CN202666707U - 多孔质中空纤维膜的制造装置 - Google Patents
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Abstract
一种多孔质中空纤维膜的制造装置(100),具有凝固单元(10),该凝固单元使含有膜形成性树脂及开孔剂的制膜原液在凝固液中凝固而获得多孔质中空纤维膜前驱体;去除单元(30),该去除单元从所述多孔质中空纤维膜前驱体中去除所述开孔剂,形成具有多孔质膜层的多孔质中空纤维膜;以及干燥单元(40),该干燥单元对所述多孔质中空纤维膜进行干燥。所述干燥单元(40)具有利用加热后的饱和水蒸气对所述多孔质中空纤维膜进行干燥的蒸气干燥部。本实用新型能以低成本高效地对多孔质中空纤维膜进行干燥,并可获得高生产率。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种多孔质中空纤维膜的制造装置。
背景技术
在食品工业、医疗和电子工业等领域中,以有用成分的浓缩和回收、以及无用成分的去除和蒸馏等为目的,往往使用应用了多孔质膜的精密过滤膜、超级滤膜和逆渗透过滤膜等。对于多孔质中空纤维膜的形成,使用醋酯纤维素、聚丙烯腈、聚砜和氟系树脂等膜形成性树脂。
多孔质中空纤维膜,例如通过对含有膜形成性树脂、开孔剂及溶剂的制膜原液进行纺丝、使其在凝固液中进行凝固而形成。另外,对于凝固后的多孔质中空纤维膜,由于残存有开孔剂和溶剂,故在进行清洗等而去除这些成分后进行干燥。作为多孔质中空纤维膜的干燥方法,广泛使用这样的方法:使多孔质中空纤维膜在热风以每秒数米左右的风速进行循环的干燥装置内连续行进,并将热风送到多孔质中空纤维膜外侧而进行干燥(例如专利文献1)。
专利文献1:日本特开2005-220202号公报
实用新型所要解决的课题
但是,为了利用前述的热风循环式干燥装置使多孔质中空纤维膜充分干燥,需要使多孔质中空纤维膜在干燥装置内往复行进多次,延长多孔质中空纤维膜在干燥装置内的滞留时间。另外,当提高多孔质中空纤维膜的制膜速度时,多孔质中空纤维膜在干燥装置内的滞留时间变短,干燥变得不充分。虽然考虑将干燥装置大型化以进行与制膜高速化相对应的干燥,但有成本昂贵的问题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于,提供一种多孔质中空纤维膜的制造装置,能以低成本高效地对多孔质中空纤维膜进行干燥,获得高生产率。
用于解决课题的手段
本实用新型的多孔质中空纤维膜的制造装置是这样的装置,具有:凝固单元,该凝固单元使含有膜形成性树脂及开孔剂的制膜原液在凝固液中凝固而获得多孔质中空纤维膜前驱体;去除单元,该去除单元从所述多孔质中空纤维膜前驱体中去除所述开孔剂,形成具有多孔质膜层的多孔质中空纤维膜;以及干燥单元,该干燥单元对所述多孔质中空纤维膜进行干燥,所述干燥单元具有利用加热后的饱和水蒸气对所述多孔质中空纤维膜进行干燥的蒸气干燥部。
本实用新型的多孔质中空纤维膜的制造装置,最好所述干燥单元具有利用热风对由所述蒸气干燥部干燥后的多孔质中空纤维膜进行干燥的热风干燥部。
实用新型的效果
本实用新型的多孔质中空纤维膜的制造装置,能以低成本高效地对多孔质中空纤维膜进行干燥,能以高生产率制造多孔质中空纤维膜。
附图说明
图1是表示本实用新型的多孔质中空纤维膜的制造装置的一例的示意图。
