CN117500967A - 纺粘无纺布和包含其的分离膜 - Google Patents
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- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Abstract
本发明的课题在于提供纺粘无纺布,其用作反渗透膜等的分离膜支撑体,在制膜加工时不发生透背、膜剥离,并且具有尺寸稳定性和机械强度。本发明通过下述纺粘无纺布来解决:包含芯鞘型复合纤维的纺粘无纺布,该芯鞘型复合纤维的芯成分包含聚酯、鞘成分包含共聚聚酯,鞘成分的熔点为[(芯成分的熔点)‑45]℃以上[(芯成分的熔点)‑15]℃以下,所述鞘成分的共聚成分为:共聚量为2质量%以上15质量%以下的聚乙二醇;或/及相对于总酸成分而言共聚量为2.5mol%以上7.5mol%以下的含金属磺酸盐基的间苯二甲酸成分,所述纺粘无纺布表面与水的接触角为0°以上80°以下。
Description
技术领域
本发明为一种纺粘无纺布,其在进行水处理中使用的过滤膜的制膜加工时能兼顾过滤膜的膜剥离的抑制和机械强度,适合于过滤膜的支撑体。
背景技术
无纺布是纤维未经编织而交织而成的片状材料,根据原料、网的形成方法、片材化方法的不同而大致分为纺粘无纺布、干式短纤维无纺布、抄纸无纺布等。无纺布中,纺粘无纺布以长纤维为原料、从纺丝到无纺布的卷绕通过一系列加工而获得,因此生产率、加工性优异,推广至卫生材料、土木/建筑材料、工业材料等多分支的领域。特别适合作为生活材料用于水处理用途。
作为一般的水处理方法,使用具有细孔的过滤膜从水中除去杂质。例如,净水厂中的水处理使用微滤膜、超滤膜,海水淡水化中使用反渗透膜。
水处理中使用的过滤膜有时也在高压下使用,因此从补充强度的观点考虑,使用无纺布作为分离膜支撑体。
关于水处理中使用的过滤膜(分离膜)的制膜方法,在支撑体上使含有分离膜形成成分的高分子溶液流延而进行制膜。因此,对于用作支撑体的无纺布,要求不存在因制膜溶液的过度渗透而透背、膜成分的剥离、因起毛等引起的膜不均匀性、针孔缺陷,为此,可举出优异的单位面积重量均匀性、膜粘接性、表面平滑性作为课题。
此外,在多在高压下使用的反渗透膜的支撑体的情况下,要求能耐得住高压的高机械强度和尺寸稳定性、膜剥离强度。此处,所谓膜剥离强度,其表示对具有膜粘接性的分离膜支撑体赋予机械强度而使分离膜不易剥离的程度。另外,膜粘接性表示分离膜形成成分向分离膜支撑体的渗透性的好坏。
进而,为了提高过滤性能,分离膜不是单层而是作为具有层叠有多层的结构的分离元件单元使用。过滤性能的提高与分离元件单元中的分离膜的层叠数成正比,因此还可举出分离膜支撑体的薄壁化作为课题。
以往,为了抑制分离膜形成成分的涂膜时支撑体的弯曲,提出了刚性优异的抄纸无纺布(参见专利文献1)。此外,作为制膜加工时的翘曲小、尺寸稳定性优异的分离膜支撑体,提出了由在高熔点聚合物的周围配置有低熔点聚合物的复合型纤维形成、并通过制造时的热压接使低熔点聚合物彼此粘接而成的纺粘无纺布(参见专利文献2)。另一方面,作为环境友好型的分离膜支撑体,提出了包含使用源自生物质资源的原料的复合型纤维的纺粘无纺布(参见专利文献3)。并且,作为产生的绒毛少且尺寸稳定性、耐久性优异的分离膜支撑体,提出了包含在高熔点聚合物的周围配置有低熔点聚合物的芯鞘型复合纤维的特里科经编针织物(参见专利文献4)。此外,提出了透气性及硬挺度高、柔软且触感优异的纺粘无纺布(参见专利文献5)。另外,提出了用作海水淡化用分离膜、浓度浓缩等用途的分离膜支撑体时,能应对高压条件的质地和强度优异的抄纸无纺布(参见专利文献6)。除此之外,作为卫生材料、一般生活相关材料等的原料,提出了吸水性及保水特性优异的热塑性无纺布(参见专利文献7)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2012-67409号公报
专利文献2:日本特开2016-29221号公报
专利文献3:日本特开2018-138704号公报
专利文献4:国际公开第2018/147251号
专利文献5:国际公开第2019/146660号
专利文献6:日本特开2010-194478号公报
专利文献7:日本特开2006-299424号公报
发明内容
发明要解决的课题
专利文献1及6记载的技术中,在抄纸无纺布的构成中使用将主体纤维和待热粘接的粘合剂纤维切割成5mm的纤维长度而成的短纤维,因此具有绒毛的产生增加、机械强度降低、单位面积重量均匀性、表面平滑性差的课题。
此外,专利文献2、3记载的技术为使用以不含熔点控制范围以外的共聚成分的聚对苯二甲酸乙二醇酯为鞘部的芯鞘复合纤维的纺粘无纺布,具有与分离膜的亲和性低而分离膜的渗透性不充分、粘接性下降而容易发生分离膜的剥离之类的课题。
专利文献4记载的技术中,使用以比芯部的熔点低20~35℃的低熔点的聚酯为鞘部的芯鞘型复合纤维的特里科经编针织物,难以形成一定厚度以下的分离膜支撑体。并且,对于特里科经编针织物,在制成分离膜时,分离膜向支撑体的渗透性不充分,粘接性下降而容易发生分离膜的剥离。
专利文献5记载的技术为由包含共聚有聚乙二醇的聚酯系树脂的单成分纤维构成的纺粘无纺布,作为要求在高压下使用的分离膜支撑体而具有机械强度差的课题。
专利文献7记载的技术为由含有共聚有聚乙二醇的热塑性吸水性树脂而成的吸水性纤维构成的无纺布,单位面积重量均匀性差,在用作分离膜支撑体的情况下,具有因制膜溶液的过度渗透而透背、机械强度差的课题。
因此,本发明的课题在于,提供一种使用能调整机械强度及片材厚度的纺粘无纺布、与分离膜的粘接性优异的、防止制膜时分离膜剥离的反渗透膜等的分离膜支撑体。
用于解决课题的手段
本发明旨在解决上述课题,根据本发明,提供以下技术方案。
[1]纺粘无纺布,其为包含芯鞘型复合纤维的纺粘无纺布,所述芯鞘型复合纤维的芯成分包含聚酯、鞘成分包含共聚聚酯,其中,
所述鞘成分的熔点为[(芯成分的熔点)-45]℃以上[(芯成分的熔点)-15]℃以下,
所述鞘成分的共聚成分为:
共聚量为2质量%以上15质量%以下的聚乙二醇;或/及
相对于总酸成分而言共聚量为2.5mol%以上7.5mol%以下的含金属磺酸盐基的间苯二甲酸成分,
所述纺粘无纺布表面与水的接触角为0°以上80°以下。
[2]根据所述[1]记载的纺粘无纺布,其中,所述鞘成分为共聚有2质量%以上15质量%以下的聚乙二醇的共聚聚酯,纺粘无纺布表面与水的接触角为5°以上80°以下。
[3]根据所述[1]或[2]记载的纺粘无纺布,其中,所述鞘成分的聚乙二醇的分子量为1000以上35000以下。
[4]根据所述[1]~[3]记载的纺粘无纺布,其中,所述纺粘无纺布的表面的算术平均粗糙度为0.1μm以上10μm以下。
[5]根据所述[1]~[4]记载的纺粘无纺布,其中,所述芯鞘型复合纤维的芯成分与鞘成分的复合质量比率为95:5~50:50。
[6]根据所述[1]记载的纺粘无纺布,其中,所述鞘成分为共聚有相对于总酸成分而言为2.5mol%以上7.5mol%以下的含金属磺酸盐基的间苯二甲酸成分的共聚聚酯,纺粘无纺布表面与水的接触角为0°以上且小于70°。
[7]根据所述[1]或[6]记载的纺粘无纺布,其中,所述纺粘无纺布的密度为0.5g/cm3~1.8g/cm3。
[8]根据所述[6]或[7]记载的纺粘无纺布,其中,所述芯鞘型复合纤维的芯成分与鞘成分的复合质量比率为90:10~60:40。
[9]分离膜,其为包含所述[1]~[8]中任一项记载的纺粘无纺布和高分子成分作为构成要素的分离膜,
所述高分子成分为选自由聚砜、聚醚砜、聚芳基醚砜、聚酰亚胺、聚偏氟乙烯及乙酸纤维素组成的组中的至少一种,该高分子成分向纺粘无纺布中的渗透率为5%以上70%以下。
发明的效果
根据本发明,通过制成减小了与水的接触角的纺粘无纺布,从而分离膜形成成分的渗透性提高,能得到高的膜剥离强度,能获得可防止分离膜在制膜时的膜剥离的分离膜支撑体。
具体实施方式
[芯鞘型复合纤维]
