JPH0542289B2 - - Google Patents
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- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
- Multicomponent Fibers (AREA)
Description
（産業上の利用分野）
この発明は、中空繊維ウエブに高透過性被膜を
塗布する複合膜形成に関する。 （従来の技術） 中空繊維ウエブに重合体を塗布する複合膜構造
の形成は、揮発性溶剤に溶解させた重合体の低粘
度で通常ごく稀薄な溶液のプールに浸漬してほぼ
達成された。前記中空繊維ウエブをその後、抜取
つて風乾してフイルムを形成した。高粘度溶液は
前記ウエブ表面にむら被膜を形成する傾向のある
ことが、低粘度溶液を使用する理由である。被膜
に低粘度溶液を使用する時、重合体の濃度は、前
記重合体被膜の収縮のため、高多孔性で大気孔を
有する支持体の連続フイルム形成にはそれほど大
きい問題ではない。良質フイルムの達成には、支
持体に数回連続して塗被するか、ウエブの内腔側
に減圧を施しそれによつて生ずる膜壁付近の溶剤
の減少により、濃度（そして、この故に、粘度）
が増加し好ましいフイルムを形成する。多重塗被
方法は、極めて厚いまた透過成分の物質移動に実
質的耐性を提供するフイルムを生ずる。減圧法に
おいては薄手被膜が達成されるが、この方法は、
繊維の離散部を用いて内腔を通す減圧を達成する
必要があるため、回分法で実施する必要がある。
上記両方法では、高粘度でしかも低固形分含量の
重合溶液を用いる時、均一被膜ができなくなる。 （発明が解決しようとする課題） アメリカ合衆国特許第4241020号は、流体分離
に適当でありまた、束の形で取付けられる複数の
中空繊維の外部の塗被方法を開示する。この方法
は中空繊維の束を、被膜形成に適当な材料と相当
量の溶剤とを含有する塗料液に浸漬する必要があ
る。前記中空繊維の外部から内部に向かつての減
圧提供は、前記中空繊維の外部に蒸着形成を起さ
せるためである。この方法は、前記中空繊維の不
適当な付着なしに前記中空繊維の全外部表面の本
質的塗被を可能にし、さらに前記束のどの部分の
中空繊維に好ましくない厚さの被膜を形成させな
いようにする。開示されたこの方法は繊維の束の
同時処理を可能にするが、それにもかかわらず、
この方法はなお回分方法であり、連続オンライン
方法としては運転されない。 アメリカ合衆国特許第4444662号は、適当な微
孔質ウエブ、たとえば微光質プロピレンフイルム
に２相シロキサンポリアリーレンポリエーテルー
ブロツク共重合体の溶液流延によつて形成される
ラミネートを開示し、血液酸素化装置およびガス
分離装置に使用に十分な機械的強度を有するガス
透過性、血液親和性膜を生産する。前記ラミネー
ト生産の方法は、前記重合体の均一被膜を十分な
被膜厚さに保持するため前記微孔性ウエブの片側
だけに塗布し、他方の側を、前記複数膜を容易に
溶封またはポツテイングして全部を一緒にエンベ
ロープするため未塗被にしておく。 この発明は、全体に均一の半透過被膜を中空繊
維ウエブに塗布して複合中空繊維生産の連続方法
を目的とする。 （課題を解決するための手段） 前記の方法は、中空繊維ウエブを、固定張力と
固定速度で、透過性被膜を中空繊維ウエブ上に形
成能力のある重合溶液に通過させることから成
る。その後、中空繊維ウエブを、重合溶液被膜が
ウエブ表面上に軸方向環状前進流により形成され
るように前記ウエブを塗被ダイに通し軸方向に引
き出して前記重合溶液から移動させる。前記塗被
中空繊維をその後、対流性流れトンネルに通過さ
せて乾燥する。前記トンネルにおける乾燥速度
は、トンネル内の予定温度分布とトンネルを通る
制御空気流量とによつて調節する。最初に、前記
塗被中空繊維は前記対流性流れトンネル内で、そ
のトンネルを通つて流れるガス流、主として空気
との接触によつて低温乾燥（予備乾燥）をうけ
る。引き続き、前記塗被中空繊維は、前記対流性
