０の内周面に接着によって固定される。より詳細には、封止材２０は、ケース１０の第１多孔質膜１０ｈに接着される。
本実施形態において、封止材２０は樹脂製である。封止材２０を形成する樹脂は、特に限定されず、エポキシ、ポリウレタン、シリコン、アクリルを例示できる。なかでも、接着耐久性能及び成形性の点から、封止材２０を形成する樹脂としてはエポキシ、ポリウレタンが好ましい。封止材２０の材質は、１種でもよく、２種以上でもよい。
本実施形態において、封止材２０は、２個設けられる。封止材２０は、第１封止材２０ａと、第２封止材２０ｂと、を有する。
本実施形態において、封止材２０は樹脂製である。封止材２０を形成する樹脂は、特に限定されず、エポキシ、ポリウレタン、シリコン、アクリルを例示できる。なかでも、接着耐久性能及び成形性の点から、封止材２０を形成する樹脂としてはエポキシ、ポリウレタンが好ましい。封止材２０の材質は、１種でもよく、２種以上でもよい。
本実施形態において、封止材２０は、２個設けられる。封止材２０は、第１封止材２０ａと、第２封止材２０ｂと、を有する。
【0032】
第１封止材２０ａは、ケース１０の第１端１０ｃの内部に配置される。軸線方向において、第１封止材２０ａは、ケース１０の第１端１０ｃと、第１開口１１ａとの間に配置される。第１封止材２０ａは、中空糸膜束１６の第１端１０ｃ側の部分を保持する。第１封止材２０ａは、ケース１０の第１端１０ｃの内周面に設けられる第１多孔質膜１０ｈと接着によって固定される。図２に示すように、第１封止材２０ａは、複数本の中空糸膜１５同士の間を封止し、中空糸膜束１６とケース１０との間を封止する。図１に示すように、第１封止材２０ａによって、第１接続継手１２内の空間と、ケース１０内の各中空糸膜１５の外側の空間との間は、気密に封止される。
「気密に封止される」とは、接着剤等により封止部からからガスが漏れないように封止された状態である。
「気密に封止される」とは、接着剤等により封止部からからガスが漏れないように封止された状態である。
【0033】
第２封止材２０ｂは、ケース１０の第２端１０ｄの内部に配置される。軸線方向において、第２封止材２０ｂは、ケース１０の第２端１０ｄと、第２開口１１ｂとの間に配置される。第２封止材２０ｂは、中空糸膜束１６の第２端１０ｄ側の部分を保持する。第２封止材２０ｂは、ケース１０の第２端１０ｄの内周面に設けられる第１多孔質膜１０ｈと接着によって固定される。図示は省略するが、第１封止材２０ａと同様に、第２封止材２０ｂは、複数本の中空糸膜１５同士の間を封止し、中空糸膜束１６とケース１０との間を封止する。図１に示すように、第２封止材２０ｂによって、第２接続継手１３内の空間と、ケース１０内の各中空糸膜１５の外側の空間との間は、気密に封止される。
【0034】
第１封止材２０ａの軸線方向の寸法及び第２封止材２０ｂの軸線方向の寸法は、それぞれ、２０ｍｍ以上が好ましい。第１封止材２０ａの軸線方向の寸法及び第２封止材２０ｂの軸線方向の寸法が前記範囲内であれば、第１封止材２０ａ及び第２封止材２０ｂと、ケース１０との耐久性が高い中空糸膜モジュール１となる。
【0035】
本実施形態の中空糸膜モジュール１では、第１接続継手１２の供給部１２ａから湿潤ガスＧｍを供給すると、ケース１０の第１端１０ｃ側から第２端１０ｄ側に向かって各中空糸膜１５の内部を湿潤ガスＧｍが通過する。一方、ケース１０の第２開口１１ｂからケース１０の内部に乾燥したパージガスＧｐを供給すると、ケース１０の第２端１０ｄ側から第１端１０ｃ側に向かって各中空糸膜１５の間をパージガスＧｐが通過する。つまり、各中空糸膜１５の間をパージガスＧｐが流れる方向は、各中空糸膜１５の内部を湿潤ガスＧｍが流れる方向と逆方向である。各中空糸膜１５の内部を通過する湿潤ガスＧｍに含まれる水蒸気は、各中空糸膜１５の膜外に透過すると、パージガスＧｐによってケース１０の外部に搬送される。
これにより、各中空糸膜１５の内部を通過する湿潤ガスの水分が除去され、各中空糸膜１５から第２接続継手１３内の空間に乾燥ガスＧｄが流出し、乾燥ガスが排出部１３ａから排出される。加湿されたパージガスＧｐは、第１開口１１ａから中空糸膜モジュール１の外部に排出される。
これにより、各中空糸膜１５の内部を通過する湿潤ガスの水分が除去され、各中空糸膜１５から第２接続継手１３内の空間に乾燥ガスＧｄが流出し、乾燥ガスが排出部１３ａから排出される。加湿されたパージガスＧｐは、第１開口１１ａから中空糸膜モジュール１の外部に排出される。
【0036】
本実施形態では、ケース１０の内部において、湿潤ガスＧｍが流れる方向とパージガスＧｐが流れる方向は、互いに逆方向（対向流）であるが、湿潤ガスＧｍが流れる方向とパージガスＧｐが流れる方向が、互いに同じ方向（並流）であっても良い。さらに、パージガスＧｐが流れる方向が、湿潤ガスＧｍが流れる方向と直交（垂直流）していても良い。
また、ケース１０の内部に乾燥したパージガスＧｐを供給せずに、第１開口１１ａまたは第２開口１１ｂを介して、真空ポンプによって、ケース１０の内部の空気を吸引しても良い。
また、ケース１０の内部に乾燥したパージガスＧｐを供給せずに、第１開口１１ａまたは第２開口１１ｂを介して、真空ポンプによって、ケース１０の内部の空気を吸引しても良い。
【0037】
また、図示は省略するが、本実施形態の中空糸膜モジュール１では、供給された乾燥ガスに水蒸気を与えて、湿潤ガスを排出することもできる。より詳細には、第１接続継手１２の供給部１２ａから乾燥ガスを供給すると、ケース１０の第１端１０ｃ側から第２端１０ｄに向かって各中空糸膜１５の内部を乾燥ガスが通過する。一方、ケースの第２開口１１ｂからケース１０の内部に、乾燥ガスよりも湿度が高い湿潤ガス若しくは水を供給すると、湿潤ガス若しくは水に含まれる水蒸気が、各中空糸膜１５の膜を透過し、各中空糸膜１５の内部を通過する乾燥ガスが加湿される。
これにより、各中空糸膜１５の内部を通過する乾燥ガスが含有する水分量が増加するため、各中空糸膜１５から第２接続継手１３内の空間に湿潤ガスが流出し、湿潤ガスが排出部１３ａから排出される。水蒸気を放出した湿潤ガス若しくは水は、第１開口１１ａから中空糸膜モジュール１の外部に排出される。