图2是表示支承体制造装置的一例的示意结构图。
图3是表示中空状编绳的构造的示图。
图4是表示中空状编绳的网孔的放大图。
符号说明
1 多孔质中空纤维膜
1A 多孔质中空纤维膜前驱体
10 凝固单元
12 纺丝喷管
14 凝固液
20 清洗单元
30 去除单元
40 干燥单元
42 蒸气干燥部
44 热风干燥部
50 卷绕单元
100 多孔质中空纤维膜的制造装置
具体实施方式
下面,表示本实用新型的多孔质中空纤维膜的制造方法及制造装置的一例,并进行详细说明。
(制造装置)
图1例示的多孔质中空纤维膜的制造装置100(以下仅称为“制造装置100”),是使用含有膜形成性树脂、开孔剂及溶剂的制膜原液来制造多孔质中空纤维膜的装置。
如图1所示,本实施形态的制造装置100具有:凝固单元10,其使制膜原液凝固而形成多孔质中空纤维膜前驱体1A(以下称为“中空纤维膜前驱体1A”);清洗单元20,其去除残存在中空纤维膜前驱体1A中的溶剂;去除单元30,其去除残存在中空纤维膜前驱体1A中的开孔剂,形成具有多孔质膜层的多孔质中空纤维膜1;干燥单元40,其对多孔质中空纤维膜1进行干燥;以及卷绕单元50,其卷绕多孔质中空纤维膜1。制造装置100中的多孔质中空纤维膜1的行进由导向部件61限制。
本例的凝固单元10是进行干湿式纺丝的单元,具有对制膜原液进行纺丝的纺丝喷管12、以及对使制膜原液凝固的凝固液14予以收容的凝固槽16,在纺丝喷管12与凝固液14之间设有空走区间18。在该凝固单元10中,由纺丝喷管12纺丝后的制膜原液浸渍在凝固槽16的凝固液14中,制膜原液由凝固液14凝固并形成中空纤维膜前驱体1A,然后中空纤维膜前驱体1A被从凝固液14中拉出。
纺丝喷管12的形态,可根据所制造的多孔质中空纤维膜的构造而适当选定。例如,既可是仅将制膜原液排出成筒状的、用于形成只由中空状多孔质膜层构成的多孔质中空纤维膜1的喷管,也可是将制膜原液以涂布在后述中空状加强支承体外侧的形态予以喷出的、用于形成在所述加强支承体的外侧层叠有多孔质膜层的多孔质中空纤维膜1的喷管。
另外,纺丝喷管12既可是排出单一制膜原液的、用于形成具有单层多孔质膜层的多孔质中空纤维膜1的喷管,也可是将多种制膜原液喷出成同心圆状的、用于形成层叠有多层多孔质膜层的多孔质中空纤维膜1的组合喷管。
作为凝固槽16,只要是如下的结构就不特别限定:可收容凝固液14,将由纺丝喷管12纺丝后的制膜原液浸渍在凝固液14中,将通过凝固而形成的中空纤维膜前驱体1A从凝固液14中拉出。
在凝固槽16中,最好设有能对凝固液14的温度进行调节的调温单元。
凝固单元10不限定于前述的干湿式单元,例如,也可在纺丝喷管12与凝固槽16的凝固液14之间不设置空走区间18,而采用直接将制膜原液纺丝到凝固液14中的湿式纺丝。
清洗单元20是用清洗液对残存在中空纤维膜前驱体1A中的溶剂进行清洗去除的单元。本例的清洗单元20是这样的单元:使中空纤维膜前驱体1A在收容于清洗槽24的清洗液22中行进,由此对中空纤维膜前驱体1A进行清洗。
作为清洗槽24,只要是如下结构就不特别限定:可收容清洗液22,使中空纤维膜前驱体1A在清洗液22中行进后将其拉出。
清洗单元20不限定于这种形态,可采用为了去除残存在中空纤维膜前驱体1A中的溶剂而通常使用的单元。例如,也可采用使清洗液流入倾斜的导水管状的清洗池、使中空纤维膜前驱体1A在该清洗液中行进的单元等。