本发明的纺粘无纺布中包含的芯鞘型复合纤维的芯成分为聚酯,可举出聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚乳酸及聚丁二酸丁二醇酯等,此外可举出它们的共聚物。从强度优异的方面考虑,优选使用聚对苯二甲酸乙二醇酯及聚对苯二甲酸丁二醇酯。
本发明中的芯鞘型复合纤维的鞘成分为共聚聚酯,该共聚聚酯共聚有2质量%以上15质量%以下的聚乙二醇、或/及相对于总酸成分而言共聚有2.5mol%~7.5mol%的含金属磺酸盐基的间苯二甲酸成分,并且是在使二羧酸及/或其酯形成性衍生物与亚烷基二醇进行缩聚反应时,使聚乙二醇、含金属磺酸盐基的间苯二甲酸及/或其酯形成性衍生物而成的共聚聚酯共聚而成的聚酯。
作为所述二羧酸及/或其酯形成性衍生物,优选使用对苯二甲酸、间苯二甲酸及邻苯二甲酸等芳香族羧酸,己二酸、癸二酸等脂肪族二羧酸,以及环己烷羧酸等脂环族二羧酸等。此外,作为所述亚烷基二醇,优选选自1,4-丁二醇、1,3-丙二醇、乙二醇中的任一种或它们的组合。
关于作为本发明中的芯鞘型复合纤维的鞘成分的共聚成分的聚乙二醇的共聚量,相对于共聚聚酯而言为2质量%以上15质量%以下。通过使共聚量优选为4质量%以上,更优选为8质量%以上,能够提高分离膜形成成分的渗透性。另一方面,通过使共聚量优选为14质量%以下,能够抑制因纺丝时的粗细引起的断丝,进而能够提高纺粘无纺布的强度。
通过使聚乙二醇的共聚量在上述范围内,从而亲水性提高,纺粘无纺布与水的接触角变小。由此,与分离膜形成成分的渗透性提高。通过提高无纺布表面的亲水性,从而构成分离膜的高分子成分快速渗透至无纺布内部,无纺布与分离膜的粘接性变得牢固。
需要说明的是,纺粘无纺布的聚乙二醇共聚量、及纺粘无纺布中包含的芯鞘型复合纤维的鞘成分中的聚乙二醇的共聚量可通过使用核磁共振装置(NMR)进行测定、计算。具体如下。
(1)从纺粘无纺布采集50mg测定样品,使其溶解于1mL氘代六氟异丙醇(HFIP)中。
(2)作为测定装置,例如使用日本电子株式会社制“AL-400”等,作为测定条件,在1H-NMR、累计次数128次的条件下进行NMR测定。
(3)根据由NMR测定获得的聚乙二醇中的CH2峰的积分值和聚对苯二甲酸乙二醇酯结构中的苯环的(H)的积分值,计算纺粘无纺布中的聚乙二醇共聚量(质量%)。
(4)从纺粘无纺布再次采集测定样品,进行碱处理,使鞘成分溶出,制成仅芯成分的纱。
(5)将由(4)获得的样品50mg溶解于1mL氘代六氟异丙醇(HFIP)中。
(6)与(2)、(3)同样地进行NMR测定,根据聚乙二醇中的CH2峰的积分值和聚对苯二甲酸乙二醇酯结构中的苯环的(H)的积分值,计算芯成分中的聚乙二醇共聚量(质量%)。
(7)从纺粘无纺布中的聚乙二醇共聚量(质量%)中减去芯成分中的聚乙二醇共聚量(质量%),进而除以鞘比率来计算。需要说明的是,关于鞘比率,通过纺粘无纺布的纱截面观察来计算。
关于作为本发明中的芯鞘型复合纤维的鞘成分的共聚成分的聚乙二醇的分子量,以数均分子量计优选为1000以上35000以下。将聚乙二醇的数均分子量设为1000以上,更优选为3000以上,进一步优选为4000以上,特别优选为7000以上。由此,无纺布的亲水性提高,能够提高与分离膜形成成分的渗透性,且无纺布与分离膜的粘接性提高。另一方面,通过将数均分子量设为35000以下、更优选为20000以下,能够抑制共聚时的反应性下降,能够对将无纺布用作分离膜支撑体时支撑体的内部物质向水中的溶出进行抑制。此外,能够抑制因纺丝时的粗细引起的断丝,进而能够提高纺粘无纺布的强度。
需要说明的是,关于纺粘无纺布中包含的芯鞘型复合纤维的鞘成分中的聚乙二醇的数均分子量,可通过使用凝胶渗透色谱(GPC)进行测定、计算。具体而言,作为测定装置,例如,使用Waters公司制“差示折射率检测器2410”等,作为测定条件,如下所示。即,采集测定样品50mg至可密封的小瓶中,添加28质量%的氨水1mL,于120℃加热5小时溶解试样。放冷后,添加6mol/L盐酸1.5mL,用纯化水定容至5mL。离心分离后,用0.45μm过滤器过滤,利用GPC分析过滤液。聚乙二醇的数均分子量可使用用已知分子量的标准试样制作的分子量校正曲线来计算。
作为本发明中的芯鞘型复合纤维的鞘成分的含金属磺酸盐基的间苯二甲酸成分,可举出4-磺基间苯二甲酸钠盐、4-磺基间苯二甲酸钾盐、5-磺基间苯二甲酸钠盐、5-磺基间苯二甲酸钾盐、5-磺基间苯二甲酸钡盐等。其中,从缩聚性优异的方面考虑,优选为5-磺基间苯二甲酸钠盐、5-磺基间苯二甲酸钾盐,特别优选为5-磺基间苯二甲酸钠盐。需要说明的是,这些含金属磺酸盐基的间苯二甲酸成分可以使用一种化学结构的物质,也可以使用组合了两种以上化学结构的物质。
作为所述的含金属磺酸盐基的间苯二甲酸的酯形成性衍生物,可举出它们的甲基酯、乙基酯等烷基酯、它们的酰氯、酰溴等酰卤化物、以及间苯二甲酸酐等。例如,从缩聚反应性优异的方面考虑,优选为甲基酯、乙基酯等烷基酯,特别优选为甲基酯。
此外,关于本发明中的芯鞘型复合纤维的鞘成分中的含金属磺酸盐基的间苯二甲酸成分的共聚量,相对于总酸成分而言为2.5mol%以上7.5mol%以下。通过相对于总酸成分而言为2.5mol%以上、优选为3.0mol%以上,能够提高与分离膜形成成分的渗透性。另一方面,通过使共聚量相对于总酸成分而言为7.5mol%以下、优选为7.0mol%以下,能够对因纺丝时的鞘成分的伸长粘度的增加引起的断丝进行抑制,进而能够提高纺粘无纺布的强度。
通过使含金属磺酸盐基的间苯二甲酸成分在上述范围内,从而亲水性提高,纺粘无纺布与水的接触角减小。由此,构成分离膜的高分子溶液快速渗透至无纺布内部,无纺布与分离膜的粘接性变得牢固,能获得作为分离膜支撑体的优异的纺粘无纺布。
需要说明的是,关于纺粘无纺布的含金属磺酸盐基的间苯二甲酸成分量、以及构成纺粘无纺布的芯鞘型复合纤维的鞘成分中的含金属磺酸盐基的间苯二甲酸成分量,可通过使用核磁共振装置(NMR)进行测定、计算。具体如下。
(1)从纺粘无纺布采集50mg测定样品,使其溶解于1mL氘代六氟异丙醇(HFIP)中。
(2)作为测定装置,例如,使用日本电子株式会社制“AL-400”等,作为测定条件,在13C-NMR、累计次数128次的条件下进行NMR测定。
(3)根据由NMR测定获得的与磺酸基键合的碳(C)峰的积分值和聚对苯二甲酸乙二醇酯结构中的碳(C)的积分值,计算纺粘无纺布中的含金属磺酸盐基的间苯二甲酸成分量。
(4)从纺粘无纺布再次采集测定样品,进行碱处理,使鞘成分溶出,制成仅芯成分的纱。
(5)将由(4)获得的样品50mg溶解于1mL氘代六氟异丙醇(HFIP)中。
(6)与(2)、(3)同样地进行NMR测定,根据与磺酸基键合的碳(C)峰的积分值和聚对苯二甲酸乙二醇酯结构中的碳(C)的积分值,计算纺粘无纺布中的含金属磺酸盐基的间苯二甲酸成分量。
(7)从纺粘无纺布中的含金属磺酸盐基的间苯二甲酸成分量中减去芯成分中的含金属磺酸盐基的间苯二甲酸成分量,进而除以鞘比率来计算。需要说明的是,关于鞘比率,通过纺粘无纺布的纱截面观察来计算。
构成本发明的纺粘无纺布的纤维可以为混合多种纤维而成的所谓的混纤型的纤维
本发明的纺粘无纺布中包含的芯鞘型复合纤维的芯成分及鞘成分中,出于减少无纺布制布工序中与各种引导件、辊等接触物的摩擦而提高工序通过性、调整制品的色调的目的,出于在对纺粘无纺布进行热压接的工序中使热传导性优异而提高粘接性的目的,也可以包含二氧化钛(TiO2)粒子。二氧化钛粒子通过湿式、干式各种方法来制造,根据需要,在实施了粉碎、分级等前处理的基础上添加于共聚聚酯的反应体系中。粒子向共聚聚酯反应体系的添加可以在任意阶段,但实质上在酯化反应或酯交换反应结束后添加时,聚合物中的分散性良好,因而优选。粒子相对于聚合物而言的添加量、粒径可根据应用的用途而改变,但相对于共聚聚酯而言为0.01质量%~10质量%且平均粒径为0.05μm~5μm、粒径为4μm以上的粗大粒子为1000个/0.4mg以下的范围时,工序通过性、色调、热传导性特别良好,是优选的。
