WO2012144612A1 - 多孔質膜の製造方法および製造装置 - Google Patents

多孔質膜の製造方法および製造装置 Download PDF

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WO2012144612A1
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勝彦 品田
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三菱レイヨン株式会社
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    • B01D2323/08Specific temperatures applied
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Definitions

  • the present invention relates to a method and an apparatus for producing a porous membrane.
  • This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2011-094286 filed in Japan on April 20, 2011, and Japanese Patent Application No. 2011-107554 filed in Japan on May 12, 2011. The contents are incorporated here.
  • a method using a porous hollow fiber membrane excellent in separation completeness, compactness and the like has attracted attention as a water treatment method.
  • a method for producing a porous film for example, a film-forming stock solution containing a film-forming resin, a pore-forming agent and a solvent is discharged by a discharge means (spinning nozzle, T-die, etc.) and coagulated in a coagulating liquid.
  • Patent Document 1 A method of forming a membrane, washing, drying, etc. is known (Patent Document 1).
  • the temperature of the coagulation liquid is controlled to a predetermined temperature for the purpose of suppressing quality fluctuations.
  • a discharge means spinning nozzle, T-die, etc.
  • a coagulating liquid for solidifying the film-forming raw solution discharged from the discharge means to form a porous film
  • a device capable of controlling the temperature of the coagulating liquid in the coagulation bath by circulating the temperature-controlled hot water in the jacket portion of the coagulation bath is used.
  • a non-solvent phase separation method using a non-solvent phase separation phenomenon in which a polymer solution is phase-separated with a non-solvent to make it porous is known.
  • a wet or dry wet spinning method (hereinafter, both spinning methods are collectively referred to as “wet spinning”) is known.
  • a method of producing a porous hollow fiber membrane by wet spinning a film-forming stock solution containing a hydrophobic polymer, a hydrophilic polymer, and a solvent is prepared, and the film-forming stock solution is discharged from a spinning nozzle and coagulated in a coagulation liquid.
  • Patent Documents 1 to 3 a method of forming a porous hollow fiber membrane by removing the hydrophilic polymer is known (Patent Documents 1 to 3).
  • an object of the present invention is to provide a porous membrane manufacturing apparatus that prevents foreign matter from contacting the porous membrane in a coagulation tank.
  • the present inventor has examined the fluctuation of the quality of the porous film by paying attention to the time fluctuation of the temperature of the coagulation liquid.
  • An object of this invention is to provide the manufacturing method and manufacturing apparatus of a porous hollow human membrane which can suppress the fluctuation
  • the manufacturing method and manufacturing apparatus of the porous membrane of the present invention are as follows.
  • the manufacturing method of the porous membrane which controls the temperature of the coagulation liquid used for the said coagulation process is performed.
  • the temperature of the coagulation liquid is measured in a coagulation bath for coagulating the film-forming stock solution in the coagulation means, and the measurement result is fed back to control the temperature of the coagulation liquid in the liquid storage tank.
  • the coagulating liquid is taken out from the coagulating means for coagulating the film-forming stock solution, and the temperature of the coagulating liquid is controlled in the liquid storage tank and then returned to the coagulating means for circulation.
  • a method for producing a porous membrane is (4)
  • the coagulation means is a coagulation bath, and the amount of liquid fed from the temperature control means to the coagulation tank means per minute is 30% or more and 70% with respect to the amount of liquid stored in the coagulation bath.
  • a porous membrane having coagulation means for coagulating the film-forming stock solution in the coagulation liquid, supply means for supplying the coagulation liquid to the coagulation means, and temperature control means for controlling the temperature of the coagulation liquid Manufacturing equipment.
  • the coagulation means has a coagulation bath for coagulating the film-forming stock solution and a temperature measurement means for measuring the temperature of the coagulation liquid in the coagulation bath, and feeds back a measurement result by the temperature measurement means.
  • the coagulation liquid is taken out from the coagulation means into the liquid storage tank, and the coagulation liquid whose temperature is controlled in the liquid storage tank is returned to the coagulation means by the supply means and circulated.
  • a guide roll for guiding the hollow fiber obtained by coagulation of the film-forming stock solution to the outside of the coagulation bath has a part of the peripheral surface immersed in the coagulation liquid, and the remaining part of the peripheral surface is
  • the porous membrane manufacturing apparatus according to (11) which is provided so as to be exposed on the liquid surface of the coagulation liquid.
  • the temperature of the coagulation liquid can be stably controlled, and fluctuations in the quality of the obtained porous membrane can be suppressed. Moreover, if the manufacturing apparatus of the porous membrane of this invention is used, the temperature of coagulation liquid can be controlled stably and the fluctuation
  • the porous membrane manufacturing apparatus of the present invention can be manufactured without damaging the porous membrane.
  • the porous membrane manufacturing apparatus of the present invention if a guide roll for guiding the obtained hollow fiber to the outside of the coagulation tank is provided in the coagulation tank so that a part thereof is immersed in the coagulation liquid, the downstream side The washing load in the washing process can be reduced, and the peripheral surface of the guide roll can be washed. Moreover, if the washing tank which wash
  • the cleaning tank has a partition plate that divides the inside of the washing tank into a plurality so that the heated washing liquid can move, and the heated washing liquid moves from the downstream side to the upstream side in the transfer direction of the hollow fiber.
  • the hollow fiber can be efficiently washed with the heated washing liquid.
  • a lower guide roll provided so as to be positioned below the liquid level of the heated cleaning liquid in the cleaning tank and an upper guide roll provided so as to be positioned above the liquid level of the heated cleaning liquid may be provided.
  • the hollow fiber can be repeatedly immersed in the heated washing solution, and the washing property of the hollow fiber can be further improved.
  • the hollow fiber can be smoothly transferred.
  • the temperature of the coagulation liquid can be kept constant regardless of the seasonal variation, and the variation in quality can be suppressed.
  • temperature fluctuation can be suppressed.
  • the aspect (3) there is also an agitation effect by circulation, and more precise and uniform temperature control is possible.
  • the aspect (4) the temperature in the tank can be controlled.
  • the balance between heat dissipation and pressure loss is good.
  • the balance between heat dissipation and pressure loss is good.
  • the temperature of the coagulation liquid does not decrease in the pipe, and the temperature of the coagulation bath can be controlled.
  • temperature fluctuations can be suppressed.
  • there is an agitation effect by circulation, and more precise and uniform temperature control is possible.
  • damage to the porous hollow fiber membrane can be reduced by removing foreign substances.
  • the washability of the hollow fiber membrane can be improved.
  • porous hollow fiber membrane in the present invention refers to a hollow fiber membrane having a porous layer on the surface and inside.
  • hollow fiber membrane means “porous hollow fiber membrane”.
  • specific examples of the “porous membrane” include “porous hollow membrane” and “porous flat membrane”.
  • the porous membrane production apparatus of the present invention comprises a coagulation means (also referred to as a coagulation section) for coagulating a film-forming raw solution in a coagulation liquid, a supply means for supplying the coagulation liquid to the coagulation means, and a temperature of the coagulation liquid.
  • a temperature control means for controlling, a cleaning means for removing the solvent remaining in the porous membrane (also referred to as a cleaning portion), a removing means for removing the pore-opening agent remaining in the porous membrane (also referred to as a removing portion), It has a drying means (also referred to as a drying section) for drying the porous film and a winding means for winding the porous film.
  • an apparatus 1 for producing a porous hollow fiber membrane of the present embodiment comprises a spinning nozzle 10 for spinning a film-forming stock solution A containing a film-forming resin, a pore-opening agent, and a solvent; and a coagulating liquid 12a.
  • Coagulation means 12 for coagulating membrane-forming stock solution A to form porous hollow fiber membrane M; cleaning means 14 for removing solvent remaining in porous hollow fiber membrane M; remaining in porous hollow fiber membrane M Removing means 16 for removing the pore-forming agent; drying means 18 for drying the porous hollow fiber membrane M; winding means 20 for winding the porous hollow fiber membrane M; porous hollow fiber membrane M in the production apparatus 1
  • a guide member 22 that regulates the travel of the coagulating liquid; a liquid storage tank 26 that stores the coagulating liquid 12 a sent from the coagulating means 12; a supply means that supplies the coagulating liquid 12 a to the coagulating means 12; , Temperature control means 2 for controlling the temperature of the coagulating liquid 12a And it has a door.
  • the spinning nozzle 10 is a nozzle for spinning the film-forming stock solution A.
  • a normal spinning nozzle used for manufacturing a porous hollow fiber membrane can be employed.
  • the form of the spinning nozzle 10 for example, a form in which only the film-forming stock solution A is discharged in a cylindrical shape, a hollow reinforcing support is passed through the nozzle, and the film-forming stock A is applied to the outside of the reinforcing support. Examples of the form of spinning are mentioned.
  • the spinning nozzle 10 may be configured to discharge a single film-forming stock solution A to form a porous hollow fiber membrane M having a single porous membrane layer.
  • the porous hollow fiber membrane M in which a plurality of porous membrane layers are laminated may be formed by discharging concentrically.
  • it can replace with the spinning nozzle 10 and can use discharge means, such as a well-known T die.
  • the coagulation means 12 is means for coagulating the film-forming stock solution A spun from the spinning nozzle 10 with the coagulation liquid 12a.
  • the coagulation means 12 contains a coagulation liquid 12a and has a coagulation bath 24 for coagulating the film-forming stock solution A.
  • the coagulating means 12 after the membrane-forming stock solution A is coagulated with the coagulating liquid 12a to form the porous hollow fiber membrane M, the porous hollow fiber membrane M is drawn out from the coagulating liquid 12a.
  • One end of the coagulation tub 24 and the liquid storage tank 26 is connected to the coagulation tub 24, the other end is connected to the liquid storage tank 26, and supply means 30 a for supplying the coagulation liquid 12 a from the coagulation tub 24 to the liquid storage tank 26 is in the middle. And a supply means 30b for supplying the coagulated liquid 12a from the liquid storage tank 26 to the coagulation tub 24. They are connected by a pipe 34. As supply means 30a and 30b, what is necessary is just what can send coagulation liquid 12a, for example, a pump etc. are mentioned.
  • the temperature control means 28 has a heating means 28a for heating the coagulating liquid 12a and a cooling means 28b for cooling the coagulating liquid 12a. That is, the temperature control means 28 can control the temperature of the coagulation liquid 12a in the liquid storage tank 26 by directly heating or cooling the coagulation liquid 12a in the liquid storage tank 26 by the heating means 28a and the cooling means 28b. It has become.
  • the heating unit 28a and the cooling unit 28b may be any ones that can control the solidified liquid 12a to a predetermined temperature by heating or cooling.
  • a thermostatic tank with a heating or cooling function may be mentioned.
  • the coagulation liquid 12 a is sent from the coagulation bath 24 to the liquid storage tank 26 through the pipe 32, and the temperature of the coagulation liquid 12 a is controlled to a predetermined temperature by the temperature control means 28 in the liquid storage tank 26.
  • the coagulating liquid 12a whose temperature is controlled from the tank 26 through the pipe 34 is returned to the coagulating bath 24 and circulated.
  • the form which takes out the coagulation liquid 12a in the coagulation bath 24 to the storage tank 26, returns temperature to the coagulation bath 24, and circulates it after temperature control is the coagulation liquid by which temperature control was continuously carried out in the coagulation bath 24.
  • 12a can be added, and a stirring effect in the coagulation bath 24 by circulation can be obtained, which is preferable in terms of more precise and uniform temperature control.
  • temperature measuring means for measuring the temperature of the coagulating liquid 12 a in the coagulating bath 24 in the coagulating means 12 is provided, and the temperature control means 28 can control the temperature of the coagulating liquid 12 a by feeding back the measurement result. It is preferable that Thereby, it becomes easy to suppress the fluctuation
  • the temperature measuring means may be provided in the liquid storage tank 26, but it is preferable to provide the temperature measuring means in the coagulation bath 24 as described above because it becomes easier to suppress fluctuations in the quality of the porous membrane.
  • dry and wet spinning in which an idle running section is provided between the spinning nozzle 10 and the coagulating liquid 12a is employed.
  • wet spinning in which spinning is performed directly from the spinning nozzle 10 into the coagulation liquid 12a may be employed.
  • the cleaning means 14 is means for removing the solvent remaining in the porous hollow fiber membrane M by cleaning with the cleaning liquid 14a.
  • a cleaning liquid 14a is accommodated in a cleaning bath 14b, and the porous hollow fiber membrane M is washed with the cleaning liquid 14a by passing the porous hollow fiber membrane M through the cleaning liquid 14a. Is.
  • the washing means 14 may employ means that is normally used as means for removing the solvent remaining in the porous hollow fiber membrane M.
  • means that is normally used as means for removing the solvent remaining in the porous hollow fiber membrane M For example, a means for causing the cleaning liquid to flow in an inclined bowl-shaped cleaning bath and causing the porous hollow fiber membrane M to travel in the cleaning liquid may be employed.
  • removing means 16 those usually used as means for removing the pore-opening agent remaining in the porous hollow fiber membrane M can be used.
  • a chemical solution holding unit that holds a chemical solution containing an oxidizing agent in the porous hollow fiber membrane M
  • a thermal decomposition unit that oxidatively decomposes the pore-opening agent by heating the porous hollow fiber membrane M holding the chemical solution in the gas phase
  • a cleaning / removal unit that removes the pore-opening agent having a reduced molecular weight from the porous hollow fiber membrane M by washing with a washing liquid.
  • the drying means 18 is means for drying the porous hollow fiber membrane M. Any drying means 18 may be used as long as the porous hollow fiber membrane M can be sufficiently dried.
  • a known drying device such as a hot air dryer usually used for drying the porous membrane can be employed.
  • the drying means 18 in this example causes the porous hollow fiber membrane M to reciprocate a plurality of times in a device that can circulate hot air at a wind speed of about several meters per second, thereby continuously running the porous hollow fiber membrane M. Is dried from the outer peripheral side.
  • the winding means 20 only needs to be able to wind the porous hollow fiber membrane M around a bobbin or the like.
  • the tension of the porous hollow fiber membrane M is controlled by a tension roll, a torque motor or the like, and the guide or bobbin is traversed. What has a structure which winds up while letting it be carried out is mentioned.
  • the guide member 22 regulates the travel of the porous hollow fiber membrane M from the coagulation unit 12 to the cleaning unit 14, the removal unit 16, the drying unit 18, and the winding unit 20 in the manufacturing apparatus 1.
  • the guide member 22 it is possible to suppress the drooping of the yarn, thereby preventing the porous hollow fiber membrane M from contacting the inside / outside of each means, the vicinity of the entrance / exit, and the like.
  • the guide member 22 those usually used for the production of a porous hollow fiber membrane can be used, and examples thereof include a metal or ceramic guide member.
  • the production apparatus includes a coagulation unit (also referred to as a coagulation unit) for coagulating a film-forming stock solution in a coagulation liquid, and a cleaning unit (also referred to as a cleaning unit) for removing a solvent remaining in the porous membrane. ) And a drying means (also referred to as a drying section) for drying the porous membrane.
  • a coagulation unit also referred to as a coagulation unit
  • a cleaning unit also referred to as a cleaning unit
  • a drying means also referred to as a drying section
  • the said manufacturing apparatus is provided with the temperature control means which controls the temperature of coagulation liquid, and the winding-up means which winds up a hollow fiber membrane may be provided.
  • the manufacturing apparatus comprises immersing a hollow filament having a coating film of the film-forming stock solution in a coagulating liquid, thereby coagulating the coating film of the film-forming stock solution and then making it porous.
  • This is an apparatus for producing a hollow fiber membrane.
  • the manufacturing apparatus of the present embodiment includes a spinning unit 110, a coagulation unit 120, a filtering unit 123, a first cleaning unit 130, a transfer unit 140, a second cleaning unit 150, and a drying unit. 160.
  • the spinning unit 110 in the present embodiment is formed with a support discharge port 111a for discharging a hollow string-like support and an annular film forming stock solution discharge port 111b for discharging a film forming stock solution.
