JP2001200423A - Apparatus for producing porous hollow fiber membrane and method for producing the membrane - Google Patents
Apparatus for producing porous hollow fiber membrane and method for producing the membraneInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は多孔質中空糸膜の製
造装置および製造方法に関し、外径や膜厚が大きな中空
糸から均質な多孔質中空糸膜を安定に生産できるように
したものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus and a method for producing a porous hollow fiber membrane, which are capable of stably producing a homogeneous porous hollow fiber membrane from a hollow fiber having a large outer diameter and a large film thickness. is there.
【０００２】[0002]
【従来の技術】結晶性ポリオレフィンを溶融紡糸した
後、延伸して製造されたポリオレフィン製多孔質中空糸
膜は、化学的安定性、強度特性、柔軟性等に優れている
ことから、廃水の処理、超純水の製造、空気の浄化等の
幅広い分野で利用されており、その製造方法としては、
特開昭５７−６６１１４号公報、特開平２−１１２４０
４号公報等に開示されている。このような多孔質中空糸
膜の製造は、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオ
レフィンを溶融紡糸して中空糸を得る紡糸工程と、紡糸
工程で得られた中空糸を延伸して多孔質化する延伸工程
からなる。延伸工程は、中空糸を連続的に熱処理、冷延
伸、熱延伸する工程である。最初に行う熱処理では、中
空糸をポリオレフィンの融点よりも低い温度で加熱処理
し、結晶構造を制御する。ついで、中空糸を冷延伸して
ポリオレフィンの結晶構造を緩和させることなく破壊
し、中空糸の壁面に多数のミクロクレーズを形成する。
そして冷延伸に続いて熱延伸を行い、壁面に形成された
ミクロクレーズを拡大し、中空糸の壁面を多孔質化し、
多孔質中空糸膜を得る。得られた多孔質中空糸膜には、
必要に応じて熱処理を行い、多孔質構造を固定する。2. Description of the Related Art A porous hollow fiber membrane made of polyolefin produced by melt-spinning a crystalline polyolefin and then drawing it is excellent in chemical stability, strength characteristics, flexibility, etc., and therefore, wastewater treatment. , Is used in a wide range of fields such as ultrapure water production, air purification, etc.
JP-A-57-66114, JP-A-2-11240
No. 4 and the like. The production of such a porous hollow fiber membrane comprises a spinning step of melt-spinning a polyolefin such as polyethylene or polypropylene to obtain a hollow fiber, and a stretching step of stretching the hollow fiber obtained in the spinning step to make it porous. Become. The drawing step is a step of continuously heat-treating, cold-drawing, and hot-drawing the hollow fiber. In the first heat treatment, the hollow fiber is heated at a temperature lower than the melting point of the polyolefin to control the crystal structure. Next, the hollow fiber is cold-drawn and broken without relaxing the crystal structure of the polyolefin, and a large number of microcrazes are formed on the wall surface of the hollow fiber.
Then, following cold stretching, hot stretching is performed, the microcraze formed on the wall surface is enlarged, the wall surface of the hollow fiber is made porous,
Obtain a porous hollow fiber membrane. In the obtained porous hollow fiber membrane,
Heat treatment is performed as necessary to fix the porous structure.
【０００３】延伸工程は、通常、熱処理を行う熱ローラ
ー、冷延伸を行う冷延伸ローラー、熱延伸を行う熱延伸
ローラーと加熱炉が連続的に設けられた延伸装置で行わ
れている。この延伸装置のうち冷延伸を行う冷延伸ロー
ラーとしては、例えば図４に示すような、４本のフィー
ドローラー４２ａ、４２ｂと４本のテークアップローラ
ー４３ａ、４３ｂから構成されるものが使用されてい
る。この冷延伸ローラーにおいては、４本のフィードロ
ーラー４２ａ、４２ｂはすべて同じ方向に同じ円周速度
で回転し、４本のテークアップローラー４３ａ、４３ｂ
はすべて同じ方向に同じ円周速度で回転するが、その
際、テークアップローラー４３ａ、４３ｂの円周速度を
フィードローラー４２ａ、４２ｂの円周速度よりも大き
く設定することによって、フィードローラー４２ｂとテ
ークアップローラー４３ｂの間で中空糸４１に張力がか
かり、中空糸４１が延伸されるようになっている。この
ような延伸工程の、特に冷延伸時においては、中空糸４
１に大きな延伸張力がかかる。特に、外径や膜厚が大き
な中空糸４１を冷延伸するためには、より大きな延伸張
力が必要となる。[0003] The stretching step is usually performed by a stretching apparatus in which a hot roller for performing heat treatment, a cold stretching roller for performing cold stretching, a hot stretching roller for performing hot stretching and a heating furnace are continuously provided. As the cold stretching roller for performing the cold stretching in the stretching apparatus, for example, as shown in FIG. 4, a cold stretching roller composed of four feed rollers 42a and 42b and four take-up rollers 43a and 43b is used. I have. In this cold stretching roller, all four feed rollers 42a, 42b rotate in the same direction at the same circumferential speed, and the four take-up rollers 43a, 43b