作为去除单元30,可采用为了去除残存在中空纤维膜前驱体1A中的开孔剂而通常使用的单元。例如可列举具有如下部件的单元等:药液保持部,其将含有氧化剂的药液保持在中空纤维膜前驱体1A中;加热分解部,其对保持有药液的中空纤维膜前驱体1A在气相中予以加热而使开孔剂氧化分解;以及清洗去除部,其用清洗液对低分子量化后的开孔剂进行清洗,从中空纤维膜前驱体1A中将其去除。
作为药液保持部,可列举这样的结构等:具有收容药液的药液槽,通过使中空纤维膜前驱体1A在该药液中行进而使其保持药液。
作为对保持有药液的中空纤维膜前驱体1A进行加热的加热分解部,最好是在大气压下使用加热流体对中空纤维膜前驱体1A进行加热的结构,从防止次氯酸盐等氧化剂干燥、能有效进行分解处理这一点看,使用相对湿度高的流体作为加热流体、在湿热条件下进行加热的结构更好。
作为清洗去除部,例如可采用在前述清洗单元20中所列举的形态。
通过去除中空纤维膜前驱体1A中残存于制膜原液凝固后的凝固膜层的开孔剂,在残存有该开孔剂的部分形成孔而形成多孔质膜层,由此得到多孔质中空纤维膜1。
干燥单元40具有:利用加热后的饱和水蒸气对多孔质中空纤维膜1进行干燥的蒸气干燥部42、以及利用热风对由蒸气干燥部42干燥后的多孔质中空纤维膜1进行干燥的热风干燥部44。
加热后的饱和水蒸气可供给到蒸气干燥部42的内部,并可使多孔质中空纤维膜1在该饱和水蒸气中行进。在蒸气干燥部42的内部,多孔质中空纤维膜1由加热后的饱和水蒸气加热,多孔质中空纤维膜1所含有的一部分水分蒸发而被干燥。
蒸气干燥部42的构造,只要是能使多孔质中空纤维膜1在加热后的饱和水蒸气中稳定行进的构造即可。蒸气干燥部42也可具有例如对饱和水蒸气大量泄漏到外部予以抑制的迷宫式密封构造。
另外,蒸气干燥部42也可将加热后的饱和水蒸气吹向在其内部行进的多孔质中空纤维膜1。
热风干燥部44能使热风以每秒数米左右的速度循环,利用导向部件62对多孔质中空纤维膜1的行进方向进行转换,从而可使多孔质中空纤维膜1在热风干燥部44的内部往复行进多次。在热风干燥部44的内部,行进的多孔质中空纤维膜1被热风吹拂而被干燥。
作为热风干燥部44,例如可使用用于使多孔质中空纤维膜干燥的公知的热风干燥机。
卷绕单元50只要是将多孔质中空纤维膜1卷绕在线轴等上的结构即可,例如有这样的结构:由张紧辊、转矩电动机等对多孔质中空纤维膜1的张力进行控制,一边使导向件或线轴往复运动,一边卷绕多孔质中空纤维膜1。
导向部件61在制造装置100中的作用是,对多孔质中空纤维膜1从凝固单元10至清洗单元20、去除单元30、干燥单元40、卷绕单元50的行进进行限制。通过设置导向部件61,可抑制丝线下垂,由此可防止多孔质中空纤维膜1与各单元的内外或出入口附近等接触。
导向部件61可使用制造多孔质中空纤维膜所通常使用的部件,可列举金属制或陶瓷制的导向部件等。
(制造方法)
下面,作为本实用新型的多孔质中空纤维膜的制造方法的一例,说明使用了前述制造装置100的制造方法。
本实施形态的多孔质中空纤维膜的制造方法,具有下述的凝固工序、清洗工序、去除工序、干燥工序及卷绕工序。
凝固工序:利用凝固单元10使制膜原液在凝固液14中凝固而形成中空纤维膜前驱体1A。
清洗工序:利用清洗单元20对中空纤维膜前驱体1A进行清洗而将残存在中空纤维膜前驱体1A中的溶剂予以去除。
