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1、(10)申请公布号 CN 103717295 A (43)申请公布日 2014.04.09 CN 103717295 A (21)申请号 201280037926.7 (22)申请日 2012.08.03 2011-170064 2011.08.03 JP B01D 67/00(2006.01) C08J 9/26(2006.01) (71)申请人 三菱丽阳株式会社 地址 日本东京都千代田区丸之内一丁目 1 番 1 号 (72)发明人 仓科正树 隅敏则 广本泰夫 藤木浩之 (74)专利代理机构 上海市华诚律师事务所 31210 代理人 刘香兰 (54) 发明名称 多孔质膜的制造方法及制造装置 。
2、(57) 摘要 一种多孔质膜的制造方法, 以及具有具备分 解容器的分解装置的多孔质膜的制造装置, 所述 多孔质膜制造方法具有如下的分解工序 : 将通过 含有亲水性聚合物和疏水性聚合物的制膜原液的 凝固形成的多孔质膜前体导入分解容器中, 在该 分解容器内, 使前述多孔质膜前体与含有氧化剂 的经加热的药液接触, 将接触了前述药液的前述 多孔质膜前体保温, 通过前述氧化剂使前述多孔 质膜前体中残留的前述亲水性聚合物分解。 (30)优先权数据 (85)PCT国际申请进入国家阶段日 2014.01.28 (86)PCT国际申请的申请数据 PCT/JP2012/069878 2012.08.03 (87)。
3、PCT国际申请的公布数据 WO2013/018900 JA 2013.02.07 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 15 页 附图 3 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书15页 附图3页 (10)申请公布号 CN 103717295 A CN 103717295 A 1/2 页 2 1. 一种多孔质膜的制造方法, 其具有如下的分解工序 : 将由含有亲水性聚合物和疏水 性聚合物的制膜原液凝固而形成的多孔质膜前体导入分解容器中, 在该分解容器内, 使前 述多孔质膜前体与含有氧化剂的经加热的药液接触, 将接触了前述药液的前述多孔质。
4、膜前 体保温, 通过前述氧化剂使前述多孔质膜前体中残留的前述亲水性聚合物分解。 2. 如权利要求 1 所述的多孔质膜的制造方法, 其中, 预先将与前述药液接触的前述多 孔质膜前体加热。 3. 如权利要求 1 或 2 所述的多孔质膜的制造方法, 其中, 在前述分解工序中, 在前述分 解容器内, 分别进行多次前述药液与前述多孔质膜前体的接触、 和接触了前述药液后的前 述多孔质膜前体的保温。 4. 如权利要求 3 所述的多孔质膜的制造方法, 其中, 前述药液为含有次氯酸钠作为前 述氧化剂的水溶液, 在使前述药液与前述多孔质膜前体多次接触时, 第 1 次使用的前述药 液中的前述次氯酸钠的浓度为 200。
5、0 120000mg/L。 5. 如权利要求 1 4 中任一项所述的多孔质膜的制造方法, 其中, 在前述分解容器内, 温度为 60以上, 相对湿度为 90% 以上。 6.如权利要求15中任一项所述的多孔质膜的制造方法, 其中, 前述分解容器中供给 有水蒸气。 7.如权利要求16中任一项所述的多孔质膜的制造方法, 其中, 通过将前述多孔质膜 前体导入前述药液中, 使前述药液与前述多孔质膜前体接触。 8.如权利要求17中任一项所述的多孔质膜的制造方法, 其中, 通过在前述多孔质膜 前体上喷射前述药液, 使前述药液与前述多孔质膜前体接触。 9. 一种多孔质膜的制造装置, 其为具有分解装置的多孔质膜的。
6、制造装置, 所述分解装 置分解由含有亲水性聚合物和疏水性聚合物的制膜原液凝固而形成的多孔质膜前体中残 留的前述亲水性聚合物, 前述分解装置具有分解容器, 所述分解容器使前述多孔质膜前体与含有氧化剂的经加 热的药液接触, 将接触了前述药液的前述多孔质膜前体保温, 通过前述氧化剂使前述多孔 质膜前体中残留的前述亲水性聚合物分解。 10. 如权利要求 9 所述的多孔质膜的制造装置, 其中, 前述分解装置进一步具有 : 将前述分解容器内加热的加热装置, 使前述多孔质膜前体在前述分解容器内行进的行进装置, 使在前述分解容器内行进的前述多孔质膜前体与前述药液接触的药液接触装置。 11. 如权利要求 10 。
