專(zhuān)利名稱(chēng)：：管狀編織物和使用該管狀編織物的復(fù)合空心纖維膜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及用于水處理的空心纖維膜，尤其涉及復(fù)合空心纖維膜。
背景技術(shù)：
：通過(guò)從中除去污染物用于清潔液體的水處理可使用加熱法，相轉(zhuǎn)變法，或使用分離膜法。使用分離膜法可實(shí)現(xiàn)高可靠性，因?yàn)樗m合于基于分離膜中形成的孔的尺寸穩(wěn)定地提供想要的水質(zhì)。此外，使用分離膜法無(wú)需進(jìn)行加熱過(guò)程。在這方面，使用分離膜法的優(yōu)勢(shì)在于它可廣泛地用于多種可能受加熱過(guò)程影響的使用微生物的分離過(guò)程。分離膜可包括具有平截面的平式膜，和空心的空心纖維膜。就空心纖維膜而言，在包括內(nèi)外徑的管狀纖維結(jié)構(gòu)的表面上設(shè)有微孔，從而通過(guò)空心纖維膜中包括的微孔過(guò)濾污染物。和平式膜相比，空心纖維膜因其內(nèi)外徑而具有更大的表面積。因此，由于空心纖維膜的有利特征比如大表面積，空心纖維膜在最近的水處理應(yīng)用中廣泛用于分離膜。在水處理領(lǐng)域，除高透水率之外，要求膜具有優(yōu)良的機(jī)械強(qiáng)度，這對(duì)于構(gòu)造可靠的分離膜系統(tǒng)是必要的?？招睦w維狀膜可適用于水處理中，因?yàn)樗鼏挝谎b備面積具有高滲透率。然而，由于其多孔結(jié)構(gòu)，需要改進(jìn)其機(jī)械強(qiáng)度。因此，已有通過(guò)使用織物或管狀編織物作為膜的支持體增強(qiáng)空心纖維膜的嘗試。這樣的增強(qiáng)的空心纖維膜的一些實(shí)例披露于，例如美國(guó)專(zhuān)利No.4,061,821，和美國(guó)專(zhuān)利No.5,472,607，所述專(zhuān)利提出用織物或管狀編織物增強(qiáng)的具有優(yōu)良的機(jī)械強(qiáng)度的復(fù)合分離膜。Hayano等人的美國(guó)專(zhuān)利No.4,061,821公開(kāi)使用管狀編織物的復(fù)合空心纖維膜的總構(gòu)思。然而，在美國(guó)專(zhuān)利No.4,061,821中，所述管狀編織物不用作支持體，而是完全地嵌入膜中以補(bǔ)償當(dāng)所述空心纖維膜(由丙烯聚合物形成)單獨(dú)在高于8(TC的溫度下使用時(shí)因發(fā)生收縮引起的透水率降低。這樣的復(fù)合膜的缺點(diǎn)在于因膜的厚度增大(所述膜的厚度大于具有管狀編織物涂層的膜)和液體流過(guò)膜的阻礙增大而導(dǎo)致透水率明顯降低。美國(guó)專(zhuān)利No.5,472,607報(bào)告了通過(guò)在膜的表面上涂布增強(qiáng)材料增強(qiáng)復(fù)合物空心膜。在此情況下，增強(qiáng)材料不嵌入復(fù)合膜，但涂布了薄膜，由此過(guò)濾可靠性因薄膜中的缺陷區(qū)域而被破壞。圖1是說(shuō)明美國(guó)專(zhuān)利No.4,061,821中披露的復(fù)合空心纖維膜的放大的截面圖，圖2是說(shuō)明美國(guó)專(zhuān)利No.5,472,607中披露的復(fù)合空心纖維膜的放大的截面圖。如圖1和2所示，這些膜具有指狀結(jié)構(gòu)，且在膜的外部或在薄膜層內(nèi)具有空隙D，其中缺陷區(qū)域(D)由直徑5pm或以上的微孔組成。當(dāng)聚合物膜顯示機(jī)械強(qiáng)度以支持膜時(shí)，空隙可起到缺陷的作用。特別地，當(dāng)表層，即多層薄膜涂層最稠密的最外層，被破壞后，膜的過(guò)濾可靠性可能降低。除優(yōu)良的滲透率，大機(jī)械強(qiáng)度，和高過(guò)濾可靠性之外，用作分離膜的復(fù)合空心纖維膜另外要求高撕裂強(qiáng)度。S卩，要求復(fù)合空心纖維膜具有良好的機(jī)械強(qiáng)度以適合于水處理領(lǐng)域中浸入水中的分離模塊，以承受因水處理系統(tǒng)中充氣引起的在膜之間產(chǎn)生的摩擦和物理沖擊。在這方面，復(fù)合空心纖維膜必需獲得高撕裂強(qiáng)度和過(guò)濾可靠性。美國(guó)專(zhuān)利No.6,354,444提出在由細(xì)度為0.5-7丹尼爾(denier)的單絲制成的編織物上涂有聚合物樹(shù)脂性薄膜的復(fù)合空心纖維膜。