All rotate in the same direction at the same circumferential speed. At this time, the circumferential speed of the take-up rollers 43a and 43b is set to be higher than the circumferential speed of the feed rollers 42a and 42b. Tension is applied to the hollow fiber 41 between the up rollers 43b, and the hollow fiber 41 is stretched. In such a stretching step, particularly during cold stretching, the hollow fiber 4
1 is subjected to a large stretching tension. In particular, in order to cold-draw the hollow fiber 41 having a large outer diameter and a large film thickness, a larger drawing tension is required.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、外径や
膜厚が大きな中空糸を大きな張力で冷延伸しようとする
と、冷延伸ローラーのローラー面上で中空糸がスリップ
するという問題があった。中空糸がローラー面上でスリ
ップすると、中空糸を均質に延伸することができず、未
延伸部分が生じてしまう、すなわち延伸むらが発生す
る。延伸むらがあると、均質な多孔質中空糸膜が得られ
ないことに加え、糸切れの原因となり、多孔質中空糸膜
を安定に生産することが困難であった。さらには、この
大きな張力が、熱処理工程中の中空糸にまで遡って伝わ
り、中空糸を細化してしまう場合や、中空糸の結晶配列
性を低下させてしまう場合があった。また、中空部が潰
れてしまうことから、中空糸の延伸にニップローラーを
使用することはできない。However, when a hollow fiber having a large outer diameter and a large film thickness is to be cold drawn with a large tension, there is a problem that the hollow fiber slips on the roller surface of the cold drawing roller. If the hollow fiber slips on the roller surface, the hollow fiber cannot be drawn uniformly, and an undrawn portion occurs, that is, drawing unevenness occurs. If there is uneven stretching, a uniform porous hollow fiber membrane cannot be obtained, and further, it may cause thread breakage, making it difficult to stably produce a porous hollow fiber membrane. Furthermore, this large tension is transmitted back to the hollow fiber during the heat treatment step, and the hollow fiber may be thinned or the crystal orientation of the hollow fiber may be reduced. Further, the nip roller cannot be used for stretching the hollow fiber because the hollow portion is crushed.
【０００５】本発明は前記事情に鑑みてなされたもの
で、冷延伸ローラーの中空糸の把持力を高め、中空糸に
大きな張力がかかった場合にも、冷延伸ローラーのロー
ラー面上での中空糸のスリップを抑制することによっ
て、外径や膜厚が大きな中空糸を延伸する場合であって
も、中空糸を均質に延伸し、高品質な多孔質中空糸膜を
安定に提供することを課題とする。The present invention has been made in view of the above circumstances, and increases the gripping force of a cold drawing roller on a hollow fiber so that the hollow drawing on the roller surface of the cold drawing roller can be performed even when a large tension is applied to the hollow fiber. By suppressing the slip of the yarn, even when a hollow fiber having a large outer diameter and a large film thickness is drawn, the hollow fiber is uniformly drawn to stably provide a high-quality porous hollow fiber membrane. Make it an issue.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明の多孔質中空糸膜
の製造装置は、結晶性ポリオレフィンからなる中空糸を
熱処理する熱処理部と、熱処理された中空糸を冷延伸す
る冷延伸部と、冷延伸された中空糸を熱延伸する熱延伸
部とを有する多孔質中空糸膜の製造装置であり、冷延伸
部が、複数のフィードローラーと、複数のテークアップ
ローラーとを有する冷延伸ローラーからなり、フィード
ローラーは、各フィードローラーのローラー面と中空糸
がなす接触角の合計が７２０度以上となるように設けら
れ、テークアップローラーは、各テークアップローラー
のローラー面と中空糸がなす接触角の合計が７２０度以
上となるように設けられていることを特徴とする。本発
明の多孔質中空糸膜の製造方法は、結晶性ポリオレフィ
ンからなる中空糸を熱処理する熱処理工程と、熱処理さ
れた中空糸を冷延伸する冷延伸工程と、冷延伸された中
空糸を熱延伸する熱延伸工程とを有する多孔質中空糸膜
の製造方法であり、冷延伸工程を、複数のフィードロー
ラーと複数のテークアップローラーとを有する冷延伸ロ
ーラーで、各フィードローラーのローラー面と中空糸が
なす接触角の合計が７２０度以上となり、各テークアッ
プローラーのローラー面と中空糸がなす接触角の合計が
７２０度以上となるように行うことを特徴とする。本発
明の多孔質中空糸膜の製造方法は、断面積が０．０６ｍ
ｍ2 以上の中空糸から多孔質中空糸膜を製造する場合に