7、所述的多孔质膜的制造装置, 其中, 前述药液接触装置设置于前述 分解容器内的多个部位。 12. 如权利要求 10 或 11 所述的多孔质膜的制造装置, 其中, 前述加热装置为向前述分 解容器内供给水蒸气的水蒸气供给装置。 13. 根据权利要求 10 12 中任一项所述的多孔质膜的制造装置, 其中, 前述药液接触 装置具备投入有前述药液、 并且前述多孔质膜前体在该药液中行进的药液槽。 14. 如权利要求 13 所述的多孔质膜的制造装置, 其中, 前述药液槽为级联式, 所述级联 式是指, 槽内被分割成多个区域, 从上游侧的区域溢出的药液被依次供给至下游侧的区域。 15. 如权利要求 10 14 中。
8、任一项所述的多孔质膜的制造装置, 其中, 前述药液接触装 权 利 要 求 书 CN 103717295 A 2 2/2 页 3 置具备向前述多孔质膜前体喷射前述药液的喷射装置。 16. 如权利要求 10 15 中任一项所述的多孔质膜的制造装置, 其中, 前述分解容器内 具有热交换部, 所述热交换部通过前述药液与前述分解容器内的气体的热交换而使前述药 液加热。 17. 如权利要求 10 16 中任一项所述的多孔质膜的制造装置, 其中, 前述行进装置具 有多个行进辊, 该行进辊中的一部分为驱动辊。 18. 如权利要求 10 17 中任一项所述的多孔质膜的制造装置, 其中, 前述行进装置具 备多个行。
9、进辊, 该行进辊中的至少 1 个上安装有用于防止前述多孔质膜前体偏离前述行进 辊的导杆。 19. 如权利要求 10 18 中任一项所述的多孔质膜的制造装置, 其中, 前述行进装置具 备多个行进辊, 该行进辊中的至少 1 个, 在表面上形成有用于控制前述多孔质膜前体的行 进的控制槽。 20.如权利要求919中任一项所述的多孔质膜的制造装置, 其中, 前述分解容器形成 有将前述多孔质膜前体导入前述分解容器内的入口、 和由前述分解容器导出的出口, 前述入口和前述出口分别设置有水密封部, 所述水密封部将前述分解容器内与外部空 气阻断, 并能够实现前述多孔质膜前体的导入和导出。 21. 如权利要求 20。
10、 所述的多孔质膜的制造装置, 其中, 前述水密封部具有用于置换该 水密封部内的液体的液体置换装置。 22.如权利要求921中任一项所述的多孔质膜的制造装置, 其中, 前述分解容器形成 为具有侧壁部和用于封闭该侧壁部的上端的上部, 前述上部具有顶部和由该顶部向下方倾斜的倾斜部。 权 利 要 求 书 CN 103717295 A 3 1/15 页 4 多孔质膜的制造方法及制造装置 技术领域 0001 本发明涉及中空纤维膜等多孔质膜的制造方法及制造装置。 0002 本申请基于 2011 年 08 月 03 日在日本申请的日本特愿 2011-170064 号主张优先 权, 将其内容援引于此。 背景技术。
11、 0003 对于食品工业领域、 医疗领域、 电子工业领域等领域中的有用成分的浓缩、 回收、 不要成分的除去、 造水等而言, 由纤维素醋酸酯、 聚丙烯腈、 聚砜、 氟系树脂等构成、 通过例 如湿式或干湿式纺丝制造的多孔质的中空纤维膜多用于精密过滤膜、 超滤膜、 反渗透过滤 膜等。 0004 在通过湿式或干湿式纺丝制造中空纤维膜时, 首先, 制备含有疏水性聚合物和亲 水性聚合物的制膜原液。 接着, 通过将该制膜原液环状喷出、 并在凝固液中使其凝固的制膜 工序, 形成凝固物即中空纤维膜前体。 另外, 制膜原液既可以经由与空气接触的空走部导入 凝固液中 (干湿式纺丝法) 、 也可以直接导入凝固液中 (。
12、湿式纺丝法) 。 0005 这里, 在制膜工序后的中空纤维膜前体的膜中, 通常, 亲水性聚合物以溶液的状态 残留。若像这样亲水性聚合物残留于膜中, 则中空纤维膜难以发挥高透水性 (膜透水能力) 。 0006 因此, 例如, 专利文献 1 中记载了, 在含有次氯酸盐等氧化剂的低温的药液中浸渍 制膜工序后的中空纤维膜前体, 使药液低温保持于中空纤维膜前体中后, 在气相中加热保 持了药液的中空纤维膜前体, 使中空纤维膜前体中残留的亲水性聚合物分解。在气相下加 热后, 进行洗涤亲水性聚合物及其分解物的洗涤工序。 0007 现有技术文献 0008 专利文献 0009 专利文献 1: 日本特开 2005-。