為了將空心纖維膜應(yīng)用于多個(gè)水處理領(lǐng)域，具有下列要求高透水率，優(yōu)良的機(jī)械強(qiáng)度，高過(guò)濾可靠性，高撕裂強(qiáng)度，低濃液滲透性，和高剛度?，F(xiàn)有的復(fù)合空心纖維膜可以滿(mǎn)足上述要求中的一些。因此，對(duì)于可以滿(mǎn)足所有上述要求的復(fù)合空心纖維膜的開(kāi)發(fā)存在越來(lái)越大的需求。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于通過(guò)在編織物的支持材料上涂布聚合物樹(shù)脂性薄膜提供管狀編織物，所述管狀編織物實(shí)現(xiàn)高滲透率，優(yōu)良的機(jī)械強(qiáng)度，優(yōu)良的過(guò)濾可靠性，高撕裂強(qiáng)度，和對(duì)原液的滲透易于控制和高剛度，還提供使用所述管狀編織物的復(fù)合空心纖維膜。所述復(fù)合空心纖維膜通過(guò)編織紗線(xiàn)制成，所述紗線(xiàn)通過(guò)組合細(xì)絲和粗絲制成，其特征在于所述細(xì)絲由多個(gè)細(xì)度為0.01丹尼爾到0.4丹尼爾的單絲組成，所述粗絲由至少一個(gè)細(xì)度為3丹尼爾到50丹尼爾的單絲組成。此外，所述復(fù)合空心纖維膜由通過(guò)編織紗線(xiàn)制成的管狀編織物和涂布于所述管狀編織物表面上的聚合物樹(shù)脂性薄膜組成，所述紗線(xiàn)通過(guò)組合細(xì)絲和粗絲制成，其中所述細(xì)絲由多個(gè)細(xì)度為0.01丹尼爾到0.4丹尼爾的單絲組成，所述粗絲由至少一個(gè)細(xì)度為3丹尼爾到50丹尼爾的單絲組成。本發(fā)明復(fù)合空心纖維膜通過(guò)下列優(yōu)勢(shì)說(shuō)明。首先，所述管狀編織物包括細(xì)絲，由此在所述管狀編織物和所述聚合物樹(shù)脂性薄膜之間獲得高撕裂強(qiáng)度。因此，在管狀編織物的表面中形成的孔尺寸減小，從而可能防止原液完全嵌入所述管狀編織物，并防止空心處被原液阻塞。此外，所述管狀編織物包括粗絲，引起復(fù)合空心纖維膜的高剛度和機(jī)械強(qiáng)度。此外，所述管狀編織物涂有所述聚合物樹(shù)脂性薄膜，從而可以補(bǔ)償復(fù)合空心纖維膜的拉伸強(qiáng)度和耐壓性。此外，所述聚合物樹(shù)脂性薄膜含有致密結(jié)構(gòu)的表層和海綿結(jié)構(gòu)的內(nèi)層，產(chǎn)生高過(guò)濾可靠性和透水率。圖1和2是說(shuō)明根據(jù)相關(guān)技術(shù)的復(fù)合空心纖維膜的放大的截面圖3是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方案的復(fù)合空心纖維膜的放大的截面圖。具體實(shí)施例方式下面通過(guò)比較本發(fā)明實(shí)施例和比較實(shí)施例更具體地理解本發(fā)明。然而，本發(fā)明不局限于這些實(shí)施例。圖3是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方案的復(fù)合空心纖維膜的放大的截面圖。如圖3所示，根據(jù)本發(fā)明的復(fù)合空心纖維膜由起增強(qiáng)材料作用的管狀編織物IO，和涂布在管狀編織物10的表面上的聚合物樹(shù)脂性薄膜20組成。管狀編織物IO通過(guò)編織紗線(xiàn)形成，其中紗線(xiàn)通過(guò)組合能夠改進(jìn)復(fù)合空心纖維膜性質(zhì)的細(xì)絲和粗絲制成。首先，管狀編織物10中包括的細(xì)絲引起管狀編織物10和聚合物樹(shù)脂性薄膜20之間的高撕裂強(qiáng)度。此外，管狀編織物10的表面中存在的孔因管狀編織物10中包括的細(xì)絲而尺寸減小，從而可能防止用于形成聚合物樹(shù)脂性薄膜的原液完全嵌入管狀編織物10并防止空心處被原液阻塞。艮P，根據(jù)管狀編織物10中包括細(xì)絲，管狀編織物10和聚合物樹(shù)脂性薄膜20之間的接觸面積增大，從而使涂布在管狀編織物10上的聚合物樹(shù)脂性薄膜20中撕裂強(qiáng)度變高。此外，由于在管狀編織物10的表面中存在的孔尺寸減小，可以防止用于形成涂布在管狀編織物10的表面上的聚合物樹(shù)脂性薄膜20的原液完全嵌入管狀編織物10并防止空心處被原液阻塞。為了改進(jìn)上述性質(zhì)，優(yōu)選地，細(xì)絲由多個(gè)單絲組成，各個(gè)單絲的細(xì)度為0.01丹尼爾到0.4丹尼爾。如果用于細(xì)絲的單絲的細(xì)度在0.4丹尼爾以上，在管狀編織物10和涂布在管狀編織物10的表面上的聚合物樹(shù)脂性薄膜20之間的撕裂強(qiáng)度可能降低，且原液可能滲透。