維膜組 件200下側(cè)的粘接層的縱向剖視圖，圖9F是沿著圖9E的f-f線剖切的示意性剖視圖。需 要說明的是，在以下說明中，主要以下側(cè)的粘接固定層為例進(jìn)行說明，但有時(shí)也與下側(cè)的粘 接固定層的說明一起對(duì)有關(guān)上側(cè)的粘接固定層的情況進(jìn)行說明。
[0092] 本發(fā)明人等發(fā)現(xiàn)，在將比較例1的中空纖維膜組件200(以下稱為"比較例200"） 設(shè)置于超純水制造用的過濾裝置、并通過外壓過濾實(shí)施規(guī)定的水處理時(shí)，在較短的時(shí)間內(nèi) 即會(huì)發(fā)生中空纖維膜201的斷裂。為此，本發(fā)明人等對(duì)該斷裂部位B進(jìn)行了驗(yàn)證，結(jié)果發(fā)現(xiàn)， 在插入物202 (偏置限制構(gòu)件25A、25B)插入中空纖維膜束內(nèi)的實(shí)施方式中，中空纖維膜201 的斷裂部位B并非不規(guī)則地產(chǎn)生，而是在整流筒203內(nèi)從粘接固定層205突出的中空纖維 膜201的根部產(chǎn)生（參照?qǐng)D9E)。另外發(fā)現(xiàn)，斷裂部位B正好為配置板狀插入物202的部位 的正上方（或正下方）附近（參照?qǐng)D9F)。
[0093] 進(jìn)而，本發(fā)明人等對(duì)為了查明該原因而對(duì)比較例200進(jìn)行了驗(yàn)證，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在比 較例200中，插入物202的尺寸較長(zhǎng)，因而其上端到達(dá)粘接固定層205的上端面（內(nèi)端面） 附近，其結(jié)果，中空纖維膜201的根部與插入物202之間的距離變得極短。還發(fā)現(xiàn)，由于該 距離較短，因此在比較例200中，夾著插入物202而鄰接的中空纖維膜201彼此的間隙在粘 接固定層205內(nèi)未被吸收，且表現(xiàn)至直到中空纖維膜201的根部，產(chǎn)生了中空纖維膜201的 密度變得稀疏的間隙VL。進(jìn)而，本發(fā)明人等推測(cè)可能會(huì)出現(xiàn)下述情況：在外壓過濾時(shí)進(jìn)入 整流筒203內(nèi)而被過濾的被處理水中，流過該間隙VL的流量局部地增大，作為其結(jié)果，殼體 內(nèi)的流動(dòng)變得不均（偏流），間隙VL附近的中空纖維膜201的振動(dòng)變大，在施加超負(fù)荷、增 大過濾流量時(shí)，易產(chǎn)生破損。
[0094] 于是，本發(fā)明人等想到上述課題而顛倒想法，制成比較例2的中空纖維膜組件 300 (以下稱為"比較例300"），并如圖9C、圖9D所示那樣，縮短插入物302的尺寸，由此確 認(rèn)到，夾著插入物302而鄰接的中空纖維膜301彼此的間隙在粘接固定層305內(nèi)被吸收，在 配置有板狀的插入物302的正上方（或正下方），不會(huì)以一定以上的大小產(chǎn)生鄰接的中空 纖維膜301彼此的間隙。在將該比較例300設(shè)置于超純水制造用的過濾裝置中、并通過外 壓過濾實(shí)施給定的水處理時(shí)，與比較例200相比，中空纖維膜的壽命提高。但是，對(duì)于該比 較例300而言，雖然在插入物302的正上方（或正下方）未發(fā)生中空纖維膜301的斷裂，但 新產(chǎn)生了下述斷裂：在自粘接固定層305露出的中空纖維膜束310的外緣部的中空纖維膜 301的根部集中地產(chǎn)生了中空纖維膜301的斷裂。
