CN101765456A - 分离膜支撑体和其制造方法 - Google Patents

分离膜支撑体和其制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101765456A
CN101765456A CN200880101073A CN200880101073A CN101765456A CN 101765456 A CN101765456 A CN 101765456A CN 200880101073 A CN200880101073 A CN 200880101073A CN 200880101073 A CN200880101073 A CN 200880101073A CN 101765456 A CN101765456 A CN 101765456A
Authority
CN
China
Prior art keywords
nonwoven fabric
long fibers
membrane support
separation
plain
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN200880101073A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101765456B (zh
Inventor
羽根亮一
荻原淳
松浦博幸
中野洋平
涩泽直树
楫野龙哉
矢掛善和
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toray Industries Inc
Original Assignee
Toray Industries Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toray Industries Inc filed Critical Toray Industries Inc
Publication of CN101765456A publication Critical patent/CN101765456A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101765456B publication Critical patent/CN101765456B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D69/00Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D69/10Supported membranes; Membrane supports
    • B01D69/107Organic support material
    • B01D69/1071Woven, non-woven or net mesh
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D69/00Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D69/12Composite membranes; Ultra-thin membranes
    • B01D69/1213Laminated layers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D69/00Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D69/12Composite membranes; Ultra-thin membranes
    • B01D69/1216Three or more layers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D71/00Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D71/06Organic material
    • B01D71/66Polymers having sulfur in the main chain, with or without nitrogen, oxygen or carbon only
    • B01D71/68Polysulfones; Polyethersulfones
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B5/00Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
    • B32B5/02Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by structural features of a fibrous or filamentary layer
    • B32B5/022Non-woven fabric
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B5/00Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
    • B32B5/02Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by structural features of a fibrous or filamentary layer
    • B32B5/08Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by structural features of a fibrous or filamentary layer the fibres or filaments of a layer being of different substances, e.g. conjugate fibres, mixture of different fibres
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B5/00Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
    • B32B5/22Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B5/00Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
    • B32B5/22Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed
    • B32B5/24Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed one layer being a fibrous or filamentary layer
    • B32B5/26Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed one layer being a fibrous or filamentary layer another layer next to it also being fibrous or filamentary
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B5/00Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
    • B32B5/22Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed
    • B32B5/24Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed one layer being a fibrous or filamentary layer
    • B32B5/26Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed one layer being a fibrous or filamentary layer another layer next to it also being fibrous or filamentary
    • B32B5/265Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed one layer being a fibrous or filamentary layer another layer next to it also being fibrous or filamentary characterised by one fibrous or filamentary layer being a non-woven fabric layer
    • DTEXTILES; PAPER
    • D04BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04HMAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H3/00Non-woven fabrics formed wholly or mainly of yarns or like filamentary material of substantial length
    • D04H3/08Non-woven fabrics formed wholly or mainly of yarns or like filamentary material of substantial length characterised by the method of strengthening or consolidating
    • D04H3/16Non-woven fabrics formed wholly or mainly of yarns or like filamentary material of substantial length characterised by the method of strengthening or consolidating with bonds between thermoplastic filaments produced in association with filament formation, e.g. immediately following extrusion
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2239/00Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D2239/06Filter cloth, e.g. knitted, woven non-woven; self-supported material
    • B01D2239/0604Arrangement of the fibres in the filtering material
    • B01D2239/0627Spun-bonded
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2323/00Details relating to membrane preparation
    • B01D2323/08Specific temperatures applied
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2323/00Details relating to membrane preparation
    • B01D2323/42Details of membrane preparation apparatus
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2325/00Details relating to properties of membranes
    • B01D2325/24Mechanical properties, e.g. strength
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2250/00Layers arrangement
    • B32B2250/20All layers being fibrous or filamentary
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2262/00Composition or structural features of fibres which form a fibrous or filamentary layer or are present as additives
    • B32B2262/02Synthetic macromolecular fibres
    • B32B2262/0276Polyester fibres
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2262/00Composition or structural features of fibres which form a fibrous or filamentary layer or are present as additives
    • B32B2262/12Conjugate fibres, e.g. core/sheath or side-by-side
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/40Properties of the layers or laminate having particular optical properties
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/50Properties of the layers or laminate having particular mechanical properties
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/50Properties of the layers or laminate having particular mechanical properties
    • B32B2307/538Roughness
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/50Properties of the layers or laminate having particular mechanical properties
    • B32B2307/54Yield strength; Tensile strength
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/70Other properties
    • B32B2307/718Weight, e.g. weight per square meter
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/70Other properties
    • B32B2307/72Density
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/70Other properties
    • B32B2307/724Permeability to gases, adsorption
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/70Other properties
    • B32B2307/732Dimensional properties
    • B32B2307/734Dimensional stability
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T442/00Fabric [woven, knitted, or nonwoven textile or cloth, etc.]
    • Y10T442/60Nonwoven fabric [i.e., nonwoven strand or fiber material]
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T442/00Fabric [woven, knitted, or nonwoven textile or cloth, etc.]
    • Y10T442/60Nonwoven fabric [i.e., nonwoven strand or fiber material]
    • Y10T442/659Including an additional nonwoven fabric
    • Y10T442/66Additional nonwoven fabric is a spun-bonded fabric
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T442/00Fabric [woven, knitted, or nonwoven textile or cloth, etc.]
    • Y10T442/60Nonwoven fabric [i.e., nonwoven strand or fiber material]
    • Y10T442/659Including an additional nonwoven fabric
    • Y10T442/671Multiple nonwoven fabric layers composed of the same polymeric strand or fiber material
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T442/00Fabric [woven, knitted, or nonwoven textile or cloth, etc.]
    • Y10T442/60Nonwoven fabric [i.e., nonwoven strand or fiber material]
    • Y10T442/681Spun-bonded nonwoven fabric

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Abstract

本发明提供一种在支撑微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜等分离膜时具有优异的制膜性和机械强度的分离膜支撑体,还提供使用该分离膜支撑体而成的分离膜和流体分离元件。本发明的分离膜支撑体由长纤维无纺布构成,所述长纤维无纺布由热塑性连续长纤维构成,并且优选使用在高熔点聚合物的周围配置了熔点比该高熔点聚合物的熔点低10~140℃的低熔点聚合物的复合型长纤维作为所述热塑性连续长纤维。

