中空纤维膜组件及其制造方法

技术领域

本发明涉及中空纤维膜组件及其制造方法。

本申请基于2018年11月28日在日本申请的日本特愿2018-222747号而主张优先权，在此引用其内容。

背景技术

中空纤维膜组件正在广泛地用于无菌水、饮料水、高度纯水的制造等。作为中空纤维膜组件，已知有如下的组件：例如，在中空纤维膜的长度方向的两端部设置有集水管，并设有以与集水管连通的状态连接的管状支柱(专利文献1)。

在专利文献1那样的中空纤维膜组件中，在集水管的两端部设置有用于嵌入并连接于管状支柱的端部的、与集水部连通的管状的突起。在上述中空纤维膜组件的制造中，例如，向突起的周围注入树脂，将管状支柱的端部插入集水管的端部，然后使树脂硬化。由于突起与管状支柱之间的间隙被树脂填埋，因此能够得到集水管与管状支柱的端部彼此的连接部分的水密性优异的中空纤维膜组件。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：中国实用新案第202006088号说明书

在专利文献1所记载的中空纤维膜组件中，为了在制造时抑制树脂侵入集水部内，并且充分地利用树脂将突起与管状支柱的端部彼此的连接部分水密地密封，需要将树脂的注入及硬化分为多次。具体而言，将树脂量调整为注入到集水管的树脂面不超过突起的高度并注入后，插入管状支柱，使该树脂暂时硬化，然后进一步注入树脂以达到充分的树脂量并使其硬化。

这样，以往的中空纤维膜组件需要分多次进行树脂的注入和硬化，因此作业烦杂且制造效率低，硬化时间也增加，因此，制造需要长时间，生产性低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种中空纤维膜组件及其制造方法，该中空纤维膜组件在中空纤维膜片状物的宽度方向的两侧具备管状支柱，且制造效率高，生产性优异。

在以往的中空纤维膜组件中，突起是在将管状支柱固定于集水管时作为固定位置的基准而设置的。因此认为，为了容易将管状支柱设置于集水管，突起优选较低。但是，本发明人等发现，不拘泥于突起的以往的目的，通过提高突起而制造效率提高，从而完成了本发明。

具体而言，本发明将配设于集水管的管状的突起的高度设为围绕所述突起的周壁部的最低部分的高度的40％以上。由此，能够减少将集水管和管状支柱固定的灌封材料的注入以及硬化的次数，能够提高制造效率而提高生产性。即，本发明具有以下的结构。

[1]一种中空纤维膜组件，具备：

多个中空纤维膜；

第一集水管和第二集水管，该第一集水管和第二集水管分别设置在所述中空纤维膜的长度方向的第一开口端部侧和第二开口端部侧；以及

管状支柱，该管状支柱的两端部与所述第一集水管及所述第二集水管连接，

在各个中空纤维膜的端面开口的状态下，所述中空纤维膜的所述第一开口端部及所述第二开口端部分别插入所述第一集水管和所述第二集水管，

在所述第一集水管、所述第二集水管以及所述管状支柱中的至少一个形成有至少一处取出处理水的取出口，

在所述第一集水管及所述第二集水管设置有管状的突起，该突起与所述第一集水管及所述第二集水管的内部的集水部连通，且用于与所述管状支柱连接，

所述中空纤维膜组件设有围绕所述突起的周壁部，

所述突起位于所述管状支柱的端部内，

所述突起的高度为所述周壁部的最低部分的高度的40％以上，

所述管状支柱的内部与所述第一集水管及所述第二集水管的内部的集水部经由所述突起的内部连通。

[2]如[1]记载的中空纤维膜组件，其中，所述管状支柱与所述第一集水管及第二集水管在水密地密封的状态下被固定。

[3]如[1]或[2]记载的中空纤维膜组件，其中，在所述管状支柱的端部内插入有所述突起的插入部分中的所述管状支柱与所述突起之间的间隙在被灌封材料水密地密封的状态下被固定。

[4]如[1]～[3]中任一项记载的中空纤维膜组件，其中，所述突起由管状的突起部和管状套筒构成，该突起部与所述第一集水管和所述第二集水管的内部的集水部连通，该管状套筒与所述突起部连接。

[5]如[4]记载的中空纤维膜组件，其中，所述管状套筒的所述突起部侧的一部分插入所述突起部的内侧。

[6]根据[5]记载的中空纤维膜组件，其中，在所述管状套筒的外表面形成有台阶，该台阶是所述管状套筒的未插入所述突起部的部分与插入所述突起部的部分相比突出而成的。

[7]如[5]或[6]记载的中空纤维膜组件，其中，所述突起部与所述管状套筒形成嵌合构造。

[8]如[1]～[7]中任一项记载的中空纤维膜组件，其中，所述突起随着朝向顶端而变细。

[9]如[1]～[3]中任一项记载的中空纤维膜组件，其中，所述突起与所述第一集水管及所述第二集水管一体成形。

[10]如[1]～[3]中任一项记载的中空纤维膜组件，其中，所述突起由管状套筒构成，该管状套筒与设置于所述第一集水管及所述第二集水管的开孔部连接。

[11]如[1]～[10]中任一项记载的中空纤维膜组件，其中，所述管状支柱的端部的外表面进行了喷砂处理。

[12]如[1]～[11]中任一项记载的中空纤维膜组件，其中，在所述第一集水管设置有第一封闭部，和/或在所述第二集水管设置有第二封闭部，该第一封闭部对通过所述中空纤维膜的第一开口端部流入所述第一集水管的所述集水部的处理水向所述管状支柱的流动进行阻断，该第二封闭部对通过所述中空纤维膜的第二开口端部流入所述第二集水管的所述集水部的处理水向所述管状支柱的流动进行阻断。

