JPWO2016159305A1 - 中空糸膜の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
特許文献1では、従来の延伸方法として、周速度の異なる複数の延伸駆動ロールの間で延伸を行なう、ロール延伸法が記載されている。ロール延伸法では、ロールの駆動力を摩擦力(凝着力)で中空糸に伝達するために、駆動ロールに中空糸を巻き付ける抱き角度(接触角度)を設定することで、摩擦力不足による糸滑りを抑制している。
そこで本発明は、簡素な延伸プロセスを用いて、中空糸潰れ(偏平化)を抑制し、縮径化された中空糸膜を得る延伸方法を提供することを目的とする。
(1)中空糸を形成する紡糸工程と、円周方向に設けられた溝を備える延伸ロールによって延伸する延伸工程とを備え、前記延伸ロールは、前記中空糸と、前記溝において互いに対向する壁面で接触するようになっている中空糸膜の製造方法。
(2)前記溝の壁面間の距離は、前記延伸ロールの径方向における最外部では中空糸の外径よりも大きく、最内部では前記中空糸の外径より小さくなっている、前記(1)に記載の中空糸膜の製造方法。
(3)前記溝において、互いに対向する壁面が成す角度は、5°以上90°以下である、前記(1)または(2)に記載の中空糸膜の製造方法。
(4)前記延伸ロールの前記溝は、表面が梨地処理されている、前記(1)〜(3)のいずれか1項に記載の中空糸膜の製造方法。
(5)前記延伸ロールの前記溝の少なくとも表面にゴム弾性材を有する、前記(1)〜(4)のいずれか1項に記載の中空糸膜の製造方法。
(6)中空糸の搬送経路に配置され、円周方向に設けられた溝を有する送り出し側の延伸ロールと引き出し側の延伸ロールと、を備え、
前記送り出し側の延伸ロールと前記引き出し側の延伸ロールとが、前記溝において互いに対向する壁面が中空糸に接触するように配置される
延伸装置。
本発明は、紡糸工程と延伸工程とを有する中空糸膜の製造方法を提供する。上記各工程について以下に詳細に説明をする。
1.紡糸工程
中空糸を形成する紡糸工程は、具体的な手法に限定されるものではなく、後述の延伸工程を経て、分離膜として利用できる中空糸が得られる工程であればよい。例えば、従来の中空糸膜の製造に用いられる紡糸方法が好ましく適用される。このような紡糸方法としては、溶液紡糸および溶融紡糸が挙げられる。溶液紡糸は、原料を溶剤に溶かして原液を得て、この原液を口金から吐出することで繊維を得る方法である。溶液紡糸は、乾式紡糸および湿式紡糸を含む。溶融紡糸は、熱で溶融さえた原料を口金から吐出し、冷却することで凝固させて繊維を得る方法である。
これらの材料を溶媒に溶解させることで製膜原液を作製し、これを口金から凝固浴に吐出することで、非溶媒相分離法、熱誘起相分離法などにより、中空糸膜を形成することができる。
本工程では、紡糸された中空糸を、円周方向に設けられた溝を備える延伸ロールによって延伸する。
図1に延伸ロールの一例として延伸ロールの正面図を示す。図1の一点鎖線の位置における延伸ロールの概略断面図を図2(a)に示す。図2(b)に、別の形態の延伸ロールの概略断面図を図2(a)に示す。
Gs=1.639σ25(MPa)
Gs:静的せん断弾性係数(MPa)
例えば、図2(a)に示す延伸ロール7は金属製であり、その円周方向に底の丸いV字状の断面を有する溝が設けられており、溝表面が梨地処理されている。また、図2(b)に示す延伸ロール9はゴムロールであり、その円周方向にV字状の断面を有する溝が設けられている。
製造工程中、中空糸が延伸される位置を延伸ゾーンと呼ぶ。
本発明はまた、上記延伸工程に使用できる延伸装置を提供する。本発明の延伸装置は、中空糸の搬送経路に配置され、上記送り出し側の延伸ロールと引き出し側の延伸ロールとを備える。そして、上記送り出し側の延伸ロールと引き出し側の延伸ロールは、それぞれの延伸ロールが有する溝において互いに対向する壁面が中空糸に接触するように配置される。
延伸ゾーン12では、中空糸11は加熱されることが好ましい。よって、延伸ゾーン12は、湿熱、乾熱処理できる浴槽、或いはチャンバー中に設けられることが好ましい。
[中空糸の真円度の測定方法]
