JPH0733602B2 - 多重管型中空糸 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は分離膜としての中空糸に関するものであり、詳
しくは新規な分離膜としての多重中空糸に関するもので
ある。

溶液系のおもな膜処理法として逆浸透および限外過
法、電気透析法、電気泳動法，透析法などが挙げられ、
逆浸透，限外過法においては圧力差を電気透析法，電
気泳動法においては電位差を、また透析においては濃度
差を駆動力として分離が行なわれる。また温度差を利用
した膜分離法なども提案されている。また分子量の極め
て高いもの、あるいは溶質というよりも分散粒子と呼ば
れるような物質については精密過膜による過によっ
て分離される。

このような選択透過性を有する分離膜を実用に供する場
合、平膜状，およびこれを２次加工したのり巻き状，プ
リーツ状，管状および中空糸状のモジュールとして利用
されているが、中でも中空糸モジュールは容積当りの膜
面積が大きくとれる。また、液中の微細な粒子が少な
いなどの理由により電子工業用その他の超純水，人工透
析用水製造，薬液，輸液の精製その他種々の分野に広く
使用されている。

（従来技術） しかし、従来の中空糸モジュールでは単一種の中空糸を
多数束ねて、内圧方式あるいは外圧方式により膜の性質
に応じた特定成分を分離し、一段で無理な場合には二
段，三段処理を行なうことにより目的とする分離度まで
高めている。そのため、多種類の成分を分離するために
は、多種類の装置を連結し分離操作を行なう必要が有
る。

かかる欠点を改良した中空糸として二層もしくは三層中
空糸が挙げられ、その例として特公昭57-35018,特開昭5
2-124929がある。しかしながら該膜においては２個以上
の層が強固に相互付着しており、かかる中空糸膜を用い
て分離操作を行なった場合にはある特定成分の分離度は
高めることができても、同時に複数成分を効率よく分離
することは不可能である。また２個以上の層が相互に付
着していない多重中空糸が特開昭53-100977に開示され
ている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、この相互に付着していない多重中空糸に
おいては内部の中空糸が液の流れによって波打ち現象を
起こし、流れがアンバランスになったり、糸折れが生じ
たりすることがある。

また、通常の方法により得た直径の異なる中空糸を組合
せ、直径の大なる中空糸の中空部に直径の小さい中空糸
を挿入することにより多重型中空糸となすことは可能で
あるが、中空糸の膜面を損傷し、中空糸間の流路も一定
せず、また生産性も極めて低い等の欠点を有している。

かかる欠点を無くし、生産性を高めるべく鋭意研究した
結果本発明に到達した。

本発明は、従来と異なる新規な多重中空糸を提供するも
のである。

（発明の構成） 即ち、本発明は中空糸の外側または内側に多重同心円状
に配された、分離膜に供される多重管型中空糸であっ
て、隣接する中空糸外壁と内壁の少なくとも一箇所が紡
糸方向に連続または断続してブリッジを形成しているこ
とを特徴とする多重管型中空糸である。

本発明による多重管型中空糸の構造を、二重管型中空糸
を例にとり、図によって説明する。

第１図（ａ）〜（ｄ）は２重の隣接する中空糸の内壁ま
たは外壁に突起部を有する中空糸で構成された二重管型
中空糸の断面の模式図を示しており、第１図（ａ）は内
管の外表面より外部へ向って突起部を有する例、第１図
（ｂ）は外管，内表面から内部に向って突起部を有する
例、第１図（ｃ）はこれらの混合型の例、（ｄ）は内管
突起と外管突起の位置が一致している例である。

これらの突起部の形状，数は特に限定されず、流体が流
路内を均一に流れるよう目的に応じて選択すれば良い。
また、これらの突起部は中空糸の長さ方向と平行になる
ように設けても良いし、螺旋状に設けても良い。突起部
を設ける方法としては、中空糸の紡糸時に該突起部が形
成されるような紡糸口金を用いて行なう方法が最も生産
性が良い。

このような口金の構造を示したものが第２図および第３
図である。

通常、中空糸の紡糸に用いられる紡糸用口金はチューブ
−イン−オリフィス型と呼ばれる二重環状構造をしてお
り内側の管状流路より液体（芯液）もしくは気体を、外
側の環状流路より紡糸原液を押出し、湿式もしくは乾湿
式法により中空糸を製造している。