[13]一种中空纤维膜组件，具备：

多个中空纤维膜；

第一集水管和第二集水管，该第一集水管和第二集水管分别设置在所述中空纤维膜的长度方向的第一开口端部侧和第二开口端部侧；以及

管状支柱，该管状支柱的两端部与所述第一集水管及所述第二集水管连接，

在各个中空纤维膜的端面开口的状态下，所述中空纤维膜的所述第一开口端部及所述第二开口端部分别插入所述第一集水管和所述第二集水管，

所述管状支柱的内部与所述第一集水管及第二集水管的内部的集水部连通，

所述管状支柱与所述第一集水管及第二集水管在水密地密封的状态下被固定，

所述管状支柱的端部的外表面进行了喷砂处理。

[14]一种中空纤维膜组件的制造方法，制造[1]记载的中空纤维膜组件，其中，将所述突起插入所述管状支柱的端部内。

[15]如[14]记载的中空纤维膜组件的制造方法，其中，将所述管状支柱与所述第一集水管及第二集水管在水密地密封的状态下固定。

发明的效果

根据本发明，能够提供一种中空纤维膜组件及其制造方法，该中空纤维膜组件在中空纤维膜片状物的宽度方向的两侧具备管状支柱，且制造效率高，生产性优异。

附图说明

图1是表示本发明的中空纤维膜组件的一例的立体图。

图2是图1的中空纤维膜组件的主视图。

图3是图2的中空纤维膜组件的A-A剖视图。

图4是图1的中空纤维膜组件的B-B剖视图。

图5是图4的中空纤维膜组件的另外的方式。

图6是图4的中空纤维膜组件的又一另外的方式。

图7是图4的中空纤维膜组件的变形例。

图8是图4的中空纤维膜组件的C-C剖视图。

具体实施方式

[中空纤维膜组件]

以下，参照附图对本发明的中空纤维膜组件的一例进行说明。此外，在以下的说明中例示的图的尺寸等是一个例子。本发明并不限定于以下的说明。本发明能够在不变更其主旨的范围内适当变更来实施。

如图1及图2所示，本实施方式的中空纤维膜组件1具备：中空纤维膜片状物10、第一集水管12、第二集水管14以及管状支柱16(18)。

中空纤维膜片状物10是将多个中空纤维膜11捆束成片状而成的。第一集水管12设置于中空纤维膜片状物10的中空纤维膜11的长度方向的第一开口端部10a侧。第二集水管14设置于中空纤维膜片状物10的长度方向上的与第一开口端部10a相反侧的第二开口端部10b侧。

管状支柱16设置在中空纤维膜片状物10的宽度方向的一侧。管状支柱16的第一端部17a与第一集水管12的第一端部13a连接。管状支柱16的第二端部17b与第二集水管14的第一端部15a连接。

管状支柱18设置在中空纤维膜片状物10的宽度方向的另一侧。管状支柱18的第一端部19a与第一集水管12的第二端部13b连接。管状支柱18的第二端部19b与第二集水管14的第二端部15b连接。

中空纤维膜组件1以使第一集水管12处于下侧、使第二集水管14处于上侧、中空纤维膜片状物10的各中空纤维膜11的长度方向为铅垂方向的方式配置。

中空纤维膜片状物10是将多个中空纤维膜11相互平行地捆束成片状而形成的。中空纤维膜片状物10中的中空纤维膜11的根数没有特别限定，可以设为例如1000～2000根。

该例的中空纤维膜片状物10是将多个中空纤维膜11拉齐后的片材多张层叠而成的层叠体。在本发明中，中空纤维膜片状物可以是这样的多张片材的层叠体，也可以由一张片材构成。

作为中空纤维膜的材质，可列举出例如聚砜系树脂、聚丙烯腈、纤维素衍生物、聚乙烯或聚丙烯等聚烯烃、聚偏氟乙烯(PVDF)或聚四氟乙烯等氟系树脂、聚酰胺、聚酯、聚甲基丙烯酸酯、聚丙烯酸酯等。另外，也可以使用在这些树脂的一部分导入了取代基的树脂。中空纤维膜的材质可以是一种，也可以是两种以上。

例如，使用多个中空纤维膜11，通过日本专利第5919672号公报中记载的中空纤维膜片状物的制造方法形成中空纤维膜片状物并使用即可。

第一集水管12在第一端部13a与第二端部13b之间形成有沿长度方向延伸的开口部20d，中空纤维膜片状物10的第一开口端部10a插入该开口部20d。

具体而言，该例的第一集水管12中的第一端部13a与第二端部13b之间的部分如图3所示具备相互的面彼此相对的长条的一对侧壁部20a、20b。该例的第一集水管12中的第一端部13a与第二端部13b之间的部分具备将侧壁部20a、20b的一方的端部彼此连接的截面半圆状的底部20c。在第一集水管12的与底部20c相反的一侧形成有沿长度方向延伸的狭缝状的开口部20d。第一集水管12的与长度方向正交的截面的形状为U字状。

中空纤维膜片状物10的第一开口端部10a以各个中空纤维膜11的端面开口的状态插入第一集水管12的开口部20d。在第一集水管12内，在各个中空纤维膜11的端面开口的状态下，中空纤维膜片状物10的第一开口端部10a通过由灌封材料的硬化物构成的灌封部22a固定。而且，第一集水管12内的与灌封部22a相比靠底部20c的一侧成为集水部20e。

如图4及图8所示，第一集水管12的第一端部13a具备与集水部20e连通的筒状部24a。第一集水管12的第一端部13a具备以向第一集水管12的开口部20d侧突出的方式配置的管状的突起29。第一集水管12的第一端部13a具备以包围突起29的四周的方式配置的周壁部24c。

