[發(fā)明專利]中空纖維的制造方法和中空纖維的制造裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380014103.7
• 申請日: 2013-01-18
• 公開（公告）號: CN104160071A
• 公開（公告）日: 2014-11-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 前原修;隅敏則;廣本泰夫;梅田重之
• 申請（專利權(quán)）人: 三菱麗陽株式會社
• 主分類號: D01D5/24
• 分類號: D01D5/24;B01D69/08;D01D4/06;D01D5/092
• 代理公司: 上海市華誠律師事務(wù)所 31210
• 代理人: 劉香蘭

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及通過熔融紡絲制造中空纖維的中空纖維的制造方法和中空纖維的制造裝置。

本申請要求基于2012年1月18日在日本申請的特愿2012-008049號、2012年3月27日在日本申請的特愿2012-071533號、2012年3月27日在日本申請的特愿2012-071534號的優(yōu)先權(quán)，在這里援引其內(nèi)容。

背景技術(shù)

以往，由于聚烯烴制的多孔質(zhì)中空絲膜因化學(xué)穩(wěn)定性、強(qiáng)度特性、柔軟性等優(yōu)良，因此，被廣泛用于廢水處理、超純水的制造、空氣凈化等領(lǐng)域中。

特別是，近年來，對環(huán)境污染的關(guān)心增加，且也強(qiáng)化了規(guī)定，并關(guān)注了使用分離的完全性、緊密性等優(yōu)良的濾膜進(jìn)行的水處理(例如，工業(yè)廢水、排放廢水、凈水等處理)。作為水處理用的濾膜，廣泛使用由中空纖維構(gòu)成的中空絲膜。

作為制造中空絲膜的方法之一，已知具有以下工序的方法：從紡絲噴嘴紡出熔融樹脂而形成中空絲狀熔融樹脂的紡絲工序；冷卻中空絲狀熔融樹脂而得到中空纖維的冷卻工序；以及使中空纖維延伸進(jìn)行多孔化的延伸工序(專利文獻(xiàn)1)。

冷卻工序中，用送風(fēng)機(jī)等對中空絲狀熔融樹脂連續(xù)噴吹冷卻用氣體，從而進(jìn)行冷卻固化。在冷卻固化的同時，隨著遠(yuǎn)離紡絲噴嘴，從紡絲噴嘴的樹脂排料口紡出的中空絲狀熔融樹脂的直徑慢慢細(xì)化。進(jìn)一步冷卻熔融樹脂時，當(dāng)完全結(jié)晶化時，其直徑是一定的，最終形成具有一定直徑的中空纖維。

上述方法中，中空絲膜的圓周方向的膜結(jié)構(gòu)的均勻性會受到中空纖維的晶體結(jié)構(gòu)的圓周方向的均勻性的影響。因此，在冷卻工序中，需要中空纖維的晶體結(jié)構(gòu)的圓周方向的均勻性提高的冷卻方法。特別是，冷卻多根中空絲狀熔融樹脂時，晶體結(jié)構(gòu)易于變不均勻，因此，強(qiáng)烈需要冷卻以提高中空纖維的晶體結(jié)構(gòu)的圓周方向的均勻性。

對于上述要求，專利文獻(xiàn)2中提出了以下的冷卻方法：采用具有內(nèi)筒和外筒的冷卻裝置，對多根中空絲狀熔融樹脂進(jìn)行統(tǒng)一冷卻，其中，內(nèi)筒是在圓周方向上均勻地設(shè)置了吹出口的內(nèi)筒，外筒容納內(nèi)筒。采用該冷卻裝置的冷卻方法中，使中空絲狀熔融樹脂前行于內(nèi)筒的內(nèi)側(cè)，同時，在外筒與內(nèi)筒之間供應(yīng)冷卻用氣體，將冷卻用氣體從內(nèi)筒的吹出口吹至內(nèi)筒的內(nèi)側(cè)，冷卻中空絲狀熔融樹脂。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本專利特開平2-112404號公報

專利文獻(xiàn)2：日本專利特開2001-200422號公報

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明要解決的問題

另外，在延伸工序中，使用直徑和膜厚度一定且均質(zhì)的中空纖維時，延伸工序中的纖維斷裂難以產(chǎn)生，并且能穩(wěn)定地得到均質(zhì)的多孔質(zhì)中空絲膜，因此，在紡絲工序和冷卻工序中，理想的是制造直徑和膜厚度一定的均質(zhì)的中空纖維。

在冷卻工序中，對熔融樹脂噴吹冷卻用氣體進(jìn)行冷卻固化時的冷卻用氣體的量或方向等條件，會影響所得的中空纖維的膜厚度或直徑的均質(zhì)性。因此，冷卻工序中的冷卻也會影響將中空纖維延伸而得到的中空絲膜的性能，因而該冷卻是重要的。

然而，即使通過專利文獻(xiàn)2中記載的冷卻方法對中空絲狀熔融樹脂進(jìn)行冷卻，也存在中空纖維的晶體結(jié)構(gòu)在圓周方向上變得不均勻的情況。因此，對以專利文獻(xiàn)2中記載的方法得到的中空纖維進(jìn)行延伸時，存在中空絲膜的圓周方向的膜結(jié)構(gòu)變得不均勻的情況。

因此，本發(fā)明的第一課題在于，在中空纖維的制造方法和中空纖維的制造裝置中，盡管冷卻多根中空絲狀熔融樹脂，但還能容易地制造晶體結(jié)構(gòu)的圓周方向的均勻性優(yōu)良的中空纖維。

以往，作為中空纖維的制造裝置(熔融紡絲裝置)，曾使用圖22所示的制造裝置。

圖22是顯示以往使用的中空纖維制造方法的截面圖。在圖22所示的中空纖維的制造裝置(熔融紡絲裝置)500中，從設(shè)于冷卻筒503的上部的紡絲噴嘴505的樹脂排料口507向下排出熔融樹脂，并使其下落。此時，由熔融樹脂的熱量導(dǎo)致紡絲噴嘴505的樹脂排料口507的周圍變成高溫，因此，由樹脂排料口507的周圍氣溫與從冷卻筒503流出的冷卻用氣體的溫度之間的差，導(dǎo)致在紡絲噴嘴505附近產(chǎn)生熱浮力。而且，在紡絲噴嘴505附近產(chǎn)生熱浮力時，樹脂排料口507周圍的暖氣向遠(yuǎn)離樹脂排料口507的方向流動，在樹脂排料口507附近產(chǎn)生冷卻用氣體流入似的氣流。而且，冷卻用氣體流入樹脂排料口507附近時，樹脂排料口507周圍的溫度下降，熔融樹脂被部分冷卻。由此，存在熔融樹脂中產(chǎn)生冷卻斑的問題。