特に適している。An apparatus for producing a porous hollow fiber membrane according to the present invention comprises a heat treatment section for heat-treating a hollow fiber made of crystalline polyolefin, a cold drawing section for cold-drawing the heat-treated hollow fiber, It is a manufacturing apparatus of a porous hollow fiber membrane having a hot drawing section for hot drawing a cold drawn hollow fiber, wherein the cold drawing section comprises a plurality of feed rollers and a cold drawing roller having a plurality of take-up rollers. The feed roller is provided such that the total contact angle between the roller surface of each feed roller and the hollow fiber is 720 degrees or more, and the take-up roller is provided in contact with the roller surface of each take-up roller and the hollow fiber. It is characterized in that it is provided so that the sum of the angles is 720 degrees or more. The method for producing a porous hollow fiber membrane of the present invention includes a heat treatment step of heat-treating a hollow fiber made of a crystalline polyolefin, a cold drawing step of cold-drawing the heat-treated hollow fiber, and a hot drawing of the cold-drawn hollow fiber. A hot drawing step, wherein the cold drawing step is performed by a cold drawing roller having a plurality of feed rollers and a plurality of take-up rollers. Is performed so that the total contact angle formed by the hollow fibers with the roller surface of each take-up roller becomes 720 degrees or more. The method for producing a porous hollow fiber membrane of the present invention has a cross-sectional area of 0.06 m
It is particularly suitable when producing a porous hollow fiber membrane from hollow fibers of m 2 or more.
【０００７】[0007]
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の多孔質中空糸膜の製造装置は、高配向結晶性ポ
リオレフィンの中空糸の熱処理工程を行う熱処理部と、
熱処理された中空糸を冷却した後に延伸する工程、すな
わち冷延伸工程を行う冷延伸部と、冷延伸された中空糸
の熱延伸工程を行う熱延伸部とを有し、中空糸を連続的
に熱処理、冷延伸、熱延伸できるようになっている。熱
処理工程では、ポリオレフィンの中空糸はポリオレフィ
ンの融点よりも低い温度に加熱され、結晶構造が制御さ
れる。ついで行われる冷延伸工程では、ポリオレフィン
の結晶構造が緩和されることなく破壊され、中空糸の壁
面には多数のミクロクレーズが形成される。多数の、ミ
クロクレーズが形成された中空糸は、熱延伸工程で多孔
質化され、多孔質中空糸膜となる。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The apparatus for producing a porous hollow fiber membrane of the present invention includes a heat treatment section for performing a heat treatment step of a hollow fiber of highly oriented crystalline polyolefin,
A step of drawing after cooling the heat-treated hollow fiber, that is, a cold drawing section for performing a cold drawing step, and a hot drawing section for performing a hot drawing step of the cold drawn hollow fiber, and continuously forming the hollow fiber. Heat treatment, cold stretching, and hot stretching can be performed. In the heat treatment step, the polyolefin hollow fiber is heated to a temperature lower than the melting point of the polyolefin, and the crystal structure is controlled. In the subsequent cold drawing step, the polyolefin crystal structure is broken without being relaxed, and a large number of microcrazes are formed on the wall surface of the hollow fiber. A large number of hollow fibers formed with microcrazes are made porous in a heat drawing step to form a porous hollow fiber membrane.
【０００８】図１は、本発明の多孔質中空糸膜の製造装
置の一例を示すものであり、熱処理部１０と冷延伸部２
０の概略構成図である。熱処理部１０と冷延伸部２０
は、それぞれステンレス製の複数のローラーから構成さ
れている。熱処理部１０は７本の熱ローラー１２から構
成されていて、フィードローラー１３によって熱処理部
１０に導入された中空糸１１は、熱ローラー１２のロー
ラー面上で加熱されながら、冷延伸部２０へと送られる
ようになっている。熱ローラー１２の直径は５０〜６０
０ｍｍである。冷延伸部２０は、８本のフィードローラ
ー２１と１２本のテークアップローラー２２を有する冷
延伸ローラーから構成されている。この冷延伸ローラー
においては、８本のフィードローラー２１をすべて同じ
方向に同じ円周速度で回転させ、１２本のテークアップ
ローラー２２をすべて同じ方向に同じ円周速度で回転さ
せ、かつ、テークアップローラー２２の円周速度をフィ
ードローラー２１の円周速度よりも大きく設定すること
によって、フィードローラー２１ｃとテークアップロー
ラー２２ｃの間の区間にある中空糸１１に張力がかか
り、中空糸１１がここで冷延伸されるようになってい
る。中空糸１１に張力がかかり冷延伸される区間を冷延
伸区間Ｌとし、図２に示す。FIG. 1 shows an example of an apparatus for producing a porous hollow fiber membrane according to the present invention.
