JP2012521279A - 編んでない強化された中空糸膜 - Google Patents
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Abstract
中空糸膜は、膜の壁内に埋め込まれた複数の強化用フィラメントをもつ強化構造体を有する。強化用フィラメントは、膜の長さに沿って実質的に連続の縦糸フィラメントと、2以上の縦糸フィラメントの間で斜めに延びる1以上のラップフィラメントとを含み得る。縦糸フィラメントは螺旋状、ジグザグ又は一組の不連続のフィラメントセグメントの形態であり得る。強化用フィラメントは一緒に織られていないが、それらが交差する接触点で互いに結合され得る。結合は加熱、溶媒、UV−活性化によることができる。フィラメントは結合方法に応答するポリマーの外層を有し得る。膜は好ましくは0.60より大きい内径と外径の比を有する。強化構造体は、強化構造体形成とドープ含浸が同じ速度で交互に行われる連続の作業で膜ドープを含浸させ得る。
【選択図】 図1
【選択図】 図1
Description
本明細書は、強化された中空糸膜、中空糸膜用の強化構造体、並びに中空糸膜及びそのための強化構造体を作成する方法に関する。
以下の記載は、以下に述べるものが従来技術又は一般的技術水準の一部として引用可能であることを認めるものではない。
小さい毛細管又は中空糸の形態のポリマー分離膜は、NIPS(非溶媒誘発相分離)、又はTIPS(熱誘発相分離)として分類することができるいろいろな方法で多様なポリマーから作成することができる。これらの膜は外部に分離層を有することがあり、例えば、精密濾過(MF)又は限外濾過(UF)に使用することができる。
最も単純な方法は、機械的な性質(引張耐性、破裂又は崩壊耐性、及び亀裂による疲労に対する耐性)、分離特性(反撥及び透過性)及び化学的な性質(供給材料中の化学物質又は洗浄剤に対する許容性)を提供する単一の材料から中空糸を作成することである。適切な折衷を見出すことができない多くの場合、複合膜が調製される。複合膜では、マイクロポーラス支持構造体が分離層により被覆される。
複合中空糸膜の特別の例は、中空の繊維の編んだスリーブをポリマー性の膜により被覆又は含浸したものである。この編み物は、膜表面の汚染又は固体の蓄積を防止するために中空糸の(空気その他による)連続的又は断続的な撹拌が必要な水懸濁液の濾過のようなMF/UF用途で必要とされる強度と可撓性を提供する。
従来技術には編み物で支持された濾過膜の幾つかの例がある。例えば、Hayanoらの米国特許第4061861号では、ポリマーを中空の編み物に含浸させて高温での作動時の収縮を防止する。Mahendranらの米国特許第5472607号及び米国特許第6354444号。Leeらの米国特許第7267872号では、編み物の外面に膜を被覆し、浸透を制限する。Shinadaらの米国特許第7306105号では、編み物を2つの異なる多孔質層で被覆する。
編み物に支持された中空糸膜は通常以下のように調製される。編み機で編み物を製造し、ボビンに巻き付け、スピンラインに移し、そこで、ポリマー溶液を被覆又は含浸する。最終の中空糸膜が丸い形状になるように、比較的厚い壁の編み物を使用する。これは、編み物が安定して丸くなければならず、すなわち、巻き取り及び巻き戻しにより平坦化するのを防がなければならず、また被覆用の紡糸口金に挿入されたときに丸くなければならないので、必要である。