デジタルマイクロスコープ(VHX−1000,KEYENCE製)を用いて、中空糸断面が観察される任意の倍率(20倍〜200倍)で、中空糸断面の長径と短径の長さを計10ヵ所で測定し、短径/長径の比の結果を数平均して求めた。
重量平均分子量42万のフッ化ビニリデンホモポリマー36重量%とγ−ブチロラクトン64重量%を140℃で溶解した。このフッ化ビニリデンホモポリマー溶液をチューブインオリフィスの外側オリフィス(外径:4.0mmφ)から吐出し、同時にγ−ブチロラクトン85重量%水溶液をチューブインオリフィスの内側のチューブ(外径:1.4mmφ、内径:1.0mmφ)から、γ−ブチロラクトン85重量%水溶液からなる温度15℃の冷却浴中に中空糸状に紡出させた。こうして曳き出した中空糸を水洗した後、3つの送り出し側の延伸ロールと、3つの引き出し側の延伸ロールとで延伸した。
延伸ゾーンは、95℃の熱水槽であった。
延伸ゾーン前の中空糸外径は、1.02mmで真円度96.2%であり、延伸後の中空糸外径は、0.59mmに縮径化され、真円度は95.6%であった。
実施例1とは異なる口径(オリフィス外径:2.1mmφ、チューブ外径:0.7mmφ、チューブ内径0.5mmφ)を有するチューブインオリフィスを用いた以外は実施例1と同様にして、中空糸を紡糸し、水洗した。
こうして得られた中空糸について、送り出し側の延伸ロール3本で形成する抱き角度(接触角度)の合計を270°として速度を7m/分とし、かつ延伸ゾーン後の引き出し側の延伸ロールの抱き角度も同様に270°にして、速度を10.5m/分とすることで、延伸倍率を1.5倍とした。また溝深さ10mmで対向角度35°、円周方向最外部における溝の幅V字状の溝を有し、かつゴム弾性係数が0.24MPaであるシリコンゴムロールを延伸ロールとし、さらに延伸ゾーンを80℃の空気加熱の熱風チャンバーとして、延伸を行った。延伸ロールの円周方向最外部における溝の幅(開口幅)は6.2mmであった。送り出し側の延伸ロールおよび引き出し側の延伸ロールは実施例1と同様にそれぞれ3つとした。
延伸ゾーン前の中空糸外径は、1.20mmで真円度97.4%であり、延伸後の中空糸外径は、0.96mmに縮径化され、真円度は97.0%であった。
延伸ロールを平らな金属ロールに変更した以外は、実施例1と同様にして延伸を行った。しかしながら、引き出し側の延伸ロールで中空糸の滑りが起こり、所定の延伸で行うことが出来なかった。
延伸ロールを平らなシリコンゴムロールに変更した以外は、実施例2と同様にして、延伸を行った。延伸ゾーン前の中空糸外径は、1.20mmで真円度96.5%であり、延伸後の外径は、0.91mmに縮径化されたが、真円度が68.6%で偏平化した。
7 底の丸いV字状溝の金属ロール(延伸ロール)
8 溝
9 V字状溝のゴムロール(延伸ロール)
11 中空糸
12 延伸ゾーン
Claims (6)
- 中空糸を形成する紡糸工程と、
円周方向に設けられた溝を備える延伸ロールによって延伸する延伸工程と
を備え、
前記延伸ロールは、前記中空糸と、前記溝において互いに対向する壁面で接触するようになっている
中空糸膜の製造方法。 - 前記溝の壁面間の距離は、前記延伸ロールの径方向における最外部では前記中空糸の外径よりも大きく、最内部では前記中空糸の外径より小さくなっている、請求項1に記載の中空糸膜の製造方法。
- 前記溝において、互いに対向する壁面が成す角度は、5°以上90°以下である、請求項1または2に記載の中空糸膜の製造方法。
- 前記延伸ロールの前記溝は、表面が梨地処理されている、請求項1〜3のいずれか1項に記載の中空糸膜の製造方法。
- 前記延伸ロールの前記溝の少なくとも表面にゴム弾性材を有する、請求項1〜4のいずれか1項に記載の中空糸膜の製造方法。
- 中空糸の搬送経路に配置され、円周方向に設けられた溝を有する送り出し側の延伸ロールと引き出し側の延伸ロールと、を備え、
前記送り出し側の延伸ロールと前記引き出し側の延伸ロールとが、前記溝において互いに対向する壁面が中空糸に接触するように配置される
延伸装置。
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