[發明專利]中空纖維膜紡絲噴嘴及中空纖維膜的制造方法

有效

• 申請號: 201980064273.3
• 申請日: 2019-10-17
• 公開（公告）號: CN112789103B
• 公開（公告）日: 2023-01-17
• 發明（設計）人: 田宮龍太;山田誠之;上野良之;田中和實
• 申請（專利權）人: 東麗株式會社
• 主分類號: B01D69/08
• 分類號: B01D69/08;D01D5/24
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 楊宏軍

本發明的目的在于提供排出口因沖擊而破損的風險小、即使牽伸比變大也不易發生斷絲的中空纖維膜紡絲噴嘴。其目的還在于提供具有凈水器所需的分級性能和透水性能的中空纖維膜的制造方法，其中具備本發明的中空纖維膜紡絲噴嘴。為此，構成如下所述。中空纖維膜紡絲噴嘴具有在排出面形成有用于排出注入液體的注入液體排出口和包圍該注入液體排出口的用于排出紡絲原液的環狀狹縫(紡絲原液排出口)的雙層管結構，所述中空纖維膜紡絲噴嘴為在前述排出面還形成有包圍前述環狀狹縫的環狀凹陷的構成。

技術領域

本發明涉及中空纖維膜紡絲噴嘴、以及使用具備該中空纖維膜紡絲噴嘴的紡絲機進行紡絲的中空纖維膜的制造方法。

背景技術

中空纖維膜被廣泛用于腎衰竭患者的血液凈化器等醫療用途、凈水器用等水處理用途。中空纖維膜的制造方法包括熔融紡絲·拉伸開孔法、熱致相分離法、非溶劑致相分離法等。在基于非溶劑致相分離法的制造方法中，使用在外管的內側插入有內管的雙層管結構的噴嘴，使來自外管的紡絲原液和來自內管的注入液體同時排出后，從被稱作干式部的空走區間通過，導入凝固浴中而得到中空纖維膜，并將該中空纖維膜卷取。在非溶劑致相分離法中大多使用聚砜系聚合物。

另外，對凈水器用濾芯要求的特性是：具有高過濾流量；具有高物質除去特性；具有長濾芯壽命。因此，在凈水器用途中，進行了具有高透水性能及銳利(sharp)的物質分級性能的中空纖維膜的開發。

從可增大每單位容積的膜面積這樣的觀點考慮，凈水器用途中所使用的中空纖維膜大多以從中空纖維膜的外側向內側方向通液的方式使用。而且，從耐結垢性這樣的觀點考慮，大多在中空纖維膜的外表面部分設置致密層。進而，從凈水器用濾芯的制品壽命這樣的觀點考慮，已知將中空纖維膜的外徑細徑化而增大凈水器用濾芯的每單位容積的膜面積是有效的。然而，隨著將中空纖維膜的外徑細徑化，斷絲的風險變高，因此需要能夠穩定地紡絲多種絲徑中空纖維膜的雙層管結構的噴嘴。

通常，在雙層管結構的紡絲噴嘴中，大多將內管的排出口和外管的排出口形成于相同高度的排出面。然而，例如在專利文獻1中公開了下述雙層管結構的紡絲噴嘴，其中，為了抑制由中空纖維膜的機械強度降低所致的斷絲，使紡絲噴嘴的內管的排出口相較于外管的排出口突出了0.3～20mm。進而，還公開了下述方法：通過以0.95～1.3的牽伸率進行紡絲，從而即使提高紡絲速度，也能得到具有充分的機械特性的中空纖維膜。

另外，在專利文獻2中，公開了對雙層管結構的紡絲噴嘴施加了電場的中空纖維膜的制法。具體而言，就內管和外管被絕緣體隔開的雙層管結構的噴嘴而言，在各管中設有電極。內管和外管雖不從排出面突出，但排出面未擴展到外管的外側而是狹窄的區域。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2004-305953號公報

專利文獻2：日本特公平7-53925號公報

發明內容

發明要解決的課題

但是，若為了中空纖維膜的細徑化而使從雙層管結構的噴嘴排出的紡絲原液和注入液體的排出量發生變動，則排出線速度下降。于是，出現下述現象：所排出的包含紡絲原液和注入液體的溶液粘附于雙層管結構噴嘴的排出面中較外管更靠外側的金屬部分。即，所排出的溶液因表面張力而擴展至排出面上。有時因該粘附而使牽伸比變大從而在到達凝固浴之前發生斷絲。此處，所謂牽伸比是牽引速度與從紡絲噴嘴排出的排出線速度之比。

在專利文獻1所公開的紡絲方法中，牽伸比的范圍非常窄，難以采集多種絲徑的中空纖維膜。在專利文獻1中，內管的排出口突出，而外管的排出口形成于排出面，因此所排出的溶液因表面張力而擴展至排出面，在紡絲穩定性上存在問題。另外，就專利文獻1中所公開的紡絲噴嘴而言，由于內管的排出口突出，并且使在原液排出口及注入液體排出口之間的薄金屬部露出，因此存在即便受到來自外部的輕微沖擊也會破損的風險。