Description

分离膜支撑体和其制造方法
技术领域
本发明涉及由长纤维无纺布制成的、用于支撑微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜等的分离膜的分离膜支撑体和其制造方法,其中,所述长纤维无纺布是由热塑性连续长纤维构成的。另外,本发明还涉及使用该分离膜支撑体的分离膜和流体分离元件。
背景技术
近年来很多情况中使用膜技术进行水处理。例如,已使用微滤膜、超滤膜进行净水场的水处理,使用反渗透膜进行海水的淡水化处理。另外,已使用反渗透膜、纳滤膜进行半导体制造用水、热水器用水、医疗用水和试验用纯水等的处理。进而已在下水道废水的处理中使用微滤膜、超滤膜来进行膜分离活性污泥法。
根据分离膜的形状将这些分离膜大致分成平膜和中空丝膜。这些分离膜中的主要由合成聚合物形成的平膜,由于具有分离功能的膜单体的机械强度不好,所以很多情况下要与无纺布、织布等支撑体一体化后再使用。
一般具有分离功能的膜和支撑体通过下述方法来一体化,即在无纺布、织布等的支撑体上流延并固定作为具有分离功能的膜的原料的高分子聚合物的溶液。另外,对于反渗透膜等的半透膜而言,先在无纺布、织布等的支撑体上流延高分子聚合物的溶液以形成支撑层,然后在该支撑层上形成半透膜,通过这样的方法等来一体化。
因此,要求作为支撑体的无纺布、织布等具有优异的制膜性,使得在流延高分子聚合物的溶液时,高分子聚合物的溶液不会因过度渗透而穿透背面,不会使膜物质剥离,进而不会因支撑体起毛等而出现膜的不均匀化、小孔等的缺陷。
另外,在大多在高压下使用的反渗透膜等的半透膜的情况中,特别要求支撑体具有高机械强度和高尺寸稳定性。
过去,作为这种分离膜支撑体已提出了以双重结构为基本的、由多层结构体的无纺布制成的分离膜支撑体(参照专利文献1。),所述双重结构具有使用较粗的纤维而成的、开孔和表面粗糙度较大的表面层、和使用较细纤维而成的、开孔较小的具有致密结构的背面层。另外,作为用于流延半透膜形成用聚合物溶液来形成膜的、由无纺布制成的半透膜支撑体,已提出了一种半透膜支撑体(专利文献2参照。),其无纺布为由透气率为5~50cc/cm2/秒的低密度层、和透气率为0.1cc/cm2/秒以上但小于5cc/cm2/秒的高密度层层叠并一体化而成的二层结构无纺布,并且整体的透气率为0.1~4.5cc/cm2/秒。
但这些膜支撑体均不是由连续长纤维构成的无纺布,而是由短纤维构成的无纺布,所以可能会由于起毛而使得膜变得不均匀、出现缺陷。并且在这些文献中,没有任何提案涉及无纺布的强度,另外也没有关于强度的详细记载,所以存在不能得到作为膜支撑体的充分机械强度和尺寸稳定性的问题。
另外,作为这种分离膜支撑体,已提出了由伸长5%时的纵向(MD)和横向(CD)的裂断长度的平均值为4.0km以上、并且透气率为0.2~10.0cc/cm2·秒的无纺布制成的半透膜支撑体(参照专利文献3。)。但制成该半透膜支撑体的该无纺布不是由连续长纤维构成的,而是由抄纸法制造的短纤维构成的。因此,为了得到具有必要高度的机械强度的半透膜支撑体,需要进行大量复杂的工序,即先熔融纺丝,然后将纱条在温水浴中拉伸,接着进行紧张热处理和/或松弛热处理等,使构成无纺布的纤维的双屈折率非常大,并且需使热收缩应力在特定的范围等。因此,该提案的半透膜支撑体,制造成本高,并且由于是由短纤维构成的无纺布制成的,所以会存在因起毛而导致膜变得不均匀、出现缺陷的问题。
专利文献1:日本特公平4-21526号公报
专利文献2:日本特公平5-35009号公报
专利文献3:日本特许第3153487号公报
发明内容
因此,本发明的目的在于提供由长纤维无纺布构成的,在支撑微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜等分离膜时具有优异的制膜性和机械强度的分离膜支撑体和其制造方法,其中,所述长纤维无纺布是由热塑性连续长纤维构成的。
本发明的另一目的是提供使用上述的分离膜支撑体而成的分离膜和流体分离元件。
本发明为了解决上述课题,采用了下述方法。
即,本发明的分离膜支撑体由长纤维无纺布构成,所述长纤维无纺布由热塑性连续长纤维构成。
根据本发明的分离膜支撑体的优选方式,所述长纤维无纺布是由长纤维构成的无纺布2~5层层叠而成的叠层长纤维无纺布。
根据本发明的分离膜支撑体的优选方式,所述叠层长纤维无纺布的至少1层是纺粘无纺布。
根据本发明的分离膜支撑体的优选方式,所述长纤维无纺布实质上仅含有纺粘无纺布。
根据本发明的分离膜支撑体的优选方式,所述长纤维无纺布的横向拉伸强度为50N/5cm以上,并且拉伸强度的纵横比为2.7以下。
根据本发明的分离膜支撑体的优选方式,所述长纤维无纺布的拉伸强度为80~900N/5cm,断裂伸长率为15~50%,并且通过下式计算出的强伸度积为120~1300N/5cm,
强伸度积[N/5cm]=拉伸强度[N/5cm]×(1+断裂伸长率[%]/100)。
根据本发明的分离膜支撑体的优选方式,长纤维无纺布沿纵向和横向伸长5%时的应力分别为50N/5cm以上。
根据本发明的分离膜支撑体的优选方式,所述长纤维无纺布伸长5%时的应力的纵横比为2.7以下。
根据本发明的分离膜支撑体的优选方式,所述热塑性连续长纤维是复合型长纤维,所述复合型长纤维中含有熔点不同的聚合物,并且在高熔点聚合物的周围配置了熔点比该高熔点聚合物的熔点低10~140℃的低熔点聚合物。
根据本发明的分离膜支撑体的优选方式,所述长纤维无纺布的透射光亮度变异系数为1.0~6.0%。
根据本发明的分离膜支撑体的优选方式,所述长纤维无纺布的填充密度为0.4~0.8,透气量为0.2~30.0cc/cm2/秒,并且高载荷时(加压物直径16mm、载荷200kPa)相对于低载荷时(加压物直径16mm、载荷2kPa)的厚度变化量为0.00~0.03mm。
根据本发明的分离膜支撑体的优选方式,所述长纤维无纺布的表面平均粗糙度为2~9μm。
在本发明中,可以在所述分离膜支撑体的表面上形成具有分离功能的膜,从而制成分离膜。另外,还可以制成含有该分离膜作为构成要素的流体分离元件。
另外,本发明的分离膜支撑体的制造方法,包含将由热塑性连续长纤维构成的长纤维无纺布或其叠层体在上下一对的平辊之间进行热压接而一体化的工序,所述上下一对的平辊中的至少一个辊的温度保持在比至少构成该热塑性连续长纤维表面的聚合物的熔点低80~20℃。
另外,根据本发明的分离膜支撑体的制造方法的优选方案,以下述方式设定平辊之间的温度差进行热压接:使高温侧的平辊的温度比构成该热塑性连续长纤维表面的聚合物的熔点低80~20℃,并且使低温侧的平辊的温度比所述高温侧的平辊的温度低40~120℃。
另外,本发明的分离膜支撑体的制造方法,在比至少构成该热塑性连续长纤维表面的聚合物的熔点低120~20℃的温度下,在上下一对的平辊之间、或在1个平辊与用于捕集纤维网的捕集传送带之间,对由热塑性连续长纤维构成的长纤维无纺布进行热预压接,然后将该预接合的无纺布多层叠放在一起,在至少一个辊的温度保持在比至少构成该热塑性连续长纤维表面的聚合物的熔点低80~20℃的、上下一对的平辊之间对该叠层体进行热压接而一体化。
根据本发明的所述分离膜支撑体的制造方法的优选方案,所述一对平辊的上下辊均为金属制辊。
根据本发明的所述分离膜支撑体的制造方法的优选方案,所述一对平辊中的一个为金属制辊,另一个为弹性辊。
本发明可以得到由长纤维无纺布制成的、在支撑微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜等分离膜时具有优异的制膜性和机械强度的分离膜支撑体,其中所述长纤维无纺布是由热塑性连续长纤维构成的。
另外,本发明可以得到由长纤维无纺布构成的分离膜支撑体,所述长纤维无纺布是由热塑性连续长纤维构成的、并且在微小区域的单位面积重量的均匀性优异。
另外,本发明可以得到一种分离膜支撑体,其由于使用了由热塑性连续长纤维构成的、纵横强度差小的长纤维无纺布,所以在受到较高的反渗透压时陷入到渗透液流路材料的坑洼中的量少,使渗透液稳定渗透,可以确保较高的造水量。
进而本发明可以得到一种分离膜支撑体,其在制造分离膜时可以抑制横向弯曲和工程张力导致的变形,可以形成均匀的膜。
具体实施方式
本发明的分离膜支撑体是用于在其表面上形成具有分离功能的膜的分离膜支撑体。
本发明的分离膜支撑体重要的是由长纤维无纺布构成,所述长纤维无纺布由热塑性连续长纤维构成。本发明人对在使用由短纤维构成的无纺布时常常出现高分子聚合物溶液流延时的不均匀化、膜缺陷的原因进行了研究,探明由短纤维无纺布所构成的纤维起毛为原因之一。并且探明通过使用由长纤维构成的无纺布可以解决这些问题。即,通过使用由热塑性连续长纤维构成的长纤维无纺布,可以抑制在使用由短纤维构成的无纺布时由纤维起毛造成的高分子聚合物溶液流延时的不均匀化、和膜缺陷。
进而,本发明的分离膜支撑体,由于是由热塑性连续长纤维构成的长纤维无纺布,所以比由短纤维构成的无纺布、特别是比由纤维长度较短的抄纸无纺布的机械强度高。因此,可以作为分离膜支撑体、特别是作为使用时受到较高压力的半透膜支撑体发挥优异的耐久性。
构成本发明的分离膜支撑体的无纺布是使用纺粘法制造的纺粘无纺布、使用熔喷(melt-blow)法制造的熔喷无纺布等、由热塑性连续长纤维构成的长纤维无纺布。长纤维无纺布中优选纺粘无纺布,这是由于当在其上形成分离膜时制膜性良好,可以得到耐久性优异的分离膜,机械强度和尺寸稳定性更优异的缘故。
另外,构成本发明的分离膜支撑体的长纤维无纺布可以是单层的,但如后文所述,由于可以得到均匀性更优异的分离膜支撑体,所以优选形态是由多层长纤维无纺布层形成的叠层体(称作“叠层长纤维无纺布”。)。叠层长纤维无纺布优选为例如,在2层的纺粘无纺布之间配置了1层的熔喷无纺布的3层结构叠层体等、至少1层由纺粘无纺布构成的叠层长纤维无纺布。另外,叠层长纤维无纺布优选为由2层的纺粘无纺布构成的叠层体等、实质上仅含有纺粘无纺布的形态。
构成长纤维无纺布的热塑性连续长纤维可以是由单一成分构成的热塑性连续长纤维,也可以是由多种成分构成的复合型热塑性连续长纤维。本发明的分离膜支撑体优选形态为由复合型热塑性连续长纤维(称作“复合型长纤维”。)构成的长纤维无纺布制成,所述复合型热塑性连续长纤维使用了熔点不同2以上的聚合物、并且在高熔点聚合物的周围配置有熔点比该高熔点聚合物的熔点低10~140℃的低熔点聚合物。
通过在高熔点聚合物的周围配置熔点比高熔点聚合物的熔点低10~140℃的低熔点聚合物,并经热压接形成长纤维无纺布,可以使得在作为分离膜支撑体使用时,构成长纤维无纺布的复合型长纤维彼此牢固接合。因此可以抑制纤维起毛造成的高分子聚合物溶液流延时的不均匀化、和膜缺陷。此外通过使用这种复合型长纤维,除了可以使构成长纤维无纺布的复合型长纤维彼此牢固接合以外,而且与多种熔点不同的纤维混合而成的混纤型无纺布相比,其接合点的数量增多。因此使用复合型长纤维与作为分离膜支撑体、特别是作为使用时受到较高压力的半透膜支撑体使用时的尺寸稳定性和耐久性提高有关。
本发明中使用的复合型长纤维,如果使高熔点聚合物和低熔点聚合物的熔点差为10℃以上,则可以得到希望的热接合性。此外,通过使熔点差为140℃以下,可以抑制热压接时因低熔点聚合物成分在热压接辊上熔融附着而使生产率降低。高熔点聚合物和低熔点聚合物的熔点差的更优选范围为20~120℃,熔点差的进而优选范围为30~100℃。
并且,从在本发明的分离膜支撑体上形成分离膜时制膜性良好、可以得到耐久性优异的分离膜方面考虑,由复合型长纤维构成长纤维无纺布情况中的高熔点聚合物的熔点优选在160~320℃的范围。如果高熔点聚合物的熔点为160℃以上,则在形成长纤维无纺布、作为分离膜支撑体使用时,即使在制造分离膜或流体分离元件时经过了加热工序,形态稳定性也是优异的。此外,如果高熔点聚合物的熔点为320℃以下,则可以抑制在制造长纤维无纺布时因大量能量用于熔融而使生产率降低。高熔点聚合物的熔点的更优选范围为170~300℃,熔点的进而优选范围为180~280℃。
低熔点聚合物在复合型长纤维中所占的比例,从得到适合于分离膜支撑体的长纤维无纺布方面考虑,优选为10~70重量%。低熔点聚合物的比例更优选为15~60重量%,进而优选比例为20~50重量%。低熔点聚合物所占比例为10重量%以上时,可以得到所希望的热接合性。此外,如果其比例为70重量%以下,则可以抑制在热压接时因低熔点聚合物成分熔融附着在热压接辊上而使生产率降低的现象。
关于复合型长纤维的复合形态,从得到适合于分离膜支撑体的长纤维无纺布方面考虑,可以列举出例如,同心芯鞘型、偏心芯鞘型和海岛型等形态。进而,作为该复合型长纤维的截面形状,可以列举出圆形截面、扁平截面、多边形截面、多叶截面和中空截面等形状。其中,优选使用复合形态为同心芯鞘型的复合型长纤维,这是由于可以通过热压接,使长纤维之间牢固接合,进而降低所得分离膜支撑体的厚度,增大制成流体分离元件后的每个单元的分离膜面积的缘故。因而,优选使用长纤维形状具有圆形截面、和/或扁平截面的长纤维。
构成本发明的分离膜支撑体的长纤维无纺布,如前面所述,优选形态是变成由多层长纤维无纺布层构成的叠层长纤维无纺布。这样通过变成叠层体,可以得到均匀性更优异的分离膜支撑体,并且通过形成层叠界面,可以防止高分子聚合物溶液流延时过度渗透、穿透背面的现象,得到优异的制膜性。叠层长纤维无纺布的层叠数优选为2~5层。层叠数为2层以上时,与单层时相比,品质提高,得到充分的均匀性。此外,当层叠数为5层以下时,可以抑制层叠时起皱,因而可以抑制层间剥离的现象。
作为使叠层长纤维无纺布一体化的方法,可以列举出利用热进行压接、使用接合剂进行压接、机械交织、以及将它们组合的方法等。其中,优选使用一对平辊等利用热进行压接的方法,这是由于可以降低所得分离膜支撑体的厚度,并提高制成流体分离元件后的每单元的分离膜面积的缘故。另外,还可以优选使用利用热进行压接和使用接合剂进行压接的组合方法,作为该接合剂,可以列举出由熔点比层叠的长纤维无纺布的熔点低的树脂制成的粉末、纤维和无纺布等。
本发明的分离膜支撑体,特别是在作为反渗透膜等的分离膜支撑体使用时,优选具有可耐高压的高刚性和强韧性。这里优选的刚性是指在高反渗透压下使其不变形的刚性。此外,强韧性是指在压力变化等情况中瞬间受力时使其不破裂的强韧性。为了得到这样的刚性和强韧性两特性,而关注构成分离膜支撑体的长纤维无纺布的拉伸强度和断裂伸长率之间的平衡。本发明人进行了深入研究,结果发现,在仅提高拉伸强度和断裂伸长率中的一者时,不会提高适合分离膜支撑体的刚性和强韧性,但通过提高分离膜支撑体的拉伸强度和断裂伸长率两者即提高强伸度积,可以使刚性和强韧性两者均提高。这里强伸度积是指通过下式计算的值。
·强伸度积[N/5cm]=拉伸强度[N/5cm]×(1+断裂伸长率[%]/100)
下面对拉伸强度、断裂伸长率和强伸度积进行具体叙述。
构成本发明的分离膜支撑体的长纤维无纺布的拉伸强度优选为80~900N/5cm。拉伸强度更优选为90~850N/5cm,进而优选为100~700N/5cm。
此外,长纤维无纺布的断裂伸长率优选为15~50%。断裂伸长率更优选为18~45%,进而优选为20~40%。
因而,长纤维无纺布的强伸度积优选为120~1300N/5cm,强伸度积更优选为170~1100N/5cm,进而优选为220~900N/5cm。
如果提高与渗透液流路材料的沟道方向正交方向的分离膜支撑体的拉伸强度和断裂伸长率,则当分离膜受到垂直压力时、抵抗因分离膜陷入到渗透液流路材料中而使分离膜受到的应力的刚性会提高。但如果拉伸强度过高,则质地变硬,抵抗垂直方向的压力的强韧性会降低。此外,如果断裂伸长率过高,则分离膜支撑体陷入到渗透液流路材料中的量变多,进而会产生残留变形等问题。因此,从拉伸强度和断裂伸长率的平衡方面考虑,如上所述,优选拉伸强度为80~900N/5cm,并且断裂伸长率为15~50%,因而强伸度积优选为120~1300N/5cm。这样通过平衡拉伸强度和断裂伸长率,会使在作为分离膜支撑体使用并受到压力时的变形和破裂变少,分离膜陷入到渗透液流路材料中的量变少,容易保持膜性能和处理能力。
本发明中使用的长纤维无纺布的拉伸强度和断裂伸长率,可以通过在后述的实施例的(3)中记载的方法测定。
为了得到构成本发明的分离膜支撑体的、拉伸强度为80~900N/5cm、断裂伸长率为15~50%、并且强伸度积为120~1300N/5cm的长纤维无纺布,可列举下面的优选方式。
(a)使用实质上仅含有纺粘无纺布的长纤维无纺布。
(b)当长纤维无纺布为多层无纺布层形成的叠层体时,使用纺粘无纺布作为至少一层。
(c)作为构成长纤维无纺布的热塑性连续长纤维,使用在高熔点聚合物的周围配置熔点比高熔点聚合物的熔点低10~140℃的低熔点聚合物的复合型长纤维。
(d)使用以4000m/分钟以上的纺丝速度制造的纺粘无纺布。
(e)将至少一个辊的温度保持在比至少构成该热塑性连续长纤维的表面的聚合物的熔点低120~20℃的、上下一对的平辊或1个平辊与用于捕集网的捕集传送带之间,对由热塑性连续长纤维构成的长纤维无纺布或其叠层体进行热预压接,并以连续工程将该热预压接后的、临时接合状态的无纺布多层叠放在一起,或者先将在表面侧和/或背面侧形成高密度层的临时接合状态的无纺布卷取,然后再将该热预压接后的、临时接合状态的无纺布多层叠放在一起。再使用至少一个辊的温度保持在比至少构成热塑性连续长纤维的表面的聚合物的熔点低80~20℃的、上下一对的平辊,对该叠层体进行热压接而一体化,使用这样制造的叠层长纤维无纺布。
