JPH0515747A - 複合中空糸及びその製造方法 - Google Patents

複合中空糸及びその製造方法

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JPH0515747A
JPH0515747A JP26755391A JP26755391A JPH0515747A JP H0515747 A JPH0515747 A JP H0515747A JP 26755391 A JP26755391 A JP 26755391A JP 26755391 A JP26755391 A JP 26755391A JP H0515747 A JPH0515747 A JP H0515747A
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JP
Japan
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polyolefin
hollow fiber
layer
micropores
composite hollow
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JP26755391A
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English (en)
Inventor
Toshinobu Koshoji
俊信 小障子
Makoto Uchida
誠 内田
Yasushi Ohori
康司 大堀
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Mitsubishi Chemical Corp
Original Assignee
Mitsubishi Rayon Co Ltd
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  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Multicomponent Fibers (AREA)
  • Spinning Methods And Devices For Manufacturing Artificial Fibers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】特定の物質を分離することができ且つ透過性が
優れ、安定した製造ができる複合中空糸及びその製造方
法を提供する。 【構成】一層がポリオレフィンAからなり、他の一層が
例えばポリオレフィンAと同種で且つポリオレフィンA
より低融点であるポリオレフィンBをポリオレフィンA
に対して3〜40重量%含むポリオレフィンAとのブレ
ンドポリマーからなる二つの層が接合された複合中空糸
であって、、内径50〜1000μ、各々の層の厚さを
和した全体の層の厚さ5〜300μ、中空糸内部から外
部への水透過速度が0.01ml/m2 ・min・mm
Hg以上であり、同心円状に配置された二つの円管状の
吐出口を有する中空糸製造用ノズルを用い、1つの吐出
口にポリオレフィンAを、他の吐出口に前記ブレンドポ
リマーを別個に供給して溶融紡糸し、層の異なる二つの
層からなる複合中空糸を得てからアニール処理し、その
後に延伸、熱セットして厚い層により大きな微小空孔
を、薄い層により小さな微小空孔を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ポリオレフィンよりな
る複合中空糸とその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】代表的な熱可塑性樹脂であるポリオレフ
ィンを溶融紡糸した後、延伸して多孔質中空糸が得られ
ることは既に公知である。
【0003】例えば、USP4,055,696号明細
書には、ポリプロピレンにより200〜2000Åの範
囲に分布した微細孔を有する多孔質中空糸が開示されて