如果用于細(xì)絲的單絲的細(xì)度小于0.01丹尼爾，導(dǎo)致原液滲透性易于控制和管狀編織物10和聚合物樹(shù)脂性薄膜20之間的高撕裂強(qiáng)度，但它可能引起低透水率，生產(chǎn)過(guò)程復(fù)雜，和高生產(chǎn)成本?？紤]到撕裂強(qiáng)度，原液滲透性的易于控制和經(jīng)濟(jì)效率，細(xì)絲由150到7,000個(gè)單絲組成；細(xì)絲的總細(xì)度在30丹尼爾和140丹尼爾之間的范圍內(nèi)。其次，管狀編織物10中包括的粗絲通過(guò)改進(jìn)復(fù)合空心纖維膜的剛度而得到高機(jī)械強(qiáng)度。艮口，粗絲的良好彈性可以改進(jìn)剛度。因此，當(dāng)復(fù)合空心纖維膜用于浸入水中的模塊時(shí)，可以防止空心纖維膜彎曲，捻絲或纏結(jié)。優(yōu)選地，粗絲通過(guò)組合單絲制成，各個(gè)單絲的細(xì)度為3丹尼爾到50丹尼爾。如果粗絲中包括的單絲的細(xì)度小于3丹尼爾，彎曲強(qiáng)度和剛度可由于細(xì)絲的低彈性而惡化。同時(shí)，如果粗絲中包括的單絲的細(xì)度大于50丹尼爾，編織性變差?？紤]到剛度和編織性，粗絲由1到170個(gè)單絲組成，且粗絲的總細(xì)度在3丹尼爾和500丹尼爾之間的范圍內(nèi)。紗線(xiàn)通過(guò)組合粗絲和細(xì)絲制成。優(yōu)選地，紗線(xiàn)通過(guò)組合3或4個(gè)細(xì)絲，和1或2個(gè)粗絲制成?？紤]到管狀編織物10的編織性，管狀編織物10優(yōu)選由15到40個(gè)紗線(xiàn)組成。由粗絲和細(xì)絲組成的總細(xì)度在200丹尼爾到600丹尼爾的范圍內(nèi)，更優(yōu)選在350丹尼爾到500丹尼爾的范圍內(nèi)。如果紗線(xiàn)的總細(xì)度小于200丹尼爾，產(chǎn)率降低。同時(shí)，如果紗線(xiàn)的總細(xì)度大于600丹尼爾，可能引起管狀編織物10的外徑大的問(wèn)題。優(yōu)選地，紗線(xiàn)中包括的細(xì)絲和粗絲的比值為0.1:13:1。更優(yōu)選地，細(xì)絲和粗絲的比值為0.5:12:1。如果紗線(xiàn)中包括的細(xì)絲小于0.1，難以改進(jìn)撕裂強(qiáng)度。如果紗線(xiàn)中包括的粗絲大于3.0，難以改進(jìn)剛度。在根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施方案的管狀編織物10中，細(xì)絲可由聚乙烯對(duì)苯二甲酸酯(PET)的單絲制成，粗絲可由聚乙烯對(duì)苯二甲酸酯(PET)的單絲制成。在根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施方案的管狀編織物10中，細(xì)絲可由聚乙烯對(duì)苯二甲酸酯(PET)的單絲制成，粗絲可由尼龍的單絲制成。如果根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施方案細(xì)絲和粗絲均由PET形成，或根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施方案細(xì)絲和粗絲分別由PET和尼龍形成，復(fù)合空心纖維膜的剛度和透水率如本發(fā)明下列實(shí)施方案所示改進(jìn)。復(fù)合空心纖維膜由涂布在管狀編織物10的表面上的聚合物樹(shù)脂性薄膜20組成，其中聚合物樹(shù)脂性薄膜20對(duì)復(fù)合空心纖維膜的透水率和過(guò)濾可靠性以及對(duì)復(fù)合空心纖維膜的機(jī)械強(qiáng)度有影響?？紤]到機(jī)械強(qiáng)度，聚合物樹(shù)脂性薄膜20的機(jī)械強(qiáng)度低于管狀編織物10的機(jī)械強(qiáng)度。然而，聚合物樹(shù)脂性薄膜20的機(jī)械強(qiáng)度使得它不被破壞或剝離，從而可以補(bǔ)償復(fù)合空心纖維膜的拉伸強(qiáng)度和耐壓性?？紤]到透水率和過(guò)濾可靠性，管狀編織物10比聚合物樹(shù)脂性薄膜20的孔更大。因此，可以通過(guò)聚合物樹(shù)脂性薄膜20的濾液也可通過(guò)管狀編織物10。換言之，濾液的透水率不基于具有相對(duì)大尺寸孔的管狀編織物10而基于具有相對(duì)小尺寸孔的聚合物樹(shù)脂性薄膜20而確定。因此，整個(gè)復(fù)合空心纖維膜的透水率基于聚合物樹(shù)脂性薄膜20的微孔結(jié)構(gòu)和孔隙率確定。