JP2009297641A - Braid-consolidated hollow fiber membrane - Google Patents

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忠均 廉
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a braid-consolidated hollow fiber membrane with high pressure resistance even in high pressure liquid, keeping the form of the membrane, causing no dimensional change in an organic solvent liquid of high temperature, and securing dimensional stability of the membrane. <P>SOLUTION: In the braid-consolidated hollow fiber membrane formed with an activated layer on the surface of the tubular braid, the braid is formed by mixing and braiding metallic wires and polymer fibers. The hollow fiber membrane can be used for a separation process in a high pressure owing to its pressure resistance, used for separation of the organic solvent at high temperature owing to its dimensional stability, and also is applicable to various application fields owing to its conductivity. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、ブレード強化中空糸膜に関する。   The present invention relates to a blade-reinforced hollow fiber membrane.

中空糸膜を高圧下において使用するためには、外圧に対する膜の機械的な安定性を確保しなければならず、中空糸膜を高温の有機溶媒性液体に使用するためには、膜の寸法安定性が求められる。外圧に対する膜の安定性を高めるために、膜の厚さを高め、且つ、気孔率を下げる方法があるが、これは、膜を通じての液体の透過速度を落とすという新たな問題を引き起こす。このため、管状のブレードをもって中空糸膜の活性層膜を強化しようとする試みが種々になされている。   In order to use the hollow fiber membrane under high pressure, it is necessary to ensure the mechanical stability of the membrane against external pressure, and in order to use the hollow fiber membrane in a high temperature organic solvent liquid, the dimensions of the membrane Stability is required. In order to increase the stability of the membrane against external pressure, there is a method of increasing the thickness of the membrane and lowering the porosity, which causes a new problem of reducing the liquid permeation rate through the membrane. For this reason, various attempts have been made to reinforce the active layer membrane of the hollow fiber membrane with a tubular blade.

従来、廃水処理及び生物学的な膜反応工程など、主として常温下において非溶媒性溶液を処理する膜分離工程に用いられる中空糸膜は、高分子繊維だけを使用して管状にブレードを編造し、その外表面に活性層膜を形成していた。このブレードの編造に用いられる高分子繊維としては、一般に、ポリエステル、ナイロン、アラミド、ポリプロピレン、ポリエチレンなどの繊維が使用され、使用用途に応じて、これらのうち好適な高分子繊維材料が選定される。高温の分離膜工程に用いられる中空糸型分離膜のブレード製造にはガラス繊維が使用されることもある。ブレードの厚さ及び内径は、使用される繊維の種類、ヤーンを構成する単位フィラメントの太さ(デニール)、フィラメントの数、そして編造に用いられるヤーンの筋数に応じて決められる。   Conventionally, hollow fiber membranes used mainly in membrane separation processes for treating non-solvent solutions at normal temperatures, such as wastewater treatment and biological membrane reaction processes, are braided into a tubular shape using only polymer fibers. The active layer film was formed on the outer surface. In general, fibers such as polyester, nylon, aramid, polypropylene, and polyethylene are used as the polymer fibers used for knitting the blade, and a suitable polymer fiber material is selected according to the intended use. . Glass fiber may be used for manufacturing a blade of a hollow fiber type separation membrane used in a high temperature separation membrane process. The thickness and inner diameter of the blade are determined according to the type of fiber used, the thickness of the unit filament constituting the yarn (denier), the number of filaments, and the number of yarn streaks used for knitting.

上述した従来の高分子繊維ブレード強化中空糸膜は、膜の長手方向への負荷に対する特性、すなわち、膜の引張り強度は極めて優れているものの、膜表面に垂直に働く負荷、すなわち、径方向の圧力に対してはその抵抗性(耐圧性)が極めて弱く、径方向の圧力が大きくなると、膜が元の形状を失い易いという不都合がある。例えば、高分子繊維ブレード強化中空糸膜が20気圧以上圧力の逆浸透圧膜分離工程に使用される場合、活性層膜が円形断面の管形状を維持することができず、圧力によりその断面形状が歪んでしまう。   The above-mentioned conventional polymer fiber blade reinforced hollow fiber membrane has a characteristic with respect to the load in the longitudinal direction of the membrane, that is, the tensile strength of the membrane is extremely excellent, but the load acting perpendicular to the membrane surface, that is, in the radial direction. With respect to pressure, the resistance (pressure resistance) is extremely weak, and when the radial pressure increases, there is a disadvantage that the film tends to lose its original shape. For example, when a polymer fiber blade reinforced hollow fiber membrane is used in a reverse osmotic pressure membrane separation process at a pressure of 20 atm or higher, the active layer membrane cannot maintain a circular cross-sectional tube shape, and the cross-sectional shape is increased by pressure Will be distorted.

一般に、高分子素材からなる活性層膜が高温の有機溶媒に対して寸法安定性を有することは、極めて困難である。ところが、上述した従来の高分子繊維ブレード強化中空糸膜は、高温の有機溶媒性液体下において活性層膜だけではなく、ブレードそのものの寸法も変わってしまう。このように、寸法安定性が失われると、ブレードと活性層との間の界面に相当な応力が発生し、活性層膜に損傷を来たすという不都合がある。   In general, it is extremely difficult for an active layer film made of a polymer material to have dimensional stability against a high-temperature organic solvent. However, the above-described conventional polymer fiber blade reinforced hollow fiber membrane changes not only the active layer membrane but also the size of the blade itself under a high temperature organic solvent liquid. As described above, when the dimensional stability is lost, a considerable stress is generated at the interface between the blade and the active layer, and the active layer film is damaged.