  • a spinning nozzle 111 is provided.
  • the film-forming stock solution discharge port 111b is formed outside the support discharge port 111a and concentrically with the support discharge port 111a.
  • Such a spinning nozzle 111 is manufactured on the outer peripheral surface of the hollow string-like support by discharging the film-forming stock solution from the film-forming stock solution discharge port 111b while discharging the hollow string-like support from the support discharge port 111a.
  • a hollow filamentous body X ′ can be produced by forming a coating film of the membrane stock solution.
  • the coagulation unit 120 in this embodiment includes a coagulation tank (also referred to as a coagulation bath) 121 into which the coagulation liquid B is put, a lead-out pipe 122 that extracts the coagulation liquid B from the coagulation tank 121, and a coagulation liquid that is extracted from the lead-out pipe 122
  • a filtering means 123 for filtering B, a return pipe 124 for connecting the filtering means 123 to the coagulation tank 121, a pump 125 installed in the return pipe 124, and a part of the coagulation liquid B from the coagulation tank 121 is a first cleaning unit.
  • a coagulating liquid transfer pipe 126 for transferring to 130.
  • the coagulation tank 121 is provided with a first guide roll 121a disposed near the bottom of the coagulation tank 121 and a second guide roll 121b disposed inside the coagulation tank 121 and in the vicinity of the edge.
  • the first guide roll 121a is configured such that the filament X ′ obtained in the spinning unit 110 is wound in the coagulation liquid B.
  • the second guide roll 121b guides the hollow fiber X obtained by passing the filament X 'through the coagulation liquid B to the outside of the coagulation tank 121.
  • the second guide roll 121b is provided such that a part of its peripheral surface is immersed in the coagulation liquid B and the remaining part of the peripheral surface is exposed on the liquid surface of the coagulation liquid B. As a result, the coagulating liquid B always adheres to the peripheral surface of the second guide roll 121b.
  • the filtering means 123 includes a filter and filters the coagulating liquid B supplied by the outlet pipe 122.
  • the filtration method may be any of a vacuum filtration method, a pressure filtration method, and a natural filtration method, but the vacuum filtration method is preferred because the filtration rate can be increased while sufficiently capturing foreign matter with a simple apparatus.
  • the aperture of the filter is preferably 0.1 ⁇ m or more and 50 ⁇ m or less, and more preferably 0.5 ⁇ m or more and 30 ⁇ m or less. If the opening of the filter is greater than or equal to the lower limit value, the filtration rate can be improved, and if it is less than or equal to the upper limit value, the amount of foreign matter captured can be increased.
  • a hollow filamentous body X ′ in which a coating film of a film forming solution is formed on the outer peripheral surface of the hollow string-like support is caused to travel by the first guide roll 121a and the second guide roll 121b, and the coagulation tank
  • the hollow fiber X is obtained by immersing in the coagulation liquid B in 121 and coagulating the coating film of the film-forming stock solution with the coagulation liquid B. Further, a part of the coagulation liquid B from the coagulation tank 121 is transferred to the filtering means 123 through the outlet pipe 122 and filtered, and the filtrate is returned to the coagulation tank 121 through the return pipe 124 and the pump 125. It has become. In addition, a part of the coagulation liquid B is transferred from the coagulation tank 121 to the first cleaning unit 130 via the coagulation liquid transfer pipe 126.
  • the first cleaning unit 130 is disposed below the cleaning liquid discharging unit 131 that freely drops and discharges the cleaning liquid C, and is disposed below the cleaning liquid discharging unit 131 so that the hollow fiber X travels in contact with the cleaning liquid C.
  • the cleaning liquid C used in the first cleaning unit 130 is the coagulation liquid B extracted from the coagulation tank 121.
  • the cleaning liquid discharge means 131 in this embodiment includes a storage tank 131a for storing the cleaning liquid C and a plurality of discharge ports 131b, 131b,... For discharging the cleaning liquid C downward in the vertical direction.
  • the shape of the discharge port 131b is not particularly limited.
  • a coagulating liquid transfer pipe 126 is connected to the storage tank 131a, and the coagulating liquid B reused as the cleaning liquid C is supplied from the coagulating tank 121.
  • the guide means 132 travels the hollow fiber X so as to come into contact with the falling cleaning liquid C.
  • the guide means 132 has a pair of upper and lower cylindrical rotating bodies 132a, 132b arranged so that the axial direction is horizontal.
  • the cylindrical rotators 132a and 132b rotate to transfer the hollow fiber X while reciprocating between the cylindrical rotators 132a and 132b.
  • the length of the cylindrical rotating bodies 132a and 132b and the number of times the hollow fiber X reciprocates between the cylindrical rotating bodies 132a and 132b are appropriately selected according to the residual solvent concentration in the hollow fiber X. It is preferable to increase the number of reciprocations as the residual solvent concentration increases.
  • the recovery means 133 receives and recovers the cleaning liquid C that has fallen from the cleaning liquid discharge means 131 and cleaned the hollow fiber X.
  • the recovery means 133 in the present embodiment has a recovery tank 133a for recovering the cleaning liquid C, and a discharge pipe 133b for discharging a part of the recovered cleaning liquid C to the outside of the hollow fiber membrane manufacturing apparatus, and has a lower cylindrical shape. It is provided below the rotator 132b.
  • the return pipe 134 returns a part of the cleaning liquid C recovered by the recovery means 133 to the cleaning liquid discharge means 131, and connects the recovery tank 133a and the storage tank 131a.
  • the first cleaning unit 130 causes the hollow fiber X to run by the guide means 132 while dropping the cleaning liquid C from the discharge port 131b of the cleaning liquid discharge means 131, thereby washing the hollow fiber X with the cleaning liquid C and washing it. It has become.
  • the cleaning liquid C after cleaning the hollow fiber X is recovered by the recovery means 133, a part of the recovered cleaning liquid C is discharged out of the hollow fiber membrane manufacturing apparatus via the discharge pipe 133b, and the rest is returned to the return pipe. It is returned to the storage tank 131a of the cleaning liquid discharge means 131 via 134 and recycled.
  • the transfer unit 140 applies force so as to transfer the hollow fiber X.
  • the transfer unit 140 in the present embodiment includes a plurality of drive rolls 141, 141... That are rotationally driven, and a drive roll cleaning unit 142 that discharges a good solvent of a hydrophilic polymer toward the drive roll 141.
  • Each drive roll 141 is arranged in parallel with each other so that tension can be applied to the hollow fiber X when the hollow fiber X is wound around.
  • a specific example of the drive roll cleaning unit 142 is a nozzle that discharges a good solvent of a hydrophilic polymer in a shower shape.
  • the discharge of the good solvent for the hydrophilic polymer may be continuous or intermittent.
  • the second cleaning unit 150 includes a cleaning tank 151 in which the heated cleaning liquid D is placed, a guide unit 152 that guides the hollow fiber X so that the hollow fiber X is immersed in the heated cleaning liquid D multiple times, and a heated cleaning liquid.
  • a heated cleaning liquid supply pipe 153 that supplies D to the cleaning tank 151 and a heated cleaning liquid transfer pipe 154 that transfers the heated cleaning liquid D used in the cleaning tank 151 to the coagulation tank 121 are provided.
  • the cleaning tank 151 has a substantially rectangular parallelepiped shape, and has partition plates 151a and 151b that divide the heating cleaning liquid D into a plurality of pieces so that the heating cleaning liquid D can move, and the heating cleaning liquid D is in the transfer direction of the hollow fiber X. It moves from the downstream side to the upstream side.
  • the cleaning tank 151 in the present embodiment has a rectangular opening 151 c in a top view, and a pair of side walls (a first side wall 151 d and a second side wall along the longitudinal direction of the opening).
  • a plurality of partition plates 151a and 151b are attached perpendicularly to 151e).
  • the length of the partition plates 151a and 151b is shorter than the length between the first side wall 151d and the second side wall 151e. Thereby, a gap is formed between the partition plate 151a and the second side wall 151e, and between the partition plate 151b and the first side wall 151d. Moreover, the partition plate 151a attached to the first side wall 151d and the partition plate 151b attached to the second side wall 151e are alternately arranged. In such a washing tank 151, the heated washing liquid D moves from the downstream side in the transfer direction of the hollow fiber X toward the upstream side while meandering along the partition plates 151a and 151b.
  • the guide means 152 includes a plurality of lower guide rolls 152a provided so as to be positioned below the liquid surface 151f of the heated cleaning liquid D in the cleaning tank 151, and a plurality of guide means 152 positioned above the liquid surface 151f of the heated cleaning liquid D. And an upper guide roll 152b provided.
  • the lower guide roll 152a is provided inside a cleaning chamber 151g that is partitioned by the partition plates 151a and 151b, and the upper guide roll 152b is provided above the partition plates 151a and 151b.
  • the hollow fiber X is alternately wound around the lower guide roll 152a and the upper guide roll 152b to reverse the transfer direction, thereby transferring the hollow fiber X while reciprocating in the vertical direction.
  • the immersion of X in the heated washing liquid D and the pulling up of the hollow fiber X from the heated washing liquid D are repeated. Thereby, the hollow fiber X is immersed in the heated cleaning liquid D a plurality of times.
  • the heated washing liquid supply pipe 153 is attached to the washing chamber 151g1 on the most downstream side in the transfer direction of the hollow fiber X, and the heated washing liquid transfer pipe 154 is attached to the washing chamber 151g2 on the most upstream side in the transfer direction of the hollow fiber X. Yes.
  • the drying unit 160 dries the hollow fiber membrane E washed by the second washing unit 150. Specifically, a hot air dryer, a vacuum dryer, etc. are mentioned. A winding means such as a bobbin for winding the hollow fiber membrane E may be provided on the downstream side of the drying unit 160.
  • the method for producing a porous membrane of the present invention may be a method for producing a porous membrane having a porous membrane layer outside the reinforcing support, and has a porous membrane layer without the reinforcing support. It may be a method for producing a porous membrane. Moreover, the method of manufacturing the porous membrane which has a single layer porous membrane layer may be sufficient, and the method of manufacturing the porous membrane which has a multilayer porous membrane layer may be sufficient. Further, it may be a porous hollow fiber membrane obtained by spinning using a spinning nozzle as a discharge means, or a sheet-like or film-like porous flat membrane.
  • the manufacturing method of the porous hollow fiber membrane using the said manufacturing apparatus 1 is demonstrated as an example of the manufacturing method of the porous membrane of this invention.
  • the method for producing a porous hollow fiber membrane of this embodiment has the following spinning process, coagulation process, washing process, removal process, drying process and winding process, and the coagulation process controls the temperature of the coagulation liquid. It is characterized by that.
  • Spinning step a step of spinning the film-forming stock solution A with the spinning nozzle 10.
  • Coagulation step A step of forming a porous hollow fiber membrane M by coagulating the membrane-forming stock solution A in the coagulation solution 12a by the coagulation means 12. In this step, the coagulation step is characterized by controlling the temperature of the coagulation liquid.
  • Washing step a step of washing the porous hollow fiber membrane M with the washing means 14 to remove the solvent remaining in the porous hollow fiber membrane M.
  • Removal step A step of removing the pore-opening agent remaining in the porous hollow fiber membrane M by the removing means 16.
  • Drying step a step of drying the porous hollow fiber membrane M by the drying means 18.
  • Winding step A step of winding the porous hollow fiber membrane M after drying by the winding means 20.
  • the film-forming stock solution A is discharged from the spinning nozzle 10 for spinning.
  • a film-forming stock solution containing a film-forming resin, a pore-opening agent and a solvent is used.
  • ordinary resins used for forming a porous film layer of a porous film can be used.
  • hydrophobic polymers such as resins, polyimide resins, polyamideimide resins, and polyesterimide resins. These can be appropriately selected and used as necessary, and among them, polyvinylidene fluoride resin is preferable because of excellent chemical resistance.
  • a film-forming resin may be used alone or in combination of two or more.
  • a polymer resin such as monool, diol, triol, polyvinyl pyrrolidone and the like represented by polyethylene glycol
  • a porous membrane layer having a three-dimensional network structure can be suitably formed after solidification.
  • polyvinyl pyrrolidone is preferred because of its excellent thickening effect.
  • One type of pore-opening agent may be used alone, or two or more types may be used in combination.
  • the solvent is not particularly limited as long as it can dissolve both the film-forming resin and the pore opening agent.
  • dimethyl sulfoxide, N, N-dimethylacetamide, dimethylformamide can be used.
  • a solvent may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together.
  • the film-forming stock solution A used here may use other additives other than the pore-opening agent as an optional component as long as the control of phase separation is not hindered.
  • the content of the film-forming resin with respect to the film-forming stock solution A (100% by mass) is preferably 10% by mass or more from the viewpoint that stability during film formation is improved and an excellent porous membrane structure is easily formed. 15 mass% or more is more preferable. Further, for the same reason, the content of the film-forming resin is preferably 30% by mass or less, and more preferably 25% by mass or less. That is, 10 mass% or more and 30 mass% or less are preferable, and 15 mass% or more and 25 mass% or less are more preferable.
  • the content of the pore opening agent with respect to the membrane-forming stock solution A (100% by mass) is preferably 1% by mass or more and more preferably 5% by mass or more from the viewpoint that the formation of the porous hollow fiber membrane M is facilitated.
  • the content of the pore-opening agent is preferably 20% by mass or less, and more preferably 12% by mass or less from the viewpoint of the handleability of the film-forming stock solution A. That is, 1 mass% or more and 20 mass% or less are preferable, and 5 mass% or more and 12 mass% or less are more preferable.
  • the membrane-forming stock solution A spun by the spinning nozzle 10 is immersed in a coagulating solution 12a accommodated in the coagulation bath 24 of the coagulation means 12, and the membrane-forming stock solution A is solidified to form a porous hollow fiber membrane M.
  • the film-forming stock solution A is immersed in the coagulation solution 12a, so that the coagulation solution 12a diffuses into the film-forming stock solution A, and the film-forming resin and the pore-opening agent coagulate while causing phase separation to form a film.
  • a porous film layer having a three-dimensional network structure in which a functional resin and a pore opening agent are interlaced with each other is formed.
  • the temperature of the film-forming stock solution A to be spun is preferably 20 ° C. or higher and 40 ° C. or lower.
  • the coagulation liquid 12a is a solvent that does not dissolve the film-forming resin and needs to be a good solvent for the pore opening agent.
  • Examples of the coagulation liquid 12a include water, ethanol, methanol, and a mixture thereof. Among these, from the viewpoint of work environment and operation management, a mixture of a solvent and water used for the film-forming stock solution A is preferable.
  • the present invention is characterized in that the temperature of the coagulation liquid used in the coagulation step is controlled by sending the coagulation liquid whose temperature is controlled by the temperature control means in the liquid storage tank to the coagulation means.
  • the coagulating liquid 12a accommodated in the coagulating bath 24 is sent to the liquid storage tank 26 through the pipe 32 and taken out.
  • the coagulating liquid 12a is heated by the heating means 28a and the cooling means 28b. Is heated or cooled to control the temperature of the coagulation liquid 12a, and is further returned from the liquid storage tank 26 to the coagulation bath 24 through the pipe 34 for circulation.
  • the temperature of the coagulating liquid 12a is directly adjusted in the liquid storage tank 26 as described above.
  • the time fluctuation width of the temperature of the coagulating liquid 12a can be reduced.
  • variation of quality such as a water-permeable performance (WF) and a surface pore diameter, of the porous membrane obtained can be suppressed.
  • the method of controlling the temperature while circulating the coagulation liquid 12a can introduce the coagulation liquid whose temperature is continuously controlled into the coagulation bath, and also provides the stirring effect in the coagulation bath by the circulation. This is preferable in that uniform temperature control can be performed.
  • the amount of coagulation liquid fed from the temperature control means to the coagulation means per minute is preferably 30% or more and 70% or less with respect to the liquid amount stored in the coagulation tank.