0 is a schematic configuration diagram. Heat treatment section 10 and cold drawing section 20
Is composed of a plurality of stainless steel rollers. The heat treatment unit 10 is composed of seven heat rollers 12, and the hollow fiber 11 introduced into the heat treatment unit 10 by the feed roller 13 is heated on the roller surface of the heat roller 12 to the cold drawing unit 20. It is being sent. The diameter of the heat roller 12 is 50-60
0 mm. The cold stretching section 20 is composed of a cold stretching roller having eight feed rollers 21 and twelve take-up rollers 22. In this cold drawing roller, all eight feed rollers 21 are rotated in the same direction at the same circumferential speed, all twelve take-up rollers 22 are rotated in the same direction at the same circumferential speed, and take-up is performed. By setting the circumferential speed of the roller 22 higher than the circumferential speed of the feed roller 21, tension is applied to the hollow fiber 11 in the section between the feed roller 21c and the take-up roller 22c, and the hollow fiber 11 It is designed to be cold drawn. The section where the hollow fiber 11 is tensioned and cold drawn is referred to as a cold drawing section L and is shown in FIG.
【０００９】冷延伸部２０の８本のフィードローラー２
１のうち、熱処理部１０側に設けられた４本のフィード
ローラーは第１フィードローラー２１ａであり、その内
部に冷却水を流通させ、中空糸１１を冷却しながら進行
させることができるようになっている。第１フィードロ
ーラー２１ａの直径は５０〜６００ｍｍである。テーク
アップローラー２２側に設けられた４本のフィードロー
ラーは第２フィードローラー２１ｂ、２１ｃであり、０
〜６０℃に保たれていて、第１フィードローラー２１ａ
で冷却された中空糸１１の温度を維持、または、さらに
冷却しながら、テークアップローラー２２側へと進行さ
せることができるようになっている。第２フィードロー
ラー２１ｂ、２１ｃの直径は、２０〜２００ｍｍであ
る。The eight feed rollers 2 in the cold drawing section 20
1, four feed rollers provided on the heat treatment section 10 side are the first feed rollers 21a, and the cooling water can be circulated inside the first feed rollers 21a, and the hollow fibers 11 can be advanced while being cooled. ing. The diameter of the first feed roller 21a is 50 to 600 mm. The four feed rollers provided on the take-up roller 22 side are the second feed rollers 21b and 21c.
~ 60 ° C, the first feed roller 21a
The temperature of the hollow fiber 11 cooled in the step (1) can be maintained or further cooled, and the hollow fiber 11 can be advanced to the take-up roller 22 side. The diameter of the second feed rollers 21b and 21c is 20 to 200 mm.
【００１０】１２本のテークアップローラー２２のう
ち、フィードローラー２１側に設けられた４本のテーク
アップローラーは、直径２０〜２００ｍｍの第１テーク
アップローラー２２ｂ、２２ｃであり、図示略の熱延伸
部側に設けられた８本のテークアップローラーは、直径
５０〜６００ｍｍの第２テークアップローラー２２ａで
ある。これらのテークアップローラー２２は、冷延伸区
間Ｌで冷延伸された中空糸１１を熱延伸部へと進行させ
るようになっている。Of the twelve take-up rollers 22, four take-up rollers provided on the feed roller 21 side are first take-up rollers 22b and 22c having a diameter of 20 to 200 mm. The eight take-up rollers provided on the unit side are the second take-up rollers 22a having a diameter of 50 to 600 mm. These take-up rollers 22 advance the hollow fiber 11 cold-drawn in the cold drawing section L to the hot drawing section.