周壁部24c用于在固定管状支柱16时阻止灌封材料30从第一集水管12的开口部20d漏出。灌封材料30被供给至将管状支柱16插入突起29而在管状支柱16的第一端部17a内插入有突起29的插入部分的周围。

包围突起29的四周的四个周壁部24c中的两个在筒状部24a上的突起29的集水管的长度方向的两侧与突起29分离而彼此相对地设置。四个周壁部24c中的剩余的两个在筒状部24a上的突起29的集水管的短边方向的两侧与突起29分离而彼此相对地设置，分别成为与侧壁部20a、20b一体的连续的壁。在包围突起部24b的四个周壁部24c中，第一集水管12的长度方向的中央侧的上端比侧壁部20a、20b的上端稍低。第一集水管12的长边方向的中央侧的上端是中空纤维膜片状物10的靠近第一开口端部10a的一侧的周壁部24c。另外，剩余的三个周壁部24c、即第一集水管12的端面侧的周壁部24c以及短边方向的相对的一对周壁部24c的上端成为与侧壁部20a、20b的上端相同的高度。

周壁部24c的变形例例如是如图7所示的、没有中空纤维膜片状物10的靠近第一开口端部10a的一侧的周壁部24c。第一集水管12的第一端部13a及第二端部13b的端面侧的周壁部24c与侧壁部20a、20b是一体的连续的壁。通过该一体的连续的壁，在固定管状支柱16时，能够阻止灌封材料30从第一集水管12的开口部20d漏出。灌封材料30被供给至将管状支柱16插入突起29而在管状支柱16的第一端部17a内插入有突起29的插入部分的周围。

位于第一集水管12的第一端部13a的管状的突起29是用于与管状支柱16连接的部分。突起29的内部与筒状部24a的内部连通。突起29的形状没有特别限定，例如可以举出四方筒状、圆筒状等。

突起29的高度D为周壁部24c的最低部分的高度E的40％以上，优选为55％以上，更优选为70％以上，进一步优选为90％以上。突起29的高度D的上限没有特别限定，但是，突起29的高度D优选为周壁部24c的最低部分的高度的150％以下，更优选为130％以下，进一步优选为110％以下。在此，突起29的高度D是将管状支柱16插入突起29时的从管状支柱16的下端到突起29的上端为止的高度。

周壁部24c的最低部分的高度E是从突起29的高度D的下端到最低部分的上表面为止的垂直方向的距离。在本发明中，周壁部24c的最低部分是如下的部位：以在集水管的由周壁部包围的部分的内部能够保有的液体的容量为最大的方式放置集水管，在注入了液体时液体最先溢出的部位。

若突起29的高度D为上述范围的下限以上，则将突起与管状支柱粘接，容易通过灌封一次制作在完成时刚性高的组件构造。

若突起29的高度D为上述范围的上限以下，则集水管及管状套筒容易成形，且不与管状支柱粘接的部分减少，因此能够无浪费地有效地使用零件。

通过具有突起，从而管状支柱与突起的粘接面积变大，粘接强度上升。

突起优选与集水管一体形成。由此，能够缩短工艺，具有削减工夫或制作时间、投资、消耗品这样的效果。

第一集水管12的第二端部13b的形态是与第一端部13a同样的形态，具备用于与管状支柱18连接的管状的突起29，优选的形态也相同。

第二集水管14的形态可举出与第一集水管12相同的形态，优选的形态也相同。中空纤维膜片状物10的第二开口端部10b插入第二集水管14的狭缝状的开口部，在各个中空纤维膜11的端面开口的状态下由灌封部固定。另外，在第二集水管14的第一端部15a以及第二端部15b分别具备用于与管状支柱16以及管状支柱18连接的管状的突起29。

如图4及图8所示，在第一集水管12的第一端部13a配设有管状的突起部24b。突起部24b是用于与管状支柱16连接的部分。突起部24b的内部与筒状部24a的内部连通。突起部24b的形状没有特别限定，例如可以举出四方筒状、圆筒状等。

突起部24b的高度优选为5～30mm，更优选为10～20mm。若突起部24b的高度为上述范围的下限值以上，则容易提高突起部24b与管状支柱16的连接强度。若突起部24b的高度为上述范围的上限值以下，则成形加工性更优异。

另外，突起部24b的高度优选为周壁部24c的高度的50％以下。若突起部24b的高度为周壁部24c的高度的50％以下，则集水管及突起部的成形性优异。

在第一集水管12的第二端部13b也与第一端部13a同样地配设有用于与管状支柱18连接的管状的突起部。

在第二集水管14的第一端部15a以及第二端部15b也与第一集水管12的第一端部13a以及第二端部13b同样地配设有用于与管状支柱16(18)连接的管状的突起。

通过具有突起部，从而管状支柱与突起的粘接面积变大，粘接强度提高，在这一点上优选。

第一集水管12的第一端部13a的突起29由突起部24b和管状套筒26构成。在管状套筒26安装于突起部24b的状态下，突起29插入管状支柱16的第一端部17a内。由此，管状支柱16的第一端部17a与第一集水管12的第一端部13a连接。管状支柱16的内部与第一集水管12的内部的集水部20e经由突起29的内部连通。

同样地，在将管状套筒安装于突起部的状态下，第一集水管12的第二端部13b的突起插入管状支柱18的第一端部19a内。管状支柱18的内部与第一集水管12的内部的集水部20e经由突起的内部连通。管状支柱18的第一端部19a与第一集水管12的第二端部13b连接。

在将管状套筒安装于突起部的状态下，第二集水管14的第一端部15a的突起插入管状支柱16的第二端部17b内。管状支柱16的内部与第二集水管14的内部的集水部20f经由突起的内部连通。管状支柱16的第二端部17b与第二集水管14的第一端部15a连接。