从作为无纺布能高效地获得纤维彼此的热粘接点的方面考虑,芯鞘型复合纤维的复合形态可举出同心芯鞘型、偏心芯鞘型的复合形态。此外,纤维的横截面形状可举出圆形截面、扁平截面、多边形截面、多叶截面及中空截面等。
复合形态为同心芯鞘型时,纤维的横截面形状优选为圆形截面、扁平截面,从而能够牢固地形成基于热压接的纤维彼此的粘接,进而能够实现无纺布的薄壁化。通过无纺布的薄壁化,能够增加每分离元件单元的分离膜的层叠数,能够提高过滤性能。通过使用芯鞘型复合纤维,能够通过无纺布制造时的热压接使无纺布中的纤维彼此牢固地粘接,相比于混合仅由高熔点聚合物形成的纤维和仅由低熔点聚合物形成的纤维而成的混纤型,片材上的粘接点的不均较少,能得到单位面积重量均匀的无纺布。
将构成所述芯鞘型复合纤维的芯成分设为高熔点聚合物、将鞘成分设为低熔点聚合物,其熔点差为15℃至45℃。即,鞘成分的熔点为[(芯成分的熔点)-45]℃以上[(芯成分的熔点)-15]℃以下。通过使熔点差为15℃以上(即鞘成分的熔点为[(芯成分的熔点)-15]℃以下,以下同样)、优选为20℃以上(鞘成分的熔点为[(芯成分的熔点)-20]℃以下),能够利用热压接工序仅将鞘成分的低熔点聚合物粘接,能够维持配置于芯部的高熔点聚合物的强度。由此,能够提高无纺布的机械强度。此外,通过热压接,能够控制无纺布的单位面积重量,能够提高与分离膜形成成分的渗透性,提高与分离膜的粘接性。进而,通过兼顾粘接性的提高和机械强度,还能够提高分离膜的剥离强度,无纺布表面的绒毛产生得到抑制,还能够提高表面平滑性、尺寸稳定性。此外,无纺布的厚度也得到抑制,因此能够增加每分离元件单元的分离膜的层叠数,能够提高过滤性能。
另一方面,通过使熔点差为45℃以下(鞘成分的熔点为[(芯成分的熔点)-45]℃以上)、优选为40℃以下(鞘成分的熔点为[(芯成分的熔点)-40]℃以上),能够抑制热压接时鞘成分的低熔点聚合物的过度粘接。由此,能够控制无纺布的单位面积重量,抑制分离膜形成成分向无纺布的渗透性的下降。分离膜形成成分的渗透性下降的抑制使无纺布与分离膜的粘接性提高,因此能够抑制分离膜的剥离强度下降。此外,在无纺布的制造时,也能够缩小与芯成分的高熔点聚合物的熔点差,因此能够抑制纺丝时鞘成分的低熔点聚合物的分解,能够抑制断丝。其结果,能够提高无纺布的机械强度,还能抑制绒毛的产生,因此也能够提高表面平滑性。
熔点差可根据聚合物的共聚量来控制成所期望的范围。作为鞘成分的低熔点聚合物中的熔点控制物质,考虑到与聚酯的共聚,优选为二羧酸成分,更优选为间苯二甲酸、环己烷二羧酸、萘二羧酸、己二酸、癸二酸,进一步优选为共聚时的聚合性良好的间苯二甲酸。关于这些二羧酸成分,从控制熔点的方面考虑,相对于总酸成分而言优选为5mol%以上25mol%以下。二羧酸成分优选为5mol%以上,更优选为8mol%以上,进一步优选为11mol%以上。另一方面,通过使二羧酸成分为25mol%以下、更优选为22mol%以下,能够将高熔点聚合物与低熔点聚合物的熔点差控制在所期望的范围内。
关于芯成分的高熔点聚合物的熔点,在将本发明的纺粘无纺布用作分离膜支撑体时,从获得制膜性良好且耐久性优异的分离膜的观点考虑,优选为160℃~320℃。通过使高熔点聚合物的熔点更优选为170℃以上、进一步优选为180℃以上,从而即使从分离膜或分离元件单元制造时的加热工序通过,机械强度、尺寸稳定性也优异。另一方面,通过使高熔点聚合物的熔点更优选为300℃以下、进一步优选为280℃以下,能够抑制纺丝温度,能够抑制聚合物的分解。通过抑制聚合物的分解,能够减少纺丝时的断丝,能获得无纺布的机械强度。
需要说明的是,由纺粘无纺布测定、计算芯成分、鞘成分的熔点的方法采用以下方法。
(1)从纺粘无纺布采集5mg测定样品,作为前处理,在氮气流下于290℃熔融5分钟后以50℃/分钟骤冷至室温。
(2)使用差示扫描量热计(DSC,例如TA Instruments公司制“Q-2000”等),在以下条件下测定熔点。
·升温速度:2℃/分钟
·测定温度:从-20℃至300℃
(3)关于(2)中获得的芯成分及鞘成分的熔点(℃),四舍五入至小数点后第1位。
(4)从纺粘无纺布再次采集测定样品,进行碱处理,使鞘成分溶出,制成仅芯成分的纱。
(5)采集(4)中获得的样品5mg,与(1)同样地进行前处理。
(6)与(2)、(3)同样地进行DSC测定,测定芯成分的熔点。
(7)根据(4)及(6)中获得的熔点确定鞘成分的熔点。
本发明中的芯鞘型复合纤维的复合质量比率(芯:鞘)优选芯成分为50质量%~95质量%(复合质量比率(芯:鞘)为95:5~50:50)。通过使芯成分为50质量%以上(复合质量比率(芯:鞘)为50:50,以下同样)、更优选为60质量%以上(~60:40)、进一步优选为70质量%以上(~70:30),能够对热压接时鞘成分的低熔点聚合物的过度粘接进行抑制。因此,能够控制无纺布的单位面积重量,能够对分离膜形成成分向无纺布的渗透性降低进行抑制。抑制分离膜形成成分的渗透性降低使与分离膜的粘接性提高,因此能够抑制分离膜的剥离强度降低。另一方面,关于芯成分的复合质量比率,通过使芯成分为95质量%以下(95:5~)、更优选为90质量%以下(90:10~)、进一步优选为80质量%以下(80:20~),从而鞘成分的低熔点聚合物容易粘接,能够控制无纺布的单位面积重量。通过控制无纺布的单位面积重量,分离膜形成成分的渗透性提高,分离膜的粘接性提高。通过提高粘接性,分离膜的剥离强度也能够提高。
构成纺粘无纺布的芯鞘型复合纤维的单丝纤度优选为0.1dtex~3.0dtex,更优选为0.3dtex~2.5dtex,进一步优选为0.5dtex~2.0dtex。如果构成纺粘无纺布的长丝的单丝纤度为0.1dtex以上,则纺粘无纺布制造时纺丝性降低的情况少,此外,在作为分离膜支撑体使用的情况下,能够维持透气性,因此制膜时流延的高分子溶液迅速渗透到分离膜支撑体内部,能够得到膜剥离等少的良好的纺粘无纺布。另一方面,如果构成纺粘无纺布的长丝的单丝纤度为3.0dtex以下,则在作为分离膜支撑体使用的情况下,由于能够高密度化,因此高分子溶液流延时的过渗透等少,能够得到良好的纺粘无纺布。需要说明的是,也可以将纤度不同的芯鞘复合纤维混纤。
构成纺粘无纺布的芯鞘型复合纤维的平均单纤维直径优选为3μm~30μm,更优选为5μm~25μm,进一步优选为7μm~20μm。如果构成纺粘无纺布的长丝的平均单纤维直径为3μm以上,则纺粘无纺布制造时纺丝性降低的情况少,此外,在作为分离膜支撑体使用的情况下,能够维持透气性,因此制膜时流延的高分子溶液迅速渗透到分离膜支撑体内部,能够得到膜剥离等少的良好的纺粘无纺布。另一方面,如果构成纺粘无纺布的长丝的平均单纤维直径为30μm以下,则在作为分离膜支撑体使用的情况下,由于能够高密度化,因此高分子溶液流延时的过渗透等少,能够得到良好的纺粘无纺布。需要说明的是,也可以将平均单纤维直径不同的芯鞘复合纤维混纤。
[纺粘无纺布]
本发明为通过纺粘法制造而得的纺粘无纺布。作为由热塑性长丝构成的长纤维无纺布的纺粘无纺布在用作分离膜支撑体时,能够对使用短纤维无纺布时容易引起的由起毛导致的高分子溶液流延时的不均匀化、膜缺陷进行抑制。此外,纺粘无纺布的机械强度也优异,还能够获得用作分离膜支撑体时耐久性优异的分离膜。
本发明的纺粘无纺布可以使用单层也可以将多层无纺布层叠来使用,从能够容易地调整单位面积重量的均匀性、厚度方向的密度分布、正反面的平滑度的方面考虑,优选层叠使用。层叠时的层叠数优选为2~5层,若层叠数为2层以上,则相比于单层时能得到充分的单位面积重量均匀性。此外,通过使层叠数为5层以下,能够对层叠时产生褶皱的情况、以及层间的剥离进行抑制。由此层叠而成的纺粘无纺布由于在用作分离膜支撑体时也通过层间的存在而抑制高分子溶液流延时的过渗透、减少透背,因此适合使用。
