本發(fā)明涉及中空纖維膜組件及其制造方法。

本申請基于2014年3月10日在日本提出申請的特愿2014－046873號主張優(yōu)先權(quán)，將該特愿的內(nèi)容引用于此。

背景技術(shù)：

近年來，在各家庭等中，普遍使用對自來水進行凈化的凈水器。作為這樣的凈水器，公知有很多使用中空纖維膜組件作為過濾材料的凈水器。

作為上述的中空纖維膜組件，公知有通過如下方式形成的中空纖維膜組件：將彎曲許多根中空纖維膜而形成的中空纖維膜束裝填于圓筒狀的殼體內(nèi)，向該殼體內(nèi)注入固定用樹脂而將所述中空纖維膜束的與彎曲部相反的一側(cè)固定于所述殼體的底部。

作為裝填、收納于殼體內(nèi)的中空纖維膜束，通常是彎曲許多根中空纖維膜成U字狀而成的中空纖維膜束。不過，若僅將中空纖維膜單純地彎曲成U字狀，則特別是在將該中空纖維膜束收納到圓筒狀的殼體的情況下，中空纖維膜的填充效率變低，難以提高過濾性能。即，在將中空纖維膜單純地彎曲成U字狀而形成了中空纖維膜束的情況下，該中空纖維膜束的俯視形狀成為大致矩形形狀、長圓形狀，因此在俯視時成為直線的部位與俯視圓形的殼體的內(nèi)表面之間形成有空隙，結(jié)果，填充效率變低。另外，填充效率如此變低，因此為了獲得預(yù)定的過濾性能，難以將組件小型化。

因此，在專利文獻1的凈水用濾筒中，將中空纖維膜彎曲成U字狀而形成中空纖維膜束，進一步將該中空纖維膜束扭轉(zhuǎn)而收納于殼體，從而提高了中空纖維膜的填充效率。

另外，在專利文獻2的中空纖維膜組件中，將彎曲中空纖維膜成U字狀而成的中空纖維膜束細分成多個部分而構(gòu)成。

而且，在專利文獻3的中空纖維膜組件中，將許多根中空纖維膜的束彎曲且扭轉(zhuǎn)而收納于殼體。

現(xiàn)有技術(shù)文獻

專利文獻

專利文獻1:日本特開平6－142650號公報

專利文獻2:日本實開平7－24430號公報

專利文獻3:日本特開平7－213872號公報

技術(shù)實現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的問題

然而，在如專利文獻1、專利文獻3那樣將中空纖維膜束扭轉(zhuǎn)而形成了中空纖維膜組件的情況下，在扭轉(zhuǎn)了的部位處中空纖維膜彼此之間互相密合，因此，該密合部分無法有效地應(yīng)用于過濾，因而，無法達到充分地提高過濾性能的目的。

另外，前述的在中空纖維膜束與殼體的內(nèi)表面之間產(chǎn)生的空隙也無法消除而直接殘留。

另外，如前述那樣，在制造中空纖維膜組件的情況下，向殼體內(nèi)注入固定用樹脂而將中空纖維膜束的與彎曲部相反的一側(cè)固定于殼體的底部，但在專利文獻1～專利文獻3那樣的中空纖維膜組件中，固定用樹脂的注入例如使用專用的工具而從殼體的側(cè)部等進行，需要向殼體的底部填充，因而，難以將固定用樹脂沿著殼體的徑向均勻地注入、填充。

因此，中空纖維膜束相對于殼體的底部的固定、中空纖維膜之間的密封等會出現(xiàn)不均，因此，為了將中空纖維膜束的底部可靠地固定、密封，需要使固定用樹脂的層高充分地變厚(高)。

然而，若如此使固定用樹脂的層高充分變厚，則相應(yīng)地有礙于中空纖維膜組件的小型化。

本發(fā)明是鑒于所述情況而做成的，目的在于提供一種提高中空纖維膜相對于殼體的填充效率而提升過濾性能、并且能夠小型化的中空纖維膜組件及其制造方法。

用于解決問題的方案

為了達成所述目的，本發(fā)明的中空纖維膜組件通過如下方式形成：將彎曲許多根中空纖維膜成U字狀而成的中空纖維膜束裝填于筒狀的殼體內(nèi)，向該殼體內(nèi)注入固定用樹脂而將所述中空纖維膜束的與彎曲部相反的一側(cè)固定于所述殼體的底部，其中，所述中空纖維膜在所述殼體內(nèi)彎曲成U字狀，在所述中空纖維膜束的大致中心部，沿著所述殼體的高度方向形成有空隙部，在所述空隙部貫穿有芯棒。