在将管状套筒安装于突起部的状态下，第二集水管14的第一端部15b的突起插入管状支柱18的第二端部19b内。管状支柱18的内部与第二集水管14的内部的集水部20f经由突起的内部连通。管状支柱18的第二端部19b与第二集水管14的第二端部15b连接。

突起也可以由与设置于第一集水管、第二集水管的开孔部连接的管状套筒构成。

在突起由管状套筒构成的情况下，在涂布将管状套筒粘接于集水管的粘接剂时，能够在集水管的水平面涂布粘接剂，因此作业性良好，在这一点上优选。

另外，在突起由管状套筒构成的情况下，优选管状套筒的长度比突起的高度长10％以上。这是为了将管状套筒固定在集水管上的粘接余量。通过具有粘接余量，从而粘接面积增加，中空纤维膜组件的强度上升，管状套筒的定位变得容易。

在第一集水管12、第二集水管14及管状支柱16(18)的至少一个形成有用于取出处理水的取出口。取出口优选形成于第一集水管12及第二集水管14至少一方的端面。在该例的第一集水管12的第一端部13a侧的端面，筒状部24a的开口24d通过盖部件25封闭。集水管的端面的开口也能够不用盖部件封闭而作为取出处理水的取出口。

作为集水管的材质，优选具有优异的机械强度及耐久性的材质。例如可列举出聚碳酸酯、聚砜、聚烯烃、PVC(聚氯乙烯)、丙烯酸树脂、ABS树脂、改性PPE(聚苯醚)等。集水管的材质可以是一种，也可以是两种以上。

作为管状支柱的形态，没有特别限定，例如可列举出四方筒状、圆筒状等。

作为管状支柱的材质，没有特别限定，例如可举出不锈钢(SUS)等。

作为用于形成所述灌封部的灌封材料，例如可列举出环氧树脂、不饱和聚酯树脂、聚氨酯树脂、硅酮类填充材料和各种热熔树脂等树脂、以及硅酸盐水泥和混合水泥等水硬性水泥。灌封材料可以是一种，也可以是两种以上。

以下，如图4及图8所示，配设于第一集水管12的第一端部13a的突起29是在突起部24b安装有管状套筒26的状态，对突起29插入管状支柱16的第一端部17a内的插入部分28更详细地进行说明。

此外，配设于第一集水管12的第二端部13b的突起是在突起部安装有管状套筒的状态。配设于第二集水管14的第一端部15a的突起是在突起部安装有管状套筒的状态。配设于第二集水管14的第二端部15b的突起是在突起部安装有管状套筒的状态。突起插入管状支柱18的第一端部19a内的插入部分、突起插入管状支柱18的第二端部19b的插入部分、以及突起插入管状支柱18的第二端部19b的插入部分是与以下说明的插入部分28相同的方式，优选的方式也相同。

管状套筒26的形状没有特别限定，例如可列举出四方筒状、圆筒状等。在该例中，管状套筒26的突起部24b侧的一部分插入突起部24b的内侧，从而安装于突起部24b。

管状套筒26的长度优选为10mm以上。如果管状套筒26的长度为10mm以上，则在制作中空纤维膜组件时，容易把持管状套筒26，容易操作管状套筒26。

构成突起29的管状套筒26与突起部24b的长度的比率通常为1:0.1～1:10，优选为1:0.2～1:5，更优选为1:0.5～1:2。通过使突起部24b相对于管状套筒26的长度在上述范围内，容易得到由管状套筒26的设置带来的效果，另外，容易确保突起29相对于横向的力的强度。

管状套筒26中的插入突起部24b的部分的与轴向垂直的截面形状只要是可插入突起部24b内的范围就没有特别限定。例如，可以是四方筒状，也可以是圆筒状。也可以是圆筒状的管状套筒26的突起部24b侧的一部分插入四方筒状的突起部24b内的方式。另外，也可以是四方筒状的管状套筒26的突起部24b侧的一部分插入圆筒状的突起部24b内的方式。

在本发明中，从能够准确地决定突起部高度的位置这点和在涂布粘接材料后能够不支承地进行静置这点出发，优选如该例子那样将管状套筒26的突起部24b侧的一部分插入突起部24b来进行安装。

插入突起部24b的内侧的管状套筒的长度优选为0～20mm。另外，插入突起部24b的内侧的管状套筒26的长度优选为相对于管状套筒26的全长10～50％。

当插入突起部24b的内侧的管状套筒26的长度在该范围内时，作业性提高。另外，突起部24b与管状套筒26的粘接面积变大，能够提高强度。

在管状套筒26的外表面形成有未插入管状套筒26的突起部24b的部分与插入突起部24b的部分相比突出的台阶27。与插入部分相比，朝向管状套筒的外侧突出的台阶的高度优选高于管状套筒的插入部分的外壁0.5mm以上，更优选为1mm以上。另一方面，通常为5mm以下，更优选为3mm以下。由此能够决定管状套筒的插入长度。通过形成这样的台阶27，能够在将管状套筒26安装于突起部24b的状态下调节管状套筒26的插入突起部24b的部分的长度。

管状套筒26中的插入突起部24b的部分的长度L优选为5～30mm，更优选为10～20mm。若长度L为上述范围的下限值以上，则容易提高突起部24b与管状套筒26的连接强度。若长度L为上述范围的上限值以下，则管状套筒的成形容易。

突起部24b和管状套筒26也可以形成嵌合构造。通过它们形成嵌合构造，从而突起部24b与管状套筒26的连接强度进一步变高。

在本实施方式中，与突起部24b连接的管状套筒26的与集水部20e相反侧的顶端与突起部24b的顶端相比向与集水部20e相反的一侧突出。这样，能够在突起部24b安装管状套筒26而进一步提高该部分的高度。由此，在向突起部24b及管状套筒26的周围注入灌封材料30时，与不安装管状套筒26的情况相比，能够增多灌封材料30的注入量。在连接管状支柱16之前，灌封材料30不会进入第一集水管12的集水部。因此，能够减少用于水密地密封插入部分28的灌封材料30的注入及硬化的次数。