流れトンネルの第二部分において高温乾燥と焼鈍
を受ける。前記トンネル内における温度はある種
の加熱装置たとえば炉により調節される。 ここで添付図面を参照しながらこの発明をさら
に詳細に説明する。 （作用） この発明は、半透過被膜を中空繊維ウエブに塗
布して複合中空繊維を生産する方法である。添付
図面を参照して、中空繊維ウエブ４を送り出しス
プール機構２から連続巻出しして、予定一定張力
と予定一定速度で収納スプール機構に巻き取る。
前記張力と速度の調節により、一定張力差は塗被
方法中の繊維ウエブに影響を与え、それが、前記
膜を重合溶液に浸漬する時、溶剤吸収によるウエ
ブの膨張と、乾燥に際しての溶剤減少によるウエ
ブと被膜フイルム収縮の補正に不可欠である。中
空繊維ウエブは、複合膜成分となりうる適当な材
料であればどんな種類のものでもよいが、好まし
くは微孔性高分子材料たとえば、ヘスキト・セラ
ニーズ（Hoescht・Celanese Corporation）社か
ら出ているセルガード （Celgard ）である。 前記中空繊維ウエブ４を送り出しスプール機構
２から巻き出すに従つて、それは、前記中空繊維
ウエブ４の上に透過性被膜形成の能力を有する重
合溶液８の入つた溜め６に通される。前記重合溶
液８は、繊維との逆反応やそれに悪影響を及ぼさ
ない溶液であればどのような種類でもよい。好ま
しくは、重合溶液が低固形物濃度、すなわち15％
以下、また粘度が室温で100乃至25000センチポア
ズの範囲内であるが、これらパラメーターはこの
発明の操作には重大ではない。特に極めて適当な
重合溶液は、ポリスルホン類、ポリアクリルニト
リル類、ポリカーボネート類、ポリアリールエー
テル類、ポリオレフイン類、ポリアセチレン類お
よびその置換誘導体から成る群から選ばれた高分
子材料を含有する１つ以上の溶剤を含む。しか
し、通常、半透過膜のできるものであればどのよ
うな種類の重合溶液（すなわち重合ドープ）でも
この方法に使用できる。 前記中空繊維４を前記溜め６に入つた重要溶液
８に通し、前記溜め６と流体接続し、前記重合溶
液８を含む塗被ダイまたはジエツト１０を通して
中空繊維を軸方向に引き出すことにより前記溶液
８から移動させる。中空繊維の移動は重合溶液８
を連行し、それを前記ダイ１０を通して引き出す
のでそれが軸方向環状前進流を起こしてその結
果、中空繊維の表面に均一重合被膜を形成させ
る。一般には、重合溶液膜の厚さは、中空繊維の
直径の塗被ダイ１０のオリフイス開口部に対する
比率とベキ法則指数とがわかれば測定できる。中
空繊維ウエブ上の被膜の厚さが決定的なことでは
ないが、0.1乃至100ミクロンの厚さが一般に好ま
れる。それを溶液そのものに通すことに加えて、
重合溶液を中空繊維に、多数の同等の技術たとえ
ば、計量ポンプ装置、噴霧機構によつて塗被して
から前記ダイに通すこともできる。塗料溶液の塗
布にあたつての重要な基準は、ウエブの全外面に
十分な量の溶液を塗布することである。 塗被中空繊維１２を対流性流れトンネル１４を
通過乾燥させる。前記対流性流れトンネル１４内
の乾燥速度を、加熱装置１９たとえば、前記トン
ネル１４の下流部分を蔽い前記トンネル１４内で
好ましい温度を維持するように設定調節された炉
によつて維持された予定温度分布により部分調節
する。前記加熱装置１９のほかに、乾燥速度はま
た、ガス流れ、好ましくは空気をトンネル１４を
通して調節される。ガス流は入口１６を通つてト
ンネル１４に入り、好ましくは、中空繊維に対し
逆方向に通すことで、それをトンネル１４から１
つ以上の出口１８により抜出される。前記入口１
６を、典型的例として、前記空気流が膜乾燥に良
好な補助手段となつて加熱されるよう加熱装置１
９により蔽われているトンネル１４の部分を空気
流が通過するよう適当に位置決めする。低温乾燥
すなわち予備乾燥は、塗被中空繊維を加熱空気流
と接触させるとトンネル１４の上流部分に起こ
る。中空繊維がトンネル１４を通過するに従つ
て、それは、トンネルの下流部分における高温で
の乾燥と焼鈍を、トンネルの前記部分を蔽う加熱
装置１９と、空気流もこの下流部分を通過して流