これにより、各中空糸膜１５の内部を通過する乾燥ガスが含有する水分量が増加するため、各中空糸膜１５から第２接続継手１３内の空間に湿潤ガスが流出し、湿潤ガスが排出部１３ａから排出される。水蒸気を放出した湿潤ガス若しくは水は、第１開口１１ａから中空糸膜モジュール１の外部に排出される。
【0038】
次に、本実施形態において、封止材２０を成形する封止材成形工程Ｐｅ１について説明する。封止材成形工程Ｐｅ１は、中空糸膜モジュール１の製造工程の一部である。封止材成形工程Ｐｅ１は、軸線方向を中心として回転するケース１０の内部に液状の封止材２０ｄを注入する注入工程Ｐｅ１１と、中空糸膜束１６および封止材２０のうちケース１０から軸線方向の両側にはみ出た部分を除去する除去工程Ｐｅ１２と、を含む。なお、本明細書において「作業者等」とは、各作業を行う作業者及び組立装置等を含む。各作業は、作業者のみによって行われてもよいし、組立装置のみによって行われてもよいし、作業者と組立装置とによって行われてもよい。
【0039】
注入工程Ｐｅ１１では、作業者等は、まず、ケース１０内に中空糸膜束１６を収容する。このとき、図５Ａに示すように、中空糸膜束１６の軸線方向の長さは、ケース１０の軸線方向の長さよりも長く、中空糸膜束１６の両端は、ケース１０よりも軸線方向の両側にはみ出ている。次に、作業者等は、各中空糸膜１５の両端部に目止め剤を塗布して、各中空糸膜１５の目止めを行う。これにより、ケース１０の内部に液状の封止材２０ｄを注入する際に、液状の封止材２０ｄが中空糸膜１５の内部に入り込むことを防止できる。次に、作業者等は、ケース１０の第１端１０ｃに第１蓋部材３０を、ケース１０の第２端１０ｄに第２蓋部材３１を固定する。次に、作業者等は、中空糸膜束１６を納めたケース１０に遠心力を付与しつつ、第１蓋部材３０の注入口３０ａおよび第２蓋部材３１の注入口３１ａから所定量の液状の封止材２０ｄをケース１０の内部に注入し、例えば、６０分間ケース１０を遠心し続ける。これにより、第１多孔質膜１０ｈのうち液状の封止材２０ｄと接触する部分において、液状の封止材２０ｄが、図３及び図４に示す、第１多孔質膜１０ｈの複数の孔１０ｉの内部に入り込む。その後、液状の封止材２０ｄを硬化させると、図５Ｂに示すように、第１封止材２０ａおよび第２封止材２０ｂが成形される。このとき、第１封止材２０ａおよび第２封止材２０ｂの外周面の一部は、第１多孔質膜１０ｈの複数の孔１０ｉの内部で硬化し、第１封止材２０ａおよび第２封止材２０ｂと第１多孔質膜１０ｈとが接着される。つまり、第１封止材２０ａおよび第２封止材２０ｂとケース１０とが接着される。
【0040】
除去工程Ｐｅ１２において、作業者等は、第１蓋部材３０及び第２蓋部材３１を、ケース１０から取り外し、中空糸膜束１６、第１封止材２０ａ、および第２封止材２０ｂのうち、ケース１０よりも軸線方向の両側にはみ出た部分を除去して、中空糸膜束１６、第１封止材２０ａ、および第２封止材２０ｂの形状を適当な形状に整える。このとき、目止め剤が塗布された各中空糸膜１５の両端部も除去されるため、各中空糸膜１５の両端が開口する。除去工程Ｐｅ１２が終了すると、封止材成形工程Ｐｅ１が終了する。なお、第１封止材２０ａおよび第２封止材２０ｂそれぞれを適当な形状に成形でき、第１封止材２０ａおよび第２封止材２０ｂそれぞれの外周面の一部が第１多孔質膜１０ｈの複数の孔１０ｉの内部に入り込んだ状態で、第１封止材２０ａおよび第２封止材２０ｂそれぞれをケース１０に固定できるならば、封止材成形工程Ｐｅ１は上述の工程に限定されない。
【0041】
本実施形態によれば、中空糸膜モジュール１は、軸線方向に沿って延び、軸線方向の両側に開口する筒状のケース１０と、ケース１０の内部に充填され、ケース１０の軸線方向の第１端１０ｃから第２端１０ｄまで延在する複数本の中空糸膜１５からなる中空糸膜束１６と、ケース１０の内周面に接着され、複数本の中空糸膜１５同士の間と、中空糸膜束１６とケース１０との間を封止する樹脂製の封止材２０を備え、ケース１０は、軸線方向の両側に開口する筒状のケース本体部１０ａと、ケース本体部１０ａの表面のうち少なくともケース本体部１０ａの内周面に設けられる第１多孔質膜１０ｈと、を有する。ケース本体部１０ａは、金属製であり、封止材２０は、第１多孔質膜１０ｈに接着される。よって、上述のように、封止材２０の外周面の一部は、第１多孔質膜１０ｈの複数の孔１０ｉの内部で硬化するため、第１多孔質膜１０ｈの複数の孔１０ｉの内部に封止材２０の外周面の一部が入り込んだ状態で、封止材２０がケース１０に接着される。したがって、樹脂製である封止材２０との接着耐久性能を充分に確保しづらい金属によってケース本体部１０ａが構成される場合であっても、封止材２０とケース１０とを強固に接着でき、封止材２０とケース１０との接着耐久性能を高めることができる。
【0042】
また、本実施形態では、ケース本体部１０ａが樹脂製である場合と比較して、ケース１０の耐圧を高めることができるため、ケース１０の内部の気圧が高くなった際に、ケース１０が破損する危険性を低減できる。
【0043】
さらに、本実施形態では、封止材２０とケース１０との接着耐久性能を高めることができるため、樹脂製のリング部材及びＯリング等の別個の部材によって封止材２０とケース１０との間を封止する必要が無い。したがって、中空糸膜モジュール１の部品点数及び製造コストが増大することを抑制できる。
また、樹脂製のリング部材及びＯリング等が不要であるため、端部の断面積律速が解消される。そのため、中空糸膜束１６を充填可能なケース１０内部の断面積を大きくでき、中空糸膜１５の充填量を高めることができる。したがって、中空糸膜モジュール１が大型化することを抑制しつつ、除湿性能を向上させることができる。
また、樹脂製のリング部材及びＯリング等が不要であるため、端部の断面積律速が解消される。そのため、中空糸膜束１６を充填可能なケース１０内部の断面積を大きくでき、中空糸膜１５の充填量を高めることができる。したがって、中空糸膜モジュール１が大型化することを抑制しつつ、除湿性能を向上させることができる。
【0044】