在将管状支柱16插入在突起部24b安装有管状套筒26的突起29的状态下，突起29的高度D是从管状支柱16的下端到管状套筒26的顶端为止的高度D。突起29的高度D为周壁部24c的最低部分的高度E的40％以上。

突起29的高度D例如优选为20～60mm，更优选为30～50mm。若突起29的高度D为周壁部24c的最低部分的高度E的40％以上，则能够减少灌封材料30的注入以及硬化的次数，另外，容易提高突起部24b与管状支柱16的连接强度。从作为成形品的集水管、管状套筒的成形的容易性的观点出发，优选高度D不过于高。

作为管状套筒的材质，优选具有优异的机械强度及耐久性的材质。例如可列举出SUS304、SUS316L等金属、聚碳酸酯、聚砜、聚烯烃、PVC(聚氯乙烯)、丙烯酸类树脂、ABS树脂、改性PPE(聚苯醚)等。管状套筒的材质可以是一种，也可以是两种以上。

在第一集水管12的第一端部13a的周壁部24c的内侧的管状支柱16的第一端部17a的周围填充有灌封材料30。由此，优选第一集水管12与管状支柱16在水密地密封的状态下被固定。优选的是，在管状支柱16的第一端部17a内插入有突起部24b及管状套筒26的插入部分28以将其内部与外部隔离的方式在利用灌封材料30水密地密封的状态下被固定。

若集水管12与管状支柱16在水密地密封的状态下被固定，则集水管与管状支柱的粘接强度提高，中空纤维膜组件的构造强度提高。另外，反洗时的中空纤维膜组件的寿命提高。

作为水密地密封的方法，优选灌封、配置O型圈等密封材料。

在插入部分28中，优选管状支柱16与管状套筒26的间隙被灌封材料30水密地密封。即，优选的是，不仅插入部分28的外侧被灌封材料30密封，而且插入部分28中的管状支柱16与管状套筒26的间隙也被灌封材料30填埋。由此，插入部分28中的管状支柱16与灌封材料30的紧贴性提高，中空纤维膜组件1的机械强度提高。

同样地，优选的是，插入部分28中的管状支柱16与突起部24b的间隙也被灌封材料30水密地密封。

管状支柱与突起的间隙的灌封剂的长度优选为突起的高度的60％以上，更优选为80％以上。灌封材料的长度表示管状支柱与突起粘接的部分的长度。通过灌封材料的长度在该范围内，从而，集水管与管状支柱的粘接构造强度提高，中空纤维膜组件的构造强度提高。另外，反洗时的中空纤维膜组件的寿命提高。

作为用于固定第一集水管12以及第二集水管14与管状支柱16(18)的灌封材料30，例如能够使用硬质树脂或者软质树脂等树脂、或者硅酸盐水泥或混合水泥等水硬性水泥。作为灌封材料30，从与管状支柱的粘接力更高、水密性优异的观点出发，优选依据JISC2105:2006测定的肖氏A硬度为80以上的硬质树脂。在将灌封材料30设为硬质树脂的情况下，从灌封材料30的部分不易破损的观点出发，肖氏A硬度优选为99以下。此外，作为灌封材料30，也可以使用肖氏A硬度不足80的软质树脂。

作为上述硬质树脂，例如可列举出环氧树脂、不饱和聚酯树脂、聚氨酯树脂、硅酮系填充材料、各种热熔树脂。

作为上述软质树脂，例如可列举出聚氨酯树脂、硅酮系填充材料、各种热熔树脂。

突起29优选随着朝向顶端而变细。由此，容易插入管状支柱16。另外，容易抑制注入到突起29的周围的灌封材料30在插入管状支柱16时被剥离的情况。

另外，突起部24b优选随着朝向顶端而变细。由此，容易插入管状支柱16。另外，容易抑制注入到突起部24b的周围的灌封材料30在插入管状支柱16时被剥离的情况。另外，通过注塑成形制造第一集水管12时的脱模变得容易。管状套筒26的未插入突起部24b的部分也基于同样的理由优选随着朝向顶端而变细。

突起、突起部、管状套筒朝向顶端变细的角度分别优选为1°以上，更优选为2°以上。通过处于该角度的范围内，容易插入管状支柱，并且在完全插入时，通过将一部分设为嵌合构造而能够决定管状支柱的固定位置。

突起、突起部、管状套筒朝向顶端变细的角度分别优选为60°以下，更优选为45°以下。若角度在该范围内，则能够确保管状套筒的高度。另外，相比于管状支柱与管状套筒间的摩擦，管状支柱要从与管状套筒接触的部分移动的力较大。由此，能够将管状支柱顺畅地插入管状套筒。另外，若角度为上限值以下，则能够充分确保集水管的出口的宽度，能够降低水通过时的压力损失，水容易通过。另外，管状套筒朝向顶端变细的角度也可以不是恒定的。在角度不是恒定的情况下，角度是指平均的角度。

在此，突起、突起部、管状套筒朝向顶端变细的角度表示：在将突起、突起部、管状套筒的、与孔的长度方向的中心轴平行的方向设为0°时，突起、突起部、管状套筒的外周的、以与孔的长度方向的中心轴平行的方向为基准的角度。

若突起的集水管侧的根部的粗细比管状支柱的内径粗或相同，则突起与管状支柱的内侧紧贴。由此，中空纤维膜组件强度提高，在这点上优选。

若突起的集水管侧的根部的粗细比管状支柱的内径细，则容易将突起插入管状支柱，从作业性的观点出发是优选的。另外，管状支柱的端面与集水管抵接，从管状支柱的根部到相反侧的集水管为止的高度恒定。因此，在容易确保中空纤维膜组件的组装精度这点是优选的。