13、220202 号公报 发明内容 0010 发明要解决的问题 0011 然而, 根据专利文献 1 的技术, 为了充分分解制膜工序后的中空纤维膜前体中残 留的亲水性聚合物, 需要循环重复多次低温下的药液的浸渍工序、 气相中的加热分解工序、 和其后的洗涤工序, 需要长时间。 0012 像这样, 一直以来并未发现能够在短时间内使中空纤维膜前体等多孔质膜前体中 残留的亲水性聚合物分解的技术。 0013 本发明是鉴于上述课题而进行的, 其课题在于提供能够在短时间内使制膜工序后 的多孔质膜前体中残留的亲水性聚合物分解的多孔质膜的制造方法及制造装置。 0014 用于解决问题的方案 0015 本发明人进行深入研。
14、究, 结果想到了, 作为含有氧化物的药液, 采用加热后的高温 的药液, 通过使该加热后的药液与残留有亲水性聚合物的制膜工序后的多孔质膜前体接 说 明 书 CN 103717295 A 4 2/15 页 5 触, 从而能够使药液向多孔质膜前体的浸透、 和由药液中所含的氧化剂导致的多孔质膜前 体中残留的亲水性聚合物的分解几乎同时进行, 其结果, 能够在短时间内从制膜工序后的 多孔质膜前体中分解亲水性聚合物。 0016 1 一种多孔质膜的制造方法, 其具有如下的分解工序 : 将由含有亲水性聚合物 和疏水性聚合物的制膜原液凝固而形成的多孔质膜前体导入分解容器中, 在该分解容器 内, 使前述多孔质膜前体。
15、与含有氧化剂的经加热的药液接触, 将接触了前述药液的前述多 孔质膜前体保温, 通过前述氧化剂使前述多孔质膜前体中残留的前述亲水性聚合物分解。 0017 2 根据 1 所述的多孔质膜的制造方法, 其中, 预先将与前述药液接触的前述多 孔质膜前体加热。 0018 3 根据 1 或 2 所述的多孔质膜的制造方法, 在前述分解工序中, 在前述分解 容器内, 分别进行多次前述药液与前述多孔质膜前体的接触、 和接触了前述药液后的前述 多孔质膜前体的保温。 0019 4 根据 3 所述的多孔质膜的制造方法, 前述药液为含有次氯酸钠作为前述氧 化剂的水溶液, 在使前述药液与前述多孔质膜前体多次接触时, 第 1。
16、 次使用的前述药液中 的前述次氯酸钠的浓度为 2000 120000mg/L。 0020 5 根据 1 4 中任一项所述的多孔质膜的制造方法, 其中, 在前述分解容器 内, 温度为 60以上, 相对湿度为 90% 以上。 0021 6 根据 1 5 中任一项所述的多孔质膜的制造方法, 其中, 前述分解容器中 供给有水蒸气。 0022 7 根据 1 6 中任一项所述的多孔质膜的制造方法, 其中, 通过将前述多孔 质膜前体导入前述药液中, 使前述药液与前述多孔质膜前体接触。 0023 8 根据 1 7 中任一项所述的多孔质膜的制造方法, 其中, 通过在前述多孔 质膜前体上喷射前述药液, 使前述药液。
17、与前述多孔质膜前体接触。 0024 9 一种多孔质膜的制造装置, 其为具有分解装置的多孔质膜的制造装置, 所述分 解装置分解由含有亲水性聚合物和疏水性聚合物的制膜原液凝固而形成的多孔质膜前体 中残留的前述亲水性聚合物, 0025 前述分解装置具有分解容器, 所述分解容器使前述多孔质膜前体与含有氧化剂的 经加热的药液接触, 将接触了前述药液的前述多孔质膜前体保温, 通过前述氧化剂使前述 多孔质膜前体中残留的前述亲水性聚合物分解。 0026 10 根据 9 所述的多孔质膜的制造装置, 前述分解装置进一步具有 : 0027 将前述分解容器内加热的加热装置, 0028 使前述多孔质膜前体在前述分解容器。
18、内行进的行进装置, 0029 使在前述分解容器内行进的前述多孔质膜前体与前述药液接触的药液接触装置。 0030 11 根据 10 所述的多孔质膜的制造装置, 其中, 前述药液接触装置设置于前述 分解容器内的多个部位。 0031 12根据10或11所述的多孔质膜的制造装置, 其中, 前述加热装置为向前述 分解容器内供给水蒸气的水蒸气供给装置。 0032 13根据1012中任一项所述的多孔质膜的制造装置, 其中, 前述药液接触 装置具备投入有前述药液、 并且前述多孔质膜前体在该药液中行进的药液槽。 说 明 书 CN 103717295 A 5 3/15 页 6 0033 14 根据 13 所述的多。