結果として、従来の高分子繊維ブレード強化中空糸膜は、低圧、常温、非溶媒性液体には使用に問題がないが、高圧の液体または高温の有機溶媒性液体には使用し難いという短所があるのである。   As a result, conventional polymer fiber blade reinforced hollow fiber membranes have no drawbacks in use for low pressure, room temperature, non-solvent liquids, but are difficult to use for high pressure liquids or high temperature organic solvent liquids. There is.

このため、強化材として用いられるブレードに活性層の膜が塗布されており、このブレードが機械的な負荷(高圧)だけではなく、高温の有機溶媒露出による寸法変化を主として担うため、中空糸膜の形態安定性や寸法安定性のためには、ブレードの改善が望まれるのである。   For this reason, the active layer film is applied to the blade used as a reinforcing material, and this blade mainly bears not only the mechanical load (high pressure) but also the dimensional change due to exposure to high temperature organic solvent. Therefore, improvement of the blade is desired for the form stability and dimensional stability.

そこで、本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的は、高圧の液体においても耐圧性が大きく膜の形態を保持することができ、高温の有機溶媒性液体において膜の寸法変化がなく、膜の寸法安定性を確保することが可能な、新規かつ改良されたブレード強化中空糸膜を提供することにある。   Therefore, the present invention has been made in view of such problems, and the object thereof is to have a high pressure resistance even in a high-pressure liquid and to maintain the form of the film, and in a high-temperature organic solvent liquid, It is an object of the present invention to provide a new and improved blade-reinforced hollow fiber membrane that does not change in dimensions and can ensure the dimensional stability of the membrane.

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、管状のブレードの表面に活性層膜を形成した中空糸膜において、前記ブレードは、金属線と高分子繊維を混合して編造し、有機溶媒に対する膜の寸法安定性及び径方向の外部圧力に対する膜の形態安定性を向上させ、膜に伝導性を付与したブレード強化中空糸膜が提供される。   In order to solve the above problems, according to an aspect of the present invention, in a hollow fiber membrane in which an active layer membrane is formed on the surface of a tubular blade, the blade is knitted by mixing a metal wire and a polymer fiber. There is provided a blade-reinforced hollow fiber membrane that improves the dimensional stability of the membrane against an organic solvent and the morphological stability of the membrane against an external pressure in the radial direction, and imparts conductivity to the membrane.

前記金属線は、銅線、ニッケル線、ステンレス鋼線、錫線またはニクロム線のなかから選択された1種または2種以上の金属線であってもよい。   The metal wire may be one or more metal wires selected from a copper wire, a nickel wire, a stainless steel wire, a tin wire or a nichrome wire.

前記金属線は、0.05mm〜0.40mmの直径を有するものであってもよい。   The metal wire may have a diameter of 0.05 mm to 0.40 mm.

前記高分子繊維は、ポリエステル、ナイロン、アラミド、ポリプロピレンまたはポリエチレンのなかから選択された1種または2種以上の繊維であってもよい。   The polymer fiber may be one or more fibers selected from polyester, nylon, aramid, polypropylene, or polyethylene.

前記高分子繊維は、100〜500デニールの太さを有する単一フィラメントの繊維10〜400本が組み合わせられて単一筋を形成したヤーンであってもよい。   The polymer fiber may be a yarn in which 10 to 400 single filament fibers having a thickness of 100 to 500 denier are combined to form a single line.

前記ブレード編造に用いられる前記高分子繊維及び前記金属線の全体の筋数は、10〜80筋であってもよい。   The total number of bars of the polymer fiber and the metal wire used for the blade knitting may be 10 to 80 bars.

前記金属線は、編造前に予め前記高分子繊維と合糸して単一筋を形成するか、または、前記金属線だけで単一筋を形成したものであってもよい。   The metal wire may be formed by combining with the polymer fiber in advance before knitting to form a single line, or a single line formed only by the metal wire.

前記金属線だけで単一筋を形成した前記金属線の太さは、前記高分子繊維と合糸する前記金属線の太さよりも太くてもよい。   The thickness of the metal line in which a single line is formed only by the metal line may be larger than the thickness of the metal line combined with the polymer fiber.

編造に用いられる前記金属線筋数は、全体の編造糸筋数に対して、5〜30%であってもよい。   The number of the metal wire reinforcing bars used for knitting may be 5 to 30% with respect to the total number of knitting yarn reinforcing bars.

前記ブレードにおける各金属線は、隣接する前記金属線と等間隔を維持しながら編造されたものであってもよい。   Each metal wire in the blade may be knitted while maintaining an equal interval with the adjacent metal wire.

本発明によれば、膜の耐圧性の向上により、高圧下における分離工程に中空糸膜を使用することができ、膜の寸法安定性の向上により、高温下における有機溶媒分離に中空糸膜を使用することができる。さらに、膜の伝導性により、中空糸膜を種々の応用分野に適用することができる。   According to the present invention, a hollow fiber membrane can be used for a separation process under high pressure due to an improvement in pressure resistance of the membrane, and a hollow fiber membrane can be used for organic solvent separation under a high temperature due to an improvement in dimensional stability of the membrane. Can be used. Furthermore, the hollow fiber membrane can be applied to various application fields due to the conductivity of the membrane.