去除工序:利用去除单元30将残存在中空纤维膜前驱体1A中的开孔剂予以去除而形成多孔质中空纤维膜1。
干燥工序:利用干燥单元40对多孔质中空纤维膜1进行干燥。
卷绕工序:利用卷绕单元50卷绕干燥后的多孔质中空纤维膜1。
凝固工序:
调制含有膜形成性树脂、开孔剂及溶剂的制膜原液,在凝固单元10中,将该制膜原液从纺丝喷管12喷出,使其在收容于凝固槽16的凝固液14中凝固,形成中空纤维膜前驱体1A。从纺丝喷管12喷出的制膜原液浸渍在凝固液14中,从而凝固液14在制膜原液中扩散,膜形成性树脂和开孔剂分别产生相分离并进行凝固,形成膜形成性树脂和开孔剂相互进入的具有三维网孔构造的凝固膜层的中空纤维膜前驱体1A。在该阶段,开孔剂被认为以凝胶状态在三维空间与膜形成性树脂互相缠绕。由于所述凝固膜层的开孔剂在后述的去除工序中被去除,因此残存有该开孔剂的部分形成孔,形成多孔质膜层。
膜形成性树脂只要是能利用凝固液形成多孔质膜层的树脂即可,可列举:聚砜、聚醚砜等聚砜系树脂、聚偏二氟乙烯等氟系树脂;聚丙烯腈;纤维素衍生物;聚酰胺;聚酯;聚甲基丙烯酸酯;以及聚丙烯酸酯等。另外,既可使用这些树脂的共聚物,也可使用在这些树脂或共聚物的一部分中引入置换基的树脂。
膜形成性树脂既可单独使用一种,也可一并使用二种以上。另外,也可将分子量等不同的同种聚合物混合使用。
作为膜形成性树脂,从对于次氯酸等氧化剂而言耐久性优异的观点看,最好是氟系树脂,由聚偏二氟乙烯或偏二氟乙烯单体和其它单体构成的共聚物更好。因此例如在去除工序中用氧化剂对多孔质中空纤维膜1进行处理时,选择氟系树脂作为膜形成性树脂是较佳的。
开孔剂是为了将制膜原液的粘度调整在适于形成多孔质中空纤维膜的范围、以获得制膜状态稳定化而添加的。作为开孔剂,例如列举聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮等。从多孔质中空纤维膜1的孔径控制和强度的观点看,开孔剂最好是在聚乙烯吡咯烷酮中共聚合其它单体的共聚物。
开孔剂既可单独使用一种,也可一并使用二种以上。
开孔剂越是高分子量,越容易形成膜构造良好的多孔质中空纤维膜1。另一方面,开孔剂越是低分子量,越容易在后述的去除工序中去除开孔剂。所以,根据目的,也可将分子量不同的同种开孔剂适当混合使用。
通过将所述膜形成性树脂和开孔剂混合在它们可溶解的溶剂(良好溶剂)中,可调制制膜原液。
溶剂不特别限定,在采用干湿式纺丝的情况下,为了在空走区间18使制膜原液吸湿来调制多孔质中空纤维膜1的孔径,最好选择容易与水均匀混合的溶剂。作为这种溶剂,可列举N,N-二甲替甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、N-甲基-2-吡咯烷酮、N-甲基吗啉-N-氧化吗啉等。
溶剂既可单独使用一种,也可一并使用二种以上。另外,只要是不损害膜形成性树脂和开孔剂在溶剂中的溶解性的范围,也可混合膜形成性树脂和开孔剂的不良溶剂来使用。
对于制膜原液,也可根据需要而添加其它的添加成分。
从提高制膜时的稳定性、容易形成优异的多孔质膜构造的观点看,制膜原液(100质量%)中的膜形成性树脂的含有量最好是10质量%以上,15质量%以上更好。另外,从同样的理由看,膜形成性树脂的含有量最好是30质量%以下,25质量%以下更好。
