外部灌注型中空纤维膜组件及具有所述组件的喷墨打印机的制作方法_5

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通过该构成,本实施方式中,能易于确实保持中空纤维膜束3的自立状态,较好地抑制中空纤维膜束3过度扩散。液体的粘性高时,由于中空纤维膜束30变得易于较大地扩散,所以本构成在尤其是液体的粘性高时有效地发挥功能。
[0132]中空纤维膜30具有气体能透过中空纤维膜30的中空部-外侧间的透气性。
中空纤维膜30的外径优选280μπι以下,更优选250μπι以下。更具体地,优选250?150μπι,更优选220?180μπι。中空纤维膜30的外径在上述数值范围内时,可以在外壳内中空纤维膜间形成更有效率的流路。
中空纤维膜30的内径优选ΙΟΟμπι以上,更优选120μπι以上。中空纤维膜30的内径优选200μπι以下。更具体地,优选100?200μηι,更优选110?160μηι。中空纤维膜30的内径在上述数值范围内时,能在外壳2内收纳充分根数的中空纤维膜30,能维持良好的脱气性能和耐久性。
[0133]中空纤维膜30的膜厚优选20?70μπι,更优选25?55μπι。
膜厚在上述范围的上限值以下时,对外壳2内的中空纤维膜30的内侧重复减压时的耐久性优异。膜厚在上述范围的下限值以上时,能良好地维持脱气性能。
[0134]另,中空纤维膜的膜厚通过下述式(I)由中空纤维膜的内径与外径的差算出。
中空纤维膜的膜厚=(中空纤维膜的外径-中空纤维膜的内径)/2...(I)
中空纤维膜的内径以及外径按照如下进行实测。
首先,将数根中空纤维膜捆扎,用聚氨基甲酸乙酯树脂覆盖其整个外侧,使之固化。接着,将固化后的束沿着中空纤维膜的径方向切割,使其长度方向的长度为数mm,获得厚数_的薄片状样本。接着,使用投影机例如以100倍的倍率向投影屏投影该样本的截面光学图像。在投影后的图像中,测定各中空纤维膜的外径以及内径。重复5次以上如此切出样本并测定的操作,以所有数值的平均值作为中空纤维膜的外径以及内径。
[0135]中空纤维膜30是具有透气性均质层和支持所述均质层的多孔质支持层的复合膜,因强度优异的同时,能抑制漏液并且有效地除去溶解的气体,脱气性能优异而优选。
作为复合膜的具体的层构成,优选在均质层的内侧或者外侧设置有多孔质支持层的二层结构、在均质层的内侧和外侧设置有多孔质支持层的三层结构,基于强度以及脱气性能的观点,更优选三层结构。
[0136]作为均质层的材质,可列举聚二甲基硅氧烷、硅与聚碳酸酯的共聚物等硅橡胶系树脂;乙烯与α-烯烃的共聚物、聚4-甲基戊烯-1、低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、直链状低密度聚乙烯、直链状超低密度聚乙烯、聚丙烯、离聚物树脂、乙烯.乙酸乙烯酯共聚物、乙烯.(甲基)丙烯酸共聚物、乙烯.(甲基)丙烯酸甲酯共聚物、改性聚烯烃(例如烯烃的自聚物或者共聚物与马来酸、富马酸等不饱和羧酸、酸酐、酯或者金属盐等反应的反应物。)等聚烯烃系树脂;聚偏(二)氟乙烯、聚四氟乙烯等含氟树脂;乙基纤维素等纤维素系树脂;聚苯醚;聚4-乙烯基吡啶;氨基甲酸乙酯系树脂等。这些树脂可以I种单独使用,或2种以上混合使用。此外,也可以使用这些树脂的共聚物。
[0137]其中,作为均质层的材质,优选聚稀经系树脂,更优选密度为0.850?0.910g/cm3的聚烯烃系树脂。由密度在上述范围内的聚烯烃系树脂形成的均质层,在以高流量通液处理对象液体时脱气性能仍优异的同时,具有适于实用的熔点或者软化点。