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。   Exemplary embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, in this specification and drawing, about the component which has the substantially same function structure, duplication description is abbreviate | omitted by attaching | subjecting the same code | symbol.

本発明は、金属線と高分子繊維を混合編造して管状のブレードを作り、その外面に活性層を形成することにより、中空糸膜を高圧の液体または高温の有機溶媒性液体にも使用可能にした金属線混造ブレード強化中空糸膜に関する。   In the present invention, a hollow fiber membrane can be used for a high-pressure liquid or a high-temperature organic solvent liquid by forming a braided blade by mixing and knitting metal wires and polymer fibers and forming an active layer on the outer surface thereof. The present invention relates to a metal wire mixed blade reinforced hollow fiber membrane.

本発明は、管状のブレードの表面に活性層を形成した中空糸膜において、前記ブレードを、金属線と高分子繊維とを混合して編造したところにその特徴がある。   The present invention is characterized in that, in a hollow fiber membrane in which an active layer is formed on the surface of a tubular blade, the blade is knitted by mixing a metal wire and a polymer fiber.

前記金属線は、銅線、ニッケル線、ステンレス鋼線、錫線またはニクロム線のなかから選択された1種または2種以上の金属線であることが好ましい。また、前記金属線の直径は、例えば、0.05mm〜0.40mmであることが好ましい。   The metal wire is preferably one or more metal wires selected from a copper wire, a nickel wire, a stainless steel wire, a tin wire or a nichrome wire. Moreover, it is preferable that the diameter of the said metal wire is 0.05 mm-0.40 mm, for example.

上述したように、高圧液体において使用する中空糸膜は、特に機械的な安定性を必要とし、高温有機溶媒において使用する中空糸膜は、特に寸法安定性を必要とする。   As described above, the hollow fiber membrane used in the high-pressure liquid particularly needs mechanical stability, and the hollow fiber membrane used in the high-temperature organic solvent particularly needs dimensional stability.

活性層膜そのものの機械的な強度や寸法安定性を確保することが困難であり、高分子繊維ブレードだけで活性層を補強した場合には、高圧、高温及び有機溶媒接触に脆弱であるという問題点があるため、ブレードの物性を補完する必要がある。このような観点から、金属線は、高分子繊維に比べて機械的な特性に遥かに優れているだけではなく、耐熱性及び有機溶媒との接触時における有機溶媒液体との馴染み性がないため、寸法安定性に極めて優れている。   It is difficult to ensure the mechanical strength and dimensional stability of the active layer film itself, and when the active layer is reinforced only with polymer fiber blades, it is vulnerable to high pressure, high temperature and contact with organic solvents. Because there are points, it is necessary to supplement the physical properties of the blade. From this point of view, metal wires not only have much better mechanical properties than polymer fibers, but also have no heat resistance and compatibility with organic solvent liquids when in contact with organic solvents. Excellent in dimensional stability.

ブレードを構成する高分子繊維の一部を金属線に取り替える場合、ブレードの圧力、温度及び有機溶媒との接触に対する安定性は、主な強化材である金属線により決められる。結果として、金属線と高分子繊維とを混合して製造したブレードは、高温、高圧、または有機溶媒接触条件下においても極めて安定していることから、このようなブレードにより強化された膜もまた、安定したものとなる。   When a part of the polymer fiber constituting the blade is replaced with a metal wire, the stability of the blade against pressure, temperature and contact with an organic solvent is determined by the metal wire which is a main reinforcing material. As a result, blades made by mixing metal wires and polymer fibers are extremely stable even under high temperature, high pressure, or organic solvent contact conditions, so membranes reinforced with such blades are also , Become stable.

金属線と高分子繊維を混合してブレードを製造する場合、金属線の割合が高くなるにつれて、ブレードの機械的な特性と寸法安定性は良好になるものの、ブレードそのものがぱりぱりするようになり、活性層膜の塗布時、且つ、モジュールの製作時に、取扱性が悪くなる。逆に、金属線の割合が低くなるとき、ブレードの流動性は大きくなって取扱性が良好であるが、機械的な特性と寸法安定性は弱くなる。このため、編造に用いられる金属線筋数は、編造に用いられる全体の編造糸数に対して、例えば、5〜30%であることが好ましい。必要に応じて、金属線を高分子繊維と合糸したり、金属線だけをボビンに巻き付けたりして編造に使用することができる。ここで、金属線だけをボビンに巻き付けるときには、高分子繊維と合糸して巻き付けるときよりも遥かに太い金属線を使用することが好ましい。金属線として単一金属線を使用するか、あるいは、薄い金属線2〜5本を合糸して単一筋にした集合金属線を使用することが可能である。   When manufacturing blades by mixing metal wires and polymer fibers, the mechanical properties and dimensional stability of the blades improve as the proportion of metal wires increases, but the blades themselves become crisp, When the active layer film is applied and when the module is manufactured, the handleability deteriorates. Conversely, when the proportion of the metal wire is lowered, the fluidity of the blade is increased and the handleability is good, but the mechanical properties and dimensional stability are weakened. For this reason, it is preferable that the number of metal wires used for knitting is, for example, 5 to 30% with respect to the total number of knitting yarns used for knitting. If necessary, the metal wire can be combined with the polymer fiber, or only the metal wire can be wound around the bobbin and used for knitting. Here, when only the metal wire is wound around the bobbin, it is preferable to use a metal wire that is much thicker than when wound with the polymer fiber. It is possible to use a single metal wire as the metal wire, or it is possible to use an aggregate metal wire in which 2 to 5 thin metal wires are combined into a single line.