本发明中的纺粘无纺布的聚乙二醇的共聚量相对于共聚聚酯而言为2质量%以上15质量%以下。通过使共聚量优选为4质量%以上、更优选为8质量%以上,能够提高分离膜形成成分的渗透性。另一方面,通过使共聚量优选为14质量%以下,能够抑制因纺丝时的粗细引起的断丝,进而能够提高纺粘无纺布的强度。
通过使聚乙二醇的共聚量在上述范围内,从而亲水性提高,纺粘无纺布与水的接触角变小。由此,与分离膜形成成分的渗透性提高。通过提高无纺布表面的亲水性,构成分离膜的高分子成分快速渗透至无纺布内部,无纺布与分离膜的粘接性变得牢固。
需要说明的是,纺粘无纺布的聚乙二醇的共聚量是指通过前述方法测定、计算而得的值。
本发明中的纺粘无纺布中的含金属磺酸盐基的间苯二甲酸成分量相对于总酸成分而言为2.5mol%以上7.5mol%以下。通过相对于总酸成分而言为2.5mol%以上、优选为3.0mol%以上,能够提高与分离膜形成成分的渗透性。另一方面,通过使共聚量相对于总酸成分为而言为7.5mol%以下、优选为7.0mol%以下,能够对因纺丝时的鞘成分的伸长粘度的增加引起的断丝进行抑制,进而能够提高纺粘无纺布的强度。
通过使含金属磺酸盐基的间苯二甲酸成分在上述范围内,从而亲水性提高,纺粘无纺布与水的接触角变小。由此,构成分离膜的高分子溶液快速渗透至无纺布内部,无纺布与分离膜的粘接性变得牢固,能够得到作为分离膜支撑体而言优异的纺粘无纺布。
需要说明的是,纺粘无纺布中的含金属磺酸盐基的间苯二甲酸成分量是指通过前述方法测定、计算而得的值。
本发明的纺粘无纺布的单位面积重量优选为20g/m2~150g/m2。通过使单位面积重量更优选为30g/m2以上、进一步优选为40g/m2以上,从而在将无纺布用作分离膜支撑体时,获得高机械强度和优异的尺寸稳定性。另一方面,通过使单位面积重量更优选为120g/m2以下、进一步优选为90g/m2以下,能够在将无纺布用作分离膜支撑体时减小分离膜的厚度,增大每分离元件单元的分离膜的层叠数,能够实现过滤性能的提高。
关于层叠的各纺粘无纺布的单位面积重量,只要最终的分离膜支撑体的单位面积重量为20g/m2~150g/m2的范围,则没有任何限制,例如3片单位面积重量为10g/m2的层叠、2片单位面积重量为30g/m2的层叠等根据制品设计适当地确定。
本发明的纺粘无纺布的厚度根据用途、制品设计而适当确定,但优选为0.01mm~1.00mm,更优选为0.03mm~0.80mm。若纺粘无纺布的厚度为0.01mm以上,则能够得到机械强度和耐久性优异的纺粘无纺布。另一方面,若纺粘无纺布的厚度为1.00mm以下,则刚性不会变得过高,操作性优异。此外,在用作分离膜支撑体的情况下,厚度优选为0.03mm~0.20mm,更优选为0.04mm~0.16mm,进一步优选为0.05mm~0.12mm。若厚度为0.03mm以上,则作为分离膜支撑体而言的机械强度和尺寸稳定性优异。另一方面,若无纺布的厚度为0.20mm以下,则分离膜形成成分能渗透至无纺布内部,无纺布与分离膜的粘接性提高,因此能够获得高的膜剥离强度。
本发明的纺粘无纺布的密度优选为0.5g/cm3~1.8g/cm3。通过使密度更优选为0.6g/cm3以上、进一步优选为0.7g/cm3以上,从而用作分离膜支撑体时获得高机械强度和优异的尺寸稳定性。另一方面,通过使密度更优选为1.4g/cm3以下、进一步优选为1.0g/cm3以下,从而在用作分离膜支撑体时,能够减小分离膜的厚度,增大每分离元件单元的分离膜的层叠数,能够实现过滤性能的提高。
本发明的纺粘无纺布优选无纺布表面的算术平均粗糙度为0.1μm以上10μm以下。通过使算术平均粗糙度为0.1μm以上、更优选为0.2μm以上,从而在用作分离膜支撑体的情况下能够维持透气性,因此能够使制膜时流延的高分子溶液快速渗透至分离膜支撑体内部而与分离膜的粘接性提高,能够提供与分离膜的剥离等少的膜剥离强度优异的分离膜支撑体。另一方面,通过使算术平均粗糙度为10μm以下、更优选为8μm以下,在用作分离膜支撑体时,表面平滑性提高,能够将构成分离膜的高分子溶液在膜基材表面均匀地制膜,能够提供与分离膜的剥离等少的膜剥离强度优异的分离膜支撑体。
本发明的纺粘无纺布中,纺粘无纺布表面的与水的接触角为0°以上80°以下。关于与水的接触角,通过为0°以上、优选为5°以上、更优选为10°以上、特别优选为15°以上,从而在用作分离膜支撑体时,能够抑制构成分离膜的高分子溶液渗透至背面,在形成复合膜的情况下,由高分子成分构成的分离膜能够保持作为支撑层的充分的厚度。另一方面,通过使与水的接触角为80°以下、优选为小于70°、更优选为50°以下、进一步优选为40°以下,从而无纺布表面的亲水性提高,在用作分离膜支撑体时,构成分离膜的高分子溶液快速渗透至无纺布内部,与分离膜的粘接性提高,能够提供与分离膜的剥离等少的膜剥离强度优异的分离膜支撑体。
本发明的纺粘无纺布为了在水处理用途中使用而优选能够抑制内部物质向水中的溶出量,溶出量由自来水管法试验(JIS S3200-7:2010“自来水管用器具-浸出性能试验方法”)的总有机碳量(TOC量)规定。TOC量是表示水的污染的指标,自来水中的规定值为3mg/L以下,水处理用途中使用的纺粘无纺布必须满足该基准。因此,通过使本发明的纺粘无纺布的TOC量优选为3.0mg/L以下、更优选为2.5mg/L以下、进一步优选为1.5mg/L以下,能够在将纺粘无纺布用作分离膜支撑体的情况下使分离液中的杂质显示为较少。
[纺粘无纺布的制造方法]
下面,对本发明的纺粘无纺布的制造方法进行具体说明。
用于制造纺粘无纺布的纺粘法为需要如下工序的制造方法:将树脂熔融,从喷丝头纺丝后,对进行冷却固化而得的纱条用喷射器进行牵引拉伸,捕集到移动的网上,进行纤维网化后,进行热粘接。作为使用的喷丝头、喷射器的形状,可采用圆形、矩形等各种形状。其中,从压缩空气的使用量较少、不易发生纱条彼此的熔接、摩擦的观点考虑,使用矩形喷丝头和矩形喷射器的组合为优选方式。
在本发明中,将芯成分的聚酯、鞘成分的含有聚乙二醇及/或含金属磺酸盐基的间苯二甲酸成分的共聚聚酯进行真空干燥后,在挤出机中熔融并计量,供给至喷丝头并以长纤维纺出。纺出的长纤维的纱条进行冷却固化,由从喷射器喷射的压缩空气牵引并拉伸。
为了还提高有助于无纺布片材的机械强度的长纤维的强度,纺丝速度优选为2000m/分钟以上,更优选为3000m/分钟以上,进一步优选为3500m/分钟以上,从而能够使长纤维更高度地取向结晶化。另一方面,长纤维的过度取向结晶化会阻碍热粘接性,纺丝速度优选为5500m/分钟以下,更优选为5000m/分钟以下,进一步优选为4500m/分钟以下。此外,过度的取向结晶化导致纤维的收缩,诱发纺粘无纺布的弯曲、卷曲等变形,因此优选前述纺丝速度。纺粘法的情况下,纺丝速度可通过对利用高速抽吸气体的抽吸拉伸时的抽吸压力进行调整来控制。
接着,通过将得到的长纤维捕集到移动的网上进行纤维网化,连续地进行热压接从而实施交织等而一体化,从而得到纺粘无纺布。
接着,通过将得到的纺粘无纺布层叠并进行热压接,得到分离膜支撑体。作为方法,优选使由纺粘法得到的暂时粘接状态的纺粘无纺布层叠后通过热压接使其粘接的方法。热压接可举出利用平辊、雕刻辊等的组合的热粘接、针刺、水刺等交织等的方法,优选不会发生因起毛等而产生膜的不均匀性、针孔缺陷的、具有优异的单位面积重量均匀性、表面平滑性。因此,优选通过上下1对的平辊将无纺布片材一体化。此外,通过抑制纺粘无纺布表面的纤维的熔接和凹凸并保持形态,从而用作分离膜支撑体时分离膜形成成分渗透至无纺布内部,能得到分离膜的粘接性,因此也优选使用利用经加热的金属制辊和非加热的弹性辊的热压接方式。作为弹性辊,可举出纸、棉及芳族聚酰胺纸等所谓的纸辊、聚氨酯系树脂、硅系树脂及硬质树脂等树脂制辊等。
[纺粘无纺布的用途]
所谓使用了本发明的纺粘无纺布的分离膜,是在热压接后的纺粘无纺布即分离膜支撑体上形成具有分离功能的膜而成的分离膜,作为例子,可举出微滤膜、超滤膜、纳滤膜及反渗透膜等半透膜。