れることとの総合作用により受ける。好ましい実
施例において、トンネル１４を通るガス流は、前
記出口に接続する減圧装置によつて補助されてい
る。制御乾燥の方法は、表面亀裂や応力のないま
た、ウエブと被膜との間に表層剥離を起さない中
空繊維ウエブ上の被膜形成を可能にする。 塗被中空繊維２０をトンネル１４から移動さ
せ、巻取りスプール機構２２により巻取りスプー
ルに巻上げる。この発明の他の実施例において
は、多重合体溜めと組合わせ塗被ダイとを直列に
使用して中空繊維に多重被膜層を連続法により塗
布できる。各連続ダイは、次の被膜が前の被膜の
上に塗被されるように直径を等しくするか大きく
することである。各重合体溜めには、同一重合溶
液が入つていてもよいし、あるいは、重合溶液ま
たは（および）濃度を変えて、単一中空繊維に種
類の異なる被膜を形成させることもできる。乾燥
工程は被膜層のどれもに塗布につづいて実施する
か、各層を塗布後直ちに乾燥してから次の被膜を
塗布することができる。 この発明の方法は、中空繊維の連続オンライン
塗被を提供して、種々のガスまたは（および）液
体分離の方法に使用できる半透複合中空繊維膜を
作製することである。高粘度と低固形分含量を有
する高分子塗料溶液は単一工程で塗布可能で、お
おむね無欠陥塗被複合膜を作製できる。この方法
は、被膜厚さを前記塗被ダイの機械的設計を単に
変更するだけで制御できる。 （実施例） 次掲の実施例は、この発明を具体的に示すが限
定するものでない。 実施例 １ この発明の方法に従つて数回の実験を実施し
て、ポリプロピレン微孔性中空繊維（セルガード
×−20）にポリ（トリメチルシリルプロピン）
の被膜を塗布する。ほぼ0.45mmの外径を有する前
記×−20セルガード を、７乃至10ft／minの速
度と、７ｇの静張力でスプールから連続的に巻き
出す。前記中空繊維をTHFまたは約6000乃至
8000cpの粘度のシクロヘキサン中のポリ（トリ
メチルシリルプロピン）の3.0％ｗ／ｗ溶液に通
して連続的に引き出した。中空繊維は、0.7乃至
1.4mmに変化するオリフイス開口部のジエツトを
通過して、繊維外径のオリフイス内径に対する比
が0.32乃至0.64に変るようにする。これらのフイ
ルムは、乾燥すると、塗被ジエツトの直径と塗料
溶液の濃度とに左右される厚さを有する均一乾燥
被膜になる。 塗被複合膜の顕微鏡検査は、中空繊維ウエブの
上の被膜が、略均一で無欠陥であることを示し
た。繊維の横断面検査は、全被膜厚さが異なる試
験で2.4乃至7.8μｍに変化したことを示した。こ
れらの実験の結果は下記第１表に報告されてい
る。
塗布する複合膜形成に関する。 （従来の技術） 中空繊維ウエブに重合体を塗布する複合膜構造
の形成は、揮発性溶剤に溶解させた重合体の低粘
度で通常ごく稀薄な溶液のプールに浸漬してほぼ
達成された。前記中空繊維ウエブをその後、抜取
つて風乾してフイルムを形成した。高粘度溶液は
前記ウエブ表面にむら被膜を形成する傾向のある
ことが、低粘度溶液を使用する理由である。被膜
に低粘度溶液を使用する時、重合体の濃度は、前
記重合体被膜の収縮のため、高多孔性で大気孔を
有する支持体の連続フイルム形成にはそれほど大
きい問題ではない。良質フイルムの達成には、支
持体に数回連続して塗被するか、ウエブの内腔側
に減圧を施しそれによつて生ずる膜壁付近の溶剤
の減少により、濃度（そして、この故に、粘度）
が増加し好ましいフイルムを形成する。多重塗被
方法は、極めて厚いまた透過成分の物質移動に実
質的耐性を提供するフイルムを生ずる。減圧法に
おいては薄手被膜が達成されるが、この方法は、
繊維の離散部を用いて内腔を通す減圧を達成する
必要があるため、回分法で実施する必要がある。
上記両方法では、高粘度でしかも低固形分含量の
重合溶液を用いる時、均一被膜ができなくなる。 （発明が解決しようとする課題） アメリカ合衆国特許第4241020号は、流体分離
に適当でありまた、束の形で取付けられる複数の
中空繊維の外部の塗被方法を開示する。この方法
は中空繊維の束を、被膜形成に適当な材料と相当
