中空狀多孔質(zhì)膜的制造裝置和制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及中空狀多孔質(zhì)膜的制造裝置和制造方法，特別涉及采用干濕式紡絲法的中空狀多孔質(zhì)膜的制造裝置和制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，由于對環(huán)境污染的關(guān)心提高和規(guī)定的加強(qiáng)，作為水處理方法，使用在分離完全性和小型性等方面優(yōu)良的中空狀多孔質(zhì)膜的方法正受人關(guān)注。作為中空狀多孔質(zhì)膜的制造方法，已知的有利用通過非溶劑使高分子溶液發(fā)生相分離而進(jìn)行多孔化的非溶劑相分離法，并且作為非溶劑相分離法，已知有干濕式紡絲法(例如，專利文獻(xiàn)I和2)。
[0003]專利文獻(xiàn)I記載的干濕式紡絲法中，為了提高中空狀多孔質(zhì)膜的機(jī)械強(qiáng)度，使中空繩狀物從紡絲噴嘴中心的貫通孔朝著凝固液方向運(yùn)行，在中空繩狀物表面涂布自紡絲噴嘴下面所吐出的呈環(huán)狀的膜形成性樹脂溶液后，使其在包含凝固液所蒸發(fā)的非溶劑成分的空氣中運(yùn)行。然后，通過在凝固液中導(dǎo)入膜形成性樹脂溶液并使其在凝固液中凝固，從而制造內(nèi)部具有強(qiáng)度支持體的中空狀多孔質(zhì)。
[0004]另外，專利文獻(xiàn)2記載的干濕式紡絲法中，為了提高中空狀多孔質(zhì)膜的品質(zhì)，在紡絲噴嘴與凝固槽之間，用容器包圍紡絲噴嘴所吐出的膜形成性樹脂溶液。由此，從紡絲噴嘴側(cè)朝向凝固槽側(cè)的方向上，容器內(nèi)部的氣氛形成低濕低溫氣氛區(qū)域、低濕高溫氣氛區(qū)域和高濕高溫氣氛區(qū)域，并在高濕高溫氣氛區(qū)域中使膜形成性樹脂溶液吸收非溶劑成分后，將膜形成性樹脂溶液導(dǎo)入凝固液中，使膜形成性樹脂溶液凝固而制造中空狀多孔質(zhì)。
現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)I:日本專利特開2008-126199號公報(bào)專利文獻(xiàn)2:日本專利特許4084103號

【發(fā)明內(nèi)容】

發(fā)明要解決的問題
[0006]然而，如專利文獻(xiàn)I所記載的，在紡絲噴嘴與凝固液面之間的包含非溶劑成分的空氣中運(yùn)行時(shí)，存在氣氛中的非溶劑成分會(huì)在低溫的紡絲噴嘴下面結(jié)露的問題。為了防止該問題，紡絲噴嘴的溫度必須設(shè)定成高于結(jié)露溫度。另外，使紡絲噴嘴下面所吐出的呈圓環(huán)狀的膜形成性樹脂溶液的直徑細(xì)化，直至能與運(yùn)行的中空繩狀支持體表面接合，但在其細(xì)化區(qū)間中，膜形成性樹脂溶液吸收大量的非溶劑成分時(shí)，會(huì)引起膜形成性樹脂溶液的相分離，而使細(xì)化操作不穩(wěn)定，其結(jié)果是，存下以下情況:在所得中空狀多孔質(zhì)膜的圓周方向上產(chǎn)生膜厚不均，并產(chǎn)生不規(guī)則的直徑變動(dòng)。