聚合物樹(shù)脂性薄膜20的微孔結(jié)構(gòu)和孔隙率基于根據(jù)原液的組成不同的熱力學(xué)穩(wěn)定性確定。即，當(dāng)使用熱力學(xué)穩(wěn)定的濃液時(shí)，得到的膜具有指狀結(jié)構(gòu)。相反，熱力學(xué)穩(wěn)定性低的原液形成沒(méi)有空隙或缺陷區(qū)域的海綿結(jié)構(gòu)。例如，原液用具有強(qiáng)溶解能力的溶劑(比如N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP))溶解，得到的薄膜將具有指狀結(jié)構(gòu)，因?yàn)樗鰸庖壕哂懈邿崃W(xué)穩(wěn)定性。聚合物樹(shù)脂性薄膜20包括具有致密結(jié)構(gòu)的表層，和具有海綿結(jié)構(gòu)的內(nèi)層，從而改進(jìn)過(guò)濾可靠性和透水率。此處使用的術(shù)語(yǔ)"內(nèi)層"表示該層在管狀膜結(jié)構(gòu)的內(nèi)部形成。表層具有直徑在O.Olpm到1,的微孔。內(nèi)層具有直徑小于10jLim，更優(yōu)選小于5，的微孔。當(dāng)聚合物樹(shù)脂性薄膜20的內(nèi)層中存在任何大于10Mm的缺陷區(qū)域，g卩，聚合物樹(shù)脂性薄膜20的內(nèi)層中存在直徑為10pm或更大的微孔時(shí)，過(guò)濾可靠性大大降低。在本發(fā)明一具體實(shí)施方案中，海綿結(jié)構(gòu)的內(nèi)層中形成的微孔的直徑向管狀膜的中央空心核心連續(xù)且逐漸地增大，由此透水率提高。聚合物樹(shù)脂性薄膜20涂布在管狀編織物10上后，進(jìn)行凝結(jié)處理。對(duì)于該凝結(jié)處理，因有機(jī)溶劑的排出而形成孔。此時(shí)，由于聚合物樹(shù)脂性薄膜20的表層比聚合物樹(shù)脂性薄膜20的內(nèi)層更快凝結(jié)，在聚合物樹(shù)脂性薄膜20的表層中形成的孔相對(duì)小于聚合物樹(shù)脂性薄膜20的內(nèi)層中形成的孔。此外，如果最小化凝結(jié)聚合物樹(shù)脂性薄膜20的時(shí)間，聚合物樹(shù)脂性薄膜20從表層到內(nèi)層順序凝結(jié)，由此，微孔的直徑從表層到內(nèi)層逐漸增大。考慮到機(jī)械強(qiáng)度和透水率，聚合物樹(shù)脂性薄膜20的厚度優(yōu)選在10~200^im的范圍內(nèi)。如果聚合物樹(shù)脂性薄膜20的厚度小于10pm，機(jī)械強(qiáng)度降低。相反，如果聚合物樹(shù)脂性薄膜20的厚度大于200,，透水率降低。此外，優(yōu)選地，聚合物樹(shù)脂性薄膜20滲入管狀編織物10的長(zhǎng)度為管狀編織物10的厚度(g卩，管狀編織物10的外徑和管狀編織物10的內(nèi)徑之間的差值)的10%~30%。如果聚合物樹(shù)脂性薄膜20滲入管狀編織物10的長(zhǎng)度小于管狀編織物10的厚度的10%，具有機(jī)械強(qiáng)度低的缺點(diǎn)。同時(shí)，如果聚合物樹(shù)脂性薄膜20滲入管狀編織物10的長(zhǎng)度大于管狀編織物10的厚度的30%，透水率降低。本發(fā)明的聚合物樹(shù)脂性薄膜20通過(guò)將由聚合物樹(shù)脂、有機(jī)溶劑、和聚乙烯吡咯垸酮和親水化合物的添加劑組成的紡絲濃液涂布在管狀編織物IO的表面上形成。用通過(guò)將紡絲濃液涂布在管狀編織物10的表面上形成的聚合物樹(shù)脂性薄膜20制造復(fù)合空心纖維膜的方法包括下列步驟通過(guò)使管狀編織物10通過(guò)雙管狀噴嘴的中央部同時(shí)將紡絲濃液供給管狀編織物10的表面而將紡絲濃液涂布在管狀編織物10的表面上；在雙管狀噴嘴外的空氣中將它們擠出；在外部凝結(jié)液中將它們凝結(jié)以形成復(fù)合空心纖維膜結(jié)構(gòu)；和洗滌并干燥復(fù)合空心纖維膜結(jié)構(gòu)。此時(shí)，用于形成聚合物樹(shù)脂性薄膜的紡絲濃液可通過(guò)將聚合物樹(shù)脂、添加劑(聚乙烯吡咯垸酮)、和親水化合物溶于有機(jī)溶劑而獲得。在本發(fā)明一具體實(shí)施方案中，紡絲濃液可由10重量％到50重量％的聚合物樹(shù)脂，l重量％到30重量％的添加劑(聚乙烯吡咯垸酮)加親水化合物，和20重量°/。到89重量％的有機(jī)溶劑制成。所述聚合物樹(shù)脂可以是聚砜樹(shù)脂、聚醚砜樹(shù)脂、磺化聚砜樹(shù)脂、聚偏氟乙烯(PVDF)樹(shù)脂、聚丙烯腈(PAN)樹(shù)脂、聚酰亞胺樹(shù)脂、聚酰胺亞胺樹(shù)脂、聚醚酰亞胺樹(shù)脂等。