复合中空纤维膜及其制造方法
【专利摘要】本发明公开一种提高水渗透率和剥离强度的复合中空纤维膜及其制造方法，本发明的复合中空纤维膜包括：管状高分子膜，其具有外表面和内表面；管状编织物，其设置在所述高分子膜的外表面和内表面之间，其中，所述管状编织物由多个纱线制造，所述纱线分别包括第一多纤维和第二多纤维，所述第一多纤维包括多个分别具有3～50纤度的第一单纤维，所述第二多纤维包括多个分别具有超过0.4纤度且小于3纤度的第二单纤维。
【专利说明】
复合中空纤维膜及其制造方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种复合中空纤维膜及其制造方法，更具体来说，涉及具有更高的水 渗透率和剥离强度的复合中空纤维膜及其制造方法。
【背景技术】
[0002] 作为用于流体处理的分离方法，有利用加热或者相变的方法和利用过滤膜的方法 等。其中利用过滤膜的分离方法，由于根据过滤膜的细孔大小，能够稳定地得到所要的水 质，因此具有能够提高工序可靠性的优点，且如果利用过滤膜，则无需进行加热等操作，因 此，具有在使用可受加热等影响的微生物的分离工序中能够广泛利用的优点。
[0003] 过滤膜根据其形态可分为平膜以及中空纤维膜。
[0004] 在内部具有中空（lumen)的中空纤维膜与平膜相比具有更大的表面积，因此在水 处理效率方面，优于平膜。中空纤维膜广泛使用于无菌水、饮用水、超纯水制造等的精制过 滤领域，近年来其应用范围还扩大到污水/废水处理、净化槽中的固液分离、工业废水中的 浮游物质（SS: Suspended So 1 id)去除、河川水的过滤、工业用水的过滤以及游泳馆水的过 滤等。
[0005] 过滤膜为了能够应用于水处理中，基本上应具有优秀的渗透性，同时还应具有优 秀的耐压性和机械强度。但是，中空纤维膜在多孔性结构的特性上，具有不充分的机械强 度。为了提高中空纤维膜的机械强度，曾经有过使用管状编织物来加强中空纤维膜的尝试。
[0006] 例如，在美国专利第7,909，177号和美国专利8,201，485号中分别公开有在作为支 撑体的管状编织物的外表面上涂覆高分子膜来制造出的复合中空纤维膜。
[0007] 在这些现有技术中，为了扩大管状编织物和高分子膜的粘结面积，在制造管状编 织物时单独地或与其他纤维一起使用了具有0.01至0.4纤度(Denier)的单纤维所构成的细 纤度多纤维。
[0008] 但是，包括细纤度多纤维的管状编织物的孔隙会很小，所以会降低复合中空纤维 膜的水渗透率。
[0009] 除此之外，包括细纤度多纤维的管状编织物的小的孔隙会在形成高分子膜时，将 无法使高分子溶液在管状编织物的厚度方向上贯通。结果，在管状编织物和高分子膜之间 提高剥离强度方面存在极限。
[0010] 另外，在高分子溶液在管状编织物的厚度方向上未贯通的情况下管状编织物的内 表面形成为复合中空膜内表面，但是，管状编织物在其特征上具有不均匀的内表面。管状编 织物的不均匀的内表面会增加在复合中空纤维膜内的流体流动的阻碍，由此会降低复合中 空纤维膜的水渗透率。
【发明内容】
[0011] 技术课题
[0012] 因此，本发明涉及能够防止上述关联技术的限制和缺点导致的问题发生的复合中 空纤维膜及其制造方法。
[0013 ]本发明的一方面，提供一种具有优秀的水渗透率和剥离强度的复合中空纤维膜。
[0014] 本发明的另一方面，提供一种具有优秀的水渗透率和剥离强度的复合中空纤维膜 的制造方法。
[0015] 除了上述所涉及的方面之外，下面，将会有对本发明的其他特征以及优点的说明， 或者本发明所属技术领域的普通技术人员将会从其说明中能够清楚地理解其他特征以及 优点。