[0138]另,密度基于JISK 7112(与ASTM D1505相同的规定。)进行测定。
密度在上述范围的聚烯烃系树脂,通过差示扫描型热量计(DSC)测定的熔点(Tm)约为40 ?100。。。
[0139]基于中空纤维膜30的耐化学试剂性的观点,形成均质层的聚烯烃系树脂优选为乙烯与碳原子数3?20的α-烯烃共聚合而成的分子量分布为4.0以下的乙烯.α-烯烃共聚物。
[0140]作为碳原子数3?20的α-烯烃,可列举丙烯(碳原子数3)、异丁烯(碳原子数4)、1_丁烯(碳原子数4)、1_戊烯(碳原子数5)、1_己烯(碳原子数6)、4_甲基-1-戊烯(碳原子数6)、1-辛烯(碳原子数8)。作为碳原子数3?20的α-烯烃,优选碳原子数4?20的α-烯烃,更优选碳原子数6?8的α-烯烃,特别优选1-己烯或者1-辛烯。
碳原子数3?20的α-烯烃可以单独使用I种,或2种以上并用。
[0141]乙烯.α-烯烃共聚物的分子量分布优选如上所述的4.0以下,更优选3.5以下,特别优选3.0以下。分子量分布如此小的乙烯.α-烯烃共聚物可通过使用茂金属催化剂进行共聚合的方法等获得。例如可通过使用道化学公司开发的原位(单位点)催化剂、即所谓茂金属催化剂中的一种的限制几何构型催化剂进行共聚合的方法获得。
[0142]另,分子量分布是指重均分子量(Mw)与数均分子量(Mn)的比率(Mw/Mn)。重均分子量(Mw)以及数均分子量(Mn)通过使用聚苯乙烯作为标准试样的凝胶渗透色谱法(GPC)求得。
[0143]基于耐化学试剂性的观点,乙烯与碳原子数3?20的α-烯烃共聚合而得的乙烯.α-烯烃共聚物优选使用占所有单体10摩尔%以上的碳原子数3?20的α-烯烃共聚而得的共聚物,更优选使用20?40摩尔%共聚而成的共聚物。
[0144]形成均质层的聚烯烃系树脂的熔体流动速率(MFR)在190°C中,优选0.1?5g/10miη,更优选0.3?2g/10min。若MFR在上述范围的下限值以上,则均质层的成形性优异。若MFR在上述范围的上限值以下,则在制造中空纤维膜时,可以抑制上述聚烯烃系树脂从多孔质支持层侧流出,因此,可以形成厚度均一、具有优异脱气性能的均质层。
另,MFR是依照ASTM D1238的E条件,在试验温度190°C、试验负重2.16kgf (21.18N)下测定的值。
[0145]适于形成均质层的乙烯.α-烯烃共聚物的市售品,可列举α-烯烃的碳原子数为8的道化学公司制的“7:7^二亍^一 (AFFINITY)(注册商标)”、α-烯烃的碳原子数为6的普瑞曼聚合物公司制的“工求y二一(注册商标)”等。
[0146]另,形成均质层的聚烯烃系树脂中,作为除了树脂以外的成分,可根据需要在不损本发明目的的范围内添加抗氧化剂、紫外线吸收剂、润滑剂、防粘连剂、着色剂、阻燃化剂等添加物。
[0147]作为多孔质支持层的材质,可列举聚二甲基硅氧烷、硅与聚碳酸酯的共聚物等硅橡胶系树脂;聚4-甲基戊烯-1、聚3-甲基丁烯-1、低密度聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃系树脂;聚偏(二)氟乙烯、聚四氟乙烯等含氟树脂;乙基纤维素等纤维素系树脂;聚苯醚;聚4-乙烯基吡啶;氨基甲酸乙酯系树脂;聚苯乙烯;聚醚醚酮;聚醚酮等。这些树脂可以I种单独使用,或2种以上混合使用。此外,也可以使用这些树脂的共聚物。
[0148]多孔质支持层的孔径优选0.01?Ιμπι的范围。若孔径在上述范围的上限值以下,则均质层的微细孔(气体透过的孔)内难于润湿,故可以降低由处理对象液体中所含的化学试剂导致的均质层的劣化。若孔径在上述范围的下限值以上,则透气性变高,脱气性能优异。此外,多孔质支持层的空孔率优选30?80体积%。若空孔率在上述范围的下限值以上,则透气性会提高,脱气性能优异。若空孔率在上述范围的上限值以下,则中空纤维膜30的耐压性等机械强度会提尚。