いる。これによれば膜厚17.5〜22.5μでガス透
過率は1.4 〜6.7 ×10-6(cc・cm/cm2 ・sec・
cmHg)であることが記載されている。
【0004】また、USP4,401,567号明細書
には、ポリエチレン製の多孔質中空糸が開示されてい
る。これによれば膜壁の厚さ50〜60μでN2 ガス透
過率は4.9〜7.2×105 (l/・m2・hr・7
60mmHg)、水の透過率は1900〜3200(m
l/m2 ・hr・mmHg)、アルブミンの透過率が1
00%であることが記載されている。
【0005】更に、USP3,423,491号明細書
では75%以上の塩排除率を示す浸透性微細孔をもった
ポリエチレン中空糸膜が、またUSP4,020,23
0号明細書ではおよそ30Åの自由回転半径をもつアル
ブミンの透過を約95%以上阻止できる有効最大微孔半
径が約50Å以下の多孔質ポリエチレンがそれぞれ製造
されることが示されている。
【0006】更にまた、特定の物質を分離でき且つ透過
性のよい中空糸が特公昭62−44046号公報に開示
されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記U
SPの各明細書に開示された発明は微小孔径の分布が一
様なものばかりである。これら先行技術により開示され
ている中空糸は物質分離を機能とするものであり、機構
的には微小空孔の大きさと分離したい物質の幾何学的な
形態の差異によって特定の物質を透過させたり、阻止し
たりするものである。工業的見地に立てば透過性物質の
透過速度をできるだけ上げることも重要である。ところ
が、これら先行技術により開示されている中空糸では、
ある特定の物質を分離しようとすれば微小空孔の大きさ
を制限する必要があり、それだけ物質が移動する流路の
面積が減少し、透過性物質の透過速度を低下させること
になる。
【0008】一方、上記特公昭62−44046号公報
に開示されている方法では、溶融粘度の異なる高分子を
接合させて同時に溶融紡糸しているため、細化点がばら
つきやすく、内径、膜厚斑の大きい中空糸となりやす
い。また、内層と外層で結晶配向性、最大延伸倍率が異
なるため、延伸多孔化の過程で糸切れが多発し、安定に
製造することが困難である。
【0009】本発明は以上のような状況に鑑みなされた
ものであり、その目的は特定の物質を分離することがで
き且つ透過性に優れ、安定した製造ができる複合中空糸
及びその製造方法を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段及び作用】かかる目的を達
成するため、本発明者等は上述の課題について鋭意検討
を重ねた結果、本発明に到達したものである。
【0011】本発明の複合中空糸は、一層がポリオレフ
ィンAからなり、他の一層がポリオレフィンAと同種で
且つポリオレフィンAより低融点であるポリオレフィン
BをポリオレフィンAに対して3〜40重量%含むポリ
オレフィンAとのブレンドポリマー又はポリオレフィン
Aからなり、他の一層がポリオレフィンAと同種で且つ
ポリオレフィンAより低MI値であるポリオレフィンC
に対してポリオレフィンBを3〜40重量%含むポリオ
レフィンCとのブレンドポリマーからなる二つの層が接
合された複合中空糸であって、異なる大きさの微小空孔
を有する二つの層からなり各々の層内及び層間の微小空
孔が互いに連通して、一方の表面から他方の表面までつ
ながった微小空孔を形成しており、該複合中空糸の、よ
り大きな微小空孔を有する層の厚さが、より小さな微小
空孔を有する層の厚さよりも厚い複合中空糸である。
【0012】好適には、該複合中空糸は内径50〜10
00μ、各々の層の厚さを和した全体の層の厚さ5〜3
00μ、中空糸内部から外部への水透過速度が0.01
ml/m2 ・min・mmHg以上である。該複合中空
糸は同心円状に配置された二つの円管状の吐出口を有す
る中空糸製造用ノズルを用い、1つの吐出口にポリオレ
フィンAを他の吐出口にポリオレフィンAと同種で且つ
ポリオレフィンAより低融点であるポリオレフィンBを
ポリオレフィンAに対して3〜40重量%含むポリオレ