  • 30% or more precise temperature control in the coagulation tank is possible.
  • 70% turbulence is generated in the coagulation tank.
  • temperature unevenness occurs in the coagulation tank due to a gap when the flow rate from the temperature control means to the coagulation means decreases.
  • the liquid sent from the temperature control means to the coagulation tank is sent via a pipe having an inner diameter of 10 mm or more and 30 mm or less.
  • the inner diameter is in the range of 10 mm or more and 30 mm or less, the heat dissipation from the piping from the temperature control means to the coagulation means and the pressure loss are well balanced.
  • the length of the pipe is preferably 500 mm or more and 20000 mm or less. If it is in the range of 500 mm or more and 20000 mm or less, the heat dissipation from the piping from the temperature control means to the coagulation tank means and the pressure loss are well balanced.
  • the temperature of the liquid fed from the temperature control means to the pipe is 1 to 5 ° C. higher than the coagulation bath temperature.
  • the temperature of the coagulation liquid does not decrease in the piping, and the temperature of the coagulation bath can be controlled.
  • the temperature of the coagulation liquid 12a in the coagulation step is preferably controlled within a range of 60 ° C or higher and 90 ° C or lower. That is, it is preferable to manufacture the porous hollow fiber membrane M while setting a predetermined temperature within the above range and controlling the coagulation liquid 12a at the predetermined temperature.
  • the initial coagulation step in the production of the porous membrane of the present invention it is preferable from the viewpoint of increasing work efficiency to use the coagulation liquid in the coagulation bath having the above temperature.
  • WF water-permeable performance
  • the method for producing a porous membrane of the present invention it is preferable to measure the temperature of the coagulation liquid used in the coagulation process during the process and control the temperature of the coagulation liquid by feeding back the measurement result. Thereby, it becomes easy to suppress the fluctuation
  • the measurement of the temperature of the coagulation liquid is preferably performed in the coagulation bath 24 in the present embodiment, since it becomes easier to suppress fluctuations in the quality of the porous membrane.
  • this example it is a form of dry and wet spinning in which an idle running section is provided between the spinning nozzle 10 and the coagulation liquid 12a.
  • the present invention is not limited to this form, and the film forming stock solution is not provided with an idle running section.
  • Wet spinning in which A is spun directly into the coagulation liquid 12a may be employed.
  • the porous hollow fiber membrane M formed in the coagulation step a solution-like pore-forming agent or solvent remains.
  • the porous hollow fiber membrane M cannot exhibit sufficient water permeability when the pore-opening agent remains in the membrane. Further, when the pore-opening agent is dried in the film, it may cause a decrease in the mechanical strength of the film.
  • the pore-opening agent is oxidatively decomposed (lower molecular weight) using an oxidizing agent in the removing step described later, if the solvent remains in the porous hollow fiber membrane M, the solvent and the oxidizing agent are Since it reacts, the oxidative decomposition of the pore-opening agent is inhibited. Therefore, in this embodiment, after the coagulation step, the solvent remaining in the porous hollow fiber membrane M is removed in the washing step, and then the pore-opening agent remaining in the porous hollow fiber membrane M is removed in the removal step.
  • the porous hollow fiber membrane M is caused to run in the washing liquid 14a accommodated in the washing bath 14b in the washing means 14, and the porous hollow fiber membrane M is washed with the washing liquid 14a.
  • the solvent remaining in M is removed.
  • the solvent in the porous hollow fiber membrane M diffuses and moves from the inside of the membrane to the membrane surface, and also diffuses and moves from the membrane surface to the cleaning liquid 14a to be removed from the porous hollow fiber membrane M.
  • the cleaning liquid 14a water is preferable because of its high cleaning effect.
  • the water used include tap water, industrial water, river water, and well water.
  • a mixed liquid of a solvent and water contained in the film-forming stock solution can be used.
  • concentration of a solvent has preferable 10 mass% or less.
  • the temperature of the cleaning liquid 14a is preferably 50 ° C. or higher and more preferably 80 ° C. or higher from the viewpoint that the diffusion transfer rate of the solvent remaining in the porous hollow fiber membrane M is improved. From the viewpoint of prevention of polymer concentration due to solvent volatilization and prevention of excessive energy application, the temperature is preferably 100 ° C. or less, and more preferably 95 ° C. or less. That is, 50 ° C. or higher and 100 ° C. or lower is preferable, and 80 ° C. or higher and 95 ° C. or lower is more preferable.
  • the solvent in the porous hollow fiber membrane M is mainly removed in the washing step, the pore opening agent is partially removed by washing the porous hollow fiber membrane M.
  • the pore-opening agent remaining in the porous hollow fiber membrane M is removed by the removing means 16.
  • the porous hollow fiber membrane M is immersed in a chemical solution containing an oxidizing agent, and the porous hollow fiber membrane M is held in the chemical solution, and then the porous hollow fiber membrane M is heated in the gas phase. Then, oxidative decomposition of the pore-opening agent is performed, and then the porous hollow fiber membrane M is washed to remove the pore-opening agent having a reduced molecular weight.
  • oxidizing agent examples include hypochlorite, ozone, hydrogen peroxide, permanganate, dichromate, persulfate, and the like. Of these, hypochlorite is preferable from the viewpoints of strong oxidizing power, excellent decomposition performance, excellent handleability, and low cost. Examples of the hypochlorite include sodium hypochlorite and calcium hypochlorite, and sodium hypochlorite is particularly preferable. These oxidizing agents are preferably used as a chemical solution dissolved in a solvent from the viewpoint of handleability. As the solvent, any known solvent that exhibits easy solubility can be used, but among these, it is preferable to use it as an aqueous solution.
  • medical solution has preferable 50 degrees C or less, and 30 degrees C or less is more preferable.
  • medical solution is 0 degreeC or more, and 10 degreeC or more is more preferable from the point by which the cost etc. for controlling a chemical
  • the heating fluid it is preferable to use a heated fluid under atmospheric pressure.
  • the heating fluid it is preferable to use a fluid having a high relative humidity, that is, heating under humid heat conditions, from the viewpoint that drying of the oxidant is suppressed and a more efficient decomposition treatment is possible.
  • the relative humidity of the heating fluid is preferably 80% or more, more preferably 90% or more, and particularly preferably around 100%.
  • the heating temperature is preferably 50 ° C. or higher, and more preferably 80 ° C. or higher, because the processing time can be shortened when performing continuous treatment. Further, the heating temperature is preferably 100 ° C. or lower in the atmospheric pressure state. That is, 50 ° C. or higher and 100 ° C. or lower is preferable, and 80 ° C. or higher and 100 ° C. or lower is more preferable.
  • a method for washing the porous hollow fiber membrane M is preferable.
  • the cleaning method is not particularly limited, and the cleaning methods mentioned in the cleaning step can be adopted.
  • the porous hollow fiber membrane M is dried by the drying means 18.
  • a method for drying the porous hollow fiber membrane M a method usually used as a method for drying the porous hollow fiber membrane can be used, and examples thereof include a hot air drying method for drying the porous hollow fiber membrane M with hot air. .
  • the porous hollow fiber membrane M is continuously run by reciprocating a plurality of times, and the porous hollow fiber membrane M is The method of drying from the outer peripheral side is mentioned.
  • Winding process The porous hollow fiber membrane M after drying is wound up by the winding means 20.
  • the temperature of the coagulating liquid can be controlled more precisely than the method of controlling the temperature of the coagulating liquid indirectly by controlling the temperature of the hot water circulated through the jacket portion. Therefore, fluctuations in quality such as water permeability (WF) and surface pore diameter of the obtained porous membrane can be suppressed.
  • WF water permeability
  • the temperature of the coagulation liquid used in the coagulation step can be controlled within ⁇ 5 ° C. of a predetermined temperature, and the resulting porous membrane The fluctuation of quality can be further suppressed.
  • the manufacturing apparatus of the porous membrane of this invention is not limited to the said manufacturing apparatus 1.
  • FIG. For example, a method for producing a porous flat membrane using a T die or the like as a discharge means instead of a spinning nozzle may be used.
  • the porous membrane manufacturing method and manufacturing apparatus of the present invention is a known method and apparatus form except that the temperature-controlled coagulating liquid is sent to the coagulating means and the temperature used in the coagulating step is controlled. Can be adopted.
  • the hollow film-shaped support is discharged from the support discharge port 111a of the spinning nozzle 111, and the film-forming raw solution is discharged from the film-forming raw solution discharge port 111b.
  • a film of the membrane stock solution is formed to produce a hollow filamentous body X ′.
  • a knitted string or a braided string can be used as the hollow string-like support used in the present embodiment.
  • Synthetic fibers, semi-synthetic fibers, regenerated fibers, natural fibers, and the like are examples of fibers constituting the braided or braided string.
  • the form of the fiber may be any of monofilament, multifilament, and spun yarn.
  • the film-forming stock solution usually contains a hydrophobic polymer, a hydrophilic polymer, and a solvent for dissolving them.
  • the film-forming stock solution may contain other additive components as necessary.
  • the hydrophobic polymer include polysulfone resins such as polysulfone and polyethersulfone, fluorine resins such as polyvinylidene fluoride, polyacrylonitrile, cellulose derivatives, polyamide, polyester, polymethacrylate, and polyacrylate. Moreover, these copolymers may be sufficient.
  • a hydrophobic polymer may be used alone or in combination of two or more.
  • a fluorine-based resin is preferable from the viewpoint of excellent durability against an oxidizing agent such as hypochlorous acid, and a polyvinylidene fluoride or a copolymer of vinylidene fluoride and another monomer is preferable. .
  • the hydrophilic polymer is added in order to adjust the viscosity of the film-forming stock solution to a range suitable for the formation of the hollow fiber X and stabilize the film-forming state, and polyethylene glycol, polyvinyl pyrrolidone, etc. are preferable. used.
  • polyvinylpyrrolidone and a copolymer obtained by copolymerizing other monomers with polyvinylpyrrolidone are preferable from the viewpoint of controlling the pore diameter of the obtained hollow fiber membrane and the strength of the hollow fiber membrane.
  • 2 or more types of resin can also be mixed and used for a hydrophilic polymer.
  • the low molecular weight hydrophilic polymer is suitable in that it is more easily removed from the hollow fiber X in the hydrophilic polymer removing step described later. Therefore, the same kind of hydrophilic polymers having different molecular weights may be appropriately blended depending on the purpose.
  • the solvent examples include N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide, N-methyl-2-pyrrolidone, N-methylmorpholine-N-oxide, and one or more of these can be used. Moreover, you may mix and use the poor solvent of a hydrophobic polymer or a hydrophilic polymer in the range which does not impair the solubility of the hydrophobic polymer or hydrophilic polymer to a solvent.
  • the temperature of the film-forming stock solution is not particularly limited, but is usually 20 ° C. or higher and 40 ° C. or lower.
  • the concentration of the hydrophobic polymer in the membrane forming stock solution is too thin or too thick, the stability at the time of membrane formation tends to be low, and the target hollow fiber membrane tends to be difficult to obtain.
  • % Is preferable and 15% by mass is more preferable.
  • the upper limit is preferably 30% by mass, and more preferably 25% by mass. That is, 10 mass% or more and 30 mass% or less are preferable, and 15 mass% or more and 25 mass% or less are more preferable.
  • the lower limit of the concentration of the hydrophilic polymer is preferably 1% by mass and more preferably 5% by mass in order to make the hollow fiber membrane easier to form.
  • the upper limit of the concentration of the hydrophilic polymer is preferably 20% by mass, and more preferably 12% by mass from the viewpoint of the handleability of the film-forming stock solution. That is, 1 mass% or more and 20 mass% or less are preferable, and 5 mass% or more and 12 mass% or less are more preferable.
  • the hollow fiber X is obtained by coagulating the coating film of the film-forming solution formed on the outer peripheral surface of the hollow string-like support. Specifically, the filamentous body X ′ on which the coating film of the film-forming stock solution is formed is transferred toward the first guide roll 121a inside the coagulation tank 121 containing the coagulation liquid B, and the transfer direction is the first. The inside of the coagulation liquid B is made to reverse by the guide roll 121a.
  • the hydrophobic polymer and the hydrophilic polymer are phase-separated as the coagulating liquid B diffuses into the film-forming stock solution, so that the hydrophobic polymer is solidified.
  • a three-dimensional network structure in which the hydrophobic polymer and the gel-like hydrophilic polymer are interlaced with each other is formed on the outer peripheral surface and inside the membrane, and the hollow fiber X is obtained.
  • the hollow fiber X obtained by coagulation is transferred to the outside of the coagulation tank 121 through the second guide roll 121b.
  • a part of the coagulation liquid B is transferred from the coagulation tank 121 to the filtration means 123 via the outlet pipe 122 and filtered by the filtration means 123.
  • the filtrate obtained by filtration is returned to the coagulation tank 121 by the return pipe 124 and the pump 125.
  • the foreign matter captured by the filtering means 123 is discharged outside the filtering means 123.
  • a part of the coagulation liquid B in the coagulation tank 121 is transferred to the storage tank 131a of the first cleaning unit 130 via the coagulation liquid transfer pipe 126.
  • the coagulation liquid B is a non-solvent for the hydrophobic polymer and a good solvent for the hydrophilic polymer, and examples thereof include water, ethanol, methanol, and mixtures thereof. Among them, the solvent and water used for the film-forming stock solution Is preferable from the viewpoint of safety and operation management.
  • the temperature of the coagulation liquid B used in the coagulation process is sent by supplying the coagulation liquid B, the temperature of which is controlled by the temperature control means 28 for controlling the temperature of the coagulation liquid (the temperature control means in FIG. 2 is omitted) to the coagulation section 120. Is preferably controlled.
  • the cleaning liquid C that has cleaned the hollow fiber X falls to the recovery tank 133a of the recovery means 133, a part of the recovered cleaning liquid C is discharged through the discharge pipe 133b, and the rest is cleaned through the return pipe 134. It is returned to the storage tank 131a of the discharge means 131 and recycled.
  • the hollow fiber X is wound around each drive roll 141 that is rotationally driven, and moved while applying tension.
  • the drive roll 141 is cleaned by discharging a good solvent of a hydrophilic polymer in a shower form from the drive roll cleaning means 142.
  • the hollow fiber X is cleaned by repeatedly immersing it in the heated cleaning solution D in the cleaning tank 151.
  • the hydrophilic polymer is decomposed, washed and desorbed, so that a hollow fiber membrane E in which a three-dimensional network structure is formed by the hydrophobic polymer is obtained.
  • the heated cleaning liquid is supplied to the cleaning chamber 151g1 of the cleaning tank 151 through the heated cleaning liquid supply pipe 153, and the cleaning chamber 151g1 is cleaned while meandering the cleaning tank 151 partitioned by the partition plates 151a and 151b. It moves toward the chamber 151g2.
  • the heated cleaning liquid D used for cleaning is discharged from the cleaning chamber 151 g 2 of the cleaning tank 151 through the heated cleaning liquid transfer pipe 154 and transferred to the coagulation tank 121.
  • the hollow fiber X is transferred while reciprocating between the lower guide roll 152a and the upper guide roll 152b. Thereby, the immersion of the hollow fiber X in the heated cleaning liquid D and the lifting of the hollow fiber X from the heated cleaning liquid D are repeated, and the hollow fiber X is cleaned with the heated cleaning liquid D to obtain the hollow fiber membrane E.
  • the heated cleaning liquid D water is preferable because of its high cleaning effect.
  • water to be used include tap water, industrial water, river water, well water, and the like, and alcohols, inorganic salts, oxidizing agents, surfactants, and the like may be mixed and used.
  • a mixed liquid of a solvent and water contained in the film-forming stock solution can also be used.
  • the concentration of the solvent is preferably 10% by mass or less.
  • the temperature of the heated washing liquid D is preferably higher in order to prevent a decrease in the diffusion transfer rate of the solvent remaining in the hollow fiber X, preferably 50 ° C. or higher, more preferably 80 ° C. or higher.