根據(jù)本發(fā)明的中空纖維膜組件，中空纖維膜在殼體內(nèi)彎曲成U字狀，例如，能夠以中空纖維膜的彎曲方向朝向不同方向而不集中于一定方向的方式形成，因此，能夠?qū)⑵淦矫嫘螤钆c殼體的平面形狀相匹配地形成，因而，能夠提高中空纖維膜相對于殼體的填充效率。

另外，在中空纖維膜束的大致中心部，沿著殼體的高度方向形成有空隙部，在該空隙部貫穿有芯棒，因此，水易于向空隙部流入。由此，水易于向中空纖維膜束的中心部流入，因此，過濾流量增加，能夠以更短的時間對水進行過濾。另外，通過水易于向中空纖維膜束的中心部流入，能夠在更有效地利用中空纖維膜的膜面積的同時對水進行過濾。

另外，優(yōu)選的是，在所述中空纖維膜組件中，所述中空纖維膜束從所述殼體的中央部朝向內(nèi)壁部彎曲成U字狀。

另外，優(yōu)選的是，在所述中空纖維膜組件中，所述中空纖維膜從所述殼體的中央部呈放射狀配置。

根據(jù)該結(jié)構(gòu)，容易在中空纖維膜束的大致中心部形成所述空隙部，而且，能夠容易地使中空纖維膜束的俯視形狀為圓形。

另外，優(yōu)選的是，在所述中空纖維膜組件中，所述芯棒是用于注入所述固定用樹脂的管。

根據(jù)該結(jié)構(gòu)，在制造時，在向殼體內(nèi)注入固定用樹脂而將中空纖維膜束的與彎曲部相反的一側(cè)固定于殼體的底部時，通過經(jīng)由所述管注入固定用樹脂，能夠向殼體的底部均勻地注入、填充固定用樹脂。

另外，優(yōu)選的是，在所述中空纖維膜組件中，所述殼體是圓筒狀。

根據(jù)該結(jié)構(gòu)，通過使中空纖維膜束的俯視形狀為圓形，能夠?qū)⒃撝锌绽w維膜束以在該中空纖維膜束與殼體的內(nèi)壁面之間幾乎沒有間隙的方式進行裝填。

另外，也可以是，在所述中空纖維膜組件中，所述中空纖維膜束由在以所述管為中心的周向上拆分成多個而得到的小束形成。

根據(jù)該結(jié)構(gòu)，通過使中空纖維膜束由小束形成，能夠增加其膜面積。另外，容易在中空纖維膜束的大致中心部形成所述空隙部，而且，能夠使中空纖維膜束的俯視形狀與殼體的俯視形狀相匹配地適當(dāng)形成。

本發(fā)明的中空纖維膜組件的制造方法是通過如下方式形成的中空纖維膜組件的制造方法：將彎曲許多根中空纖維膜成U字狀而成的中空纖維膜束裝填于筒狀的殼體內(nèi)，向該殼體內(nèi)注入固定用樹脂而將所述中空纖維膜束的與彎曲部相反的一側(cè)固定于所述殼體的底部，該中空纖維膜組件的制造方法具有如下步驟：將許多根中空纖維膜以在大致中心部形成有空隙部的方式彎曲成U字狀而形成中空纖維膜束的步驟；將管設(shè)置于所述空隙部的步驟；對所述中空纖維膜束的與彎曲部相反的一側(cè)進行加熱切斷而形成底面部的步驟；將形成有所述底面部的中空纖維膜束裝填于筒狀的殼體內(nèi)的步驟；經(jīng)由所述管向所述殼體的底部側(cè)注入固定用樹脂、將所述中空纖維膜束的底面部側(cè)固定于所述殼體的底部的步驟；以及將所述殼體的底部側(cè)切斷并將所述中空纖維膜束的底面部側(cè)切斷、使該中空纖維膜束的開口端暴露的步驟。

根據(jù)本發(fā)明的中空纖維膜組件的制造方法，通過利用所述的方法將中空纖維膜束彎曲成U字狀而形成中空纖維膜束，能夠以彎曲方向朝向不同方向而不集中于一定方向的方式形成，因此，能夠使其平面形狀與殼體的平面形狀相匹配地形成，因而，能夠提高中空纖維膜相對于殼體的填充效率。另外，在中空纖維膜束的大致中心部形成空隙部、并且在該空隙部設(shè)置管、經(jīng)由該管向殼體的底部側(cè)注入固定用樹脂、將中空纖維膜束的底面部側(cè)固定于殼體的底部，因此，能夠向殼體的底部均勻地注入、填充固定用樹脂。

另外，優(yōu)選的是，在所述中空纖維膜組件的制造方法中，在形成所述中空纖維膜束的步驟中，使許多根中空纖維膜以芯棒為中心而從該中心側(cè)朝向外側(cè)彎曲成U字狀，并且使所述中空纖維膜以所述芯棒為中心呈放射狀配置而集束，從而形成中空纖維膜束。