19、孔质膜的制造装置, 其中, 前述药液槽为级联 (cascade) 式, 所述级联式是指, 槽内被分割成多个区域, 由上游侧的区域溢出的药液被依次供给至下 游侧的区域。 0034 15根据1014中任一项所述的多孔质膜的制造装置, 其中, 前述药液接触 装置具备向前述多孔质膜前体喷射前述药液的喷射装置。 0035 16根据1015中任一项所述的多孔质膜的制造装置, 其中, 前述分解容器 内具有热交换部, 所述热交换部通过前述药液与前述分解容器内的气体的热交换而使前述 药液加热。 0036 17根据1016中任一项所述的多孔质膜的制造装置, 其中, 前述行进装置 具有多个行进辊, 该行进辊中的一部。
20、分为驱动辊。 0037 18根据1017中任一项所述的多孔质膜的制造装置,其中, 其中, 前述行 进装置具备多个行进辊, 该行进辊中的至少 1 个上安装有用于防止前述多孔质膜前体偏离 前述行进辊的导杆。 0038 19根据1018中任一项所述的多孔质膜的制造装置, 其中, 前述行进装置 具备多个行进辊, 该行进辊中的至少 1 个, 在表面上形成有用于限制前述多孔质膜前体的 行进的控制槽。 0039 20 根据 9 19 中任一项所述的多孔质膜的制造装置, 其中, 前述分解容器 形成有将前述多孔质膜前体导入前述分解容器内的入口、 和由前述分解容器导出的出口, 0040 前述入口和前述出口分别设置。
21、有水密封部, 所述水密封部将前述分解容器内与外 部空气阻断, 并能够实现前述多孔质膜前体的导入和导出。 0041 21 根据 20 所述的多孔质膜的制造装置, 其中, 前述水密封部具有用于置换该 水密封部内的液体的液体置换装置。 0042 22 根据 9 21 中任一项所述的多孔质膜的制造装置, 其中, 前述分解容器 形成为具有侧壁部和用于封闭该侧壁部的上端的上部, 0043 前述上部具有顶部和由该顶部向下方倾斜的倾斜部。 0044 发明的效果 0045 根据本发明, 能够在短时间内将制膜工序后的多孔质膜前体中残留的亲水性聚合 物分解。 附图说明 0046 图 1 为显示本发明的分解装置的一例。
22、的结构示意图。 0047 图 2 是用于说明图 1 的分解装置中的水蒸气供给装置、 行进装置和药液槽的位置 关系的斜视图。 0048 图 3 是用于说明图 1 的分解装置中的中空纤维膜前体的行进路径的斜视图。 0049 图 4 是显示安装有导杆的行进辊的一例的斜视图。 0050 符号说明 0051 10 分解装置 0052 11 分解容器 0053 12 水蒸气供给装置 说 明 书 CN 103717295 A 6 4/15 页 7 0054 15 药液接触装置 0055 30 中空纤维膜前体 具体实施方式 0056 本发明的多孔质膜的制造方法具有制膜工序和分解工序, 所述制膜工序使含有亲 水。
23、性聚合物和疏水性聚合物的制膜原液凝固而形成多孔质膜前体, 所述分解工序将制膜工 序中所得的多孔质膜前体导入分解容器中, 在该分解容器内使多孔质膜前体与含有氧化剂 的药液接触, 将接触了药液的多孔质膜前体保温, 利用氧化剂使多孔质膜前体中残留的亲 水性聚合物分解。本发明中, 作为与多孔质膜前体接触的药液, 使用主动加热后的药液。 0057 以下, 作为多孔质膜的一例, 列举出中空纤维膜, 详细说明本发明。 另外, 本说明书 中, 将分解工序后的洗涤工序结束后的物质称为中空纤维膜 (多孔质膜) , 将洗涤工序完成 前的阶段的物质称为中空纤维膜前体 (多孔质膜前体) 。 0058 制膜工序 0059。
24、 在制膜工序中, 首先, 调制含有疏水性聚合物和亲水性聚合物的制膜原液。接着, 将该制膜原液从形成有环状的喷吐口的喷嘴喷吐至凝固液中, 通过在凝固液中使其凝固的 制膜工序, 形成中空纤维膜前体。 0060 制膜工序可以将制膜原液经由与空气接触的空走部、 通过凝固液中导入的干湿式 纺丝法进行, 也可以通过将制膜原液直接导入凝固液中的湿式纺丝法进行。 另外, 这里制造 的中空纤维膜前体的结构没有特别限定, 例如可以是具备多孔质基材的, 也可以是多层结 构、 且对于处理时的摩擦等具有耐久性的。 0061 另外, 作为多孔质基材的例子, 没有特别限定, 可列举出用各种纤维编织的中空状 的编绳或编带等,。