[0016] 解决技术课题的技术手段
[0017] 根据上述的本发明一方面，提供一种复合中空纤维膜，其特征在于，包括:管状高 分子膜，其具有外表面和内表面;管状编织物，其设置在所述高分子膜的外表面和内表面之 间，其中，所述管状编织物由多个纱线制造，所述纱线分别包括第一多纤维和第二多纤维， 所述第一多纤维包括多个分别具有3~50纤度的第一单纤维，所述第二多纤维包括多个分 别具有超过〇. 4纤度且小于3纤度的第二单纤维。
[0018] 所述第一多纤维可以包括30~150个所述第一单纤维，所述第二多纤维可以包括 20~100个所述第二单纤维。
[0019] 所述第一多纤维可以具有100~600纤度，所述第二多纤维可以具有10~200纤度。 [0020]各所述纱线可以包括1~4个所述第一多纤维和1~4个所述第二多纤维，在各所述 纱线中所包含的所述第一多纤维和第二多纤维的个数之和可以为3个以上。
[0021] 各所述纱线可以具有150~800纤度。
[0022]所述管状编织物可以由8~60个所述纱线制造。
[0023]所述第一单纤维、第二单纤维可以包括聚烯烃树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂、 聚酰胺树脂中的至少一种，所述高分子膜可以包括在聚砜树脂、聚醚砜树脂、磺化聚砜树 月旨、聚偏氟乙烯树脂、聚丙烯腈树脂、聚酰亚胺树脂、聚酰胺酰亚胺树脂、聚酯酰亚胺树脂中 的至少一种。
[0024] 所述管状编织物可以具有1.2~2.0_的外径，相对于所述外径的所述管状编织物 的厚度的比率可以为15~35%。
[0025] 所述高分子膜的内表面和所述管状编织物之间的距离可以为所述管状编织物厚 度的1~50%。
[0026] 根据本发明另一方面，提供一种复合中空纤维膜的制造方法，其特征在于，该方法 包括：由多个分别具有3~50纤度的第一单纤维制造第一多纤维的步骤；由多个分别具有超 过0.4纤度且小于3纤度的第二单纤维制造第二多纤维的步骤；由所述第一多纤维和第二多 纤维制造纱线的步骤;为制造管状编织物，对多个所述纱线进行编织的步骤;在所述管状编 织物的外表面上，添加高分子溶液的步骤。
[0027] 在添加所述高分子溶液的步骤中，可以通过所述高分子溶液在所述管状编织物的 厚度方向上贯通所述管状编织物的方式进行。
[0028] 添加所述高分子溶液的步骤可以包括:使所述管状编织物通过双管状喷嘴的内侧 管的步骤，通过所述双管状喷嘴的外侧管纺丝所述高分子溶液的步骤。
[0029] 添加所述高分子溶液的步骤可以包括将所述管状编织物浸渍在所述高分子溶液 的步骤。
[0030] 发明的效果
[0031] 根据本发明，替代细纤度多纤维而使用粗纤度多纤维，由此能够制造孔隙相对大 的管状编织物，其结果，不仅能够提高复合中空纤维膜的水渗透率，而且还能够显著提高剥 离强度。
[0032] 具体来说明，由于管状编织物具有较大孔隙，因此在形成高分子膜时，高分子溶液 将在管状编织物的厚度方向上能够贯通其管状编织物，并在复合中空纤维膜的内表面上能 够形成光滑的高分子膜。管状编织物的大孔隙以及复合中空纤维膜的光滑的内表面将提高 复合中空纤维膜的水渗透率。另外，由于高分子溶液在管状编织物的厚度方向上贯通其管 状编织物，因此将形成所述管状编织物完全嵌入在高分子膜的状态，其结果，能够显著地提 高复合中空纤维膜的剥离强度。
[0033] 根据本发明，通过将中细度多纤维与所述粗纤度多纤维一起使用，由此能够控制 以不让可导致中空堵塞程度的过多的高分子溶液在管状编织物的厚度方向上贯通其管状 编织物。
【附图说明】
[0034]附图构成本发明的一部分，并用于帮助对本发明的理解，且在附图中对本发明的 实施例进行了例示，与本发明的【具体实施方式】一起对本发明的原理进行说明。
[0035] 图1为根据本发明一个实施例的复合中空纤维膜的截面示意性图；
[0036] 图2为根据本发明一个实施例的纱线截面示意性图；
[0037] 图3为根据本发明一个实施例的粗纤度多纤维截面示意性图；
[0038] 图4为根据本发明一个实施例的中纤度多纤维截面示意性图。
[0039]最佳实施方式
[0040] 下面，参照附图对本发明的中空纤维膜及其制造方法进行详细说明。
[0041] 在不超出本发明的技术构思及范围内能够进行多种变更及变形，对本领域普通技 术人员来说是理所当然的。因此，在本发明均包括权利要求书所记载的内容以及属于其等 同范围的变更及变形内容。
[0042] 在本发明的说明书中所使用的术语中，"细纤度多纤维"被定义为由具有0.01~ 0.4纤度的单纤维构成的多纤维，"中纤度多纤维"被定义为由具有超过0.4纤度且小于3纤 度的单纤维构成的多纤维。除了细纤度多纤维、中纤度多纤维外，由具有3纤度以上的单纤 维构成的多纤维通常被分为"粗纤度多纤维"。
[0043] 图1为根据本发明一个实施例的复合中空纤维膜的截面示意性图。
[0044] 如图1所示，本发明的复合中空纤维膜包括:管状高分子膜200,其具有外表面210 和内表面220,以及管状编织物100,其设置在所述高分子膜200的外表面和内表面之间。
[0045] 所述管状高分子膜200可以包括在聚砜树脂、聚醚砜树脂、磺化聚砜树脂、聚偏氟 乙烯树脂、聚丙烯腈树脂、聚酰亚胺树脂、聚酰胺酰亚胺树脂、聚酯酰亚胺树脂中的至少一 种。
[0046] 所述高分子膜200可以由致密结构的表层和海绵结构的内层构成。在所述表层形 成有孔径为〇.〇1~Uim的微细孔，在所述内层形成有孔径为?ομπι以下、优选5μπι以下的微细 孔。
[0047] 在本发明的高分子膜200的内层不存在超过ΙΟμπι的缺陷部分，即不存在孔径超过 ΙΟμπι的微细孔。如果在内层存在超过ΙΟμπι的缺陷部分，则会大大降低过滤可靠性。
[0048] 所述管状编织物100包括多个纱线110,根据本发明的一个实施例，所述管状编织 物100分别可以由8~60个具有150~800纤度的纱线110制造。
[0049] 根据本发明的一个实施例，管状编织物100具有1.2~2.0mm的外径ED。在管状编织 物100的外径ED在小于1.2mm时，复合中空纤维膜的内径也会过分地变小，会导致很低的渗 透流量。相反，如果管状编织物100的外径ED在大于2.0_时，一束复合中空纤维膜的截面在 占规定面积时会无法使所述复合中空纤维膜束的膜面积有意义地扩大。
[0050] 另一方面，为了使复合中空纤维膜束的膜面积扩大，虽然使管状编织物100的外径 变小很重要，但还重要的是使管状编织物100的厚度T变薄。管状编织物100的外径ED变小 时，其内径ID也会成比例地变小，此时无法期待复合中空纤维膜200的渗透流量的增大。
[0051] 因此，根据本发明的一个实施例，相对于所述管状编织物100的外径ED的所述管状 编织物100的厚度T的比率为15~35%。
[0052]相对于所述管状编织物100的外径ED的所述管状编织物100的厚度T的比例超过 35%时，即，管状编织物100的厚度T相对于其外径ED过于厚时，会使管状编织物100的内径 ID变小，由此将使沿着复合中空纤维膜的中空流动的过滤水的流动变小，且因复合中空纤 维膜的厚度的增加导致渗透膜的流体量本身也会变少。
[0053]相反，如果相对于管状编织物100的外径ED的管状编织物100的厚度T的比例小于 15%时，即，管状编织物100的厚度T相对于其外径ED过于薄时，会降低机械强度，由此无法 保障作为管状编织物1〇〇的加强材料的功能。
[0054]因此，根据本发明的一个实施例，管状编织物100具有1.2~2.0mm外径ED和0.2~ 0.7mm的厚度T。
[0055]根据本发明的一个实施例，所述高分子膜200的内表面220和所述管状编织物100 之间的距离D为所述管状编织物100厚度T的1~50%。
[0056]如果所述距离D小于所述管状编织物100厚度T的1%时，复合中空纤维膜的剥离强 度无法有意义地提高，所述管状编织物100的不均匀状态直接转印到高分子膜200内表面 220，因此无法将对复合中空纤维膜内的流体流动的阻碍降低到所要达到的程度。
[0057]相反，如果所述距离D大于所述管状编织物100厚度T的50%时，复合中空纤维膜的 中空将过于变窄，对于复合中空纤维膜内的流体流动的阻碍将变大。
[0058]在本发明中，管状编织物100的外径ED、内径ID、厚度T以及所述高分子膜200的内 表面220和所述管状编织物100的之间的距离D将通过如下方法被测定。
[0059]用场发射扫描电镜(FE-SEM)截面切取用薄片切片机(microtome)对复合中空纤维 膜在任意位置上以垂直于长度方向进行切片，由此获得样品，然后用场发射扫描电镜对其 截面进行分析。选择5个各管状编织物100的外径ED、内径ID的最长和最短长度的偏差在 20 %以内的样品。被选择的各样品中管状编织物100的外径ED是由最长外径以及最短外径 的平均值来确定，其管状编织物100的内径ID是由最长内径以及最短内径的平均值来确定， 高分子膜200的内表面220和管状编织物100之间的距离D是由最长距离和最短距离的平均 值来确定。5个样品的管状编织物100的外径ED、管状编织物100的内径ID以及高分子膜200 的内表面220和管状编织物100的之间的距离D分别通过算术平均最终可获得管状编织物 100的外径ED、管状编织物100的内径ID以及高分子膜200的内表面220和管状编织物100的 之间的距离D。管状编织物100的厚度(指平均厚度)为管状编织物100外径ED和管状编织物 100内径ID之差。
[0060]图2为根据本发明一个实施例的纱线110的截面示意性图；
[0061] 如图2所示，本发明的纱线110分别包括第一多纤维111和第二多纤维112。所述第 一多纤维具有100~600纤度，所述第二多纤维具有10~200纤度。
[0062] 各所述纱线包括1~4个所述第一多纤维和1~4个所述第二多纤维，在各所述纱线 中所包含的所述第一多纤维和第二多纤维的个数之和可以为3个以上。
[0063] 图3和图4分别为根据本发明的第一多纤维111和第二多纤维112截面的示意性图。 [0064]如图3和图4所示，本发明的所述第一多纤维111为包括多个具有3~50纤度的第一 单纤维10的粗纤度多纤维，本发明的所述第二多纤维112为包括多个具有超过0.4纤度且小 于3纤度的第二单纤维20的中纤度多纤维。
[0065]替代细纤度多纤维而包括粗纤度多纤维111的本发明的管状编织物100相对具有 较大孔隙，所以不仅能够提高复合中空纤维膜的水渗透率，而且还显著提高复合中空纤维 膜的剥离强度。
[0066]具体来说明，由于管状编织物100相对具有较大孔隙，因此在形成高分子膜200时， 高分子溶液将在管状编织物100的厚度方向上能够贯通其管状编织物100,并在复合中空纤 维膜的内表面上能够形成光滑的高分子膜200。管状编织物100的大孔隙以及复合中空纤维 膜的光滑的内表面将提高复合中空纤维膜的水渗透率。另外，由于高分子溶液在管状编织 物100的厚度方向上贯通其管状编织物100,因此将形成所述管状编织物100完全嵌入在高 分子膜200的状态，其结果，能够显著地提高复合中空纤维膜的剥离强度。
[0067] 另外，本发明的管状编织物100除了包括粗细度多纤维111外，还包括中纤度多纤 维112,因此能够防止以可导致中空堵塞程度过多的高分子溶液在管状编织物100的厚度方 向上贯通其管状编织物100而使复合中空纤维膜的中空堵塞的现象。
[0068] 所述第一多纤维111可以包括30~150个所述第一单纤维10,所述第二多纤维112 可以包括20~100个所述第二单纤维20。
[0069]所述第一单纤维10、第二单纤维20可以包括聚烯烃树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯 树脂、聚酰胺树脂中的至少一种。
[0070] 下面，对根据本发明的一个实施例的复合中空纤维膜的制造方法进行详细说明。
[0071] 首先，制造管状编织物100。所述管状编织物100制造方法包括：由多个具有3~50 纤度的第一单纤维10制造第一多纤维111的步骤；由多个具有超过0.4纤度且小于3纤度的 第二单纤维20制造第二多纤维112的步骤；由所述第一多纤维111和第二多纤维112制造纱 线110的步骤;对多个纱线110进行编织的步骤。
[0072] 在此，在通过对多个纱线110进行编织来形成的管状编织物100的外表面上，通过 添加高分子溶液来形成高分子膜200,由此完成复合中空纤维膜。
[0073] 所述高分子溶液可以通过将高分子树脂和添加剂(聚乙烯吡咯烷酮以及/或亲水 性化合物)溶解在有机溶剂来制造。上述高分子溶液可以包括10~50重量％的高分子树脂、 1~30重量％的添加剂（聚乙烯吡咯烷酮以及/或亲水性化合物)和20~89重量％的有机溶 剂。
[0074]所述高分子树脂可以是聚砜树脂、聚醚砜树脂、磺化聚砜树脂、聚偏氟乙烯树脂 (PVDF)、聚丙烯腈(PAN)树脂、聚酰亚胺树脂、聚酰胺酰亚胺树脂、或者聚酯酰亚胺树脂。 [0075]所述有机溶剂可以是二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺、或者这些的混合物。
[0076] 所述亲水性化合物为水或者为乙二醇类化合物，优选可以使用分子量为2,000以 下的聚乙二醇。亲水性化合物起到降低高分子溶液稳定性的作用，因此相对地提高在高分 子膜200上体现海绵型结构的可能性。即，高分子溶液的稳定性越高，越在高分子膜200内部 形成缺陷部位(孔径超过1〇μπι的微细孔），由此容易形成手指型(Finger-like)结构，所以作 为添加剂，通过添加如水或乙二醇类化合物的亲水性化合物，由此降低高分子溶液的稳定 性，且使高分子膜200带亲水性，由此能够增加复合中空纤维膜的水渗透率。
[0077] 在所述管状编织物100的外表面上添加所述高分子溶液的步骤中，可以通过所述 高分子溶液在所述管状编织物1〇〇的厚度方向上贯通所述管状编织物1〇〇的方式进行。
[0078] 例如，添加所述高分子溶液的步骤可以包括使所述管状编织物100通过双管状喷 嘴的内侧管的步骤，通过所述双管状喷嘴的外侧管纺丝所述高分子溶液的步骤。被纺丝的 所述高分子溶液将被涂覆于通过所述内侧管的所述管状编织物1〇〇的外表面上，且在所述 管状编织物1 〇〇的厚度方向上贯穿所述管状编织物1 〇〇。
[0079] 所述高分子溶液与所述管状编织物100-起从双管状喷嘴向空气中排出后在凝固 液中被凝固，接着，依次进行清洗、干燥工序。
[0080] 为了使所述高分子溶液通过凝固而形成的高分子膜200具有均匀的厚度，所述管 状编织物100的行进速度和流入所述双管状喷嘴的外侧管的所述高分子溶液的量应达到平 衡，将其平衡用高分子溶液的供给速度Q和管状编织物100的速度U所示的关系式为如下：
[0081] Q = jrpuDoT
[0082] 在此，Q是单位时间被供给的高分子溶液的量，p是高分子溶液的密度，u是管状编 织物1 〇〇的行进速度，Do为管状编织物100的外径，T为高分子膜200的厚度。
[0083] 从上述式可知，高分子膜200的厚度T可以利用高分子溶液的供给量、纺丝溶液的 密度、管状高分子发泡体210的行进速度等来进行调节。
[0084] 作为可替代的方案可以是，添加所述高分子溶液的步骤通过将所述管状编织物 1〇〇浸渍(dipping)在所述高分子溶液来进行。所述浸渍工序后还进行干燥/加热工序。
[0085] 下面，通过实施例和比较例来对本发明进行详细说明。
[0086] 管状编织物的制造
[0087] 实施例1
[0088] 用3个粗纤度多纤维和1个中纤度多纤维进行纺织制造纱线。其中，粗纤度多纤维 是由48个具有3.125纤度的PET单纤维来形成，中纤度多纤维由36个具有2.083纤度的PET单 纤维来形成。对20个这样的纱线进行编织而制造了外径1.4_的管状编织物。
[0089] 比较例1
[0090] 对3个粗纤度多纤维进行纺织制造纱线。其中，粗纤度多纤维是由48个具有3.125 纤度的PET单纤维来形成。对20个这样的纱线进行编织而制造了外径1.4mm的管状编织物。
[0091] 比较例2
[0092] 对6个细纤度多纤维进行纺织制造纱线。其中，细纤度多纤维是由216个具有0.3纤 度的PET单纤维来形成。对12个这样的纱线进行编织而制造了外径2.4mm的管状编织物。
[0093] 比较例3
[0094] 对3个细纤度多纤维和1个粗纤度多纤维进行纺织制造纱线。其中，细纤度多纤维 是由216个具有0.3纤度的PET单纤维来形成，粗纤度多纤维是由48个具有7.5纤度的PET单 纤维来形成。对20个这样的纱线进行编织而制造了外径2.1_的管状编织物。
[0095] 比较例4
[0096] 对3个细纤度多纤维和1个中纤度多纤维进行纺织制造纱线。其中，细纤度多纤维 是由200个具有0.31纤度的PET单纤维来形成，中纤度多纤维是由72个具有2纤度的PET单纤 维来形成。对20个这样的纱线进行编织而制造了外径1.8_的管状编织物。 _7] 高分子溶液的制造
[0098] 将17重量％的聚砜、9重量％的聚乙烯吡咯烷酮、10重量％的聚乙二醇与64重量％ 的二甲基甲酰胺(有机溶剂)一起边搅拌边进行溶解，由此制造了透明的高分子溶液。
[0099] 复合中空纤维膜的制造 [0100] 实施例2
[0101 ]将所述高分子溶液供给到包括双管状喷嘴的外侧管（直径：2.38mm)的双管状喷 嘴，同时使通过实施例1制造出的管状编织物在所述双管状喷嘴内侧管中通过。此时，相对 于高分子溶液的供给速度的管状编织物的行进速度比k被设定为750g/m 2。使添加所述高分 子溶液的管状编织物在l〇cm的孔隙中通过，然后依次在35°C的凝固槽、洗净槽中通过，由此 制造了复合中空纤维膜。
[0102] 比较例5
[0103] 除了使用通过比较例1制造出的管状编织物来替代通过实施例1制造出的管状编 织物外，与实施例2相同的方法制造了复合中空纤维膜。
[0104] 比较例6
[0105] 除了使用通过比较例2制造出的管状编织物来替代通过实施例1制造出的管状编 织物外，与实施例2相同的方法制造了复合中空纤维膜。
[0106] 比较例7
[0107] 除了使用通过比较例3制造出的管状编织物来替代通过实施例1制造出的管状编 织物外，与实施例2相同的方法制造了复合中空纤维膜。
[0108] 比较例8
[0109] 除了使用通过比较例4制造出的管状编织物来替代通过实施例1制造出的管状编 织物外，与实施例2相同的方法制造了复合中空纤维膜。
[0110] 通过下述方法分别获得了分别通过实施例2、比较例5~比较例8制造出的复合中 空纤维膜的水渗透率和剥离强度，其结果表示在下述表1中。
[0111] 水渗透率(Lp)
[0112] 准备了直径10_、长170mm的丙烯酸软管和复合中空纤维膜。对所述复合中空纤维 膜按照160mm长度来进行切断，然后对其一端用粘结剂进行了密封。将所述复合中空纤维膜 放入所述丙烯酸软管中后对丙烯酸软管的一端和所述复合中空纤维膜之间进行了密封。接 着，在丙烯酸软管中放入纯水，并施加氮压，测量了一分钟的渗透复合中空纤维膜的纯水的 量。所述水渗透率Lp的单位为ml/(cm 2 Xmin X kg/cm2) 〇
[0113] 剥离强度
[0114] 利用拉力试验机测量了从管状编织物中剥离高分子膜的瞬间负荷，并按照施加剪 切力的面积(m2)来计算出了剥离强度。具体测量条件为如下：
[0115] -测量仪器：英斯特朗（Instron)4303
[0116] -负荷传感器(Load cell): 1KN
[0117] -试验速度（Crosshead speed): 25mm/min [0118]-把握距离（Grasp distance) :50mm
[0119]-试片:在直径6mm的聚丙烯管中用聚氨酯树脂粘结并固定一股复合中空纤维膜以 其粘结部长度为l〇cm，由此制造试片。
[0120]剥离强度(Pa) =屈服点的负荷(kg)/施加剪切力的面积(m2)
[0121] 剥离强度被定义为试片被拉伸时施加于涂覆高分子膜的每单位面积的剪切力 (shear strength)，施加剪切力的面积(m2)由"π X复合中空纤维膜的外径(m) X复合中空 纤维膜的粘结部的长度(m)"来计算。
[0122] 表1
[0123]
[0124] 从上表1中可知，不存在细纤度多纤维而包括粗纤度多纤维的管状编织物所制造 的实施例2的复合中空纤维膜与包括细纤度多纤维的管状编织物所制造的比较例6~比较 例8的复合中空纤维膜相比，具有优秀的水渗透性和剥离强度。
[0125] 由于根据实施例2的复合中空纤维膜的管状编织物具有较大的孔隙，因此在形成 高分子膜时，高分子溶液在管状编织物的厚度方向上贯通其中，由此在复合中空纤维膜的 内表面上形成光滑的高分子膜。相对于此，在比较例6~比较例8的复合中空纤维膜的管状 编织物由于细纤度的多纤维的存在，具有相对小的孔隙，因此高分子溶液不能在管状编织 物的厚度方向上贯通其中，其结果，管状编织物的不均匀的内表面将成为复合中空纤维膜 的内表面。
[0126] 从结果可以认为是，实施例2的复合中空纤维膜相比于比较例6~比较例8的复合 中空纤维膜，通过管状编织物的较大孔隙自身以及复合中空纤维膜的光滑的内表面来提高 其水渗透率。另外，通过形成所述管状编织物完全嵌入在高分子膜内的形态，由此将提高复 合中空纤维膜的剥离强度。