[0095] 進(jìn)而，本發(fā)明人等推測(cè)：在縮短了插入物302的尺寸的比較例300中，在插入物 302的正上方（或正下方）不會(huì)以一定以上的大小產(chǎn)生鄰接的中空纖維膜301彼此的間隙， 而是取而代之地，中空纖維膜束310和整流筒303之間的間隙達(dá)到一定以上的大小，且該間 隙的大小不均，因此在間隙特別大的部分會(huì)產(chǎn)生偏流，其結(jié)果，因中空纖維膜301發(fā)生大幅 振動(dòng)，引起中空纖維膜301的斷裂。
[0096] 根據(jù)這兩件比較例1、2,本發(fā)明人等針對(duì)能夠同時(shí)克服下述問題的中空纖維膜組 件的構(gòu)造進(jìn)行了研宄，所述問題包括：插入物202正上方（或正下方）的夾著插入物202而 鄰接的中空纖維膜201彼此的間隙以一定以上的大小產(chǎn)生（比較例200中的課題）；在中 空纖維膜束310和整流筒303之間以一定以上不均一的大小產(chǎn)生間隙（比較例300中的課 題）。其結(jié)果，本發(fā)明人等想到了能夠進(jìn)一步提高中空纖維膜的壽命、可得到水質(zhì)長(zhǎng)期良好 的超純水的中空纖維膜組件。
[0097] 即，對(duì)于本實(shí)施方式的中空纖維膜組件1的情況，可以確認(rèn)：在粘接固定層7A、7B 的外端面73、71上，通過配置十字板25A、25B及插入棒26A、26B而形成的中空纖維膜2彼 此的間隔的至少一部分為中空纖維膜2的外徑的3倍以上，在粘接固定層7A、7B的內(nèi)端面 74、72上，中空纖維膜2彼此的間隔以及從中空纖維膜2到上部整流筒27的間隔均低于中 空纖維膜2的外徑的3倍。于是，作為其結(jié)果，發(fā)現(xiàn)可以克服上述兩個(gè)課題，能夠進(jìn)一步提 高中空纖維膜的壽命、可得到水質(zhì)長(zhǎng)期良好的超純水。
[0098] 以下，針對(duì)用以實(shí)現(xiàn)如上所述的中空纖維膜2彼此的間隔的粘接固定層的結(jié)構(gòu)的 一例及其效果進(jìn)行說明。具體而言，通過具有適當(dāng)?shù)卦O(shè)置于粘接固定層7A、7B內(nèi)的偏置限 制構(gòu)件（十字板25A、25B及插入棒26A、26B)，并使包封于粘接固定層7A、7B內(nèi)的偏置限制 構(gòu)件（十字板25A、25B及插入棒26A、26B)的高度除以粘接固定層7A、7B的厚度而得到的 值、即"偏置限制構(gòu)件高度/粘接固定層厚度"的值為0. 5以上且比0. 8小的范圍，作為結(jié) 果，可實(shí)現(xiàn)上述中空纖維膜2彼此的間隔，故優(yōu)選。
[0099] 例如，在"偏置限制構(gòu)件高度/粘接固定層厚度"的值為0. 8以上的情況下，如比 較例200中所示那樣，有時(shí)會(huì)在粘接固定層的內(nèi)端面上產(chǎn)生由偏置限制構(gòu)件202引起的間 隙，導(dǎo)致中空纖維膜201彼此的間隔達(dá)到中空纖維膜201的外徑的3倍以上（參照?qǐng)D9E、 圖9F)。即，在比較例200中，推測(cè)存在內(nèi)端面受到偏置限制構(gòu)件202的影響而產(chǎn)生其正上 方（或正下方）的間隙VL、進(jìn)而在該部分產(chǎn)生偏流的可能性，作為結(jié)果，會(huì)引發(fā)中空纖維膜 2的斷裂。另一方面，在"偏置限制構(gòu)件高度/粘接固定層厚度"的值小于0. 5的情況下， 在粘接固定層的內(nèi)端面上，不會(huì)產(chǎn)生由偏置限制構(gòu)件302引起的間隙，但有時(shí)會(huì)導(dǎo)致從中 空纖維膜301到整流筒303的間隔達(dá)到中空纖維膜301的外徑的3倍以上（參照?qǐng)D9C、圖 9D)。即，推測(cè)在比較例300中，存在在中空纖維膜301和整流筒303的間隙部分產(chǎn)生偏流 的可能性，會(huì)引起在中空纖維膜束外周部的根部的中空纖維膜301的斷裂。即，通過使"偏 置限制構(gòu)件高度/粘接固定層厚度"為〇. 5以上且低于0. 8,可以克服上述兩個(gè)課題，能夠 進(jìn)一步提高中空纖維膜的壽命、可得到水質(zhì)長(zhǎng)期良好的超純水。