25、 可以单独或组合使用各种材料。 作为用于中空编绳或编带的纤维, 可列举 出合成纤维、 半合成纤维、 再生纤维、 天然纤维等, 另外, 纤维的形态可以为单丝、 多丝、 纺丝 的任一种。 0062 疏水性聚合物只要是能够凝固而形成得到中空纤维膜前体的物质即可, 只要是这 样的物质则可以没有特别限制地使用, 可列举出聚砜或聚醚砜等聚砜系树脂、 聚偏氟乙烯 等氟系树脂、 聚丙烯腈、 纤维素衍生物、 聚酰胺、 聚酯、 聚甲基丙烯酸酯、 聚丙烯酸酯等。另 外, 可以使用这些树脂的共聚物, 也可以使用在这些树脂或共聚物的一部分中导入了取代 基的物质。此外, 既可以将分子量等不同的同种聚合物混合使用, 也可以。
26、混合使用 2 种以上 不同种类的树脂。 这些当中, 氟系树脂、 其中聚偏氟乙烯或偏二氟乙烯单体与其他单体构成 的共聚物对次氯酸等氧化剂的耐久性优异。 因此, 在例如后述的分解工序等中, 在通过氧化 剂进行这样的处理制造中空纤维膜前体时, 作为疏水性聚合物, 选择氟系树脂是适宜的。 0063 亲水性聚合物是为了将制膜原液的粘度调整至中空纤维膜的形成的适宜范围、 谋 求制膜状态的稳定化而添加的物质, 优选使用聚乙二醇、 聚乙烯吡咯烷酮等。这些之中, 从 中空纤维膜的孔径的控制、 中空纤维膜的强度的观点来看, 优选聚乙烯吡咯烷酮或在聚乙 烯吡咯烷酮中共聚了其他单体的共聚物。 0064 另外, 还可以。
27、在亲水性聚合物中混合 2 种以上的树脂来使用。例如作为亲水性聚 合物, 若使用更高分子量的物质, 则有易形成膜结构良好的中空纤维膜的倾向。另一方面, 从在后述的亲水性聚合物除去工序中、 易从中空纤维膜前体中除去的观点来看, 优选低分 说 明 书 CN 103717295 A 7 5/15 页 8 子量的亲水性聚合物。 因此, 也可以根据目的, 将分子量不同的同种亲水性聚合物适当混合 进行使用。 0065 通过将上述疏水性聚合物和亲水性聚合物混合于它们可溶的溶剂 (良溶剂) 中, 从 而能够制备制膜原液。也可以根据需要在制膜原液中加入其他的添加成分。 0066 溶剂的种类没有特别限制, 在以干湿。
28、式纺丝进行凝固工序时, 为了通过在空走部 使制膜原液吸湿从而调整中空纤维膜的孔径, 优选选择易与水均匀混合的溶剂。作为这种 溶剂, 可列举 N,N- 二甲基甲酰胺、 N,N- 二甲基乙酰胺、 二甲亚砜、 N- 甲基 -2- 吡咯烷酮、 N-甲基吗啉-N-氧化物等, 这些可以使用1种以上。 另外, 在不损害疏水性聚合物或亲水性 聚合物在溶剂中的溶解性的范围内, 也可以混合使用疏水性聚合物或亲水性聚合物的不良 溶剂。制膜原液的温度没有特别限制, 通常为 20 40。 0067 由于制膜原液中的疏水性聚合物的浓度过薄或过浓都会使制膜时的稳定性降低, 存在难以形成适宜的中空纤维膜结构的倾向, 故下限优。
29、选为 10 质量 %, 更优选为 15 质量 %。 另外, 上限优选为 30 质量 %, 更优选为 25 质量 %。 0068 另一方面, 为了能更容易地形成中空纤维膜前体, 亲水性聚合物的浓度的下限优 选为 1 质量 %, 更优选为 5 质量 %。从制膜原液的处理性的观点来看, 亲水性聚合物的浓度 的上限优选为 20 质量 %, 更优选为 12 质量 %。 0069 作为凝固液, 可以单独或混合使用水、 醇类、 甘油、 乙二醇等, 也可以为水和疏水性 聚合物的良溶剂的混合液。凝固液的温度没有特别限制, 通常为 60 90。 0070 分解工序 0071 分解工序中, 使制膜工序中形成的中空纤。
30、维膜前体与含有氧化剂的药液接触, 使 中空纤维膜前体中残留的亲水性聚合物在氧化剂的作用下分解。分解工序在 1 个具备气密 性的分解容器内进行。 0072 这里, 使加热后的药液与中空纤维膜前体接触。优选通过使加热至 30以上且 120以下的药液与中空纤维膜前体接触, 使药液迅速浸透至中空纤维膜前体, 另外, 浸透 后的药液中的氧化剂直接作用于中空纤维膜前体中的亲水性聚合物。即, 能够使药液向中 空纤维膜前体的浸透、 和通过药液中所含的氧化剂引起的亲水性聚合物的分解几乎同时进 行, 其结果, 能够在短时间内分解亲水性聚合物。更优选的是, 向分解容器中供给例如常压 (1个大气压) 下的饱和水蒸气等。