[0149]均质层以及多孔质支持层的厚度优选确定为使膜厚在上述范围内,在该范围内,均质层的厚度优选0.3?2μηι。多孔质支持层的厚度优选20?70μηι,更优选25?55μηι。另,此处的多孔质支持层的厚度是指,当多孔质支持层由多个层构成时(例如,均质层的内侧与外侧各I层、总共2层的多孔质支持层层积而成时的情况等。),为多个层的总厚度。若均质层以及多孔质支持层的厚度在上述范围的下限值以上,则中空纤维膜30的耐压性、机械强度等提高,若在上述范围的上限值以下,则中空纤维膜30的透气性提高,脱气性能优异。此外,中空纤维膜30的外径不会变得过大,可在外壳2内收纳充分根数的中空纤维膜30。
另,多孔质支持层的厚度可以与上述的中空纤维膜的内径以及外径的实测方法相同地从薄片状的样本的截面投影图像实测,取其平均值。即,如上述那样,获得厚数mm的薄片状样本,使用投影机例如以100倍的倍率向投影屏投影该样本的截面光学图像,在获得的投影像中,测定各中空纤维膜中的多孔质支持层的厚度。
重复5次以上如此切出样本并测定的操作,以所有数值的平均值作为中空纤维膜的均质层以及多孔质支持层的厚度。
但是,由于均质层的厚度与多孔质支持层的厚度相比通常较小,因此存在实测困难的情况。此时,视为由上述式(I)算出的“中空纤维膜的膜厚”=“多孔质支持层的厚度”。
[0150]均质层与多孔质支持层的材质的组合并无特别限制,可以使用不同种类的树脂的组合,也可以组合使用同种树脂。
[0151]具有均质层与多孔质支持层的复合中空纤维膜,可以通过具有多层复合纺丝工序和拉伸多孔质化工序的公知的方法等制造。
例如,使用依次形成有内层喷嘴部和中间层喷嘴部和外层喷嘴部的同心圆状复合喷嘴,向外层喷嘴部和内层喷嘴部供给用于形成多孔质支持层的溶融树脂,向中间层喷嘴部供给用于形成均质层的溶融树脂。然后,从同心圆状复合喷嘴挤出各溶融树脂使之冷却固化,获得未拉伸中空纤维(多层复合纺丝工序)。接着,拉伸上述未拉伸中空纤维,使内层和外层多孔质化(拉伸多孔质化工序)。据此,获得由均质层和多孔质支持层构成的、三层结构的中空纤维膜,该多孔质支持层位于均质层的内侧以及外侧而支持均质层。
[0152]上述中空纤维膜的断裂强度在0.5N/fil以上、断裂伸长率在50%以上,因中空纤维膜组件制造加工工序中的操作处理性而优选。优选断裂强度在0.8?3N/fil、断裂伸长率在70?400 %以上,更优选断裂强度在I?2.5N/fil、断裂伸长率在140?300 %以上。
此处,“断裂强度”是指,向中空纤维膜的长度方向施加负荷拉伸时发生断裂的值。“断裂伸长率”是指,向中空纤维膜的长度方向边施加负荷边拉伸时至发生断裂为止时所显示的伸长率。
[0153]另,中空纤维膜的断裂强度及断裂伸长率可以通过以下的方法测定。
(中空纤维膜的断裂强度及断裂伸长率)
使用tens i I on型拉伸试验机(例如才P工y亍、;/夕社制、UCT-1T型),将中空纤维膜把持在tens i 1n型拉伸试验机的卡盘部,使试验长度为2cm,在此状态下施加拉伸负荷,改变负荷重量,测定中空纤维膜断裂为止时的断裂伸长率。进行3次该测定,求得中空纤维膜断裂的负荷的平均值。
[0154]上述中空纤维膜束3的外壳2截面中的填充率优选20?50%,更优选30?45%。若上述中空纤维膜的填充率在下限值以上,则脱气组件I的小型化变得容易,而且易于抑制脱气组件I内产生液体的偏流。若上述中空纤维膜的填充率在上限值以下,则中空纤维膜的填充变容易,可以在确保合适的流路的基础上填充更多的膜,从而提高性能。