在本发明中,作为构成长纤维无纺布的热塑性连续长纤维的原料,使用可以得到适合分离膜支撑体的长纤维无纺布的聚合物。作为这样的原料,可以列举出例如聚酯系聚合物、聚酰胺系聚合物、聚烯烃系聚合物、和它们的混合物、共聚物等。优选使用聚酯系聚合物作为原料,这是由于可以得到机械强度、耐热性、耐水性和耐化学性等的耐久性更优异的分离膜支撑体的缘故。
本发明中使用的聚酯系聚合物是指由酸成分和醇成分形成的聚酯。作为酸成分可以使用对苯二甲酸、间苯二甲酸和邻苯二甲酸等芳香族羧酸、己二酸、癸二酸等脂肪族二羧酸和环己烷羧酸等的脂环族二羧酸等。另外,作为醇成分可以使用乙二醇、二甘醇和聚乙二醇等。
作为聚酯系聚合物的例子,可以列举出聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂、聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂、聚对苯二甲酸1,3-丙二醇酯树脂、聚萘二甲酸乙二醇酯树脂、聚乳酸树脂和聚琥珀酸丁二醇酯树脂等,此外还可以列举出这些树脂的共聚物。
此外,在本发明中,如前所述,可以使用含有熔点不同的聚合物的、在高熔点聚合物的周围具有熔点比该高熔点聚合物的熔点低10~140℃的低熔点聚合物的复合型长纤维。作为这种复合型长纤维情况中的高熔点聚合物和低熔点聚合物的组合(高熔点聚合物/低熔点聚合物)可以列举出聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂/聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂/聚对苯二甲酸1,3-丙二醇酯树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂/聚乳酸树脂、和聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂/共聚聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂等的组合。此外,作为共聚聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂的共聚成分,优选使用间苯二甲酸等。
进而,还优选使用生物降解性树脂作为热塑性连续长纤维的原料,这是由于在使用完后废弃分离膜支撑体时,容易废弃,对环境负荷小的缘故。作为本发明中使用的生物降解性树脂的例子,可以列举出聚乳酸树脂、聚琥珀酸丁二醇酯树脂、聚己内酰胺树脂、聚琥珀酸乙二醇酯树脂、聚乙醇酸树脂和聚羟基丁酸酯系树脂等。其中,优选使用聚乳酸树脂作为构成长纤维无纺布的纤维的原料,所述聚乳酸树脂是以淀粉发酵中得到的乳酸作为原料而得到。聚乳酸树脂是不会使石油资源枯竭的、来自植物的树脂,其力学特性、耐热性较高,制造成本低,所以作为生物降解性树脂近年来受到关注。作为本发明优选使用的聚乳酸树脂,可以列举出聚(D-乳酸)、聚(L-乳酸)、D-乳酸和L-乳酸的共聚物、以及它们的混合物。
在构成本发明的分离膜支撑体的长纤维无纺布中,还可以在不损害本发明的效果的限度内,配合或添加结晶成核剂、去光剂、润滑剂、颜料、防霉剂、抗菌剂、阻燃剂和亲水剂等。特别是氧化钛等金属氧化物,在长纤维无纺布的热压接成型时,通过提高热传导性而具有提高长纤维无纺布的接合性的效果。此外,乙撑二硬脂酸二酰胺等脂肪族二酰胺和/或烷基取代型的脂肪族单酰胺会提高热压接辊和长纤维无纺布之间的脱模性,从而具有提高接合稳定性的效果。这些各种添加剂,可以在热塑性连续长纤维中含有存在,也可以在其表面存在。
本发明的分离膜支撑体,优选由透射光亮度变异系数为1.0~6.0%的长纤维无纺布构成。长纤维无纺布的透射光亮度变异系数更优选为1.0~5.0%,进而优选为1.0~4.0%。如果长纤维无纺布的透射光亮度变异系数为1.0%以上,则当在分离膜支撑体上形成分离膜时,因高分子聚合物溶液流延时的渗透不充分而导致的膜剥离等现象较少,可以得到良好的制膜性。另一方面,如果透射光亮度变异系数为6.0%以下,则在将其作为分离膜支撑体使用时,在微小区域的单位重量也是均匀的。因此,可以抑制高分子聚合物溶液流延时的过度渗透现象,使穿透背面的现象变少,适合作为分离膜支撑体使用。
本发明中,长纤维无纺布的透射光亮度变异系数是指将在微小区域中的纤维量作为其透射光的亮度来数值化、根据该亮度标准偏差求出的变异系数,是通过在后述的实施例的(5)中记载的方法测定的。
为了得到构成本发明的分离膜支撑体的、透射光亮度变异系数为1.0~6.0%的长纤维无纺布,优选制成层叠一体化的层叠无纺布。作为长纤维无纺布的层叠层数,优选为2~5层。当层叠层数为2层以上时,与单层时相比,品质提高,可以得到充分的均匀性。另外,当层叠层数为5层以下时,可以抑制层叠时产生褶皱,从而抑制层间剥离。
此外,为了得到构成本发明的分离膜支撑体的、透射光亮度变异系数为1.0~6.0%的长纤维无纺布,优选方式是使构成长纤维无纺布的热塑性连续长纤维的平均纤维径为3~17μm。当热塑性连续长纤维的平均纤维径为3μm以上时,在制造长纤维无纺布时纺丝性很少降低,并且由于可以保持分离膜支撑体的透气性,所以高分子聚合物溶液流延时的膜剥离等现象较少,可以得到良好的制膜性。另一方面,当热塑性连续长纤维的平均纤维径为17μm以下时,可以得到均匀性优异的长纤维无纺布和分离膜支撑体,并且由于可以使分离膜支撑体高密度化,所以使高分子聚合物溶液流延时的过度渗透等现象较少,可以得到良好的制膜性。
构成本发明的分离膜支撑体的长纤维无纺布,优选横向拉伸强度为50~900N/5cm,并且拉伸强度的纵横比为1.0~2.7。此外,更优选形态为横向拉伸强度为70~900N/5cm,并且拉伸强度的纵横比为1.0~2.5,进而优选的形态是横向拉伸强度为90~900N/5cm,并且拉伸强度的纵横比为1.0~2.3。
长纤维无纺布的一般制造无纺布时的前进方向即纵向的拉伸强度比横向拉伸强度大。另一方面,由于反渗透膜等的分离膜大多以渗透液流路材料的沟道方向与分离膜支撑体的横向正交的方式重叠使用,所以如果构成分离膜支撑体的长纤维无纺布的横向拉伸强度为50N/5cm以上,并且拉伸强度的纵横比为2.7以下,则无论在哪一个方向上受力、分离膜支撑体也可以承受,特别是可以抑制在受到较高的反渗透压等时分离膜陷入到沟道中的情况。另一方面,当横向拉伸强度为900N/cm以下时,可以抑制拉伸强度过高使质地变硬的情况,并且当拉伸强度的纵横比为1.0以上时,可以防止长纤维无纺布的生产率显著降低。
本发明中长纤维无纺布的横向拉伸强度和拉伸强度纵横比是使用后述的实施例的(3)中记载的方法测得的。
为了得到构成本发明的分离膜支撑体的、横向拉伸强度为50~900N/5cm,并且拉伸强度的纵横比为1.0~2.7的长纤维无纺布,优选制成实质上仅含有纺粘无纺布的长纤维无纺布,或者在长纤维无纺布为多层无纺布层形成的叠层体时,优选使用纺粘无纺布作为至少一层。此外,使用在高熔点聚合物的周围配合了熔点比高熔点聚合物的熔点低10~140℃的低熔点聚合物的复合型长纤维作为构成长纤维无纺布的热塑性连续长纤维,也是便于得到横向拉伸强度为50~900N/5cm,并且拉伸强度的纵横比为1.0~2.7的长纤维无纺布的优选方式。
构成本发明的分离膜支撑体的长纤维无纺布,优选填充密度为0.4~0.8。填充密度更优选为0.5~0.8,进而优选为0.6~0.8。当填充密度为0.4以上时,长纤维无纺布内部的空隙少,在作为分离膜支撑体使用并受到外部压力时,不易变形、破裂。另一方面,当填充密度为0.8以下时,可以确保长纤维无纺布的透水性和透气性,不会使作为分离膜支撑体的压力损失过高。
本发明中长纤维无纺布的填充密度是通过后述的实施例的(8)中记载的方法测定的。
为了得到构成本发明的分离膜支撑体的、填充密度为0.4~0.8的长纤维无纺布,优选使用在高熔点聚合物的周围配置有熔点比该高熔点聚合物的熔点低10~140℃的低熔点聚合物的复合型长纤维作为构成长纤维无纺布的热塑性连续长纤维。此外,通过使构成长纤维无纺布的热塑性连续长纤维的平均纤维径为3~17μm,或对由纺粘法等得到的长纤维无纺布进行热压接、一体化成片状,也是便于得到填充密度为0.4~0.8的长纤维无纺布的优选方式。
构成本发明的分离膜支撑体的长纤维无纺布优选透气量为0.2~30.0cc/cm2/秒。透气量更优选为0.3~20.0cc/cm2/秒,进而优选为0.4~10.0cc/cm2/秒。当透气量为0.2cc/cm2/秒以上时,作为分离膜支撑体的压力损失不会变得过高。另一方面,当透气量为30.0cc/cm2/秒以下时,可以保持长纤维无纺布的致密性,容易形成分离膜。
本发明中的长纤维无纺布的透气量是使用后述的实施例的(9)中记载的方法测定的。
为了得到构成本发明的分离膜支撑体的、透气量为0.2~30.0cc/cm2/秒的长纤维无纺布,优选使构成长纤维无纺布的热塑性连续长纤维的平均纤维径为3~17μm。另外,通过使长纤维无纺布的单位面积重量为20~150g/m2,或对由纺粘法等得到的长纤维无纺布进行热压接、一体化成片状,也可以得到透气量为0.2~30.0cc/cm2/秒的长纤维无纺布,所以也是优选方式。
构成本发明的分离膜支撑体的长纤维无纺布,优选高载荷时相对于低载荷时的厚度变化量为0.00~0.03mm。厚度变化量更优选为0.00~0.02mm,进而优选为0.00~0.01mm。这里,高载荷时相对于低载荷时的厚度变化量是指以直径16mm的加压物施加低载荷(载荷2kPa)时的厚度、与用相同的加压物施加高载荷(载荷200kPa)时的厚度之差。特别是反渗透膜等分离膜的支撑体,由于受到较高的反渗透压,所以优选具有可承受高压的高刚性。这里优选的刚性是指足以承受垂直作用于分离膜面上的力、使分离膜不变形的刚性。当低载荷时和高载荷时的厚度变化量小时,可以说具有希望的刚性,适合作为分离膜支撑体。
当长纤维无纺布的高载荷时相对于低载荷时的厚度变化量为0.03mm以下时,在作为分离膜支撑体使用并到压力、特别是局部受到压力时,变形量小,能够保持膜性能和处理能力。
本发明中的长纤维无纺布的高载荷时相对于低载荷时的厚度变化量是使用后述的实施例的(10)中记载的方法测定的。
为了得到构成本发明的分离膜支撑体的、高载荷时相对于低载荷时的厚度变化量为0.00~0.03mm的长纤维无纺布,优选使用在高熔点聚合物的周围配置有熔点比高熔点聚合物的熔点低10~140℃的低熔点聚合物的复合型长纤维作为构成长纤维无纺布的热塑性连续长纤维。此外,通过使构成长纤维无纺布的热塑性连续长纤维的平均纤维径为3~17μm,或对由纺粘法等得到的长纤维无纺布进行热压接、一体化成片状,也是便于得到高载荷时相对于低载荷时的厚度变化量为0.00~0.03mm的长纤维无纺布的优选方式。
构成本发明的分离膜支撑体的长纤维无纺布的表面平均粗糙度优选为2~9μm。表面平均粗糙度更优选为2~8μm,进而优选为2~7μm。当长纤维无纺布的表面平均粗糙度为2μm以上时,因无纺布表面极端致密而在作为分离膜支撑体使用时压力损失增加、以及在支撑体上分离膜剥离的现象发生较少。此外,当长纤维无纺布的表面平均粗糙度为9μm以下时,在作为分离膜支撑体使用时难以在支撑体上的形成分离膜的情况较少。
本发明中的长纤维无纺布的表面粗糙度是使用后述的实施例的(11)中记载的方法测定的。
为了得到构成本发明的分离膜支撑体的、表面平均粗糙度为2~9μm的长纤维无纺布,优选使用上下一对的平辊对长纤维无纺布进行热压接、一体化。此外,通过使用在高熔点聚合物的周围配置有熔点比该高熔点聚合物的熔点低10~140℃的低熔点聚合物的复合型长纤维作为构成长纤维无纺布的热塑性连续长纤维,或使构成长纤维无纺布的热塑性连续长纤维的平均纤维径为3~17μm,也是便于得到表面平均粗糙度为2~9μm的长纤维无纺布的优选方式。
构成本发明的分离膜支撑体的长纤维无纺布优选在纵向和横向伸长5%时的应力分别为50~500N/5cm。伸长5%时的应力分别更优选为70~500N/5cm,分别进而优选为90~500N/5cm。当长纤维无纺布在纵向和横向伸长5%时的应力分别为50N/5cm以上时,则在纵向和横向的任一方向受力时均难以变形,在作为分离膜支撑体使用时可以承受来自任一方向的力,特别是可以抑制当受到较高的反渗透压等时分离膜陷入到沟道中的情况。另外,当长纤维无纺布在纵向和横向伸长5%时的应力分别为500N/5cm以下时,长纤维无纺布的生产率、成本不会显著恶化,进而片材过硬、难以操作的情况少。
本发明中的长纤维无纺布伸长5%时的应力是使用后述的实施例的(12)中记载的方法测定的。
为了得到构成本发明的分离膜支撑体的、在纵向和横向伸长5%时的应力均为50~500N/5cm的长纤维无纺布,优选制成实质上仅含有纺粘无纺布的长纤维无纺布,或在长纤维无纺布为多层无纺布层形成的叠层体时,优选使用纺粘无纺布作为至少1层。此外,使用在高熔点聚合物的周围配置有熔点比该高熔点聚合物的熔点低10~140℃的低熔点聚合物的复合型长纤维作为构成长纤维无纺布的热塑性连续长纤维,也是便于得到在纵向和横向伸长5%时的应力分别为50~500N/5cm的长纤维无纺布的优选方式。
构成本发明的分离膜支撑体的长纤维无纺布,优选伸长5%时的应力的纵横比为1.0~2.7。该纵横比更优选为1.0~2.5,进而优选为1.0~2.3。当伸长5%时的应力的纵横比为1.0以上时,可以防止长纤维无纺布的生产率显著降低。此外,当伸长5%时的应力的纵横比为2.7以下时,可以承受来自任一方向上的力,特别是可以抑制当受到较高的反渗透压等时分离膜陷入到沟道中的情况。
本发明中的长纤维无纺布的伸长5%时的应力的纵横比是使用后述的实施例的(12)中记载的方法测定的。
为了得到构成本发明的分离膜支撑体的、伸长5%时的应力的纵横比为1.0~2.7的长纤维无纺布,优选制成实质上仅含有纺粘无纺布的长纤维无纺布,或当长纤维无纺布为多层无纺布层形成的叠层体时,优选使用纺粘无纺布作为至少1层。另外,通过使用在高熔点聚合物的周围配置有熔点比该高熔点聚合物的熔点低10~140℃的低熔点聚合物的复合型长纤维作为构成长纤维无纺布的热塑性连续长纤维,也是便于得到伸长5%时的应力的纵横比为1.0~2.7的长纤维无纺布的优选方式。
本发明的构成长纤维无纺布的热塑性连续长纤维的平均纤维径优选为3~17μm。其平均纤维径更优选为5~15μm,进而优选为7~14μm。当热塑性连续长纤维的平均纤维径为3μm以上时,制造长纤维无纺布时纺丝性低的情况较少,并且由于可以保持分离膜支撑体的透气性,所以在流延高分子聚合物溶液时的膜剥离等情况较少,可以得到良好的制膜性。另一方面,当热塑性连续长纤维的平均纤维径为17μm以下时,可以得到均匀性优异的长纤维无纺布和分离膜支撑体,并且由于可以使分离膜支撑体高密度化,所以在流延高分子聚合物溶液时过度渗透等现象较少,可以得到良好的制膜性。
本发明中的热塑性长纤维的平均纤维径是使用后述的实施例的(13)中记载的方法测定的。
构成本发明的分离膜支撑体的长纤维无纺布的单位面积重量优选为20~150g/m2。其单位面积重量更优选为30~120g/m2,进而优选为40~90g/m2。当长纤维无纺布的单位面积重量为20g/m2以上时,流延高分子聚合物溶液时的过度渗透等现象较少,可以得到良好的制膜性,可以得到机械强度和耐久性优异的分离膜。另一方面,当长纤维无纺布的单位面积重量为150g/m2以下时,可以降低分离膜的厚度,并增大流体分离元件每单元的分离膜面积。
本发明中的长纤维无纺布的单位面积重量是使用后述的实施例的(6)中记载的方法测定的。
构成本发明的分离膜支撑体的长纤维无纺布的厚度优选为0.03~0.20mm。该厚度更优选为0.04~0.16mm,进而优选为0.05~0.12mm。当长纤维无纺布的厚度为0.03mm以上时,流延高分子聚合物溶液时的过度渗透等现象较少,可以得到良好的制膜性,可以得到机械强度和耐久性优异的分离膜。另一方面,当长纤维无纺布的厚度为0.20mm以下时,可以降低分离膜的厚度,并增大流体分离元件每单元的分离膜面积。
本发明中的长纤维无纺布的厚度是使用后述的实施例的(7)A.中记载的方法测定的。
下面对构成本发明的分离膜支撑体的长纤维无纺布的制造方法予以说明。
长纤维无纺布,当在支撑体上形成分离膜时制膜性良好,可以得到耐久性优异的分离膜,长纤维无纺布优选使用纺粘法、熔喷法等制造。
纺粘法是将熔融的热塑性聚合物从射嘴挤出,借助被高速吸引的气体将其吸引拉伸,进行纺丝,然后在移动传送带上捕集纤维,形成纤维网,进而连续进行热压接、抱合等来一体化,制成片状的长纤维无纺布的方法。在纺粘法的情况中,为了使构成的纤维以更高的高度取向结晶化,纺丝速度优选为2000m/分钟以上。纺丝速度更优选为3000m/分钟以上,进而优选为4000m/分钟以上。在热塑性连续长纤维变为芯鞘型等的复合形态时,可以使用通常的复合方法。
熔喷法是向熔融的热塑性聚合物喷吹加热的高速气流,从而使该热塑性聚合物拉伸并极细纤维化,并捕集,形成片状长纤维无纺布的方法。
进而为了在形成分离膜时得到制膜性良好、机械强度和耐久性优异的分离膜,从抑制起毛方面考虑,优选对由纺粘法等得到的长纤维无纺布进行热压接,从而一体化成片状。作为这样的一方法,可以列举出使用上下一对的平辊对长纤维无纺布进行热压接、一体化的方法。该平辊是指辊的表面没有凹凸的金属制辊、和/或弹性辊,可以成对使用金属制辊与金属制辊,或金属制辊与弹性辊。特别是优选使用加热的金属制辊和不加热的弹性辊来热压接长纤维无纺布的方式,这是由于通过抑制长纤维无纺布的表面纤维的熔合,保持形态,可以得到在作为分离膜支撑体使用时抑制分离膜剥离的锚固效果的缘故。