[0007]為了解決這些問題，如專利文獻(xiàn)2所記載的，考慮在紡絲噴嘴與凝固槽之間設(shè)置容器，并從紡絲噴嘴側(cè)朝向凝固槽側(cè)的方向上，使容器內(nèi)的氣氛形成低濕低溫氣氛區(qū)域、低濕高溫氣氛區(qū)域和高濕高溫氣氛區(qū)域。然而，在這種情況下，各區(qū)域之間需要設(shè)置用于膜形成性樹脂溶液通過的連通孔，使各區(qū)域通過連通孔進(jìn)行連通。因此，存在以下問題:通過連通孔使各區(qū)域進(jìn)行連通，會(huì)產(chǎn)生區(qū)域間的空氣流動(dòng)，而該流動(dòng)會(huì)影響運(yùn)行于連通孔的膜形成性樹脂溶液氣氛的流動(dòng)。也就是說，空氣流動(dòng)不穩(wěn)定的各區(qū)域內(nèi)的溫度和濕度狀態(tài)在容器內(nèi)空間的水平方向和時(shí)間軸方向上非常難以保持恒定，而使容器內(nèi)空間的溫度和濕度在水平方向和時(shí)間軸方向變動(dòng)，從而形成不均。在這樣的濕度和溫度不均勻的不穩(wěn)定氣氛內(nèi)流通膜形成性樹脂溶液的同時(shí)，形成相分離結(jié)構(gòu)的話，會(huì)在膜形成性樹脂溶液的徑向和時(shí)間軸方向上產(chǎn)生相分離結(jié)構(gòu)形成的不均，從而無法防止中空狀多孔質(zhì)膜的圓周方向上的膜厚不均的產(chǎn)生和不規(guī)則的直徑變動(dòng)。
[0008]因此，本發(fā)明是為了解決上述問題點(diǎn)而作出的，其目的在于提供一種中空狀多孔質(zhì)膜的制造裝置和制造方法，其能防止紡絲噴嘴的結(jié)露，同時(shí)，能制造具有均一膜結(jié)構(gòu)的中空狀多孔質(zhì)膜。
解決問題的手段
[0009]為了解決上述問題，本發(fā)明具有以下特征:
一種通過膜形成性樹脂溶液凝固來制造中空狀多孔質(zhì)膜的中空狀多孔質(zhì)膜制造裝置，其特征在于，
設(shè)有紡絲噴嘴、凝固槽和掃氣裝置；
所述紡絲噴嘴具有吐出口，該吐出口朝下方吐出呈絲狀的膜形成性樹脂溶液；
所述凝固槽收納用于凝固膜形成性樹脂溶液的凝固液，且所述凝固槽被設(shè)置成，使所述凝固液的液面在所述紡絲噴嘴的吐出口的下方并與所述紡絲噴嘴的吐出口相距規(guī)定的距離；
所述掃氣裝置覆蓋行進(jìn)于吐出口與凝固槽內(nèi)的凝固液液面之間的膜形成性樹脂溶液的表面，并使掃氣用氣體在膜形成性樹脂溶液的周圍流動(dòng)；
所述掃氣用氣體為膜形成性樹脂溶液的非溶劑成分的相對濕度小于50%的氣體。
[0010]根據(jù)如上構(gòu)成的本發(fā)明，通過掃氣裝置能鼓入膜形成性樹脂溶液的非溶劑成分的相對濕度小于50%的氣體，從而使吐出口與凝固液面之間的氣氛保持相對濕度小于50%，并能防止紡絲噴嘴下面的吐出口附近產(chǎn)生結(jié)露。另外，通過掃氣用氣體覆蓋膜形成性樹脂溶液表面的方式對其周圍進(jìn)行掃氣，還能防止膜形成性樹脂溶液在紡絲噴嘴與凝固液的液面之間運(yùn)行時(shí)吸收非溶劑成分而引起相分離，并且能使膜形成性樹脂溶液的相分離起始于凝固液內(nèi)，因此，在相分離的開始與進(jìn)行時(shí)中，膜形成性樹脂溶液的徑向的濕度和溫度均一。由此，能制造具有均一膜結(jié)構(gòu)的中空狀多孔質(zhì)膜。
[0011 ]另外，本發(fā)明中，優(yōu)選的特征在于，掃氣裝置將包含自凝固液面上升的所述非溶劑成分的氣體從膜形成性樹脂溶液的表面去除。
[0012]根據(jù)如上構(gòu)成的本發(fā)明，能夠防止膜形成性樹脂溶液從包含自凝固液面上升的非溶劑的高溫高濕的氣氛中吸收上述非溶劑而導(dǎo)致膜形成性樹脂溶液在與凝固液接觸之前開始相分離。由此，膜形成性樹脂溶液的相分離起始于凝固液內(nèi)，因此，在相分離的開始與進(jìn)行時(shí)中，膜形成性樹脂溶液的徑向的濕度和溫度均一。
[0013]另外，本發(fā)明中，優(yōu)選的特征在于，在所述吐出口與所述凝固液之間，沒有使膜形成性樹脂溶液吸收非溶劑成分的結(jié)構(gòu)，并且所述紡絲噴嘴所吐出的所述膜形成性樹脂溶液運(yùn)行于所述吐出口與所述凝固液之間的空間。