前記高分子繊維は、例えば、ポリエステル、ナイロン、アラミド、ポリプロピレンまたはポリエチレンの繊維の中から選択されることが好ましい。前記高分子繊維として、例えば、100〜500デニールの太さを有する単一フィラメントの繊維が、例えば10〜400筋組み合わせられたヤーンを使用することができる。   The polymer fibers are preferably selected from, for example, polyester, nylon, aramid, polypropylene, or polyethylene fibers. As the polymer fiber, for example, a yarn in which fibers of a single filament having a thickness of 100 to 500 denier are combined, for example, 10 to 400 lines can be used.

また、前記ブレード編造には、例えば10〜80筋の編造糸(高分子繊維及び金属線)を使用することが好ましい。   The blade knitting preferably uses, for example, 10 to 80 braided yarn (polymer fiber and metal wire).

上述した構成を有する本願発明のブレードの外面には、多孔性精密ろ過膜または限外ろ過膜を活性層膜として形成することができる。多孔性精密ろ過膜または限外ろ過膜は、例えば、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリアクリロニトリル、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ナイロン、ポリフェニルスルファート、ポリエチレンまたはポリプロピレンの中から選択された高分子をそれぞれの溶媒に溶かすか、または、高温において希釈剤と混ぜて均一な溶液にし、これを前記ブレードの上に塗布した後、公知の拡散誘導相分離法または熱誘導相分離法により一定の厚さに形成する。   On the outer surface of the blade of the present invention having the above-described configuration, a porous microfiltration membrane or an ultrafiltration membrane can be formed as an active layer membrane. The porous microfiltration membrane or ultrafiltration membrane is selected from, for example, polysulfone, polyethersulfone, polyimide, polyetherimide, polyacrylonitrile, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, nylon, polyphenylsulfate, polyethylene or polypropylene The obtained polymer is dissolved in each solvent, or mixed with a diluent at a high temperature to form a uniform solution, which is applied onto the blade, and then a known diffusion-induced phase separation method or heat-induced phase separation method. To a certain thickness.

前記多孔性精密ろ過膜または限外ろ過膜の上には、例えば、薄膜の活性層が塗布された複合膜形態のナノ透過膜、逆浸透圧膜、蒸気透過膜、透過蒸発膜または気体透過膜等をさらに形成してもよい。   On the porous microfiltration membrane or ultrafiltration membrane, for example, a nano-permeable membrane, reverse osmotic pressure membrane, vapor permeable membrane, permeable evaporation membrane or gas permeable membrane in the form of a composite membrane coated with a thin active layer Etc. may be further formed.

このようにして製造された中空糸膜は、高圧の液体または高温有機溶媒に使用するとしても、優れた形態安定性及び寸法安定性を保持することが可能である。   The hollow fiber membrane produced in this way can maintain excellent shape stability and dimensional stability even when used in a high-pressure liquid or a high-temperature organic solvent.

図1Aは、本発明の第1の実施形態に係るブレード強化中空糸膜の部分切開斜視図であり、図1Bは、図1Aに示すブレード強化中空糸膜の断面図であり、図1Cは、図1Aに示すブレード編造時における金属線ボビン及び高分子繊維ボビンのレイアウト図である。また、図2Aは、本発明の第2の実施形態に係るブレード強化中空糸膜の部分切開斜視図であり、図2Bは、図2Aに示すブレード強化中空糸膜の断面図であり、図2Cは、図2Aに示すブレード編造時における金属線ボビン及び高分子繊維ボビンのレイアウト図である。   1A is a partially cut perspective view of a blade-reinforced hollow fiber membrane according to the first embodiment of the present invention, FIG. 1B is a cross-sectional view of the blade-reinforced hollow fiber membrane shown in FIG. 1A, and FIG. 1B is a layout diagram of a metal wire bobbin and a polymer fiber bobbin during blade braiding shown in FIG. 1A. FIG. 2A is a partially cut perspective view of a blade-reinforced hollow fiber membrane according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 2B is a cross-sectional view of the blade-reinforced hollow fiber membrane shown in FIG. 2A. FIG. 2B is a layout diagram of a metal wire bobbin and a polymer fiber bobbin during blade braiding shown in FIG. 2A.

図1A及び図1Bに示す第1の実施形態に係るブレード強化中空糸膜は、金属線3の2筋と高分子繊維5の34筋を混合してブレードを編造した後、その外表面に活性層1を形成したブレード強化中空糸膜であり、図2A及び図2Bに示す第2の実施形態に係るブレード強化中空糸膜は、金属線3の4筋と高分子繊維5の32筋を混合してブレードを編造した後、その外表面に活性層1を形成したブレード強化中空糸膜である。   The blade-reinforced hollow fiber membrane according to the first embodiment shown in FIG. 1A and FIG. 1B is obtained by knitting a blade by mixing 2 bars of metal wire 3 and 34 bars of polymer fiber 5 and then activating the outer surface thereof. 2 is a blade-reinforced hollow fiber membrane formed with a layer 1. The blade-reinforced hollow fiber membrane according to the second embodiment shown in FIGS. 2A and 2B is a mixture of 4 lines of metal wire 3 and 32 lines of polymer fiber 5. Then, after braiding the blade, the blade-reinforced hollow fiber membrane is formed with the active layer 1 on the outer surface thereof.