管状支柱16的第一端部17a的外表面优选进行了喷砂处理。在本发明中，管状支柱16及管状支柱18的端部的外表面优选进行了喷砂处理。管状支柱16及管状支柱18的端部的外表面与将在它们的端部内插入有突起部及管状套筒的插入部分水密地密封并固定的灌封材料接触。通过对管状支柱16(18)的端部的外表面进行喷砂处理，管状支柱与灌封材料的紧贴性提高，中空纤维膜组件的强度提高。

进行喷砂处理的管状支柱的面积优选为由灌封材料固定的管状支柱的面积中的70％以上，更优选为90％以上。进行喷砂处理的管状支柱的面积通常为120％以下，更优选为100％以下。由此，能够充分地表现出粘接强度提有效果。

喷砂处理的方法没有特别限定。

另外，在该例子中，在第一集水管12的周壁部24c的内侧的、插入有突起部24b及管状套筒26的管状支柱16的第一端部17a的长度方向的两侧设置有块32、34。

块32、34以埋没于填充在周壁部24c的内侧的灌封材料30中的状态设置。

在本发明中，优选像这样在第一集水管以及第二集水管的两端部中突起部的周围由周壁部包围。并且，优选在周壁部的内侧的、插入有突起部以及管状套筒的管状支柱16(18)的端部的长度方向的两侧设置有块。由此，即使在对管状支柱施加负荷的情况下，也能够抑制管状支柱倾倒而破损。

作为块的形态，没有特别限定，例如可列举出筒状体、柱状体等。

作为块的材质，没有特别限定，例如可举出与作为集水管的材质举出的材质相同的材质。

也可以通过一体成型加工来形成以具有与块相同功能的方式使集水管的一部分成为长方体的部件。

在中空纤维膜组件1中，保护层33也可以设置成覆盖在填充于第一集水管12的第一端部13a及第二端部13b中的包围突起部的周壁部的内侧的灌封材料硬化物上。保护层33也可以设置成覆盖在对中空纤维膜片状物的第一开口端部进行固定的灌封部上。

保护层33是由软质树脂构成的层。作为用于保护层33的软质树脂，例如可举出与在灌封材料30中举出的软质树脂相同的软质树脂。通过设置由软质树脂构成的柔软的保护层33，容易抑制中空纤维膜11在中空纤维膜片状物10的埋没于树脂的部分与未埋没的部分的边界破损的情况。另外，通过设置由软质树脂构成的柔软的保护层33，容易抑制密封管状支柱16(18)的周围的灌封材料产生裂纹的情况。

优选的是，在第一集水管12设置有对通过中空纤维膜片状物10的第一开口端部10a流入第一集水管12的集水部20e的处理水向管状支柱16的流动进行阻断的第一封闭部36。

优选的是，在第二集水管14设置有对通过中空纤维膜片状物10的第二开口端部10b流入第二集水管14的集水部20f的处理水向管状支柱18的流动进行阻断的第二封闭部38。

通过第一封闭部36和第二封闭部38，能够抑制中空纤维膜片状物10中的用于处理的部分偏向，能够将中空纤维膜片状物10在整体上有效地利用于处理。

例如，在该例子中，在第一集水管12的长度方向上的与中空纤维膜片状物10的第一开口端部10a相比靠第一端部13a侧的位置设置有第一封闭部36。另外，在第二集水管14的长度方向上的与中空纤维膜片状物10的第二开口端部10b相比靠第二端部15b侧的位置设置有第二封闭部38。而且，在第二集水管14的第一端部15a和第二端部15b的端面形成有取出处理水的取出口40a、40b。

第一封闭部、第二封闭部可以仅设置任意一方，也可以设置双方。

第一封闭部36是对通过中空纤维膜片状物10的第一开口端部10a流入集水部20e的处理水向管状支柱16的流动进行阻断的部分。第二封闭部38是对通过中空纤维膜片状物10的第二开口端部10b流入集水部20f的处理水向管状支柱18的流动进行阻断的部分。

第一封闭部36和第二封闭部38的形态只要是能够阻断处理水的流动的范围则就没有特别限制。

在这样的方式中，如图2所示，处理水从中空纤维膜片状物10的各中空纤维膜11的下侧部分集中于第1集水管12的集水部20e。处理水通过管状支柱18被输送至上侧的第二集水管14的第二端部15b。从取出口40b取出处理水。另外，处理水从中空纤维膜片状物10的各中空纤维膜11的上侧部分集中于第二集水管14的集水部20f。处理水被输送至第二集水管14的第一端部15a。从取出口40a取出处理水。由此，能够将中空纤维膜片状物10在整体上有效地利用于处理。

此外，本发明的中空纤维膜组件并不限定于上述的中空纤维膜组件1。

例如，也可以将突起部的顶端侧部分插入管状套筒内，而将管状套筒安装于突起部。另外，取出口的数量以及位置并不限定于上述的数量以及位置，能够适当地设定。

中空纤维膜组件也可以以配置成中空纤维膜片状物的各中空纤维膜的长度方向为水平方向的状态使用。

在本发明中，除管状套筒以外的集水管、管状支柱、中空纤维膜等部件能够使用现有的部件。例如，也可以与在端部设置有用于与管状支柱连接的管状的突起部的集水管的所述突起部相匹配地制造管状套筒，将它们组合而作为本发明的中空纤维膜组件。

另外，如图5所示，在本发明的中空纤维膜组件中，在配设于第一集水管12的第一端部13a的突起29的另外的方式中，突起29由突起部24b构成而不包含管状套筒。配设于第一集水管12的第二端部13b、第二集水管14的第一端部15a以及第二端部15b的突起也能够设为同样的方式。