フィンAとのブレンドポリマー、又はポリオレフィンA
と同種でポリオレフィンAより低MI値であるポリオレ
フィンCに対してポリオレフィンBを3〜40重量%含
むポリオレフィンCとのブレンドポリマーを別々に供給
して溶融紡糸し、層の異なる二つの層を有する複合中空
糸を得、該複合中空糸をアニール処理した後、延伸、熱
セットすることにより製造される。
【0013】本発明の複合繊維中空糸の一層を構成する
ポリオレフィンAとしては、例えばポリエチレン、ポリ
プロピレン、ポリ3−メチル−ブテン−1、ポリ4−メ
チルペンテン−1、或いはこれらの共重合体を挙げるこ
とができる。他の一層を構成するポリオレフィンとして
は、ポリオレフィンAと同種で且つ低融点であるポリオ
レフィンBをポリオレフィンAに対して3〜40重量
%、より好ましくは10〜30重量%含むポリオレフィ
ンからなる。ポリオレフィンAと同種で且つ低融点であ
るポリオレフィンBが、ポリオレフィンAに対して3重
量%未満の場合には二つの層の微小空孔の大きさに差が
生じない。また、ポリオレフィンAと同種で且つ低融点
であるポリオレフィンBが、ポリオレフィンAに対して
40重量%を超えると微小空孔が生じない。
【0014】本発明において採用するポリオレフィンA
及びポリオレフィンCのMI値としては0.1〜50の
範囲にあるものが好ましく、0.5〜10であることが
より好ましい。MI値は、ASTM D−1238によ
って測定される値である。ポリオレフィンA及びポリオ
レフィンCのMI値が0.1以下では溶融粘度が高過
ぎ、安定した紡糸を行い難く、また50以上では溶融粘
度が低過ぎて、やはり安定した紡糸が行い難くなる。
【0015】また、ポリオレフィンBのポリオレフィン
A又はポリオレフィンCとのブレンド比率は3〜40重
量%が好ましい。ポリオレフィンBのブレンド比率が3
%未満では、より大きな微小空孔とより小さな微小空孔
の孔径差が小さく、目標とする性能が得られない。ポリ
オレフィンBのブレンド比率が40%を超えると空孔の
形成が不可能となる。
【0016】本発明においては、かかるポリオレフィン
を中空糸製造用ノズルを用いて溶融紡糸し、異なる大き
さの微小空孔を有する二つの層からなる中空糸であって
各々の層内及び層間の微少空孔が互いに連通して一方の
表面から他の表面につながっており、より大きな微少空
孔を有する層の厚さがより小さな微少空孔を有する層の
厚さより厚い複合中空糸を製造する。ノズルは同心円上
に配置された二つの円管状の吐出口を有するものが望ま
しい。
【0017】該未延伸糸を融点以下でアニール処理した
後に延伸を行う。延伸は冷延伸に引き続き熱延伸を行う
二段又は熱延伸を更に多段に分割して行う多段延伸が好
ましい。冷延伸は比較的低い温度下で構造破壊を起こさ
せてミクロなクラッキングを発生させる工程であり、0
℃〜ポリマー融点より50℃低い温度(例えば、ポリエ
チレンでは0〜80℃)の比較的低温下で行うことが好
ましい。熱延伸は冷延伸で発生させたミクロクラッキン
グを拡大させ微小空孔を形成する工程であり、比較的高
温下で行うことが好ましいが、ポリオレフィンの融点を
超えない温度で行う方がよい。
【0018】更に、製品の物理的な寸法安定性を保持す
るために定長もしくは弛緩させた状態で熱セットを行
う。熱セットを効果的に行うためには、熱セット温度は
延伸温度以上であることが好ましい。
【0019】複合中空糸の層のうちより薄い層により形
成される孔の大きさは、ポリオレフィンAと同種で且つ
低融点であるポリオレフィンBのポリオレフィンAに対
するブレンド比率及びポリオレフィンAとポリオレフィ
ンCのMI値の差の組合せを適宜選択することによって
決められる。
【0020】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説
明する。なお、ラテックス標準粒子による捕捉粒子径の
測定は、次の方法による。「膜面積が約50cm2 の中
空糸膜が充填された容器をエタノールに浸漬した後、エ
タノールを水に置換することにより親水化し、更に0.