所述有機(jī)溶劑可以是二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺或它們的混合物。所述親水化合物是水或二醇化合物。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，所述親水化合物是分子量小于2,000的聚乙二醇。由于水或親水的二醇化合物降低紡絲濃液的穩(wěn)定性，更可能形成海綿結(jié)構(gòu)的聚合物樹(shù)脂性薄膜。這是因?yàn)榫酆衔飿?shù)脂趨向于形成指狀結(jié)構(gòu)薄膜，其中當(dāng)紡絲濃液的穩(wěn)定性高時(shí)，膜中形成缺陷或空隙(直徑大于10(im的)，而當(dāng)紡絲濃液的穩(wěn)定性低時(shí)，趨向于形成海綿結(jié)構(gòu)薄膜。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，通過(guò)加入親水化合物比如水或二醇化合物降低紡絲濃液的穩(wěn)定性，引起海綿結(jié)構(gòu)膜的形成，且所述添加劑通過(guò)使所述膜親水而增大其透水率。下面將通過(guò)下列實(shí)施例和比較實(shí)施例說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的復(fù)合空心纖維膜的有利性質(zhì)。實(shí)施例1首先，通過(guò)組合三個(gè)65丹尼爾的細(xì)絲和一個(gè)360丹尼爾的粗絲制成一個(gè)紗線(xiàn)，所述細(xì)絲由216股細(xì)度為0.3丹尼爾的PET單絲組成，所述粗絲由48股細(xì)度為7.5丹尼爾的單絲組成。此時(shí)，一個(gè)紗線(xiàn)的總細(xì)度為555丹尼爾。此外，細(xì)絲的總細(xì)度和粗絲的總細(xì)度的比值為0.54。然后，通過(guò)編制20個(gè)紗線(xiàn)制成外徑為2.6mm的管狀編織物。然后，通過(guò)將由17重量％的聚砜組成的聚合物樹(shù)脂，和由9重量％的聚乙烯吡咯垸酮和10重量％的聚乙二醇組成的添加劑混合并溶解在由64重量％的二甲基甲酰胺組成的有機(jī)溶劑中制備透明紡絲原液。將所述透明紡絲原液注入直徑為2.5mm的雙管狀噴嘴，同時(shí)使所述管狀編織物通過(guò)雙管狀噴嘴的中央部，使得紡絲原液涂布在管狀編織物的表面上，并擠出到空氣中。此時(shí)，編織的進(jìn)行速度和紡絲原液的進(jìn)料速度的比值(k)為750g/m2，紡絲原液的涂布厚度為0.2mm。使涂有紡絲原液的管狀編織物通過(guò)10cm的空氣間隙后，在溫度為35"的外部凝結(jié)浴中凝結(jié)。然后，通過(guò)在洗滌容器中洗滌并在洗滌后巻繞而制備復(fù)合空心纖維膜。實(shí)施例2首先，通過(guò)組合三個(gè)65丹尼爾的細(xì)絲和一個(gè)240丹尼爾的粗絲制成一個(gè)紗線(xiàn)，所述細(xì)絲由650股細(xì)度為0.1丹尼爾的PET單絲組成，所述粗絲由48股細(xì)度為5丹尼爾的單絲組成。此時(shí)，一個(gè)紗線(xiàn)的總細(xì)度為435丹尼爾。此外，細(xì)絲的總細(xì)度和粗絲的總細(xì)度的比值為0.81。按照和實(shí)施例1相同的過(guò)程和條件生產(chǎn)復(fù)合空心纖維膜，但使用通過(guò)20個(gè)紗線(xiàn)編織的外徑為2mm的管狀編織物。實(shí)施例3首先，通過(guò)組合四個(gè)65丹尼爾的細(xì)絲和兩個(gè)100丹尼爾的粗絲制成兩個(gè)紗線(xiàn)，所述細(xì)絲由650股細(xì)度為0.1丹尼爾的PET單絲組成，所述粗絲由2股細(xì)度為50丹尼爾的尼龍單絲組成。此時(shí)，兩個(gè)紗線(xiàn)的總細(xì)度為460丹尼爾。此外，細(xì)絲的總細(xì)度和粗絲的總細(xì)度的比值為1.3。按照和實(shí)施例1相同的過(guò)程和條件生產(chǎn)復(fù)合空心纖維膜，但使用通過(guò)20個(gè)紗線(xiàn)編織的外徑為2.7mm的管狀編織物。實(shí)施例4按照和實(shí)施例1相同的過(guò)程和條件生產(chǎn)復(fù)合空心纖維膜，但在紡絲原液的生產(chǎn)中使用聚偏氟乙烯樹(shù)脂作為聚合物樹(shù)脂。實(shí)施例5按照和實(shí)施例2相同的過(guò)程和條件生產(chǎn)復(fù)合空心纖維膜，但在紡絲原液的生產(chǎn)中使用聚偏氟乙烯樹(shù)脂作為聚合物樹(shù)脂。