根據(jù)該構(gòu)成，容易利用芯棒在中空纖維膜束的大致中心部形成空隙部，而且，能夠容易地使中空纖維膜束的俯視形狀為圓形。

另外，優(yōu)選的是，在所述中空纖維膜組件的制造方法中，使用所述管作為所述芯棒。

根據(jù)該構(gòu)成，通過使用管作為芯棒，能夠把形成中空纖維膜束的步驟兼用作將管設(shè)置于空隙部的步驟，因而，能夠使工序簡單化。

另外，優(yōu)選的是，在所述中空纖維膜組件的制造方法中，在將管設(shè)置于所述空隙部的步驟中，在從所述中空纖維膜束卸下所述芯棒后，將所述管貫穿到所形成的空隙部。

根據(jù)該構(gòu)成，能夠使用可形成所期望的空隙部的適當(dāng)?shù)臉?gòu)件作為芯棒，因而，能夠使形成中空纖維膜束的步驟簡易化。

另外，優(yōu)選的是，在所述中空纖維膜組件的制造方法中，所述殼體是圓筒狀。

根據(jù)該構(gòu)成，通過使中空纖維膜束的俯視形狀為圓形，能夠?qū)⒃撝锌绽w維膜束以在該中空纖維膜束與殼體的內(nèi)壁面之間幾乎沒有間隙的方式進行裝填。

另外，優(yōu)選的是，在所述中空纖維膜組件的制造方法中，在形成所述中空纖維膜束的步驟中，將所述中空纖維膜束利用在以所述空隙部為中心的周向上拆分成多個而得到的小束形成。

根據(jù)該結(jié)構(gòu)，通過使中空纖維膜束由小束形成，能夠增加其膜面積。另外，容易在中空纖維膜束的大致中心部形成所述空隙部，而且，能夠使中空纖維膜束的俯視形狀與殼體的俯視形狀相匹配地適當(dāng)形成。

發(fā)明的效果

根據(jù)本發(fā)明的中空纖維膜組件及其制造方法，通過使中空纖維膜束的平面形狀與殼體的平面形狀相匹配地形成，能夠提高中空纖維膜相對于殼體的填充效率，因而，能夠提升過濾性能。另外，在中空纖維膜束的大致中心部沿著殼體的高度方向形成的空隙部貫穿有芯棒，因此，水易于向中空纖維膜束的中心部流入，因此，過濾流量增加，能夠以更短的時間對水進行過濾，另外，能夠在更有效地利用中空纖維膜的膜面積的同時對水進行過濾。

而且，在采用管作為芯棒的情況下，通過經(jīng)由管注入固定用樹脂，能夠向殼體的底部均勻地注入、填充固定用樹脂。因而，能夠使固定用樹脂的層高比較薄(低)，由此，能夠?qū)崿F(xiàn)中空纖維膜組件的小型化。

附圖說明

圖1A是表示本發(fā)明的中空纖維膜組件的一實施方式的概略結(jié)構(gòu)的側(cè)剖視圖。

圖1B是表示本發(fā)明的中空纖維膜組件的一實施方式的概略結(jié)構(gòu)的俯視圖。

圖2A是表示圖1A和圖1B所示的中空纖維膜組件所使用的中空纖維膜束的概略結(jié)構(gòu)的立體圖。

圖2B是表示圖1A和圖1B所示的中空纖維膜組件所使用的中空纖維膜束的概略結(jié)構(gòu)的俯視圖。

圖3是用于說明中空纖維膜束的加熱切斷處理的圖。

圖4是用于說明中空纖維膜束的向殼體內(nèi)的裝填處理的圖。

圖5是用于說明固定用樹脂的注入處理的圖。

圖6是表示中空纖維膜束的變形例的俯視圖。

圖7是對本發(fā)明的中空纖維膜組件的實施例進行說明的圖，是表示將中空纖維膜組件設(shè)置于容器內(nèi)而構(gòu)成了罐型凈水器的狀態(tài)的剖視圖。

具體實施方式

以下，參照附圖詳細地說明本發(fā)明的中空纖維膜組件及其制造方法。

圖1A和圖1B是表示本發(fā)明的中空纖維膜組件的一實施方式的概略結(jié)構(gòu)的圖，圖1A是側(cè)剖視圖、圖1B是俯視圖。另外，圖2A和圖2B是表示圖1A和圖1B所示的中空纖維膜組件所使用的中空纖維膜束的概略結(jié)構(gòu)的圖，圖2A是立體圖，圖2B是俯視圖。

圖1A和圖1B中的附圖標(biāo)記1是中空纖維膜組件，該中空纖維膜組件1是中空纖維膜束2裝填于圓筒狀的殼體3內(nèi)、并利用固定用樹脂4固定于該殼體3的底部而成的。

