[发明专利]中空纤维的制造方法和中空纤维的制造装置

说明书

技术领域

本发明涉及通过熔融纺丝制造中空纤维的中空纤维的制造方法和中空纤维的制造装置。

本申请要求基于2012年1月18日在日本申请的特愿2012-008049号、2012年3月27日在日本申请的特愿2012-071533号、2012年3月27日在日本申请的特愿2012-071534号的优先权，在这里援引其内容。

背景技术

以往，由于聚烯烃制的多孔质中空丝膜因化学稳定性、强度特性、柔软性等优良，因此，被广泛用于废水处理、超纯水的制造、空气净化等领域中。

特别是，近年来，对环境污染的关心增加，且也强化了规定，并关注了使用分离的完全性、紧密性等优良的滤膜进行的水处理(例如，工业废水、排放废水、净水等处理)。作为水处理用的滤膜，广泛使用由中空纤维构成的中空丝膜。

作为制造中空丝膜的方法之一，已知具有以下工序的方法：从纺丝喷嘴纺出熔融树脂而形成中空丝状熔融树脂的纺丝工序；冷却中空丝状熔融树脂而得到中空纤维的冷却工序；以及使中空纤维延伸进行多孔化的延伸工序(专利文献1)。

冷却工序中，用送风机等对中空丝状熔融树脂连续喷吹冷却用气体，从而进行冷却固化。在冷却固化的同时，随着远离纺丝喷嘴，从纺丝喷嘴的树脂排料口纺出的中空丝状熔融树脂的直径慢慢细化。进一步冷却熔融树脂时，当完全结晶化时，其直径是一定的，最终形成具有一定直径的中空纤维。

上述方法中，中空丝膜的圆周方向的膜结构的均匀性会受到中空纤维的晶体结构的圆周方向的均匀性的影响。因此，在冷却工序中，需要中空纤维的晶体结构的圆周方向的均匀性提高的冷却方法。特别是，冷却多根中空丝状熔融树脂时，晶体结构易于变不均匀，因此，强烈需要冷却以提高中空纤维的晶体结构的圆周方向的均匀性。

对于上述要求，专利文献2中提出了以下的冷却方法：采用具有内筒和外筒的冷却装置，对多根中空丝状熔融树脂进行统一冷却，其中，内筒是在圆周方向上均匀地设置了吹出口的内筒，外筒容纳内筒。采用该冷却装置的冷却方法中，使中空丝状熔融树脂前行于内筒的内侧，同时，在外筒与内筒之间供应冷却用气体，将冷却用气体从内筒的吹出口吹至内筒的内侧，冷却中空丝状熔融树脂。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开平2-112404号公报

专利文献2：日本专利特开2001-200422号公报

发明内容

发明要解决的问题

另外，在延伸工序中，使用直径和膜厚度一定且均质的中空纤维时，延伸工序中的纤维断裂难以产生，并且能稳定地得到均质的多孔质中空丝膜，因此，在纺丝工序和冷却工序中，理想的是制造直径和膜厚度一定的均质的中空纤维。

在冷却工序中，对熔融树脂喷吹冷却用气体进行冷却固化时的冷却用气体的量或方向等条件，会影响所得的中空纤维的膜厚度或直径的均质性。因此，冷却工序中的冷却也会影响将中空纤维延伸而得到的中空丝膜的性能，因而该冷却是重要的。

然而，即使通过专利文献2中记载的冷却方法对中空丝状熔融树脂进行冷却，也存在中空纤维的晶体结构在圆周方向上变得不均匀的情况。因此，对以专利文献2中记载的方法得到的中空纤维进行延伸时，存在中空丝膜的圆周方向的膜结构变得不均匀的情况。

因此，本发明的第一课题在于，在中空纤维的制造方法和中空纤维的制造装置中，尽管冷却多根中空丝状熔融树脂，但还能容易地制造晶体结构的圆周方向的均匀性优良的中空纤维。

以往，作为中空纤维的制造装置(熔融纺丝装置)，曾使用图22所示的制造装置。

图22是显示以往使用的中空纤维制造方法的截面图。在图22所示的中空纤维的制造装置(熔融纺丝装置)500中，从设于冷却筒503的上部的纺丝喷嘴505的树脂排料口507向下排出熔融树脂，并使其下落。此时，由熔融树脂的热量导致纺丝喷嘴505的树脂排料口507的周围变成高温，因此，由树脂排料口507的周围气温与从冷却筒503流出的冷却用气体的温度之间的差，导致在纺丝喷嘴505附近产生热浮力。而且，在纺丝喷嘴505附近产生热浮力时，树脂排料口507周围的暖气向远离树脂排料口507的方向流动，在树脂排料口507附近产生冷却用气体流入似的气流。而且，冷却用气体流入树脂排料口507附近时，树脂排料口507周围的温度下降，熔融树脂被部分冷却。由此，存在熔融树脂中产生冷却斑的问题。