另,中空纤维膜30的外壳2截面中的填充率表示,填充的中空纤维膜的截面积的总和与将脱气组件I相对于中空纤维膜束3的轴方向垂直切断时的外壳2内部的截面积的比例(% )。另,中空纤维膜内部的空间不视为中空纤维膜的截面积。
[0155]外壳2的大小,在圆筒状时,直径优选20?60cm,长度优选60?250cm。
[0156](第7实施方式)
接着,使用图13?图15,对本发明的第7实施方式涉及的脱气组件lb’进行说明。另,对于第7实施方式中的与第6实施方式相同的构成要素以同一符号表不,省略部分说明。
[0157]脱气组件lb’具有外壳2和收纳于外壳2内的中空纤维膜束3。外壳2具备圆筒状外壳主体2A、覆盖外壳主体2A的两端开口的第I盖构件4及第2盖构件5。外壳2通过结合外壳主体2A、第I盖构件4及第2盖构件5,从而形成略圆柱状的外观。
[0158]本实施方式中,第I盖构件4被配置于下侧,第2盖构件5被配置于上侧。
[0159]中空纤维膜束3仅在其上端部3U通过浇灌部6被固定于外壳2内,从浇灌部6沿着中心轴线LI向下方延伸。中空纤维膜束3与第I实施方式同样地具有多个小束3A,各小束3A在其下侧的部位仅设置I个向与中心轴线LI正交的方向延伸的经线31,通过由经线31捆扎多个中空纤维膜30而构成。
另,经线31可以连结多个小束3A,也可以在小束3A的合适处设置有多个。
[0160]此外,本实施方式中,在作为沿着中心轴线LI方向的中空纤维膜束3的延伸方向上,中空纤维膜束3的下端部3D的高度位置Hl几乎并齐。
[0161]本实施方式中,管构件15的上端部被埋入浇灌部6,沿着中心轴线LI向下方延伸,其下端部被配置在外壳2内的液室f内。
本实施方式中,管构件15的下端部为开放,上端部通过栓体15A进行液密及气密密封。而且,管构件15形成有多个使液体流入外壳2内的流入口 16。据此,管构件15借由流入口 16与外壳2内连通。
[0162]本实施方式中,管构件15的下端部位于中空纤维膜束3的下端部3D的下方,管构件15的下端部被液密地嵌入于形成为圆板状的液体导入部20的中央部上形成的轴套部21的内周面。此外,将液体导入部20的外周部液密地嵌入于外壳2的内周面(本例中,第I盖构件4的内面),将液室f分为上下2室。
[0163]而且,本实施方式中,在第I盖构件4上形成有沿着中心轴线LI方向向下方突出的圆筒状流入端口 8b,在该圆筒状流入端口 8b形成有使液体流入外壳2内的流入接收口 8A b,流入端口 8b从外部接收液体。然后,从流入端口 8b流入的液体首先被送到液室f之中的液体导入部20的下方的室。
此处,液体导入部20通过轴套部21保持使管构件15的下端部向下方侧的液室f开放的状态,从而向管构件15内供给部分液体。然后,液体从管构件15的流入口 16流入液室f之中的液体导入部20的上方的室。
[0164]本实施方式中,流入口16在管构件15的外周面的轴方向及圆周方向上空出规定的间隔多个并排形成,并形成于管构件15的外周面。此外,流入口 16越位于中空纤维膜束3的浇灌部6所固定的上端部3U侧,其相比于位于下端部3D侧,其开口面积越变小。
另,关于详细情况图虽未显示,但本实施方式中,管构件15的轴方向的规定位置的外周面所形成的流入口 16在管构件15的圆周方向间隔90度形成有4个,但也可以是其它样态。
[0165]此外,本实施方式中,参照图14,液体导入部20上形成有多个液体通过
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