すなわち、本発明の第1の実施形態に係るブレード強化中空糸膜は、図1A及び図1Bに示したように、2本の金属線3と34本の高分子繊維5とを網目状に編み込んだブレードと、このブレード上に形成された活性層1と、を備えるものである。また、本発明の第2の実施形態に係るブレード強化中空糸膜は、図2A及び図2Bに示したように、4本の金属線3と32本の高分子繊維5とを網目状に編み込んだブレードと、このブレード上に形成された活性層1と、を備えるものである。   That is, in the blade-reinforced hollow fiber membrane according to the first embodiment of the present invention, as shown in FIGS. 1A and 1B, two metal wires 3 and 34 polymer fibers 5 are knitted in a mesh shape. And an active layer 1 formed on the blade. In addition, the blade-reinforced hollow fiber membrane according to the second embodiment of the present invention, as shown in FIG. 2A and FIG. 2B, braids four metal wires 3 and 32 polymer fibers 5 into a mesh shape. And an active layer 1 formed on the blade.

図1A及び図1Bまたは図2A及び図2Bを参照すると、本発明の各実施形態に係る中空糸膜は、高圧の液体においても耐圧性を持たせ、高温の有機溶媒性液体においても膜の寸法変化がないようにするために、高分子繊維5の一部を金属線3に取り替えてブレードを編造したところにその特徴がある。   Referring to FIG. 1A and FIG. 1B or FIG. 2A and FIG. 2B, the hollow fiber membrane according to each embodiment of the present invention has pressure resistance even in a high-pressure liquid, and the dimensions of the membrane also in a high-temperature organic solvent liquid. In order to prevent the change, a part of the polymer fiber 5 is replaced with the metal wire 3, and the blade is knitted.

図1A及び図1Bまたは図2A及び図2Bには、高分子繊維の単一筋が単一フィラメントから構成され、金属線の単一筋が単一金属線から構成された場合を例示しているが、上述したように、高分子繊維としてヤーンを使用することもでき、金属線として集合金属線を使用することもできる。   FIG. 1A and FIG. 1B or FIG. 2A and FIG. 2B exemplify a case where a single strand of polymer fiber is composed of a single filament and a single strand of metal wire is composed of a single metal wire. As described above, a yarn can be used as the polymer fiber, and a collective metal wire can be used as the metal wire.

図1Cまたは図2Cを参照すると、ブレードの厚さは、例えば、高分子繊維筋の太さと金属線筋の太さにより決められる。また、均一な厚さを有するブレードを製造するためには、使用される高分子繊維筋の太さと金属線筋の太さを一致させることが好ましい。   Referring to FIG. 1C or 2C, the thickness of the blade is determined by, for example, the thickness of the polymer fiber streak and the thickness of the metal wire streak. In order to manufacture a blade having a uniform thickness, it is preferable that the thickness of the polymer fiber streak used matches the thickness of the metal wire streak.

上述したように、本発明の各実施形態に係るブレードの編造には、例えば、10〜80筋の編造糸(高分子繊維及び金属線)が用いられるが、このために、10〜80筋の高分子繊維及び金属線をボビンに巻き付けた後、図1C及び図2Cに示すように、これを編造機の環状のキャリア11に据え付ける。このとき、据え付ける高分子繊維ボビン9の数と編造に用いられる高分子繊維筋数、および、金属線ボビン7の数と編造に用いられる金属線筋数は、それぞれ一致する。このため、ブレード内の金属線の割合は、全体のボビンの数に対する金属線ボビンの数の割合で表わされる。例えば、全体のボビンの数が36であり、これらのうち金属線ボビンの数が3のとき、金属線の割合は8.33%である。上述したように、全体の編造糸筋数に対する金属線筋数の割合を5〜30%程度に維持するために、編造機キャリア11に据え付けられた金属(高分子繊維と合糸された金属線を含む)ボビン7の数も、全体のボビン数に対して、例えば5〜30%の割合を維持することが好ましい。   As described above, for example, 10 to 80 knitting yarns (polymer fibers and metal wires) are used for knitting the blades according to the embodiments of the present invention. After the polymer fiber and the metal wire are wound around the bobbin, as shown in FIGS. 1C and 2C, this is installed on the annular carrier 11 of the knitting machine. At this time, the number of polymer fiber bobbins 9 to be installed and the number of polymer fiber bars used for knitting, and the number of metal wire bobbins 7 and the number of metal wire bars used for knitting coincide with each other. For this reason, the ratio of the metal wire in the blade is represented by the ratio of the number of metal wire bobbins to the total number of bobbins. For example, when the total number of bobbins is 36 and the number of metal wire bobbins is 3, among these, the proportion of metal wires is 8.33%. As described above, in order to maintain the ratio of the number of metal wires to the total number of knitting yarns to about 5 to 30%, the metal (metal wire combined with the polymer fiber) installed on the knitting machine carrier 11 is maintained. The number of bobbins 7 is preferably maintained at a ratio of, for example, 5 to 30% with respect to the total number of bobbins.