  • the outer surface of the hollow fiber X can be scraped off by bubbling due to boiling, so that efficient cleaning is possible.
  • the dried hollow fiber membrane E may be wound on a winding means such as a bobbin.
  • the foreign matter can be removed from the coagulation liquid B by extracting the coagulation liquid B from the coagulation tank 121 and filtering it by the filtering means 123, so that the foreign matter can be prevented from coming into contact with the hollow fiber X and being damaged. Further, when the hollow fiber X travels through the second guide roll 121b, the coagulation liquid B adhering to the hollow fiber X moves to the second guide roll 121b, and further flows down from the second guide roll 121b to be coagulated tank 121. Returned to Thereby, the load of cleaning in the first cleaning unit 130 and the second cleaning unit can be reduced.
  • the peripheral surface of the second guide roll 121b since a part of the peripheral surface of the second guide roll 121b is immersed in the coagulating liquid B, the peripheral surface can be cleaned by rotating.
  • cleaning part 130 the solvent used for the hydrophilic polymer contained in the hollow fiber X and the film forming stock solution can be removed by wash
  • the cleaning liquid discharge means 131 allows the cleaning liquid C to freely drop and discharge, the amount of energy for discharge can be reduced.
  • the drive roll 141 is cleaned by the drive roll cleaning means 142 in the transfer unit 140, the hollow fiber X can be transferred smoothly.
  • the hydrophilic polymer that has fallen off from the hollow fiber X in the first cleaning step easily adheres to the driving roll 141, but the driving roll cleaning means 142 discharges a good solvent of the hydrophilic polymer to the driving roll 141 for cleaning. By doing so, adhesion and deposition of a hydrophilic polymer can be suppressed. Thereby, the transfer of the hollow fiber X can be performed smoothly.
  • cleaning part 150 the solvent used for the hydrophilic polymer contained in the hollow fiber X and the film-forming stock solution can further be removed by washing
  • the washability of the hollow fiber X can be further enhanced by repeatedly immersing the hollow fiber X in the heated cleaning liquid D using the lower guide roll 152a and the upper guide roll 152b.
  • cleaning liquid D is moved toward the upstream from the downstream of the transfer direction of the hollow fiber X, and the washing
  • the heated cleaning liquid D used for cleaning in the second cleaning unit 150 is reused as the coagulating liquid B in the coagulating unit 120, and the coagulating liquid B extracted from the coagulation tank 121 is further used in the first cleaning unit 130. Since it is reused as the cleaning liquid C, the amount of discharged waste water containing high-concentration BOD can be reduced.
  • the porous membrane layer is formed on the outer peripheral surface of the reinforcing hollow string-like support, but the hollow string-like support may not be provided, and only the porous film may be formed.
  • the support discharge port 111a in FIG. 3 is not necessarily required.
  • the support discharge port 111a may be a discharge port for internal coagulating liquid or the like.
  • the porous membrane it may be a single layer, but instead of the spinning nozzle 111 shown in FIG. 3, a multilayer porous membrane layer is formed simultaneously to form a composite porous membrane. May be manufactured.
  • the second guide roll may be provided above the liquid level of the coagulation liquid.
  • the cleaning liquid may be sprayed on the side surface of the hollow fiber.
  • the cleaning liquid used in the first cleaning unit may not be the coagulating liquid transferred from the coagulating tank, and may be an unused cleaning liquid.
  • the same cleaning liquid as that used in the second cleaning section can be used.
  • the drive roll cleaning means is not provided, and the drive roll need not be cleaned.
  • the cleaning tank does not have to be partitioned by the partition plate.
  • the hollow fiber may be immersed once without being repeatedly immersed in the heated cleaning liquid.
  • the heated cleaning liquid used in the second cleaning unit may not be transferred to the coagulation tank.
  • a porous hollow fiber membrane was produced as follows using the porous hollow fiber membrane production apparatus 1 illustrated in FIG. 29.7 kg of polyvinylidene fluoride (PVDF) (manufactured by Arkema, trade name PVDF301F) as a film-forming resin, and 15.6 kg of polyvinylpyrrolidone (PVP) (manufactured by Nippon Shokubai, trade name PVP-K79) as a pore-opening agent was mixed with 112.2 L of dimethylacetamide (DMAc) (manufactured by Samsung Fine Chemical Co., Ltd.) as a solvent to prepare a first film forming stock solution.
  • PVDF polyvinylidene fluoride
  • PVP polyvinylpyrrolidone
  • DMAc dimethylacetamide
  • a spinning film 10 kept at 32 ° C. is used to place the first film-forming solution and the second film on the outside of the reinforcing support.
  • the membrane-forming stock solution was spun so as to be applied, and the membrane-forming stock solution was coagulated in a coagulation solution 12a (8 mass% DMAc aqueous solution) controlled at 80 ° C. by the temperature control means 28 to form a porous hollow fiber membrane M. .
  • the spinning speed (running speed of the porous hollow fiber membrane M) was 20 m / min.
  • the porous hollow fiber membrane M was run in the cleaning liquid 14 a (hot water) at 90 ° C., and the solvent remaining in the porous hollow fiber membrane M was removed. Thereafter, in the removing means 16, the porous hollow fiber membrane M is caused to run in a chemical solution tank in which a hypochlorite aqueous solution having a temperature of 20 ° C. and a concentration of 5% is placed, and then the chemical solution is held.
  • the pore opening agent was reduced in molecular weight by heating at a relative humidity of 100% and a residence time of 3 minutes, and then the reduced molecular weight opening agent was removed with water at 60 ° C.
  • the porous hollow fiber membrane M is run a plurality of times in an apparatus in which hot air at a temperature of 120 ° C. and a wind speed of 3 m / second is circulated, and the porous hollow fiber membrane M is dried and wound up.
  • the obtained porous hollow fiber membrane had an outer diameter of about 2.8 mm, an inner diameter of about 1.1 mm, a film thickness of 900 ⁇ m, and a thickness of the porous layer from the braid to the surface of 400 ⁇ m.
  • Example 1 The liquid storage tank 26 and the temperature control means 28 are not provided, and the solidification means for controlling the temperature of the coagulation liquid in the coagulation bath is controlled by controlling the temperature of the hot water circulated in the jacket portion of the coagulation bath.
  • a porous hollow fiber membrane was produced in the same manner as in Example 1 while controlling the temperature of the coagulating liquid at 80 ° C. using a porous hollow fiber membrane production apparatus having the same configuration as the production apparatus 1.
  • the temperature of the coagulation liquid in the coagulation bath during production was measured with a digital thermometer (SK-1250MCIII ⁇ , manufactured by SATO Meter), the temperature variation was in the range of 78 to 82 ° C.
  • the obtained porous hollow fiber membrane had an average outer diameter of 2.8 mm, an inner diameter of 1.1 mm, an average film thickness of 900 ⁇ m, and a thickness of the porous layer from the braid to the surface of 400 ⁇ m.
  • the bubble point was measured in accordance with JIS K 3832 using ethyl alcohol as a measurement medium.
  • the value of the bubble point is a value serving as an index of the maximum pore diameter of the porous hollow fiber membrane, and the larger the value, the smaller the maximum pore diameter. If the detergency (removability) of the pore-opening agent is good, the occurrence of defects such as fine cracks on the film surface is suppressed, and as a result, the bubble point value is increased.