量の溶剤とを含有する塗料液に浸漬する必要があ
る。前記中空繊維の外部から内部に向かつての減
圧提供は、前記中空繊維の外部に蒸着形成を起さ
せるためである。この方法は、前記中空繊維の不
適当な付着なしに前記中空繊維の全外部表面の本
質的塗被を可能にし、さらに前記束のどの部分の
中空繊維に好ましくない厚さの被膜を形成させな
いようにする。開示されたこの方法は繊維の束の
同時処理を可能にするが、それにもかかわらず、
この方法はなお回分方法であり、連続オンライン
方法としては運転されない。 アメリカ合衆国特許第4444662号は、適当な微
孔質ウエブ、たとえば微光質プロピレンフイルム
に２相シロキサンポリアリーレンポリエーテルー
ブロツク共重合体の溶液流延によつて形成される
ラミネートを開示し、血液酸素化装置およびガス
分離装置に使用に十分な機械的強度を有するガス
透過性、血液親和性膜を生産する。前記ラミネー
ト生産の方法は、前記重合体の均一被膜を十分な
被膜厚さに保持するため前記微孔性ウエブの片側
だけに塗布し、他方の側を、前記複数膜を容易に
溶封またはポツテイングして全部を一緒にエンベ
ロープするため未塗被にしておく。 この発明は、全体に均一の半透過被膜を中空繊
維ウエブに塗布して複合中空繊維生産の連続方法
を目的とする。 （課題を解決するための手段） 前記の方法は、中空繊維ウエブを、固定張力と
固定速度で、透過性被膜を中空繊維ウエブ上に形
成能力のある重合溶液に通過させることから成
る。その後、中空繊維ウエブを、重合溶液被膜が
ウエブ表面上に軸方向環状前進流により形成され
るように前記ウエブを塗被ダイに通し軸方向に引
き出して前記重合溶液から移動させる。前記塗被
中空繊維をその後、対流性流れトンネルに通過さ
せて乾燥する。前記トンネルにおける乾燥速度
は、トンネル内の予定温度分布とトンネルを通る
制御空気流量とによつて調節する。最初に、前記
塗被中空繊維は前記対流性流れトンネル内で、そ
のトンネルを通つて流れるガス流、主として空気
との接触によつて低温乾燥（予備乾燥）をうけ
る。引き続き、前記塗被中空繊維は、前記対流性
流れトンネルの第二部分において高温乾燥と焼鈍
を受ける。前記トンネル内における温度はある種
の加熱装置たとえば炉により調節される。 ここで添付図面を参照しながらこの発明をさら
に詳細に説明する。 （作用） この発明は、半透過被膜を中空繊維ウエブに塗
布して複合中空繊維を生産する方法である。添付
図面を参照して、中空繊維ウエブ４を送り出しス
プール機構２から連続巻出しして、予定一定張力
と予定一定速度で収納スプール機構に巻き取る。
前記張力と速度の調節により、一定張力差は塗被
方法中の繊維ウエブに影響を与え、それが、前記
膜を重合溶液に浸漬する時、溶剤吸収によるウエ
ブの膨張と、乾燥に際しての溶剤減少によるウエ
ブと被膜フイルム収縮の補正に不可欠である。中
空繊維ウエブは、複合膜成分となりうる適当な材
料であればどんな種類のものでもよいが、好まし
くは微孔性高分子材料たとえば、ヘスキト・セラ
ニーズ（Hoescht・Celanese Corporation）社か
ら出ているセルガード （Celgard ）である。 前記中空繊維ウエブ４を送り出しスプール機構
２から巻き出すに従つて、それは、前記中空繊維
ウエブ４の上に透過性被膜形成の能力を有する重
合溶液８の入つた溜め６に通される。前記重合溶
液８は、繊維との逆反応やそれに悪影響を及ぼさ
ない溶液であればどのような種類でもよい。好ま
しくは、重合溶液が低固形物濃度、すなわち15％
以下、また粘度が室温で100乃至25000センチポア
ズの範囲内であるが、これらパラメーターはこの
発明の操作には重大ではない。特に極めて適当な
重合溶液は、ポリスルホン類、ポリアクリルニト
リル類、ポリカーボネート類、ポリアリールエー
テル類、ポリオレフイン類、ポリアセチレン類お
よびその置換誘導体から成る群から選ばれた高分
子材料を含有する１つ以上の溶剤を含む。しか
し、通常、半透過膜のできるものであればどのよ
うな種類の重合溶液（すなわち重合ドープ）でも
