(57)【要約】【課題】欠陥の無い中空糸膜を、歩留り良く製造する。【解決手段】ノズルから溶融吐出する中空繊維をクエンチエアで空気冷却する工程を有する中空糸膜の製造方法において、前記クエンチエアは、フィルターにより清浄化されたエアであることを特徴とする中空糸膜の製造方法；ならびに、ノズルから溶融吐出する中空繊維を冷却し、水を塗布してから巻き取る工程を有する中空糸膜の製造方法において、前記水は、フィルターにより清浄化された水であることを特徴とする中空糸膜の製造方法。【選択図】      なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズルから溶融吐出する中空繊維をクエンチエアで空気冷却する工程を有する中空糸膜の製造方法において、
前記クエンチエアは、フィルターにより清浄化されたエアであることを特徴とする中空糸膜の製造方法。
【請求項２】
クエンチエアの０.５μｍ以上のパーティクルカウンター値が、３００００個／ｍ3以下である請求項１記載の中空糸膜の製造方法。
【請求項３】
ノズルから溶融吐出する中空繊維を冷却し、水を塗布してから巻き取る工程を有する中空糸膜の製造方法において、
前記水は、フィルターにより清浄化された水であることを特徴とする中空糸膜の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、ガス分離、逆浸透、透析、限界ろ過等に用いられる高能率な中空糸膜を、歩留り良く製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ガス分離、ろ過等の分離機能が必要な用途において、中空糸膜が広く知られている。例えば、特許文献１には、溶融延伸により製造する多孔質構造を有する中空糸膜が記載されている。
【０００３】
中空糸膜を製造する為の方法として、例えば、特許文献１に記載の方法がある。具体的には、まず、紡糸ノズルから溶融状態の原料ポリマーを吐出し、この吐出する中空繊維を空気冷却して巻き取り、未延伸糸を得る。そして、この未延伸糸を延伸して多孔化することにより、所望の中空糸膜を得ることができる。
【０００４】
しかし、この未延伸糸を得る工程、いわゆる溶融紡糸工程においては、溶融吐出する中空繊維の表面に埃や菌などが付着する場合がある。このような不純物が付着すると、特にメディカル用途やエレクトロニクス用途等のろ過や脱気に使用される中空糸膜では、充分な分離性能を有していたとしても、欠陥の原因となり、その結果、製品歩留りの低下の原因となる。
【０００５】
【特許文献１】
特開昭６１−１２５４０８号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述した従来技術の課題を解決するためになされたものである。すなわち本発明の目的は、欠陥の無い中空糸膜を、歩留り良く製造する方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ノズルから溶融吐出する中空繊維をクエンチエアで空気冷却する工程を有する中空糸膜の製造方法において、前記クエンチエアは、フィルターにより清浄化されたエアであることを特徴とする中空糸膜の製造方法である。
【０００８】
また本発明は、ノズルから溶融吐出する中空繊維を冷却し、水を塗布してから巻き取る工程を有する中空糸膜の製造方法において、前記水は、フィルターにより清浄化された水であることを特徴とする中空糸膜の製造方法である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明において、中空糸膜の膜構成については特に制限は無く、従来より知られる種々の構成のものを使用できる。例えば、溶融延伸により製造した多孔質中空糸膜が挙げられる。また、分離機能を有する非多孔質の中間層と、これを内側および外側から支持する多孔質の支持層（最内層および最外層）からなる三層複合中空糸膜、２層構造のもの等、種々の膜構成の中空糸膜に適用可能である。
