[發明專利]復合中空纖維膜組件及其制造方法

有效

• 申請號: 201580044166.6
• 申請日: 2015-08-20
• 公開（公告）號: CN106659978B
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發明（設計）人: 木口昌;阿南智也;中村三樹彥;大橋壽彥
• 申請（專利權）人: 旭化成株式會社
• 主分類號: B01D63/02
• 分類號: B01D63/02;B01D69/08;B01D69/10;B01D69/12;B01D71/54;B01D71/56
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 龐東成;李洋

一種組件，其是正滲透復合中空纖維膜組件，具有由多根中空纖維構成的中空纖維纖維束，該組件的特征在于，上述中空纖維是在微細孔性中空纖維支撐膜的內表面設有高分子聚合物薄膜的分離活性層的中空纖維，上述中空纖維纖維束的膜面積為1m²以上，并且，在上述中空纖維纖維束的半徑方向和長度方向上，分離活性層的平均厚度的變異系數為0～60％，該變異系數是通過對于掃描型電子顯微鏡圖像中的分離活性層部分的質量進行測定的方法而計算出的，所述掃描型電子顯微鏡圖像是對于上述分離活性層的厚度方向的截面進行拍攝而得到的。

技術領域

本發明涉及復合中空纖維膜組件及其制造方法。詳細地說，本發明涉及用于從液態混合物中除去固體或溶質而分離出溶劑的、具有選擇透過性的復合中空纖維膜組件及其制造方法。更詳細地說，本發明涉及通過利用所謂界面聚合法在微多孔性中空纖維支撐膜的內表面形成由具有選擇透過性的高分子聚合物薄膜構成的分離活性層而制造出的復合中空纖維膜組件以及該制造方法。

背景技術

作為凈水的制造方法，已知有正滲透技術(專利文獻1和2)。

正滲透技術為下述的技術：使所要凈化的原水隔著半透膜與高濃度地含有能夠與水分離的溶質的驅動溶液接觸，僅將上述原水中的水汲取到上述驅動溶液中，之后從驅動溶液中除去溶質，從而得到凈水。在使用正滲透技術的凈水系統中，將水從原水汲取到驅動溶液中是由滲透壓差驅動的，因而無需創建人為的壓力差。

通常作為正滲透膜使用的復合膜通過在支撐膜的表面形成由薄膜構成的活性層來制造。該活性層的形成通過例如涂布法、界面聚合法、等離子體聚合法等來進行。

界面聚合法為下述的技術：將兩種反應性單體分別溶解在水和與水不相混合的有機溶劑中，通過使這兩種溶液接觸而在兩溶液的界面處使單體發生反應，生成聚合物。通過在微細孔性支撐膜表面上進行該界面聚合反應，能夠得到作為正滲透膜使用的復合膜。通過一般廣為人知的界面聚合法進行復合膜的制造時，使用可相互反應形成聚合物的兩種反應性化合物如下來進行。即，準備含有一種反應性化合物的第1溶液、以及含有另一種反應性化合物且與上述第1溶液不相混合的第2溶液。接著，將微細孔性支撐膜浸漬在上述第1溶液中之后，除去過剩的第1溶液，然后浸漬在第2溶液中。由此，在上述微細孔性支撐膜的表面上進行反應性化合物的界面聚合。然后，除去上述第2溶液的溶劑，從而在微細孔性支撐膜表面上形成具有薄膜的復合膜。

通過界面聚合法在具有中空纖維形狀的微細孔性支撐膜的外表面上形成聚合物薄膜的方法是廣為人知的。例如，已知有下述方法：在反應溶液槽內設置引導輥，使微細孔性中空纖維支撐膜通過該輥連續地浸漬在反應溶液中(專利文獻3、4等)。

在中空纖維的外表面形成聚合物膜的技術具有可以繼紡絲工序后連續地進行的優點。但是，該技術具有由于與引導輥的接觸、填充到組件中時中空纖維彼此的接觸等而使好不容易形成的聚合物膜損傷的問題。

與此相對，在中空纖維的內表面形成聚合物薄膜的情況下，能夠在將中空纖維組件化之后形成聚合物膜，在其后的處理中聚合物膜不會損傷。

作為在中空纖維內表面形成聚合物薄膜的方法，例如已知有下述方法：在中空纖維的中空部填充第1溶液，在中空纖維內表面形成第1溶液的液膜，通入高壓空氣除去多余的溶液后，向該中空部通入第2溶液(專利文獻5)。此外已知還有下述方法：在中空纖維的內表面涂布預聚物或低聚物，之后進行后交聯，從而在上述中空纖維的內表面形成聚合物薄膜(專利文獻6)。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特表2014-512951號公報

專利文獻2：國際公開第2014/078415號

專利文獻3：日本特開昭63-205108號公報

專利文獻4：日本特開平2-6848號公報