前記ブレードにおける各金属線は、隣り合う金属線と等間隔を維持しながら編造されたものであることが好ましい。このために、図1Cまたは図2Cに示すように、金属線ボビンをキャリアに据え付けるとき、その数に応じてキャリア円形中心に対して対称となるように配列する。もし、金属線ボビンを対称性が崩れるようにして配列すると、編造されたブレードの表面は滑らかではなく、均一でもない。   It is preferable that each metal wire in the blade is knitted while maintaining equal intervals with adjacent metal wires. For this purpose, as shown in FIG. 1C or FIG. 2C, when the metal wire bobbins are installed on the carrier, they are arranged so as to be symmetrical with respect to the carrier circular center according to the number. If the metal wire bobbins are arranged out of symmetry, the surface of the braided blade is neither smooth nor uniform.

一定の割合にて金属線と高分子繊維を混合して製造したブレード表面の上に、所望の活性層1を形成して、ブレード強化中空糸膜を製造することができる。活性層1として精密ろ過膜または限外ろ過膜を形成する場合には、例えば、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリアクリロニトリル、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ナイロン、ポリフェニルサルファート、ポリエチレンまたはポリプロピレンを溶媒に溶かすか、あるいは、高温において希釈剤と混ぜて均一な溶液を製造し、これをブレードの外部表面に塗布した後、公知の共用の相転移法、すなわち、拡散誘導相分離法または熱誘導相分離法により一定の厚さの多孔性高分子膜を形成する。   A blade-reinforced hollow fiber membrane can be manufactured by forming a desired active layer 1 on a blade surface manufactured by mixing metal wires and polymer fibers at a certain ratio. When forming a microfiltration membrane or an ultrafiltration membrane as the active layer 1, for example, polysulfone, polyethersulfone, polyimide, polyetherimide, polyacrylonitrile, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, nylon, polyphenylsulfate, Polyethylene or polypropylene is dissolved in a solvent, or mixed with a diluent at high temperature to produce a homogeneous solution, which is applied to the outer surface of the blade and then a known common phase transition method, ie diffusion induced phase separation A porous polymer membrane having a certain thickness is formed by the method or the thermally induced phase separation method.

前記精密ろ過膜または限外ろ過膜の上に、例えば、薄膜の活性層複合膜形態にてナノ透過膜、逆浸透圧膜、蒸気透過膜、透過蒸発膜または気体透過膜等をさらに形成してもよい。   On the microfiltration membrane or ultrafiltration membrane, for example, a nano-permeable membrane, reverse osmotic pressure membrane, vapor permeable membrane, permeable evaporation membrane or gas permeable membrane is further formed in the form of a thin active layer composite membrane. Also good.

以下においては、本発明による実施例を詳述し、その性質を従来の高分子繊維ブレード強化中空糸膜と比較する。   Below, the Example by this invention is explained in full detail, and the property is compared with the conventional polymeric fiber braid | blade reinforcement | strengthening hollow fiber membrane.

<第1の実施例>
300/150ポリエステルヤーン34筋と、0.2mm直径のステンレス鋼線2筋とを混合編造して、ブレードを製造した。このとき、外径が2mm、内径が1mmであった。ポリスルホン500g、ポリビニールピロリドン130gをジメチルアセトアミド1370gに溶かして均一な溶液を製造し、これを金属線が混造されたブレードの外表面の上に均一に塗布した後、水中に凝固させて多孔性活性層膜を有するブレード強化中空糸膜を製造した。
<First embodiment>
A braid was manufactured by mixing and knitting 34 pieces of 300/150 polyester yarn and 2 pieces of stainless steel wire having a diameter of 0.2 mm. At this time, the outer diameter was 2 mm and the inner diameter was 1 mm. Polysulfone (500 g) and polyvinylpyrrolidone (130 g) are dissolved in dimethylacetamide (1370 g) to produce a uniform solution, which is uniformly coated on the outer surface of the blade mixed with metal wires, and then solidified in water to be porous. A blade reinforced hollow fiber membrane having an active layer membrane was produced.

<第2の実施例>
300/150ポリエステルヤーン32筋と、0.2mm直径のステンレス鋼線4筋とを混合編造して、ブレードを製造した。このとき、外径が2mm、内径が1mmであった。ポリスルホン500g、ポリビニールピロリドン130gをジメチルアセトアミド1370gに溶かして均一な溶液を製造し、これを金属線が混造されたブレードの外表面の上に均一に塗布した後、水中に凝固させて多孔性活性層膜を有するブレード強化中空糸膜を製造した。
<Second Embodiment>
A braid was manufactured by mixing and knitting 32 300/150 polyester yarns and 4 0.2 mm diameter stainless steel wires. At this time, the outer diameter was 2 mm and the inner diameter was 1 mm. Polysulfone (500 g) and polyvinylpyrrolidone (130 g) are dissolved in dimethylacetamide (1370 g) to produce a uniform solution, which is uniformly coated on the outer surface of the blade mixed with metal wires, and then solidified in water to be porous. A blade reinforced hollow fiber membrane having an active layer membrane was produced.