本実施形態によれば、ケース本体部１０ａは、アルミニウム製であり、第１多孔質膜１０ｈは、多孔性を有するアルミニウム酸化被膜である。よって、ケース本体部１０ａにアルマイト処理を行う作業のみによって、ケース本体部１０ａの表面に第１多孔質膜１０ｈを設けることができる。したがって、中空糸膜モジュール１の組立工数が増大することを抑制できる。
【0045】
本実施形態によれば、第１多孔質膜１０ｈは、ケース本体部１０ａの表面全体に設けられる。よって、ケース本体部１０ａの全体を電解液中に浸し、ケース本体部１０ａの全体を正電極とするアルマイト処理を１回行うことによって、ケース本体部１０ａの表面に第１多孔質膜１０ｈを設けることができる。したがって、ケース本体部１０ａのうち第１封止材２０ａと接触する第１端１０ｃ及び第２封止材２０ｂと接触する第２端１０ｄのみに、第１多孔質膜１０ｈを設ける場合、すなわち、アルマイト処理を２回行う場合と比較して、ケース１０及び中空糸膜モジュール１の製造工数が増加することを抑制できる。
【0046】
なお、本実施形態では、第１多孔質膜１０ｈは、ケース本体部１０ａの表面全体に設けられるが、第１多孔質膜１０ｈはケース本体部１０ａの内周面のうち、封止材２０が接着される部分にのみ設けられてもよい。この場合、ケース１０の内周面のうち、パージガスＧｐと接触する部分において、パージガスが含む不純物が第１多孔質膜１０ｈの複数の孔１０ｉの内部に入り込むことを抑制できる。これにより、孔１０ｉの内部にパージガスが含む不純物が蓄積されることを抑制でき、ケース１０の内周面が汚染されることを抑制できる。
【0047】
本実施形態によれば、第１多孔質膜１０ｈは、複数の孔１０ｉを有し、複数の孔１０ｉの直径は２０～１００ｎｍであり、複数の孔１０ｉの深さは５００～５０００ｎｍである。よって、上述の封止材成形工程Ｐｅ１の注入工程Ｐｅ１１において、液状の封止材２０ｄが、第１多孔質膜１０ｈの複数の孔１０ｉの内部に容易に入り込むことができ、第１多孔質膜１０ｈの複数の孔１０ｉの内部に封止材２０の外周面の一部が入り込んだ状態で、封止材２０がケース１０に接着される。したがって、封止材２０とケース１０との接着耐久性能を高めることができる。
【0048】
また、本実施形態では、上述のように、複数の孔１０ｉは、深さ方向に延びる孔であるため、複数の孔１０ｉの内部に入りこんだ封止材２０の外周面の一部は、複数の孔１０ｉから抜けづらく、アンカー効果を高めることができる。したがって、封止材２０とケース１０との接着耐久性能をより高めることができる。
【0049】
＜第２実施形態＞
図６は、第２実施形態の中空糸膜モジュール１０１を示す断面図である。以下の説明において、上述の第１実施形態と同一態様の構成要素については、同一符号を付し、その説明を省略する場合がある。
図６に示ように、本実施形態の中空糸膜モジュール１０１は、内管１１４を備える。内管１１４は、軸線方向に沿って延び、軸線方向の両側に開口する筒状である。内管１１４は、ケース１０の内部に配置される。ケース１０の内部かつ内管１１４の外部には、中空糸膜束１６及び封止材２０が配置される。内管１１４は、内管本体部１１４ａと、第２多孔質膜１１４ｈと、を有する。
図６は、第２実施形態の中空糸膜モジュール１０１を示す断面図である。以下の説明において、上述の第１実施形態と同一態様の構成要素については、同一符号を付し、その説明を省略する場合がある。
図６に示ように、本実施形態の中空糸膜モジュール１０１は、内管１１４を備える。内管１１４は、軸線方向に沿って延び、軸線方向の両側に開口する筒状である。内管１１４は、ケース１０の内部に配置される。ケース１０の内部かつ内管１１４の外部には、中空糸膜束１６及び封止材２０が配置される。内管１１４は、内管本体部１１４ａと、第２多孔質膜１１４ｈと、を有する。
【0050】
内管本体部１１４ａは、軸線方向の両側に開口する筒状である。本実施形態において、内管本体部１１４ａは、円筒状である。
内管本体部１１４ａは、金属製である。より詳細には、内管本体部１１４ａは、アルミニウム製である。
内管本体部１１４ａは、円筒状には限定されず、四角筒状、六角筒状等の角筒状であってもよい。
内管本体部１１４ａの軸線方向の長さは、特に限定されず、例えば、長さを５０～１０００ｍｍに設定できる。
内管本体部１１４ａの外径は、２～８０ｍｍが好ましい。内管本体部１１４ａの内径は、１～７６ｍｍが好ましい。内管本体部１１４ａの外径および内径のそれぞれが係る範囲内であれば、高い耐久性を有する中空糸膜モジュール１０１となる。
内管本体部１１４ａは、金属製である。より詳細には、内管本体部１１４ａは、アルミニウム製である。
内管本体部１１４ａは、円筒状には限定されず、四角筒状、六角筒状等の角筒状であってもよい。
内管本体部１１４ａの軸線方向の長さは、特に限定されず、例えば、長さを５０～１０００ｍｍに設定できる。
内管本体部１１４ａの外径は、２～８０ｍｍが好ましい。内管本体部１１４ａの内径は、１～７６ｍｍが好ましい。内管本体部１１４ａの外径および内径のそれぞれが係る範囲内であれば、高い耐久性を有する中空糸膜モジュール１０１となる。
【0051】
第２多孔質膜１１４ｈは、内管本体部１１４ａの表面のうち少なくとも内管本体部１１４ａの外周面に設けられる。本実施形態において、第２多孔質膜１１４ｈは、内管本体部１１４ａの表面全体に設けられる。
【0052】
本実施形態において、第２多孔質膜１１４ｈは、多孔性を有するアルミニウム酸化被膜である。第２多孔質膜１１４ｈは、アルマイト処理によって、内管本体部１１４ａの表面に設けられる。内管本体部１１４ａに施されるアルマイト処理は、上述のケース本体部１０ａに施されるアルマイト処理と同様の方法によって行われる。
【0053】
図示は省略するが、第２多孔質膜１１４ｈは、複数の孔を有する。
複数の孔の平均直径は、２０～１００ｎｍが好ましく、７０～１００ｎｍがより好ましい。複数の孔の平均深さは５００～５０００ｎｍが好ましく、７００～１５００ｎｍがより好ましい。上述の第１多孔質膜１０ｈの複数の孔１０ｉと同様に、複数の孔は、深さ方向に延びる孔である。
複数の孔の平均直径は、２０～１００ｎｍが好ましく、７０～１００ｎｍがより好ましい。複数の孔の平均深さは５００～５０００ｎｍが好ましく、７００～１５００ｎｍがより好ましい。上述の第１多孔質膜１０ｈの複数の孔１０ｉと同様に、複数の孔は、深さ方向に延びる孔である。