従って、安定して丸い編み物は通常厚い壁をもって作成され、2つの重要な欠点を有する。先ず、内径と外径の比が小さく、通例0.6より小さい。内径と外径の比は、膜の内腔を通り抜けるための圧力損失を決定する規格化されたパラメーターである。従って、厚い壁の編み物における高い内腔圧力降下は、モジュールに入れることができる中空糸の長さを制限する。第二に、安定して丸い編み物は多数の編みキャリアーを用いて製造される。各キャリアーは異なるボビンから供給され、これらのボビンは編み機内で経路を交差しなければならない。ボビンは停止位置から出発し、加速し減速し、キャリアーが互いに交差するたびに停止位置に戻らなければならない。これは非常に遅い作動である。小さい直径の編み物(2mm未満)は通常0.5m/min未満の速度で作成される。対照的に、編み物の被覆/含浸作業は通例格段に速く、15m/minを超える速度で行われる。
以下は、当業者が従うべき詳細な説明を導入するためのものであり、特許請求の範囲を限定したり規定したりするものではない。
中空糸膜のための強化構造体は複数の強化用フィラメントでできている。強化用フィラメントは、長手方向に延びるフィラメント(縦糸フィラメントということができる)と、縦糸フィラメントの間で斜めに延びる1以上のフィラメント(「ラップ」フィラメントということができる)とを含むことができる。1つの構造において、ラップフィラメントは縦糸フィラメントの回りに連続の螺旋として提供される。別の構造において、複数の不連続ラップフィラメントセグメントは全体として隣接する縦糸フィラメントの各対の間に延びるが、個々のセグメントは完全に強化構造体の回りに延びていなくてもよい。もう1つ別の構造においては、連続のラップフィラメントが強化構造体の長さに沿って延びており、また2以上の縦糸フィラメントの間を行ったり来たりしている。
強化用フィラメントは一緒に織られたり編まれたりしていないが、その間の1以上、又は複数の接触点で一緒に結合されていてもよい。結合は熱により、溶媒又はUV−活性化による軟化により行われ得る。結合は膜が強化構造体の回りに形成される前に行われてもよい。或いは、強化構造体は、膜が強化構造体の回りに形成される間に、強化用フィラメント又は強化用フィラメントの外層を軟化する膜ドープ中の溶媒によって結合してもよい。
強化用フィラメントはモノフィラメントでも、又はヤーンのようなマルチ−フィラメントでもよい。強化用フィラメントはポリマーからできていてもよく、結合方法によりよく応答する別のポリマーの外層を有していてもよい。例えば、強化用フィラメントは、膜成形性ドープ内の溶媒に可溶性のポリマーの外層を有していてもよい。
中空糸膜は膜壁内に埋め込まれた強化構造体を有する。膜は0.6以上のID/OD比を有し得る。膜は約0.5mm〜2.0mmの範囲の内径を有し得る。
強化構造体は、構造体の形成された部分をニードル又はワイヤに沿って前進させながらニードル又はワイヤの上に形成し得る。強化構造体の形成された部分は、強化構造体がニードル又はワイヤの端部を過ぎて移動する前又はその直後に、強化構造体をボビン又はリールに最初に巻き付けることなく、直接ドープ被覆用紡糸口金内に前進させ得る。ポリマードープは、強化構造体及び膜の形成が同じ速度で次々に起こるように、ドープ被覆用紡糸口金中に注入することができる。強化構造体がニードル又はワイヤに沿って移動するとき、又はドープ被覆用紡糸口金内で、1以上のフィラメントを一緒に結合させ得る。
以下のいろいろな方法又は構造体の説明で、中空糸の長手方向軸(縦軸)は垂直であり、強化構造体は下方へ動きながら形成される。
中空糸の壁に埋め込まれた、好ましくはその内部に埋め込まれた一体となった強化用繊維フィラメントを有する強化された中空糸を以下で説明する。これらの強化用フィラメントはモノフィラメント又はマルチ−フィラメント、例えばヤーン、又は多成分マルチ−フィラメントであることができる。強化用フィラメントは、i)長手方向(縦方向)又は垂直方向に、好ましくは実質的に連続に延び(本明細書では縦糸フィラメントという)、また、ii)円周に沿って、連続、ジグザグ又は不連続に延びている(本明細書ではラップフィラメントという)。複数のジグザグで不連続のラップフィラメントが全体として縦糸フィラメントを包囲しているが、個々のジグザグ又は不連続のフィラメントは強化構造体の円周の回りに完全に渡っていなくてもよい。強化用フィラメントは一緒に織られても編まれてもいないが、互いに交差する接触点でお互いに付着又は融合されていることができる。