この方法に使用できる。 前記中空繊維４を前記溜め６に入つた重要溶液
８に通し、前記溜め６と流体接続し、前記重合溶
液８を含む塗被ダイまたはジエツト１０を通して
中空繊維を軸方向に引き出すことにより前記溶液
８から移動させる。中空繊維の移動は重合溶液８
を連行し、それを前記ダイ１０を通して引き出す
のでそれが軸方向環状前進流を起こしてその結
果、中空繊維の表面に均一重合被膜を形成させ
る。一般には、重合溶液膜の厚さは、中空繊維の
直径の塗被ダイ１０のオリフイス開口部に対する
比率とベキ法則指数とがわかれば測定できる。中
空繊維ウエブ上の被膜の厚さが決定的なことでは
ないが、0.1乃至100ミクロンの厚さが一般に好ま
れる。それを溶液そのものに通すことに加えて、
重合溶液を中空繊維に、多数の同等の技術たとえ
ば、計量ポンプ装置、噴霧機構によつて塗被して
から前記ダイに通すこともできる。塗料溶液の塗
布にあたつての重要な基準は、ウエブの全外面に
十分な量の溶液を塗布することである。 塗被中空繊維１２を対流性流れトンネル１４を
通過乾燥させる。前記対流性流れトンネル１４内
の乾燥速度を、加熱装置１９たとえば、前記トン
ネル１４の下流部分を蔽い前記トンネル１４内で
好ましい温度を維持するように設定調節された炉
によつて維持された予定温度分布により部分調節
する。前記加熱装置１９のほかに、乾燥速度はま
た、ガス流れ、好ましくは空気をトンネル１４を
通して調節される。ガス流は入口１６を通つてト
ンネル１４に入り、好ましくは、中空繊維に対し
逆方向に通すことで、それをトンネル１４から１
つ以上の出口１８により抜出される。前記入口１
６を、典型的例として、前記空気流が膜乾燥に良
好な補助手段となつて加熱されるよう加熱装置１
９により蔽われているトンネル１４の部分を空気
流が通過するよう適当に位置決めする。低温乾燥
すなわち予備乾燥は、塗被中空繊維を加熱空気流
と接触させるとトンネル１４の上流部分に起こ
る。中空繊維がトンネル１４を通過するに従つ
て、それは、トンネルの下流部分における高温で
の乾燥と焼鈍を、トンネルの前記部分を蔽う加熱
装置１９と、空気流もこの下流部分を通過して流
れることとの総合作用により受ける。好ましい実
施例において、トンネル１４を通るガス流は、前
記出口に接続する減圧装置によつて補助されてい
る。制御乾燥の方法は、表面亀裂や応力のないま
た、ウエブと被膜との間に表層剥離を起さない中
空繊維ウエブ上の被膜形成を可能にする。 塗被中空繊維２０をトンネル１４から移動さ
せ、巻取りスプール機構２２により巻取りスプー
ルに巻上げる。この発明の他の実施例において
は、多重合体溜めと組合わせ塗被ダイとを直列に
使用して中空繊維に多重被膜層を連続法により塗
布できる。各連続ダイは、次の被膜が前の被膜の
上に塗被されるように直径を等しくするか大きく
することである。各重合体溜めには、同一重合溶
液が入つていてもよいし、あるいは、重合溶液ま
たは（および）濃度を変えて、単一中空繊維に種
類の異なる被膜を形成させることもできる。乾燥
工程は被膜層のどれもに塗布につづいて実施する
か、各層を塗布後直ちに乾燥してから次の被膜を
塗布することができる。 この発明の方法は、中空繊維の連続オンライン
塗被を提供して、種々のガスまたは（および）液
体分離の方法に使用できる半透複合中空繊維膜を
作製することである。高粘度と低固形分含量を有
する高分子塗料溶液は単一工程で塗布可能で、お
おむね無欠陥塗被複合膜を作製できる。この方法
は、被膜厚さを前記塗被ダイの機械的設計を単に
変更するだけで制御できる。 （実施例） 次掲の実施例は、この発明を具体的に示すが限
定するものでない。 実施例 １ この発明の方法に従つて数回の実験を実施し
て、ポリプロピレン微孔性中空繊維（セルガード
×−20）にポリ（トリメチルシリルプロピン）
の被膜を塗布する。ほぼ0.45mmの外径を有する前
記×−20セルガード を、７乃至10ft／minの速
度と、７ｇの静張力でスプールから連続的に巻き
出す。前記中空繊維をTHFまたは約6000乃至
8000cpの粘度のシクロヘキサン中のポリ（トリ