【0054】
第１接続継手１１２は、ケース１０の第１端１０ｃ及び内管１１４の第１端１１４ｃに気密に取り付けられている。第１接続継手１１２には、湿潤ガスを供給する供給部１１２ａ、乾燥ガスを排出する排出部１１２ｂ及び封止部１１２ｃが設けられている。
第１接続継手１１２の供給部１１２ａ及び排出部１１２ｂには、適宜、配管等を接続できる。なお、第１端１１４ｃは、軸線方向における、図６に示す左側の内管１１４の端部である。
第１接続継手１１２の供給部１１２ａ及び排出部１１２ｂには、適宜、配管等を接続できる。なお、第１端１１４ｃは、軸線方向における、図６に示す左側の内管１１４の端部である。
【0055】
封止部１１２ｃは、内管１１４の第１端１１４ｃと軸線方向に接触する。封止部１１２ｃは、内管１１４の第１端１１４ｃに気密に固定されている。これにより、第１接続継手１１２内の空間のうち、供給部１１２ａ内の空間及び封止部１１２ｃ内の空間からなる第１空間１１２ｅと、封止部１１２ｃ外の空間である第２空間１１２ｆとの間は、気密に封止される。
【0056】
第２接続継手１１３は、ケース１０の第２端１０ｄ及び内管１１４の第２端１１４ｄに気密に取り付けられている。なお、第２端１１４ｄは、軸線方向における、図６に示す右側の内管１１４の端部である。
第１接続継手１１２及び第２接続継手１１３の材質としては、上述の第１実施形態の第１接続継手１２及び第２接続継手１３と同様の材質を用いることができる。
第１接続継手１１２及び第２接続継手１１３の材質としては、上述の第１実施形態の第１接続継手１２及び第２接続継手１３と同様の材質を用いることができる。
【0057】
封止材１２０は、ケース１０の内周面及び内管１１４の外周面に接着によって固定される。より詳細には、封止材１２０外周面は、ケース１０の第１多孔質膜１０ｈに接着され、封止材１２０内周面は、内管１１４の第２多孔質膜１１４ｈに接着される。なお、封止材１２０と第１多孔質膜１０ｈとの接着耐久性能は、上述の第１実施形態における封止材２０と第１多孔質膜１０ｈとの接着耐久性能と同様であるため、以下の説明では、封止材１２０と第１多孔質膜１０ｈとの接着耐久性能についての説明を省略する場合がある。
本実施形態において、封止材１２０は、樹脂製である。封止材１２０を形成する樹脂は、上述の第１実施形態の封止材２０を形成する樹脂と同様である。
本実施形態において、封止材１２０は、２個設けられる。封止材１２０は、第１封止材１２０ａと、第２封止材１２０ｂと、を有する。
本実施形態において、封止材１２０は、樹脂製である。封止材１２０を形成する樹脂は、上述の第１実施形態の封止材２０を形成する樹脂と同様である。
本実施形態において、封止材１２０は、２個設けられる。封止材１２０は、第１封止材１２０ａと、第２封止材１２０ｂと、を有する。
【0058】
第１封止材１２０ａは、ケース１０の第１端１０ｃの内部、且つ、内管１１４の第１端１１４ｃの外部に配置される。第１封止材１２０ａは、複数の中空糸膜１５の第１端１０ｃ側の部分を保持する。第１封止材１２０ａは、ケース１０の第１端１０ｃの内周面に設けられる第１多孔質膜１０ｈ及び内管１１４の第１端１１４ｃの外周面に設けられる第２多孔質膜１１４ｈと接着によって固定される。図７に示すように、第１封止材１２０ａは、複数本の中空糸膜１５同士の間を封止し、中空糸膜束１６とケース１０との間及び中空糸膜束１６と内管１１４との間を封止する。図６に示すように、第１接続継手１１２内の第２空間１１２ｆと、ケース１０内の各中空糸膜１５の外側の空間との間は、第１封止材１２０ａによって気密に封止される。
【0059】
第２封止材１２０ｂは、ケース１０の第２端１０ｄの内部、且つ、内管１１４の第２端１１４ｄの外部に配置される。第２封止材１２０ｂは、複数の中空糸膜１５の第２端１０ｄ側の部分を保持する。第２封止材１２０ｂは、ケース１０の第２端１０ｄの内周面に設けられる第１多孔質膜１０ｈ及び内管１１４の第２端１１４ｄの外周面に設けられる第２多孔質膜１１４ｈと接着によって固定される。図示は省略するが、第１封止材１２０ａと同様に、第２封止材１２０ｂは、複数本の中空糸膜１５同士の間を封止し、中空糸膜束１６とケース１０との間及び中空糸膜束１６と内管１１４との間を封止する。第２接続継手１１３内の空間と、ケース１０内の各中空糸膜１５の外側の空間との間は、第２封止材１２０ｂによって気密に封止される。
【0060】
第１封止材１２０ａ及び第２封止材１２０ｂの軸線方向の寸法は、それぞれ、例えば、１０ｍｍ以上が好ましい。第１封止材１２０ａ及び第２封止材１２０ｂの軸線方向の寸法が前記範囲内であれば、ケース１０及び内管１１４との接着耐久性能が高い中空糸膜モジュール１となる。
【0061】
本実施形態の中空糸膜モジュール１０１では、第１接続継手１１２の供給部１１２ａから湿潤ガスＧｍを供給すると、内管１１４の内部を第１端１１４ｃ側から第２端１１４ｄに向かって湿潤ガスＧｍが通過する。内管１１４の第２端１１４ｄから第２接続継手１１３の内部に流入した湿潤ガスＧｍは、ケース１０の第２端１０ｄ側から第１端１０ｃ側に向かって各中空糸膜１５の内部を通過する。一方、ケースの第１開口１１ａからケース１０の内部に乾燥したパージガスＧｐを供給すると、ケース１０の第１端１０ｃ側から第２端１０ｄ側に向かって各中空糸膜１５の間をパージガスＧｐが通過する。つまり、各中空糸膜１５の間をパージガスＧｐ流れる方向は、各中空糸膜１５の内部を湿潤ガスＧｍが流れる方向と逆方向である。各中空糸膜１５の内部を通過する湿潤ガスＧｍに含まれる水蒸気は、各中空糸膜１５の膜外に透過すると、パージガスＧｐによってケース１０の外部に搬送される。
これにより、各中空糸膜１５の内部を通過する湿潤ガスの水分が除去され、各中空糸膜１５から第１接続継手１１２内の第２空間１１２ｆに乾燥ガスＧｄが流出し、乾燥ガスが排出部１１２ｂから排出される。加湿されたパージガスＧｐは、第２開口１１ｂから中空糸膜モジュール１０１の外部に排出される。
これにより、各中空糸膜１５の内部を通過する湿潤ガスの水分が除去され、各中空糸膜１５から第１接続継手１１２内の第２空間１１２ｆに乾燥ガスＧｄが流出し、乾燥ガスが排出部１１２ｂから排出される。加湿されたパージガスＧｐは、第２開口１１ｂから中空糸膜モジュール１０１の外部に排出される。