以下に本発明による多重中空糸を製造するための紡糸用
口金の構造と多重中空糸の構造について説明する。

第２図は、本発明に係る多重中空糸紡糸用口金の一例で
ある２重中空糸の紡糸用口金の１個の多重孔の縦断面の
拡大図、第３図は第２図に示した紡糸用口金の吐出口側
から見た１個の多重孔の拡大図である。第１図（ｄ）が
この紡糸用口金を用いて紡糸された本発明になる２重中
空糸の断面拡大図である。

第２図および第３図において、1-1は紡糸用口金の多重
孔の周囲の部分、2-2は多重孔の最外側の環状流路であ
り、ここに外側中空糸を形成させる膜形成液（以下ドー
プと称する）が流れる。3-3は多重中空糸の糸と糸との
間の空間を形成させるために芯剤となる液体または気体
を流すための環状流路である。4-4は２重中空糸の内側
の中空糸を形成させるドープが流れる環状流路である。
5-5は内側中空糸の中空部を形成させるために芯剤とな
る液体または気体を流すための管状流路である。

6-6′および7-7′が環状流路壁に設けられた凹状切り込
み部分である。

また、第１図（ｄ）において8-8は２重中空糸の外側、9
-9は同内側の中空糸であり、10-10は第２図及び第３図
における6-6′によって外側中空糸8-8の内周紡糸方向に
形成される突起部分、11-11は同じく第２図および第３
図における7-7′によって内側中空糸9-9の外周紡糸方向
に形成される突起部分である。

ここで、この第１図（ｄ）における10-10と11-11はドー
プが口金から吐出された直後は芯剤となる液体または気
体によって隔てられているので接触していないが、一般
に高分子物質を溶剤に溶解したかなり粘度の高いドープ
が有する粘弾性によってバラス効果が生じ、一部が本発
明のポイントであるブリッジを形成する。

この突起部10-10と11-11のブリッジ形成によって外側中
空糸と内側中空糸の配列が略同心状に保たれ、内部に液
体を流した際に生じる内側中空糸の波打ち現象を防ぐこ
とができる。

第１図（ｄ）の10-10と11-11は左右両方ともブリッジし
ていない状態を示しているが、長さ方向の各所の断面を
とってみるとブリッジしているところとしていないとこ
ろが断続して形成されている。

環状流路壁の凹状切り込み部分は第２図、第３図におけ
る6-6′と7-7′のように２ケ所に設けてもよいし、6-
6′または7-7′のどちらか一方がない状態でもよい。

また第２図、第３図は中心部を対称にして左右に凹状切
り込み部を設けてあるが、これもどちらか一方がない状
態でもよい。逆に中心部を対称に十文字状になるよう４
ケ所またはそれ以上設けても構わない。このような口金
を用いて紡糸した中空糸が第１図（ａ）（ｂ）のような
形状となる。

環状流路壁の凹状切り込み部分の断面はＵ字状でもよい
しＶ字状でもよく、深さは環状流路の隔壁の厚さ一杯ま
であった方が多重中空糸に形成される前述の突起どうし
がブリッジし易いのは言うまでもない。

切り込みの奥行きは吐出側から高々1mmもあれば充分で
ある。

また外側中空糸8-8と内側中空糸9-9は同じ膜素材、組成
からなるドープを用いて同一膜を形成させてもよいし、
使用目的に応じて異なる膜素材、組成からなるドープを
用いて複合中空糸を形成させてもよい。

当然のことながら用いる複数の芯剤も同じ液体どうしで
も、異なる液体の組み合わせでも、また気体と液体の組
合せなど目的、膜素材に応じて任意の組合せを選択し得
る。

また、第１図〜第３図まではいずれも２重中空糸紡糸用
の口金およびそれを用いて紡糸された２重中空糸である
が、３重以上の中空糸についても同じような原理の３重
以上の口金を用いれば可能であることは言うまでもない
し、紡糸法は湿式法乾湿式法いづれにも適用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）は本発明になる２重中
空糸の実施態様を示した断面拡大図である。 第２図は本発明による２重中空糸を紡糸するための口金
の１個の多重孔部分の断面拡大図である。 第３図は同口金の１個の多重孔部分を吐出方向から見た
拡大図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】中空糸の外側または内側に多重同心円状に
   配された、分離膜に供される多重管型中空糸であって、
   隣接する中空糸外壁と内壁の少なくとも一箇所が紡糸方
   向に連続または断続してブリッジを形成していることを
   特徴とする多重管型中空糸。