[0014]根據(jù)如上構(gòu)成的本發(fā)明，掃氣用氣體能以覆蓋膜形成性樹脂溶液周圍的方式進(jìn)行流動(dòng)。
[0015]另外，本發(fā)明中，優(yōu)選地，掃氣裝置的結(jié)構(gòu)如下:
具有筒構(gòu)件，掃氣用氣體在所述筒構(gòu)件的內(nèi)部流動(dòng);其中，所述筒構(gòu)件圍繞運(yùn)行于吐出口與凝固液的液面之間的膜形成性樹脂溶液的周圍。
[0016]根據(jù)如上構(gòu)成的本發(fā)明，可以使從掃氣裝置流出的掃氣用氣體在筒構(gòu)件內(nèi)部流動(dòng)，由此，能防止掃氣用氣體離開膜形成性樹脂溶液，并能形成膜形成性樹脂溶液的周圍始終有掃氣用氣體流動(dòng)的環(huán)境。
[0017]另外，本發(fā)明中，優(yōu)選地，掃氣裝置設(shè)有掃氣噴嘴，其用于使掃氣用氣體從紡絲噴嘴的吐出口所吐出的膜形成性樹脂溶液的徑向外側(cè)朝向膜形成性溶液樹脂流動(dòng)。在這種情況下，優(yōu)選掃氣噴嘴使掃氣用氣體在膜形成性樹脂溶液的整個(gè)圓周方向均勻流動(dòng)。
[0018]根據(jù)如上構(gòu)成的本發(fā)明，掃氣裝置能使掃氣用氣體從膜形成性樹脂溶液的徑向外側(cè)，優(yōu)選沿著整個(gè)圓周均勻地朝向膜形成性樹脂溶液流動(dòng)。由此，能對膜形成性樹脂溶液的周圍進(jìn)行均勻掃氣。
[0019]另外，本發(fā)明中，優(yōu)選地，掃氣裝置優(yōu)選設(shè)有過濾掃氣用氣體的氣體過濾裝置。
[0020]根據(jù)如上構(gòu)成的本發(fā)明，能抑制由掃氣用氣體中所含的異物附著于膜形成性樹脂溶液而引起膜缺陷的產(chǎn)生。
[0021]另外，本發(fā)明中，優(yōu)選地，掃氣裝置具有用于調(diào)整掃氣用氣體濕度的濕度調(diào)整裝置。此外，本發(fā)明中，優(yōu)選地，掃氣裝置具有用于調(diào)整掃氣用氣體溫度的溫度調(diào)整裝置。
[0022]根據(jù)具有這些構(gòu)成的本發(fā)明，通過濕度調(diào)整裝置能調(diào)整掃氣用氣體的濕度和/或通過溫度調(diào)整裝置能調(diào)整掃氣用氣體的溫度，由此，能適宜地抑制膜形成性樹脂溶液在運(yùn)行于吐出口與凝固液的液面之間時(shí)開始相分離。
[0023]另外，為了解決上述問題，本發(fā)明具有以下特征:
本發(fā)明是一種通過膜形成性樹脂溶液凝固來制造中空狀多孔質(zhì)膜的中空狀多孔質(zhì)膜制造方法;所述方法具有以下工序:
紡絲工序:朝下方吐出呈絲狀的膜形成性樹脂溶液；
凝固工序:在設(shè)置于吐出口的下方并離吐出口規(guī)定距離的位置的凝固槽內(nèi)，使所述膜形成性樹脂溶液凝固；并進(jìn)一步具備:
掃氣工序:在進(jìn)行紡絲工序期間，令掃氣用氣體朝向運(yùn)行于吐出口與凝固槽內(nèi)的凝固液液面之間的膜形成性樹脂溶液的表面流動(dòng)，對膜形成性樹脂溶液的周圍進(jìn)行掃氣；
其中，所述掃氣用氣體為非溶劑成分的相對濕度小于50%的氣體。
[0024]根據(jù)如上構(gòu)成的本發(fā)明，通過鼓入膜形成性樹脂溶液的非溶劑成分的相對濕度小于50%的氣體，能使吐出口與凝固液面之間的氣氛保持相對濕度小于50%，并能防止紡絲噴嘴下面的吐出口附近產(chǎn)生結(jié)露。另外，通過掃氣用氣體覆蓋膜形成性樹脂溶液表面的方式對其周圍進(jìn)行掃氣，能防止膜形成性樹脂溶液在運(yùn)行