メチルシリルプロピン）の3.0％ｗ／ｗ溶液に通
して連続的に引き出した。中空繊維は、0.7乃至
1.4mmに変化するオリフイス開口部のジエツトを
通過して、繊維外径のオリフイス内径に対する比
が0.32乃至0.64に変るようにする。これらのフイ
ルムは、乾燥すると、塗被ジエツトの直径と塗料
溶液の濃度とに左右される厚さを有する均一乾燥
被膜になる。 塗被複合膜の顕微鏡検査は、中空繊維ウエブの
上の被膜が、略均一で無欠陥であることを示し
た。繊維の横断面検査は、全被膜厚さが異なる試
験で2.4乃至7.8μｍに変化したことを示した。こ
れらの実験の結果は下記第１表に報告されてい
る。
【表】
実施例 ２
塗被複合中空繊維をこの発明により、ポリプロ
ピレン微孔性中空繊維（セルガード ×−20）に
塗被したポリ（トリメチルシリルプロピン）
（PTMSP）の被膜を使用して製作した。塗被膜
を数個のモジユールでポツトに入れ、そこにおい
て複合中空繊維の両端を接着剤、たとえばポリウ
レタン、エポキシ 、その他で固定し、前記ポツ
トに入れた両端を鋭利な刃で切り開き、浸透ガス
を抜取れるようまた、膜を通るその媒溶剤を測定
できるように繊維の内腔を出入可能にする。前記
モジユール酸素浸透率およびO2のN2に対する浸
透率（選択率）を下記の第２表に報告する。
ピレン微孔性中空繊維（セルガード ×−20）に
塗被したポリ（トリメチルシリルプロピン）
（PTMSP）の被膜を使用して製作した。塗被膜
を数個のモジユールでポツトに入れ、そこにおい
て複合中空繊維の両端を接着剤、たとえばポリウ
レタン、エポキシ 、その他で固定し、前記ポツ
トに入れた両端を鋭利な刃で切り開き、浸透ガス
を抜取れるようまた、膜を通るその媒溶剤を測定
できるように繊維の内腔を出入可能にする。前記
モジユール酸素浸透率およびO2のN2に対する浸
透率（選択率）を下記の第２表に報告する。
【表】
上記の結果は、前記モジユールのどれにもO2
のN2に対する選択率が1.23乃至1.55と測定された
ことを示す。 実施例 ３ 内径および外径がそれぞれ0.5と0.8mmの微孔性
ポリスルホン中空繊維膜をPTMSで塗被し、こ
の発明の方法を使用して塗被複合中空繊維膜を製
作した。2.5、3.5および4.5重量％のPTMSPのシ
クロヘキサン重合溶液を塗料溶液として使用し
た。塗被ジエツトの内径は２mmであつた。塗被繊
維をポツトに入れて、シエル型および管型形状の
中空繊維モジユールを作製した。被膜厚さとガス
浸透性データを下記の第３表に要約した。
のN2に対する選択率が1.23乃至1.55と測定された
ことを示す。 実施例 ３ 内径および外径がそれぞれ0.5と0.8mmの微孔性
ポリスルホン中空繊維膜をPTMSで塗被し、こ
の発明の方法を使用して塗被複合中空繊維膜を製
作した。2.5、3.5および4.5重量％のPTMSPのシ
クロヘキサン重合溶液を塗料溶液として使用し
た。塗被ジエツトの内径は２mmであつた。塗被繊
維をポツトに入れて、シエル型および管型形状の
中空繊維モジユールを作製した。被膜厚さとガス
浸透性データを下記の第３表に要約した。
【表】
酸素の予期しない高浸透率は、PTMSPのポリ
スルホンウエブ微孔への非浸透性に帰せられる。 比較例 １ PTMSPの1.75重量％溶液をトルエンで調製し
てガラス板に塗布して均一重合フイルムを形成し
た。このフイルムのガス浸透性をCSC−135浸透
ます目を用いて測定した。２試料に対する酸素の
窒素ガス浸透を下記第４表に報告する。
スルホンウエブ微孔への非浸透性に帰せられる。 比較例 １ PTMSPの1.75重量％溶液をトルエンで調製し
てガラス板に塗布して均一重合フイルムを形成し
た。このフイルムのガス浸透性をCSC−135浸透
ます目を用いて測定した。２試料に対する酸素の
窒素ガス浸透を下記第４表に報告する。
【表】
上記の結果は、この重合体のO2のN2に対する
選択率が約1.5であることを示す。従つて、この
重合体製で微孔性ウエブ塗被した無欠陥被膜は、
O2のN2に対し約1.5の選択率を有するはずで、事