31、高温的水蒸气, 由此, 将分解容器内的药液加热至60以上 且 100以下的范围。 0073 对于与药液接触的中空纤维膜前体, 优选预先加热, 更优选预先加热至 30以上 120以下。进一步优选通过将常压 (1 个大气压) 下的饱和水蒸气等高温的水蒸气供给至 分解容器, 使在分解容器内行进的中空纤维膜前体预先加热至 60以上 120以下, 更优 选预先加热至约 100。通过像这样将中空纤维膜前体在分解容器内预先加热然后使其与 药液接触, 进一步提高中空纤维膜前体中的药液的渗透速度。 0074 另外, 在这种情况下, 优选将预先加热中空纤维膜前体时在中空纤维膜前体的表 面生成的冷凝水在与药液接触前。
32、先从该表面除去。由此, 可以抑制由该冷凝水所导致的药 液的稀释或药液向膜内的浸透阻碍。 0075 优选在与药液接触后, 将接触了药液、 且浸透了氧化剂后的中空纤维膜前体保温, 优选维持于该温度。 此时, 优选将中空纤维膜前体的温度维持于与药液的温度相同的温度, 说 明 书 CN 103717295 A 8 6/15 页 9 具体而言维持在 30以上 120以下, 优选维持在 60以上 100以下的范围。只要在该 范围内, 即可通过将常压 (1个大气压) 下的高温的饱和水蒸气等水蒸气供给至分解容器内, 在分解容器内保温接触了药液后的中空纤维膜前体。若想超过该温度进行保温, 例如产生 使用热风干燥。
33、机的需要, 则有产生无法维持中空纤维膜前体的湿润状态的可能性, 或者产 生使用加压蒸气的需要, 则存在装置变得大型的可能性。通过将接触了药液后的中空纤维 膜前体保温, 中空纤维膜前体中残留的亲水性聚合物的分解速度进一步提高。 0076 另外, 特别是在保温时, 优选将分解容器内的温度设为 60以上、 同时优选通过水 蒸气的供给将相对湿度维持在 90% 以上。由此, 浸透于中空纤维膜前体中的药液中的水分 的蒸发得到抑制。 若水分蒸发, 则中空纤维膜前体的温度降低, 中空纤维膜前体中残留的亲 水性聚合物的分解速度变慢。 因此, 若如上所述维持相对湿度, 则能够抑制中空纤维膜前体 中残留的亲水性聚合。
34、物的分解速度的降低。 0077 作为药液中使用的氧化剂, 也可以使用臭氧、 过氧化氢、 高锰酸盐、 重铬酸盐、 过硫 酸盐等, 但从氧化力强分解性能优异、 处理性优异、 便宜等的观点来看, 特别优选次氯酸盐。 作为次氯酸盐, 可列举出次氯酸钠、 次氯酸钙等, 特别优选次氯酸钠。 药液, 可以通过将这些 氧化剂溶解于水来制备。 0078 另外, 使用溶解有次氯酸钠的水溶液作为药液时, 从确保亲水性聚合物的分解所 需要的次氯酸钠量、 且极力抑制次氯酸钠使用量的观点来看, 该水溶液的次氯酸钠浓度优 选为 2000 120000mg/L。 0079 另外, 在如后述那样使药液与中空纤维膜前体多次接触的。
35、情况下, 至少第 1 次的 接触所使用的化学试剂优选次氯酸钠的浓度为 2000 120000mg/L。 0080 分解工序可以优选通过例如图 1 的分解装置 10 来进行。 0081 图 1 的分解装置 10 具有 : 一个分解容器 11 ; 和作为加热分解容器 11 内的加热装 置, 向分解容器 11 内供给高温的常压的饱和水蒸气的水蒸气供给装置 12 ; 和作为使中空纤 维膜前体 30 在分解容器 11 内行进的行进装置, 1 根导入辊 13 及 8 根行进辊 14a 14h ; 和 使在分解容器 11 内行进的中空纤维膜前体 30 接触药液的药液接触装置 15。 0082 分解容器 11。
36、 为具有侧壁部、 用于封闭该侧壁部的上端的上部 (屋顶) 、 和底部而形 成的具备气密性的容器, 底部设置有 2 处导流管 18a、 18b。 0083 分解容器 11 中, 在中空纤维膜前体 30 被导入分解容器 11 的入口和中空纤维膜前 体 30 被导出分解容器 11 的出口处分别设有用于从外部空气阻断分解容器 11 内、 并能够实 现中空纤维膜前体 30 的导入和导出的水密封部 16、 17, 分解容器 11 内具有气密性。 0084 另外, 该例的各水密封部 16、 17 分别具有置换水密封部 16、 17 内的液体 (水) 的液 体置换装置, 图略, 由此, 能够将水密封部 16、。