  • Table 1 shows the results of bubble point evaluation of the porous hollow fiber membranes obtained in each example.
  • the maximum / minimum / average values of bubble points in Table 1 mean the maximum / minimum / average values of the five mini-module measurement values.
  • the porous hollow fiber membrane obtained in Comparative Example 1 had a low bubble point when viewed as an average value. Compared with the obtained porous hollow fiber membrane, the difference between the maximum value and the minimum value was large, that is, the variation in quality was large.
  • the present invention it is possible to provide a method and an apparatus for producing a porous membrane that can stably control the temperature of the coagulation liquid and can suppress fluctuations in the quality of the obtained porous membrane. Further, it is possible to provide a manufacturing apparatus for manufacturing without damaging the porous membrane.

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Abstract

 本発明は、製膜原液を凝固液中で凝固させる凝固工程を有する多孔質膜の製造方法であって、温度制御手段によって温度制御した凝固液を、製膜原液を凝固させる凝固手段に送液することにより、前記凝固工程に用いる凝固液の温度を制御する多孔質膜の製造方法及び前記製造方法を実施するための製造装置に関する。 本発明は、凝固液の温度を安定に制御し、得られる多孔質膜の品質の変動を抑制できる多孔質膜の製造方法および製造装置の提供を目的とする。また、中空糸膜を傷付けずに製造できる多孔質膜製造装置を提供する。

Description

多孔質膜の製造方法および製造装置
 本発明は、多孔質膜の製造方法および製造装置に関する。
 本願は、2011年4月20日に、日本に出願された特願2011-094286号、2011年5月12日に、日本に出願された特願2011-107554号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
 近年、環境汚染に対する関心の高まりと規制の強化により、水処理方法として、分離の完全性やコンパクト性などに優れた多孔質中空糸膜を用いた方法が注目を集めている。
 食品工業、医療、電子工業等の分野においては、有用成分の濃縮、回収、不要成分の除去、造水等を目的として、多孔質膜を用いた精密濾過膜、限外濾過膜、逆浸透濾過膜等が多用されている。
 多孔質膜の製造方法としては、例えば、膜形成性樹脂、開孔剤および溶媒を含む製膜原液を吐出手段(紡糸ノズル、Tダイ等)により吐出し、凝固液中で凝固させることで多孔質膜を形成し、洗浄、乾燥等を行う方法が知られている(特許文献1)。このような多孔質膜の製造方法においては、品質の変動を抑える目的で、凝固液の温度が所定の温度に制御される。
 多孔質膜の製造装置としては、一般に、製膜原液を吐出する吐出手段(紡糸ノズル、Tダイ等)と、吐出手段から吐出された製膜原液を凝固させて多孔質膜を形成する凝固液を収容する凝固浴槽を備え、凝固浴槽のジャケット部分に温度制御した温水を循環させることで凝固浴槽内の凝固液の温度を制御できる装置が用いられる。
 また、多孔質中空糸膜の製造方法としては、高分子溶液を非溶媒により相分離させて多孔化する非溶媒相分離現象を利用した非溶媒相分離法が知られている。非溶媒相分離法としては、湿式または乾湿式紡糸法(以下、両紡糸方法を総称して「湿式紡糸」という。)が知られている。
 湿式紡糸により多孔質中空糸膜を製造する方法としては、疎水性ポリマー、親水性ポリマー、および溶媒を含む製膜原液を調製し、その製膜原液を紡糸ノズルから吐出し、凝固液中で凝固して中空糸を得た後、親水性ポリマーを除去させて多孔質中空糸膜を形成する方法が知られている(特許文献1~3)。
特開2006-231276号公報 特開2008-126199号公報 特開2010-142747号公報
 しかし、前述のような製造装置を用いると、紡糸の初期に得られる多孔質膜と、紡糸の終了直前に得られる多孔質膜との品質に変動が生じることがあった。
 特許文献1に記載の方法では、得られる多孔質膜に傷が見られることがあった。本発明者らは、この傷の発生について検討したところ、凝固槽にて脱落したポリマーかす等の異物が、凝固する多孔質膜に接触することによって多孔質膜に傷が生じることを見出した。
 その知見に基づき、本発明は凝固槽における多孔質膜への異物の接触を防止する多孔質膜製造装置を提供することを目的とする。
 また、本発明者は、多孔質膜の品質の変動について、凝固液の液温の時間変動に着目して検討を行った。その結果、凝固液の温度を安定に制御することで、多孔質膜の品質の変動を抑制する多孔質膜の製造方法および製造装置を提供できる方法を見い出し、本発明を完了するに至った。本発明は、得られる多孔質中空糸膜の品質の変動を抑制できる多孔質中空人膜の製造方法および製造装置の提供を目的とする。
 本発明の多孔質膜の製造方法および製造装置は、以下のとおりである。
(1) 製膜原液を凝固液中で凝固させる凝固工程を有する多孔質膜の製造方法であって、温度制御手段によって温度制御した凝固液を、製膜原液を凝固させる凝固手段に送液することにより、前記凝固工程に用いる凝固液の温度を制御する多孔質膜の製造方法。
(2) 前記凝固手段における製膜原液を凝固させる凝固浴槽で前記凝固液の温度を測定し、その測定結果をフィードバックして貯液槽中の凝固液の温度を制御する、(1)記載の多孔質膜の製造方法。
(3) 前記製膜原液を凝固させる凝固手段から前記凝固液を取り出し、前記凝固液の温度を前記貯液槽中で制御した後に前記凝固手段に返送して循環させる、(1)に記載の多孔質膜の製造方法。
(4) 前記凝固手段が凝固浴槽であり、1分間当たりに温度制御手段から凝固槽手段に送液される量が、凝固浴槽内に貯液される液量に対して、30%以上70%以下である(3)記載の多孔質膜の製造方法。
(5) 温度制御手段から送液される凝固液が、内径10mm以上30mm以下の配管を介して凝固浴槽に送液される(4)記載の多孔質膜の製造方法。
(6) 前記配管の長さが、500mm以上20000mm以下である(5)記載の多孔質膜の製造方法。
(7) 温度制御手段から前記配管に送液される液体の温度が、凝固浴温度よりも1~5℃高い温度である(4)記載の多孔質膜の製造方法。
(8) 製膜原液を凝固液中で凝固させる凝固手段と、前記凝固手段に凝固液を供給する供給手段と、前記凝固液の温度を制御する温度制御手段とを有している多孔質膜の製造装置。
(9) 前記凝固手段が、前記製膜原液を凝固させる凝固浴槽と、前記凝固浴槽内の前記凝固液の温度を測定する温度測定手段を有し、前記温度測定手段による測定結果をフィードバックして前記温度制御手段により凝固液の温度が制御される、(8)に記載の多孔質膜の製造装置。
(10) 前記凝固手段から貯液槽に凝固液が取り出され、前記貯液槽内で温度が制御された凝固液が、前記供給手段により前記凝固手段に返送されて循環される、(8)に記載の多孔質膜の製造装置。
(11) 前記凝固浴槽外に設けられた、前記凝固液を濾過する濾過手段を備える(8)記載の多孔質膜製造装置。
(12) 前記凝固浴槽には、製膜原液の凝固によって得られた中空糸を凝固浴槽外に導くガイドロールが、その周面の一部が凝固液に浸漬され、残る一部の周面が凝固液の液面上に露出するように設けられている、(11)に記載の多孔質膜製造装置。
 本発明の多孔質膜の製造方法によれば、凝固液の温度を安定に制御でき、得られる多孔質膜の品質の変動を抑制できる。
 また、本発明の多孔質膜の製造装置を用いれば、凝固液の温度を安定に制御でき、得られる多孔質膜の品質の変動を抑制できる。
 本発明の多孔質膜製造装置は、多孔質膜を傷付けずに製造できる。
本発明の多孔質膜製造装置においては、凝固槽に、得られた中空糸を凝固槽外に導くガイドロールが、その一部が凝固液に浸漬されるように設けられていれば、下流側の洗浄工程における洗浄の負荷を軽減でき、さらにガイドロールの周面を洗浄できる。
 また、得られた中空糸を加熱洗浄液によって洗浄する洗浄槽を備え、洗浄に使用された加熱洗浄液を凝固槽に移送すれば、高濃度のBODを含む排洗浄液の排出量を削減できる。
 また、洗浄槽は、その内部を、加熱洗浄液が移動可能に複数に仕切る仕切り板を有し、加熱洗浄液が中空糸の移送方向の下流側から上流側に向かって移動するようになっていれば、加熱洗浄液によって中空糸を効率的に洗浄することができる。
 また、洗浄槽の加熱洗浄液の液面よりも下方に位置するように設けられた下部ガイドロールと、加熱洗浄液の液面よりも上方に位置するように設けられた上部ガイドロールとを備えていれば、中空糸を繰り返し加熱洗浄液に浸漬することができ、中空糸の洗浄性をより高くできる。
 得られた中空糸を移送する駆動ロールと、前記駆動ロールに向けて前記親水性ポリマーの良溶媒を吐出する駆動ロール洗浄手段とを備えていれば、中空糸を円滑に移送することができる。
 前記(1)の態様によれば、季節変動によらず凝固液の温度を一定に保て、品質の変動を抑制することが出来る。
 前記(2)の態様によれば、温度の変動を抑制することが出来る。
 前記(3)の態様によれば、循環による撹拌効果もあり、より精密かつ均一な温度制御が可能である。
 前記(4)の態様によれば、槽内の温度を制御することが出来る。
 前記(5)の態様によれば、放熱と圧力損失のバランスが良好である。
 前記(6)の態様によれば、放熱と圧力損失のバランスが良好である。
 前記(7)の態様によれば、配管中で凝固液の温度が下がりきることがなく、凝固浴の温度制御が可能である。
 前記(8)の態様によれば、季節変動によらず凝固液の温度を一定に保て、品質の変動を抑制することが出来る。
 前記(9)の態様によれば、温度の変動を抑制することが出来る。
 前記(10)の態様によれば、循環による撹拌効果もあり、より精密かつ均一な温度制御が可能である。
 前記(11)の態様によれば、異物除去により多孔質中空糸膜の損傷を低減することが出来る。
 前記(12)の態様によれば、中空糸膜の洗浄性を向上させることが出来る。
本発明の多孔質膜の製造装置の一例を示した概略図である。 本発明の多孔質膜製造装置の一実施形態を示す模式図である。 図2の多孔質膜製造装置を構成する紡糸ノズルを示す平面図である。 図2の多孔質膜製造装置を構成する洗浄槽を示す上面図である。
 以下、本発明の多孔質膜の製造方法および製造装置の一例として、多孔質中空糸膜の製造方法および製造装置を示して詳細に説明する。
 なお、本発明における「多孔質中空糸膜」とは、表面及び内部に多孔質層を有する中空糸膜のことである。以下、特に断らない限り、「中空糸膜」は、「多孔質中空糸膜」を意味する。また、「多孔質膜」の具体例としては、「多孔質中空糸膜」の他、「多孔質平膜」が挙げられる。
 本発明の多孔質膜の製造装置は、製膜原液を凝固液中で凝固させる凝固手段(凝固部とも云う)と、前記凝固手段に凝固液を供給する供給手段と、前記凝固液の温度を制御する温度制御手段と、多孔質膜に残存する溶媒を除去する洗浄手段(洗浄部とも云う)と、多孔質膜中に残存する開孔剤を除去する除去手段(除去部とも云う)と、多孔質膜を乾燥する乾燥手段(乾燥部とも云う)と、多孔質膜を巻き取る巻き取り手段とを有している。
(多孔質中空糸膜製造装置I)
 本実施形態の多孔質中空糸膜の製造装置1は、図1に示すように、膜形成性樹脂、開孔剤および溶媒を含む製膜原液Aを紡糸する紡糸ノズル10と;凝固液12aによって製膜原液Aを凝固させて多孔質中空糸膜Mを形成する凝固手段12と;多孔質中空糸膜Mに残存する溶媒を除去する洗浄手段14と;多孔質中空糸膜M中に残存する開孔剤を除去する除去手段16と;多孔質中空糸膜Mを乾燥する乾燥手段18と;多孔質中空糸膜Mを巻き取る巻き取り手段20と;製造装置1における多孔質中空糸膜Mの走行を規制するガイド部材22と;凝固手段12から送られてくる凝固液12aを貯液する貯液槽26と、凝固手段12に凝固液12aを供給する供給手段と、貯液槽26内において、凝固液12aの温度を制御する温度制御手段28とを有している。
 紡糸ノズル10は、製膜原液Aを紡糸するノズルである。紡糸ノズル10としては、多孔質中空糸膜の製造に用いられる通常の紡糸ノズルを採用することができる。紡糸ノズル10の形態としては、例えば、製膜原液Aのみを円筒状に吐出する形態、中空状の補強支持体をノズル内に通過させ、前記補強支持体の外側に製膜原液Aを塗布するように紡糸する形態等が挙げられる。また、紡糸ノズル10は、単一の製膜原液Aを吐出して単層の多孔質膜層を有する多孔質中空糸膜Mを形成する形態であってもよく、複数の製膜原液Aを同心円状に吐出して複数層の多孔質膜層が積層された多孔質中空糸膜Mを形成するものであってもよい。
 なお、本実施形態に代えて多孔質平膜を製造する場合には、紡糸ノズル10に代えて、公知のTダイ等の吐出手段を用いることができる。
 凝固手段12は、紡糸ノズル10から紡糸された製膜原液Aを凝固液12aにより凝固させる手段である。凝固手段12は、凝固液12aが収容され、製膜原液Aを凝固させる凝固浴槽24を有している。凝固手段12では、凝固液12aによって製膜原液Aが凝固して多孔質中空糸膜Mが形成された後、その多孔質中空糸膜Mが凝固液12aから引き出されるようになっている。
 凝固浴槽24と貯液槽26は、一端が凝固浴槽24と連結し、他端が貯液槽26と連結し、凝固浴槽24から貯液槽26に凝固液12aを供給する供給手段30aが途中に設けられた配管32と、一端が貯液槽26と連結し、他端が凝固浴槽24に連結し、貯液槽26から凝固浴槽24に凝固液12aを供給する供給手段30bが設けられた配管34によって接続されている。
 供給手段30a、30bとしては、凝固液12aを送液できるものであればよく、例えば、ポンプ等が挙げられる。
 温度制御手段28は、凝固液12aを加熱する加熱手段28aと、凝固液12aを冷却する冷却手段28bを有している。つまり、温度制御手段28は、貯液槽26内において、凝固液12aを加熱手段28aと冷却手段28bで直接加熱または冷却することで、貯液槽26内の凝固液12aの温度を制御できるようになっている。
 加熱手段28aおよび冷却手段28bは、凝固液12aを加熱または冷却して所定の温度に制御できるものであればよい。加熱手段28a、冷却手段28bを備えた貯液槽26の具体例として、例えば、加熱または冷却機能付き恒温槽等が挙げられる。
 製造装置1では、配管32を通じて凝固浴槽24から貯液槽26に凝固液12aが送られ、貯液槽26内において温度制御手段28によって凝固液12aの温度が所定の温度に制御され、貯液槽26から配管34を通じて温度が制御された凝固液12aが凝固浴槽24に返送されて循環される。このように、凝固浴槽24内の凝固液12aを貯液槽26に取り出し、温度制御した後に凝固浴槽24に返送して循環させる形態は、凝固浴槽24内に連続的に温度制御された凝固液12aを投入できるとともに、循環による凝固浴槽24内の撹拌効果も得られるため、より精密かつ均一な温度制御ができる点で好ましい。
 製造装置1では、凝固手段12における凝固浴槽24内の凝固液12aの温度を測定する温度測定手段を設け、その測定結果をフィードバックして温度制御手段28により凝固液12aの温度を制御できるようになっていることが好ましい。これにより、製造する多孔質膜の品質の変動を抑えることが容易になる。温度測定手段は貯液槽26に設けてもよいが、多孔質膜の品質の変動を抑えることがより容易になることから、前述のように凝固浴槽24に設けることが好ましい。
 また、この例では、紡糸ノズル10と凝固液12aの間に空走区間が設けられた乾湿式紡糸が採用されている。ただし、紡糸ノズル10から凝固液12a中に直接紡糸する湿式紡糸を採用してもよい。
 洗浄手段14は、多孔質中空糸膜Mに残存する溶媒を洗浄液14aで洗浄して除去する手段である。この例の洗浄手段14は、洗浄浴14b中に洗浄液14aが収容されており、その洗浄液14a内に多孔質中空糸膜Mを通過させることで、多孔質中空糸膜Mを洗浄液14aで洗浄するものである。
 洗浄手段14は、前記形態以外にも、多孔質中空糸膜Mに残存する溶媒を除去する手段として通常使用される手段を採用することができる。例えば、傾斜させた樋状の洗浄浴に洗浄液を流し、前記洗浄液中に多孔質中空糸膜Mを走行させる手段等を採用してもよい。
 除去手段16としては、多孔質中空糸膜Mに残存する開孔剤を除去する手段として通常使用されるものが使用できる。例えば、多孔質中空糸膜Mに酸化剤を含む薬液を保持させる薬液保持部と、薬液を保持した多孔質中空糸膜Mを気相中で加熱して開孔剤を酸化分解させる加熱分解部と、低分子量化された開孔剤を洗浄液で洗浄して多孔質中空糸膜Mから除去する洗浄除去部とを有する手段等が挙げられる。