中空纖維膜束2如圖2A和圖2B所示那樣是通過許多根中空纖維膜5彎曲成U字狀從而形成為大致圓柱狀(大致圓筒狀)而得到的。即，在本實施方式所說明的例子中，許多根中空纖維膜5通過如圖1A和圖2B所示那樣從殼體3的中央部(中心部)朝向內(nèi)壁部彎曲成U字狀、并且該中空纖維膜5從殼體3的中央部呈放射狀配置，從而形成為大致圓柱狀(大致圓筒狀)。

另外，在這樣的中空纖維膜束2的大致中央部，沿著中心軸線方向形成有空隙部6，在該空隙部6中貫穿有作為芯棒發(fā)揮作用的中心管(管)7。另外，作為芯棒，不僅能夠使用管狀的芯棒，也能夠使用實心的芯棒。

作為構(gòu)成中空纖維膜束2的中空纖維膜5，可使用例如纖維素系、聚烯烴系(聚乙烯系)、聚乙烯醇系、PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)系、聚砜系等各種材料的中空纖維膜。在本實施方式中，作為中空纖維膜5，特別是出于透水性優(yōu)異、制造也容易等理由，優(yōu)選使用聚砜系的中空纖維膜。

此外，聚乙烯系的中空纖維膜的強伸度特別高，在彎曲成例如U字狀之際，能夠縮小彎曲半徑r而增大曲率，因此，特別是在想增大曲率的情況下是有效的。不過，在本實施方式中，如前所述，將中空纖維膜5從殼體3的中央部朝向內(nèi)壁部彎曲成U字狀，因而，能夠使曲率比較小(使彎曲半徑r比較大)，因此，使用了透水性等優(yōu)異的聚砜系的中空纖維膜5。

這樣的中空纖維膜5在殼體3的底部側(cè)如前述那樣被固定用樹脂4固定。即，中空纖維膜5間被固定用樹脂4密封，并且這些中空纖維膜5液密地固定于殼體3的底部內(nèi)壁面。并且，在如此利用固定用樹脂4固定了的狀態(tài)下，中空纖維膜5在殼體3的底部側(cè)開口，因而，所開口的端面暴露于殼體3的外方。

也就是說，中空纖維膜束2的底面在殼體3的底部暴露于外方。另外，通過使中空纖維膜5彎曲成U字狀而形成的中空纖維膜束2的彎曲部2a朝向與殼體3的底部相反的一側(cè)配置。在本實施方式中，彎曲部2a配置于殼體3的高度方向上的大致中央部。

形成中空纖維膜束2的中空纖維膜5的孔徑、孔隙率、膜厚、外徑等只要是能夠?qū)⒅锌绽w維膜5用作過濾膜的尺寸，就沒有特別限定，但優(yōu)選的是，例如外徑是20μm～4000μm左右，孔徑是0.01μm～1μm左右，孔隙率是20％～90％左右，膜厚是5μm～300μm左右。

作為殼體3的材質(zhì)，是具有機械的強度和耐久性的材質(zhì)即可，可使用例如聚碳酸酯、聚砜、聚烯烴、PVC(聚氯乙烯)、丙烯酸(系)樹脂、ABS樹脂、改性PPE(聚苯撐醚)等。

作為固定樹脂，能夠使用環(huán)氧樹脂、不飽和聚酯樹脂、聚氨酯樹脂、有機硅系填充材料、各種熱熔樹脂等，可從這些材料中適當(dāng)選擇來使用。

中心管7是圓管狀的構(gòu)件，在一端側(cè)、即中空纖維膜束2的彎曲部2a側(cè)形成有圓環(huán)狀的凸緣部7a。中心管7的長度形成得與中空纖維膜束2的高度大致相等。另外，中心管7的另一端側(cè)的面、即與所述凸緣部7a相反的一側(cè)的面設(shè)為開口端。如此，另一端側(cè)的面開口即可，若如圖4、圖5所示，形成為相對于中心管7的軸線以預(yù)定的銳角角度、例如30°～70°的角度傾斜的傾斜面，則更優(yōu)選。在此，在本實施方式的中空纖維膜組件1中，中心管7也作為貫穿于在中空纖維膜束2形成的空隙部6的芯棒發(fā)揮作用。

根據(jù)本實施方式的中空纖維膜組件1，如前述的構(gòu)成那樣，例如管7那樣的芯棒貫穿于在中空纖維膜束2的大致中心部形成的空隙部6，從而使水易于向中空纖維膜束2的中心部流入。由此，中空纖維膜束2中的過濾流量增加，能夠以更短的時間對水進行過濾，另外，能夠在更有效地利用中空纖維膜5的膜面積的同時對水進行過濾。