【0062】
本実施形態において、封止材１２０を成形する封止材成形工程Ｐｅ２は、注入工程Ｐｅ２１において内管１１４がケース１０の内部に配置され、ケース１０と内管１１４との間に液状の封止材を注入する以外は、上述の実施形態１の封止材成形工程Ｐｅ１と同様の工程によって行われる。
【0063】
第１封止材１２０ａの外周面の一部は、第１多孔質膜１０ｈの複数の孔１０ｉの内部で硬化し、第１封止材１２０ａと第１多孔質膜１０ｈとが接着される。つまり、第１封止材１２０ａとケース１０とが接着される。また、第１封止材１２０ａの内周面の一部は、第２多孔質膜１１４ｈの複数の孔の内部で硬化し、第１封止材１２０ａと第２多孔質膜１１４ｈとが接着される。つまり、第１封止材１２０ａと内管１１４とが接着される。同様に、第２封止材１２０ｂは、ケース１０及び内管１１４と接着される。
【0064】
本実施形態によれば、中空糸膜モジュール１０１は、軸線方向に沿って延び、軸線方向の両側に開口する筒状の内管１１４を備え、内管１１４は、ケース１０の内部に配置され、内管１１４は、軸線方向の両側に開口する筒状の内管本体部１１４ａと、内管本体部１１４ａの表面のうち少なくとも内管本体部１１４ａの外周面に設けられる第２多孔質膜１１４ｈと、を有する。内管本体部１１４ａは、アルミニウム製であり、第２多孔質膜１１４ｈは、多孔性を有するアルミニウム酸化被膜であり、封止材１２０は、第２多孔質膜１１４ｈに接着される。よって、封止材１２０の内周面の一部は、第２多孔質膜１１４ｈの複数の孔の内部で硬化するため、第２多孔質膜１１４ｈの複数の孔の内部に封止材１２０の内周面の一部が入り込んだ状態で、封止材１２０が内管１１４に接着される。したがって、樹脂製である封止材１２０との接着耐久性能を充分に確保しづらい金属によって内管本体部１１４ａが構成される場合であっても、封止材１２０と内管１１４とを強固に接着でき、封止材１２０と内管１１４との接着耐久性能を高めることができる。
【0065】
また、本実施形態では、内管本体部１１４ａにアルマイト処理を行う作業のみによって、内管本体部１１４ａの表面に第２多孔質膜１１４ｈを設けることができる。したがって、中空糸膜モジュール１の組立工数が増大することを抑制できる。
【0066】
また、本実施形態では、内管本体部１１４ａが樹脂製である場合と比較して、内管１１４の耐圧を高めることができるため、圧力が高いガスを安定して中空糸膜モジュール１０１の内部に流すことができる。
【0067】
本実施形態によれば、第２多孔質膜１１４ｈは、内管本体部１１４ａの表面全体に設けられる。よって、内管本体部１１４ａの全体を電解液中に浸し、内管本体部１１４ａの全体を正電極とするアルマイト処理を１回行うことによって、内管本体部１１４ａの表面全体に第２多孔質膜１１４ｈを設けることができる。したがって、内管本体部１１４ａのうち第１封止材１２０ａと接触する第１端１１４ｃ及び第２封止材１２０ｂと接触する第２端１１４ｄのみに、第２多孔質膜１１４ｈを設ける場合、すなわち、アルマイト処理を２回行う場合と比較して、内管１１４及び中空糸膜モジュール１０１の製造工数が増加することを抑制できる。
【0068】
なお、本実施形態では、第２多孔質膜１１４ｈは、内管本体部１１４ａの表面全体に設けられているが、第２多孔質膜１１４ｈは、内管本体部１１４ａの外周面のうち、封止材１２０が接着される部分にのみ設けられてもよい。この場合、内管１１４の外周面うち、パージガスと接触する部分において、パージガスが含む不純物が第２多孔質膜１１４ｈの複数の孔の内部に入り込むことを抑制できる。これにより、孔の内部にパージガスが含む不純物が蓄積されることを抑制でき、内管１１４の外周面が汚染されることを抑制できる。また、同様の理由により、内管１１４の内周面が、ガスが含むオイル等の物質によって汚染されることを抑制できる。
【0069】
本実施形態によれば、第２多孔質膜１１４ｈは、複数の孔を有し、複数の孔の直径は２０～１００ｎｍであり、複数の孔の深さは５００～５０００ｎｍである。よって、上述の封止材成形工程Ｐｅ２の注入工程Ｐｅ２１において、液状の封止材が、第２多孔質膜１１４ｈの複数の孔の内部に容易に入り込むことができ、第２多孔質膜１１４ｈの複数の孔の内部に封止材１２０の内周面の一部が入り込んだ状態で、封止材１２０が内管１１４に接着される。したがって、封止材１２０と内管１１４との接着耐久性能を高めることができる。
【0070】
また、本実施形態では、上述のように、第２多孔質膜１１４ｈの複数の孔は、深さ方向に延びる孔であるため、複数の孔の内部に入りこんだ封止材１２０の内周面の一部は、複数の孔から抜けづらく、アンカー効果を高めることができる。したがって、封止材１２０と内管１１４との接着耐久性能をより高めることができる。
【0071】
また、本実施形態では、ケース１０の第１端１０ｃに取り付けられる第１接続継手１１２が、中空糸膜モジュール１０１の内部に湿潤ガスＧｍを供給する供給部１１２ａ、及び中空糸膜モジュール１０１の内部から乾燥ガスＧｄを排出する排出部１１２ｂを有するため、供給部１１２ａ及び排出部１１２ｂの両方を中空糸膜モジュール１０１の軸線方向の一方側に設けることができる。したがって、供給部１１２ａ及び排出部１１２ｂのそれぞれと接続される配管等の構成の簡素化を図ることができる。
【0072】
なお、本実施形態では、第１封止材１２０ａとケース１０との間及び第１封止材１２０ａと内管１１４との間の少なくとも一方に、第２空間１１２ｆの乾燥ガスＧｄの一部を、ケース１０の内部且つ内管１１４の外部の空間うち、軸線方向において第１封止材１２０ａと第２封止材１２０ｂとの間の空間に流入させる経路を設けてもよい。この場合、乾燥ガスＧｄの一部をパージガスＧｐとして利用できる。
【実施例0073】
＜第１実施形態の実施例＞
以下、第１実施形態の実施例によって本発明を具体的に説明するが、本発明は以下の記載によっては限定されない。例１～６は実施例であり、例７～８は比較例である。