 薬液保持部としては、薬液を収容する薬液槽を有し、その薬液中に多孔質中空糸膜Mを走行させることで薬液を保持させるもの等が挙げられる。
 薬液を保持した多孔質中空糸膜Mを加熱する加熱分解部としては、大気圧下で加熱流体を用いて多孔質中空糸膜Mを加熱するものが好ましく、次亜塩素酸塩等の酸化剤の乾燥を防ぎ、効率的な分解処理が行える点から、加熱流体として相対湿度の高い流体を使用し、湿熱条件で加熱するものがより好ましい。
 洗浄除去部としては、例えば、前記洗浄手段14で挙げた形態を採用することができる。
 乾燥手段18は、多孔質中空糸膜Mを乾燥する手段である。乾燥手段18としては、多孔質中空糸膜Mを充分に乾燥することができるものであればよい。例えば、多孔質膜の乾燥に通常用いられる熱風乾燥機等の公知の乾燥装置を採用することができる。この例の乾燥手段18は、熱風を毎秒数m程度の風速で循環させることができる装置内に、多孔質中空糸膜Mを複数回往復させて連続的に走行させ、多孔質中空糸膜Mを外周側から乾燥するものである。
 巻き取り手段20は、多孔質中空糸膜Mをボビン等に巻き取れるものであればよく、例えば、テンションロール、トルクモーター等により多孔質中空糸膜Mの張力を制御し、ガイドまたはボビンをトラバースさせながら巻き取る構成を有するものが挙げられる。
 ガイド部材22は、製造装置1において、凝固手段12から、洗浄手段14、除去手段16、乾燥手段18、巻き取り手段20までの多孔質中空糸膜Mの走行を規制するものである。ガイド部材22を設けることにより、糸垂れを抑制することができ、それにより多孔質中空糸膜Mが各手段の内外や出入り口付近等に接触することを防止できる。
 ガイド部材22は、多孔質中空糸膜の製造に通常用いられるものが使用でき、金属製またはセラミック製のガイド部材等が挙げられる。
 本発明の別の実施態様である製造装置は、製膜原液を凝固液中で凝固させる凝固手段(凝固部とも云う)と、多孔質膜に残存する溶媒を除去する洗浄手段(洗浄部とも云う)と、多孔質膜を乾燥する乾燥手段(乾燥部とも云う)とを有している。尚、前記製造装置は、凝固液の温度を制御する温度制御手段を備えていることが好ましく、また、中空糸膜を巻き取る巻き取り手段が設けられていてもよい。
(多孔質中空糸膜製造装置II)
 本発明の別の実施形態である前記製造装置は、製膜原液の塗膜を有する中空の糸状体を凝固液に浸漬することによって、前記製膜原液の塗膜を凝固した後、多孔質化して中空糸膜を製造する装置である。具体的には、本実施形態の製造装置は、図2に示すように、紡糸部110と凝固部120と濾過手段123と第1洗浄部130と移送部140と第2洗浄部150と乾燥部160とを有する。
 また、図1に示すように温度制御手段28と巻き取り手段20を有していてもよい。
(紡糸部)
 本実施形態における紡糸部110は、図3に示すように、中空紐状支持体を吐出させる支持体吐出口111aと、製膜原液を吐出させる環状の製膜原液吐出口111bとが形成された紡糸ノズル111を備えるものである。製膜原液吐出口111bは、支持体吐出口111aよりも外側に、支持体吐出口111aと同心円状に形成されている。
 このような紡糸ノズル111は、支持体吐出口111aから中空紐状支持体を吐出させながら、製膜原液吐出口111bから製膜原液を吐出することによって、中空紐状支持体の外周面に製膜原液の塗膜を形成して中空の糸状体X’を作製できるようになっている。
(凝固部)
 本実施形態における凝固部120は、凝固液Bが入れられる凝固槽(凝固浴槽とも云う)121と、凝固槽121から凝固液Bを抜き出す導出管122と、導出管122から抜き出された凝固液Bを濾過する濾過手段123と、濾過手段123を凝固槽121に接続する返送管124と、返送管124に設置されたポンプ125と、凝固槽121から凝固液Bの一部を第1洗浄部130に移送する凝固液移送管126とを備える。
 凝固槽121には、その底部近傍に配置された第1ガイドロール121aと、凝固槽121の内側且つ縁部の近傍に配置された第2ガイドロール121bとが設けられている。第1ガイドロール121aは、紡糸部110で得た糸状体X’が凝固液B中で巻き掛けられるようになっている。第2ガイドロール121bは、糸状体X’を凝固液B中に通して得た中空糸Xを凝固槽121の外に導くようになっている。また、第2ガイドロール121bは、その周面の一部が凝固液Bに浸漬され、残る一部の周面が凝固液Bの液面上に露出するように設けられている。これにより、第2ガイドロール121bの周面には、常に凝固液Bが付着するようになっている。
 濾過手段123は、フィルタを備え、導出管122によって供給された凝固液Bを濾過するものである。濾過法は、減圧濾過法、加圧濾過法、自然濾過法のいずれであってもよいが、簡便な装置で充分に異物捕捉しつつ濾過速度を速くできることから、減圧濾過法が好ましい。
 フィルタの目開きは0.1μm以上50μm以下であることが好ましく、0.5μm以上30μm以下であることがより好ましい。フィルタの目開きが前記下限値以上であれば、濾過速度を向上させることができ、前記上限値以下であれば、異物捕捉量を多くできる。
 上記凝固部120では、中空紐状支持体の外周面に製膜原液の塗膜を形成した中空の糸状体X’を、第1ガイドロール121aおよび第2ガイドロール121bによって走行させて、凝固槽121内の凝固液Bに浸漬し、製膜原液の塗膜を凝固液Bによって凝固して中空糸Xを得るようになっている。
 また、凝固槽121から凝固液Bの一部を、導出管122を介して濾過手段123に移送して濾過し、濾液を、返送管124およびポンプ125を介して凝固槽121に返送するようになっている。
 また、凝固槽121から凝固液Bの一部を、凝固液移送管126を介して第1洗浄部130に移送するようになっている。
(第1洗浄部)
 本実施形態における第1洗浄部130は、洗浄液Cを自由落下させて吐出する洗浄液吐出手段131と、洗浄液吐出手段131の下方に配置されて、洗浄液Cに接触するように中空糸Xを走行させるガイド手段132と、ガイド手段132の下方に配置されて洗浄液Cを回収する回収手段133と、回収した洗浄液Cを洗浄液吐出手段131に返送する返送管134とを備える。
 第1洗浄部130で使用される洗浄液Cは、凝固槽121から抜き出された凝固液Bである。
 本実施形態における洗浄液吐出手段131は、洗浄液Cを貯蔵する貯蔵タンク131aと、洗浄液Cを鉛直方向の下方に吐出する複数の吐出口131b、131b・・・とを備えている。吐出口131bの形状については特に制限されない。また、貯蔵タンク131aには凝固液移送管126が接続されて、凝固槽121から、洗浄液Cとして再利用される凝固液Bが供給されるようになっている。
 ガイド手段132は、落下する洗浄液Cに接触するように中空糸Xを走行させるものである。
 ガイド手段132は、軸方向が水平になるように配置された上下1対の円筒状回転体132a、132bを有する。この円筒状回転体132a、132bは、回転することによって、中空糸Xを円筒状回転体132a、132bの間を往復させながら移送するようになっている。
 円筒状回転体132a、132bの長さや、中空糸Xが円筒状回転体132a、132bの間を往復する回数は、中空糸X中の残存溶媒濃度に応じて適宜選択される。残存溶媒濃度が高いほど、往復回数を増すことが好ましい。
 回収手段133は、洗浄液吐出手段131から落下して中空糸Xを洗浄した洗浄液Cを受けて回収するものである。
 本実施形態における回収手段133は、洗浄液Cを回収する回収タンク133aと、回収された洗浄液Cの一部を中空糸膜製造装置の外に排出する排出管133bを有し、下側の円筒状回転体132bの下方に設けられている。
 返送管134は、回収手段133で回収された洗浄液Cの一部を洗浄液吐出手段131に返送するものであり、回収タンク133aと貯蔵タンク131aとを接続している。
 上記第1洗浄部130は、洗浄液吐出手段131の吐出口131bから洗浄液Cを落下させながら、ガイド手段132によって中空糸Xを走行させることによって、中空糸Xを洗浄液Cによって洗い流して洗浄するようになっている。
 また、中空糸Xを洗浄した後の洗浄液Cは回収手段133で回収され、回収された洗浄液Cの一部は排出管133bを介して中空糸膜製造装置の外に排出され、残りは返送管134を介して洗浄液吐出手段131の貯蔵タンク131aに返送されてリサイクルされるようになっている。
(移送部)
 移送部140は、中空糸Xを移送するように力を付与するものである。
 本実施形態における移送部140は、回転駆動する複数本の駆動ロール141、141・・・と、駆動ロール141に向けて親水性ポリマーの良溶媒を吐出する駆動ロール洗浄手段142とを備える。
 各駆動ロール141は、互いに平行に、且つ、中空糸Xを巻き掛けた際に中空糸Xに張力を付与できるように配置されている。
 駆動ロール洗浄手段142の具体例としては、シャワー状に親水性ポリマーの良溶媒を吐出するノズルが挙げられる。親水性ポリマーの良溶媒の吐出は連続的であってもよいし、断続的であってもよい。
(第2洗浄部)
 第2洗浄部150は、中空糸Xを加熱洗浄液Dによって洗浄し、親水性ポリマーを分解して中空糸膜Eを得るものである。
 本実施形態における第2洗浄部150は、加熱洗浄液Dが入れられる洗浄槽151と、中空糸Xが加熱洗浄液Dに複数回浸漬されるように中空糸Xをガイドするガイド手段152と、加熱洗浄液Dを洗浄槽151に供給する加熱洗浄液供給管153と、洗浄槽151で使用された加熱洗浄液Dを凝固槽121に移送する加熱洗浄液移送管154とを備える。
 本実施形態においては、洗浄槽151は略直方体状であり、その内部を加熱洗浄液Dが移動可能に複数に仕切る仕切り板151a、151bを有しており、加熱洗浄液Dが中空糸Xの移送方向の下流側から上流側に向かって移動するようになっている。本実施形態における洗浄槽151は、図4に示すように、上面視で長方形の開口部151cを有しており、開口部の長手方向に沿った一対の側壁(第1側壁151d、第2側壁151e)に垂直に、仕切り板151a、151bが複数取り付けられている。仕切り板151a、151bの長さは、第1側壁151dと第2側壁151eとの間の長さよりも短くされている。これにより、仕切り板151aと第2側壁151eとの間、仕切り板151bと第1側壁151dとの間に隙間が形成されている。また、第1側壁151dに取り付けられた仕切り板151aと、第2側壁151eに取り付けられた仕切り板151bとは交互に配置されている。
 このような洗浄槽151では、仕切り板151a、151bに沿って加熱洗浄液Dが蛇行しながら、中空糸Xの移送方向の下流側から上流側に向かって移動するようになっている。
 ガイド手段152は、洗浄槽151の加熱洗浄液Dの液面151fよりも下方に位置するように複数設けられた下部ガイドロール152aと、加熱洗浄液Dの液面151fよりも上方に位置するように複数設けられた上部ガイドロール152bとを有する。下部ガイドロール152aは、仕切り板151a、151bによって仕切られて形成された洗浄室151gの内部に設けられ、上部ガイドロール152bは、仕切り板151a、151bの上方に設けられている。
 ガイド手段152では、下部ガイドロール152aと上部ガイドロール152bとに、中空糸Xを交互に掛け回して移送方向を反転させることによって、中空糸Xを鉛直方向に往復させながら移送させて、中空糸Xの加熱洗浄液Dへの浸漬と中空糸Xの加熱洗浄液Dからの引き上げとを繰り返すようになっている。これにより、中空糸Xを加熱洗浄液Dに複数回浸漬するようになっている。
 加熱洗浄液供給管153は、中空糸Xの移送方向の最下流側の洗浄室151g1に取り付けられ、加熱洗浄液移送管154は、中空糸Xの移送方向の最上流側の洗浄室151g2に取り付けられている。
(乾燥部)
 乾燥部160は、第2洗浄部150で洗浄された中空糸膜Eを乾燥するものである。具体的には、熱風乾燥機、真空乾燥機などが挙げられる。
 乾燥部160よりも下流側には、中空糸膜Eを巻き取るボビン等の巻き取り手段が設けられていてもよい。
(多孔質膜の製造方法I)
 次に、本発明の多孔質膜の製造方法について説明する。本発明の多孔質膜の製造方法は、補強支持体の外側に多孔質膜層を有する多孔質膜を製造する方法であってもよく、前記補強支持体を有さず多孔質膜層を有する多孔質膜を製造する方法であってもよい。また、単層の多孔質膜層を有する多孔質膜を製造する方法であってもよく、多層の多孔質膜層を有する多孔質膜を製造する方法であってもよい。さらに、吐出手段として紡糸ノズルを用いて紡糸して得られる多孔質中空糸膜であってもよく、シート状またはフィルム状の多孔質平膜であってもよい。
 以下、本発明の多孔質膜の製造方法の一例として、前記製造装置1を用いた多孔質中空糸膜の製造方法を説明する。
 本実施形態の多孔質中空糸膜の製造方法は、下記の紡糸工程、凝固工程、洗浄工程、除去工程、乾燥工程および巻き取り工程を有し、前記凝固工程は、凝固液の温度を制御することを特徴とする。
 紡糸工程:紡糸ノズル10により製膜原液Aを紡糸する工程。
 凝固工程:凝固手段12によって製膜原液Aを凝固液12a中で凝固させて多孔質中空糸膜Mを形成する工程。本工程においては、前記凝固工程は、凝固液の温度を制御することを特徴とする。
 洗浄工程:洗浄手段14によって多孔質中空糸膜Mを洗浄して多孔質中空糸膜Mに残留する溶媒を除去する工程。
 除去工程:除去手段16によって多孔質中空糸膜Mに残留する開孔剤を除去する工程。
 乾燥工程:乾燥手段18によって多孔質中空糸膜Mを乾燥する工程。
 巻き取り工程:巻き取り手段20によって乾燥後の多孔質中空糸膜Mを巻き取る工程。
 紡糸工程:
 紡糸ノズル10から製膜原液Aを吐出して紡糸する。製膜原液Aとしては、膜形成性樹脂、開孔剤および溶媒を含む製膜原液を使用する。
 膜形成性樹脂としては、多孔質膜の多孔質膜層の形成に使用される通常の樹脂が使用でき、例えば、ポリスルホン樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、スルホン化ポリスルホン樹脂、ポリフッ化ビニリデン樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエステルイミド樹脂等の疎水性ポリマーが挙げられる。これらは必要に応じて適宜選択して使用することができ、中でも耐薬品性に優れることから、ポリフッ化ビニリデン樹脂が好ましい。
 膜形成性樹脂は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
 開孔剤としては、例えば、ポリエチレングリコールによって代表されるモノオール系、ジオール系、トリオール系、ポリビニルピロリドン等の高分子樹脂を使用することができる。これらは必要に応じて適宜選択して使用することができ、疎水性ポリマーとともに脱泡撹拌することにより、凝固後に好適に三次元網目構造の多孔質膜層を形成しうることから、親水性ポリマーを用いることが好ましく、中でも増粘効果に優れることから、ポリビニルピロリドンが好ましい。
 開孔剤は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
 溶媒としては、前記膜形成性樹脂および開孔剤をいずれも溶解できるものであれば特に限定されるものではなく、例えば、ジメチルスルホキシド、N,N-ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミドを用いることができる。
 溶媒は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
 なお、ここで用いる製膜原液Aには、相分離の制御を阻害しない範囲で、任意成分として開孔剤以外のその他の添加剤を用いることもできる。
 製膜原液A(100質量%)に対して膜形成性樹脂の含有量は、製膜時の安定性が向上し、優れた多孔質膜構造が形成されやすい点から、10質量%以上が好ましく、15質量%以上がより好ましい。また、膜形成性樹脂の含有量は、同様の理由から、30質量%以下が好ましく、25質量%以下がより好ましい。すなわち、10質量%以上30質量%以下が好ましく、15質量%以上25質量%以下がより好ましい。
 製膜原液A(100質量%)に対して開孔剤の含有量は、多孔質中空糸膜Mの形成が容易になる点から、1質量%以上が好ましく、5質量%以上がより好ましい。また、開孔剤の含有量は、製膜原液Aの取扱性の点から、20質量%以下が好ましく、12質量%以下がより好ましい。すなわち、1質量%以上20質量%以下が好ましく、5質量%以上12質量%以下がより好ましい。
 凝固工程:
 紡糸ノズル10によって紡糸された製膜原液Aを、凝固手段12の凝固浴槽24に収容された凝固液12a中に浸漬し、製膜原液Aを凝固させて多孔質中空糸膜Mを形成する。
 製膜原液Aは、凝固液12aに浸漬されることで、製膜原液A中に凝固液12aが拡散し、膜形成性樹脂と開孔剤がそれぞれ相分離を起こしつつ凝固して、膜形成性樹脂と開孔剤とが相互に入り組んだ三次元網目構造の多孔質膜層を形成する。この段階において、開孔剤はゲル状態で膜形成性樹脂と三次元的に絡みあっているものと推察される。
 紡糸される製膜原液Aの温度は、20℃以上40℃以下が好ましい。
 凝固液12aは、膜形成性樹脂を溶解しない溶媒で、開孔剤の良溶媒である必要がある。凝固液12aとしては、水、エタノール、メタノール等や、これらの混合物が挙げられる。なかでも、作業環境、運転管理の点から、製膜原液Aに使用する溶媒と水の混合液が好ましい。
 本発明では、貯液槽内で温度制御手段によって温度制御した凝固液を凝固手段に送液することで、凝固工程に用いる凝固液の温度を制御することを特徴とする。具体的には、この例では、凝固浴槽24に収容された凝固液12aを、配管32を通じて貯液槽26に送って取り出し、貯液槽26において、加熱手段28aと冷却手段28bにより凝固液12aを加熱または冷却することで凝固液12aの温度を制御し、さらに配管34を通じて貯液槽26から凝固浴槽24に返送して循環させる。