【００１１】この冷延伸ローラーにおいては、８本のフ
ィードローラー２１は、それぞれのローラーのローラー
面と中空糸１１がなす接触角をすべて合計すると、７２
０度以上となるように設けられている。また、１２本の
テークアップローラー２２は、それぞれのローラーのロ
ーラー面と中空糸１１がなす接触角をすべて合計する
と、７２０度以上となるように設けられている。ここで
ローラー面と中空糸１１がなす接触角とは図３において
θで示される角であり、ローラー断面の円２３を考えた
場合、この円２３において、中空糸１１が接触している
円弧部分に対応する円周角である。すなわち、８本のフ
ィードローラー２１と中空糸１１がなす接触角は、最も
熱処理部１０側に設置された第１フィードローラー２１
ａから最もテークアップローラー２２側に設置された第
２フィードローラー２１ｃに向かって、順にそれぞれ２
２０°、２２０°、２２０°、１３４°、６５°、１８
８°、１８８°、２４５°となっていて、これら接触角
の合計は１４８０°である。また、１２本のテークアッ
プ側ローラー２２と中空糸１１がなす接触角は、最も第
２フィードローラー２１側に設置された第１テークアッ
プローラー２２ｃから最も熱延伸部側に設置された第２
テークアップローラー２２ａに向かって、順にそれぞ
れ、２４４°、２１５°１９４°、４３°、１３４°、
２２０°、２２０°、２２０°、２２０°、１３４°、
１３４°、１３４°となっていて、これら接触角の合計
は１９７８°である。In this cold drawing roller, the eight feed rollers 21 have a total of 72 contact angles between the roller surface of each roller and the hollow fiber 11.
It is provided so that it becomes 0 degree or more. The twelve take-up rollers 22 are provided so that the total contact angle between the roller surface of each roller and the hollow fiber 11 is 720 degrees or more. Here, the contact angle between the roller surface and the hollow fiber 11 is an angle indicated by θ in FIG. 3, and when considering a circle 23 of the roller cross section, in this circle 23, an arc portion where the hollow fiber 11 is in contact Is the circumferential angle corresponding to. That is, the contact angle formed between the eight feed rollers 21 and the hollow fiber 11 is the first feed roller 21 which is disposed closest to the heat treatment unit 10.
a in order from the first feed roller 21a to the second feed roller 21c disposed closest to the take-up roller 22 side.
20 °, 220 °, 220 °, 134 °, 65 °, 18
8 °, 188 °, and 245 °, and the total of these contact angles is 1480 °. The contact angle between the twelve take-up-side rollers 22 and the hollow fibers 11 is from the first take-up roller 22c installed at the second feed roller 21 side to the second take-up roller 22c installed at the hot stretched unit side.
Toward the take-up roller 22a, respectively, 244 °, 215 ° 194 °, 43 °, 134 °,
220 °, 220 °, 220 °, 220 °, 134 °,
134 ° and 134 °, and the total of these contact angles is 1978 °.
【００１２】このような製造装置を使用して、高配向結
晶性ポリオレフィンの中空糸１１から多孔質中空糸膜を
製造する場合には、まず、ポリオレフィンの中空糸１１
をフィードローラー１３で熱ローラー１２へと導入す
る。中空糸１１は７本の熱ローラー１２上を進行しなが
ら加熱され、ポリオレフィンの結晶構造が制御される。
この際の熱ローラーの温度、すなわち熱処理温度は、ポ
リオレフィンの種類によっても異なるが、ポリオレフィ
ンの融点より低い温度であり、通常９０〜１５０℃であ
る。ポリオレフィンとしてポリエチレンが使用される場
合には９０〜１２５℃、ポリプロピレンが使用される場
合には１２０〜１５０℃が好ましい。また、中空糸１１
が熱処理工程において熱処理される時間、すなわち滞在
時間は通常、５秒以上である。When a porous hollow fiber membrane is produced from a highly oriented crystalline polyolefin hollow fiber 11 using such a production apparatus, first, a polyolefin hollow fiber 11 is used.
Is introduced into the heat roller 12 by the feed roller 13. The hollow fiber 11 is heated while traveling on the seven heat rollers 12, and the crystal structure of the polyolefin is controlled.
At this time, the temperature of the heat roller, that is, the heat treatment temperature depends on the type of the polyolefin, but is lower than the melting point of the polyolefin, and is usually 90 to 150 ° C. When polyethylene is used as the polyolefin, 90 to 125 ° C is preferable, and when polypropylene is used, 120 to 150 ° C is preferable. In addition, the hollow fiber 11
Is usually heat treated in the heat treatment step, that is, the residence time is usually 5 seconds or more.
【００１３】熱処理部１０で結晶構造が制御された中空
糸１１は、ついで、冷延伸ローラーへと送られ、まず、
第１フィードローラー２１ａ上を進行しながら冷却され
る。この際、第１フィードローラー２１ａ中を流通する
冷却水の温度を０〜６０℃程度に制御することにより、
熱処理された中空糸１１を効果的に冷却できる。冷却さ
れた中空糸１１は、ついで、第２フィードローラー２１
ｂ、２１ｃ上を進行し、第２フィードローラー２１ｃと
第１テークアップローラー２２ｃの間の冷延伸区間Ｌで
冷延伸される。[0013] The hollow fiber 11 whose crystal structure is controlled by the heat treatment unit 10 is then sent to a cold drawing roller.