フィラメントは、連続作業で膜ドープを含浸させることができるかご状の強化構造体を形成しており、その際ドープ含浸は強化構造体が形成された直後に行われ、ドープ含浸プロセスと強化構造体形成プロセスは同時に、かつ同じ速度で実施される。
強化された中空糸は好ましくは薄い壁を有しており、内径と外径の比は0.60より大きい。中空糸の内径は0.5〜2mm、好ましくは0.8〜1.5mmであることができる。
強化構造体12を有する強化された中空糸膜10の横断面を図1に示す。2種類の繊維フィラメント14が中空糸壁16に埋め込まれている。「縦糸」フィラメント18といわれる第1の種類のものは、壁16の内側20近くで中空糸膜10の垂直の軸に沿って長手方向に、かつ連続に延びている。平行な縦糸フィラメント18の数は、それらの直径の合計を中空糸10の内側円周で割った値が0.2〜0.6、好ましくは0.3〜0.5の範囲であるようなものであり得る。マルチ−フィラメントヤーンである縦糸フィラメント18の場合、このパラメーターは(1−気孔率)として解釈することができる。「ラップ」フィラメント22といわれる第2の種類のフィラメントは、好ましくは壁16の内部で、縦糸フィラメント18にすぐに隣接して、かつそれと接触して、1つの縦糸フィラメント18から別の縦糸フィラメントまで延びている。例えば、1以上のラップフィラメント22が膜の長さに沿って全ての縦糸フィラメント18の回りで螺旋状に連続して延びていてもよいし、又は、複数のラップフィラメント22の各々が少なくとも一部の縦糸フィラメント18の間で、かつ膜10の長さに沿って、ジグザグのパターンで行ったり来たりして延びていてもよいし、又は、一群の不連続のラップフィラメント22の各々が2以上の縦糸フィラメント18の間で延びていることができるが、この際そのうちのいずれか1つが膜10全体に沿って又はその回りで完全に延びている必要は必ずしもない。
ラップフィラメント22の1以上、おそらくは幾つかの層が存在することができる。1つより多くの層がある場合、追加の層(複数でもよい)は第1の層にすぐ隣接してこれと接触している。例えば、図2で、かご状の構造体12はラップフィラメント22の2つの層をもっている。第1の層24は、縦糸フィラメント18が下方へ行くにつれて縦糸フィラメント18の回りで(上から見て)反時計方向に巻かれた連続のラップフィラメントを有する。第2の層26は、縦糸フィラメント18が下方へ行くにつれて第1の層24の回りで(上から見て)時計方向に巻かれた連続のラップフィラメントを有する。好ましくは縦糸フィラメント18とラップフィラメント22はそれらが交差する接触点で一緒に結合しているが、フィラメント18、22は全ての接触点で一緒に結合している必要はなく、場合によっては全く結合していなくてもよい。
縦糸フィラメント18とラップフィラメント22はモノ若しくはマルチフィラメント又は両者の混合であることができる。これはポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ナイロン、アラミド、等のようなポリマーから作成することができる。フィラメント14は、これらが交差するところでフィラメントとフィラメントの結合を可能にする薄い、例えば10μm未満のポリマー層で被覆することができる。結合は、限定されることはないが、加熱、溶媒又はUV−活性化による軟化を始めとする当技術分野で公知の幾つかの方法で行うことができる。結合は、結合方法に応答する層でフィラメント22を被覆することによってよりうまく制御することができる。フィラメント14がマルチ−フィラメントである場合、個々のフィラメントの1つ又は少数のみが交差するフィラメント14との結合に関与してもよい。