【００１０】
多孔質中空糸膜を構成するポリマーとしては、延伸により多孔化するポリマーが好ましい。例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等に代表されるポリオレフィン系重合体、ポリカーボネート系重合体、ポリエステル系重合体等が挙げられる。なかでも、ポリオレフィン系重合体が好ましい。また、溶出物をブンレンドしたポリマーを使用し、中空糸膜として成形した後に、溶出物を溶出させて多孔化する、いわゆる溶出法も目的に応じて使用可能である。
【００１１】
三層複合中空糸膜とする場合、中間層を構成するポリマーは、ガス分離機能を有する薄膜を形成可能なものが好ましい。例えば、ポリウレタン系重合体、ポリエチレン、ポリプロピレン等に代表されるポリオレフィン系重合体、シリコン系重合体、セルロース系重合体、ポリスルホン系重合体、ＰＶＡ系重合体、ポリエステル系重合体、ポリエーテル系重合体、ポリアミド系重合体、ポリイミド系重合体等が挙げられる。なかでも、ポリウレタン系重合体、ポリオレフィン系重合体が好ましく、ポリウレタン系重合体が特に好ましい。
【００１２】
三層複合中空糸膜の支持層を構成するポリマーとしては、前述の多孔質中空糸膜を構成するポリマーと同様のものを使用することができる。
【００１３】
本発明においては、まず、原料ポリマーを紡糸ノズルから溶融吐出して、その吐出する中空繊維をクエンチエアで空気冷却し、未延伸糸を得る。そして、例えば、この未延伸糸を延伸することにより多孔化して、中空糸膜を得る。以下の説明においては、前者の工程を紡糸工程、後者の工程を延伸工程と称す。
【００１４】
紡糸工程において、溶融吐出温度は、使用するポリマーの種類によって異なるが、通常は１４０〜２８０℃程度である。この吐出直後にクエンチエアで冷却して巻取ることにより、未延伸糸が得られる。
【００１５】
本発明の紡糸工程においては、溶融賦形された中空繊維に吹き付けるクエンチエアとして、フィルターにより清浄化されたエアを用いる。具体的には、このクエンチエアは、０.５μｍ以上のパーティクルカウンター値が、好ましくは３００００個／ｍ3以下、より好ましくは１００００個／ｍ3以下となる程度まで清浄化すればよい。このようにクエンチエアの清浄度を高めれば、中空糸膜表面への埃、菌などの付着をさらに防止できる。このクエンチエアの清浄化は、最終製品としての中空糸膜の歩留りの向上に直結し、非常に効果的である。
【００１６】
クエンチエアの清浄化の為に用いるフィルターの構成については特に制限は無く、効果的な清浄化が可能なフィルターであればよい。例えば、クエンチエア設備に好ましくは分画１μｍ以下、より好ましくは０.５μｍ以下のフィルターを設置して用いればよい。具体的には、例えば、ろ材としてグラスファイバー等を用いた市販のＨＥＰＡフィルターが好適である。このようなフィルターでクエンチエアーをろ過することによって、供給空気中の塵や埃などを良好に排除することができる。
【００１７】
また、紡糸工程においては、一般に、集束や静電気軽減の目的で、糸を巻き取る直前に中空繊維に水を塗布する。本発明の紡糸工程においては、この未延伸糸に直接付着する塗布水として、フィルターにより清浄化された水を用いる。具体的には、この水の供給配管ラインに、好ましくは分画１μｍ以下、より好ましくは０.５μｍ以下のフィルターを設置し、水の清浄化を行うと効果的である。また、フィルターの種類としては、例えば、ろ材として中空糸膜等を用いたものが好適である。このように塗布水を清浄化すれば、塗布水に含まれる配管ラインの錆等の不純物が取り除かれ、中空糸膜表面への埃、菌などの付着をさらに防止できる。このような塗布水の清浄化は、最終製品としての中空糸膜の歩留りの向上に直結し、非常に効果的である。
【００１８】
本発明において、クエンチエアのフィルターの分画は、ポリオレフィンの０.３μｍの球体を用いて補足性能を評価したものである。また、塗布水のフィルター分画はＪＩＳのバブルポイント測定法を元に評価したものである。さらに、クエンチエアの清浄度は、パーティクルカウンタを用いて１ｍ四方の空気中の０.５μｍ以上の粒子数をカウントして表したものである。