[0100] 接下來，對(duì)構(gòu)成本實(shí)施方式的中空纖維膜組件1的各要素、及其變形例進(jìn)行更詳 細(xì)地說明。
[0101] (中空纖維膜）
[0102] 作為中空纖維膜，可使用例如反滲透膜、納米過濾膜、超濾膜及微濾膜，只要根據(jù) 作為除去對(duì)象的物質(zhì)大小區(qū)分使用即可。特別是在用作超純水的終濾器的情況下，數(shù)nm~ 數(shù)百nm的微粒成為除去對(duì)象，因此優(yōu)選使用超濾膜。
[0103] 中空纖維膜的材料沒有特別限定，可以舉出：聚砜、聚醚砜、聚苯砜樹脂、聚醚砜、 聚丙烯腈、聚酰亞胺、聚醚酰亞胺、聚酰胺、聚醚酮、聚醚醚酮、聚乙烯、聚丙烯、聚（4-甲基 戊烯）、乙烯-乙烯醇共聚物、纖維素、乙酸纖維素、聚偏氟乙烯、乙烯-四氟乙烯共聚物、聚 四氟乙烯等，另外，也可以使用它們的復(fù)合材料。特別是在離子成分、有機(jī)成分的水質(zhì)基準(zhǔn) 嚴(yán)格的超純水用途中，作為溶出少的中空纖維膜的材料，優(yōu)選使用聚砜、聚醚砜、聚苯砜等 聚砜類樹脂。
[0104] 另外，作為中空纖維膜的形狀，優(yōu)選內(nèi)徑為200 μηι~2000 μηι，更優(yōu)選為500~ 1500 μπι，優(yōu)選使用內(nèi)徑相對(duì)于外徑的比（內(nèi)/外徑比）為0. 3~0. 8的中空纖維膜。
[0105] 特別優(yōu)選過濾能力更高的膜，為了提高過濾速度，優(yōu)選使用具有0. 8mL/min/ cm2(在0. lMPa、25°C)以上的過濾能力的中空纖維膜。其中，優(yōu)選斷裂強(qiáng)度、壓縮強(qiáng)度高的 材質(zhì)、且具有0. 5MPa以上的耐壓性的材料。
[0106] 另外，相對(duì)于整流筒（上部整流筒27,下部整流筒28)內(nèi)的內(nèi)端面的面積，中空纖 維膜在內(nèi)端面上占有的面積、所謂的填充率為40%以上且低于85%的情況下，可更明顯地 顯示出作為中空纖維膜組件1的效果。在填充率比40%小的情況下，每一個(gè)組件的膜面積 變小，因此，過濾流量變小，不優(yōu)選。另外，若填充率達(dá)到85%以上，則由于中空纖維膜束的 直徑變大，會(huì)產(chǎn)生在將中空纖維膜束插入殼體時(shí)導(dǎo)致中空纖維膜損傷等問題。為了兼顧大 的過濾流量和持久性，更優(yōu)選填充率為50%以上且低于70%。
[0107] (偏置限制構(gòu)件）
[0108] 在上述實(shí)施方式中，例示了由十字板25A、25B及插入棒26A、26B構(gòu)成的偏置限制 構(gòu)件，但就最初的偏置限制構(gòu)件而言，例如可以采用剖面形狀為圓形、橢圓形、或四邊形、六 邊形等多邊形，或星形形狀、板狀或棒狀等形狀，沒有特別限定。另外，可以將這些構(gòu)件組合 使用。通過如上述實(shí)施方式那樣，組合使用平板狀的十字板25A、25B和棒狀的插入棒26A、 26B，可以容易且適宜地實(shí)現(xiàn)粘接固定層的內(nèi)端面上的中空纖維膜的密度分布的均一化。