作为该分离膜的制造方法,优选使用在分离膜支撑体的至少单侧的表面上流延高分子溶液而形成具有分离功能的膜,从而制成分离膜的方法。此外,分离膜为半透膜的情况下,将具有分离功能的膜制成包含支撑层和半透膜层的复合膜也是优选的方式(该情况下,支撑层可以不具有分离功能)。
在分离膜支撑体上流延的高分子溶液中的高分子成分在制膜后具有分离功能,作为该高分子成分,优选选自由聚砜、聚醚砜、聚芳基醚砜、聚酰亚胺、聚偏氟乙烯及乙酸纤维素组成的组中的至少一种。其中,特别是从化学、机械及热稳定性的观点考虑,优选使用聚砜的溶液、聚芳基醚砜的溶液。溶剂可根据膜形成物质适当选择。此外,分离膜为包含支撑层和半透膜层的复合膜的情况下,作为半透膜,优选使用通过多官能酰卤化物和多官能胺的缩聚等而得到的交联聚酰胺膜等。
在包含本发明的纺粘无纺布的分离膜中,高分子溶液向无纺布的渗透率优选为5%以上70%以下,更优选为10%以上60%以下,进一步优选为15%以上50%以下。需要说明的是,高分子溶液的渗透率是进行分离膜形成后截面观察,以无纺布每单位面积中高分子成分所占面积进行计算。
((高分子成分所占面积)/(无纺布的面积))×100=渗透率(%)
渗透率越提高,由高分子成分构成的分离膜与作为分离膜支撑体的纺粘无纺布的粘接性越提高,越能得到高的膜剥离强度。另一方面,高分子溶液的渗透率优选为70%以下,更优选为60%以下,进一步优选为50%以下。通过为50%以下,能够抑制高分子溶液渗透至背面,在形成复合膜的情况下,由高分子成分构成的分离膜能够保持作为支撑层的充分的厚度。
本发明的分离膜从分离膜支撑体剥离的剥离强度优选在任意部位均为0.30N/15mm以上,更优选为0.70N/15mm以上,进一步优选为1.00N/15mm以上。膜剥离强度越提高,越能抑制分离膜从纺粘无纺布剥离,制膜性越提高。此处,能够提供一种能防止用作分离元件单元时的运行压力的变动、高压下的剥离的分离膜。
作为本发明的纺粘无纺布的用途,设想为水处理用的支撑膜用途,但在此之外,例如也可适当用于过滤器、过滤器基材、电线绕包材料等工业材料、壁纸、透湿防水片材、屋顶垫层材料、隔音材料、隔热材料、吸音材料等建筑材料、包装材料、袋装材料、广告牌材料、印刷基材等生活材料、抗杂草片材、排水材料、地基补强材料、隔音材料、吸音材料等土木材料、整体覆盖材料(日文:べたがけ材)、遮光片材等农业材料、天花板材料、及备用轮胎罩材料等车辆材料等。
实施例
以下,基于实施例对本发明的纺粘无纺布进行具体说明。这些为示例而本发明不局限于这些实施例。前述分离膜支撑体、构成该分离膜支撑体的纺粘无纺布以及构成该纺粘无纺布的芯鞘型复合纤维的各物性及实施例中的各物性值通过以下方法进行测定。
(1)聚合物的熔点(℃)
聚合物的熔点测定使用差示扫描型量热计(DSC)进行测定。
装置:TA Instruments公司制“Q-2000”
升温速度:2℃/分钟
测定温度:从-20℃至300℃。
(2)纺丝性评价
以共聚聚酯作为鞘成分,在喷丝头温度300℃、以规定的复合质量比率从细孔纺出后,基于利用喷射器并以纺丝速度4000m/分钟进行纺丝时的断丝的次数,以S、A、B这3个等级对纺丝性进行评价。
评价S:每1小时的断丝为无
评价A:每1小时的断丝次数为1次以上10次以下
评价B:每1小时的断丝次数为11次以上
(3)单丝纤度(dtex)
关于单丝纤度,从纺粘无纺布随机采集10个小片样品,用扫描型电子显微镜(株式会社Keyence制“VHX-2000”)拍摄500~3000倍的照片,对来自各样品的10根合计100根的单纤维的直径进行测定,用聚合物的密度对它们的平均值进行校正,将小数点后第二位四舍五入而求出。
(4)平均单纤维直径(μm)
关于平均单纤维直径,从纺粘无纺布随机采集10个小片样品,用扫描型电子显微镜(株式会社Keyence制“VHX-2000”)拍摄500~3000倍的照片,对来自各样品的10根合计100根的单纤维的直径进行测定,对于它们的平均值,将小数点后第一位四舍五入而求出。
(5)纺粘无纺布的聚乙二醇的共聚量(质量%)、纺粘无纺布中包含的芯鞘型复合纤维的鞘成分中的聚乙二醇的共聚量(质量%)
聚乙二醇的共聚量使用日本电子株式会社制“AL-400”作为测定装置,通过前述方法进行测定、计算。
(6)纺粘无纺布的芯鞘型复合纤维的鞘成分中的相对于总酸成分而言的含金属磺酸盐基的间苯二甲酸成分的共聚量(mol%)、纺粘无纺布中包含的芯鞘型复合纤维的鞘成分中的相对于总酸成分而言的含金属磺酸盐基的间苯二甲酸成分的共聚量(mol%)
鞘成分中的相对于总酸成分而言的含金属磺酸盐基的间苯二甲酸成分的共聚量使用日本电子株式会社制“AL-400”作为测定装置,通过前述方法进行测定、计算。
(7)纺粘无纺布的单位面积重量(g/m2)
采集3个30cm×50cm的纺粘无纺布,分别测定各试样的重量,将得到的值的平均值换算成每单位面积,将小数点后第一位四舍五入。
(8)纺粘无纺布的厚度(mm)
关于纺粘无纺布的厚度,随机采集10片小片样品,使用株式会社Mitsutoyo制的千分尺,用直径6mm的测砧和测杆夹持无纺布,在小片样品内以0.01mm为单位等间隔测定2点,将合计20点的平均值的小数点后第三位四舍五入。
(9)纺粘无纺布的密度(g/cm3)
纺粘无纺布的单位面积重量除以纺粘无纺布的厚度,并将其小数点后第三位四舍五入。
(10)纺粘无纺布的算术表面粗糙度(μm)
关于纺粘无纺布的算术表面粗糙度(Ra),利用激光显微镜的光透过法,由以1000μm的线粗糙度求出。每1个级别变更测定位置测定10次,将除去了最大值和最小值的平均值的小数点后第一位四舍五入而算出。算术表面粗糙度越小,无纺布表面的平滑性越提高,分离膜与无纺布的粘接性越提高。
装置:株式会社Keyence制“VK-X200”。
(11)纺粘无纺布与水的接触角(°)
关于纺粘无纺布表面与水的接触角(°),使从包含离子交换水的2μL的液滴着液于纺粘无纺布,根据着液后1秒后的图像求出。每1个级别变更测定位置测定10次,除去最大值和最小值,求出平均值,计算与水的接触角,将小数点后第1位四舍五入。接触角越低,意味着无纺布表面的亲水性越提高,亲水性越高,分离膜构成成分向无纺布的渗透率越提高,分离膜与无纺布的粘接性越提高。需要说明的是,表1~表6中,关于纺粘无纺布表面与水的接触角(°)的测定结果,仅简称为“接触角(°)”。
(12)纺粘无纺布的TOC量(mg/L)
关于纺粘无纺布的TOC量,基于JIS S3200-7:2010“自来水管用器具-浸出性能试验方法”,以相对于纺粘无纺布而言浴比成为100的方式在25℃条件下使无纺布在离子交换水中浸渍1小时,用离子交换水50mL对浸渍后的无纺布洗涤6次,再次在25℃条件下浸渍16小时。对于浸渍后的溶液20mL,滴加0.5mL的2mol/L的盐酸,鼓泡15分钟后进行TOC分析。TOC量越低,意味着内部物质向水的溶出量越少,能显示出过滤后的溶液中的杂质少。
装置:桌上TOC测定器(东丽工程株式会社制“TNC-6000”)
需要说明的是,表1~表6中,关于纺粘无纺布的TOC量(mg/L)的测定结果,仅简称为“TOC量(mg/L)”。
(13)高分子成分向纺粘无纺布的渗透率(%)
关于构成分离膜的高分子成分向纺粘无纺布的渗透率,在纺粘无纺布表面形成分离膜后,进行截面观察,以纺粘无纺布每单位面积中高分子成分所占面积进行计算。渗透率越高,纺粘无纺布与分离膜的粘接性越高,分离膜不从纺粘无纺布剥离而制膜性提高。
((高分子成分所占面积)/(无纺布的面积))×100=渗透率(%)
需要说明的是,表1~表6中,关于高分子成分向纺粘无纺布的渗透率(%)的测定结果,简称为“PSf的渗透率(%)”。
(14)分离膜的剥离强度(N/15mm)
将制作的聚砜分离膜(PSf膜)切出全宽方向15mm长度方向13cm,将菊水Tape株式会社制キクラフトテープ(Kikraft tape)贴附于PSf膜面,将其一端的PSf层从分离膜支撑体剥离长边方向8cm的量,在恒速拉伸型拉伸试验机的夹持部的一方固定PSf层,在另一方固定作为分离膜支撑体的纺粘无纺布,以夹持间隔15mm、拉伸速度15mm/分钟的条件测定强度,计算强度稳定了的夹持间隔从15mm变成75mm为止的强度的平均值,将小数点后第三位四舍五入而得值作为膜剥离强度,将其平均值(N/15mm)作为分离膜的剥离强度((N=5)的平均值)。需要说明的是,表1~表6中,关于分离膜的剥离强度(N/15mm)的测定结果,标记为“PSf膜的剥离强度(N/15mm)”。