<比較例>
300/150ポリエステルヤーン36筋を編造して、ブレードを製造した。このとき、外径が2mm、内径が1mmであった。ポリスルホン500g、ポリビニールピロリドン130gをジメチルアセトアミド1370gに溶かして均一な溶液を製造し、これをポリエステルブレードの外表面の上に均一に塗布した後、水中に凝固させて多孔性活性層膜を有するブレード強化中空糸膜を製造した。
<Comparative example>
A braid was produced by knitting 36 300/150 polyester yarns. At this time, the outer diameter was 2 mm and the inner diameter was 1 mm. A blade having a porous active layer film prepared by dissolving 500 g of polysulfone and 130 g of polyvinyl pyrrolidone in 1370 g of dimethylacetamide to produce a uniform solution, which is uniformly coated on the outer surface of the polyester blade and then solidified in water. A reinforced hollow fiber membrane was produced.

乾燥後、製造された活性層膜の長さを計った後、各中空糸膜を、エタノールとノーマルヘキサンに入れ、50℃において24時間放置後、長さを計って寸法安定性を評価した。また、各製造された膜をもってモジュールを製作して10、20、40気圧の水をモジュールに内蔵されている中空糸膜の外部にそれぞれ加えて、モジュール内の中空糸膜の断面変化を観察した。   After drying, after measuring the length of the produced active layer membrane, each hollow fiber membrane was put in ethanol and normal hexane, allowed to stand at 50 ° C. for 24 hours, and then measured for length to evaluate dimensional stability. Also, a module was manufactured with each manufactured membrane, and water at 10, 20, and 40 atmospheres was added to the outside of the hollow fiber membrane incorporated in the module, and the cross-sectional change of the hollow fiber membrane in the module was observed. .

Figure 2009297641
Figure 2009297641

金属線を含んでいないブレードにより強化された中空糸膜(比較例)は、有機溶媒中において、膨潤により長さが2.5%〜4.3%増大しており、また、加圧を行ったとき、20気圧以上においては膜の断面が歪んでいることが観察された。これに対し、本発明による金属線混造ブレード強化中空糸膜(第1の実施例、第2の実施例)は、有機溶媒中において優れた寸法安定性を示しており、また、40気圧までの加圧下においても安定した膜形態を保持していることが観察された。上記の結果は、ブレードに含まれている金属線が有機溶媒に対する膜の寸法安定性を高め、且つ、圧力に対する形態安定性を増大していることを示している。   The hollow fiber membrane (comparative example) reinforced with a blade not containing a metal wire has a length increased by 2.5% to 4.3% due to swelling in an organic solvent, and is pressurized. It was observed that the cross section of the film was distorted above 20 atm. On the other hand, the metal wire mixed blade reinforced hollow fiber membranes according to the present invention (first embodiment, second embodiment) exhibit excellent dimensional stability in an organic solvent, and up to 40 atm. It was observed that a stable film form was maintained even under the pressure of. The above results indicate that the metal wire contained in the blade increases the dimensional stability of the film against organic solvents and increases the morphological stability against pressure.

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。   As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described referring an accompanying drawing, it cannot be overemphasized that this invention is not limited to this example. It will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made within the scope of the claims, and these are naturally within the technical scope of the present invention. Understood.

本発明の第1の実施形態に係るブレード強化中空糸膜の部分切開斜視図である。1 is a partially cut perspective view of a blade-reinforced hollow fiber membrane according to a first embodiment of the present invention. 図1Aに示すブレード強化中空糸膜の断面図である。1B is a cross-sectional view of the blade-reinforced hollow fiber membrane shown in FIG. 1A. FIG. 図1Aに示すブレード編造時における金属線ボビン及び高分子繊維ボビンのレイアウト図である。1B is a layout diagram of a metal wire bobbin and a polymer fiber bobbin during blade braiding shown in FIG. 1A. FIG. 本発明の第2の実施形態に係るブレード強化中空糸膜の部分切開斜視図である。It is a partial cutaway perspective view of the braid | blade reinforcement | strengthening hollow fiber membrane which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 図2Aに示すブレード強化中空糸膜の断面図である。It is sectional drawing of the braid | blade reinforcement | strengthening hollow fiber membrane shown to FIG. 2A. 図2Aに示すブレード編造時における金属線ボビン及び高分子繊維ボビンのレイアウト図である。FIG. 2B is a layout diagram of the metal wire bobbin and the polymer fiber bobbin during blade braiding shown in FIG. 2A.

符号の説明Explanation of symbols

1 活性層膜
3 金属線
5 高分子繊維
7 金属線ボビン
9 高分子繊維ボビン
11 ボビンキャリア
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Active layer film 3 Metal wire 5 Polymer fiber 7 Metal wire bobbin 9 Polymer fiber bobbin 11 Bobbin carrier

Claims (10)