37、 17 内的液体用新鲜的液体置换。置换优选在 分解工序中连续地经常进行, 根据需要也可以间歇性进行。导入入口的水密封部 16 中的中 空纤维膜前体 30 含有大量制膜工序来源的亲水性聚合物, 因此在入口的水密封部 16 内的 液体中, 随着中空纤维膜前体30的导入, 亲水性聚合物逐渐浓缩。 其结果, 导入分解容器11 内的中空纤维膜前体 30 经通过水密封部 16, 有时反而附着水密封部 16 的液体中的亲水性 聚合物。因此, 优选在入口的水密封部 16 设置液体置换装置, 对水密封部 16 内的液体进行 适当交换, 抑制该液体中的亲水性聚合物的浓度。 另一方面, 完成了分解工序的中空纤维膜 。
38、前体 30 中附着有亲水性聚合物的分解物。因此, 在出口的水密封部 17 内的液体中, 由于完 说 明 书 CN 103717295 A 9 7/15 页 10 成了分解工序的中空纤维膜前体 30 通过, 亲水性聚合物的分解物逐渐浓缩。其结果, 从分 解容器11内导出的中空纤维膜前体30经通过水密封部17, 可能附着水密封部17的液体中 的亲水性聚合物的分解物, 被送至之后的洗涤工序的中空纤维膜前体 30 有可能被污染。因 此, 优选在水密封部 17 内也设置液体置换装置, 对水密封部 17 内的液体进行适当交换, 抑 制亲水性聚合物的分解物在该液体中的浓缩。 0085 另外, 通过液体置换装。
39、置导入水密封部 16、 17 内的新的液体, 优选没有使用过的 新鲜的水, 但也可以是例如将从水密封部 16、 17 抽出的液体用新鲜的水稀释后的液体等。 另外, 也可以在水密封部 16、 17 中边用新鲜的水稀释液体边循环供给。 0086 水蒸气供给装置 (加热装置) 12具备设置在分解容器11外的水蒸气供给源 (图略) , 和设置在分解容器 11 内的上部、 将来自水蒸气供给源的高温的常压的饱和水蒸气导入分 解容器 11 内的配管 12a。如图 2 所示, 配管 12a 在下游侧分支成 3 系统, 在分支了的各分支 部 12b 的侧面 (配管周面) , 向下方喷出饱和水蒸气的多个喷出口 1。
40、2c 沿分支部 12b 的长边 方向形成 1 列。另外, 水蒸气供给装置只要是能够向分解容器 11 内供给水蒸气即可, 不限 定于此例。 0087 行进装置在分解容器 11 内的中空纤维膜前体 30 的行进路径中配置在最上游侧, 由将中空纤维膜前体30导入分解容器11内的导入辊13、 和使导入的中空纤维膜前体30向 下游侧行进的多个行进辊 14a 14h 构成。该例的行进辊 14a 14h 由上辊和下辊形成的 一共 4 组对辊构成。另外, 行进辊 14a 14h 形成的轴方向的长度大于导入辊 13。由此, 由 导入辊13导入的中空纤维膜前体30, 可以在沿行进辊14a14h的图中前侧向后侧 (。
41、即, 上 游侧至下游侧。 ) 多次卷绕的同时行进, 详细后述。 0088 在这些行进辊14a14h之中, 自上游侧起第1组对辊的下辊14a和第3组对辊的 下辊 14e 为具备驱动机构的驱动辊, 该驱动辊以外的行进辊为不具备驱动机构的自由辊。 另外, 以下, 将自上游侧起第 n 组的对辊称为第 n 对辊。 0089 像这样, 若行进辊14a14h之中的一部分为驱动辊, 则能够抑制中空纤维膜前体 30 的膜的破损。 0090 即, 若假设所有行进辊均为自由辊, 则自由辊的转动阻力, 仅自由辊的数被赋予中 空纤维膜前体, 导致中空纤维膜前体的膜张力的增加。另一方面, 若一部分为驱动辊, 则该 驱动辊。
42、能够消除由其上游侧的自由辊的转动阻力赋予中空纤维膜前体的膜张力, 由此, 能 够抑制膜张力导致的中空纤维膜前体的膜的破碎。 0091 如图 2 所示, 行进辊 14a 14h 相互平行地配置。而且, 水蒸气供给装置 12 的各 分支部 12b 按照在第 1 对辊和第 2 对辊间、 第 2 对辊和第 3 对辊间、 第 3 对辊和第 4 对辊间 的各辊间的上方与各行进辊 14a 14h 平行地配置。 0092 在该例中, 药液接触装置15具备投入了药液的第1药液槽15a和第2药液槽15b, 分别设置在第 1 对辊的下辊 14a 的下方和第 3 对辊的下辊 14e 的下方这 2 处位置 (多个部 位。