【００１９】
本発明においては、以上説明したクエンチエアーの清浄化、塗布水の清浄化の何れか一方を行った場合であっても効果は得られ、さらに両者を併せて行えばより顕著な効果が得られる。特にメディカル用途やエレクトロ二クス用途等、クリーン度が要求される用途に用いる中空糸膜については、ゴミ等の不純物が付着していると製品として不合格とされるので、本発明のように清浄化したエアや水を使用すれば、その製品歩留りは非常に向上する。
【００２０】
以上説明した方法により得た未延伸糸に対して、例えば延伸工程を行うことによって、所望の中空糸膜が得られる。延伸処理による多孔化は、従来よりポリオレフィン等で行われている公知の延伸方法を用いることができる。すなわち、低温から常温の範囲内の温度において少量の延伸を行い白化・開裂させ、続いて加熱延伸によって孔の拡大と孔形状の安定化を図ることができる。
【００２１】
また、延伸工程の加熱函等、中空糸膜が外気に触れる場所においても、フィルターろ過したエアを供給することが好ましく、その他部屋内をクリーンルーム化し、防塵服を着用する等を行うことによって、埃，塵等のゴミ付着を防ぐことがより好ましい。
【００２２】
【実施例】
＜実施例１＞
まず、紡糸クエンチ設備に、プレフィルターとして分画５０μｍの近藤工業株式会社製プレフィルター：フィレドンＡＦ−２００Ａを、メインフィルターとして分画０.３μｍの近藤工業株式会社製ＨＥＰＡフィルター １ＬＤ−７５を設置した。このメインフィルターによれば、清浄度８９５００個／ｍ3のエアを、清浄度２５００個／ｍ3まで清浄化できる。また、静電気防止用塗布水の供給配管ラインには、飲料水の配管に分画０.２μｍの三菱レイヨン株式会社製水ろ過用中空糸膜カートリッジを設置した。また、ポリマーとして低密度ポリエチレン（日本ポリオレフィン株式会社製、、商品名ジェイレクス LD JM314A）のペレットを用意した。
【００２３】
そして、紡糸ノズルからポリマーを２２０℃にて吐出し、ＨＥＰＡフィルターを用いて清浄化した清浄度（０.５μｍ以上のパーティクルカウンター値）２５００個／ｍ3のクエンチエアーを吹き付け、さらに巻き取り直前ではフィルターを用いて清浄化した水を塗布し、これを紡糸速度１０１ｍ／分にて巻き取り、未延伸糸を得た。
【００２４】
この未延伸糸は、塵、埃等の付着が無く、クリーンであった。また、ゴミ付着、汚れ等の製品外観検査による不合格率は０％と良好であり、不純物汚染が少ない高品質のものであった。
【００２５】
＜参考例１＞
紡糸クエンチ設備に、分画５０μｍの近藤工業株式会社プレフィルター、フィレドンＡＦ−２００Ａのみを設置し、このフィルターにより、清浄度９２０００個／ｍ3のエアを、清浄度８２７００個／ｍ3にする構成とした。この清浄度８２７００個／ｍ3のクエンチエアを用いたこと以外は、実施例１と同様にして、未延伸糸を得た。この未延伸糸は、塵、埃等の付着が一部有り、ゴミ付着、汚れ等の不合格品が発生した。不合格率は１.５％であった。
【００２６】
＜比較例１＞
紡糸クエンチ設備にフィルターを設置せず、清浄度８９５００個／ｍ3のエアを直接紡糸クエンチエアとして使用したこと以外は、実施例１と同様にして、未延伸糸を得た。この未延伸糸は、塵、埃等の付着があり、ゴミ付着、汚れ等の不合格品が多発した。不合格率は８.０％であった。
【００２７】
以上の各結果を、表１にまとめて示す。なお、表面汚染の評価において、「◎」はゴミ付着や汚れ等の無いもの、「○」はゴミ付着や汚れ等が一部有るもの、「△」はゴミ付着や汚れ等が多いものを示す。
【００２８】
【表１】
2004195286.tif 000002
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、欠陥の無い中空糸膜を、歩留り良く製造できる。