[实施例1]
作为芯成分,使用熔点为255℃、包含0.3质量%的氧化钛的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET),作为鞘成分,使用相对于总酸成分而言共聚有11.5mol%的间苯二甲酸成分、2质量%的数均分子量为20000的聚乙二醇(PEG)(三洋化成工业株式会社制PEG20000)且熔点为230℃、包含0.2质量%的氧化钛的共聚聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET/I-PEG)。将芯成分及鞘成分分别在295℃和270℃的温度熔融,以喷丝头温度300℃、芯:鞘=80:20的质量比率从细孔纺出后,通过喷射器以4000m/分钟的纺丝速度进行纺丝,制成含有聚乙二醇的聚对苯二甲酸乙二醇酯覆盖表面整体的同心芯鞘型长丝(截面为圆形),以纤维网的形式捕集到移动的网式输送机上。使用上下1对压花辊,在热粘接温度为120℃的温度下对捕集的纤维网进行热粘接,制造构成长丝的单丝纤度为1.9dtex、平均单纤维直径为14μm、单位面积重量为35g/m2的纺粘无纺布。
将2片得到的纺粘无纺布重叠并进行热压接,制造单位面积重量为70g/m2、厚度为0.09mm、密度为0.78g/cm3、表面的算术平均粗糙度为10μm的纺粘无纺布,得到纺粘无纺布层叠体。得到的纺粘无纺布层叠体的接触角为70°,TOC量为0.9mg/L。
使将聚砜(PSf)溶解于N,N-二甲基甲酰胺(DMF)中而成的高分子溶液在得到的纺粘无纺布层叠体上流延,制成分离膜。此时的聚砜向无纺布层叠体的渗透率为12%,聚砜膜从无纺布层叠体剥离的剥离强度为0.88N/15mm。结果示于表1中。
[实施例2-4]
除共聚有4质量%、8质量%、14质量%的数均分子量为20000的PEG(三洋化成工业株式会社制PEG20000)以外,通过与实施例1同样的方法进行实施,制造由含有聚乙二醇的聚对苯二甲酸乙二醇酯覆盖了表面整体的构成长丝的单丝纤度为1.9dtex、平均单纤维直径为14μm、单位面积重量为35g/m2的纺粘无纺布。
将2片得到的纺粘无纺布重叠,通过与实施例1相同的方法实施层叠加工,得到纺粘无纺布层叠体。关于得到的纺粘无纺布层叠体,实施例2中,单位面积重量为70g/m2、厚度为0.09mm、密度为0.78g/cm3、表面的算术平均粗糙度为9μm、接触角为60°、TOC量为1.1mg/L。此外,聚砜的渗透率为13%、膜剥离强度为1.03N/15mm。
实施例3中,单位面积重量为70g/m2、厚度为0.09mm、密度为0.78g/cm3、表面的算术平均粗糙度为8μm、接触角为40°、TOC量为1.4mg/L。此外,聚砜的渗透率为15%、膜剥离强度为1.47N/15mm。
实施例4中,单位面积重量为70g/m2、厚度为0.10mm、密度为0.70g/cm3、表面的算术平均粗糙度为6μm、接触角为15°、TOC量为2.5mg/L。此外,聚砜的渗透率为25%、膜剥离强度为2.35N/15mm。结果示于表1中。
[实施例5-7]
除共聚有2质量%、8质量%、14质量%的数均分子量为7000的PEG(三洋化成工业株式会社制PEG6000S)以外,通过与实施例1同样的方法进行实施,制造由含有聚乙二醇的聚对苯二甲酸乙二醇酯覆盖了表面整体的构成长丝的单丝纤度为1.9dtex、平均单纤维直径为14μm、单位面积重量为35g/m2的纺粘无纺布。
将2片得到的纺粘无纺布重叠,通过与实施例1相同的方法实施层叠加工,得到纺粘无纺布层叠体。关于得到的纺粘无纺布层叠体,实施例5中,单位面积重量为70g/m2、厚度为0.09mm、密度为0.78g/cm3、表面的算术平均粗糙度为11μm、接触角为65°、TOC量为0.7mg/L。此外,聚砜的渗透率为10%、膜剥离强度为0.71N/15mm。
实施例6中,单位面积重量为70g/m2、厚度为0.09mm、密度为0.78g/cm3、表面的算术平均粗糙度为9μm、接触角为60°、TOC量为1.2mg/L。此外,聚砜的渗透率为13%、膜剥离强度为0.98N/15mm。
实施例7中,单位面积重量为70g/m2、厚度为0.09mm、密度为0.78g/cm3、表面的算术平均粗糙度为8μm、接触角为20°、TOC量为1.9mg/L。此外,聚砜的渗透率为21%、膜剥离强度为1.96N/15mm。结果示于表1中。
[实施例8]
作为鞘成分,使用相对于总酸成分而言共聚有22mol%的间苯二甲酸成分、8质量%的数均分子量为20000的PEG(三洋化成工业株式会社制PEG20000)且熔点为210℃、包含0.2质量%的氧化钛的共聚聚酯,除此以外,通过与实施例1同样的方法进行实施,制造由含有聚乙二醇的聚对苯二甲酸乙二醇酯覆盖了表面整体的构成长丝的单丝纤度为1.9dtex、平均单纤维直径为14μm、单位面积重量为35g/m2的纺粘无纺布。
将2片得到的纺粘无纺布重叠,通过与实施例1相同的方法实施层叠加工,得到纺粘无纺布层叠体。得到的纺粘无纺布层叠体的单位面积重量为70g/m2、厚度为0.07mm、密度为1.00g/cm3、表面的算术平均粗糙度为5μm、接触角为41°、TOC量为2.3mg/L。
使将聚砜溶解于DMF中而成的高分子溶液在得到的纺粘无纺布层叠体上流延,制成分离膜。此时的聚砜向无纺布层叠体的渗透率为11%,聚砜膜从无纺布层叠体剥离的剥离强度为0.74N/15mm。结果示于表1中。
[实施例9]
作为鞘成分,使用相对于总酸成分而言共聚有8.0mol%的间苯二甲酸成分、8质量%的数均分子量为20000的PEG(三洋化成工业株式会社制PEG20000)且熔点为240℃、包含0.2质量%的氧化钛的共聚聚酯,除此以外,通过与实施例1同样的方法进行实施,制造由含有聚乙二醇的聚对苯二甲酸乙二醇酯覆盖了表面整体的构成长丝的单丝纤度为1.9dtex、平均单纤维直径为14μm、单位面积重量为35g/m2的纺粘无纺布。
将2片得到的纺粘无纺布重叠,通过与实施例1相同的方法实施层叠加工,得到纺粘无纺布层叠体。得到的纺粘无纺布层叠体的单位面积重量为70g/m2、厚度为0.14mm、密度为0.50g/cm3、表面的算术平均粗糙度为11μm、接触角为42°、TOC量为1.5mg/L。
使将聚砜溶解于DMF中而成的高分子溶液在得到的纺粘无纺布层叠体上流延,制成分离膜。此时的聚砜向无纺布层叠体的渗透率为12%,聚砜膜从无纺布层叠体剥离的剥离强度为0.93N/15mm。结果示于表1中。
[表1]
[实施例10-12]
除共聚有14质量%的数均分子量为1000的PEG(三洋化成工业株式会社制PEG1000)、数均分子量为3400的PEG(三洋化成工业株式会社制PEG4000)、8质量%的数均分子量为35000的PEG(Sigma-Aldrich制PEG35000)以外,通过与实施例1同样的方法进行实施,制造由含有聚乙二醇的聚对苯二甲酸乙二醇酯覆盖了表面整体的构成长丝的单丝纤度为1.9dtex、平均单纤维直径为14μm、单位面积重量为35g/m2的纺粘无纺布。
将2片得到的纺粘无纺布重叠,通过与实施例1相同的方法实施层叠加工,得到纺粘无纺布层叠体。关于得到的纺粘无纺布层叠体,实施例10中,单位面积重量为70g/m2、厚度为0.09mm、密度为0.78g/cm3、表面的算术平均粗糙度为11μm、接触角为80°、TOC量为0.9mg/L。此外,聚砜的渗透率为5%,膜剥离强度为0.31N/20mm。
实施例11中,单位面积重量为70g/m2、厚度为0.09mm、密度为0.78g/cm3、表面的算术平均粗糙度为11μm、接触角为77°、TOC量为0.9mg/L。此外,聚砜的渗透率为6%、膜剥离强度为0.34N/15mm。