另外，如图6所示，在本发明的中空纤维膜组件中，在配设于第一集水管12的第一端部13a的突起29的又一另外的方式中，突起29由管状套筒构成而不包含突起部。配设于第一集水管12的第二端部13b、第二集水管14的第一端部15a以及第二端部15b的突起也能够设为同样的方式。

[中空纤维膜组件的制造方法]

本发明的中空纤维膜组件的制造方法是制造上述的本发明的中空纤维膜组件的方法。以下，作为本发明的中空纤维膜组件的制造方法的一例，对上述的中空纤维膜组件1的制造方法进行说明。

作为中空纤维膜组件1的制造方法，可举出具有以下的工序(a)～(c)的方法。

工序(a)：将管状支柱16及管状支柱18分别连接于第一集水管12的第一端部13a及第二端部13b的突起。

工序(b)：将管状支柱16及管状支柱18分别连接于第二集水管14的第一端部15a及第二端部15b的突起。

工序(c)：将中空纤维膜片状物10的第一开口端部10a插入第一集水管12并利用灌封材料进行固定，将中空纤维膜片状物10的第二开口端部10b插入第二集水管14并利用灌封材料进行固定。

(工序(a))

将管状套筒26的一部分插入并安装于在第一集水管12的第一端部13a设置的突起部24b，设置突起29。接着，使第一集水管12的设有突起29的一侧朝上，向周壁部24c的内侧的突起29的周围注入灌封材料30。灌封材料30的注入量调节为：在灌封材料30不从突起29的顶端的开口侵入的范围内，灌封材料30的表面尽可能地接近突起29的顶端。

接着，以突起29插入管状支柱16的第一端部17a内的方式将管状支柱16的第一端部17a插入第一集水管12的第一端部13a。注入灌封材料30。然后，在使灌封材料30硬化之前将管状支柱16插入突起29的部分。由此，灌封材料30也进入插入部分28中的突起29与管状支柱16之间。其结果是，突起29与管状支柱16的间隙被灌封材料30填埋而被水密地密封。

在周壁部24c内的第一集水管12的长度方向上的管状支柱16的两侧设置块32、34。然后，使灌封材料30硬化。将第一集水管12的第一端部13a与管状支柱16的第一端部17a连接。将在管状支柱16的第一端部17a内插入有突起29的插入部分28在利用灌封材料30水密地密封的状态下进行固定。

在第一集水管12的第二端部13b也与第一端部13a同样地向突起的周围注入灌封材料。插入管状支柱18的第一端部19a，配置块并使灌封材料硬化。将在管状支柱18的第一端部19a内插入有突起的插入部分在利用灌封材料水密地密封的状态下进行固定。

(工序(b))

在第二集水管14的第一端部15a以及第二端部15b的每一个中，与第一集水管12的情况同样地向突起的周围注入灌封材料。接着，在将与第一集水管12连接的管状支柱16及管状支柱18的上下翻转的状态下，将管状支柱16的第二端部17b从上方插入第二集水管14的第一端部15a。进一步，再将管状支柱18的第二端部19b从上方插入第二集水管14的第二端部15b。然后，配置块并使灌封材料硬化。将管状支柱16的第二端部17b及管状支柱18的第二端部19b与第二集水管14的第一端部15a及第二端部15b连接。此时，将在管状支柱内插入有突起的插入部分在利用灌封材料水密地密封的状态下进行固定。

(工序(c))

中空纤维膜片状物10例如能够形成如下：将多个中空纤维膜11捆束成片状，并根据需要将它们的两方的靠近开口端部的部分用带状的捆扎部件捆扎。

使第一集水管12朝下，将中空纤维膜片状物10的第一开口端部10a插入第一集水管12的狭缝状的开口部20d，在各中空纤维膜11的端面开口的状态下利用灌封材料进行固定。接着，使上下翻转而使第二集水管14朝下，将中空纤维膜片状物10的第二开口端部10b插入第二集水管14的狭缝状的开口部，在各中空纤维膜11的端面开口的状态下利用灌封材料进行固定。

如以上说明的那样，在本发明中，在配设于集水管的两端部的管状的突起安装有管状套筒的状态下插入管状支柱的端部内，将该插入部分在利用灌封材料水密地密封的状态下固定，从而将集水管的端部与管状支柱的端部连接。通过将突起的高度设为周壁部的最低部分的高度的40％以上，能够减少用于将在管状支柱的端部内插入有突起的插入部分水密地密封并固定的灌封材料的注入及硬化的次数。因此，作业更简便且制造效率高，硬化时间更短，生产性优异。

另外，与突起的高度小于周壁部的最低部分的高度的40％的情况相比，能够扩大突起与管状支柱的由灌封材料形成的粘接面积，因此能够进一步提高它们的连接强度。

实施例

以下，通过实施例对本发明进行具体说明，但本发明并不被以下的记载所限定。

此外，例1～3相当于实施例，例4相当于比较例。

[粘接强度]

各例的插入部分中的突起部及管状套筒与管状支柱的端部的粘接强度(耐载荷)通过中空纤维膜组件的吊起破坏试验来测定。

吊起试验利用以下的方法进行。

以管状支柱为水平方向、集水管为铅垂方向的方式，使管状支柱16处于下侧、使管状支柱18处于上侧而将中空纤维膜组件立起，以管状支柱16不隆起的方式将其长度方向的中央部固定于水平面。另外，将上侧的管状支柱18的长度方向的中央部和从顶棚吊挂的升降起重机(hoist crane)经由弹簧秤连接。利用升降起重机对中空纤维膜组件施加朝向上方的载荷。一边以每10kg为基准提升载荷到最大载荷100kg为止，一边通过目视观察管状支柱16与灌封材料的粘接部分，将产生破坏的载荷作为粘接强度进行记录。