接著，參照與所述相同的附圖說明包括這樣的構(gòu)成的中空纖維膜組件1的制造方法。

首先，將許多根中空纖維膜5集束，以在集束后的中空纖維膜的大致中心部形成有空隙部6的方式彎曲成U字狀。另外，在本實施方式的制造方法中，更優(yōu)選的是，在將這些中空纖維膜5彎曲成U字狀的同時，以其彎曲方向朝向不同方向而不集中于一定方向的方式形成中空纖維膜束2。具體而言，例如，使芯棒(未圖示)處于集束后的中空纖維膜的中心而形成有空隙部6，從該中心側(cè)朝向外側(cè)將中空纖維膜5彎曲成U字狀，并且將該中空纖維膜5以所述芯棒為中心呈放射狀配置而集束，形成中空纖維膜束2。

在將中空纖維膜5彎曲成U字狀之際，例如，將以芯棒為中心而集束的許多根中空纖維膜5的一端側(cè)與芯棒一起插入到上端開口的圓筒體內(nèi)，并且保持固定。接下來，將中空纖維膜5的另一端側(cè)彎曲成U字狀。此時，例如，將許多根中空纖維膜5拆分成4份，分別從中心側(cè)(芯棒側(cè))向外側(cè)彎曲，使其沿著圓筒體的外表面。由此，能夠?qū)⒉鸱殖?份的中空纖維膜5朝向大致四方彎曲。接下來，使拆分成4份、朝向四方彎曲的中空纖維膜5之間彼此靠近，許多根中空纖維膜5以芯棒中心而以大致均等地朝向全方位(360°)的方式被調(diào)整成放射狀而進行配置。由此，形成中空纖維膜束2的彎曲部2a。之后，將許多根中空纖維膜5從圓筒體拔去，形成為中空纖維膜束2。

另外，在如此將許多根中空纖維膜5從圓筒體拔去前，或者在拔去后，卸下芯棒，將中心管7貫穿到所形成的空隙部6。

此外，在本發(fā)明中，如隨后詳細論述那樣，也能夠使用中心管7作為芯棒來制作中空纖維膜束2。

接著，對中空纖維膜束2的與彎曲部2a相反的一側(cè)進行加熱切斷，形成底面部。具體而言，如圖3所示，將中空纖維膜束2收納于開口面形成為圓形的收納孔8a的模具8的所述收納孔8a內(nèi)，使與彎曲部2a相反的一側(cè)從收納孔8a突出適當(dāng)量，在該狀態(tài)下，利用熱刀9對中空纖維膜束2的突出來的部位進行加熱切斷。即，對中空纖維膜束2的突出部位進行加熱，在使其溶融了的狀態(tài)下將其切斷。如此一來，通過將中空纖維膜5(中空纖維膜束2)的端部切齊，能夠在中空纖維膜束2的與彎曲部2a相反的一側(cè)形成平面狀的底面部2b。此外，通過如此進行加熱切斷，許多根中空纖維膜5在作為加熱切斷部的底面部2b中形成彼此熱粘接而成的熱粘接面。

在此，在該中空纖維膜束2的加熱切斷時，預(yù)先使該中心管7向中空纖維膜束2的彎曲部2a側(cè)移動，并從該彎曲部2a側(cè)突出，以使得不會將中心管7切斷。

此外，在前述的順序中，從中空纖維膜束2拆卸芯棒、向空隙部6貫穿中心管7是在中空纖維膜束2的加熱切斷之前進行的，但也可以在中空纖維膜束2的加熱切斷后進行。在該情況下，也以芯棒不與中空纖維膜束2的加熱切斷產(chǎn)生干涉的方式在加熱切斷時預(yù)先使芯棒向所述彎曲部2a側(cè)移動。

接下來，如圖4所示，將所述的形成有底面部2b的中空纖維膜束2裝填于有底圓筒狀的殼體10內(nèi)。此時，使底面部2b朝向殼體10的底面?zhèn)榷b填到殼體10的里面(底)，使該底面部2b與殼體10的底面(內(nèi)表面)抵接。

另外，在將中空纖維膜束2向殼體10內(nèi)裝填前、或者裝填后，將向中空纖維膜束2的彎曲部2a側(cè)移動了的中心管7向底面部2b側(cè)推入(移動)。此時，如圖4所示，在使中心管7的另一端側(cè)的面形成為傾斜面的情況下，中心管7的頂端也可以與底部接觸。另外，也可以以位于比底面部2b的面靠彎曲部2a側(cè)例如2mm～10mm左右的位置的方式配置該中心管7。如此，通過使中心管7的頂端相對于底面部2b浮起地配置，如后所述，在注入固定用樹脂時，能夠向比成為熱粘接面的底面部2b稍靠上側(cè)的位置供給固定用樹脂，因此，能夠提高固定用樹脂的填充性。

