中空状多孔质膜的制造装置和制造方法_4

文档序号:9816042阅读:来源:国知局
树脂溶液吐出口向下方吐出,从而在中空绳状支持体A1的外周面形成膜形成性树脂溶液的涂膜A2并制作中空的丝状体A’。然后,制作的丝状体A’运行于运行区间R后,通过顶板19的开口部19a,送入凝固槽7内。
[0074]另外,在制作丝状体A’期间,制造装置I中,通过启动扫气装置9,对运行于运行区间R的丝状体A’周围进行扫气。
[0075]在这种情况下,首先,通过气体过滤装置27对气体供应装置25所提供的扫气用气体进行过滤,并通过气体调整装置29进行温度和湿度调整后,供给气体导入室23b ο此时,从能进一步防止吐出面1a结露的方面考虑,优选通过气体调整装置29将扫气用气体调整至露点低于纺丝喷嘴3吐出面的表面温度。此外,要想纺丝喷嘴3或丝状体A’的温度不偏离设定状态,优选扫气用气体的温度以与纺丝喷嘴3的设定温度相同的温度进行供应。
[0076]接着,气体导入室23b中,通过设置于气体吐出口 23c的阻力赋予体23d对扫气用气体的压力分布进行均一化。接着,气体导入室23b内的扫气用气体通过气体吐出口 23c的阻力赋予体23d向圆形开口部23a的中心处吐出,并将扫气用气体送至纺丝喷嘴3的下面。吐出至圆形开口部23a的扫气用气体从圆形开口部23a的外周侧向中心处流动,然后,改变方向至向下,向凝固液5液面方向流动。由此,扫气用气体一边排除到达纺丝喷嘴3下面附近的凝固液的蒸汽或空气,一边包围丝状体A’的周围。
[0077]接着,将走完运行区间R的丝状体A’浸渍于凝固液5而使其凝固,得到中空状多孔质膜A ο
[0078]具体来说,凝固工序中,通过纺丝工序形成膜形成性树脂溶液的涂膜六2的丝状体A’通过凝固槽7的顶板19的开口部19a而导入凝固槽7内的凝固液5,并与凝固液5接触。使丝状体A’浸渍于凝固液5时,与凝固液5接触的涂膜A2*,凝固液5所含的非溶剂成分扩散浸入,涂膜如的膜形成性树脂溶液的疏水性聚合物超过了在溶液中作为液相存在的界限时,疏水性聚合物与良溶剂或溶解于良溶剂的亲水性聚合物开始分离,并从液相转移至固相。由此,形成作为膜骨架的网眼结构。膜形成性树脂溶液的疏水性聚合物完全发生相分离并停止网眼结构的形成时,作为膜骨架的网眼结构被固定。然而,此时,疏水性聚合物由于良溶剂而处于溶胀的状态,因此呈现机械强度弱、在外力作用下容易变形的状态。随着涂膜A2内部的良溶剂扩散至凝固液5,涂膜如中的液相部分的成分中,良溶剂成分减少,非溶剂成分增加,疏水性聚合物从溶胀状态变化至固化状态,涂膜A2的机械强度大幅增加。形成了以下的中空状多孔质膜A:其在外周面和膜内部形成了疏水性聚合物与凝胶状的亲水性聚合物相互交错的、对外力的耐变形力增加的状态的三维网眼结构。通过凝固所得的中空状多孔质膜A凭借第2导向辊17被移送至凝固槽7外侧的后续工序。
[0079]如上所述,根据制造装置1,能通过扫气装置9将凝固液5的蒸汽从丝状体A’周围去除,并对丝状体A’周围进行扫气,因此,能抑制纺丝喷嘴3下面的周边气氛的湿度上升,并能抑制纺丝喷嘴3下面的结露。由此,能提高所得中空状多孔质膜A的膜表面结构精密控制、膜表结构均一化以及中空状多孔质膜A的品质。
[0080]另外,根据制造装置I,能够使丝状体A’运行于运行区间R时被扫气用气体包围,不开始相分离,而是在与凝固槽7的凝固液5接触时才开始相分离。由此,能使开始相分离时的膜形成性树脂溶液的径向的湿度和温度均一。
[0081]此外,本发明并不局限于上述实施方式,在不脱离本发明宗旨的范围内,各构成可进行适当变更。
[0082]图3是显示变形例中的中空状多孔质膜的制造装置的示意图。如图3所示,变形例中的制造装置51,除了具有制造装置I的构成以外,还具有筒构件53。
[0083]筒构件53是以包围运行于运行区间R的丝状体A’的方式所构成的。筒构件53被密封地安装于扫气喷嘴23的下面,并从扫气喷嘴23的下面延伸至凝固槽7内的凝固液5的液面附近。筒构件53具有圆形截面,其中心轴设置成与扫气喷嘴23的圆形开口部23a的中心轴一致。另外,筒构件53的上端具有凸缘部55,该凸缘部55通过使用磁铁等安装于扫气喷嘴23的下面。并且通过将筒构件53安装于扫气喷嘴23的下面,从扫气喷嘴23的圆形开口部23a至凝固液5的液面附近形成圆形流路,扫气喷嘴23的圆形开口部23a所吐出的扫气用气体通过该流路内在丝状体A’的运行方向流动。此外,筒构件53的下端与凝固液5的液面之间形成有间隙57,其用于使到达液面的扫气用气体从筒构件53内流出。