1wt%の界面活性剤(ポリエチレングリコール−p−
イソオクチルフェニルエーテル)水溶液で置換した後、
圧力0.7Kg/cm2 で0.1%の単一分散粒子径の
ポリスチレンラテックス粒子を濾過し、濾液のラテック
ス粒子の濃度を日立分光光度計(U−3400)により
320nmの波長の吸光度を測定し捕捉率を求めた。」 (実施例1)同心円状に配置された二つの円管状の吐出
口を有する中空糸製造用ノズルを用いて外側の吐出口か
ら密度0.968g/cm3 、MI値5.5、融点13
4℃の高密度ポリエチレン(Hizex 2200J、
三井石油化学(株)製)と密度0.920g/cm3 、
MI値8.0、融点120℃の低密度ポリエチレン(ウ
ルトゼックス20100J、三井石油化学(株)製)を
上記高密度ポリエチレンに対して15重量%ブレンドし
たポリエチレンを、内側の吐出口から前記高密度ポリエ
チレンを吐出量7.5g/min、吐出温度155℃、
前記高密度ポリエチレンと前記低密度ポリエチレンのブ
レンドポリマーを吐出量0.75g/min、吐出温度
155℃でそれぞれ吐出し、100m/minの巻取速
度で巻き取った。
【0021】得られた未延伸糸をボビンに巻いたまま空
気中で110℃で12時間アニール処理を行った。更
に、このアニール処理糸を30℃以下に保たれたローラ
ー間で80%冷延伸し、引き続いて117℃に加熱され
た加熱函中で総延伸量が400%になるようにローラー
間熱延伸を行い、更に120℃に加熱した加熱函中で総
延伸量の25%緩和させた状態で熱セットを行い複合中
空糸を得た。
【0022】得られた複合中空糸の内径は271μ、内
層と外層を合わせた膜厚は54μであり、走査型電子顕
微鏡による観察では内層の微小空孔の孔径が外層の微小
空孔の孔径より大きくなっており、ラテックス標準粒子
を99.5%以上阻止できる捕捉粒子径が0.088μ
であった。この複合中空糸の水フラックスは3.4 ml/
m2 ・hr・mmHg(at 25℃)であった。
【0023】(実施例2)実施例1と同様にして但し使
用するポリマーを変更して、内側の吐出口から密度0.
968g/cm3 、MI値5.5、融点134℃の高密
度ポリエチレン(Hizex 2200J、三井石油化
学(株)製)、外側の吐出口から密度0.920 g/cm3 、M
I値8.0、融点120℃の低密度ポリエチレン(ウル
トゼックス20100J、三井石油化学(株)製)を密
度0.968g/cm3 、MI値0.7、融点134℃
の高密度ポリエチレン(三菱ポリエチ BU007U、
三菱化成(株)製)に15重量%ブレンドしたポリエチ
レンを使用して実施例1と同様にして複合中空糸を得
た。
【0024】得られた複合中空糸の内径は275μ、内
層と外層を合わせた膜厚は53μであり、走査型電子顕
微鏡による観察では内層の微小空孔の孔径が外層の微小
空孔の孔径より大きくなっており、ラテックス標準粒子
を99.5%以上阻止できる捕捉粒子径が0.03μで
あった。この複合中空糸の水フラックスは2.8 ml/m
2 ・hr・mmHg(at 25℃)であった。
【0025】(比較例1)一つの円管状の吐出口を有す
る中空糸製造用ノズルを用いて、密度0.968g/c
m3 、MI値5.5、融点134℃の高密度ポリエチレ
ン(Hizex2200J、三井石油化学(株)製)を
吐出量8.25g/min、吐出温度155℃で吐出
し、100m/minの巻取速度で巻き取った。
【0026】得られた未延伸糸をボビンに巻いたまま空
気中で95℃の12時間アニール処理を行った。更に、
このアニール処理糸を30℃以下に保たれたローラー間
で80%冷延伸し、引き続いて109℃に加熱された加
熱函中で総延伸量が400%になるようにローラー間熱
延伸を行い、更に120℃に加熱した加熱函中で総延伸
量の25%緩和させた状態で熱セットを行って複合中空
糸を得た。
【0027】得られた中空糸の内径は284μ、内層と
外層を合わせた膜厚は59μであった。この中空糸の走
査型電子顕微鏡で観察した微小空孔の孔径は内層と外層
でほぼ同一で、実施例1で得られた複合中空糸の外層の
微小空孔の孔径とほぼ同一であり、ラテックス標準粒子
径を99.5%以上阻止できる捕捉粒子径が0.15μ
であった。この中空糸の水フラックスは、3.8ml/
m2 ・min・mmHg(at 25℃)であった。
【0028】
【発明の効果】以上の説明から明らかなごとく本発明