實(shí)施例6按照和實(shí)施例1相同的方法和條件生產(chǎn)復(fù)合空心纖維膜，但通過(guò)組合四個(gè)30丹尼爾的細(xì)絲和一個(gè)80丹尼爾的粗絲制備紗線(xiàn)，所述細(xì)絲由3000股細(xì)度為0.01丹尼爾的PET單絲組成，所述粗絲由16股細(xì)度為5丹尼爾的PET單絲組成。實(shí)施例7按照和實(shí)施例1相同的方法和條件生產(chǎn)復(fù)合空心纖維膜，但通過(guò)組合三個(gè)140丹尼爾的細(xì)絲和一個(gè)180丹尼爾的粗絲制備紗線(xiàn)，所述細(xì)絲由350股細(xì)度為0.4丹尼爾的PET單絲組成，所述粗絲由18股細(xì)度為10丹尼爾的PET單絲組成。實(shí)施例8按照和實(shí)施例1相同的方法和條件生產(chǎn)復(fù)合空心纖維膜，除了通過(guò)組合四個(gè)48.5丹尼爾的細(xì)絲和兩個(gè)3丹尼爾的粗絲制備紗線(xiàn)，所述細(xì)絲由485股細(xì)度為0.1丹尼爾的PET單絲組成，所述粗絲由1股細(xì)度為3丹尼爾的PET單絲組成。實(shí)施例9按照和實(shí)施例1相同的方法和條件生產(chǎn)復(fù)合空心纖維膜，但通過(guò)組合三個(gè)33.3丹尼爾的細(xì)絲和一個(gè)500丹尼爾的粗絲制備紗線(xiàn)，所述細(xì)絲由333股細(xì)度為0.1丹尼爾的PET單絲組成，所述粗絲由10股細(xì)度為50丹尼爾的PET單絲組成。實(shí)施例10按照和實(shí)施例1相同的方法和條件生產(chǎn)復(fù)合空心纖維膜，但通過(guò)組合三個(gè)30丹尼爾的細(xì)絲和兩個(gè)450丹尼爾的粗絲制備紗線(xiàn)，所述細(xì)絲由300股細(xì)度為0.1丹尼爾的PET單絲組成，所述粗絲由45股細(xì)度為10丹尼爾的PET單絲組成。實(shí)施例11按照和實(shí)施例1相同的方法和條件生產(chǎn)復(fù)合空心纖維膜，但通過(guò)組合三個(gè)100丹尼爾的細(xì)絲和一個(gè)100丹尼爾的粗絲制備紗線(xiàn)，所述細(xì)絲由1000股細(xì)度為0.1丹尼爾的PET單絲組成，所述粗絲由10股細(xì)度為10丹尼爾的PET單絲組成。比較實(shí)施例1按照和實(shí)施例1相同的過(guò)程和條件生產(chǎn)復(fù)合空心纖維膜，但使用通過(guò)3個(gè)150丹尼爾的多細(xì)絲編織的外徑為2.6mm的管狀編織物，所述細(xì)絲由600股細(xì)度為0.25丹尼爾的PET單絲組成。比較實(shí)施例2按照和實(shí)施例1相同的過(guò)程和條件生產(chǎn)復(fù)合空心纖維膜，但使用通過(guò)3個(gè)100丹尼爾的多細(xì)絲編織的外徑為2.6mm的管狀編織物，所述細(xì)絲由100股細(xì)度為1.0丹尼爾的單絲組成。對(duì)得到的復(fù)合空心纖維膜的結(jié)構(gòu)和物理性質(zhì)的評(píng)價(jià)的結(jié)果示于表l。撕裂強(qiáng)度通過(guò)使用拉伸試驗(yàn)機(jī)測(cè)量從管狀編織物剝離涂布的聚合物樹(shù)脂性薄膜時(shí)的負(fù)載并除以施加剪切強(qiáng)度施加的面積m2以計(jì)算撕裂強(qiáng)度。詳細(xì)的測(cè)量條件如下。-測(cè)量工具Instron4303-負(fù)載元件1KN-十字頭速度25mm/分鐘國(guó)抓距50mm-樣品通過(guò)使用聚氨酯樹(shù)脂將一股復(fù)合空心纖維膜結(jié)合并固定至直徑為6mm的聚丙烯管而生產(chǎn)樣品，結(jié)合部分的長(zhǎng)度為10mm.撕裂強(qiáng)度(降屈服點(diǎn)的負(fù)載(kg)剪切強(qiáng)度的施加面積(m2)撕裂強(qiáng)度定義為樣品延伸后對(duì)涂布的聚合物樹(shù)脂性薄膜每單位面積施加的剪切強(qiáng)度。剪切強(qiáng)度的施加面積(m、通過(guò)下列等式計(jì)算TlX復(fù)合空心纖維膜的外徑(m)x復(fù)合空心纖維膜的結(jié)合部分的長(zhǎng)度(m)。原液的滲透用顯微鏡檢査制得的復(fù)合空心纖維膜的截面以觀(guān)察原液滲入管狀編織物的程度。14剛度測(cè)量在Instron⑧4303中復(fù)合空心纖維膜受壓于樣品支架并以壓縮模式彎曲時(shí)的最大負(fù)載并由此計(jì)算剛度。