製造方法は、図3を参照して説明されるように、前もって形成したラップフィラメント22に基づくことができる。前もって形成したラップフィラメント22をボビンから巻き戻し、縦糸フィラメント18の回りに連続的に巻く。巻きピッチは、連続のラップフィラメント22が同じ円周上の(放射角)位置に戻るところの、中空糸の軸に沿った2つの点の間の間隔と定義される。これは、フィラメント22間の間隔及びフィラメント22の数の関数である。連続したラッピングフィラメント22間の中心から中心までの間隔はその直径の1−10倍、好ましくは2〜5倍であることができる。
製造方法はまた、図4〜6を参照して説明されるように、溶融押出又は乾式紡糸によりその場で製造されるフィラメント22に基づくこともできる。本明細書中で溶融押出又は乾式紡糸は織編用糸の生産で一般に理解されているように用いられる。その場で形成されるフィラメントは、ジグザグのパターンの例とチョップトファイバーの例で説明されるようにラップフィラメント22を供給するためにより多くの選択肢を提供する。
図3と4の例で、強化された中空糸膜は、全ての工程が同じ線速度(紡糸速度といわれる)で行われる機械で連続的に製造される。図3の例の前もって形成したフィラメントの紡糸速度は0.5−5m/min、好ましくは1−3m/minの範囲であり得る。その場で形成されるフィラメントの紡糸速度は5−20m/min、好ましくは10−15m/minの範囲であり得る。
編んでない強化された中空糸膜10を製造するためのプロセスと装置の一例を図3に示す。このプロセスは、中空糸膜10の所望の内径と実質的に等しい直径の固定されたニードル30を中心に構築される。ニードル30頂部32は中空であり、大気に開放されるか、又は加圧ガス34源に取り付けられる。
ニードル30に沿って下がると、ボビン38がニードル30の回りに放射状に(角度方向に間隔をあけて)配列されて縦糸フィラメント18を分配するクリール36がある。縦糸ボビン38は静止しており、1つの縦糸フィラメント18に付き、個々の張力制御を伴う1つのボビン38がある。縦糸フィラメント18は縦糸フィラメントダイ40を介してニードル30の回りに均一に分配される。ラップフィラメントダイ40は、ニードル30と紡糸機(図には示してない)の構造体との唯一の機械的結合点である。
次に、ニードル30に沿って下がると、ラップフィラメント22用の第1のクリール42がある。ラップフィラメントボビン44は、ニードル30の回りでこれと接触することなく、常に同じ方向、この例では時計方向に回転するホイール46に備え付けられている。各ラップボビン44は張力制御を備えている。巻き取り速度は紡糸速度を巻きピッチで割った値に等しい。
例えば、中空糸膜10は、次のパラメーターを有し得る。
中空糸のID/OD=1.0/1.3mm
縦糸フィラメントの直径=0.1mm
縦糸フィラメントの数=12
内側円周=3.1416mm
単一のラップ層
ラップフィラメントの直径=0.1mm
巻き角度=45°
巻きピッチ=1.3mm (1.0+2×0.1+0.1)
ラップフィラメントの数=4
ラップフィラメントのc/c間隔=1.3/4=0.325mm。
中空糸のID/OD=1.0/1.3mm
縦糸フィラメントの直径=0.1mm
縦糸フィラメントの数=12
内側円周=3.1416mm
単一のラップ層
ラップフィラメントの直径=0.1mm
巻き角度=45°
巻きピッチ=1.3mm (1.0+2×0.1+0.1)
ラップフィラメントの数=4
ラップフィラメントのc/c間隔=1.3/4=0.325mm。
巻きピッチ1.3mm及び紡糸速度2m/minを用いると、巻き取り速度は2000/1.3=1538rpmである。ラップフィラメント22は、ラップフィラメント22の間の正確な中心間間隔を保証するラップダイ48を介してニードルの軸に沿って分配される。