实施例12中,单位面积重量为70g/m2、厚度为0.06mm、密度为1.17g/cm3、表面的算术平均粗糙度为8μm、接触角为20°、TOC量为3.5mg/L。此外,聚砜的渗透率为8%、膜剥离强度为0.41N/20mm。结果示于表2中。
[实施例13-17]
将芯成分与鞘成分的质量比率设为95:5、90:10、70:30、60:40、50:50,除此以外,通过与实施例3同样的方法进行实施,制造由含有聚乙二醇的聚对苯二甲酸乙二醇酯覆盖了表面整体的构成长丝的单丝纤度为1.9dtex、平均单纤维直径为14μm、单位面积重量为35g/m2的纺粘无纺布。
将2片得到的纺粘无纺布重叠,通过与实施例1相同的方法实施层叠加工,得到纺粘无纺布层叠体。关于得到的纺粘无纺布层叠体,实施例13中,单位面积重量为70g/m2、厚度为0.13mm、密度为0.54g/cm3、表面的算术平均粗糙度为12μm、接触角为41°、TOC量为0.9mg/L。此外,聚砜的渗透率为8%,膜剥离强度为0.39N/15mm。
实施例14中,单位面积重量为70g/m2、厚度为0.12mm、密度为0.58g/cm3、表面的算术平均粗糙度为9μm、接触角为40°、TOC量为1.1mg/L。此外,聚砜的渗透率为11%、膜剥离强度为0.76N/15mm。
实施例15中,单位面积重量为70g/m2、厚度为0.08mm、密度为0.86g/cm3、表面的算术平均粗糙度为7μm、接触角为41°、TOC量为1.8mg/L。此外,聚砜的渗透率为14%、膜剥离强度为1.08N/15mm。
实施例16中,单位面积重量为70g/m2、厚度为0.05mm、密度为1.40g/cm3、表面的算术平均粗糙度为6μm、接触角为39°、TOC量为2.2mg/L。此外,聚砜的渗透率为12%、膜剥离强度为0.83N/15mm。
实施例17中,单位面积重量为70g/m2、厚度为0.04mm、密度为1.75g/cm3、表面的算术平均粗糙度为5μm、接触角为40°、TOC量为2.7mg/L。此外,聚砜的渗透率为7%、膜剥离强度为0.34N/15mm。结果示于表2中。
[表2]
[实施例18]
作为芯成分,使用熔点为255℃、包含0.3质量%的氧化钛的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET),作为鞘成分,使用相对于总酸成分而言共聚有9.5mol%的间苯二甲酸成分、2.5mol%的5-磺基间苯二甲酸钠(SSIA)且熔点为230℃、包含0.2重量%的氧化钛的共聚聚酯(PET/I-SSIA)。将芯成分及鞘成分分别在295℃和270℃的温度熔融,以喷丝头温度300℃、芯:鞘=80:20的质量比率从细孔纺出后,通过喷射器以4000m/分钟的纺丝速度进行纺丝,制成由含有来自5-磺基间苯二甲酸钠的成分的聚对苯二甲酸乙二醇酯覆盖了表面整体的同心芯鞘型长丝(截面为圆形),以纤维网的形式捕集到移动的网式输送机上。使用上下1对压花辊对捕集的纤维网进行热压接,制造构成长丝的单丝纤度为1.4dtex、平均单纤维直径为12μm、单位面积重量为35g/m2的纺粘无纺布。
将2片得到的纺粘无纺布重叠进行热压接,制造单位面积重量为70g/m2、厚度为0.09mm、密度为0.78g/cm3、表面的算术平均粗糙度为12μm的纺粘无纺布,得到纺粘无纺布层叠体。得到的纺粘无纺布层叠体的接触角为66°,TOC量为1.2mg/L。
使将聚砜(PSf)溶解于N,N-二甲基甲酰胺(DMF)中而成的高分子溶液在得到的纺粘无纺布层叠体上流延,制成分离膜。此时的聚砜向无纺布层叠体的渗透率为13%,聚砜膜从无纺布层叠体剥离的剥离强度为0.54N/15mm。结果示于表3中。
[实施例19]
作为鞘成分,使用相对于总酸成分而言共聚有9.5mol%的间苯二甲酸成分、5.0mol%的5-磺基间苯二甲酸钠且熔点为230℃、包含0.2重量%的氧化钛的共聚聚酯,除此以外,通过与实施例18同样的方法进行实施,制造由含有来自5-磺基间苯二甲酸钠的成分的聚对苯二甲酸乙二醇酯覆盖了表面整体的构成长丝的单丝纤度为1.4dtex、平均单纤维直径为12μm、单位面积重量为35g/m2的纺粘无纺布。
将2片得到的纺粘无纺布重叠,通过与实施例18相同的方法实施层叠加工,得到纺粘无纺布层叠体。得到的纺粘无纺布层叠体的单位面积重量为70g/m2、厚度为0.09mm、密度为0.78g/cm3、表面的算术平均粗糙度为12μm、接触角为64°、TOC量为1.4mg/L。
使将聚砜溶解于DMF中而成的高分子溶液在得到的纺粘无纺布层叠体上流延,制成分离膜。此时的聚砜向无纺布层叠体的渗透率为16%,聚砜膜从无纺布层叠体剥离的剥离强度为0.62N/15mm。结果示于表3中。
[实施例20]
作为鞘成分,使用相对于总酸成分而言共聚有9.5mol%的间苯二甲酸成分、7.5mol%的5-磺基间苯二甲酸钠且熔点为230℃、包含0.2重量%的氧化钛的共聚聚酯,除此以外,通过与实施例18同样的方法进行实施,制造由含有来自5-磺基间苯二甲酸钠的成分的聚对苯二甲酸乙二醇酯覆盖了表面整体的构成长丝的单丝纤度为1.4dtex、平均单纤维直径为12μm、单位面积重量为35g/m2的纺粘无纺布。
将2片得到的纺粘无纺布重叠,通过与实施例18相同的方法实施层叠加工,得到纺粘无纺布层叠体。得到的纺粘无纺布层叠体的单位面积重量为70g/m2、厚度为0.09mm、密度为0.78g/cm3、表面的算术平均粗糙度为12μm、接触角为59°、TOC量为1.6mg/L。
使将聚砜溶解于DMF中而成的高分子溶液在得到的纺粘无纺布层叠体上流延,制成分离膜。此时的聚砜向无纺布层叠体的渗透率为25%,聚砜膜从无纺布层叠体剥离的剥离强度为0.67N/15mm。结果示于表3中。
[实施例21]
作为鞘成分,使用相对于总酸成分而言共聚有20mol%的间苯二甲酸成分、5.0mol%的5-磺基间苯二甲酸钠且熔点为210℃、包含0.2重量%的氧化钛的共聚聚酯,除此以外,通过与实施例18同样的方法进行实施,制造由含有来自5-磺基间苯二甲酸钠的成分的聚对苯二甲酸乙二醇酯覆盖了表面整体的构成长丝的单丝纤度为1.4dtex、平均单纤维直径为12μm、单位面积重量为35g/m2的纺粘无纺布。
将2片得到的纺粘无纺布重叠,通过与实施例1相同的方法实施层叠加工,得到纺粘无纺布层叠体。得到的纺粘无纺布层叠体的单位面积重量为70g/m2、厚度为0.04mm、密度为1.75g/cm3、表面的算术平均粗糙度为12μm、接触角为62°、TOC量为25mg/L。
使将聚砜溶解于DMF中而成的高分子溶液在得到的纺粘无纺布层叠体上流延,制成分离膜。此时的聚砜向无纺布层叠体的渗透率为11%,聚砜膜从无纺布层叠体剥离的剥离强度为0.51N/15mm。结果示于表3中。
[实施例22]
作为鞘成分,使用相对于总酸成分而言共聚有5.0mol%的间苯二甲酸成分、5.0mol%的5-磺基间苯二甲酸钠且熔点为240℃、包含0.2重量%的氧化钛的共聚聚酯,除此以外,通过与实施例18同样的方法进行实施,制造由含有来自5-磺基间苯二甲酸钠的成分的聚对苯二甲酸乙二醇酯覆盖了表面整体的构成长丝的单丝纤度为1.4dtex、平均单纤维直径为12μm、单位面积重量为35g/m2的纺粘无纺布。
将2片得到的纺粘无纺布重叠,通过与实施例1相同的方法实施层叠加工,得到纺粘无纺布层叠体。得到的纺粘无纺布层叠体的单位面积重量为70g/m2、厚度为0.12mm、密度为0.58g/cm3、表面的算术平均粗糙度为12μm、接触角为65°、TOC量为1.8mg/L。
使将聚砜溶解于DMF中而成的高分子溶液在得到的纺粘无纺布层叠体上流延,制成分离膜。此时的聚砜向无纺布层叠体的渗透率为19%,聚砜膜从无纺布层叠体剥离的剥离强度为0.53N/15mm。结果示于表3中。
[实施例23-26]