弹性辊是指由比金属制辊具有弹性的材料构成的辊。作为弹性辊的材料,可以列举出纸、棉和芳族聚酰胺纸等所有的纸辊、以及聚氨酯系树脂、环氧系树脂、硅系树脂和硬质橡胶等的树脂制辊等。
优选使加热的平辊的温度比构成长纤维无纺布的热塑性长纤维的、至少构成表面的聚合物的熔点低80~20℃,进而优选低60~30℃。另外,在含有熔点不同的聚合物的、在高熔点聚合物的周围配置有熔点比该高熔点聚合物的熔点低10~140℃的低熔点聚合物的复合型长纤维的情况中,平辊的温度优选比该低熔点聚合物的熔点低80~20℃,更优选低60~30℃。
进而优选设定上下平辊之间的温度差,使高温侧的平辊温度比构成长纤维无纺布的热塑性连续长纤维的、构成表面的聚合物的熔点低80~20℃,并且使低温侧的平辊温度比高温侧的平辊温度低40~120℃。当低温侧的平辊与高温侧的平辊的温度差为40℃以上时,可以抑制在长纤维无纺布的表面生成密度极端高的部分,并使流延高分子聚合物溶液时的渗透不充分导致的膜剥离等现象较少,得到良好的制膜性。另一方面,当低温侧的平辊与高温侧的平辊的温度差为120℃以下时,可以抑制叠层长纤维无纺布的层间剥离,并且使流延高分子聚合物溶液时的过度渗透等现象较少,得到良好的制膜性。更优选方式是使高温侧的平辊温度比构成长纤维无纺布的热塑性连续长纤维的、构成表面的聚合物的熔点低60~30℃。并且,更优选的方式是使低温侧的平辊温度比高温侧的平辊温度低60~100℃。
另外,优选平辊的线压为20~500kg/cm。更优选该线压为50~500kg/cm,进而优选为100~500kg/cm。平辊的线压为20kg/cm以上时,可以抑制叠层长纤维无纺布的层间剥离,另外在流延高分子聚合物溶液时的过度渗透等现象较少,得到良好的制膜性。另一方面,当平辊的线压为500kg/cm以下时,可以抑制在长纤维无纺布的表面上生成密度极端高的部分,使因高分子聚合物溶液流延时的渗透不充分导致的膜剥离等现象较少,得到良好的制膜性。
另外,为了精密地控制长纤维无纺布的特性,可以使用2阶段接合方式,而不是仅用一对的平辊来热压接长纤维无纺布。可以优选使用下述的2阶段接合方式,即,将长纤维无纺布在一对的平辊之间、或在1个平辊与用于捕集纤维网的捕集传送带之间进行热预压接,得到临时接合状态的长纤维无纺布;然后以连续工程将其在平辊之间再次进行热压接,或者先将临时接合状态的长纤维无纺布卷取,然后再将其在平辊之间再次进行热压接。在2阶段接合方式中的第1阶段的热预压接中,为了在第2阶段的热压接时使长纤维无纺布密度变得更高,优选使该临时接合状态的长纤维无纺布的填充密度为0.1~0.3。此时优选使在第1阶段的热预压接中使用的平辊的温度比构成长纤维无纺布的纤维的熔点低120~20℃,并且线压为5~70kg/cm。
另外,在叠层长纤维无纺布的情况中,也可以通过在层叠界面形成高密度层,使流延高分子聚合物溶液时的过度渗透等现象变少,得到良好的制膜性。出于这样的原因优选使用下述方法,即:将由热塑性连续长纤维构成的长纤维无纺布在上下一对的平辊之间、或在1个平辊与用于捕集纤维网的捕集传送带间进行热预压接;再以连续工程将热预压接后的临时接合状态的无纺布多层叠放在一起,或先将在表面侧和/或背面侧形成高密度层的临时接合状态的长纤维无纺布卷取,然后再将热预压接后的临时接合状态的无纺布多层叠放在一起;进而将该叠层体在上下一对的平辊之间再次进行热压接而一体化。
这里,优选使用于热预压接以得到临时接合状态的长纤维无纺布时的平辊的温度比热塑性连续长纤维的熔点低120~20℃,更优选低100~40℃。当平辊的温度和热塑性连续长纤维的熔点之差为120℃以下时,可以在长纤维无纺布的表面侧和/或背面侧形成高密度层。另外如果该差为20℃以上,则不会使长纤维无纺布的表面侧和/或背面侧的熔接过度进行,不会难以一体化。
另外,优选使通过热预压接以得到临时接合状态的长纤维无纺布时的线压为5~70kg/cm,更优选为10~60kg/cm。
构成本发明的分离膜支撑体的长纤维无纺布,如前所述,可以是仅为单一层的长纤维无纺布,但优选状态为由多层长纤维无纺布层形成的叠层体,这是由于可以得到均匀性更优异的分离膜支撑体的缘故。作为叠层体的制造方法例如作为由2层的纺粘无纺布形成的叠层体的制造方法,优选使用下述方法,即通过2阶段接合方式,先在一对平辊之间进行热预压接,将得到的临时接合状态的纺粘无纺布2层叠放在一起,然后将其在平辊之间再次进行热压接。
另外,作为在2层的纺粘无纺布的层间配置熔喷无纺布的3层结构叠层体的制造方法,可以使用下述方法,即使用前述的2阶段接合方式,在一对平辊之间进行热预压接、得到临时接合状态的纺粘无纺布,将得到的该临时接合状态的纺粘无纺布2层以层间夹持另一生产线制造出的熔喷无纺布的方式叠放在一起,将其在平辊之间再次进行热压接。
另外,作为3层结构叠层体的另一制造方法,可以使用下述方法,即从一系列的配置在捕集传送带上方的纺粘用射嘴、熔喷用射嘴和纺粘用射嘴中分别挤出,将已纤维化的纤维网依次捕集、层叠、并热压接。
进而,作为3层结构叠层体的另一制造方法,可以优选使用下述方法,即从一系列的配置在捕集传送带上方的纺粘用射嘴、熔喷用射嘴和纺粘用射嘴中分别挤出,依次将已纤维化的纤维网捕集、层叠,并将得到的层叠纤维网在设置在捕集传送带上的平辊和该传送带之间进行热预压接;再以连续工程将其在一对平辊之间进行热压接,或在制造并卷取临时接合状态的片材之后,将其在一对平辊之间再次进行热压接。
使用熔喷法得到的长纤维无纺布可以通过下述方法制造,即,向已熔融的热塑性聚合物喷吹加热高速气流,使该热塑性聚合物伸展而极细纤维化,再捕集并制成片。
本发明的分离膜是指在上述的分离膜支撑体上形成有具有分离功能的膜的分离膜。作为这种分离膜的例子,可以列举出微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜等半透膜。作为分离膜的制造方法优选使用下述方法,即在上述分离膜支撑体的至少一侧的表面上流延高分子聚合物溶液,来形成具有分离功能的膜,从而制成分离膜。另外,在分离膜为半透膜的情况中,优选方式是将具有分离功能的膜制成含有支撑层和半透膜层的复合膜,并将该复合膜层叠在分离膜支撑体的至少一侧的表面上。这种情况中,支持层也可以不具有分离功能。
流延在分离膜支撑体上的高分子聚合物溶液是变成膜后具有分离功能的溶液,优选使用例如,聚砜、聚醚砜之类的聚芳醚砜、聚酰亚胺、聚1,1-二氟乙烯和乙酸纤维素等的溶液。其中,从化学方面、机械方面和热稳定性方面考虑,特别优选使用聚砜和聚芳醚砜的溶液。溶剂可以根据用于形成膜的物质来适当选择。另外,作为分离膜是含有支撑层和半透膜层的复合膜时的半透膜,优选使用由多官能酸酰卤化物和多官能胺缩聚得到的交联聚酰胺膜等。
本发明的流体分离元件是为了便于操作而将上述分离膜收纳在筐体中的流体分离元件。作为其形态,可以列举出平膜的板框(plate-frame)型、裙褶型和螺旋型等,其中特别优选使用将分离膜与渗透液流路材料和供给液流路材料一起以螺旋状卷绕在集水管的周围的螺旋型流体分离元件。并且可以将多个流体分离元件串联或并联连接、制成分离膜单元。
实施例
下面基于实施例来具体说明本发明,但本发明不受这些实施例限定。上述的分离膜支撑体、构成该分离膜支撑体的长纤维无纺布、和构成该长纤维无纺布的热塑性连续长纤维的各特性值、和下述实施例中的各特性值是使用下面的方法测定的。
(1)树脂的熔点(℃)
使用パ一キンエルマ社制差示扫描型量热计DSC-2型,在升温速度20℃/分钟的条件下测定,将所得的融解吸热曲线中的出现曲变点处的温度作为树脂的熔点。此外,对于差示扫描型量热计得到的融解吸热曲线不显示曲变点的树脂,将该树脂在电加热板上加热,用显微镜观察,将树脂完全熔解时的温度作为树脂的熔点。
(2)树脂的特性粘度IV
聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂的特性粘度Iv是使用下面的方法测定的。
在邻100ml氯苯酚中溶解8g试样,在温度25℃下使用奥氏粘度计(ostwald viscometer),通过下述式求出相对粘度ηr
·ηr=η/η0=(t×d)/(t0×d0)
η:聚合物溶液的粘度
η0:邻氯苯酚的粘度
t:溶液的下落时间(秒)
d:溶液的密度(g/cm3)
t0:邻氯苯酚的下落时间(秒)
d0:邻氯苯酚的密度(g/cm3)
接着,由上述得到的相对粘度ηr通过下述式计算出树脂的特性粘度IV。
·IV=0.0242ηr+0.2634
(3)长纤维无纺布的拉伸强度(N/5cm)和断裂伸长率(%)
按照JIS L 1906(2000年版)的5.3.1,在夹距20cm、拉伸速度10cm/分钟的条件下,对5cm×30cm的长纤维无纺布样品测定纵向和横向上各5点的强度和伸长率,读取断裂时的强度和伸长率,将小数点后第一位四舍五入,将所得的值作为纵向(MD)和横向(CD)的拉伸强度和断裂伸长率。另外,拉伸强度的纵横比是以纵向的拉伸强度除以横向的拉伸强度,将小数点后第二位四舍五入所得的值。
(4)长纤维无纺布的强伸度积(N/5cm)
由上述(3)中测定的纵向(MD)和横向(CD)的拉伸强度和断裂伸长率,使用下式计算强伸度积,将小数点后第一位四舍五入,将所得的值分别作为纵向(MD)和横向(CD)的强伸度积。
·强伸度积[N/5cm]=拉伸强度[N/5cm]×(1+断裂伸长率[%]/100)
(5)长纤维无纺布的透射光亮度变异系数(%)
取3个10cm×10cm的长纤维无纺布试样,以黑色作图纸为背景铺放各试样,放置在扫描仪(EPSON社制GT-X750)上,以1200dpi的解析度用图像扫描仪读取。进而使用图像处理软件(AT-Image Ver.3.2)将读取的图像文件的亮度平均值数值化,根据其标准偏差求出透射光亮度变异系数,将小数点后第二位四舍五入。
(6)长纤维无纺布的单位面积重量(g/m2)
取3个30cm ×50cm的长纤维无纺布试样,分别测定各试样的重量,将所得值的平均值换算成单位面积的值,求出单位面积重量,并将小数点后第一位四舍五入。
(7)长纤维无纺布的厚度(mm)
A.通常载荷时
按照JIS L 1906(2000年版)的5.1,使用直径10mm的加压物,在10kPa载荷下,以0.01mm为单位测定长纤维无纺布的宽度方向上1米内等间隔的10个点的厚度,将其平均值的小数点后第三位四舍五入。
B.低载荷时
使用直径16mm的加压物,在载荷2kPa下以0.01mm为单位测定30cm×50cm的长纤维无纺布上的任意的15个点的厚度,将其平均值的小数点后第三位四舍五入。
C.高载荷时
使用直径16mm的加压物,在载荷200kPa下以0.01mm为单位测定30cm×50cm的长纤维无纺布上的任意的15个点的厚度,将其平均值的小数点后第三位四舍五入。
(8)长纤维无纺布的填充密度
根据分别在上述的(6)和(7)A.中求出的单位面积重量(g/m2)、通常载荷时的厚度(mm)、和聚合物(树脂)的密度,使用下述式计算出填充密度,将小数点后第二位四舍五入。
·填充密度=单位面积重量(g/m2)÷厚度(mm)÷103÷聚合物密度(g/cm3)
(9)长纤维无纺布的透气量(cc/cm2/秒)
按照JIS L 1906(2000年版)的4.8(1)弗雷泽型法,在气压计的压力为125Pa的条件下,测定30cm×50cm的长纤维无纺布上的任意的45个点的透气量。并将其平均值的小数点后第二位四舍五入。
(10)长纤维无纺布的高载荷时相对于低载荷时的厚度变化量(mm)
将上述(7)B.中求出的低载荷时的厚度(mm)减去在上述(7)C.中求出的在高载荷时的厚度(mm),将所得的值作为高载荷时相对于低载荷时的厚度变化量。
(11)长纤维无纺布的表面平均粗糙度Ra(μm)
按照JIS B 0601(1994年版)的3.1中的定义,求出表面平均粗糙度Ra(算术平均粗糙度)。测定时,使用株式会社小坂研究所制的サ一フコ一ダSE-40C,在去除量(cut off值)为2.5mm、评价长度为12.5mm、移送速度为0.5mm/秒的条件下,在以无纺布长度方向作为评价长度方向的情况(纵向)、和以无纺布宽度方向为评价长度方向的情况(横向)中分别测定30cm×50cm的长纤维无纺布的表面背面各10个点,总计测定40个点,将其平均值四舍五入成有效数字为一位数,将所得的值作为表面平均粗糙度Ra(μm)。
(12)长纤维无纺布伸长5%时的应力(N/5cm)
按照JIS L 1906(2000年版)的5.3.1,在夹距为20cm、拉伸速度为10cm/分钟的条件下,对5cm×30cm的长纤维无纺布试样测定纵向和横向上各5个点的强伸度,由得到的强伸度曲线读取伸长5%时的强度,将小数点后第1位四舍五入,将所得的值作为纵向(MD)和横向(CD)伸长5%时的应力。另外,拉伸强度纵横比是将纵向的拉伸强度除以横向的拉伸强度,将小数点后第二位四舍五入所得的值。
(13)纤维径(μm)
从长纤维无纺布上随机取10个小片试样,使用扫描电镜拍摄500~3000倍的照片,从每个试样中测定10根,共计测定100根纤维的直径,将它们的平均值的小数点后第一位四舍五入,从而求出纤维径。
(14)制膜时流延液穿透背面性
[海水淡水化用反渗透膜]
在室温(20℃)下在各分离膜支撑体上以50μm的厚度流延15重量%的聚砜(ソルベイアドバンストポリマ一ズ社制的“Udel”(注册商标)-P3500)的二甲基甲酰胺溶液(流延液),然后马上在室温(20℃)下浸渍在纯水中放置5分钟,从而制作聚砜制的分离膜。
然后目视观察制作的反渗透膜的背面,用以下的5个档次来评价流延液的穿透性,将评价点数为4点以上的看作合格。
5点:完全看不到流延液穿透背面。
4点:看到稍微有流延液穿透背面(面积比率小于5%)。
3点:看到流延液穿透背面(面积比率5~50%)。
2点:在大部分面上看到流延液穿透背面(面积比率51~80%)。
1点:几乎在整个面上看到流延液穿透背面。
(15)分离膜陷入量(μm)
使用由网眼状织物构成的供给液流路材料、上述的海水淡水化用反渗透膜、耐压片、和下述的渗透液流路材料来制作有效膜面积40m2的螺旋型的流体分离元件(elment)。
[渗透液流路材料]
使用沟道宽度为200μm、沟道深度为150μm、沟道密度为40根/英寸、并且厚度为200μm的聚酯制单梳栉特里科经编物。
然后在反渗透压为7MPa、海水盐分浓度为3重量%、工作温度为40℃的各条件下对制作的流体分离元件进行耐久性试验,工作1000小时后拆开流体分离元件,测定分离膜陷入到渗透液流路材料中的量。陷入量是使用扫描电镜对1个流体分离元件中的任意3个位置的分离膜截面拍摄500~3000倍的照片,并测定(单位:μm),将它们平均值的小数点后第一位四舍五入,而求出陷入量。对分离膜支撑体与渗透液流路材料的重叠方向使得渗透液流路材料的沟道方向与分离膜支撑体的无纺布长度方向(无纺布纵向)正交的情况、和渗透液流路材料的沟道方向与无纺布宽度方向(无纺布横向)正交的情况分别进行试验。
(实施例1)
准备聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂(a)和共聚聚酯树脂(b),所述聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂(a)被干燥至水分率为50ppm以下,其特性粘度IV为0.65,熔点为260℃,并含有0.3重量%的氧化钛,所述共聚聚酯树脂(b)被干燥至水分率为50ppm以下,特性粘度IV为0.66,间苯二甲酸共聚率为10摩尔%,熔点为230℃,并含有0.2重量%的氧化钛。
将上述聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂(a)在295℃的温度下熔融,并分开地将共聚聚酯树脂(b)在280℃的温度下熔融,以聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂(a)为芯成分,并以共聚聚酯树脂(b)为鞘成分,在射嘴温度为300℃下以芯∶鞘=80∶20的重量比率从细孔纺出,然后通过喷射器(Ejector)以4300m/分钟的纺丝速度纺丝,形成圆形截面的同心芯鞘型长纤维,将其作为纤维网捕集到移动的网状传送带上。将捕集得到的纤维网夹持在上下一对的不锈钢制平辊之间,在各平辊表面温度为190℃、线压为60kg/cm下进行热压接,制造出连续长纤维的纤维径为11μm、单位面积重量为80g/m2、厚度为0.11mm的纺粘无纺布,得到分离膜支撑体。结果如表1所示。
(实施例2)
将实施例1中使用的聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂(a)在295℃的温度下熔融,并分开地将共聚聚酯树脂(b)在280℃的温度下熔融,以聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂(a)为芯成分,并以共聚聚酯树脂(b)为鞘成分,在射嘴温度为300℃、芯∶鞘=80∶20的重量比率的条件下从细孔纺出,然后通过喷射器以4500m/分钟的纺丝速度纺丝,形成圆形截面的同心芯鞘型长纤维,将其作为纤维网捕集到移动的网状传送带上。将捕集得到的纤维网夹持在上下一对的不锈钢制平辊之间,在各平辊表面温度为190℃、线压为60kg/cm下进行热压接,制造出连续长纤维的纤维径为10μm、单位面积重量为80g/m2、厚度为0.10mm的纺粘无纺布,得到分离膜支撑体。结果如表1所示。