 従来のようにジャケット部分に循環させる温水の温度を制御することで凝固液の温度を間接的に制御する方法に比べて、前述のように貯液槽26で凝固液12aの温度を直接的に制御することにより、凝固液12aの温度の時間変動幅を小さくすることができる。これにより、得られる多孔質膜の透水性能(WF)、表面孔径等の品質の変動を抑えられる。また、凝固液12aを循環させつつ温度を制御する方法は、凝固浴槽内に連続的に温度制御された凝固液を投入できるとともに、循環による凝固浴槽内の撹拌効果も得られるため、より精密かつ均一な温度制御ができる点で好ましい。
 一分間あたりに温度制御手段から凝固手段に送液される凝固液の量は、凝固槽内に貯液される液量に対して30%以上70%以下が好ましい。30%以上であると、凝固槽内の精密な温度調節が可能となる。しかし、一度70%を超えた場合には、凝固槽内に乱流が発生する。さらに、温度制御手段から凝固手段への流量が低下したときのギャップにより、凝固槽内に温度ムラが発生するおそれがある。
 温度制御手段から凝固槽に送液される液体が、内径10mm以上30mm以下の配管を介して送液されることが好ましい。内径10mm以上30mm以下の範囲内であると、温度制御手段から凝固手段への配管からの放熱と圧力損失のバランスが良好である。
 また、前記配管の長さが、500mm以上20000mm以下であることが好ましい。500mm以上20000mm以下の範囲内であると、温度制御手段から凝固槽手段への配管からの放熱と圧力損失のバランスが良好である。
 さらに、温度制御手段から前記配管に送液される液体の温度が、凝固浴温度よりも1~5℃高い温度であることが好ましい。前記液体の温度が凝固浴温度よりも1~5℃高い温度であると、配管中で凝固液の温度が下がりきることがなく、凝固浴の温度制御が可能となる。
 凝固工程における凝固液12aの温度は、60℃以上90℃以下の範囲内で制御されることが好ましい。つまり、前記範囲内で所定の温度を設定し、凝固液12aを前記所定の温度に制御しつつ、多孔質中空糸膜Mを製造することが好ましい。
 なお、本発明の多孔質膜の製造における初期の凝固工程においては、凝固浴槽内の凝固液として上記温度のものを用いることは、作業効率化の点で好ましい。
 本発明の多孔質膜の製造方法においては、凝固液の温度の変動幅を、予め設定した所定の温度から±1℃以内に抑えることが好ましい。これにより、得られる多孔質膜の透水性能(WF)、表面孔径等の品質の変動を抑えることが容易になる。
 また、本発明の多孔質膜の製造方法においては、凝固工程で使用する凝固液の温度を工程中に測定し、その測定結果をフィードバックして凝固液の温度を制御することが好ましい。これにより、多孔質膜の品質の変動を抑制することが容易になる。凝固液の温度の測定は、多孔質膜の品質の変動を抑制することがより容易になることから、本実施形態においては、凝固浴槽24で行うことが好ましい。
 また、この例では、紡糸ノズル10と凝固液12aとの間に空走区間が設けた乾湿式紡糸の形態であるが、この形態には限定されず、空走区間を設けずに製膜原液Aを直接凝固液12a中に紡糸する湿式紡糸を採用してもよい。
 洗浄工程:
 凝固工程で形成された多孔質中空糸膜Mには、溶液状態の開孔剤や溶媒が残存している。特に、多孔質中空糸膜Mは、開孔剤が膜中に残存していると充分な透水性を発揮できない。また、開孔剤が膜中で乾固すると、膜の機械的強度の低下の原因にもなる。一方、後述する除去工程において、酸化剤を使用して開孔剤を酸化分解(低分子量化)する際、多孔質中空糸膜M中に溶媒が残存していると、溶媒と酸化剤とが反応してしまうため、開孔剤の酸化分解が阻害される。そこで、本実施形態では、凝固工程後に、洗浄工程において多孔質中空糸膜M中に残存する溶媒を除去した後、除去工程において多孔質中空糸膜M中に残存する開孔剤を除去する。
 洗浄工程では、洗浄手段14において、洗浄浴14bに収容された洗浄液14a中に多孔質中空糸膜Mを走行させ、多孔質中空糸膜Mを洗浄液14aで洗浄することで、多孔質中空糸膜M中に残存している溶媒を除去する。
 多孔質中空糸膜M中の溶媒が膜内部から膜表面に拡散移動すると共に、膜表面から洗浄液14aに拡散移動して、多孔質中空糸膜Mから除去される。
 洗浄液14aとしては、洗浄効果が高いことから水が好ましい。使用する水としては、水道水、工業用水、河川水、井戸水等が挙げられる。また、これらにアルコール、無機塩類、酸化剤、界面活性剤等を混合して使用してもよい。また、洗浄液14aとしては、製膜原液に含まれる溶媒と水との混合液も使用できる。ただし、前記混合液を使用する場合、溶媒の濃度は10質量%以下が好ましい。
 洗浄液14aの温度は、多孔質中空糸膜M中に残存する溶媒の拡散移動速度が向上する点から、50℃以上が好ましく、80℃以上がより好ましい。溶媒の揮発によるポリマーの濃縮の防止や過剰なエネルギー付与防止の点から、100℃以下が好ましく、95℃以下がより好ましい。すなわち、50℃以上100℃以下が好ましく、80℃以上95℃以下がより好ましい。
 なお、洗浄工程では主に多孔質中空糸膜M中の溶媒を除去するが、多孔質中空糸膜Mを洗浄することで開孔剤も一部除去される。
 除去工程:
 除去工程では、除去手段16によって、多孔質中空糸膜Mに残存する開孔剤を除去する。
 除去工程としては、例えば、酸化剤を含む薬液中に多孔質中空糸膜Mを浸漬し、多孔質中空糸膜Mに薬液を保持させた後、多孔質中空糸膜Mを気相中で加熱して開孔剤の酸化分解を行い、その後に多孔質中空糸膜Mを洗浄して低分子量化された開孔剤を除去する工程が挙げられる。
 酸化剤としては、次亜塩素酸塩、オゾン、過酸化水素、過マンガン酸塩、重クロム酸塩、過硫酸塩等が挙げられる。なかでも、酸化力が強く分解性能に優れること、取扱い性に優れること、安価なこと等の点より、次亜塩素酸塩が好ましい。次亜塩素酸塩としては、次亜塩素酸ナトリウム、次亜塩素酸カルシウム等が挙げられ、次亜塩素酸ナトリウムが特に好ましい。これらの酸化剤は、取り扱い性の観点から溶媒に溶解した薬液として用いることが好ましい。溶媒としては、公知の易溶解性を示す任意の溶媒を用いることができるが、中でも水溶液として用いることが好ましい。
 多孔質中空糸膜Mに残存する開孔剤の酸化分解が薬液中で進行することを抑制しやすく、薬液中に脱落した開孔剤がさらに酸化分解して酸化剤が浪費されることを抑制しやすい点から、薬液の温度は、50℃以下が好ましく、30℃以下がより好ましい。また、薬液を低温に制御するためのコスト等が抑えられる点から、薬液の温度は、0℃以上が好ましく、10℃以上がより好ましい。すなわち、0℃以上50℃以下が好ましく、10℃以上30℃以下がより好ましい。
 薬液を保持した多孔質中空糸膜Mの加熱は、大気圧下において加熱流体を使用することが好ましい。
 加熱流体としては、酸化剤の乾燥が抑制され、より効率的な分解処理が可能となる点から、相対湿度の高い流体を使用すること、すなわち湿熱条件で加熱を行うことが好ましい。この場合、加熱流体の相対湿度は、80%以上が好ましく、90%以上がより好ましく、100%近傍が特に好ましい。
 加熱温度は、連続処理を行う場合、処理時間を短くできることから、50℃以上が好ましく、80℃以上がより好ましい。また、加熱温度は、大気圧状態では、100℃以下が好ましい。すなわち、50℃以上100℃以下が好ましく、80℃以上100℃以下がより好ましい。
 低分子量化された開孔剤を除去する方法としては、多孔質中空糸膜Mを洗浄する方法が好ましい。洗浄方法としては特に制限されず、前記洗浄工程で挙げた洗浄方法を採用できる。
 乾燥工程:
 乾燥手段18によって多孔質中空糸膜Mを乾燥する。
 多孔質中空糸膜Mの乾燥方法としては、多孔質中空糸膜の乾燥方法として通常使用される方法が使用でき、例えば、多孔質中空糸膜Mを熱風によって乾燥する熱風乾燥方法等が挙げられる。具体的には、例えば、熱風を毎秒数m程度の風速で循環させることができる装置内に、多孔質中空糸膜Mを複数回往復させて連続的に走行させ、多孔質中空糸膜Mを外周側から乾燥する方法が挙げられる。
 巻き取り工程:
 巻き取り手段20によって、乾燥後の多孔質中空糸膜Mを巻き取る。
 以上説明した本発明の多孔質膜の製造方法および製造装置にあっては、貯液槽内で温度制御した凝固液を凝固手段に送液して凝固工程に用いる温度を制御するため、従来のようにジャケット部分に循環させる温水の温度を制御することで凝固液の温度を間接的に制御する方法に比べて、凝固液の温度をより精密に制御することができる。そのため、得られる多孔質膜の透水性能(WF)、表面孔径等の品質の変動を抑制できる。特に、本発明の多孔質膜の製造方法及び製造装置にあっては、凝固工程で使用する凝固液の温度を、所定の温度の±5℃以内に制御することもでき、得られる多孔質膜の品質の変動をより抑制することができる。
 なお、本発明の多孔質膜の製造装置は、前記製造装置1には限定されない。例えば、吐出手段として、紡糸ノズルの代わりに、Tダイ等を用いて多孔質平膜を製造する方法であってもよい。
 また、本発明の多孔質膜の製造方法及び製造装置は、貯液槽内で温度制御した凝固液を凝固手段に送液して凝固工程に用いる温度を制御する以外は公知の方法及び装置形態を採用することができる。
(多孔質中空糸膜の製造方法II)
 以下に、多孔質中空糸膜製造装置IIを用いた中空糸膜の製造方法の一例について説明する。
 本製造例は、紡糸工程と凝固工程と第1洗浄工程と移送工程と第2洗浄工程と乾燥工程とを有し、前記凝固工程では凝固液を濾過することを特徴とする。
[紡糸工程]
 紡糸工程では、紡糸ノズル111の支持体吐出口111aから中空紐状支持体を吐出させながら、製膜原液吐出口111bから製膜原液を吐出することによって、中空紐状支持体の外周面に製膜原液の塗膜を形成して中空の糸状体X’を作製する。
 本実施形態で使用される中空紐状支持体としては、編紐または組紐を使用することができる。編紐または組紐を構成する繊維として、合成繊維、半合成繊維、再生繊維、天然繊維等が挙げられる。また、繊維の形態は、モノフィラメント、マルチフィラメント、紡績糸のいずれであってもよい。
 製膜原液は、通常、疎水性ポリマーと親水性ポリマーとこれらを溶解する溶媒とを含む。製膜原液は、必要に応じてその他の添加成分を含んでもよい。
 疎水性ポリマーとしては、ポリスルホンやポリエーテルスルホンなどのポリスルホン系樹脂、ポリフッ化ビニリデンなどのフッ素系樹脂、ポリアクリロニトリル、セルロース誘導体、ポリアミド、ポリエステル、ポリメタクリレート、ポリアクリレートなどが挙げられる。また、これらの共重合体であってもよい。疎水性ポリマーを1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
 上記疎水性ポリマーのなかでも、次亜塩素酸などの酸化剤に対する耐久性が優れる点から、フッ素系樹脂が好ましく、ポリフッ化ビニリデンやフッ化ビニリデンと他の単量体からなる共重合体が好ましい。
 親水性ポリマーは、製膜原液の粘度を中空糸Xの形成に好適な範囲に調整し、製膜状態の安定化を図るために添加されるものであって、ポリエチレングリコールやポリビニルピロリドンなどが好ましく使用される。これらの中でも、得られる中空糸膜の孔径の制御や中空糸膜の強度の点から、ポリビニルピロリドンやポリビニルピロリドンに他の単量体が共重合した共重合体が好ましい。
 また、親水性ポリマーには、2種以上の樹脂を混合して使用することもできる。例えば親水性ポリマーとして、より高分子量のものを用いると、膜構造の良好な中空糸膜を形成しやすい傾向がある。一方、低分子量の親水性ポリマーは、後述の親水性ポリマー除去工程において中空糸Xからより除去されやすい点で好適である。よって、目的に応じて、分子量が異なる同種の親水性ポリマーを適宜ブレンドして用いてもよい。
 溶媒としては、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、N-メチル-2-ピロリドン、N-メチルモルホリン-N-オキシドなどが挙げられ、これらを1種以上使用できる。また、溶媒への疎水性ポリマーや親水性ポリマーの溶解性を損なわない範囲で、疎水性ポリマーや親水性ポリマーの貧溶媒を混合して使用してもよい。
 製膜原液の温度は、特に制限はないが通常は20℃以上40℃以下である。
 製膜原液中における疎水性ポリマーの濃度は、薄すぎても濃すぎても製膜時の安定性が低下し、目的の中空糸膜が得られに難くなる傾向にあるため、下限は10質量%が好ましく、15質量%がより好ましい。また、上限は30質量%が好ましく、25質量%がより好ましい。すなわち、10質量%以上30質量%以下が好ましく、15質量%以上25質量%以下がより好ましい。
 一方、親水性ポリマーの濃度の下限は、中空糸膜をより形成しやすいものとするために1質量%が好ましく、5質量%がより好ましい。親水性ポリマーの濃度の上限は、製膜原液の取扱性の点から20質量%が好ましく、12質量%がより好ましい。すなわち、1質量%以上20質量%以下が好ましく、5質量%以上12質量%以下がより好ましい。
[凝固工程]
 凝固工程では、中空紐状支持体の外周面に形成させた製膜原液の塗膜を凝固させることによって、中空糸Xを得る。
 具体的には、製膜原液の塗膜が形成された糸状体X’を、凝固液Bが入った凝固槽121の内部の第1ガイドロール121aに向けて移送し、その移送方向を第1ガイドロール121aにて反転させて凝固液B内を走行させる。製膜原液の塗膜と凝固液Bとが接触すると、製膜原液中に凝固液Bが拡散するにつれて、疎水性ポリマーと親水性ポリマーとが相分離するため、疎水性ポリマーが凝固する。これにより、疎水性ポリマーとゲル状の親水性ポリマーとが相互に入り組んだ三次元網目構造が外周面及び膜内部に形成され、中空糸Xとなる。
 凝固により得られた中空糸Xは、第2ガイドロール121bを介して、凝固槽121の外側に移送される。
 また、凝固工程では、凝固液Bの一部を、凝固槽121から導出管122を介して濾過手段123に移送し、濾過手段123によって濾過する。次いで、濾過により得られた濾液を、返送管124およびポンプ125によって凝固槽121に返送する。濾過手段123により捕捉された異物は濾過手段123の外部に排出される。
 また、凝固工程では、凝固槽121内の凝固液Bの一部を、凝固液移送管126を介して第1洗浄部130の貯蔵タンク131aに移送する。
 凝固液Bは、疎水性ポリマーの非溶媒で、親水性ポリマーの良溶媒であり、水、エタノール、メタノール等やこれらの混合物が挙げられるが、なかでも、製膜原液に用いた溶媒と水との混合液が安全性、運転管理の面から好ましい。
 尚、凝固液の温度を制御する温度制御手段28(図2の温度制御手段は省略)によって温度制御した凝固液Bを凝固部120に送液することで、凝固工程に用いる凝固液Bの温度を制御することが好ましい。
[第1洗浄工程]
 第1洗浄工程では、貯蔵タンク131a内の洗浄液Cを洗浄液吐出手段131の吐出口131bから落下させながら、ガイド手段132によって中空糸Xを円筒状回転体132a、132bの間を往復させつつ移送する。その際、中空糸Xに洗浄液Cが付着し、その洗浄液Cに向かって、中空糸X内部に残留する溶媒が拡散移動する。付着した洗浄液Cは中空糸Xの表面を伝って流れ落ちるため、中空糸Xから主に溶媒を除去する。これにより、中空糸Xを洗浄する。またこの工程において、一部の親水性ポリマーが中空糸Xより脱離する場合もある。
 また、中空糸Xを洗浄した洗浄液Cは、回収手段133の回収タンク133aに落下し、回収された洗浄液Cの一部は排出管133bを介して排出され、残りは返送管134を介して洗浄液吐出手段131の貯蔵タンク131aに返送されてリサイクルされる。
[移送工程]
 移送工程では、回転駆動する各駆動ロール141に中空糸Xを巻き掛けて、張力を付与しつつ移動させる。
 また、移送工程では、駆動ロール洗浄手段142からシャワー状に親水性ポリマーの良溶媒を吐出させて、駆動ロール141を洗浄する。
[第2洗浄工程]
 第2洗浄工程では、中空糸Xを洗浄槽151内の加熱洗浄液Dに繰り返し浸漬することによって洗浄する。この工程において、親水性ポリマーが分解及び洗浄されて脱離することにより、疎水性ポリマーによる三次元網目構造が形成された中空糸膜Eが得られる。
 具体的には、加熱洗浄液供給管153を介して洗浄槽151の洗浄室151g1に加熱洗浄液を供給し、仕切り板151a、151bによって仕切られた洗浄槽151内を蛇行させながら、洗浄室151g1から洗浄室151g2に向かって移動させる。その後、洗浄に使用した加熱洗浄液Dを、加熱洗浄液移送管154を介して洗浄槽151の洗浄室151g2から排出し、凝固槽121に移送する。
 それと同時に、中空糸Xを下部ガイドロール152aと上部ガイドロール152bとの間を往復させながら移送させる。これにより、中空糸Xの加熱洗浄液Dへの浸漬と中空糸Xの加熱洗浄液Dからの引き上げとを繰り返して、中空糸Xを加熱洗浄液Dによって洗浄して、中空糸膜Eを得る。
 加熱洗浄液Dとしては、洗浄効果が高いことから水が好ましい。使用する水としては、水道水、工業用水、河川水、井戸水等が挙げられ、これらにアルコール、無機塩類、酸化剤、界面活性剤等を混合して使用してもよい。また、加熱洗浄液Dとしては、製膜原液に含まれる溶媒と水との混合液を用いることもできる。ただし、この混合液を用いる場合、溶媒の濃度は10質量%以下が好ましい。
 加熱洗浄液Dの温度は、中空糸X中に残存する溶媒の拡散移動速度の低下を防ぐため、高い方が好適であり、50℃以上が好ましく、より好ましくは80℃以上である。さらに、加熱洗浄液Dを沸騰させながら洗浄を行うと、沸騰によるバブリングによって中空糸Xの外表面を掻き取ることもできるため、効率のよい洗浄が可能となる。
[乾燥工程]
 乾燥工程の方法としては特に制限はなく、熱風乾燥、真空乾燥等を適用することができる。乾燥工程後には、乾燥された中空糸膜Eをボビン等の巻き取り手段に巻取ってもよい。
(作用効果)
 上記実施形態では、凝固槽121から凝固液Bを抜き出して濾過手段123により濾過することにより、凝固液Bから異物を除去できるため、中空糸Xに異物が接触して傷付くことを防止できる。
 また、中空糸Xが第2ガイドロール121bを介して走行することよって、中空糸Xに付着した凝固液Bが第2ガイドロール121bに移行し、さらに第2ガイドロール121bから流れ落ちて凝固槽121に戻される。これにより、第1洗浄部130および第2洗浄部における洗浄の負荷を軽減できる。また、第2ガイドロール121bは、その周面の一部が凝固液Bに浸漬しているため、回転することによって、周面を洗浄できる。第1洗浄部130では、洗浄液吐出手段131から吐出した洗浄液Cにより中空糸Xを洗浄することによって、中空糸Xに含まれる親水性ポリマーや製膜原液に用いた溶媒を除去できる。特に、洗浄液吐出手段131は洗浄液Cを自由落下させて吐出するため、吐出のためのエネルギー量を少なくできる。