It is cooled while traveling on the first feed roller 21a. At this time, by controlling the temperature of the cooling water flowing through the first feed roller 21a to about 0 to 60 ° C.,
The heat-treated hollow fiber 11 can be effectively cooled. The cooled hollow fiber 11 is then fed to the second feed roller 21.
b, 21c, and is cold-drawn in a cold-drawing section L between the second feed roller 21c and the first take-up roller 22c.
【００１４】ここで、８本のフィードローラー２１は、
各フィードローラー２１ａ、２１ｂ、２１ｃのローラー
面と中空糸１１がなす接触角の合計が７２０度以上とな
るように設られていて、１２本のテークアップローラー
２２は、各テークアップローラー２２ａ、２２ｂ、２２
ｃのローラー面と中空糸１１がなす接触角の合計が７２
０度以上となるように設けられているので、各ローラー
面と中空糸１１との接触面積が大きく、各ローラー面と
中空糸１１との間の摩擦力が大きい。よって、これらの
フィードローラー２１とテークアップローラー２２は中
空糸１１を強力に把持することができる。その結果、冷
延伸区間Ｌで中空糸１１に大きな張力がかかった場合に
も、ローラー面上で中空糸１１がスリップすることがな
く、中空糸１１を均質に延伸することができ、未延伸部
分が生じることによる延伸むらや、糸切れを起こりにく
くすることができる。また、このように冷延伸部２０で
中空糸１１を強く把持することによって、中空糸１１に
かかる張力が熱処理部１０にまで遡って伝わることがな
く、熱処理部１０の中空糸１１に張力がかかることによ
り起こる中空糸１１の細化がおこらない。特に、冷延伸
時に大きな張力を必要とする、断面積が０．０６ｍｍ2
以上の膜厚や外径が大きな中空糸１１であっても、ロー
ラー面上で中空糸１１がスリップすることがなく、均質
な多孔質中空糸膜とすることができる。Here, the eight feed rollers 21
The total contact angle between the roller surface of each feed roller 21a, 21b, 21c and the hollow fiber 11 is set to be equal to or more than 720 degrees, and the twelve take-up rollers 22 are used as the respective take-up rollers 22a, 22b. , 22
The total contact angle between the roller surface of c and the hollow fiber 11 is 72
Since it is provided so as to be 0 ° or more, the contact area between each roller surface and the hollow fiber 11 is large, and the frictional force between each roller surface and the hollow fiber 11 is large. Therefore, the feed roller 21 and the take-up roller 22 can strongly hold the hollow fiber 11. As a result, even when a large tension is applied to the hollow fiber 11 in the cold drawing section L, the hollow fiber 11 can be uniformly drawn without slipping on the roller surface, and the undrawn part This can make it difficult to cause uneven drawing and yarn breakage due to the occurrence of the wrinkles. In addition, since the hollow fiber 11 is strongly gripped by the cold drawing unit 20 as described above, the tension applied to the hollow fiber 11 does not travel back to the heat treatment unit 10, and the tension is applied to the hollow fiber 11 of the heat treatment unit 10. The resulting thinning of the hollow fiber 11 does not occur. Particularly, a large tension is required during cold stretching, and the cross-sectional area is 0.06 mm 2
Even if the hollow fiber 11 has the above-mentioned film thickness and large outer diameter, the hollow fiber 11 does not slip on the roller surface, and a uniform porous hollow fiber membrane can be obtained.
【００１５】また、冷延伸区間Ｌの前後の第２フィード
ローラー２１ｃと第１テークアップローラー２２ｃの外
径を小さくすることによって、中空糸１１の延伸点を固
定でき、延伸むらを低減することができる。この第２フ
ィードローラー２１ｃと第１テークアップローラー２２
ｃの外径は、２０〜１５０ｍｍが好ましい。２０ｍｍ未
満では、これらのローラーの強度が不十分となる場合が
ある。Further, by reducing the outer diameters of the second feed roller 21c and the first take-up roller 22c before and after the cold drawing section L, the drawing point of the hollow fiber 11 can be fixed, and uneven drawing can be reduced. it can. The second feed roller 21c and the first take-up roller 22
The outer diameter of c is preferably from 20 to 150 mm. If it is less than 20 mm, the strength of these rollers may be insufficient.