以下、第１実施形態の実施例によって本発明を具体的に説明するが、本発明は以下の記載によっては限定されない。例１～６は実施例であり、例７～８は比較例である。
【0074】
［例１］
図１及び図２に例示した中空糸膜モジュール１のような態様の中空糸膜モジュールを作製した。
ケース本体部としては、アルミニウム製で外径５５ｍｍ、内径５１ｍｍ、長さ２５０ｍｍの円筒部材を用いた。ケース本体部の表面全体にアルマイト処理を行い、ケース本体部の表面全体に第１多孔質膜を設けた。第１多孔質膜の複数の孔の平均直径は８０ｎｍであり、平均深さは１０００ｎｍであった。
中空糸膜としては、外径０．５８ｍｍ、内径０．３６ｍｍのフッ素樹脂製の中空糸膜（サンセップ膜、ＡＧＣエンジニアリング社製）を用いた。中空糸膜の充填率が４０％となるようにモジュール本体内に中空糸膜束を充填した。封止材の軸線方向の寸法は３０ｍｍとした。
封止材の材料としては、エポキシ樹脂を用い、上述の封止材成形工程によって封止材を第１多孔質膜に接着した。
中空糸膜束の両端部分を封止材によってケースに固定してケースの有効長を１９０ｍｍとした。
［例２］
第１多孔質膜の複数の孔の平均直径を２０ｎｍとした以外は、例１と同様にして中空糸膜モジュールを作製した。
［例３］
第１多孔質膜の複数の孔の平均深さを５０００ｎｍとした以外は、例１と同様にして中空糸膜モジュールを作製した。
［例４］
封止材の材料として、ウレタン樹脂を用いた以外は、例１と同様にして中空糸膜モジュールを作製した。
［例５］
第１多孔質膜の複数の孔の平均直径を２０ｎｍとした以外は、例４と同様にして中空糸膜モジュールを作製した。
［例６］
第１多孔質膜の複数の孔の平均深さ５０００ｎｍとした以外は、例４と同様にして中空糸膜モジュールを作製した。
［例７］
ケースとしては、ケース本体部の表面に第１多孔質膜を設けず、ケース本体部の内周面のうち、少なくとも封止材と接着する部分を番手が＃１２０のやすりで研磨した後、中性洗剤で洗浄し、水洗した後に乾燥させたケースを用いた。ケース本体部のうち、封止材と接着される部分の表面粗さは十点平均粗さで３μｍであった。これら以外は、例１と同様にして中空糸膜モジュールを作製した。
［例８］
封止材の材料として、ウレタン樹脂を用いた以外は、例７と同様にして中空糸膜モジュールを作製した。
図１及び図２に例示した中空糸膜モジュール１のような態様の中空糸膜モジュールを作製した。
ケース本体部としては、アルミニウム製で外径５５ｍｍ、内径５１ｍｍ、長さ２５０ｍｍの円筒部材を用いた。ケース本体部の表面全体にアルマイト処理を行い、ケース本体部の表面全体に第１多孔質膜を設けた。第１多孔質膜の複数の孔の平均直径は８０ｎｍであり、平均深さは１０００ｎｍであった。
中空糸膜としては、外径０．５８ｍｍ、内径０．３６ｍｍのフッ素樹脂製の中空糸膜（サンセップ膜、ＡＧＣエンジニアリング社製）を用いた。中空糸膜の充填率が４０％となるようにモジュール本体内に中空糸膜束を充填した。封止材の軸線方向の寸法は３０ｍｍとした。
封止材の材料としては、エポキシ樹脂を用い、上述の封止材成形工程によって封止材を第１多孔質膜に接着した。
中空糸膜束の両端部分を封止材によってケースに固定してケースの有効長を１９０ｍｍとした。
［例２］
第１多孔質膜の複数の孔の平均直径を２０ｎｍとした以外は、例１と同様にして中空糸膜モジュールを作製した。
［例３］
第１多孔質膜の複数の孔の平均深さを５０００ｎｍとした以外は、例１と同様にして中空糸膜モジュールを作製した。
［例４］
封止材の材料として、ウレタン樹脂を用いた以外は、例１と同様にして中空糸膜モジュールを作製した。
［例５］
第１多孔質膜の複数の孔の平均直径を２０ｎｍとした以外は、例４と同様にして中空糸膜モジュールを作製した。
［例６］
第１多孔質膜の複数の孔の平均深さ５０００ｎｍとした以外は、例４と同様にして中空糸膜モジュールを作製した。
［例７］
ケースとしては、ケース本体部の表面に第１多孔質膜を設けず、ケース本体部の内周面のうち、少なくとも封止材と接着する部分を番手が＃１２０のやすりで研磨した後、中性洗剤で洗浄し、水洗した後に乾燥させたケースを用いた。ケース本体部のうち、封止材と接着される部分の表面粗さは十点平均粗さで３μｍであった。これら以外は、例１と同様にして中空糸膜モジュールを作製した。
［例８］
封止材の材料として、ウレタン樹脂を用いた以外は、例７と同様にして中空糸膜モジュールを作製した。
【0075】
［第１接着耐久性能評価］
各例の中空糸膜モジュールを、周囲温度を２５℃に設定した恒温槽内に１時間保管した後に、周囲温度を２５℃に設定した恒温槽内で封止剤の剥離試験を行った。なお、本評価では、第１接続継手の内部、第２接続継手の内部、及び中空糸膜の内部に乾燥圧縮ガスを供給して、第１接続継手の内部、第２接続継手の内部、及び中空糸膜１５の内部の気圧を１．０ＭＰａＧにした状態で、各例の中空糸膜モジュールを恒温槽内に１時間保管した。
剥離試験によって、封止材がケースから剥離しない場合、接着耐久性能に優れることを示している。
各例の第１接着耐久性能評価の結果を表１に示す。
各例の中空糸膜モジュールを、周囲温度を２５℃に設定した恒温槽内に１時間保管した後に、周囲温度を２５℃に設定した恒温槽内で封止剤の剥離試験を行った。なお、本評価では、第１接続継手の内部、第２接続継手の内部、及び中空糸膜の内部に乾燥圧縮ガスを供給して、第１接続継手の内部、第２接続継手の内部、及び中空糸膜１５の内部の気圧を１．０ＭＰａＧにした状態で、各例の中空糸膜モジュールを恒温槽内に１時間保管した。
剥離試験によって、封止材がケースから剥離しない場合、接着耐久性能に優れることを示している。
各例の第１接着耐久性能評価の結果を表１に示す。
【0076】
表１における第１接着耐久性能評価は以下の基準により評価した。
◎：封止材の剥離の発生無し
×：封止材の剥離の発生有り
◎：封止材の剥離の発生無し
×：封止材の剥離の発生有り
【0077】
【表1】
【0078】
表１に示すように、封止材がケース本体部の表面に設けた第１多孔質膜と接着される例１～例６の中空糸膜モジュールは、例７～例８の中空糸膜モジュールに比べて、接着耐久性能に優れていた。