(实施例3)
将实施例1中使用的聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂(a)在295℃的温度下熔融,并分开地将共聚聚酯树脂(b)在280℃的温度下熔融,以聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂(a)为芯成分,并以共聚聚酯树脂(b)为鞘成分,在射嘴温度为300℃、芯∶鞘=85∶15的重量比率的条件下从细孔纺出,然后通过喷射器以4300m/分钟的纺丝速度纺丝,形成圆形截面的同心芯鞘型长纤维,将其作为纤维网捕集到移动的网状传送带上。将捕集得到的纤维网夹持在上下一对的不锈钢制平辊之间,在各平辊表面温度为190℃、线压为60kg/cm下进行热压接,制造出连续长纤维的纤维径为11μm、单位面积重量为50g/m2、厚度为0.08mm的纺粘无纺布,得到分离膜支撑体。结果如表1所示。
(实施例4)
将实施例1中使用的聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂(a)在295℃的温度下熔融,并分开地将共聚聚酯树脂(b)在280℃的温度下熔融,以聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂(a)为芯成分,并以共聚聚酯树脂(b)为鞘成分,在射嘴温度为300℃、芯∶鞘=80∶20的重量比率的条件下从细孔纺出,然后通过喷射器以4500m/分钟的纺丝速度纺丝,形成圆形截面的同心芯鞘型长纤维,将其作为纤维网捕集到移动的网状传送带上。将捕集得到的纤维网夹持在上下一对的不锈钢制平辊之间,在各平辊表面温度为140℃、线压为60kg/cm的条件下进行热预压接,制造出连续长纤维的纤维径为10μm、单位面积重量为70g/m2、厚度为0.25mm的纺粘无纺布。
将所得的纺粘无纺布夹持在上侧为不锈钢制、下侧为聚氨酯系树脂制的一对平辊之间,仅将上侧的不锈钢辊加热至表面温度170℃,将树脂辊的表面温度保持在100℃,在线压170kg/cm下进一步热压接,制造出单位面积重量为70g/m2、厚度为0.10mm的纺粘无纺布,得到分离膜支撑体。结果如表1所示。
表1
Figure GPA00001010515800291
1PET:聚对苯二甲酸乙二醇酯、co-PET:共聚聚对苯二甲酸乙二醇酯、
(实施例5)
将实施例1中使用的聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂(a)在295℃的温度下熔融,并分开地将共聚聚酯树脂(b)在280℃的温度下熔融,以聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂(a)为芯成分,并以共聚聚酯树脂(b)为鞘成分,在射嘴温度为300℃、芯∶鞘=80∶20的重量比率的条件下从细孔纺出,然后通过喷射器以4500m/分钟的纺丝速度纺丝,形成圆形截面的同心芯鞘型长纤维,将其作为纤维网捕集到移动的网状传送带上。将捕集得到的纤维网夹持在上下一对的不锈钢制平辊之间,在各平辊表面温度为140℃、线压为60kg/cm的条件下进行热预压接,制造出连续长纤维的纤维径为10μm、单位面积重量为75g/m2、厚度为0.38mm的纺粘无纺布。
将所得的纺粘无纺布夹持在上下均为不锈钢制的一对平辊之间,将上侧的不锈钢制平辊加热至表面温度170℃,将下侧的不锈钢制平辊加热至表面温度90℃,在线压为170kg/cm下进行热压接,制造出单位面积重量为75g/m2、厚度为0.10mm的纺粘无纺布,得到分离膜支撑体。结果如表2所示。
(实施例6)
将实施例1中使用的聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂(a)在295℃的温度下熔融,并分开地将共聚聚酯树脂(b)在280℃的温度下熔融,以聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂(a)为芯成分,并以共聚聚酯树脂(b)为鞘成分,在射嘴温度为300℃、芯∶鞘=80∶20的重量比率的条件下从细孔纺出,然后通过喷射器以4500m/分钟的纺丝速度纺丝,形成圆形截面的同心芯鞘型长纤维,将其作为纤维网捕集到移动的网状传送带上。将捕集得到的纤维网夹持在上下一对的不锈钢制平辊之间,在各平辊表面温度为140℃、线压为60kg/cm的条件下进行热预压接,制造出连续长纤维的纤维径为10μm、单位面积重量为35g/m2、厚度为0.15mm的纺粘无纺布。
将得到的纺粘无纺布2张叠放在一起,将其夹持在上侧为不锈钢制、下侧为聚氨酯系树脂制的一对平辊之间,仅将上侧的不锈钢制平辊加热至温度170℃,而将树脂制平辊的表面温度保持在100℃,在线压为170kg/cm下进一步热压接,制造出单位面积重量为70g/m2、厚度为0.10mm的纺粘无纺布,得到分离膜支撑体。结果如表2所示。
(实施例7)
将实施例1中使用的聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂(a)在295℃的温度下熔融,并分开地将共聚聚酯树脂(b)在280℃的温度下熔融,以聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂(a)为芯成分,并以共聚聚酯树脂(b)为鞘成分,在射嘴温度为300℃、芯∶鞘=80∶20的重量比率的条件下从细孔纺出,然后通过喷射器以4500m/分钟的纺丝速度纺丝,形成圆形截面的同心芯鞘型长纤维,将其作为纤维网捕集到移动的网状传送带上。将捕集得到的纤维网夹持在上下一对的不锈钢制平辊之间,在各平辊表面温度为140℃、线压为60kg/cm的条件下进行热预压接,制造出连续长纤维的纤维径为10μm、单位面积重量为35g/m2、厚度为0.15mm的纺粘无纺布。
将得到的纺粘无纺布2张叠放在一起,将其夹持在上下均为不锈钢制的一对平辊之间,将上侧的不锈钢制平辊加热至表面温度170℃,将下侧的不锈钢制平辊加热至表面温度80℃,在线压170kg/cm下进行热压接,制造出单位面积重量为70g/m2、厚度为0.10mm的纺粘无纺布,得到分离膜支撑体。结果如表2所示。
(实施例8)
将实施例1中使用的聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂(a)在295℃的温度下熔融,并分开地将共聚聚酯树脂(b)在280℃的温度下熔融,以聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂(a)为芯成分,并以共聚聚酯树脂(b)为鞘成分,在射嘴温度为300℃、芯∶鞘=80∶20的重量比率的条件下从细孔纺出,然后通过喷射器以4500m/分钟的纺丝速度纺丝,形成圆形截面的同心芯鞘型长纤维,将其作为纤维网捕集到移动的网状传送带上。将捕集得到的纤维网夹持在上下一对的不锈钢制平辊之间,在各平辊表面温度为130℃、线压为40kg/cm的条件下进行热预压接,制造出连续长纤维的纤维径为10μm、单位面积重量为30g/m2、厚度为0.13mm的纺粘无纺布。
此外,仅改变上述制造方法中的生产线速度,制造出单纤维纤度为10μm、单位面积重量为40g/m2、厚度为0.17mm的纺粘无纺布。
将上述那样得到的纺粘无纺布各1张、共2张叠放在一起,使单位面积重量为30g/m2的纺粘无纺布为上侧、单位面积重量为40g/m2的纺粘无纺布为下侧,将其夹持在上侧为不锈钢制、下侧为聚氨酯系树脂制的一对平辊之间,仅将上侧的不锈钢制平辊加热至表面温度180℃,而将下侧的树脂制平辊的表面温度保持在80℃,在线压为170kg/cm下进行热压接,制造出单位面积重量为70g/m2、厚度为0.10mm的纺粘无纺布,得到分离膜支撑体。结果如表2所示。
表2
1PET:聚对苯二甲酸乙二醇酯、co-PET:共聚聚对苯二甲酸乙二醇酯、
(实施例9)
将实施例1中使用的聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂(a)在295℃的温度下熔融,并分开地将干燥至水分率为50ppm以下的、作为共聚成分含有10摩尔%间苯二甲酸的、熔点为211℃的聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂(c)在260℃的温度下熔融,以聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂(a)为芯成分,并以共聚聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂(c)为鞘成分,在射嘴温度为295℃、芯∶鞘=80∶20的重量比率的条件下从细孔纺出,然后通过喷射器以4500m/分钟的纺丝速度纺丝,形成圆形截面的同心芯鞘型长纤维,将其作为纤维网捕集到移动的网状传送带上。将捕集得到的纤维网夹持在上下一对的不锈钢制平辊之间,在各平辊表面温度为130℃、线压为50kg/cm的条件下进行热预压接,制造出连续长纤维的纤维径为11μm、单位面积重量为30g/m2、厚度为0.13mm的纺粘无纺布。
将得到的纺粘无纺布2张叠放在一起,将其夹持在上侧为不锈钢制、下侧为聚氨酯系树脂制的一对平辊之间,仅将上侧的不锈钢辊的温度加热至160℃,而将树脂制辊的表面温度保持在90℃,在线压为170kg/cm下进一步热压接,制造出单位面积重量为60g/m2、厚度为0.09mm的纺粘无纺布,得到分离膜支撑体。结果如表3所示。
(实施例10)
将实施例1中使用的聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂(a)在295℃的温度下熔融,在射嘴温度为300℃下从细孔纺出,然后通过喷射器以4000m/分钟的纺丝速度纺丝,制成圆形截面的连续长纤维,将其作为纤维网捕集到移动的网状传送带上。将捕集得到的纤维网夹持在上下一对的不锈钢制平辊之间,在各平辊表面温度为230℃、线压为70kg/cm的条件下进行热压接,制造出连续长纤维的纤维径为14μm、单位面积重量为90g/m2、厚度为0.15mm的纺粘无纺布,得到分离膜支撑体。结果如表3所示。
(实施例11)
将实施例1中使用的聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂(a)在射嘴温度为300℃下从细孔纺出,然后通过喷射器以4500m/分钟的纺丝速度纺丝,形成圆形截面的连续长纤维,将其作为纤维网捕集到移动的网状传送带上。将捕集得到的纤维网夹持在上下一对的不锈钢制平辊之间,在各平辊表面温度为230℃、线压为60kg/cm下进行热压接,制造出连续长纤维的纤维径为12μm、单位面积重量为60g/m2、厚度为0.09mm的纺粘无纺布,得到分离膜支撑体。结果如表3所示。
(实施例12)
将重均分子量为15万、Q值(Mw/Mn)为1.51、熔点为168℃的聚(L-乳酸)树脂(d)在230℃的温度下熔融,在射嘴温度为235℃下从细孔纺出,然后通过喷射器以4300m/分钟的纺丝速度纺丝,形成圆形截面的连续长纤维,将其作为纤维网捕集到移动的网状传送带上。将捕集得到的纤维网夹持在上下一对的不锈钢制平辊之间,在各平辊表面温度为150℃、线压为60kg/cm的条件下进行热压接,制造出连续长纤维的纤维径为11μm、单位面积重量为90g/m2、厚度为0.12mm的纺粘无纺布。得到分离膜支撑体。结果如表3所示。
表3
Figure GPA00001010515800361
1PET:聚对苯二甲酸乙二醇酯、co-PET:共聚聚对苯二甲酸乙二醇酯、co-PBT:共聚聚对苯二甲酸丁二醇酯、PLA:聚乳酸
(实施例13)
将实施例12中使用的聚(L-乳酸)树脂(d)在230℃的温度下熔融,并在射嘴温度为235℃下从细孔纺出,然后通过喷射器以4300m/分钟的纺丝速度纺丝,形成圆形截面的连续长纤维,将其作为纤维网捕集到移动的网状传送带上。将捕集得到的纤维网夹持在上下一对的不锈钢制平辊之间,在各平辊表面温度为110℃、线压为30kg/cm的条件下进行热预压接,制造出连续长纤维的纤维径为11μm、单位面积重量为40g/m2、厚度为0.16mm的纺粘无纺布。
将得到的纺粘无纺布2张叠放在一起,将其夹持在上侧为不锈钢制、下侧为树脂制的一对平辊之间,仅将上侧的不锈钢制平辊加热至表面温度150℃,而将树脂制平辊的表面温度保持在60℃,在线压为150kg/cm下进行热压接,制造出单位面积重量为80g/m2、厚度为0.11mm的纺粘无纺布,得到分离膜支撑体。结果如表4所示。
(实施例14)
将实施例1中使用的聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂(a)在295℃的温度下熔融,并分开地将共聚聚酯树脂(b)在280℃的温度下熔融,以聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂(a)为芯成分,并以共聚聚酯树脂(b)为鞘成分,在射嘴温度为300℃、芯∶鞘=80∶20的重量比率的条件下从细孔纺出,然后通过喷射器以4500m/分钟的纺丝速度纺丝,形成圆形截面的同心芯鞘型长纤维,将其作为纤维网捕集到移动的网状传送带上。将捕集得到的纤维网夹持在上下一对的不锈钢制平辊之间,在各平辊表面温度为140℃、线压为40kg/cm的条件下进行热预压接,制造出连续长纤维的纤维径为11μm、单位面积重量为20g/m2、厚度为0.10mm的纺粘无纺布。
将得到的纺粘无纺布5张叠放在一起,将其夹持在上侧为不锈钢制、下侧为树脂制的一对的平辊之间,仅将上侧的不锈钢制平辊加热至表面温度170℃,而将树脂制平辊的表面温度保持在50℃,在线压为180kg/cm下进一步热压接,制造出单位面积重量为100g/m2、厚度为0.13mm的纺粘无纺布,得到分离膜支撑体。结果如表4所示。
(实施例15)
将实施例1中使用的聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂(a)在295℃的温度下熔融,并分开地将共聚聚酯树脂(b)在280℃的温度下熔融,以聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂(a)为芯成分,并以共聚聚酯树脂(b)为鞘成分,在射嘴温度为300℃、芯∶鞘=80∶20的重量比率的条件下从细孔纺出,然后通过喷射器以4500m/分钟的纺丝速度纺丝,形成圆形截面的同心芯鞘型长纤维,将其作为纤维网A捕集到移动的网状传送带上。将捕集得到的纤维网A通过网状传送带移送,进而在其上面以与纤维网A完全相同的方式纺丝出纤维网B,捕集到纤维网A上。将由捕集到的A、B两层形成的纤维网夹持在上下一对的不锈钢制平辊之间,在各平辊表面温度为190℃、线压为60kg/cm下进行热压接,制造出连续长纤维的纤维径为11μm、单位面积重量为80g/m2、厚度为0.11mm的纺粘无纺布,得到分离膜支撑体。结果如表4所示。
(比较例1)
将纤维径为10μm、长度为10mm的拉伸聚对苯二甲酸乙二醇酯短纤维、和纤维径为13μm、长度为10mm的拉伸聚对苯二甲酸乙二醇酯短纤维、以及纤维径为11μm、长度为5mm的未拉伸聚对苯二甲酸乙二醇酯短纤维在水中以20∶40∶40的重量比率混合,然后充分分散,调制出纤维浓度为0.05%的水性浆液。将其送至圆网抄纸机(cylinder paper machine)中,抄造后用温度120℃的扬克烘缸(yankee dryer)干燥,并卷曲,从而制造出抄造网。将上述所得的抄造网夹持在上侧为不锈钢制、下侧为棉制的一对平辊之间,仅将上侧的不锈钢制平辊加热至温度150℃,而使棉制平辊的表面温度保持在80℃,在线压为150kg/cm下进行热压接,制造出单位面积重量为80g/m2、厚度为0.11mm的抄纸无纺布,得到分离膜支撑体。结果如表4所示。
表4
Figure GPA00001010515800391
1PET:聚对苯二甲酸乙二醇酯、co-PET:共聚聚对苯二甲酸乙二醇酯、PLA:聚乳酸
所得的分离膜支撑体的特性如上述表1~表4中所示。
将实施例1~15中得到的分离膜支撑体固定在玻璃板上,在室温(20℃)下在分离膜支撑体上流延50μm厚度的15重量%聚砜(ソルベイアドバンストポリマ一ズ社制的“Udel”(注册商标)-P3500)的二甲基甲酰胺溶液(流延液),然后马上在室温(20℃)下浸渍在纯水中放置5分钟,从而形成聚砜制的分离膜。
使用实施例1~15的分离膜支撑体得到的分离膜的制膜时流延液穿透背面性均为4点以上。并且,所有分离膜均没有出现剥离、膜的不均匀化和小孔缺陷等现象,制膜性良好。并且,实施例1~15的分离膜支撑体的分离膜陷入量均为50μm以下,耐久性优异。
另一方面,使用比较例1中得到的分离膜支撑体与实施例1~15中得到的分离膜支撑体同样地形成聚砜制的分离膜。使用比较例1的分离膜支撑体而成的分离膜,虽然制膜时流延液穿透背面性为4点以上,但发现了分离膜支撑体纤维从分离膜表面飞出的状态的膜缺陷。此外,比较例1的分离膜支撑体的无纺布横向的分离膜陷入量较大,为53μm,耐久性不好。