【００１６】冷延伸区間Ｌの距離は任意に設定すること
ができるが、距離が短い方が延伸点を固定でき、延伸む
らの発生を抑制でき、均一に延伸できるため好ましい。
好ましくは１００ｍｍ以下である。また、テークアップ
ローラー２２の円周速度とフィードローラー１１の円周
速度との比率を変化させることによって、冷延伸倍率を
任意に設定できる。冷延伸倍率には制限はないが、高す
ぎると結晶部の変形が生じ、孔形成が不十分となった
り、冷延伸部での糸切れが生じ易くなることから、通常
５〜２００％である。また、中空糸の冷延伸温度は、通
常０〜６０℃である。この温度範囲で冷延伸することに
よって、ポリオレフィンの結晶構造を緩和させることな
く破壊することができ、その結果、熱延伸工程で、均質
な多孔質中空糸膜を生成させることができる。冷延伸工
程に引き続いて行われる熱延伸工程は、通常９０℃以上
の温度に加熱された加熱炉にて、中空糸１１を加熱しな
がら延伸倍率１００〜１０００％程度で行われる。The length of the cold stretching section L can be arbitrarily set, but a shorter distance is preferable because the stretching point can be fixed, the occurrence of stretching unevenness can be suppressed, and uniform stretching can be achieved.
Preferably it is 100 mm or less. Further, by changing the ratio between the circumferential speed of the take-up roller 22 and the circumferential speed of the feed roller 11, the cold stretching ratio can be arbitrarily set. The cold draw ratio is not limited, but if it is too high, the crystal part is deformed, and the formation of pores becomes insufficient or the yarn is easily broken at the cold draw part. . The cold drawing temperature of the hollow fiber is usually 0 to 60 ° C. By cold stretching in this temperature range, the polyolefin can be broken without relaxing the crystal structure, and as a result, a homogeneous porous hollow fiber membrane can be generated in the hot stretching step. The hot drawing step performed subsequent to the cold drawing step is usually performed at a draw ratio of about 100 to 1000% while heating the hollow fiber 11 in a heating furnace heated to a temperature of 90 ° C. or higher.
【００１７】このような多孔質中空糸膜の製造装置を使
用すると、冷延伸ローラーのローラー面と中空糸１１と
の接触面積が大きいため、ローラー面と中空糸１１の間
の摩擦力も大きく、中空糸１１を強力に把持することが
できる。その結果、冷延伸区間Ｌで中空糸１１に大きな
張力がかかった場合にも、ローラー面上で中空糸１１が
スリップすることがなく、中空糸１１を均質に延伸する
ことができ、未延伸部分が生じることによる延伸むら
や、糸切れを起こりにくくすることができる。また、冷
延伸部２０で中空糸を強く把持できるため、中空糸１１
にかかる張力が熱処理部１０にまで遡って伝わることが
なく、中空糸１１の細化がおこらない。特に、断面積が
０．０６ｍｍ2 以上の膜厚や外径が大きな中空糸であっ
ても、安定に、均質な多孔質中空糸膜とすることができ
る。When such a porous hollow fiber membrane manufacturing apparatus is used, since the contact area between the roller surface of the cold drawing roller and the hollow fiber 11 is large, the frictional force between the roller surface and the hollow fiber 11 is large, and The thread 11 can be gripped strongly. As a result, even when a large tension is applied to the hollow fiber 11 in the cold drawing section L, the hollow fiber 11 can be uniformly drawn without slipping on the roller surface, and the undrawn part This can make it difficult to cause uneven drawing and yarn breakage due to the occurrence of the wrinkles. Further, since the hollow fiber can be strongly gripped by the cold drawing section 20, the hollow fiber 11
Is not transmitted back to the heat treatment unit 10 and the hollow fiber 11 is not thinned. In particular, even with a hollow fiber having a cross-sectional area of 0.06 mm 2 or more and a large outer diameter, a homogeneous porous hollow fiber membrane can be stably formed.
【００１８】[0018]
【発明の効果】以上説明したように本発明の多孔質中空
糸膜の製造装置および製造方法によれば、冷延伸時に中
空糸に大きな張力がかかった場合にも、ローラー面上で
中空糸がスリップすることがないため、高品質の多孔質
中空糸膜を安定に生産できる。As described above, according to the apparatus and method for producing a porous hollow fiber membrane of the present invention, even when a large tension is applied to the hollow fiber during cold drawing, the hollow fiber can remain on the roller surface. Since there is no slip, a high-quality porous hollow fiber membrane can be stably produced.
【図１】 多孔質中空糸膜の製造装置の一例を示す概略
構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an example of an apparatus for producing a porous hollow fiber membrane.
【図２】 冷延伸区間を示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory view showing a cold stretching section.
【図３】 接触角を示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing a contact angle.
【図４】 冷延伸ローラーの一例を示す概略図である。FIG. 4 is a schematic view showing an example of a cold stretching roller.