上述のように、例１～例６の中空糸膜モジュールは、封止材の一部が第１多孔質膜の複数の孔の内部に入り込んだ状態で、封止材がケースに接着されるため、アンカー効果を高めることができ、封止材の接着耐久性能を高めることができる。
一方、例７及び例８の中空糸膜モジュールは、ケース本体部のうち封止材を接着する部分をやすりで研磨して、表面粗さを高めたものの、研磨を行った部分の表面形状はなだらかな形状であるため、アンカー効果を高めることができず、封止材の接着耐久性能を高めることができないものと考えられる。
上述のように、例１～例６の中空糸膜モジュールは、封止材の一部が第１多孔質膜の複数の孔の内部に入り込んだ状態で、封止材がケースに接着されるため、アンカー効果を高めることができ、封止材の接着耐久性能を高めることができる。
一方、例７及び例８の中空糸膜モジュールは、ケース本体部のうち封止材を接着する部分をやすりで研磨して、表面粗さを高めたものの、研磨を行った部分の表面形状はなだらかな形状であるため、アンカー効果を高めることができず、封止材の接着耐久性能を高めることができないものと考えられる。
【0079】
［第２接着耐久性能評価］
上述の第１接着耐久性能評価において封止材が剥離しなかった例１～６の中空糸膜モジュールに対して、周囲温度を５０℃に設定した恒温槽内で封止材の剥離試験を行った。本評価では、第１接続継手の内部、第２接続継手の内部、及び中空糸膜の内部への乾燥圧縮ガスの供給と、第１接続継手、第２接続継手の内部、及び中空糸膜の内部からの乾燥圧縮ガスの排出とを周期的に繰り返すことで、第１接続継手の内部、第２接続継手の内部、及び中空糸膜の内部の気圧を０ＭＰａＧと１．０ＭＰａＧとの間で周期的に往復変動させた。本評価において、サイクルとは、第１接続継手の内部、第２接続継手の内部、及び中空糸膜の内部の気圧を０ＭＰａＧから１．０ＭＰａＧまで上昇させ、１．０ＭＰａＧから０ＭＰａＧに低下させる１周期を意味する。本評価において、１サイクルは、１５秒である。本評価では、第１接続継手の内部、第２接続継手の内部、及び中空糸膜の内部の気圧の往復変動を最大３００００サイクルまで行った。
封止材が剥離するサイクル数が大きいほど、接着耐久性能に優れることを示している。
各例の第２接着耐久性能評価の結果を表２に示す。
上述の第１接着耐久性能評価において封止材が剥離しなかった例１～６の中空糸膜モジュールに対して、周囲温度を５０℃に設定した恒温槽内で封止材の剥離試験を行った。本評価では、第１接続継手の内部、第２接続継手の内部、及び中空糸膜の内部への乾燥圧縮ガスの供給と、第１接続継手、第２接続継手の内部、及び中空糸膜の内部からの乾燥圧縮ガスの排出とを周期的に繰り返すことで、第１接続継手の内部、第２接続継手の内部、及び中空糸膜の内部の気圧を０ＭＰａＧと１．０ＭＰａＧとの間で周期的に往復変動させた。本評価において、サイクルとは、第１接続継手の内部、第２接続継手の内部、及び中空糸膜の内部の気圧を０ＭＰａＧから１．０ＭＰａＧまで上昇させ、１．０ＭＰａＧから０ＭＰａＧに低下させる１周期を意味する。本評価において、１サイクルは、１５秒である。本評価では、第１接続継手の内部、第２接続継手の内部、及び中空糸膜の内部の気圧の往復変動を最大３００００サイクルまで行った。
封止材が剥離するサイクル数が大きいほど、接着耐久性能に優れることを示している。
各例の第２接着耐久性能評価の結果を表２に示す。
【0080】
表２における第２接着耐久性能評価は以下の基準により評価した。
◎：３００００サイクルで封止材の剥離の発生無し
○：２００００～３００００サイクルで封止材の剥離の発生有り
△：１００００～２００００サイクルで封止材の剥離の発生有り
×：０～１００００サイクルで封止材の剥離の発生有り
◎：３００００サイクルで封止材の剥離の発生無し
○：２００００～３００００サイクルで封止材の剥離の発生有り
△：１００００～２００００サイクルで封止材の剥離の発生有り
×：０～１００００サイクルで封止材の剥離の発生有り
【0081】
【表2】
【0082】
表２に示すように、第１多孔質膜の孔の平均直径が８０ｎｍ、かつ、孔の平均深さが１０００ｎｍである例１及び例４の中空糸膜モジュールは、第１多孔質膜の孔の平均直径が２０ｎｍ、かつ、孔の平均深さが１０００ｎｍである例２及び例５の中空糸膜モジュールに比べて、接着耐久性能に優れていた。
例１及び例４の中空糸膜モジュールは、第１多孔質膜の複数の孔の平均直径が８０ｎｍと大きいため、封止材の外周面一部が第１多孔質膜の複数の孔の内部に充分に入り込んだ状態で、封止材がケースに接着される。そのため、アンカー効果を充分に高めることができ、封止材の接着耐久性能を充分に高めることができたと考えられる。したがって、例１及び例４の中空糸膜モジュールは、第１多孔質膜の複数の孔の平均直径が２０ｎｍである例２及び例５の中空糸膜モジュールよりも、優れた接着耐久性能を有するものと考えられる。
例１及び例４の中空糸膜モジュールは、第１多孔質膜の複数の孔の平均直径が８０ｎｍと大きいため、封止材の外周面一部が第１多孔質膜の複数の孔の内部に充分に入り込んだ状態で、封止材がケースに接着される。そのため、アンカー効果を充分に高めることができ、封止材の接着耐久性能を充分に高めることができたと考えられる。したがって、例１及び例４の中空糸膜モジュールは、第１多孔質膜の複数の孔の平均直径が２０ｎｍである例２及び例５の中空糸膜モジュールよりも、優れた接着耐久性能を有するものと考えられる。
【0083】
また、第１多孔質膜の孔の平均直径が８０ｎｍ、かつ、孔の平均深さが１０００ｎｍである例１及び例４の中空糸膜モジュールは、第１多孔質膜の孔の平均直径が８０ｎｍ、かつ、孔の平均深さが５０００ｎｍである例３及び例６の中空糸膜モジュールに比べて、接着耐久性能に優れていた。
例１及び例４の中空糸膜モジュールは、第１多孔質膜の複数の孔の平均深さが１０００ｎｍであり、例３及び例６の中空糸膜モジュールに比べて孔の平均深さが小さい。そのため、例１及び例４の中空糸膜モジュールにおいては、例３及び例６の中空糸膜モジュールに比べて第１多孔質膜の膜厚が比較的小さく、第１多孔質膜の割れによるケース本体部からの剥離が発生しづらいものと考えられる。したがって、例１及び例４の中空糸膜モジュールは、例３及び例６の中空糸膜モジュールよりも、優れた接着耐久性能を有するものと考えられる。