Claims (19)

1.一种分离膜支撑体,由长纤维无纺布构成,所述长纤维无纺布由热塑性连续长纤维构成。
2.如权利要求1所述的分离膜支撑体,所述长纤维无纺布是由长纤维构成的无纺布2~5层层叠而成的叠层长纤维无纺布。
3.如权利要求2所述的分离膜支撑体,叠层长纤维无纺布的至少1层是纺粘无纺布。
4.如权利要求1~3的任一项所述的分离膜支撑体,长纤维无纺布实质上仅含有纺粘无纺布。
5.如权利要求1~4的任一项所述的分离膜支撑体,长纤维无纺布的横向拉伸强度为50N/5cm以上,并且拉伸强度的纵横比为2.7以下。
6.如权利要求1~5的任一项所述的分离膜支撑体,长纤维无纺布的拉伸强度为80~900N/5cm,断裂伸长率为15~50%,并且通过下式计算出的强伸度积为120~1300N/5cm,
强伸度积[N/5cm]=拉伸强度[N/5cm]×(1+断裂伸长率[%]/100)。
7.如权利要求1~6的任一项所述的分离膜支撑体,长纤维无纺布沿纵向和横向伸长5%时的应力分别为50N/5cm以上。
8.如权利要求1~7的任一项所述的分离膜支撑体,长纤维无纺布伸长5%时的应力的纵横比为2.7以下。
9.如权利要求1~8的任一项所述的分离膜支撑体,热塑性连续长纤维是复合型长纤维,所述复合型长纤维中含有熔点不同的聚合物,并且在高熔点聚合物的周围配置了熔点比该高熔点聚合物的熔点低10~140℃的低熔点聚合物。
10.如权利要求1~9的任一项所述的分离膜支撑体,长纤维无纺布的透射光亮度变异系数为1.0~6.0%。
11.如权利要求1~10的任一项所述的分离膜支撑体,长纤维无纺布的填充密度为0.4~0.8,透气量为0.2~30.0cc/cm2/秒,并且高载荷时(加压物直径16mm、载荷200kPa)相对于低载荷时(加压物直径16mm、载荷2kPa)的厚度变化量为0.00~0.03mm。
12.如权利要求1~11的任一项所述的分离膜支撑体,长纤维无纺布的表面平均粗糙度为2~9μm。
13.一种分离膜,是通过在权利要求1~12的任一项所述的分离膜支撑体的表面上形成具有分离功能的膜而得到的。
14.一种流体分离元件,含有权利要求13所述的分离膜作为构成要素。
15.一种分离膜支撑体的制造方法,包含将由热塑性连续长纤维构成的长纤维无纺布或其叠层体在上下一对的平辊之间进行热压接而一体化的工序,所述上下一对的平辊中的至少一个辊的温度保持在比至少构成该热塑性连续长纤维表面的聚合物的熔点低80~20℃。
16.如权利要求15所述的分离膜支撑体的制造方法,以下述方式设定平辊之间的温度差进行热压接:使高温侧的平辊的温度比构成该热塑性连续长纤维表面的聚合物的熔点低80~20℃,并且使低温侧的平辊的温度比高温侧的平辊的温度低40~120℃。
17.如权利要求15或16所述的分离膜支撑体的制造方法,在比至少构成该热塑性连续长纤维表面的聚合物的熔点低120~20℃的温度下,在上下一对的平辊之间、或在1个平辊与用于捕集纤维网的捕集传送带之间,对由热塑性连续长纤维构成的长纤维无纺布进行热预压接,然后将该预接合的无纺布多层叠放在一起,在至少一个辊的温度保持在比至少构成该热塑性连续长纤维表面的聚合物的熔点低80~20℃的、上下一对的平辊之间对该叠层体进行热压接而一体化。
18.如权利要求15~17的任一项所述的分离膜支撑体的制造方法,一对平辊的上下辊均为金属制辊。
19.如权利要求15~17的任一项所述的分离膜支撑体的制造方法,一对平辊中的一个为金属制辊,另一个为弹性辊。
CN2008801010732A 2007-07-31 2008-07-28 分离膜支撑体和其制造方法 Active CN101765456B (zh)