从容易形成多孔质中空纤维膜1的观点看,制膜原液(100质量%)中的开孔剂的含有量最好是1质量%以上,5质量%以上更好。另外,从制膜原液的操作性的观点看,开孔剂的含有量最好是20质量%以下,12质量%以下更好。
制膜原液的温度最好是20~40°C。
凝固液14是不溶解膜形成性树脂的溶剂,且必须是开孔剂的良好溶剂。作为凝固液14,可列举水、乙醇、甲醇等或它们的混合物。其中,从作业环境、运行管理的观点看,最好是用于制膜原液的溶剂和水的混合液。
凝固液14的温度最好是60~90°C。
另外,本实用新型的多孔质中空纤维膜的制造方法,也可是这样的方法:以获得更高强度的多孔质中空纤维膜为目的,形成在中空状的加强支承体的外侧形成有多孔质膜层的多孔质中空纤维膜1。即,凝固工序也可是这样的工序:将制膜原液以涂布在加强支承体的外侧的形态进行纺丝,使该制膜原液在凝固液中凝固。
作为加强支承体,可列举用各种纤维制成的中空状编绳和编带等,可单独或组合使用各种原材料。作为中空状编绳或编带所使用的纤维,可列举合成纤维、半合成纤维、再生纤维和天然纤维等。纤维的形态,也可是单丝、复丝和短纤维纱中的一种。
清洗工序:
在由凝固工序形成的中空纤维膜前驱体1A中残存有开孔剂和溶剂,在该阶段不能挥发充分的透水性。另外,当开孔剂在膜中干固时,就成为膜的机械强度下降的原因。另一方面,在后述的去除工序中,当使用氧化剂对开孔剂进行氧化分解(低分子量化)时,若在中空纤维膜前驱体1A中残存有溶剂,则溶剂和氧化剂产生反应,因此妨碍开孔剂的氧化分解。因此,在本实施形态中,在凝固工序后,在清洗工序中将残存在中空纤维膜前驱体1A中的溶剂予以去除,然后在去除工序中将残存在中空纤维膜前驱体1A中的开孔剂予以去除。
在清洗工序中,利用清洗单元20用清洗液22对中空纤维膜前驱体1A进行清洗,由此将残存在中空纤维膜前驱体1A中的溶剂予以去除。中空纤维膜前驱体1A中的溶剂从膜内部扩散移动到膜表面,并且从膜表面向清洗液22扩散移动,被从中空纤维膜前驱体1A中去除。
作为清洗液22,从清洗效果高的观点看最好是水。作为所使用的水,可列举自来水、工业用水、河水和井水等。另外,也可在它们中混合乙醇、无机盐类、氧化剂和表面活性剂等进行使用。另外,作为清洗液22,还可使用制膜原液所含有的溶剂和水的混合液。但是,在使用该混合液时,溶剂的浓度最好是10质量%以下。
从提高残存在中空纤维膜前驱体1A中的溶剂的扩散移动速度的观点看,清洗液22的温度最好是50°C以上,80°C以上更好。
另外,在清洗工序中虽然主要去除中空纤维膜前驱体1A中的溶剂,但通过对中空纤维膜前驱体1A进行清洗,开孔剂也被部分去除。
去除工序:
在去除工序中,利用去除单元30将残存在中空纤维膜前驱体1A中的开孔剂予以去除,形成具有多孔质膜层的多孔质中空纤维膜1。
作为去除工序,可列举这样的工序:例如将中空纤维膜前驱体1A浸渍在含有氧化剂的药液中,在使药液保持于中空纤维膜前驱体1A后,将中空纤维膜前驱体1A在气相中加热而对开孔剂进行氧化分解,然后对中空纤维膜前驱体1A进行清洗,去除低分子量化后的开孔剂。
作为氧化剂,可列举次氯酸盐、臭氧、双氧水、高锰酸盐、重铬酸盐和过硫酸盐等。其中,从氧化力强而分解性能优异性、操作优异性和廉价性等方面看,最好是次氯酸盐。作为次氯酸盐,可列举次氯酸纳、次氯酸钙等,其中,最好是次氯酸纳。
