[发明专利]复合中空纤维膜组件及其制造方法

说明书

一种组件，其是正渗透复合中空纤维膜组件，具有由多根中空纤维构成的中空纤维纤维束，该组件的特征在于，上述中空纤维是在微细孔性中空纤维支撑膜的内表面设有高分子聚合物薄膜的分离活性层的中空纤维，上述中空纤维纤维束的膜面积为1m²以上，并且，在上述中空纤维纤维束的半径方向和长度方向上，分离活性层的平均厚度的变异系数为0～60％，该变异系数是通过对于扫描型电子显微镜图像中的分离活性层部分的质量进行测定的方法而计算出的，所述扫描型电子显微镜图像是对于上述分离活性层的厚度方向的截面进行拍摄而得到的。

技术领域

本发明涉及复合中空纤维膜组件及其制造方法。详细地说，本发明涉及用于从液态混合物中除去固体或溶质而分离出溶剂的、具有选择透过性的复合中空纤维膜组件及其制造方法。更详细地说，本发明涉及通过利用所谓界面聚合法在微多孔性中空纤维支撑膜的内表面形成由具有选择透过性的高分子聚合物薄膜构成的分离活性层而制造出的复合中空纤维膜组件以及该制造方法。

背景技术

作为净水的制造方法，已知有正渗透技术(专利文献1和2)。

正渗透技术为下述的技术：使所要净化的原水隔着半透膜与高浓度地含有能够与水分离的溶质的驱动溶液接触，仅将上述原水中的水汲取到上述驱动溶液中，之后从驱动溶液中除去溶质，从而得到净水。在使用正渗透技术的净水系统中，将水从原水汲取到驱动溶液中是由渗透压差驱动的，因而无需创建人为的压力差。

通常作为正渗透膜使用的复合膜通过在支撑膜的表面形成由薄膜构成的活性层来制造。该活性层的形成通过例如涂布法、界面聚合法、等离子体聚合法等来进行。

界面聚合法为下述的技术：将两种反应性单体分别溶解在水和与水不相混合的有机溶剂中，通过使这两种溶液接触而在两溶液的界面处使单体发生反应，生成聚合物。通过在微细孔性支撑膜表面上进行该界面聚合反应，能够得到作为正渗透膜使用的复合膜。通过一般广为人知的界面聚合法进行复合膜的制造时，使用可相互反应形成聚合物的两种反应性化合物如下来进行。即，准备含有一种反应性化合物的第1溶液、以及含有另一种反应性化合物且与上述第1溶液不相混合的第2溶液。接着，将微细孔性支撑膜浸渍在上述第1溶液中之后，除去过剩的第1溶液，然后浸渍在第2溶液中。由此，在上述微细孔性支撑膜的表面上进行反应性化合物的界面聚合。然后，除去上述第2溶液的溶剂，从而在微细孔性支撑膜表面上形成具有薄膜的复合膜。

通过界面聚合法在具有中空纤维形状的微细孔性支撑膜的外表面上形成聚合物薄膜的方法是广为人知的。例如，已知有下述方法：在反应溶液槽内设置引导辊，使微细孔性中空纤维支撑膜通过该辊连续地浸渍在反应溶液中(专利文献3、4等)。

在中空纤维的外表面形成聚合物膜的技术具有可以继纺丝工序后连续地进行的优点。但是，该技术具有由于与引导辊的接触、填充到组件中时中空纤维彼此的接触等而使好不容易形成的聚合物膜损伤的问题。

与此相对，在中空纤维的内表面形成聚合物薄膜的情况下，能够在将中空纤维组件化之后形成聚合物膜，在其后的处理中聚合物膜不会损伤。

作为在中空纤维内表面形成聚合物薄膜的方法，例如已知有下述方法：在中空纤维的中空部填充第1溶液，在中空纤维内表面形成第1溶液的液膜，通入高压空气除去多余的溶液后，向该中空部通入第2溶液(专利文献5)。此外已知还有下述方法：在中空纤维的内表面涂布预聚物或低聚物，之后进行后交联，从而在上述中空纤维的内表面形成聚合物薄膜(专利文献6)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特表2014-512951号公报

专利文献2：国际公开第2014/078415号

专利文献3：日本特开昭63-205108号公报

专利文献4：日本特开平2-6848号公报