Applications Claiming Priority (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP198581/2007 2007-07-31
JP2007198581 2007-07-31
JP246738/2007 2007-09-25
JP2007246738 2007-09-25
JP281308/2007 2007-10-30
JP2007281308 2007-10-30
PCT/JP2008/063506 WO2009017086A1 (ja) 2007-07-31 2008-07-28 分離膜支持体およびその製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101765456A true CN101765456A (zh) 2010-06-30
CN101765456B CN101765456B (zh) 2013-08-28

Family

ID=40304316

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2008801010732A Active CN101765456B (zh) 2007-07-31 2008-07-28 分离膜支撑体和其制造方法

Country Status (7)

Country Link
US (1) US8424687B2 (zh)
EP (1) EP2174703B1 (zh)
JP (1) JP5724180B2 (zh)
KR (1) KR101483475B1 (zh)
CN (1) CN101765456B (zh)
ES (1) ES2868124T3 (zh)
WO (1) WO2009017086A1 (zh)

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103068473A (zh) * 2010-08-19 2013-04-24 株式会社亚斯通 离子交换膜及其制造方法
CN103429327A (zh) * 2010-12-24 2013-12-04 阿波制纸株式会社 膜的支撑体
CN104053493A (zh) * 2012-01-16 2014-09-17 北越纪州制纸株式会社 半透膜支撑体用无纺布
CN104136104A (zh) * 2012-02-23 2014-11-05 东丽株式会社 分离膜支持体和其制造方法、以及使用分离膜支持体的分离膜和流体分离元件
CN105408010A (zh) * 2013-08-06 2016-03-16 阿莫绿色技术有限公司 液体过滤器用过滤材料及其制备方法
CN106835499A (zh) * 2017-02-22 2017-06-13 广东斯乐普环保技术股份有限公司 三层复合分离膜支撑材料及其制备方法
CN107106988A (zh) * 2014-12-26 2017-08-29 东丽株式会社 分离膜元件
CN107486038A (zh) * 2017-09-30 2017-12-19 盐城海普润膜科技有限公司 一种复合平板滤膜及其制备方法和应用
CN107913607A (zh) * 2017-11-21 2018-04-17 常州达奥新材料科技有限公司 一种生态抑菌型pes超滤膜材料的制备方法
CN109316974A (zh) * 2018-11-23 2019-02-12 浙江福斯特新材料研究院有限公司 一种半透膜支撑材料
CN109642377A (zh) * 2016-09-02 2019-04-16 东丽株式会社 纺粘无纺布及其制造方法
CN109642378A (zh) * 2016-09-02 2019-04-16 东丽株式会社 纺粘无纺布及其制造方法
CN112204193A (zh) * 2018-05-31 2021-01-08 东丽株式会社 墙壁装饰材料用无纺布及其制造方法
CN112368067A (zh) * 2018-06-29 2021-02-12 三菱制纸株式会社 膜分离活性污泥处理用半透膜用支撑体