[0127]另外显示出，仅由粗细度多纤维形成的管状编织物所制造的比较例5的复合中空 纤维膜具有与实施例2的复合中空纤维膜类似的剥离强度，但是其水渗透率明显低很多，这 可以认为是，过多的高分子溶液贯通管状编织物使复合中空纤维膜的中空变窄为几乎被堵 塞的程度。
【主权项】
1. 一种复合中空纤维膜，其特征在于，包括： 管状高分子膜，其具有外表面和内表面； 管状编织物，其设置在所述高分子膜的外表面和内表面之间， 其中，所述管状编织物由多个纱线制造， 所述纱线分别包括第一多纤维和第二多纤维， 所述第一多纤维包括多个分别具有3~50纤度的第一单纤维， 所述第二多纤维包括多个分别具有超过0.4纤度且小于3纤度的第二单纤维。2. 根据权利要求1所述的复合中空纤维膜，其特征在于， 所述第一多纤维包括30~150个所述第一单纤维， 所述第二多纤维包括20~100个所述第二单纤维。3. 根据权利要求1所述的复合中空纤维膜，其特征在于， 所述第一多纤维具有100~600纤度， 所述第二多纤维具有10~200纤度。4. 根据权利要求1所述的复合中空纤维膜，其特征在于， 各所述纱线包括1~4个所述第一多纤维和1~4个所述第二多纤维， 在各所述纱线中所包含的所述第一多纤维和第二多纤维的个数之和为3个以上。5. 根据权利要求1所述的复合中空纤维膜，其特征在于， 各所述纱线具有150~800纤度。6. 根据权利要求1所述的复合中空纤维膜，其特征在于， 所述管状编织物由8~60个所述纱线制造。7. 根据权利要求1所述的复合中空纤维膜，其特征在于， 所述第一单纤维、第二单纤维包括聚烯烃树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂、聚酰胺树 脂中的至少一种， 所述高分子膜包括在聚砜树脂、聚醚砜树脂、磺化聚砜树脂、聚偏氟乙烯树脂、聚丙烯 腈树脂、聚酰亚胺树脂、聚酰胺酰亚胺树脂、聚酯酰亚胺树脂中的至少一种。8. 根据权利要求1所述的复合中空纤维膜，其特征在于， 所述管状编织物具有1.2~2.0mm的外径， 相对于所述外径的所述管状编织物的厚度的比率为15~35%。9. 根据权利要求8所述的复合中空纤维膜，其特征在于， 所述高分子膜的内表面和所述管状编织物之间的距离为所述管状编织物厚度的1~ 50% 〇10. -种复合中空纤维膜的制造方法，其特征在于，该方法包括： 由多个分别具有3~50纤度的第一单纤维制造第一多纤维的步骤； 由多个分别具有超过0.4纤度且小于3纤度的第二单纤维制造第二多纤维的步骤； 由所述第一多纤维和第二多纤维制造纱线的步骤； 为制造管状编织物，对多个所述纱线进行编织的步骤； 在所述管状编织物的外表面上，添加高分子溶液的步骤。11. 根据权利要求10所述的复合中空纤维膜的制造方法，其特征在于， 在添加所述高分子溶液的步骤中，通过所述高分子溶液在所述管状编织物的厚度方向 上贯通所述管状编织物的方式进行。12. 根据权利要求10所述的复合中空纤维膜的制造方法，其特征在于， 添加所述高分子溶液的步骤包括： 使所述管状编织物通过双管状喷嘴的内侧管的步骤， 通过所述双管状喷嘴的外侧管纺丝所述高分子溶液的步骤。13. 根据权利要求10所述的复合中空纤维膜的制造方法，其特征在于， 添加所述高分子溶液的步骤包括将所述管状编织物浸渍在所述高分子溶液的步骤。
【文档编号】B01D71/26GK105873668SQ201480071697
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2014年12月24日
【发明人】李娥凜, 李宰勳, 慎镛哲, 文熙岏
【申请人】可隆工业株式会社