 また、移送部140では、駆動ロール洗浄手段142によって駆動ロール141を洗浄するため、中空糸Xを円滑に移送することができる。すなわち、駆動ロール141には、中空糸Xから第1洗浄工程において脱落した親水性ポリマーが再付着しやすいが、駆動ロール洗浄手段142によって駆動ロール141に親水性ポリマーの良溶媒を吐出して洗浄することによって、親水性ポリマーの付着・堆積を抑制できる。これにより、中空糸Xの移送を円滑にできる。
 第2洗浄部150では、加熱洗浄液Dにより中空糸Xを洗浄することによって、中空糸Xに含まれる親水性ポリマーや製膜原液に用いた溶媒をさらに除去できる。特に、上記第2洗浄部150では、下部ガイドロール152aおよび上部ガイドロール152bを用いて、中空糸Xを繰り返し加熱洗浄液Dに浸漬することによって、中空糸Xの洗浄性をより高くできる。
 また、第2洗浄部150では、加熱洗浄液Dを中空糸Xの移送方向の下流側から上流側に向かって移動するようになっており、中空糸Xの下流側ほど、汚れの少ない加熱洗浄液Dに接触するようになっている。そのため、加熱洗浄液Dによって中空糸Xを効率的に洗浄することができる。さらに、仕切り板151a、151bによって加熱洗浄液Dの流れを蛇行させて滞留時間を長くするため、多くの加熱洗浄液Dを中空糸Xに接触させることができる。
 また、上記実施形態では、第2洗浄部150で洗浄に使用した加熱洗浄液Dを凝固部120における凝固液Bとして再利用し、さらに、凝固槽121から抜き出した凝固液Bを第1洗浄部130における洗浄液Cとして再利用するので、高濃度のBODを含む排水の排出量を削減できる。
(他の実施形態)
 なお、本発明は、上記実施形態に限定されない。
 例えば、上記実施形態においては、補強用の中空紐状支持体の外周面に多孔質膜層を形成したが、中空紐状支持体を有さず、多孔質膜のみを形成してもよい。その場合、図3における支持体吐出口111aは必ずしも必要ではない。あるいは、支持体吐出口111aを内部凝固液等の吐出口としてもよい。また、多孔質膜のみの場合、単層であってもよいが、図3に示す紡糸ノズル111を二重環状紡糸ノズルに代えて、同時に多層の多孔質膜層を形成し、複合多孔質膜を製造してもよい。
 また、凝固部においては、第2ガイドロールが凝固液の液面の上方に設けられていてもよい。
 第1洗浄部においては、洗浄液吐出手段から洗浄液を落下させて中空糸に接触させなくてもよい。例えば、洗浄液を、中空糸の側面に吹き付けてもよい。また、回収した洗浄液の一部を洗浄液吐出手段に返送しなくてもよい。また、第1洗浄部で使用する洗浄液は、凝固槽から移送した凝固液でなくてもよく、未使用の洗浄液であってもよい。洗浄液の成分としては、第2洗浄部で使用する洗浄液と同じものを使用することができる。
 移送部においては、駆動ロール洗浄手段を備えず、駆動ロールを洗浄しなくてもよい。
 第2洗浄部においては、洗浄槽が仕切り板で仕切られていなくてもよい。また、中空糸を加熱洗浄液に繰り返し浸漬させず、1回の浸漬であってもよい。また、加熱洗浄液を、中空糸の移送方向の上流側から下流側に移動させてもよい。また、第2洗浄部で使用した加熱洗浄液を凝固槽に移送しなくてもよい。
 また、本発明においては、第1洗浄部、移送部および第2洗浄部を有していなくてもよい。
 以下、実施例によって本発明を詳細に説明するが、本発明は以下の記載によっては限定されない。
[実施例1]
 図1に例示した多孔質中空糸膜製造装置1を使用して以下のようにして多孔質中空糸膜を製造した。
 膜形成性樹脂としてポリフッ化ビニリデン(PVDF)(アルケマ社製、商品名PVDF301F)の29.7kg、開孔剤としてポリビニルピロリドン(PVP)(日本触媒社製、商品名PVP-K79)の15.6kgと、溶媒としてジメチルアセトアミド(DMAc)(サムソンファインケミカル社製)の112.2Lとを混合して、第1の製膜原液を調製した。また、膜形成性樹脂としてPVDF(アルケマ社製、商品名PVDF301F)の19kgおよびPVDF(アルケマ社製、商品名PVDF9000HD)の18kgと、開孔剤としてPVP(日本触媒社製、商品名PVP-K79)の18kgと、溶媒としてDMAc(サムソンファインケミカル製の103.3Lとを混合して、第2の製膜原液を調製した。第1の製膜原液が内側の多孔質中空糸膜層の形成用、第2の製膜原液が外側の多孔質中空糸膜層の形成用である。
 中空状の補強支持体として編紐(三菱レイヨン社製、品番M1205)を使用し、32℃に保温した紡糸ノズル10により、前記補強支持体の外側に、第1の製膜原液と第2の製膜原液を塗布するように紡糸し、温度制御手段28によって80℃に制御した凝固液12a(8質量%DMAc水溶液)中で前記製膜原液を凝固させて多孔質中空糸膜Mを形成した。紡糸速度(多孔質中空糸膜Mの走行速度)は20m/分とした。製造中の凝固浴槽24内の凝固液12aの温度をデジタル温度計(SATO計量器製、SK-1250MCIIIα)により測定したところ、温度の変動は79.5~80.5℃の範囲内であった。
 次いで、洗浄手段14において、90℃の洗浄液14a(熱水)中に多孔質中空糸膜Mを走行させ、多孔質中空糸膜M中に残留する溶媒を除去した。その後、除去手段16において、温度20℃、濃度5%の次亜塩素酸塩水溶液が入れられた薬液槽内に、多孔質中空糸膜Mを走行させて薬液を保持させた後、温度100℃、相対湿度100%、滞在時間3分の条件で加熱して開孔剤を低分子量化した後、低分子量化した開孔剤を60℃の水によって除去した。
 次いで、乾燥手段18において、温度120℃、風速3m/秒の熱風を内部に循環させた装置内に多孔質中空糸膜Mを複数回走行させ、多孔質中空糸膜Mを乾燥して巻き取り手段20に巻き取った。
 得られた多孔質中空糸膜の外径は約2.8mm、内径は約1.1mm、膜厚は900μm、編紐から表面までの多孔質層の厚みは400μmであった。
[比較例1]
 貯液槽26および温度制御手段28を有さず、凝固浴槽のジャケット部分に循環させる温水の温度を制御することで、前記凝固浴槽内の凝固液の温度を制御する凝固手段を備えた以外は、製造装置1と同じ構成の多孔質中空糸膜の製造装置を用いて、凝固液の温度を80℃に制御しつつ、実施例1と同様にして多孔質中空糸膜を製造した。製造中の凝固浴槽内の凝固液の温度をデジタル温度計(SATO計量器製 SK-1250MCIIIα)により測定したところ、温度の変動は78~82℃の範囲内であった。
 得られた多孔質中空糸膜の外径は平均2.8mm、内径は平均1.1mm、膜厚は900μm、編紐から表面までの多孔質層の厚みは400μmであった。
[評価方法]
 本実施例において製造した多孔質中空糸膜の品質の評価は、下記の工程(1)~(5)からなる方法で、同一製造過程(製造装置を止めることなく各条件下で連続的に製造した多孔質中空糸膜)において得られた多孔質中空糸膜からミニモジュールを5個作製して、各ミニモジュールについてバブルポイントを測定することにより行った。
(ミニモジュールの製造方法)
(1)有効長約4cmの多孔質中空糸膜の足部にキャップを取り付けた。
(2)ポッティング剤として、コロネート4403(日本ポリウレタン工業社製)の52質量%と、ニッポラン4423(日本ポリウレタン工業社製)の48質量%を調合し、スパチュラで撹拌した。
(3)調合したポッティング剤をキャップの足部に垂らした。
(4)40℃に設定した乾燥機中で3時間放置し、ポッティング剤を硬化させた。
(5)多孔質中空糸膜の先端部を(2)と同様にして調合したポッティング剤で封止し、(4)と同様にして40℃の乾燥機中でポッティング剤を硬化させた。
(バブルポイントの測定方法)
 バブルポイントは、JIS K 3832に従って、エチルアルコールを測定媒体として測定した。前記バブルポイントの値は、多孔質中空糸膜の最大孔径の指標となる値であり、この値が大きいほど最大孔径が小さいことを示す。開孔剤の洗浄性(除去性)が良好であれば、膜表面に微細な亀裂等の欠陥が発生することが抑制され、その結果バブルポイントの値が高くなる。
 各例で得られた多孔質中空糸膜についてバブルポイントを評価した結果を表1に示す。なお、表1におけるバブルポイントの最大・最小・平均値は、いずれも5個のミニモジュール測定値のうちの最大・最小・平均した値を意味する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 各例で得られた多孔質中空糸膜の品質を評価したところ、比較例1で得られた多孔質中空糸膜は、平均値で見た場合、バブルポイントが低く、また、実施例1で得られた多孔質中空糸膜に比しては最大値と最小値の差が大きく、すなわち、品質の変動が大きくなった。
 本発明によれば、凝固液の温度を安定に制御でき、得られる多孔質膜の品質の変動を抑制できる多孔質膜の製造方法及び製造装置を提供することが出来る。また、多孔質膜を傷付けずに製造する製造装置を提供することが出来る。
 1 多孔質膜の製造装置
 10 紡糸ノズル
 12 凝固手段(凝固部)
 12a 凝固液
 14 洗浄手段(洗浄部)
 14a 洗浄液
 16 除去手段(除去部)
 18 乾燥手段(乾燥部)
 20 巻き取り手段
 22 ガイド部材
 24 凝固浴槽
 26 貯液槽
 28 温度制御手段
 28a 加熱手段
 28b 冷却手段
 A 製膜原液
 M 多孔質中空糸膜
 110 紡糸部
 111 紡糸ノズル
 111a 支持体吐出口
 111b 製膜原液吐出口
 120 凝固部
 121 凝固槽(凝固浴槽)
 121a 第1ガイドロール
 121b 第2ガイドロール
 122 導出管
 123 濾過手段
 124 返送管
 125 ポンプ
 126 凝固液移送管
 130 第1洗浄部
 131 洗浄液吐出手段
 131a 貯蔵タンク
 131b 吐出口
 132 ガイド手段
 132a,132b 円筒状回転体
 133 回収手段
 133a 回収タンク
 133b 排出管
 134 返送管
 140 移送部
 141 駆動ロール
 142 駆動ロール洗浄手段
 150 第2洗浄部
 151 洗浄槽
 151a,151b 仕切り板
 151c 開口部
 151d 第1側壁
 151e 第2側壁
 151f 液面
 151g,151g1,151g2 洗浄室
 152 ガイド手段
 152a 下部ガイドロール
 152b 上部ガイドロール
 153 加熱洗浄液供給管
 154 加熱洗浄液移送管
 160 乾燥部
 X 中空糸
 X’ 糸状体
 B 凝固液
 C 洗浄液
 D 加熱洗浄液
 E 中空糸膜(多孔質中空糸膜)

Claims (12)

  1.  製膜原液を凝固液中で凝固させる凝固工程を有する多孔質膜の製造方法であって、
     温度制御手段によって温度制御した凝固液を、製膜原液を凝固させる凝固手段に送液することにより、前記凝固工程に用いる凝固液の温度を制御する多孔質膜の製造方法。
  2.  前記凝固手段における製膜原液を凝固させる凝固浴槽で前記凝固液の温度を測定し、その測定結果をフィードバックして貯液槽中の凝固液の温度を制御する、請求項1に記載の多孔質膜の製造方法。
  3.  前記製膜原液を凝固させる凝固手段から前記凝固液を取り出し、前記凝固液の温度を前記貯液槽中で制御した後に前記凝固手段に返送して循環させる、請求項1に記載の多孔質膜の製造方法。
  4.  前記凝固手段が凝固浴槽であり、1分間当たりに温度制御手段から凝固手段に送液される凝固液の量が、凝固浴槽内に貯液される液量に対して、30%以上70%以下である請求項3記載の多孔質膜の製造方法。
  5.  温度制御手段から送液される凝固液が、内径10mm以上30mm以下の配管を介して凝固浴槽に送液される請求項4記載の多孔質膜の製造方法。
  6.  前記配管の長さが、500mm以上20000mm以下である請求項5記載の多孔質膜の製造方法。
  7.  温度制御手段から前記配管に送液される液体の温度が、凝固浴温度よりも1~5℃高い温度である請求項4記載の多孔質膜の製造方法。
  8.  製膜原液を凝固液中で凝固させる凝固手段と、
     前記凝固手段に凝固液を供給する供給手段と、
     前記凝固液の温度を制御する温度制御手段とを有している多孔質膜の製造装置。
  9.  前記凝固手段が、前記製膜原液を凝固させる凝固浴槽と、前記凝固浴槽内の前記凝固液の温度を測定する温度測定手段を有し、前記温度測定手段による測定結果をフィードバックして前記温度制御手段により凝固液の温度が制御される、請求項8に記載の多孔質膜の製造装置。
  10.  前記凝固手段から貯液槽に凝固液が取り出され、前記貯液槽内で温度が制御された凝固液が、前記供給手段により前記凝固手段に返送されて循環される、請求項8に記載の多孔質膜の製造装置。
  11.  前記凝固浴槽外に設けられた、前記凝固液を濾過する濾過手段を備える請求項8記載の多孔質膜製造装置。
  12.  前記凝固浴槽には、製膜原液の凝固によって得られた中空糸を凝固浴槽外に導くガイドロールが、その周面の一部が凝固液に浸漬され、残る一部の周面が凝固液の液面上に露出するように設けられている、請求項11に記載の多孔質膜製造装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016538436A (ja) * 2013-12-02 2016-12-08 ドン・ヤン・ジェ・カン・カンパニー・リミテッドDong Yang Jae Kang Co., Ltd. 溶剤抽出装置

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6663245B2 (ja) * 2016-02-19 2020-03-11 住友化学株式会社 エキスパンダ装置、多孔質フィルム製造装置、および多孔質フィルム製造方法
CN110465207B (zh) * 2019-09-12 2022-10-18 中国科学院大连化学物理研究所 一种新型中空纤维气体分离膜的制备装置及其方法与应用

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03202132A (ja) * 1989-12-28 1991-09-03 Daicel Chem Ind Ltd 多孔質膜の製造方法及びそれに用いられるミスト発生装置
JP2004122510A (ja) * 2002-10-01 2004-04-22 Asahi Kasei Chemicals Corp ポリパラフェニレンテレフタルアミドフィルムの製造方法
JP2005169960A (ja) * 2003-12-15 2005-06-30 Toyobo Co Ltd 湿式凝固成形装置
JP2009095808A (ja) * 2007-10-19 2009-05-07 Toyobo Co Ltd 液体処理用の中空糸膜
JP2009240899A (ja) * 2008-03-31 2009-10-22 Toray Ind Inc 複合中空糸膜及びその製造方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3965227A (en) * 1971-06-22 1976-06-22 Ceskoslovenska Akademie Ved Method of simultaneously manufacturing acrylic fibers and nitrates
DE3855721T2 (de) * 1987-01-20 1997-05-15 Terumo Corp Poröse polypropylenmembran und verfahren zu deren herstellung
GB9824621D0 (en) * 1998-11-11 1999-01-06 Univ Strathclyde Super selective hollow fibre membranes
JP2000202256A (ja) * 1999-01-12 2000-07-25 Toyobo Co Ltd 複合中空糸膜の製造方法、製造装置および複合中空糸膜
US6890435B2 (en) * 2002-01-28 2005-05-10 Koch Membrane Systems Hollow fiber microfiltration membranes and a method of making these membranes
CN101138706A (zh) * 2006-09-04 2008-03-12 胡萍 一种束状中空纤维膜及其制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03202132A (ja) * 1989-12-28 1991-09-03 Daicel Chem Ind Ltd 多孔質膜の製造方法及びそれに用いられるミスト発生装置
JP2004122510A (ja) * 2002-10-01 2004-04-22 Asahi Kasei Chemicals Corp ポリパラフェニレンテレフタルアミドフィルムの製造方法
JP2005169960A (ja) * 2003-12-15 2005-06-30 Toyobo Co Ltd 湿式凝固成形装置
JP2009095808A (ja) * 2007-10-19 2009-05-07 Toyobo Co Ltd 液体処理用の中空糸膜
JP2009240899A (ja) * 2008-03-31 2009-10-22 Toray Ind Inc 複合中空糸膜及びその製造方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016538436A (ja) * 2013-12-02 2016-12-08 ドン・ヤン・ジェ・カン・カンパニー・リミテッドDong Yang Jae Kang Co., Ltd. 溶剤抽出装置

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