43、) 。而且, 下辊 14a 的下部和下辊 14e 的下部分别浸渍于第 1 药液槽 15a 和第 2 药液槽 15b 中配置。由此, 中空纤维膜前体 30 在各药液槽 15a、 15b 中行进, 其结果, 使中空纤维膜 前体 30 接触并粘着 (pick-up) 药液。 0093 另外, 图 2 中, 为了更容易理解配管 12a 或其分支部 12b、 和导入辊 13 及行进辊 14a 14h、 和药液槽 15a、 15b 的位置关系, 省略了这些以外的图示。 说 明 书 CN 103717295 A 10 8/15 页 11 0094 各药液槽 15a、 15b 即所谓的级联式, 沿着下辊 14。
44、a、 14e 的轴方向, 槽内被 1 个以上 的立板分割成图略的多个区域, 使由图中前侧的区域溢出的药液能够依次供给至图中后侧 的区域。详细后述, 在该例中, 图中前侧的区域相当于行进的中空纤维膜前体 30 的上游侧, 图中后侧的区域相当于行进的中空纤维膜前体 30 的下游侧。另外, 设第 1 药液槽 15a 中的 区域的数为 k1、 第 2 药液槽 15b 中的区域的数为 k2(k1、 k2均为 2 以上的整数。 ) 。 0095 另外, 各药液槽 15a、 15b 之中, 最上游侧的区域由设置在分解容器 11 外的药液供 给源15c、 15d分别连续地供给药液, 各药液槽15a、 15b之。
45、中, 由最下游侧的区域分别连续地 排出药液。 0096 来自药液槽15a、 15b的排出液流至分解容器11的底部, 与饱和水蒸气的冷凝水一 起从导流管 18a、 18b 排出。 0097 另外, 图中符号 20 是设立在分解容器 11 底部的隔板, 通过设置该隔板 20, 使来自 第 1 药液槽 15a 的药液能够由导流管 18a 排出, 来自第 2 药液槽 15b 的药液能够由导流管 18b 排出。 0098 在基于图 1 的分解装置 10 的分解工序中, 首先, 通过水蒸气供给装置 12 向分解容 器11内连续供给高温的常压的饱和水蒸气, 用饱和水蒸气充满分解容器11内进行加热。 这 里,。
46、 分解容器11内的温度理想的是常压的饱和水蒸气温度即约100, 也可以是比100低 的温度。另一方面, 配置于分解容器 11 内的各药液槽 15a、 15b 通过供给泵 19a、 19b 由药液 供给源 15c、 15d 供给药液。这里, 也可以在分解容器 11 外的供给泵 19a 和第 1 药液槽 15a 之间、 以及供给泵 19b 和第 2 药液槽 15b 之间设置加热器 (图略) , 将药液在分解容器 11 外 加热之后, 再供给至各药液槽 15a、 15b。 0099 接着, 各药液槽 15a、 15b 内的药液变成恒定温度后, 通过导入辊 13 将经由水密封 部 16 的中空纤维膜前。
47、体 30 导入分解容器 11 内。中空纤维膜前体 30 在分解容器 11 内的 行进速度优选为例如 4 50m/min。 0100 导入分解容器 11 内的中空纤维膜前体 30 被充满分解容器 11 内的饱和水蒸气加 热。而且, 如图 3 所示, 在第 1 对辊中, 在其上辊 14b 和下辊 14a 上, 边从图 3 中的前侧向图 3 中的后侧多次 (k1次) 卷绕, 边向第 2 对辊的上辊 14d 行进。 0101 这里, 在第 1 对辊的下辊 14a 处配置有图 3 中未示出的第 1 药液槽, 因此在中空纤 维膜前体 30 多次通过第 1 对辊的下辊 14a 的每一次中, 被饱和水蒸气加热。
48、了的药液附着、 浸透于中空纤维膜前体 30 中。另外, 在该例中, 中空纤维膜前体 30 与药液接触的次数和用 第 1 药液槽中的立板 (图略) 所隔开的区域的数都同样设为 k1。因此, 中空纤维膜前体 30 第 1 次通过第 1 对辊的下辊 14a 时, 与第 1 药液槽的区域中最上游侧区域的药液接触, 第 2 次 通过时, 与第 1 药液槽的区域中第 2 上游侧区域的药液接触。这样, 中空纤维膜前体 30 每 次通过下辊14a时, 与更下游侧区域的药液接触。 图3中, 实线箭头说明中空纤维膜前体30 的行进路径, 虚线箭头显示各辊的旋转方向。 0102 而且, 如上所述, 该例的第 1 药液槽为级联式, 从上游侧的区域溢出的药液被依次 供给至下游侧的区域。 0103 在更上游侧的区域, 残留着更多亲水性聚合物的中空纤维膜前体 30 与药液接触, 此时, 亲水性聚合物的一部分从中空纤维膜前体 30 移行至该区域内的药液中, 移行的亲水 性聚合物的分解在该区域的药液中进行。其结果, 该区域中的药液的氧化剂被逐渐移行的 说 明 书 CN 103717295 A。