中空状多孔质膜的制造装置和制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及中空状多孔质膜的制造装置和制造方法，特别涉及采用干湿式纺丝法的中空状多孔质膜的制造装置和制造方法。
【背景技术】
[0002]近年来，由于对环境污染的关心提高和规定的加强，作为水处理方法，使用在分离完全性和小型性等方面优良的中空状多孔质膜的方法正受人关注。作为中空状多孔质膜的制造方法，已知的有利用通过非溶剂使高分子溶液发生相分离而进行多孔化的非溶剂相分离法，并且作为非溶剂相分离法，已知有干湿式纺丝法(例如，专利文献I和2)。
[0003]专利文献I记载的干湿式纺丝法中，为了提高中空状多孔质膜的机械强度，使中空绳状物从纺丝喷嘴中心的贯通孔朝着凝固液方向运行，在中空绳状物表面涂布自纺丝喷嘴下面所吐出的呈环状的膜形成性树脂溶液后，使其在包含凝固液所蒸发的非溶剂成分的空气中运行。然后，通过在凝固液中导入膜形成性树脂溶液并使其在凝固液中凝固，从而制造内部具有强度支持体的中空状多孔质。
[0004]另外，专利文献2记载的干湿式纺丝法中，为了提高中空状多孔质膜的品质，在纺丝喷嘴与凝固槽之间，用容器包围纺丝喷嘴所吐出的膜形成性树脂溶液。由此，从纺丝喷嘴侧朝向凝固槽侧的方向上，容器内部的气氛形成低湿低温气氛区域、低湿高温气氛区域和高湿高温气氛区域，并在高湿高温气氛区域中使膜形成性树脂溶液吸收非溶剂成分后，将膜形成性树脂溶液导入凝固液中，使膜形成性树脂溶液凝固而制造中空状多孔质。
现有技术文献专利文献
[0005]专利文献I:日本专利特开2008-126199号公报专利文献2:日本专利特许4084103号
【发明内容】
发明要解决的问题
[0006]然而，如专利文献I所记载的，在纺丝喷嘴与凝固液面之间的包含非溶剂成分的空气中运行时，存在气氛中的非溶剂成分会在低温的纺丝喷嘴下面结露的问题。为了防止该问题，纺丝喷嘴的温度必须设定成高于结露温度。另外，使纺丝喷嘴下面所吐出的呈圆环状的膜形成性树脂溶液的直径细化，直至能与运行的中空绳状支持体表面接合，但在其细化区间中，膜形成性树脂溶液吸收大量的非溶剂成分时，会引起膜形成性树脂溶液的相分离，而使细化操作不稳定，其结果是，存下以下情况:在所得中空状多孔质膜的圆周方向上产生膜厚不均，并产生不规则的直径变动。
[0007]为了解决这些问题，如专利文献2所记载的，考虑在纺丝喷嘴与凝固槽之间设置容器，并从纺丝喷嘴侧朝向凝固槽侧的方向上，使容器内的气氛形成低湿低温气氛区域、低湿高温气氛区域和高湿高温气氛区域。然而，在这种情况下，各区域之间需要设置用于膜形成性树脂溶液通过的连通孔，使各区域通过连通孔进行连通。因此，存在以下问题:通过连通孔使各区域进行连通，会产生区域间的空气流动，而该流动会影响运行于连通孔的膜形成性树脂溶液气氛的流动。也就是说，空气流动不稳定的各区域内的温度和湿度状态在容器内空间的水平方向和时间轴方向上非常难以保持恒定，而使容器内空间的温度和湿度在水平方向和时间轴方向变动，从而形成不均。在这样的湿度和温度不均匀的不稳定气氛内流通膜形成性树脂溶液的同时，形成相分离结构的话，会在膜形成性树脂溶液的径向和时间轴方向上产生相分离结构形成的不均，从而无法防止中空状多孔质膜的圆周方向上的膜厚不均的产生和不规则的直径变动。
[0008]因此，本发明是为了解决上述问题点而作出的，其目的在于提供一种中空状多孔质膜的制造装置和制造方法，其能防止纺丝喷嘴的结露，同时，能制造具有均一膜结构的中空状多孔质膜。
解决问题的手段
[0009]为了解决上述问题，本发明具有以下特征:
一种通过膜形成性树脂溶液凝固来制造中空状多孔质膜的中空状多孔质膜制造装置，其特征在于，
设有纺丝喷嘴、凝固槽和扫气装置；
所述纺丝喷嘴具有吐出口，该吐出口朝下方吐出呈丝状的膜形成性树脂溶液；
所述凝固槽收纳用于凝固膜形成性树脂溶液的凝固液，且所述凝固槽被设置成，使所述凝固液的液面在所述纺丝喷嘴的吐出口的下方并与所述纺丝喷嘴的吐出口相距规定的距离；
所述扫气装置覆盖行进于吐出口与凝固槽内的凝固液液面之间的膜形成性树脂溶液的表面，并使扫气用气体在膜形成性树脂溶液的周围流动；