接下來，如圖5所示，將樹脂罐11裝填于殼體10內(nèi)，將其排出管11a插入于中心管7的凸緣部7a內(nèi)。接下來，向樹脂罐11內(nèi)填充硬化前呈液狀的固定用樹脂4a。對于硬化前呈液狀的固定用樹脂4a的粘度雖然沒有特別限定，但優(yōu)選處于300Pa·s～5000mPa·s的范圍內(nèi)，更優(yōu)選處于500Pa·s～3000mPa·s的范圍內(nèi)。在液狀的固定用樹脂4a的粘度小于300mPa·s時，固定用樹脂4a有可能流動到中空纖維膜5的開口端部并使該開口端部內(nèi)封閉。另外，若固定用樹脂4a的粘度超過5000mPa·s，則存在難以向中空纖維膜5間良好地浸滲的傾向，并不優(yōu)選。

接下來，以殼體10的底面?zhèn)忍幱谕鈧?cè)、中空纖維膜束2的彎曲部2a側(cè)處于內(nèi)側(cè)那樣的配置，利用離心機使該殼體10旋轉(zhuǎn)，施加離心力。在該離心力的作用下，樹脂罐11內(nèi)的液狀的固定用樹脂4a經(jīng)由排出管11a、中心管7到達殼體10的底部側(cè)。即，固定用樹脂4a被中心管7引導(dǎo)而向殼體10的底部側(cè)注入。因而，所注入的固定用樹脂4a從殼體10的底部側(cè)逐漸向中空纖維膜束2的彎曲部2a側(cè)上升，從而可向殼體10與中空纖維膜束2之間、各中空纖維膜5之間均勻地填充。

接下來，去除樹脂罐11，通過使填充到殼體10內(nèi)的固定用樹脂4a硬化，將中空纖維膜束2的底面部2b側(cè)固定于殼體10的底部。

之后，將殼體10的底部側(cè)切斷并將中空纖維膜束2的底面部2b側(cè)切斷。由此，在中空纖維膜束2的所述的底面部2b側(cè)、即切斷部形成有各中空纖維膜5的切斷面，因而，各中空纖維膜5的開口端暴露。另外，如此，通過各中空纖維膜5的開口端暴露，中空纖維膜束2的開口端也向底部開口的殼體3(10)的底部側(cè)暴露。由此，可獲得圖1A和圖1B所示的中空纖維膜組件1。

在本實施方式的中空纖維膜組件1的制造方法中，為了將中空纖維膜束2以彎曲方向朝向不同方向而不集中于一定方向的方式形成，將許多根中空纖維膜束2以芯棒為中心從該中心側(cè)朝向外側(cè)彎曲成U字狀。與此同時將中空纖維膜束2以所述芯棒為中心呈放射狀配置而集束，能夠形成中空纖維膜束2。由此，能夠容易地使中空纖維膜束2的平面形狀與殼體3的平面形狀相匹配地形成。即，針對俯視圓形狀的殼體3，能夠?qū)⒅锌绽w維膜束2形成為俯視圓形的大致圓柱狀(大致圓筒狀)。因而，通過使中空纖維膜束2的直徑與殼體3的內(nèi)徑相匹配，能夠沒有間隙地向殼體3裝填中空纖維膜束2，由此，能夠提高中空纖維膜5向殼體3的填充效率。因而，能夠提升中空纖維膜組件1的過濾性能。

另外，在中空纖維膜束2的大致中心部形成空隙部6、并且在該空隙部6設(shè)置中心管7，經(jīng)由該中心管7向殼體10的底部側(cè)注入液狀的固定用樹脂4a，將中空纖維膜束2的底面部2b側(cè)固定于殼體10的底部，因此，能夠向殼體10的底部均勻地注入、填充固定用樹脂4a。因而，中空纖維膜束2相對于殼體10的底部的固定、中空纖維膜5間的密封等不會產(chǎn)生不均，因此，即使使固定用樹脂4(4a)的層高比較薄(低)，也能夠可靠地固定、密封中空纖維膜束2的底部。因而，能夠使所獲得的中空纖維膜組件1小型化。

另外，在將中心管7設(shè)置于空隙部6之際，通過設(shè)為在從中空纖維膜束2卸下芯棒后將中心管7貫穿到所形成的空隙部6的工序(步驟)，使用能夠形成所期望的空隙部的適當(dāng)?shù)臉?gòu)件作為芯棒，從而能夠使中空纖維膜束2的形成工序簡易化。

另外，在利用這樣的制造方法獲得的中空纖維膜組件1中，通過使中空纖維膜束2的平面形狀與殼體3的平面形狀相匹配地形成，中空纖維膜5相對于殼體3的填充效率得以提高，因而，過濾性能得以提升。

另外，通過經(jīng)由中心管7注入固定用樹脂4a，可向殼體10(3)的底部均勻地注入、填充固定用樹脂4a(4)，因而，能夠使固定用樹脂的層高比較薄(低)。因此，能夠使中空纖維膜組件1小型化。

