[发明专利]复合中空纤维膜及其制造方法

说明书

本发明要解决的课题为提供透过性能和分离性能优异、具有高的膜强度、且能够简便地制造的复合中空纤维膜及其制造方法。本发明涉及下述复合中空纤维膜，其至少具有层(A)及层(B)，所述复合中空纤维膜的外径为20～350μm、并且内径为14～250μm，所述复合中空纤维膜的拉伸弹性模量为1,000MPa以上且6,500MPa以下，所述层(A)含有纤维素酯，所述层(A)的厚度为0.01～5μm，所述层(A)的开孔率H_A及所述层(B)的开孔率H_B满足H_AH_B。

技术领域

本发明涉及透过性能和分离性能优异、具有高的膜强度、且能够简便地制造的复合中空纤维膜及其制造方法。

背景技术

中空纤维膜在用于从海水等中制造工业用水/饮用水的水处理用膜、人工肾脏、血浆分离等医疗用膜、果汁浓缩等食品/饮料工业用膜、分离二氧化碳气体等的气体分离膜等广泛范围的领域中使用。

作为中空纤维膜的材料，从各用途所追求的特性、对适合呈现该特性的制造方法的适用性等观点考虑，使用了各种各样的树脂组合物。在它们中，纤维素酯由于具有由其亲水性带来的透水性能、对氯系杀菌剂的耐受能力强这样的耐化学药品性能，因此被广泛用作以水处理用膜为代表的中空纤维膜的材料。

为了以纤维素酯为材料得到呈现除去离子类的分离性能的中空纤维膜，已知利用溶液纺丝的相分离法，所述溶液纺丝使用包含大量溶剂的纤维素酯溶液。

例如，专利文献1公开了具有非对称结构的中空纤维膜，其通过进行下述操作而得到：将在三乙酸纤维素中混合N-甲基-2-吡咯烷酮、乙二醇、苯甲酸而得的溶液经弧形喷嘴排出，同时在由N-甲基-2-吡咯烷酮/乙二醇/水形成的凝固浴中浸渍，然后进行水洗、热处理。

专利文献2公开了复合中空纤维膜，其通过下述相分离法而在多孔性中空纤维膜的外表面或内表面形成有由纤维素酯形成的具有非对称结构的薄膜，所述相分离法为将聚乙烯、聚砜这样的多孔性中空纤维膜的外侧或内侧也浸渍在包含大量溶剂的纤维素酯溶液中，干燥后，浸渍在水中。

另一方面，通过不使用溶剂的简便的熔融纺丝来得到纤维素酯的中空纤维膜的抽出法也是已知的。例如，专利文献3公开了将平均分子量200～1000的水溶性多元醇与二乙酸纤维素混合、并进行熔融纺丝而得到的中空纤维膜。

另外，专利文献4公开了下述复合中空纤维的制造方法：将作为外层成分的三乙酸纤维素、环丁砜、聚乙二醇的混合物和作为内层成分的二乙酸纤维素、聚乙二醇的混合物分别用各自的挤出机熔融，从两层复合中空纤维用喷丝头排出。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2012-115835号公报

专利文献2：日本特开昭61-408号公报

专利文献3：日本特开昭51-70316号公报

专利文献4：日本特开平4-65505号公报

发明内容

发明要解决的问题

通过前述专利文献1的技术得到的中空纤维膜不是复合膜而是单膜，但在膜的厚度方向的一部分中具有致密的部分，显示除去离子类的分离性能。但是，由于使用包含大量溶剂的原液进行纺丝，因此不能以高牵伸比进行纺丝、不能以高拉伸倍率进行拉伸，故而膜强度低。

利用专利文献2的技术得到的复合中空纤维膜显示出除去离子类的分离性能，但具有非对称结构的薄膜部分的膜强度非常低，容易因外力而产生缺陷。