-測(cè)量工具Instron4303-負(fù)載元件10N-十字頭速度20mm/分鐘-抓距100mm-樣品長(zhǎng)度為150mm的復(fù)合空心纖維膜透水率(Lp)首先，制備四股復(fù)合空心纖維膜和直徑為10mm且長(zhǎng)度為170mm的丙烯管。將復(fù)合空心纖維膜切成160mm的長(zhǎng)度，用粘合劑密封切割后的復(fù)合空心纖維膜的一端。將復(fù)合空心纖維膜插入丙烯管后，密封丙烯管一端和復(fù)合空心纖維膜之間的空間。然后，在丙烯管中放入純水并對(duì)丙烯管施加氮?dú)鈮阂环昼?，測(cè)量通過(guò)復(fù)合空心纖維膜滲透的純水的量。透水率(Lp)的單位是(ml/cm2)x(分鐘)x(kg/cm2)。表h復(fù)合空心纖維膜的物理性質(zhì)的結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>比較實(shí)施例20.660.147滲透((空心處被濃液阻塞)一如上述結(jié)果所示，根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施方案由細(xì)絲和粗絲組成的紗線(xiàn)制成的復(fù)合空心纖維膜具有優(yōu)良的滲透率，高撕裂強(qiáng)度和高的剛度。當(dāng)復(fù)合空心纖維膜由相同種類(lèi)的細(xì)度大于0.5丹尼爾的單絲組成時(shí)，編織物由細(xì)度為0.5丹尼爾或以上的細(xì)單絲組成。因此，和聚合物樹(shù)脂性薄膜接觸的編織物的表面積減少使得涂布在編織物的表面上的聚合物樹(shù)脂性薄膜的撕裂強(qiáng)度降低。在編織物的表面中存在的孔因粗單絲而尺寸增大，涂布的聚合物樹(shù)脂的原液滲入編織物，使得原液可以完全嵌入編織物或空心處可能被原液阻塞，從而增大滲透阻力。因此，它阻止?jié)B透的水的平穩(wěn)流動(dòng)，使得膜的滲透率大大降低。如果增加原液的粘度以阻止?jié)庖簼B透，則由于對(duì)涂層成分的多樣性的限制而不可能生產(chǎn)最佳的膜。同時(shí)，復(fù)合空心纖維膜的編織物可由相同種類(lèi)的細(xì)度為0.5丹尼爾或更少的單絲組成的細(xì)多絲制成，以改進(jìn)撕裂強(qiáng)度并減少濃液的滲透。在此情況下，它因?yàn)槟さ牡蛣偠榷荒苡糜诮胨械哪K。即，由于細(xì)多絲具有低彈性，管狀編織物的剛度降低。因此，如果使用所述細(xì)絲的編織物用于浸入水中的模塊，復(fù)合空心纖維膜傾向于彎曲，捻絲或纏結(jié)。工業(yè)實(shí)用性本發(fā)明的管狀編織物和使用該管狀編織物的復(fù)合空心纖維膜可用于水處理領(lǐng)域。1權(quán)利要求1.管狀編織物，所述管狀編織物通過(guò)編織紗線(xiàn)制成，所述紗線(xiàn)通過(guò)組合細(xì)絲和粗絲制成，其中所述細(xì)絲由多個(gè)細(xì)度為0.01到0.4丹尼爾的單絲組成，所述粗絲由至少一個(gè)細(xì)度為3到50丹尼爾的單絲組成。2.根據(jù)權(quán)利要求l的管狀編織物，其中所述紗線(xiàn)的總細(xì)度是200到600丹尼爾。3.根據(jù)權(quán)利要求1的管狀編織物，其中所述紗線(xiàn)中包括的所述細(xì)絲的總細(xì)度和所述粗絲的總細(xì)度的比值是0.1:13:1。4.根據(jù)權(quán)利要求1的管狀編織物，其中所述細(xì)絲通過(guò)組合150到7,000個(gè)單絲制成，且所述細(xì)絲的總細(xì)度在30到140丹尼爾的范圍內(nèi)。5.根據(jù)權(quán)利要求1的管狀編織物，其中所述粗絲通過(guò)組合1到170個(gè)單絲制成，且所述粗絲的總細(xì)度在3到500丹尼爾的范圍內(nèi)。6.根據(jù)權(quán)利要求1的管狀編織物，其中所述紗線(xiàn)通過(guò)組合34個(gè)細(xì)絲和1~2個(gè)粗絲制成。7.根據(jù)權(quán)利要求1的管狀編織物，其中所述管狀編織物通過(guò)編織15到40個(gè)紗線(xiàn)制成。8.根據(jù)權(quán)利要求1的管狀編織物，其中所述細(xì)絲由聚乙烯對(duì)苯二甲酸酯(PET)形成，所述粗絲由尼龍形成。9.根據(jù)權(quán)利要求1的管狀編織物，其中所述細(xì)絲由聚乙烯對(duì)苯二甲酸酯(PET)形成，所述粗絲由聚乙烯對(duì)苯二甲酸酯(PET)形成。10.