ニードル30に沿って下がると、ラップフィラメント22用の任意の第2のクリール50がある。第2のラップフィラメントクリール50は第1のフィラメントクリール42と同様であるが、但し、反対の方向、この例では反時計方向に回転し、異なる数のフィラメント22を有することができる。
さらに下がると、任意のフィラメント結合装置52がある。フィラメント14上のコーティングの性質に応じて、少なくとも幾つかの接触点の結合は加熱する、UVを照射する、等によって実現することができる。或いは、この工程は、ドープ溶媒がフィラメントポリマー又はコーティングを軟化して結合を促進する能力を有するならば、膜ドープを設ける間に実施することができる。
ニードル30に沿って下がると、ドープ被覆用紡糸口金56に入る前に冷却又は加熱する任意の温度調節装置54がある。
膜含浸工程は、ポリマードープ58を注入してニードル30と紡糸口金56の内腔直径との間の隙間を充填するために使用される紡糸口金56で行われる。紡糸口金56の領域でニードル30の直径を低減させて、ポリマードープ58がフィラメント強化構造体12に十分に含浸し、フィラメント14が中空糸内腔に露出しないように確実にすることができる。ニードル30はドープの流れを中空糸膜10の内腔に制限するように作用するので、(後に他のプロセスで記載する流れ制御とは対照的に)圧力制御に基づく比較的簡単なドープ供給方法を使用することができる。
ニードル30は形成された強化中空糸10が紡糸口金を出た直後に終わる。ニードルボアを通って引き出されるガスが糸の崩壊を防ぐ。
後処理領域60で行われる以下の工程は非強化又は編み物で被覆した中空糸を作成するのに使用されるものと同様であり、ポリマー凝析方法(NIPS又はTIPS)、及び所望の膜の性質従って変化する。これらの条件は当技術分野で公知であり、通例、空隙を通る初期の膜形成、凝析、濯ぎ、後処理(例えば、塩素化)、含浸(例えば、グリセリンでの)、一括包装及び乾燥の工程が包含される。これらは全てインラインで行うことができるが、中空糸をボビン又は巻き取り機62に引き取ることによって中断されることが多い。
紡糸速度は完成した中空糸の引き取り速度によって制御される。巻き取り速度は紡糸速度と機械的又は電子的に正確に連結しなければならない。
編んでない強化された中空糸膜10を製造する別の方法と装置を図4に示す。この方法と装置は図3のものと同様であるが、ラップフィラメント22用の回転クリール42、50が以下に説明する現場フィラメント形成装置63と取り換えられている。
図4で、ラップフィラメント22は溶融押出又は乾式紡糸によってその場で製造される。その場で形成されるフィラメント22は、好ましくは、米国特許第3849241号、米国特許第5271883号及び米国特許第6114017号(援用により、その全体が本明細書の内容の一部をなす)に記載されている溶融押出によって製造される。溶融押出において、熱可塑性ポリマーは、高温で小さいオリフィスを通して空気を用いて押し出され、そのフィラメントを引き伸ばし、可動コレクターに輸送する。この場合、下方に移動する縦糸フィラメント18が可動コレクターとして機能する。スパンボンド及びメルトブローンプロセスの典型的なプロセス条件を次の表1に挙げる。ホール当たりのポリマーの流れは以下であることができる。
代わりに、各押出ダイアセンブリ70を、水平の平面内での速い振動が可能になるように設置することができる。50〜200ヘルツの振動数での振動は当技術分野で公知の幾つかの手段によって行うことができる。図5A及び5Bにおいて、Culkinの米国特許第5014564号(援用によりその全体が本明細書の内容の一部をなす)に教示されているように、押出ダイ70にバネとして作用する垂直のロッド80を備え、そのシャフト上に中心を外れた質量84を有する小さいモーターをダイアセンブリ70に取り付け、その回転により全体のダイアセンブリ70を振動させる。