管状のブレードの表面に活性層膜を形成した中空糸膜において、
前記ブレードは、金属線と高分子繊維を混合して編造し、
有機溶媒に対する膜の寸法安定性及び径方向の外部圧力に対する膜の形態安定性を向上させ、膜に伝導性を付与したことを特徴とする、ブレード強化中空糸膜。
In the hollow fiber membrane in which the active layer membrane is formed on the surface of the tubular blade,
The blade is knitted by mixing metal wires and polymer fibers,
A blade-reinforced hollow fiber membrane characterized by improving membrane dimensional stability against an organic solvent and morphological stability of the membrane against an external pressure in the radial direction and imparting conductivity to the membrane.
前記金属線は、銅線、ニッケル線、ステンレス鋼線、錫線またはニクロム線のなかから選択された1種または2種以上の金属線であることを特徴とする、請求項1に記載のブレード強化中空糸膜。   The blade according to claim 1, wherein the metal wire is one or more metal wires selected from a copper wire, a nickel wire, a stainless steel wire, a tin wire or a nichrome wire. Reinforced hollow fiber membrane. 前記金属線は、0.05mm〜0.40mmの直径を有することを特徴とする、請求項1または2に記載のブレード強化中空糸膜。   The blade-reinforced hollow fiber membrane according to claim 1 or 2, wherein the metal wire has a diameter of 0.05 mm to 0.40 mm. 前記高分子繊維は、ポリエステル、ナイロン、アラミド、ポリプロピレンまたはポリエチレンのなかから選択された1種または2種以上の繊維であることを特徴とする、請求項1〜3のいずれかに記載のブレード強化中空糸膜。   The blade reinforcement according to any one of claims 1 to 3, wherein the polymer fiber is one or more fibers selected from polyester, nylon, aramid, polypropylene, or polyethylene. Hollow fiber membrane. 前記高分子繊維は、100〜500デニールの太さを有する単一フィラメントの繊維10〜400本が組み合わせられて単一筋を形成したヤーンであることを特徴とする、請求項1〜4のいずれかに記載のブレード強化中空糸膜。   5. The yarn according to claim 1, wherein the polymer fiber is a yarn formed by combining 10 to 400 single filament fibers having a thickness of 100 to 500 denier to form a single line. The blade reinforced hollow fiber membrane according to 1. 前記ブレード編造に用いられる前記高分子繊維及び前記金属線の全体の筋数は、10〜80筋であることを特徴とする、請求項1〜5のいずれかに記載のブレード強化中空糸膜。   The blade-reinforced hollow fiber membrane according to any one of claims 1 to 5, wherein the total number of streaks of the polymer fiber and the metal wire used in the blade knitting is 10 to 80 streaks. 前記金属線は、編造前に予め前記高分子繊維と合糸して単一筋を形成するか、または、前記金属線だけで単一筋を形成したことを特徴とする、請求項1〜6のいずれかに記載のブレード強化中空糸膜。   The said metal wire combined with the said polymer fiber in advance before knitting to form a single line, or formed only a single line with the metal wire. A blade-reinforced hollow fiber membrane according to claim 1. 前記金属線だけで単一筋を形成した前記金属線の太さは、前記高分子繊維と合糸する前記金属線の太さよりも太いことを特徴とする、請求項7に記載のブレード強化中空糸膜。   8. The blade-reinforced hollow fiber according to claim 7, wherein a thickness of the metal wire in which a single line is formed only by the metal wire is larger than a thickness of the metal wire combined with the polymer fiber. film. 編造に用いられる前記金属線筋数は、全体の編造糸筋数に対して、5〜30%であることを特徴とする、請求項1〜8のいずれかに記載のブレード強化中空糸膜。   The blade-reinforced hollow fiber membrane according to any one of claims 1 to 8, wherein the number of metal wire reinforcing bars used for knitting is 5 to 30% with respect to the total number of knitting yarn reinforcing bars. 前記ブレードにおける各金属線は、隣接する前記金属線と等間隔を維持しながら編造されたことを特徴とする、請求項1〜9のいずれかに記載のブレード強化中空糸膜。

The blade-reinforced hollow fiber membrane according to any one of claims 1 to 9, wherein each metal wire in the blade is knitted while maintaining an equal interval with the adjacent metal wire.

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020523499A (en) * 2017-06-16 2020-08-06 イー インク コーポレイション Switching fibers for textiles

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5476357A (en) * 1977-11-29 1979-06-18 Matsushita Electric Works Ltd Hair curler accommodating case
JPH1122869A (en) * 1997-07-03 1999-01-26 Nichirin:Kk Resin hose for calorifier and resin hose assembly for calorifier
JP2003225542A (en) * 2001-12-07 2003-08-12 Kolon Ind Inc Composite hollow fiber membrane reinforced with woven fabric
WO2004043579A1 (en) * 2002-11-12 2004-05-27 Mitsubishi Rayon Co., Ltd. Composite porous membrane and method of manufacturing the membrane
JP2007513755A (en) * 2003-12-11 2007-05-31 ポロメディア ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング Method for producing tubular membrane
JP2007155084A (en) * 2005-12-08 2007-06-21 Kurabe Ind Co Ltd Hose

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5476357A (en) * 1977-11-29 1979-06-18 Matsushita Electric Works Ltd Hair curler accommodating case
JPH1122869A (en) * 1997-07-03 1999-01-26 Nichirin:Kk Resin hose for calorifier and resin hose assembly for calorifier
JP2003225542A (en) * 2001-12-07 2003-08-12 Kolon Ind Inc Composite hollow fiber membrane reinforced with woven fabric
WO2004043579A1 (en) * 2002-11-12 2004-05-27 Mitsubishi Rayon Co., Ltd. Composite porous membrane and method of manufacturing the membrane
JP2007513755A (en) * 2003-12-11 2007-05-31 ポロメディア ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング Method for producing tubular membrane
JP2007155084A (en) * 2005-12-08 2007-06-21 Kurabe Ind Co Ltd Hose

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020523499A (en) * 2017-06-16 2020-08-06 イー インク コーポレイション Switching fibers for textiles

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