[例1]

使用ABS树脂，通过注塑成形制造图4、图8所例示的第一集水管12和管状套筒26。在第一集水管12的第一端部13a，将管状套筒26的一部分插入并安装于突起部24b，设置突起29。突起29的高度为周壁部24c的最低部分的高度的87.5％。在突起29的周围，作为灌封材料30，一边注意不要让灌封材料进入集水部内一边以规定量注入肖氏A硬度90的聚氨酯树脂。将SUS制的管状支柱16的第一端部17a插入第一集水管12的第一端部13a的突起29，将突起29插入管状支柱16的第一端部17a内。在第一集水管12的周壁部24c的内侧的管状支柱16的第一端部17a的长度方向的两侧，将ABS树脂制的块32、34分别设置为埋没于灌封材料30。使注入到管状套筒的端部的高度为止的灌封材料30硬化，从而将突起29插入管状支柱16的第一端部17a内的插入部分28在利用灌封材料30水密地密封的状态下固定，将管状支柱16与第一集水管12连接。在管状支柱16的第一端部17a的外表面，在与第一集水管12连接之前进行喷砂处理。

聚氨酯树脂的注入次数及硬化的次数为1次，得到了作业效率高、生产性优异的中空纤维膜组件。

通过中空纤维膜组件的吊起破坏试验测定了粘接强度。进行吊起直到施加于升降起重机的载荷达到100kg，但未观察到破坏。插入部分28中的聚氨酯树脂与管状支柱16之间的粘接强度为100kg以上。

[例2]

除了在管状支柱16的外表面的与灌封材料30接触的部分不进行喷砂处理以外，与实施例1同样地将管状支柱16和第一集水管12以连通了突起29的状态连接，使聚氨酯树脂硬化。

聚氨酯树脂的注入次数及硬化次数为1次。

通过中空纤维膜组件的吊起破坏试验测定了粘接强度。进行吊起直到施加于升降起重机的载荷达到100kg，但未观察到破坏。插入部分28中的突起部24b及管状套筒26与管状支柱16的粘接强度为100kg以上。

[例3]

使用ABS树脂，通过注塑成形制造图4、图8所例示的第一集水管12。突起部24b的高度为周壁部24c的最低部分的高度的37.5％。在第一集水管12的第一端部13a，在其周围以不进入集水部20e的方式注入规定量的肖氏A硬度65的聚氨酯树脂。在注入聚氨酯树脂后，将SUS制的管状支柱16的第一端部17a插入第一集水管12的第一端部13a的突起部24b的部分，将突起部24b插入管状支柱16的第一端部17a内。在第一集水管12的周壁部24c的内侧的管状支柱16的第一端部17a的长度方向的两侧分别设置ABS树脂制的块32、34。在设置块后，注入规定量的肖氏A硬度90的灌封材料30以使得块埋没于灌封材料中。使注入到突起部的高度为止的灌封材料30硬化，从而将突起部24b插入管状支柱16的第一端部17a内的插入部分28在利用灌封材料30水密地密封的状态下固定，将管状支柱16与第一集水管12连接。在管状支柱16的第一端部17a的外表面，在与第一集水管12连接之前进行了喷砂处理。

通过中空纤维膜组件的吊起破坏试验测定了粘接强度。施加于升降起重机的载荷为78kg，观察到破坏。插入部分28中的突起部24b及管状套筒26与管状支柱16的粘接强度为78kg。

由于未使用管状套筒，因此聚氨酯树脂的注入次数及硬化次数为两次，作业费功夫，生产效率差，但通过喷砂处理得到强度高的中空纤维膜组件。

[例4]

使用ABS树脂，通过注塑成形制造图4、图5所例示的第一集水管12。突起部24b的高度为周壁部24c的最低部分的高度的37.5％。在第一集水管12的第一端部13a，在其周围以不进入集水部20e的方式注入规定量的肖氏A硬度65的聚氨酯树脂。在注入聚氨酯树脂后，将SUS制的管状支柱16的第一端部17a插入第一集水管12的第一端部13a的突起部24b的部分，将突起部24b插入管状支柱16的第一端部17a内。在第一集水管12的周壁部24c的内侧的管状支柱16的第一端部17a的长度方向的两侧分别设置ABS树脂制的块32、34。在设置块后，注入规定量的肖氏A硬度90的灌封材料30以使得块埋没于树脂中。使灌封材料30硬化，从而将突起部24b插入管状支柱16的第一端部17a内的插入部分在利用灌封材料30水密地密封的状态下固定，将管状支柱16与第一集水管12连接。在管状支柱16的第一端部17a的外表面未进行喷砂处理。

聚氨酯树脂的注入次数及硬化次数为两次，作业费功夫，生产效率差。

通过中空纤维膜组件的吊起破坏试验测定了粘接强度，结果插入部分中的突起部24b与管状支柱16的粘接强度为51kg。

符号的说明

1…中空纤维膜组件、10…中空纤维膜片状物、10a…第一开口端部、10b…第二开口端部、11…中空纤维膜、12…第一集水管、13a…第一端部、13b…第二端部、14…第二集水管、15a…第一端部、15b…第二端部、16、18…管状支柱、17a…第一端部、17b…第二端部、19a…第一端部、19b…第二端部、20a、20b…侧壁部、20c…底部、20d…开口部、20e、20f…集水部、22a…灌封部、24a…筒状部、24b…突起部、24c…周壁部、24d…开口、25…盖部件、26…管状套筒、27…台阶、28…插入部分、29…突起、30…灌封材料、32、34…块、33…保护层、36…第一封闭部、38…第二封闭部、40a、40b…取出口。