从容易抑制残存于中空纤维膜前驱体1A的开孔剂在药液中进行氧化分解、容易抑制脱落在药液中的开孔剂进一步氧化分解而浪费氧化剂的观点看,药液的温度最好是50°C以下,30°C以下更好。另外,从抑制用于将药液控制成低温的成本等的观点看,药液的温度最好是0°C以上,10°C以上更好。
保持有药液的中空纤维膜前驱体1A的加热,在大气压下最好使用加热流体。
作为加热流体,从抑制氧化剂的干燥、可进行更有效的分解处理的观点看,最好使用相对湿度高的流体,即最好在湿热条件下进行加热。在该情况下,加热流体的相对湿度最好是80%以上,90%以上更好,100%左右特别好。
从进行连续处理时缩短处理时间的观点看,加热温度最好是50°C以上,80°C以上更好。另外,在大气压状态下,加热温度最好是100°C以下。
作为将低分子量化后的开孔剂予以去除的方法,最好是对中空纤维膜前驱体1A进行清洗的方法。作为清洗方法不特别限定,可采用前述清洗工序中列举的清洗方法。
干燥工序:
利用干燥单元40对多孔质中空纤维膜1进行干燥。
本实施形态的干燥工序具有:利用蒸气干燥部42由加热后的饱和水蒸气对多孔质中空纤维膜1进行干燥的第一干燥工序、以及利用热风干燥部44由热风对第一干燥工序后的多孔质中空纤维膜1进行干燥的第二干燥工序。
在第一干燥工序中,在蒸气干燥部42,使多孔质中空纤维膜1在加热后的饱和水蒸气中行进,从而由该饱和水蒸气对多孔质中空纤维膜1进行加热,使多孔质中空纤维膜1所含有的一部分水分蒸发。
从可缩短处理时间的观点看,饱和水蒸气的温度最好是80°C以上,90°C更好。另外,从减少过剩蒸气量的观点看,饱和水蒸气的温度在工业上最好是150°C以下,120°C以下更好。
另外,在第一干燥工序中,作为饱和水蒸气,还可使用低压饱和水蒸气和加压饱和水蒸气,尤其从可缩短处理时间的观点看,使用真空度为50kPa以上的低压饱和水蒸气更好。
从干燥效率的观点看,多孔质中空纤维膜1在饱和水蒸气中的行进时间、即、使饱和水蒸气与多孔质中空纤维膜1接触的时间最好是10秒以上,60秒以上更好。另外,从生产率的观点看,所述时间最好是300秒以下,180秒以下更好。
多孔质中空纤维膜1在饱和水蒸气中的行进时间,可按多孔质中空纤维膜1的行进速度进行调节。多孔质中空纤维膜1在蒸气干燥部42内的行进速度最好是5~30m/分。
利用这种第一干燥工序,多孔质中空纤维膜1所含的水分被去除10质量%左右。
第一干燥工序,也可是将加热后的饱和水蒸气吹向行进的多孔质中空纤维膜1的方法。
在第二干燥工序中,在热风干燥部44,用热风对由蒸气干燥部42干燥后的多孔质中空纤维膜1进行干燥。在热风干燥部44中,使多孔质中空纤维膜1在使热风以每秒数米左右的风速循环的热风干燥部44的内部往复连续行进多次,对多孔质中空纤维膜1从外周侧进行干燥。
热风的速度最好是0.5~5.0m/秒。
热风的温度最好是70~140°C。热风温度若是下限值以上,则多孔质中空纤维膜1的干燥变得容易。热风的温度若是上限值以下,则所使用的热量不会过剩,工业性较佳。
多孔质中空纤维膜1在第二干燥工序的热风干燥部44的内部的滞留时间最好是1分钟~30分钟。多孔质中空纤维膜1在热风干燥部44的内部的滞留时间若是下限值以上,则多孔质中空纤维膜1容易充分干燥。多孔质中空纤维膜1在热风干燥部44的内部的滞留时间若是上限值以下,则生产率提高。
卷绕工序:
利用卷绕单元50,将干燥后的多孔质中空纤维膜1卷绕。