Families Citing this family (38)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8177978B2 (en) 2008-04-15 2012-05-15 Nanoh20, Inc. Reverse osmosis membranes
WO2010107503A1 (en) 2009-03-19 2010-09-23 Millipore Corporation Removal of microorganisms from fluid samples using nanofiber filtration media
BRPI1006414A2 (pt) * 2009-03-26 2016-02-10 Bl Technologies Inc estrutura de reforço para uma membrana de fibra oca, membrana de fibra oca, método para produzir uma estrutura de reforço e método para produzir uma membrana de fibra oca de reforço
KR101695997B1 (ko) 2009-04-30 2017-01-13 아사히 가세이 셍이 가부시키가이샤 적층 부직포
WO2010126113A1 (ja) * 2009-04-30 2010-11-04 旭化成せんい株式会社 複合膜支持体及びこれを用いた複合膜
JP2011005455A (ja) * 2009-06-29 2011-01-13 Toray Ind Inc 分離膜支持体並びにそれを用いた分離膜および膜分離エレメント
CN102574070B (zh) * 2009-10-21 2017-04-05 三菱制纸株式会社 半透膜支撑体、半透膜、螺旋型半透膜元件及半透膜支撑体的制造方法
CN102821837B (zh) * 2010-03-24 2015-07-15 陶氏环球技术有限责任公司 螺旋卷过滤组件
US9387445B2 (en) * 2010-06-03 2016-07-12 Toray Industries, Inc. Separation membrane element
JP2013541408A (ja) 2010-08-10 2013-11-14 イー・エム・デイー・ミリポア・コーポレイシヨン レトロウイルス除去方法
WO2012058038A1 (en) 2010-10-26 2012-05-03 Dow Global Technologies Llc Spiral wound module including membrane sheet with regions having different permeabilities
SG189983A1 (en) * 2010-10-26 2013-06-28 Toray Industries Separation membrane, separation membrane element and separation membrane production method
JP5934655B2 (ja) * 2010-12-27 2016-06-15 北越紀州製紙株式会社 半透膜支持体用湿式不織布の製造方法及びその低密度欠点の確認方法
EP2659952A4 (en) * 2010-12-28 2014-09-17 Toray Industries SEPARATION MEMBRANE ELEMENT
JP6219811B2 (ja) 2011-04-01 2017-10-25 イー・エム・デイー・ミリポア・コーポレイシヨン ナノファイバー含有複合材構造体
JP6111668B2 (ja) * 2011-07-07 2017-04-12 東レ株式会社 分離膜エレメント、および分離膜エレメントの製造方法
JP6042431B2 (ja) * 2011-07-21 2016-12-14 イー・エム・デイー・ミリポア・コーポレイシヨン ナノファイバ含有複合構造体
US9597640B2 (en) * 2011-12-02 2017-03-21 Toray Industries, Inc. Separation membrane element and production method for same
KR102035597B1 (ko) * 2012-02-29 2019-10-23 도레이 카부시키가이샤 복합 반투막
JP5809588B2 (ja) * 2012-03-15 2015-11-11 三菱製紙株式会社 半透膜支持体
CN102764594B (zh) * 2012-07-09 2014-07-16 东北大学 一种手性壳聚糖荷电纳滤膜的制备方法
US20150360157A1 (en) * 2013-02-18 2015-12-17 Amogreentech Co., Ltd. Filter medium, manufacturing method therefor, and filter equipment using same
KR20190102103A (ko) * 2013-05-30 2019-09-02 도레이 카부시키가이샤 복합 반투막
CN103585893B (zh) * 2013-11-26 2016-01-20 中国海诚工程科技股份有限公司 一种耐碱液体过滤膜支撑体的制造方法
WO2015200239A1 (en) 2014-06-26 2015-12-30 Emd Millipore Corporation Filter structure with enhanced dirt holding capacity
JP6456671B2 (ja) * 2014-12-16 2019-01-23 日東電工株式会社 多孔性支持体、複合半透膜、及びスパイラル型分離膜エレメント
US10010833B2 (en) 2015-02-18 2018-07-03 Lg Nanoh2O, Inc. Spiral wound membrane module with reinforced fold line
KR20170113638A (ko) 2015-04-17 2017-10-12 이엠디 밀리포어 코포레이션 접선방향 유동 여과 모드에서 작동되는 나노섬유 한외여과막을 사용하여 샘플에서 목적하는 생물학적 물질을 정제하는 방법
US9861940B2 (en) 2015-08-31 2018-01-09 Lg Baboh2O, Inc. Additives for salt rejection enhancement of a membrane
US10252473B2 (en) 2015-08-31 2019-04-09 Lg Nanoh2O, Inc. Compression bar apparatus
US9737859B2 (en) 2016-01-11 2017-08-22 Lg Nanoh2O, Inc. Process for improved water flux through a TFC membrane
US10155203B2 (en) 2016-03-03 2018-12-18 Lg Nanoh2O, Inc. Methods of enhancing water flux of a TFC membrane using oxidizing and reducing agents
MY194230A (en) * 2016-03-30 2022-11-23 Mitsui Chemicals Inc Apparatus for manufacturing non-woven fabric and method of manufacturing non-woven fabric
JP7092193B2 (ja) 2018-05-31 2022-06-28 東レ株式会社 カーテン用不織布およびその製造方法
KR102533740B1 (ko) * 2020-06-10 2023-05-17 도레이첨단소재 주식회사 공기 필터용 부직포와 그의 제조방법, 및 물품
JP2024536139A (ja) * 2021-09-29 2024-10-04 インテグリス・インコーポレーテッド 医療用通気フィルタ
WO2023190010A1 (ja) 2022-03-30 2023-10-05 東レ株式会社 不織布ロールおよびその製造方法
WO2024177107A1 (ja) * 2023-02-22 2024-08-29 東レ株式会社 長繊維不織布およびその製造方法ならびに袋体

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60238103A (ja) 1984-05-10 1985-11-27 Awa Seishi Kk 分離膜支持体
JPS61222506A (ja) 1985-03-29 1986-10-03 Japan Vilene Co Ltd 半透膜支持体及びその製造方法
JPH04193315A (ja) * 1990-11-28 1992-07-13 Toyobo Co Ltd 多孔層を有する濾材
WO2000009246A1 (fr) 1997-02-13 2000-02-24 Miki Tokushu Paper Mfg. Co., Ltd. Support pour membrane semi-permeable
JP3153487B2 (ja) 1997-02-13 2001-04-09 三木特種製紙株式会社 半透膜支持体
JP2000176262A (ja) * 1998-12-11 2000-06-27 Daikin Ind Ltd 多孔性材料、エアフィルター濾材、エアフィルターユニットおよびエアフィルター濾材用支持材料
JP4779220B2 (ja) * 2001-03-21 2011-09-28 東レ株式会社 液状物の濾過方法、顔料分散カラーペースト、透明保護膜形成材料、液晶表示装置用配向膜材料およびフォトリソグラフィー用レジスト
DE60231332D1 (de) * 2001-12-10 2009-04-09 Toray Industries Trennmembran
JP4016320B2 (ja) * 2002-04-17 2007-12-05 東洋紡績株式会社 ポリエステル系長繊維不織布およびそれを用いた分離膜
JP4078597B2 (ja) * 2002-12-10 2008-04-23 東洋紡績株式会社 ポリエステル系難燃性積層不織布およびそれを用いたフィルター
US7452832B2 (en) * 2003-12-15 2008-11-18 E.I. Du Pont De Nemors And Company Full-surface bonded multiple component melt-spun nonwoven web
CN101954245A (zh) * 2004-12-21 2011-01-26 旭化成纤维株式会社 分离膜支撑体的制造方法
KR101441593B1 (ko) * 2006-02-01 2014-09-19 도레이 카부시키가이샤 필터용 부직포 및 그 제조 방법

Cited By (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103068473B (zh) * 2010-08-19 2015-09-16 株式会社亚斯通 离子交换膜及其制造方法
CN103068473A (zh) * 2010-08-19 2013-04-24 株式会社亚斯通 离子交换膜及其制造方法
CN103429327A (zh) * 2010-12-24 2013-12-04 阿波制纸株式会社 膜的支撑体
CN103429327B (zh) * 2010-12-24 2015-09-02 阿波制纸株式会社 膜的支撑体
CN104053493A (zh) * 2012-01-16 2014-09-17 北越纪州制纸株式会社 半透膜支撑体用无纺布
CN104053493B (zh) * 2012-01-16 2016-02-03 北越纪州制纸株式会社 半透膜支撑体用无纺布
CN104136104A (zh) * 2012-02-23 2014-11-05 东丽株式会社 分离膜支持体和其制造方法、以及使用分离膜支持体的分离膜和流体分离元件
CN104136104B (zh) * 2012-02-23 2018-08-24 东丽株式会社 分离膜支持体和其制造方法、以及使用分离膜支持体的分离膜和流体分离元件
CN105408010B (zh) * 2013-08-06 2018-05-22 阿莫绿色技术有限公司 液体过滤器用过滤材料及其制备方法
CN105408010A (zh) * 2013-08-06 2016-03-16 阿莫绿色技术有限公司 液体过滤器用过滤材料及其制备方法
CN107106988B (zh) * 2014-12-26 2020-09-22 东丽株式会社 分离膜元件
CN107106988A (zh) * 2014-12-26 2017-08-29 东丽株式会社 分离膜元件
CN109642377A (zh) * 2016-09-02 2019-04-16 东丽株式会社 纺粘无纺布及其制造方法
CN109642378A (zh) * 2016-09-02 2019-04-16 东丽株式会社 纺粘无纺布及其制造方法
CN109642377B (zh) * 2016-09-02 2021-09-21 东丽株式会社 纺粘无纺布及其制造方法
CN109642378B (zh) * 2016-09-02 2021-11-30 东丽株式会社 纺粘无纺布及其制造方法
CN106835499A (zh) * 2017-02-22 2017-06-13 广东斯乐普环保技术股份有限公司 三层复合分离膜支撑材料及其制备方法
CN107486038A (zh) * 2017-09-30 2017-12-19 盐城海普润膜科技有限公司 一种复合平板滤膜及其制备方法和应用
CN107913607A (zh) * 2017-11-21 2018-04-17 常州达奥新材料科技有限公司 一种生态抑菌型pes超滤膜材料的制备方法
CN112204193A (zh) * 2018-05-31 2021-01-08 东丽株式会社 墙壁装饰材料用无纺布及其制造方法
CN112368067A (zh) * 2018-06-29 2021-02-12 三菱制纸株式会社 膜分离活性污泥处理用半透膜用支撑体
CN109316974A (zh) * 2018-11-23 2019-02-12 浙江福斯特新材料研究院有限公司 一种半透膜支撑材料

Also Published As

Publication number Publication date
EP2174703B1 (en) 2021-04-14
EP2174703A4 (en) 2012-08-15
WO2009017086A1 (ja) 2009-02-05
ES2868124T3 (es) 2021-10-21
US20100193428A1 (en) 2010-08-05
KR101483475B1 (ko) 2015-01-16
US8424687B2 (en) 2013-04-23
EP2174703A1 (en) 2010-04-14
JP5724180B2 (ja) 2015-05-27
JPWO2009017086A1 (ja) 2010-10-21
KR20100037055A (ko) 2010-04-08
CN101765456B (zh) 2013-08-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101765456B (zh) 分离膜支撑体和其制造方法
CN104136104A (zh) 分离膜支持体和其制造方法、以及使用分离膜支持体的分离膜和流体分离元件
TWI377979B (zh)
JP5257004B2 (ja) 分離膜支持体並びにそれを用いた分離膜及び流体分離素子、それらの製造方法
CN105593423B (zh) 无纺布、分离膜支持体、分离膜、流体分离元件及无纺布的制造方法
JP5206277B2 (ja) 分離膜支持体の製造方法、並びに分離膜及び流体分離素子
CN109642378B (zh) 纺粘无纺布及其制造方法
JPH10225630A (ja) 半透膜支持体
JP2016029221A (ja) 不織布および分離膜支持体
JP5386901B2 (ja) 分離膜支持体並びにそれを用いた分離膜及び流体分離素子
JP2009061373A (ja) 分離膜支持体
CN109642377B (zh) 纺粘无纺布及其制造方法
JP2012045509A (ja) 分離膜支持体の製造方法
CN111530299B (zh) 支撑材料和半透膜复合材料
CN117500967A (zh) 纺粘无纺布和包含其的分离膜
WO2023026973A1 (ja) スパンボンド不織布ならびにこれを含む分離膜
JP2016101558A (ja) 分離膜支持体ならびにそれを用いた分離膜
WO2023281719A1 (ja) 液体分離装置用流路材

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant