[发明专利]中空纤维膜、该中空纤维膜组件、加湿单元、空气干燥器、该中空纤维膜的制膜原液及该中空纤维膜的制造方法

说明书

本发明提供一种刚制造后的水蒸气分离性能和在使用压缩空气的重复使用后的水蒸气分离性能均优异的中空纤维膜。所述中空纤维膜包含聚芳酯树脂，所述中空纤维膜的内表面及外表面中的至少一个表面具有表皮层，所述中空纤维膜的拉伸强度为7MPa以上、断裂伸长率为15％以上，在25℃下使用纯水的内压透水量小于100L/(m²·atm/h)。

技术领域

本发明涉及中空纤维膜，详细而言涉及适合作为压缩空气的空气干燥器等使用的中空纤维膜。

背景技术

以往，在各种固体、液体、气体的分离中使用多孔状的膜。例如，用于分离液体中的微粒、分离醇中的水分等。

例如，工业生产中，工场室内的空调等中使用的空气的除湿大多利用冷冻机式、吸附式等的除湿机。但是，冷冻机式除湿机的装置庞大且耗电也多。另外，吸附式除湿机存在需要频繁更换吸附剂的问题。于是，检修简便且在成本方面也有利的膜式除湿机的应用近年受到了关注。另外，在被视为将来的电力发电的希望的固体高分子型燃料电池中，为了维持发电电力的高输出，重要的是对电解质膜适度加湿，利用作为轻质、小型的加湿器的膜式的加湿膜的技术受到关注。

作为加湿用膜，已知一种在加湿用膜的材料中包含聚砜、具有对重均分子量30000的葡聚糖的筛分系数为0.1以下且对重均分子量1200的葡聚糖的筛分系数为0.3以上的孔径分布、透水性能为1.1×10^-11m³/m²/s/Pa以上且4.3×10^-10m³/m²/s/Pa以下的加湿用中空纤维膜(例如，参照专利文献1)。该中空纤维膜兼具气体阻隔性、水蒸气透过性且耐久性、耐热性优异，因此能够有效地作为加湿用膜来使用。

另外，已知一种水蒸气透过膜的制造方法，其中，对包含聚苯砜树脂及亲水性聚乙烯基吡咯烷酮的水溶性有机溶剂溶液的纺丝原液以水为芯液进行干湿式纺丝(例如，参照专利文献2)。利用该方法得到的多孔聚苯砜树脂或聚砜树脂中空纤维膜不仅在膜强度及耐久性方面优异，而且在水蒸气透过膜方面也特别优异，因此可以有效地作为燃料电池用加湿膜等使用。

进一步地，作为适合用作分离膜、除湿膜等的中空纤维膜的制造方法，已知一种中空纤维膜的制造方法，其中，使用包含含有聚酰胺酰亚胺、聚醚酰亚胺或间位型芳香族聚酰胺的非水溶性膜形成聚合物、其良溶剂及无机盐或水溶性聚合物的制膜原液进行干湿式纺丝或湿式纺丝(例如，参照专利文献3)。

关于除湿膜，已知包含由聚醚酰亚胺制膜而成的中空纤维膜的聚醚酰亚胺除湿膜(例如，参照专利文献4)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2007-289944号公报

专利文献2:日本特开2004-290751号公报

专利文献3:日本特开平10-52631号公报

专利文献4:日本特开平11-76778号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

但是，专利文献1～4公开的聚砜、聚醚酰亚胺制的中空纤维膜存在如下问题：在使用压缩空气作为要进行加湿或除湿的空气的情况下，重复使用会导致膜破裂或者无法维持水蒸气分离性能。于是本发明人等进行了研究，结果明确了对于专利文献1～4公开的中空纤维膜而言，若为了提高针对使用压缩空气的重复使用的耐久性而使表皮层形成得较厚，则难以从刚制造后起具备水蒸气分离性能。

因此，本发明的主要课题在于，解决上述问题，提供一种刚制造后(初始)和在使用压缩空气的重复使用后水蒸气分离性能均优异的中空纤维膜。

用于解决问题的技术方案