所述扫气用气体为膜形成性树脂溶液的非溶剂成分的相对湿度小于50%的气体。
[0010]根据如上构成的本发明，通过扫气装置能鼓入膜形成性树脂溶液的非溶剂成分的相对湿度小于50%的气体，从而使吐出口与凝固液面之间的气氛保持相对湿度小于50%，并能防止纺丝喷嘴下面的吐出口附近产生结露。另外，通过扫气用气体覆盖膜形成性树脂溶液表面的方式对其周围进行扫气，还能防止膜形成性树脂溶液在纺丝喷嘴与凝固液的液面之间运行时吸收非溶剂成分而引起相分离，并且能使膜形成性树脂溶液的相分离起始于凝固液内，因此，在相分离的开始与进行时中，膜形成性树脂溶液的径向的湿度和温度均一。由此，能制造具有均一膜结构的中空状多孔质膜。
[0011 ]另外，本发明中，优选的特征在于，扫气装置将包含自凝固液面上升的所述非溶剂成分的气体从膜形成性树脂溶液的表面去除。
[0012]根据如上构成的本发明，能够防止膜形成性树脂溶液从包含自凝固液面上升的非溶剂的高温高湿的气氛中吸收上述非溶剂而导致膜形成性树脂溶液在与凝固液接触之前开始相分离。由此，膜形成性树脂溶液的相分离起始于凝固液内，因此，在相分离的开始与进行时中，膜形成性树脂溶液的径向的湿度和温度均一。
[0013]另外，本发明中，优选的特征在于，在所述吐出口与所述凝固液之间，没有使膜形成性树脂溶液吸收非溶剂成分的结构，并且所述纺丝喷嘴所吐出的所述膜形成性树脂溶液运行于所述吐出口与所述凝固液之间的空间。
[0014]根据如上构成的本发明，扫气用气体能以覆盖膜形成性树脂溶液周围的方式进行流动。
[0015]另外，本发明中，优选地，扫气装置的结构如下:
具有筒构件，扫气用气体在所述筒构件的内部流动;其中，所述筒构件围绕运行于吐出口与凝固液的液面之间的膜形成性树脂溶液的周围。
[0016]根据如上构成的本发明，可以使从扫气装置流出的扫气用气体在筒构件内部流动，由此，能防止扫气用气体离开膜形成性树脂溶液，并能形成膜形成性树脂溶液的周围始终有扫气用气体流动的环境。
[0017]另外，本发明中，优选地，扫气装置设有扫气喷嘴，其用于使扫气用气体从纺丝喷嘴的吐出口所吐出的膜形成性树脂溶液的径向外侧朝向膜形成性溶液树脂流动。在这种情况下，优选扫气喷嘴使扫气用气体在膜形成性树脂溶液的整个圆周方向均匀流动。
[0018]根据如上构成的本发明，扫气装置能使扫气用气体从膜形成性树脂溶液的径向外侧，优选沿着整个圆周均匀地朝向膜形成性树脂溶液流动。由此，能对膜形成性树脂溶液的周围进行均匀扫气。
[0019]另外，本发明中，优选地，扫气装置优选设有过滤扫气用气体的气体过滤装置。
[0020]根据如上构成的本发明，能抑制由扫气用气体中所含的异物附着于膜形成性树脂溶液而引起膜缺陷的产生。
[0021]另外，本发明中，优选地，扫气装置具有用于调整扫气用气体湿度的湿度调整装置。此外，本发明中，优选地，扫气装置具有用于调整扫气用气体温度的温度调整装置。
[0022]根据具有这些构成的本发明，通过湿度调整装置能调整扫气用气体的湿度和/或通过温度调整装置能调整扫气用气体的温度，由此，能适宜地抑制膜形成性树脂溶液在运行于吐出口与凝固液的液面之间时开始相分离。
[0023]另外，为了解决上述问题，本发明具有以下特征:
本发明是一种通过膜形成性树脂溶液凝固来制造中空状多孔质膜的中空状多孔质膜制造方法;所述方法具有以下工序:
纺丝工序:朝下方吐出呈丝状的膜形成性树脂溶液；
凝固工序:在设置于吐出口的下方并离吐出口规定距离的位置的凝固槽内，使所述膜形成性树脂溶液凝固；并进一步具备:
扫气工序:在进行纺丝工序期间，令扫气用气体朝向运行于吐出口与凝固槽内的凝固液液面之间的膜形成性树脂溶液的表面流动，对膜形成性树脂溶液的周围进行扫气；
其中，所述扫气用气体为非溶剂成分的相对湿度小于50%的气体。
[0024]根据如上构成的本发明，通过鼓入膜形成性树脂溶液的非溶剂成分的相对湿度小于50%的气体，能使吐出口与凝固液面之间的气氛保持相对湿度小于50%，并能防止纺丝喷嘴下面的吐出口附近产生结露。另外，通过扫气用气体覆盖膜形成性树脂溶液表面的方式对其周围进行扫气，能防止膜形成性树脂溶液在运行