復(fù)合空心纖維膜，所述纖維膜含有通過(guò)編織紗線(xiàn)制成的管狀編織物和涂布于所述管狀編織物表面上的聚合物樹(shù)脂性薄膜，所述紗線(xiàn)通過(guò)組合細(xì)絲和粗絲制成，其中所述細(xì)絲由多個(gè)細(xì)度為0.01到0.4丹尼爾的單絲組成，所述粗絲由至少一個(gè)細(xì)度為3到50丹尼爾的單絲組成。11.根據(jù)權(quán)利要求10的復(fù)合空心纖維膜，其中所述聚合物樹(shù)脂性薄膜由具有直徑為0.01到1um的微孔的表層和具有直徑為0.01到IOpm的微孔的內(nèi)層組成。12.根據(jù)權(quán)利要求11的復(fù)合空心纖維膜，其中在所述內(nèi)層中形成的微孔的直徑向管狀膜的中央空心核心連續(xù)且逐漸地增大。13.根據(jù)權(quán)利要求10的復(fù)合空心纖維膜，其中聚合物樹(shù)脂性薄膜的厚度在10~200(mi的范圍內(nèi)。14.根據(jù)權(quán)利要求10的復(fù)合空心纖維膜，其中所述聚合物樹(shù)脂性薄膜滲入所述管狀編織物，且其滲入長(zhǎng)度為所述管狀編織物的外徑和所述管狀編織物的內(nèi)徑之差的10~30%。15.根據(jù)權(quán)利要求10的復(fù)合空心纖維膜，其中通過(guò)使用由聚合物樹(shù)脂、有機(jī)溶劑、和聚乙烯吡咯烷酮和親水化合物的添加劑組成的紡絲原液將所述聚合物樹(shù)脂性薄膜涂布在管狀編織物的表面上。16.根據(jù)權(quán)利要求15的復(fù)合空心纖維膜，其中包括10到50重量％的聚合物樹(shù)脂，1到30重量％的聚乙烯吡咯垸酮和親水化合物的添加劑，和20到89重量％的有機(jī)溶劑。17.根據(jù)權(quán)利要求15的復(fù)合空心纖維膜，其中所述聚合物樹(shù)脂由選自基于下列材料的材料組的至少一種形成聚砜樹(shù)脂、聚醚砜樹(shù)脂、磺化聚砜樹(shù)脂、聚偏氟乙烯(PVDF)樹(shù)脂、聚丙烯腈(PAN)樹(shù)脂、聚酰亞胺樹(shù)脂、聚酰胺亞胺樹(shù)脂、或聚醚酰亞胺樹(shù)脂；所述有機(jī)溶劑由選自基于二甲基乙酰胺、或二甲基甲酰胺的至少一種形成；和所述親水化合物由選自基于水或二醇化合物的至少一種形成。18.根據(jù)權(quán)利要求10的復(fù)合空心纖維膜，其中所述紗線(xiàn)的總細(xì)度是200到600丹尼爾。19.根據(jù)權(quán)利要求10的復(fù)合空心纖維膜，其中所述紗線(xiàn)中包括的所述細(xì)絲和所述粗絲的比值是0上13:1。20.根據(jù)權(quán)利要求10的復(fù)合空心纖維膜，其中所述細(xì)絲通過(guò)組合150到7,000個(gè)單絲制成，且所述細(xì)絲的總細(xì)度在30到140丹尼爾的范圍內(nèi)。21.根據(jù)權(quán)利要求10的復(fù)合空心纖維膜，其中所述粗絲通過(guò)組合1到170個(gè)單絲制成，且所述粗絲的總細(xì)度在3到500丹尼爾的范圍內(nèi)。22.根據(jù)權(quán)利要求10的復(fù)合空心纖維膜，其中所述紗線(xiàn)通過(guò)組合34個(gè)細(xì)絲和12個(gè)粗絲制成。23.根據(jù)權(quán)利要求10的復(fù)合空心纖維膜，其中所述管狀編織物通過(guò)編織15到40個(gè)紗線(xiàn)制成。24.根據(jù)權(quán)利要求10的復(fù)合空心纖維膜，其中所述細(xì)絲由聚乙烯對(duì)苯二甲酸酯(PET)形成，所述粗絲由尼龍形成。25.根據(jù)權(quán)利要求10的復(fù)合空心纖維膜，其中所述細(xì)絲由聚乙烯對(duì)苯二甲酸酯(PET)形成，所述粗絲由聚乙烯對(duì)苯二甲酸酯(PET)形成。全文摘要公開(kāi)了管狀編織物和使用所述管狀編織物的復(fù)合空心纖維膜。所述管狀編織物通過(guò)編織紗線(xiàn)制成，所述紗線(xiàn)通過(guò)組合細(xì)絲和粗絲制成，其中所述細(xì)絲由多個(gè)細(xì)度為0.01到0.4丹尼爾的單絲組成，所述粗絲由至少一個(gè)細(xì)度為3到50丹尼爾的單絲組成。此外，使用本發(fā)明的管狀編織物的復(fù)合空心纖維膜可實(shí)現(xiàn)優(yōu)良的透水率、高機(jī)械強(qiáng)度、良好的過(guò)濾可靠性、大撕裂強(qiáng)度、低濃液滲透性和高剛度。文檔編號(hào)B01D71/00GK101588859SQ200880003233公開(kāi)日2009年11月25日申請(qǐng)日期2008年2月5日優(yōu)先權(quán)日2007年2月7日發(fā)明者尹浚起,崔成學(xué),慎鏞哲,李武錫申請(qǐng)人:可隆株式會(huì)社