[发明专利]中空纤维膜束及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种中空纤维膜束(bundle)及其制造方法，更加详细而言，涉及一种提高中空纤维膜使用效率的中空纤维膜束及其制造方法。

背景技术

一般，与相同体积的其他膜相比，中空纤维膜具有膜表面积大并且易于模块化的优点，因此其应用以超滤膜为中心正在活跃地进行。中空纤维膜目前应用于污水最终处理、净化槽中的固液分离、产业废水中悬浮物的去除、河水的过滤、工业用水的过滤、游泳池水的过滤以及燃料电池用加湿器中。

用在燃料电池用加湿器中的选择性渗透膜，如果形成模块，则优选为每单位体积的渗透面积较大的中空纤维膜。即，当利用中空纤维膜制造加湿器时，接触表面积较大的中空纤维膜可实现高密度集成，因此优点在于，即便以较少的使用量，也能充分地实现燃料电池的加湿，能够使用廉价材料，能够回收从燃料电池以高温排出的未反应气体中所包含的水分和热量，并通过加湿器进行再利用。

中空纤维膜材料使用纤维素类树脂、聚酰胺类树脂、聚乙烯类树脂、聚丙烯类树脂以及聚烯烃类树脂等。

中空纤维膜束是均沿着相同的常规方向相邻排列的中空纤维膜的束。中空纤维膜模块一般是中空纤维膜的两端通过封装(potting)固定在头部、盒体或壳体上的中空纤维膜束。可以由一个中空纤维膜束来形成一个中空纤维膜模块，也可以由多个中空纤维膜束来形成一个中空纤维膜模块。

对于利用中空纤维膜的模块来说，很难100％利用多个中空纤维膜。因此，提出了通过各种方法提高中空纤维膜的使用效率的技术。

日本公开专利第2004-006100号以及日本公开专利第2009-285648号中，多个中空纤维膜被额外的原丝捆绑或者覆盖而形成束，日本公开专利第2008-119657号中，对多个中空纤维膜进行裁织以形成中空纤维膜编织物。另一方面，日本公开专利第2012-005987号的结构为，在封装部的中空纤维膜之间具备夹杂物，以便在由中空纤维膜形成模块时，保持中空纤维膜之间的间隔。

但是，这样的现有技术问题在于，中空纤维膜的使用效率低，尤其当流体为气体时，其使用效率更低。另外，由于制造中空纤维膜束的设备等原因，不易制造中空纤维膜束。

【在先技术文献】

(专利文献1)日本公开专利第2004-006100号(公开日：2004.01.08.)

(专利文献2)日本公开专利第2009-285648号(公开日：2009.12.10.)

(专利文献3)日本公开专利第2008-119657号(公开日：2008.05.29.)

(专利文献4)日本公开专利第2012-005987号(公开日：2012.01.12.)

发明内容

所要解决的技术问题

本发明的目的在于，提供一种中空纤维膜束，其中空纤维膜之间形成有流体的流路，使流体分布均匀，从而尽量提高中空纤维膜的使用效率。

本发明的另一目的在于，提供一种中空纤维膜束的制造方法，在制造中空纤维膜时投入原丝来制造束，从而易于制造。

解决技术问题的手段

本发明涉及的中空纤维膜束中，多个中空纤维膜之间配置有形成流体流路的同时起到间隔物作用的多个原丝，由此形成束。

多个中空纤维膜可以沿着一个方向排列，所述多个原丝与中空纤维膜的排列方向平行配置。

中空纤维膜可以由聚偏二氟乙烯(polyvinylidene fluoride：PVDF)、聚丙烯腈(polyacrylonitril)、聚丙烯腈共聚物、聚砜(polysulfone)、磺化聚砜(sulfonated polysulfone)、聚醚砜(polyethersulfone)、乙酸纤维素(cellulose acetate)、三乙酸纤维素(cellulose triacetate)、聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate)或者它们的混合物构成。

原丝可以是选自聚偏二氟乙烯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚酯、聚烯烃、聚酰胺、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯乙烯以及玻璃纤维中的一种以上的单丝或复丝，或者由单丝和复丝混合的结构。原丝使用通过ATY工法制造的ATY丝或者通过DTY工法制造的DTY丝。

中空纤维膜和原丝以中空纤维膜：原丝＝100个：1～600个的比例混合，并形成束。

中空纤维膜的外径优选为300～2000μm，原丝的外径优选为0.01～3mm。