对于以上说明的本实用新型的多孔质中空纤维膜的制造装置,通过使用加热后的饱和水蒸气对多孔质中空纤维膜进行干燥,从而可低成本且高效地对多孔质中空纤维膜进行干燥。因此,能以低成本、高生产率制造多孔质中空纤维膜。
另外,本实用新型的多孔质中空纤维膜的制造装置,只要干燥单元具有利用加热后的饱和水蒸气对多孔质中空纤维膜进行干燥的蒸气干燥部,就不限定于所述制造装置100。例如,制造装置100虽然采用了在纺丝喷管12与凝固槽16的凝固液14之间设有空走区间18的干湿式纺丝,但也可采用不设有空走区间18的湿式纺丝。另外,干燥单元40虽然具有利用热风对多孔质中空纤维膜1进行干燥的热风干燥部44,但对于已由蒸气干燥部干燥的多孔质中空纤维膜的干燥不限定于由热风干燥部44进行的干燥。
另外,本实用新型的多孔质中空纤维膜的制造装置也可不具有卷绕单元50。
另外,本实用新型的多孔质中空纤维膜的制造方法,只要干燥工序是具有所述第一干燥工序和第二干燥工序的方法,就不限定于使用前述制造装置100的方法。例如,干燥工序中的第二干燥工序的多孔质中空纤维膜的干燥不限定于前述的由热风进行的干燥。
[实施例]
下面,利用实施例详细说明本实用新型,但本实用新型不由下述的描述所限定。
[实施例1]
加强支承体的制造工序:
使用图2所示的支承体制造装置70,制造了由中空状编绳构成的加强支承体。支承体制造装置70具有:线轴71、对从线轴71上拉出的丝72进行圆型针织的圆型针织机73、以一定张力对由圆型针织机73编成的中空状编绳74进行拉伸的绳供给装置75、对中空状编绳74进行热处理的加热模76、对热处理中空状编绳74而得到的加强支承体X进行牵拉的牵拉装置77、以及将加强支承体X卷绕在线轴上的卷绕机78。
作为原丝,使用聚酯纤维(纤度为84dtex,单纤维数为36)。作为线轴71,准备了五个卷有5kg所述聚酯纤维的线轴。作为圆型针织机73,使用了台式针织机(圆井纤维机械公司制,织针数为12根,针尺寸为116隔距,纺锭的圆周直径为8mm)。作为绳供给装置75及牵拉装置77,使用了纳尔逊辊。作为加热模76,使用了具有加热单元的不锈钢制的模(内径D(入口侧)为5mm,内径d(出口侧)为2.2mm,长度为300mm)。
把从线轴71上拉出的聚酯纤维汇集成一束而做成丝72(总计纤度为420dtex),然后由圆型针织机73进行圆型针织而编成中空状编绳74,使所述中空状编绳74通过195°C的加热模76,将热处理后的中空状编绳74作为加强支承体X以100m/hr的卷绕速度卷绕在卷绕装置78上。连续制造加强支承体X直至线轴71的聚酯纤维用完。
所得到的加强支承体X的外径大约是2.1mm,内径是1.3mm。如图3及图4所示,构成加强支承体X中空状编绳74是如此形成的:螺旋状连续形成使丝72弯曲的环72a(图4中的黑色部分),将这些环72a上下连接,如图4所示,环72a内及环72a互相间的连接部具有网孔74a。环72a的数目为每一圈12个,网孔74a的最大开口宽度L大约是0.05mm。加强支承体X的长度是12000m。
制膜原液的调制工序:
将作为膜形成性树脂的聚偏二氟乙烯(PVDF)(阿科玛公司制,商品名为卡伊娜-301F)及作为开孔剂的聚乙烯吡咯烷酮(PVP)(日本触媒公司制,商品名为PVP-K79)放入N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)中进行混合溶解,由此调制了由质量比为20质量%的PVD、10质量%的PVP和70质量%的DMAc构成的第一制膜原液。