実、上記実施例２および３で観察される。 実施例 ４ 上記実施例１乃至３は、中空繊維を連続塗被す
るこの発明の実施例を具体的に示すもので、そこ
において、前記中空繊維を単一重合体溜めおよび
塗被ダイとに通過させた。この実施例において、
同一繊維に同一方法で二重被膜を塗布した。中空
繊維を、組合わせ塗被ダイの直径が連続して増加
する２個の直列重合溜めに通し、それによつて２
被膜層を中空繊維に塗被できるようにした。
PTMSPの溶剤と濃度、使用されるオリフイスの
順序と大きさおよび得られる被膜厚さとを下記第
５表に報告する。
選択率が約1.5であることを示す。従つて、この
重合体製で微孔性ウエブ塗被した無欠陥被膜は、
O2のN2に対し約1.5の選択率を有するはずで、事
実、上記実施例２および３で観察される。 実施例 ４ 上記実施例１乃至３は、中空繊維を連続塗被す
るこの発明の実施例を具体的に示すもので、そこ
において、前記中空繊維を単一重合体溜めおよび
塗被ダイとに通過させた。この実施例において、
同一繊維に同一方法で二重被膜を塗布した。中空
繊維を、組合わせ塗被ダイの直径が連続して増加
する２個の直列重合溜めに通し、それによつて２
被膜層を中空繊維に塗被できるようにした。
PTMSPの溶剤と濃度、使用されるオリフイスの
順序と大きさおよび得られる被膜厚さとを下記第
５表に報告する。
【表】
（発明の効果）
この発明は、所定速度ならびに予定張力で連続
塗被中空繊維ウエブを提供し、本質的に無欠陥、
半透性塗被複合膜を生産することである。そのう
え、この発明は、無欠陥塗被層を前記中空繊維の
外部表面に、低固形物含量の高粘度溶液を用いて
形成する能力を具えている。全被膜厚さは、前記
塗被ダイの機械的設計を単に変えるだけで調節で
きる。
塗被中空繊維ウエブを提供し、本質的に無欠陥、
半透性塗被複合膜を生産することである。そのう
え、この発明は、無欠陥塗被層を前記中空繊維の
外部表面に、低固形物含量の高粘度溶液を用いて
形成する能力を具えている。全被膜厚さは、前記
塗被ダイの機械的設計を単に変えるだけで調節で
きる。
図面はこの発明の一実施例を実施する略図であ
る。 ２……送り出しスプール機構、４……中空繊維
ウエブ、６……溜め、８……重合溶液、１０……
塗被ダイ、１２……塗被中空繊維、１４……対流
性流れトンネル、１６……入口、１８……出口、
１９……加熱装置、２０……塗被中空繊維、２２
……収納スプール機構。
る。 ２……送り出しスプール機構、４……中空繊維
ウエブ、６……溜め、８……重合溶液、１０……
塗被ダイ、１２……塗被中空繊維、１４……対流
性流れトンネル、１６……入口、１８……出口、
１９……加熱装置、２０……塗被中空繊維、２２
……収納スプール機構。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 中空繊維ウエブに略均一、半透過被膜を塗布
して、複合中空繊維膜を生産する方法において、 (a) 双方固定した張力と速度で中空繊維ウエブ
を、前記繊維ウエブに浸透性被膜を形成する能
力のある重合溶液に通過させることと、 (b) 前記中空繊維ウエブを、重合溶液塗被が軸方
向環状前進流により前記ウエブ表面に形成され
るように塗被ダイを通して前記ウエブを軸方向
に引き出すことにより重合溶液から移動させる
こと、 (c) 前記塗被中空繊維を、それを対流性流れトン
ネルを通過させて乾燥し、そこにおける乾燥速
度を前記トンネル内の予定温度と、トンネルを
通る制御空気流の速度の双方により調節するこ
と から成る中空繊維ウエブにおおむね均一、半透過
被膜を塗布する連続方法。 ２ 前記重合溶液には約15％以下の固形物が含ま
れることを特徴とする請求項１による連続方法。 ３ 前記中空繊維ウエブに、乾燥後塗被する前記
重合溶液被膜は、0.1乃至100ミクロンの厚さを有
することを特徴とする請求項１による連続方法。 ４ 前気対流性流れトンネル内の予定温度を前記
トンネルの一部を蔽う加熱装置により調節するこ
とを特徴とする請求項１による連続方法。 ５ 前記加熱装置は、前記繊維のトンネルを通る