上記条件を考えて、ポリマー流速2g/minで押し出される50μmの典型的な引き伸ばされたフィラメントは約16m/sの速度で出て来ると見積もることができる。この速度は紡糸速度より2桁大きく、これはラップフィラメントが下方へ移動する縦糸フィラメント18上に水平に対して小さい負の角度(ダイアセンブリ70の運動の方向で上方)で付着することを意味している。
図5Bでは4つの押出ダイアセンブリが示されているが、この数は強化構造体12の周囲の回りでラップフィラメント22の重なりが確保されるように3〜9、好ましくは4〜8で変えることができる。図5Aは、押出ダイアセンブリ70(図5Aには2つのみを示す)がニードルの回りで異なる水平平面内に位置することで1つの押出ダイ70のための伸長空気の流れが他のものを妨害しないようになっていることを図解している。
得られるラップフィラメントの構造体は一連の連続した重なり合うジグザグのラップフィラメント22である。各ラップフィラメント22は2以上の縦糸フィラメント18の間を行ったり来たりして移動する。単一のラップフィラメント22は強化構造体12の円周の一部分の回りに延びるだけかもしれないが、ラップフィラメント22は全体として縦糸フィラメントを包囲する。例えば、図7では、4つのラップフィラメント22(そのうちの膜10の前にある2つのみが図に示されている)が、各々、3つの縦糸フィラメント18の組の間で行ったり来たりして延びているが、全体としてラップフィラメント22は膜10内の8つの縦糸フィラメント18の全ての間に延びている。
別の例として、膜10は次のパラメーターに従って作成することができる。
ラップフィラメントは直径1.2〜1.3mmの膜壁内のスペースを占める
50% 気孔率
ポリマー密度=1g/ml
中空糸1m当たりのラップフィラメントの質量=0.098g/m
仮想の紡糸速度 15 m/min
ラップフィラメントの質量流速=0.098×15=1.47g/min
4つの押出ダイ、ダイ当たりの質量流速=0.37g/min。
ラップフィラメントは直径1.2〜1.3mmの膜壁内のスペースを占める
50% 気孔率
ポリマー密度=1g/ml
中空糸1m当たりのラップフィラメントの質量=0.098g/m
仮想の紡糸速度 15 m/min
ラップフィラメントの質量流速=0.098×15=1.47g/min
4つの押出ダイ、ダイ当たりの質量流速=0.37g/min。
図4の一般的な説明に従って編んでない強化された中空糸膜10を製造するもう1つ別の方法と装置では、その場でのフィラメント形成装置63Bについて図6A及び6Bに示されているように固定ダイと回転エアーナイフを使用する。
リング−形状の押出ダイアセンブリ90がニードル30(これに沿って縦糸フィラメント18が移動する)の回りに配置されている。ダイアセンブリ90はポリマーポート92及び空気ポート95により包囲された幾つかの、例えば4〜8個の押出ホール94を有している。すぐ上又はすぐ下に、固定部分98と回転部分100を有するエアーナイフアセンブリ96がある。回転部分100は、ニードルの回りで回転するときにフィラメント22を切断する1以上のエアーナイフ102を有する。エアーナイフ102の回転速度は押出速度と適合して、フィラメント22の長さを制御する。エアーナイフ102はまた切断されたフィラメントの移動する方向を変えて、縦糸18表面上にその円周に沿って水平に対して負の角度で付着させる。
得られるラップフィラメント22の構造体は、水平に対して小さい角度で縦糸フィラメント18に付着した一連のチョップトフィラメント(セグメント)22である。例えば、図8示されているように、各ラップフィラメント22は膜10の全体の長さ又は円周に沿って延びていないかもしれないが、ラップフィラメント22は全体として縦糸フィラメント18の全ての間に延びている。