例１及び例４の中空糸膜モジュールは、第１多孔質膜の複数の孔の平均深さが１０００ｎｍであり、例３及び例６の中空糸膜モジュールに比べて孔の平均深さが小さい。そのため、例１及び例４の中空糸膜モジュールにおいては、例３及び例６の中空糸膜モジュールに比べて第１多孔質膜の膜厚が比較的小さく、第１多孔質膜の割れによるケース本体部からの剥離が発生しづらいものと考えられる。したがって、例１及び例４の中空糸膜モジュールは、例３及び例６の中空糸膜モジュールよりも、優れた接着耐久性能を有するものと考えられる。
【0084】
＜第２実施形態の実施例＞
以下、第２実施形態の実施例によって本発明を具体的に説明するが、本発明は以下の記載によっては限定されない。例９、１２は実施例である。
以下、第２実施形態の実施例によって本発明を具体的に説明するが、本発明は以下の記載によっては限定されない。例９、１２は実施例である。
【0085】
［例９］
図６及び図７に例示した中空糸膜モジュール１０１のような態様の中空糸膜モジュールを作製した。
ケースとしては、第１実施形態の実施例における例１のケースと同様のケース用いた。
内管としては、アルミニウム製で外径２２ｍｍ、内径２０ｍｍ、長さ２５０ｍｍの円筒部材を用いた。内管本体部の表面全体にアルマイト処理を行い、内管体部の表面全体に第２多孔質膜を設けた。第２多孔質膜の複数の孔の平均直径は８０ｎｍであり、平均深さは１０００ｎｍであった。
中空糸膜としては、外径０．５８ｍｍ、内径０．３６ｍｍのフッ素樹脂製の中空糸膜（サンセップ膜、ＡＧＣエンジニアリング社製）を用いた。中空糸膜の充填率が４０％となるようにモジュール本体内に中空糸膜束を充填した。
封止材の軸線方向の寸法は３０ｍｍとした。封止材の材料としては、エポキシ樹脂を用い、上述の封止材成形工程によって第１多孔質膜及び第２多孔質膜と接着を行った。
中空糸膜束の両端部分を封止材によって接着固定してケースの有効長を１９０ｍｍとした。
［例１０］
封止材の材料として、ウレタン樹脂を用いた以外は、例９と同様にして中空糸膜モジュールを作製した。
図６及び図７に例示した中空糸膜モジュール１０１のような態様の中空糸膜モジュールを作製した。
ケースとしては、第１実施形態の実施例における例１のケースと同様のケース用いた。
内管としては、アルミニウム製で外径２２ｍｍ、内径２０ｍｍ、長さ２５０ｍｍの円筒部材を用いた。内管本体部の表面全体にアルマイト処理を行い、内管体部の表面全体に第２多孔質膜を設けた。第２多孔質膜の複数の孔の平均直径は８０ｎｍであり、平均深さは１０００ｎｍであった。
中空糸膜としては、外径０．５８ｍｍ、内径０．３６ｍｍのフッ素樹脂製の中空糸膜（サンセップ膜、ＡＧＣエンジニアリング社製）を用いた。中空糸膜の充填率が４０％となるようにモジュール本体内に中空糸膜束を充填した。
封止材の軸線方向の寸法は３０ｍｍとした。封止材の材料としては、エポキシ樹脂を用い、上述の封止材成形工程によって第１多孔質膜及び第２多孔質膜と接着を行った。
中空糸膜束の両端部分を封止材によって接着固定してケースの有効長を１９０ｍｍとした。
［例１０］
封止材の材料として、ウレタン樹脂を用いた以外は、例９と同様にして中空糸膜モジュールを作製した。
【0086】
［第３接着耐久性能評価］
例９、例１０の中空糸膜モジュールに対して、第１実施形態の実施例における第１接着耐久性能評価と同様の条件で行った。
剥離試験によって、封止材が内管から剥離しない場合、接着耐久性能に優れることを示している。
各例の第３接着耐久性能評価の結果を表３に示す。
表３における第３接着耐久性能評価の基準は、第１実施形態の実施例における第１接着耐久性能評価の基準と同様である。
例９、例１０の中空糸膜モジュールに対して、第１実施形態の実施例における第１接着耐久性能評価と同様の条件で行った。
剥離試験によって、封止材が内管から剥離しない場合、接着耐久性能に優れることを示している。
各例の第３接着耐久性能評価の結果を表３に示す。
表３における第３接着耐久性能評価の基準は、第１実施形態の実施例における第１接着耐久性能評価の基準と同様である。
【0087】
［第４接着耐久性能評価］
例９、例１０の中空糸膜モジュールに対して、第１実施形態の実施例における第２接着耐久性能評価と同様の条件で行った。
剥離試験によって、封止材が内管から剥離しない場合、接着耐久性能に優れることを示している。
各例の第４接着耐久性能評価の結果を表３に示す。
表３における第４接着耐久性能評価の基準は、第１実施形態の実施例における第２接着耐久性能評価の基準と同様である。
例９、例１０の中空糸膜モジュールに対して、第１実施形態の実施例における第２接着耐久性能評価と同様の条件で行った。
剥離試験によって、封止材が内管から剥離しない場合、接着耐久性能に優れることを示している。
各例の第４接着耐久性能評価の結果を表３に示す。
表３における第４接着耐久性能評価の基準は、第１実施形態の実施例における第２接着耐久性能評価の基準と同様である。
【0088】
【表3】
【0089】
表３に示すように、封止材が内管本体部の表面に設けた第２多孔質膜と接着される例９、例１０の中空糸膜モジュールは、接着耐久性能に優れていた。
上述のように、例９及び例１０の中空糸膜モジュールは、封止材の内周面の一部が第２多孔質膜の複数の孔の内部に入り込んだ状態で、封止材が内管に接着されるため、アンカー効果を高めることができ、接着耐久性能に優れるものと考えられる。
上述のように、例９及び例１０の中空糸膜モジュールは、封止材の内周面の一部が第２多孔質膜の複数の孔の内部に入り込んだ状態で、封止材が内管に接着されるため、アンカー効果を高めることができ、接着耐久性能に優れるものと考えられる。
【符号の説明】
【0090】
１，１０１…中空糸膜モジュール、１０…ケース、１０ａ…ケース本体部、１０ｈ…第１多孔質膜、１０ｉ…孔、１５…中空糸膜、１６，１１６…中空糸膜束、２０，１２０…封止材、１１４…内管、１１４ａ…内管本体部、１１４ｈ…第２多孔質膜
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5A】
【図5B】
【図6】
【図7】