方向性移動に対し下流である前記対流性流れトン
ネルの一部分を蔽うことを特徴とする請求項４に
よる連続方法。 ６ 前記対流性流れトンネルを通る前記制御空気
流れは、前記中空繊維に対し逆方向になつている
ことを特徴とする請求項５による連続方法。 ７ 前記制御空気流れは、前記空気流れを前記加
熱装置によつて加熱してから中空繊維に接触する
ような位置で前記加熱装置に流入することを特徴
とする請求項１による連続方法。 ８ 前記重合溶液は、ポリスルホン類、ポリアク
リロニトリル類、ポリカーボネート類、ポリアセ
チレン類、ポリアリルエーテル類、ポリオレフイ
ン類およびその置換誘導体から成る群から選ばれ
た高分子材料を含む溶剤から成ることを特徴とす
る請求項１による連続方法。 ９ 前記重合溶液は、室温で100乃至25000センチ
ポアズの粘度を有することを特徴とする請求項１
による連続方法。 １０ 前記中空繊維ウエブは、微孔性高分子材料
であることを特徴とする請求項１による連続方
法。 １１ 前記中空繊維ウエブを固定張力と速度でス
プールから連続オンライン方法でまず巻き出すこ
とを特徴とする請求項１による連続方法。 １２ 前記塗被中空繊維ウエブを前記対流性流れ
トンネルから移動させて、巻き取りスプールに連
続巻き取ることを特徴とする請求項１による連続
方法。 １３ 前記中空繊維ウエブを直列の重合溶液と塗
被ダイを通過させ、そこにおいて各連続塗被ダイ
は、先の塗被ダイと同じかあるいは大きい直径を
有し、複数の被膜層が前記中空繊維ウエブに形成
されるようにすることを特徴とする請求項１によ
る連続方法。 １４ 前記塗被中空繊維を、各塗被ダイを通過さ
せた後乾燥させることを特徴とする請求項１３に
よる連続方法。 １５ 前記塗被中空繊維を、前記連続塗被ダイの
すべてを通過させてしまつてから乾燥することを
特徴とする請求項１３による連続方法。 １６ 前記各重合溶液には異種の高分子濃縮が含
まれることを特徴とする請求項１３による連続方
法。 １７ 前記重合溶液のおのおのには異種の高分子
材料が含まれることを特徴とする請求項１３によ
る連続方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US159627 | 1988-02-23 | ||
| US07/159,627 US4863761A (en) | 1988-02-23 | 1988-02-23 | Continuous process for making coated composite hollow fiber membranes |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH026828A JPH026828A (ja) | 1990-01-11 |
| JPH0542289B2 true JPH0542289B2 (ja) | 1993-06-28 |
Family
ID=22573317
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1040142A Granted JPH026828A (ja) | 1988-02-23 | 1989-02-20 | 中空繊維ウエブに均一半透過被膜塗布する連続方法 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4863761A (ja) |
| EP (1) | EP0330076B1 (ja) |
| JP (1) | JPH026828A (ja) |
| BR (1) | BR8900815A (ja) |
| CA (1) | CA1333028C (ja) |
| DE (1) | DE68916278T2 (ja) |
| MX (1) | MX165631B (ja) |
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1988
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