上に記載した膜含浸前に強化構造体を形成する工程により、強い、また薄い壁を有する自立する円筒状構造体が得られ得る。幾つかの場合、ニードル30の端部と含浸紡糸口金56との間に隙間があるように、ニードル30の端部の下で膜ドープを適用するのが望ましいことがある。この場合、その隙間(周囲の空気を形成される中空糸膜10の内腔に吸い込んで崩壊を防止する)で圧力平衡を行うことができるので、ニードル30を簡単なワイヤと取り換えることができる。
この場合、その後の膜含浸工程は、正確な流速でドープを供給して、この時点では開放されている(ニードル30又はワイヤにより充填されてない)膜10の内腔を充填するのを回避することによって行わなければならない。この目的には容量型ポンプを使用することができる。この作業は、膜ドープが強化用フィラメント14を自然に濡らして、表面張力によりかご構造体12内に保持されるようにすると、より容易に行うことができる。これは、フィラメント14の表面を処理することにより、及び/又はドープの組成を操作することにより、実現することができる。
上に記載した工程は膜含浸前に中断することができ、かご状の自立するチューブ12をさらに処理するためにボビンに引き取ることができる。この場合、その後の膜含浸工程も、上で説明したように正確な流速でドープを供給することにより行わなければならない。
Claims (32)
- 中空糸膜用の略チューブ状強化構造体であって、
a)i)互いに略平行で、円周方向に互いに間隔をあけた複数の縦糸フィラメントと、
ii)各々が、複数の縦糸フィラメントの少なくとも2つの間で斜めに延びる1以上のラップフィラメントと
を含んでなる強化構造体。 - 複数の強化用フィラメントが、それらが交差する1以上の接触点で一緒に結合されている、請求項1記載の強化構造体。
- 強化用フィラメントが半径方向で互いに交差しない、請求項1又は請求項2記載の強化構造体。
- 1以上のラップフィラメントが複数の縦糸フィラメントの半径方向外側に位置する、請求項1乃至請求項3のいずれか1項記載の強化構造体。
- 1以上のラップフィラメントが、1以上の縦糸フィラメントの外側の回りに連続した螺旋状に巻かれたフィラメントからなる、請求項1乃至請求項4のいずれか1項記載の強化構造体。
- 1以上のラップフィラメントが複数のフィラメントセグメントからなる、請求項1乃至請求項4のいずれか1項記載の強化構造体。
- 1以上のラップフィラメントが、強化構造体の長さに沿ってジグザグのパターンで延びる複数のフィラメントからなる、請求項1乃至請求項4のいずれか1項記載の強化構造体。
- 強化用フィラメントの1以上が、加熱、溶媒及びUV活性化による軟化の少なくとも1つによる結合に応答する外層を有する、請求項1乃至請求項7のいずれか1項記載の強化構造体。
- 強化用フィラメントが、強化構造体に適用された膜ドープの溶媒で強化用フィラメント又は強化用フィラメントの外層を軟化することによって一緒に結合されている、請求項1乃至請求項8のいずれか1項記載の強化構造体。
- 複数の強化用フィラメントを含む中空糸膜用の強化構造体であって、強化用フィラメントの1以上が、第1のポリマーと、加熱、溶媒及びUV活性化による軟化の少なくとも1つによる結合に応答する第2のポリマーの外層とを含む、強化構造体。
- 複数の強化用フィラメントが、それらが交差する1以上の接触点で一緒に結合されている、請求項10記載の強化構造体。
- 強化用フィラメントが、強化用フィラメント又は強化用フィラメントの外層を強化構造体に適用された膜ドープの溶媒で軟化することにより一緒に結合されている、請求項11記載の強化構造体。
- 強化用フィラメントが一緒に織られていない、請求項1乃至請求項12のいずれか1項記載の強化構造体。
- 強化用フィラメントがモノフィラメント、マルチ−フィラメント、又はモノフィラメント及びマルチ−フィラメントの混合からなる、請求項1乃至請求項13のいずれか1項記載の強化構造体。