此外，本發(fā)明的保護范圍并不限定于所述實施方式，在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)能夠施加各種的變更。

例如，在所述的實施方式中，對在形成中空纖維膜束2之際，為了形成該空隙部6而使用了芯棒的方法進行了說明，但作為這樣的芯棒，也可以直接使用中心管7。通過如此使用中心管7作為芯棒，能夠把形成中空纖維膜束2的工序(步驟)兼用作將中心管7設(shè)置在空隙部6的工序(步驟)，因而，能夠使工序簡化。

另外，在所述的實施方式中，將中空纖維膜束2形成為較大的一束，但并不限定于此，例如，如圖6的俯視圖所示，中空纖維膜束12也可以由在以中心管7為中心的周向上拆分成多個而得到的小束12a形成。作為這樣的小束12a，例如，如圖6所示的例子那樣，構(gòu)成該小束12a的中空纖維膜5在彎曲成U字狀的同時，既可以以朝向相同的方向的方式聚集，或者也可以與所述中空纖維膜束2同樣呈放射狀配置。

不過，即使小束12a的中空纖維膜5朝向相同的方向(恒定方向)聚集，圖6如所示，由這些小束12a構(gòu)成的中空纖維膜束12也以構(gòu)成該中空纖維膜束12的中空纖維膜5的彎曲方向朝向不同方向而不集中于一定方向的方式形成。即，中空纖維膜束12以各小束12a的朝向彼此不同的方式配置而裝填于殼體3內(nèi)。

如此，通過使中空纖維膜束12由多個小束12a構(gòu)成，能夠增加中空纖維膜束12的膜面積，因而，能夠提升過濾性能。另外，容易在中空纖維膜束12的大致中心部形成空隙部，而且，能夠使中空纖維膜束12的俯視形狀與殼體3的俯視形狀相匹配地適當(dāng)形成。因此，能夠向殼體3內(nèi)沒有間隙地裝填中空纖維膜束12，由此，能夠提高中空纖維膜5向殼體3的填充效率，因此，能夠進一步提升中空纖維膜組件1的過濾性能。

另外，作為裝填中空纖維膜束的殼體，并不限定于圖示例那樣的圓筒狀，能夠使用例如長圓筒狀、橢圓筒狀、四方筒狀等各種筒狀的殼體

另外，所述的中空纖維膜組件1能夠通過例如向殼體3內(nèi)填充活性碳而形成為凈水器用的濾筒。即，本發(fā)明的中空纖維膜組件1成為可在凈水器用濾筒的制造中恰當(dāng)?shù)厥褂玫臉?gòu)件(例如，參照圖7所示的罐型凈水器100)。

此外，能夠在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)將所述的實施方式中的構(gòu)成要素適當(dāng)?shù)刂脫Q成眾所周知的構(gòu)成要素，另外，也可以將所述的變形例適當(dāng)組合。

實施例

以下，對本發(fā)明的中空纖維膜組件及其制造方法的實施例進行說明，但本發(fā)明并不限制于以下的實施例。

(中空纖維膜組件的制作)

在本實施例中，首先，在形成了圖1A和圖1B中所示那樣的中空纖維膜束2后，通過將其插入到圖7中所示那樣的殼體30，制作了中空纖維膜組件1A。

即，本實施例中，首先，將纖維長度(膜幅)65mm(有效纖維長度：51mm；灌注長度：8mm、切割長度：6mm)的由聚砜形成的許多根中空纖維膜5的一端側(cè)與芯棒一起插入到圓筒體內(nèi)并保持固定。

接下來，將中空纖維膜5以在中心部形成有空隙部6的方式從所述的圓筒體的中央部朝向內(nèi)壁部彎曲成U字狀，并且以從中央部成為放射狀的方式形成為大致圓筒狀，從而形成了圖1A和圖1B中所示那樣的中空纖維膜束2。

接下來，在形成為圓筒狀的中空纖維膜束2的放射狀的中心部，將中心管7貫穿于通過拔去所述的芯棒而形成的空隙部6中。

接下來，在對中空纖維膜束2的與彎曲部2a相反的一側(cè)進行加熱切斷而形成了底面部后，將貫穿有中心管7的狀態(tài)的中空纖維膜束2插入到內(nèi)徑40mm的圓筒狀的殼體30。如圖7所示，該殼體30在主體部31的圓筒軸線方向上的上部側(cè)面安裝有用于固定于構(gòu)成后述的罐型凈水器的容器101的O形密封圈34。而且，殼體30在主體部31的底面部側(cè)設(shè)置有頂端為小徑的排出口32a的底蓋32，并且在主體部31的比O形密封圈34靠上的位置設(shè)置有上蓋33，在該上蓋33上形成有多個用于獲取作為處理對象的原水的孔部33a，在這點上與圖1A和圖1B等所示的殼體3不同。