[0084]如此,运行于运行区间R的丝状体A’的周围被筒构件53包围,并通过扫气用气体流至筒构件53内部,能抑制扫气用气体在沿着丝状体A’流动的空间处从丝状体A’剥离。由此,在整个运行区间R区域能用扫气用气体包围丝状体A’,并在整个运行区间R区域能对丝状体A’的周围进行扫气。
[0085]筒构件53的圆形流路直径越小,越能以少的扫气用气体供应量来获得高扫气效率,但由于筒构件的装卸操作或制膜中的丝状体A’的振动等,最好设定成丝状体A’不与内壁接触的适当大小,通常设定成运行于内部的丝状体A’的直径的4?16倍左右。
[0086]另外,筒构件53的圆形流路长度优选为以下长度:与喷嘴所吐出的环状膜形成性树脂溶液的中空绳状支持体的接合点位于筒构件53下端的更上方,且筒构件53内的扫气用气体的流动状态为稳定。
[0087]扫气用气体从扫气喷嘴23流入筒构件53时,由于其流动方向和速度发生变化,筒构件53的圆形流路长度过短时,可能会存在以下情况:筒构件53的扫气用气体流动易于混乱,诱发丝状体A’的振动,从而降低扫气效率。反之,该长度设定为所需以上长度时,存在以下情况:通过表面放热而使内部流动的扫气用气体的温度发生变化。在这种情况下,优选采用以绝热材料覆盖筒构件53周围并设置温度调整装置等的保温方法。
[0088]本实施方式中,筒构件53的圆形流路长度/圆形流路直径的值优选为2?40,更优选4?20。
[0089]图4是显示更进一步变形例的中空状多孔质膜的制造装置的示意图。如图4所示,更进一步变形例中的制造装置61设有扫气喷嘴63,以代替制造装置I的扫气喷嘴23。
[0090]扫气喷嘴63设有:接受气体供应装置25等所流出的扫气用气体的流入口65和将扫气用气体向丝状体A’吐出的吐出部67。吐出部67在水平方向吐出扫气用气体,具有与运行区间R基本相同的高度。因此,扫气喷嘴63能在整个运行区间R以水平方向吐出扫气用气体。
[0091]通过设置这样的扫气喷嘴63,也能在整个运行区间R对丝状体A’的周围进行扫气。
[0092]另外,如图5所示,也可设有:包围运行区间R周围的侧部导风板68和具有设置于运行区间R的下端,即沿着凝固液5的液面设置的使丝状体A’通过的开口部69的底部导风板71。通过设置侧部导风板68和底部导风板71,能促进扫气喷嘴63所吐出的扫气用气体在水平方向流动。
[0093]接着,对本发明的实施例进行说明。
[0094]实施例中采用以下的制造装置:在如图3所示的纺丝喷嘴下面设置有扫气喷嘴,安装于该扫气喷嘴下面的筒构件的下端开口面设定为离凝固槽内的凝固液液面5mm的距离。
[0095]作为制造装置的纺丝喷嘴,使用以下喷嘴:具有向下面吐出中空绳状支持体的支持体吐出孔,并具有能以环状吐出与该支持体吐出孔形成同心圆状的膜形成性树脂溶液的树脂溶液吐出口。
[0096]作为扫气装置,使用磁性不锈钢SUS430制的扫气喷嘴和筒构件;其中,扫气喷嘴的直径60mm,开口直径30 mm,高度10mm,开口内壁面是由内径30mm、厚度2mm、高度8mm、公称过滤精度I μ的S U S制金属颗粒烧结体的内壁面所构成;筒构件为直径3 O m m,内径12 m m,长150mm,且上端是由钕磁铁嵌入的直径60mm、厚8mm的圆形凸缘的聚丙稀制筒构件。
筒构件通过磁力使凸缘面吸附于磁性不锈钢制的扫气喷嘴下面而进行固定。
[0097]作为膜形成性树脂溶液,可按照以下方法制备:将聚偏氟乙烯公司制造,商品名:力彳于一761A)、聚偏氟乙稀Ρ2(7?^7公司制造,商品名:力彳于一301Α)、聚乙烯基吡咯烷酮(日本催化剂公司制造,商品名:Κ-79)、N,N-二甲基乙酰胺(DMAc) (f Λ:/V 7 r彳V力少公司制造)按照以下所示的质量比混合,在600C下搅拌溶解,制备成包含高分子量聚偏氟乙烯的膜形成性树脂溶液A、B以及包含低分子量聚偏氟乙烯的膜形成性树脂溶液C这3种溶液。
[0098](膜形成性树脂溶液A)
将聚偏氣乙稀Pl (质均分子量(以下,简称为Mw)Mw:7.2 X 1
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