- 膜壁内に埋め込まれた請求項1乃至請求項14のいずれか1項記載の強化構造体を含む中空糸膜。
- ドープから形成された膜壁内に埋め込まれた1以上の強化用フィラメントを含む中空糸膜であって、1以上の強化用フィラメントの各々が第1のポリマー及び第2のポリマーの外層を含み、第2のポリマーがドープの溶媒に可溶性である、中空糸膜。
- 膜の長さに沿って長手方向に連続的して、かつ複数の第1の強化用フィラメントの2以上の間を行ったり来たりして延びる複数の第1の強化用フィラメントが埋め込まれた膜壁を含んでなる中空糸膜。
- 0.6以上のID/OD比を有する、請求項15乃至請求項17のいずれか1項記載の中空糸膜。
- 約0.5mm〜2.0mmの範囲の内径を有する、請求項15乃至請求項18のいずれか1項記載の中空糸膜。
- 膜の長さに沿って長手方向に連続して延びる強化用フィラメントの数が、それらの直径の合計を中空糸膜の内側円周で割った値が0.2〜0.6の範囲になるようなものである、請求項15乃至請求項19のいずれか1項記載の中空糸膜。
- a)ニードル又はワイヤの上に複数の強化用フィラメントの配列を形成し、一方フィラメントの配列の形成された部分をニードル又はワイヤに沿って前進させ、
b)形成された部分の複数の強化用フィラメントを、それらが交差する1以上の接触点で一緒に結合する
工程を含む、中空糸膜用の強化構造体を作成する方法。 - 強化用フィラメントを加熱又はUV−活性化により一緒に結合する、請求項21記載の方法。
- 強化用フィラメントを溶媒に曝露することにより一緒に結合する、請求項21記載の方法。
- a)ニードル又はワイヤの外側の円周の回りで間隔をあけた複数の第1の強化用フィラメントをニードル又はワイヤの長さに沿って移動させ、b)工程a)の間、1以上の第2の強化用フィラメントを、1以上の第2の強化用フィラメントの各々が隣接する第1の強化用フィラメントの間で斜めに延びるように配置する工程を含む、中空糸膜用の強化構造体を作成する方法。
- 工程b)が、1以上の第2の強化用フィラメントをジグザグのパターンで配置することを含む、請求項21乃至請求項24のいずれか1項記載の方法。
- 工程b)が、複数のフィラメントセグメントを縦糸フィラメントの2以上の間に斜めに配置することを含む、請求項21乃至請求項24のいずれか1項記載の方法。
- 工程b)が、概して連続した第2の強化用フィラメントをニードル又はワイヤの回りでニードル又はワイヤの長さに対して固定された位置から1つの方向に巻くことを含む、請求項22記載の方法。
- 複数の強化用フィラメントを含む強化構造体をニードル又はワイヤの回りで形成し、強化構造体がニードル又はワイヤの端部を過ぎて移動する前又はその直後に強化構造体の形成された部分をドープ被覆用紡糸口金内に前進させ、ポリマードープをドープ被覆用紡糸口金中に注入する工程を含んでなる、強化された中空糸膜を作成する方法。
- ニードル又はワイヤがニードルであり、方法がさらにニードルのボアを通してガスを流入させる工程を含み、このガスはニードルの端部から出て行く、請求項28記載の方法。
- ニードル又はワイヤがニードルであり、ニードルがドープ被覆用紡糸口金中に延びており、ニードルの直径がドープ被覆用紡糸口金内のニードルの部分で低減する、請求項28又は請求項29記載の方法。
- 複数の強化用フィラメントを、それらが交差する1以上の接触点で、ポリマードープ内の溶媒に曝露することにより一緒に結合する、請求項28乃至請求項30のいずれか1項記載の方法。
- 複数の強化用フィラメントを、強化構造体を作成した後で強化構造体をドープ被覆用紡糸口金内に前進させる前にそれらが交差する1以上の接触点で一緒に結合する、請求項28乃至請求項30のいずれか1項記載の方法。
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