[發明專利]多孔性多層中空纖維膜及其制造方法

有效

• 申請號: 200680037850.2
• 申請日: 2006-10-11
• 公開（公告）號: CN101282780A
• 公開（公告）日: 2008-10-08
• 發明（設計）人: 藤村宏和;久保田昇;橋野昌年;清水哲生
• 申請（專利權）人: 旭化成化學株式會社
• 主分類號: B01D69/12
• 分類號: B01D69/12;B01D69/08;B01D71/34
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司
• 代理人: 丁香蘭

技術領域

本發明涉及多孔性中空纖維膜及其穩定的制造方法，所述多孔性中空纖維膜由熱塑性樹脂形成，適用于過濾用途，其同時具有致密的細孔和高透水性能，并且強度優異。

背景技術

近年來，作為對江河水進行去污而用作自來水等的方法，利用多孔性中空纖維膜的過濾方法具有處理水的安全性高、設備空間小等優點，這種方法逐漸得到了廣泛的普及。要求多孔性中空纖維膜具有下述3個性能：能夠確實除去隱孢子蟲等細菌和濁質成分的高阻止性能；處理大量水的高透水性能；在包括試劑清洗、高運轉壓力在內范圍較寬的運轉條件下具有能夠長期使用的高強度。

例如專利文獻1公開了一種方案，其中，通過將小孔徑的阻止層和大孔徑的強度支持層貼合來得到同時具有高阻止性能和高透水性能的多孔性多層中空纖維膜。具體地說，公開了一種制造方法，其中，對聚乙烯等結晶性熱塑性樹脂在不添加溶劑的情況下進行熔融擠出，通過拉伸開孔法將中空纖維狀擠出物制成多孔性多層中空纖維膜。拉伸開孔法是指，通過在中空纖維狀擠出物的長度方向進行高倍拉伸來使層狀結晶堆開裂而使其開孔從而制作多孔膜的方法(非專利文獻1)。專利文獻1中，從配置成同心圓狀的2個圓環狀噴嘴分別進行具有不同的MI(熔融指數)值的結晶性熱塑性樹脂的熔融擠出。其理由是由于利用了MI值不同即通常是分子量不同的樹脂在進行拉伸開孔后形成不同的孔徑的性質。結果會得到中空纖維膜的外層與內層的孔徑不同的多孔性2層中空纖維膜。但是，由于該制造方法具有下述的困難而沒能得到高強度的多孔性多層中空纖維膜。

(1)高倍拉伸后，拉伸軸向的強度增強。但是，作為進行過濾方面的關鍵，與拉伸軸垂直方向上的強度即破裂強度和壓縮強度反而容易降低；

(2)原理上，對于外層與內層，不得不改變分子量或聚合物種類。但是，通常耐試劑性、機械強度等必要的物性會隨著分子量、聚合物種類的不同而不同。因此，使用強度低的樹脂的情況下，膜整體的強度會降低；

由于存在這些等困難而沒能得到高強度的膜。并且，以該制造方法得到的膜的結構是中空纖維長度方向的孔徑大于膜厚方向的孔徑的結構，從而成為破裂強度和壓縮強度低的膜。

因此，迄今尚未得到同時具有高阻止性能、高透水量和高強度這3種性能的多孔性多層中空纖維膜及其穩定的制造方法。

另一方面，作為多孔性膜的制造方法，已知有熱致相分離法，其是與上述的拉伸開孔法不同的制造方法。該制造方法中使用熱塑性樹脂和有機液體。該有機液體使用在室溫不溶解該熱塑性樹脂但在高溫下溶解該熱塑性樹脂的溶劑即潛在溶劑。在高溫下對熱塑性樹脂和有機液體進行混煉，將熱塑性樹脂溶解到有機液體中后，將其冷卻到室溫，由此誘發相分離，然后除去有機液體，制造多孔體，這種方法(熱致相分離法)具有下述的優點。(a)即使對于不存在可在室溫下將其溶解的適當的溶劑的聚乙烯等聚合物也可進行制膜；

(b)由于是高溫溶解后進行冷卻固化來進行制膜，所以特別是當熱塑性樹脂為結晶性樹脂的情況下，制膜時促進了結晶化，容易得到高強度膜。

由于上述的優點，多孔性膜的制造方法常采用這種熱致相分離法(例如參見非專利文獻1～4)。

專利文獻1：日本特開昭60-139815號公報

專利文獻2：日本特開平3-215535號公報

專利文獻3：日本特開2002-56979號公報

專利文獻4：日本特開4-065505號公報

非專利文獻1：塑料-功能性高分子材料事典編集委員會，《塑料-功能性高分子材料事典(プラスチツク·機能性高分子材料事典)》，產業調查會，2004年2月，672-679頁

非專利文獻2：松山秀人著，《利用熱致相分離法(TIPS法)進行的高分子系多孔膜的制作(熱誘起相分離法(TIPS法)による高分子系多孔膜の作製)》，ケミカル·エンジニアリンゲ志，1998年6月號，45-56頁，化學工業社刊

非專利文獻3：瀧澤章著，《膜》，平成4年1月發行，404-406頁，IPC社刊

非專利文獻4：D.R.Lloyd，et.al.，Jounal?of?Membrane?Science，64(1991)1-11

發明內容

本發明的目的是提供一種由熱塑性樹脂形成的多孔性多層中空纖維膜及其穩定的制造方法，所述多孔性多層中空纖維膜適用于過濾用途，其同時具有致密的細孔和高的透水性能，并且強度優異。