は、異なる大きさの微小空孔を有する二つの層を有し、
特定の物質を分離することができ且つ透過性に優れ、し
かも安定して製造ができる複合中空糸とその製造方法が
実現される。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一層がポリオレフィンAからなり、他の
    一層がポリオレフィンAと同種で且つポリオレフィンA
    より低融点であるポリオレフィンBをポリオレフィンA
    に対して3〜40重量%含むポリオレフィンAとのブレ
    ンドポリマーからなる二つの層が接合された複合中空糸
    であって、二つの層は異なる大きさの微小空孔を有し、
    各々の層内及び層間の微小空孔が互いに連通して、一方
    の表面から他方の表面までつながった微小空孔を形成し
    ており、該複合中空糸の、より大きな微小空孔を有する
    層の厚さが、より小さな微小空孔を有する層の厚さより
    も厚いことを特徴とする複合中空糸。
  2. 【請求項2】 一層がポリオレフィンAからなり、他の
    一層がポリオレフィンAと同種で且つポリオレフィンA
    より低MI値であるポリオレフィンCに対して前記ポリ
    オレフィンBを3〜40重量%含むポリオレフィンCと
    のブレンドポリマーからなる二つの層が接合された複合
    中空糸であって、二つの層は異なる大きさの微小空孔を
    有し、各々の層内及び層間の微小空孔が互いに連通し
    て、一方の表面から他方の表面までつながった微小空孔
    を形成しており、該複合中空糸の、より大きな微小空孔
    を有する層の厚さが、より小さな微小空孔を有する層の
    厚さよりも厚いことを特徴とする請求項1記載の複合中
    空糸。
  3. 【請求項3】 ポリオレフィンA及びポリオレフィンC
    が密度0.960g/cm3 以上の高密度ポリエチレン
    である請求項1又は2記載の複合中空糸。
  4. 【請求項4】 複合中空糸が、内径50〜1000μ、
    各々の層の厚さを和した全体の層の厚さ5〜300μ、
    ラテックス標準粒子を99.5%以上阻止できる捕捉粒
    子径が0.001〜0.5であり、内部から外部への水
    透過速度が0.01ml/m2 ・min・mmHg以上
    である請求項1または2記載の複合中空糸。
  5. 【請求項5】 同心円状に配置された二つの円管状の吐
    出口を有する中空糸製造用ノズルを用い、各々の吐出口
    にポリオレフィンA及びポリオレフィンAと同種で且つ
    ポリオレフィンAより低融点であるポリオレフィンBを
    3〜40重量%含むポリオレフィンAとのブレンドポリ
    マーを別々に供給して溶融紡糸し、前記ポリオレフィン
    A及びポリオレフィンAとポリオレフィンBとのブレン
    ドポリマーで構成された二つの層を有する複合中空糸を
    得、該複合中空糸をアニール処理した後、延伸してより
    厚い層により大きな微小空孔を、より薄い層により小さ
    な微小空孔をそれぞれ形成するように、各層の内部に多
    数の微小空孔を生じせしめ、しかる後、熱セットするこ
    とを特徴とする請求項1記載の複合中空糸の製造方法。
  6. 【請求項6】 前記ポリオレフィンAと前記ポリオレフ
    ィンBとのブレンドポリマーに代えて、ポリオレフィン
    Aと同種で且つポリオレフィンAより低MI値であるポ
    リオレフィンCに対して前記ポリオレフィンBを3〜4
    0重量%含むポリオレフィンCとのブレンドポリマーを
    使用することを特徴とする請求項5記載の複合中空糸の
    製造方法。
JP26755391A 1991-05-07 1991-10-16 複合中空糸及びその製造方法 Pending JPH0515747A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013199722A (ja) * 2012-03-26 2013-10-03 Mitsubishi Rayon Co Ltd 中空糸巻き取り装置及び中空糸巻き取り方法

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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