１０…熱処理部、１１…中空糸、２０…冷延伸部、２１
…フィードローラー、２２…テークアップローラー10 heat treatment part, 11 hollow fiber, 20 cold drawing part, 21
... Feed roller, 22 ... Take-up roller
Claims (7)
熱処理する熱処理部と、熱処理された中空糸を冷延伸す
る冷延伸部と、冷延伸された中空糸を熱延伸する熱延伸
部とを有する多孔質中空糸膜の製造装置であり、 冷延伸部が、複数のフィードローラーと、複数のテーク
アップローラーとを有する冷延伸ローラーからなり、 フィードローラーは、各フィードローラーのローラー面
と中空糸がなす接触角の合計が７２０度以上となるよう
に設けられ、 テークアップローラーは、各テークアップローラーのロ
ーラー面と中空糸がなす接触角の合計が７２０度以上と
なるように設けられていることを特徴とする多孔質中空
糸膜の製造装置。1. A porosity having a heat treatment section for heat-treating a hollow fiber made of crystalline polyolefin, a cold drawing section for cold-drawing the heat-treated hollow fiber, and a hot drawing section for hot-drawing the cold-drawn hollow fiber. An apparatus for producing a porous hollow fiber membrane, wherein the cold drawing section comprises a cold drawing roller having a plurality of feed rollers and a plurality of take-up rollers, and the feed roller is formed by a hollow fiber and a roller surface of each feed roller. The take-up roller is provided so that the total contact angle is 720 degrees or more, and the take-up roller is provided so that the total contact angle between the roller surface of each take-up roller and the hollow fiber is 720 degrees or more. Characteristic porous hollow fiber membrane manufacturing equipment.
熱処理する熱処理工程と、熱処理された中空糸を冷延伸
する冷延伸工程と、冷延伸された中空糸を熱延伸する熱
延伸工程とを有する多孔質中空糸膜の製造方法であり、 冷延伸工程を、複数のフィードローラーと複数のテーク
アップローラーとを有する冷延伸ローラーで、各フィー
ドローラーのローラー面と中空糸がなす接触角の合計が
７２０度以上となり、各テークアップローラーのローラ
ー面と中空糸がなす接触角の合計が７２０度以上となる
ように行うことを特徴とする多孔質中空糸膜の製造方
法。2. A porosity comprising a heat treatment step of heat-treating a hollow fiber made of crystalline polyolefin, a cold drawing step of cold-drawing the heat-treated hollow fiber, and a hot drawing step of hot-drawing the cold drawn hollow fiber. The cold drawing step is performed by a cold drawing roller having a plurality of feed rollers and a plurality of take-up rollers, and the total contact angle between the roller surface of each feed roller and the hollow fiber is 720. And a total contact angle between the roller surface of each take-up roller and the hollow fiber is 720 degrees or more.
あることを特徴とする請求項２に記載の多孔質中空糸膜
の製造方法。3. The method for producing a porous hollow fiber membrane according to claim 2, wherein the cross-sectional area of the hollow fiber is 0.06 mm 2 or more.
２００％であることを特徴とする請求項２または３に記
載の多孔質中空糸膜の製造方法。4. The cold stretching ratio in the cold stretching step is 5 to 5.
The method for producing a porous hollow fiber membrane according to claim 2 or 3, wherein the content is 200%.
０ｍｍ以下であり、冷延伸温度が０〜６０℃であること
を特徴とする請求項２ないし４のいずれかに記載の多孔
質中空糸膜の製造方法。5. The cold stretching section in the cold stretching step has a length of 10
The method for producing a porous hollow fiber membrane according to any one of claims 2 to 4, wherein the temperature is 0 mm or less and the cold stretching temperature is 0 to 60 ° C.
〜１５０℃であり、滞在時間が５秒以上であることを特
徴とする請求項２ないし５のいずれかに記載の多孔質中
空糸膜の製造方法。6. The heat treatment temperature in the heat treatment step is 90.
The method for producing a porous hollow fiber membrane according to any one of claims 2 to 5, wherein the temperature is up to 150C and the residence time is 5 seconds or more.
℃以上であることを特徴とする請求項２ないし６のいず
れかに記載の多孔質中空糸膜の製造方法。7. A hot stretching temperature in the hot stretching step is 90.
The method for producing a porous hollow fiber membrane according to any one of claims 2 to 6, wherein the temperature is not lower than 0C.
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|---|---|---|---|
| JP2000010688A JP2001200423A (en) | 2000-01-19 | 2000-01-19 | Apparatus for producing porous hollow fiber membrane and method for producing the membrane |
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| JP (1) | JP2001200423A (en) |
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2000
- 2000-01-19 JP JP2000010688A patent/JP2001200423A/en not_active Withdrawn
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