并且，通過從中心管7的凸緣部7a注入液狀的固定用樹脂4a，利用固定用樹脂4a的硬化將中空纖維膜束2的底面部固定到殼體30的底面部。

利用這樣的工序(步驟)，制作了圖7(也參照圖1A和圖2B所示的中空纖維膜組件1)中所示那樣的中空纖維膜組件1A。

在此，中空纖維膜組件1A的規(guī)格如下：中空纖維膜5在殼體30內(nèi)的填充率設(shè)為49.1％，除了樹脂灌注部分之外的有效膜面積設(shè)為0.207m²。

(凈水器用濾筒的制作)

接著，向利用所述的工序(步驟)獲得的中空纖維膜組件1A填充25g的20目～40目的粒狀活性碳110，從而制作凈水器用濾筒A，將其作為實施例的樣品(參照圖7)。

與此相對，作為比較例的樣品，在中空纖維膜組件中除了沒有在中空纖維膜束2的空隙部6插入中心管(芯棒)這點之外，制作了與所述的實施例的凈水器用濾筒A同樣的規(guī)格的凈水器用濾筒B。在此，對于作為實施例的所述的凈水器用濾筒A，是以包括從中心管7注入液狀的固定用樹脂4a的工序的方法制作的，而在制作凈水器用濾筒B時，采用了在殼體3的底部附近的側(cè)面開設(shè)小孔、從該小孔向內(nèi)部注入固定用樹脂4a的方法。

(實施例與比較例之間的比較評價)

將利用所述的各工序(步驟)獲得的實施例的凈水器用濾筒A和比較例的凈水器用濾筒B分別安裝于圖7中所示那樣的容器101，制作了評價用的罐型凈水器100。如圖7所示，所述的容器101包括：用于儲存進行凈水處理前的原水(未圖示)的容量為1L的原水貯存部102；儲存進行凈水處理后的處理水的凈水貯存部103。并且，構(gòu)成為，使用被設(shè)于凈水器用濾筒A或凈水器用濾筒B的上部的O形密封圈34作為密封構(gòu)件，安裝于原水貯存部102的底部，從而儲存在原水貯存部102的原水向各凈水器用濾筒A、B流入，處理水流入凈水貯存部103。

以下，表示實施例的中空纖維膜組件A的詳細的規(guī)格。此外，如前所述那樣，比較例的凈水器用濾筒B除了不具有中心管這點之外，規(guī)格是與以下的中空纖維膜組件A的規(guī)格同等的。

(1)中空纖維膜長度(膜幅)：65mm

(2)切割長度(中空纖維膜)：6mm

(3)灌注長度(中空纖維膜)：8mm

(4)有效長度(中空纖維膜)：51mm

(5)濾筒內(nèi)徑(殼體內(nèi)徑)：40mm

(6)中心管(芯棒)外徑：5mm

(7)有效膜面積：0.207m²

(8)殼體內(nèi)的中空纖維膜束的填充率：49.1％

(9)親水纖維內(nèi)徑：400μm

(10)親水纖維膜厚：100μm

(11)親水纖維根數(shù)：2150根

在評價時，首先，向原水貯存部102放入1L的原水，在該原水由于自重流入到各凈水器用濾筒A、B后向凈水貯存部103流出，對原水貯存部102內(nèi)的原水全部流完為止的時間進行測定，從而測定了過濾速度(初始過濾流量)。此時，過濾速度的測定利用依據(jù)JIS S3201(日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：2010年版)的方法和條件來進行。

基于上述方法和條件的評價試驗的結(jié)果，實施例的凈水器用濾筒A的過濾速度是0.26L/min，而比較例的凈水器用濾筒B的過濾速度是0.18L/min。

即，實施例的凈水器用濾筒A對1L的原水進行過濾需要不足4分鐘左右的時間，而比較例的凈水器用濾筒B對1L的原水進行過濾需要5分30秒以上的時間。由此，通過具有本發(fā)明的結(jié)構(gòu)的中空纖維膜組件1A而能夠大幅度提升原水的過濾速度是顯而易見的。作為利用本發(fā)明的中空纖維膜組件可獲得前述的效果的理由，認為是如下理由：在原水由于其自重而從原水貯存部102流入到凈水器用濾筒A(中空纖維膜組件)時，中空纖維膜束2的空隙部6被貫穿于該空隙部6的芯棒(中心管7)擴張，可獲得原水易于流入的作用。

附圖標(biāo)記說明

1、1A…中空纖維膜組件；2…中空纖維膜束；2a…彎曲部；3…殼體；4…固定用樹脂；4a…液狀的固定用樹脂；5…中空纖維膜；6…空隙部；7…中心管(管)；10…殼體；12…中空纖維膜束；12a…小束；30…殼體。