另外,将第一PVDF(阿科玛公司制,商品名为卡伊娜-301F)及第二PVDF(阿科玛公司制,商品名为PVDF9000HD)以质量比1∶1进行混合后的PVDF、和PVP(日本触媒公司制,商品名为PVP-K79)放入二甲基乙酰胺中进行混合溶解,由此调制了由质量比为39质量%的PVDF、19质量%的PVP和42质量%的DMAc构成的第二制膜原液。
凝固工序:
接着,使用图1所例示的制造装置100制造了中空状多孔质膜。将纺丝喷管12保温在30°C,利用该纺丝喷管12将第一制膜原液涂布在加强支承体X的外周面上,再向其外侧喷出第二制膜原液而将第二制膜原液涂布在第一制膜原液上。
然后,使涂布有第一制膜原液和第二制膜原液的加强支承体X在凝固槽16内通过,该凝固槽16内收容有保温成80°C的8质量%的N,N-二甲基乙酰胺水溶液,使制膜原液凝固而形成中空纤维膜前驱体1A,从凝固槽16中提起。
清洗工序、去除工序:
在清洗单元20中,使中空纤维膜前驱体1A在收容有清洗液22即热水(90°C)的清洗槽24内行进而去除溶剂。
接着,在去除单元30中,使中空纤维膜前驱体1A以2分钟的滞留时间在放入有温度为20°C、浓度为5质量%的次氯酸盐的水溶液的药液槽内行进而保持药液,然后,以滞留时间为3分钟的条件将中空纤维膜前驱体1A在温度为100°C的饱和水蒸气中加热。然后,通过在收容有温水(60°C)的清洗槽内进行清洗,从而将低分子量化后的开孔剂去除,形成了多孔质中空纤维膜1。
干燥工序、卷绕工序:
在干燥单元40的蒸气干燥部42中,以滞留时间为30秒的条件使多孔质中空纤维膜1在100°C的饱和水蒸气中行进,对多孔质中空纤维膜1进行了干燥。干燥前的多孔质中空纤维膜1的水分率是60.2质量%。然后,在热风干燥部44中,使温度为120°C、风速为3m/秒的热风在其内部循环,使多孔质中空纤维膜1在滞留时间为300秒的条件下行进,对多孔质中空纤维膜1进行干燥,并将其卷绕在了卷绕单元50上。
由蒸气干燥部42进行干燥后的多孔质中空纤维膜1的水分率是50质量%,由热风干燥部44进行干燥后的多孔质中空纤维膜1的水分率是0.5质量%。
[比较例1]
除了未由蒸气干燥部44进行干燥外,与实施例1相同地制造了多孔质中空纤维膜1。
干燥前的多孔质中空纤维膜1的水分率是60.2质量%,干燥后的多孔质中空纤维膜1的水分率是1.0质量%。
Claims (2)
1.一种多孔质中空纤维膜的制造装置,具有:凝固单元,该凝固单元使含有膜形成性树脂及开孔剂的制膜原液在凝固液中凝固而获得多孔质中空纤维膜前驱体;去除单元,该去除单元从所述多孔质中空纤维膜前驱体中去除所述开孔剂,形成具有多孔质膜层的多孔质中空纤维膜;以及干燥单元,该干燥单元对所述多孔质中空纤维膜进行干燥,该多孔质中空纤维膜的制造装置的特征在于,
所述干燥单元具有利用加热后的饱和水蒸气对所述多孔质中空纤维膜进行干燥的蒸气干燥部。
2.如权利要求2所述的多孔质中空纤维膜的制造装置,其特征在于,所述干燥单元具有利用热风对由所述蒸气干燥部干燥后的多孔质中空纤维膜进行干燥的热风干燥部。
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