[0109] 另外，從易于控制中空纖維膜的分布的觀點(diǎn)來看，優(yōu)選偏置限制構(gòu)件的粗度為中 空纖維膜的外徑的3倍以上且20倍以下。特別是，通過設(shè)為3倍以上，在粘接固定層的外 端面上，可以切實(shí)地使通過配置偏置限制構(gòu)件而形成的中空纖維膜彼此的間隔達(dá)到中空纖 維膜的外徑的3倍以上。需要說明的是，這里的所述"粗度"是指，在偏置限制構(gòu)件的長(zhǎng)度方 向上其截面積最大的部分的當(dāng)量圓直徑。另外，中空纖維膜的外徑通常為0. 6mm~2. 5mm， 因此，具體而言，特別優(yōu)選采用I. 8mm~50mm的范圍。需要說明的是，在配置于偏置限制構(gòu) 件的前端部分的情況下，具體而言，在配置于粘接固定層內(nèi)的情況下，優(yōu)選成為內(nèi)端面?zhèn)鹊?前端部分形成為錐子狀等錐狀。通過將偏置限制構(gòu)件的前端部分設(shè)為錐狀，易于插入中空 纖維膜束3內(nèi)。需要說明的是，在前端部分帶有錐形的情況下，作為其程度，可以將錐度比 設(shè)為1/70~1/1。另外，偏置限制構(gòu)件帶有錐形的情況下，可以僅前端部分具有，也可以貫 穿偏置限制構(gòu)件整體。需要說明的是，對(duì)于內(nèi)端面?zhèn)葹殄F狀的偏置限制構(gòu)件，不限于棒狀的 偏置限制構(gòu)件，也包括板狀的偏置限制構(gòu)件。
[0110] 作為偏置限制構(gòu)件的材質(zhì)，可以廣泛使用高分子材料、無機(jī)材料等，沒有特別限 定，可使用與構(gòu)成粘接固定層的粘接劑的相容性良好、可期待充分的粘接效果，且具有與粘 接劑同等或其以上的拉伸彈性模量的材料。特別是，在超純水用途中使用中空纖維膜組件 的情況下，優(yōu)選使用離子成分的溶出少的有機(jī)高分子材料。
[0111] 作為插入偏置限制構(gòu)件的量，從防止中空纖維膜的偏置的觀點(diǎn)來看，優(yōu)選粘接固 定層內(nèi)的偏置限制構(gòu)件相對(duì)于粘接固定層內(nèi)的中空纖維膜的占有體積為5 %以上且20 % 以下，為了兼得較大的過濾量和持久性，更優(yōu)選為10%以上且18%以下。其中，優(yōu)選以使偏 置限制構(gòu)件的高度除以粘接固定層的厚度而得到的值以〇. 5以上且低于0. 8的方式進(jìn)行調(diào) 整。
[0112] (整流筒）
[0113] 關(guān)于整流筒（整流板），只要能夠?qū)χ锌绽w維膜束端部由流入的被處理水而引發(fā) 的中空纖維膜束的振動(dòng)加以抑制即可，對(duì)于形狀沒有特別限制，但在具有圓筒形殼體的膜 組件中，通常使用圓筒形的形狀。
[0114] 另外，整流筒距粘接固定層的內(nèi)端面的高度h與整流筒的內(nèi)徑d的比率h/d的值 優(yōu)選為0. 7以上且低于1. 1。在該值低于0. 7的情況下，在從下部噴嘴供給被處理水的外壓 過濾方式中使用中空纖維膜組件的情況下，整流筒的高度不足，不能充分保護(hù)中空纖維膜 束免于受到被處理水流入時(shí)的沖擊的影響。另一方面，在該值為1. 1以上的情況下，雖可以 充分保護(hù)使其免于受到被處理水從下部噴嘴流入時(shí)的沖擊的影響，但超過整流筒而流入中 空纖維膜束側(cè)的水流極大，作為其結(jié)果，因中空纖維膜大幅振動(dòng)而導(dǎo)致中空纖維膜容易發(fā) 生斷裂。
[0115] (防接觸構(gòu)件）
[0116] 關(guān)于包覆中空纖維膜束的網(wǎng)狀的防接觸構(gòu)件，對(duì)于材料沒有特別限定，可以舉出： 聚砜、聚醚砜、聚丙烯腈、聚酰亞胺、聚醚酰亞胺、聚酰胺、聚醚酮、聚醚醚酮、聚乙烯、聚丙 烯、聚（4-甲基戊烯）、乙烯-乙烯醇共聚物、纖維素、乙酸纖維素、聚偏氟乙烯、乙烯-四氟 乙烯共聚物、聚四氟乙烯、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物等，另外，也可以使用它們 的復(fù)合材料。
[0117]