将芯成分与鞘成分的质量比比率设为95:5、90:10、60:40、50:50,除此以外,通过与实施例19同样的方法进行实施,制造由含有来自5-磺基间苯二甲酸钠的成分的聚对苯二甲酸乙二醇酯覆盖了表面整体的构成长丝的单丝纤度为1.4dtex、平均单纤维直径为12μm、单位面积重量为35g/m2的纺粘无纺布。
将2片得到的纺粘无纺布重叠,通过与实施例19相同的方法实施层叠加工,得到纺粘无纺布层叠体。关于得到的纺粘无纺布层叠体,在芯:鞘=95:5时,单位面积重量为70g/m2、厚度为0.11mm、密度为0.64g/cm3、表面的算术平均粗糙度为12μm、接触角为65°、TOC量为1.0mg/L。此外,聚砜的渗透率为20%、膜剥离强度为0.51N/15mm。
芯:鞘=90:10时,单位面积重量为70g/m2、厚度为0.10mm、密度为0.70g/cm3、表面的算术平均粗糙度为12μm、接触角为62°、TOC量为1.2mg/L。此外,聚砜的渗透率为17%、膜剥离强度为0.56N/15mm。
芯:鞘=60:40时,单位面积重量为70g/m2、厚度为0.04mm、密度为1.75g/cm3、表面的算术平均粗糙度为12μm、接触角为63°、TOC量为2.5mg/L。此外,聚砜的渗透率为12%、膜剥离强度为0.53N/15mm。
芯:鞘=50:50时,单位面积重量为70g/m2、厚度为0.03mm、密度为2.33g/cm3、表面的算术平均粗糙度为12μm、接触角为62°、TOC量为3.0mg/L。此外,聚砜的渗透率为8%、膜剥离强度为0.42N/15mm。结果示于表3中。
[表3]
[实施例27]
作为芯成分,使用熔点为255℃、包含0.3质量%的氧化钛的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET),作为鞘成分,使用相对于总酸成分而言共聚有9.5mol%的间苯二甲酸成分、8质量%的数均分子量为7000的PEG(三洋化成工业株式会社制PEG6000S)、5mol%的5-磺基间苯二甲酸钠(SSIA)且熔点为230℃、包含0.2质量%的氧化钛的共聚聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET/I-PEG-SSIA),除此以外,通过与实施例1同样的方法进行实施,制造由含有聚乙二醇及来自5-磺基间苯二甲酸钠的成分的聚对苯二甲酸乙二醇酯覆盖了表面整体的构成长丝的单丝纤度为1.9dtex、平均单纤维直径为14μm、单位面积重量为35g/m2的纺粘无纺布。
将2片得到的纺粘无纺布重叠,通过与实施例1相同的方法实施层叠加工,得到纺粘无纺布层叠体。关于得到的纺粘无纺布层叠体,制造单位面积重量为70g/m2、厚度为0.09mm、密度为0.78g/cm3、表面的算术平均粗糙度为12μm的纺粘无纺布,得到纺粘无纺布层叠体。得到的纺粘无纺布层叠体的接触角为56°、TOC量为2.2mg/L。此外,聚砜的渗透率为8%、膜剥离强度为0.68N/15mm。结果示于表4中。
[实施例28]
作为芯成分,使用熔点为255℃、包含0.3质量%的氧化钛的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET),作为鞘成分,使用相对于总酸成分而言共聚有9.5mol%的间苯二甲酸成分、8质量%的数均分子量为20000的PEG(三洋化成工业株式会社制PEG20000)、5mol%的5-磺基间苯二甲酸钠(SSIA)且熔点为230℃、包含0.2质量%的氧化钛的共聚聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET/I-PEG-SSIA),除此以外,通过与实施例1同样的方法进行实施,制造由含有聚乙二醇及5-磺基间苯二甲酸钠(SSIA)的聚对苯二甲酸乙二醇酯覆盖了表面整体的构成长丝的单丝纤度为1.9dtex、平均单纤维直径为14μm、单位面积重量为35g/m2的纺粘无纺布。
将2片得到的纺粘无纺布重叠,通过与实施例1相同的方法实施层叠加工,得到纺粘无纺布层叠体。得到的纺粘无纺布层叠体的单位面积重量为70g/m2、厚度为0.09mm、密度为0.78g/cm3、表面的算术平均粗糙度为11μm、接触角为35°、TOC量为2.5mg/L。此外,聚砜的渗透率为11%、膜剥离强度为1.15N/15mm。结果示于表4中。
[实施例29-31]
作为芯成分,使用熔点为255℃、包含0.3质量%的氧化钛的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET),作为鞘成分,使用将包含50质量%的数均分子量为7000的PEG(三洋化成工业株式会社制PEG6000S)且熔点为220℃、包含0.2质量%的氧化钛的共聚聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT-PEG)和熔点为220℃且包含0.2质量%的氧化钛的聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)混合、且共聚有2质量%、8质量%、14质量%的PEG的共聚聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT-PEG),除此以外,通过与实施例1同样的方法进行实施,制造由含有聚乙二醇的聚对苯二甲酸丁二醇酯覆盖了表面整体的构成长丝的单丝纤度为1.9dtex、平均单纤维直径为14μm、单位面积重量为35g/m2的纺粘无纺布。
将2片得到的纺粘无纺布重叠,通过与实施例1相同的方法实施层叠加工,得到纺粘无纺布层叠体。关于得到的纺粘无纺布层叠体,实施例29中,单位面积重量为70g/m2、厚度为0.10mm、密度为0.70g/cm3、表面的算术平均粗糙度为11μm、接触角为65°、TOC量为0.5mg/L。此外,聚砜的渗透率为9%、膜剥离强度为0.69N/15mm。
实施例30中,单位面积重量为70g/m2、厚度为0.10mm、密度为0.70g/cm3、表面的算术平均粗糙度为9μm、接触角为60°、TOC量为1.0mg/L。此外,聚砜的渗透率为11%、膜剥离强度为0.90N/15mm。
实施例31中,单位面积重量为70g/m2、厚度为0.10mm、密度为0.70g/cm3、表面的算术平均粗糙度为8μm、接触角为20°、TOC量为1.7mg/L。此外,聚砜的渗透率为20%、膜剥离强度为1.80N/15mm。结果示于表4中。
[实施例32-34]
作为芯成分,使用熔点为220℃、包含0.3质量%的氧化钛的聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT),作为鞘成分,使用将共聚有50质量%的数均分子量为7000的PEG(三洋化成工业株式会社制PEG6000S)且熔点为220℃、包含0.2质量%的氧化钛的共聚聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT-PEG)和共聚有间苯二甲酸成分的共聚聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT/I)混合、且间苯二甲酸成分量为11.5mol%、熔点为200℃、氧化钛为0.2质量%、共聚有2质量%、8质量%、14质量%的PEG的共聚聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT/I-PEG),除此以外,通过与实施例1同样的方法进行实施,制造由含有聚乙二醇的聚对苯二甲酸丁二醇酯覆盖了表面整体的构成长丝的单丝纤度为1.9dtex、平均单纤维直径为14μm、单位面积重量为35g/m2的纺粘无纺布。
将2片得到的纺粘无纺布重叠,通过与实施例1相同的方法实施层叠加工,得到纺粘无纺布层叠体。关于得到的纺粘无纺布层叠体,实施例32中,单位面积重量为70g/m2、厚度为0.09mm、密度为0.78g/cm3、表面的算术平均粗糙度为10μm、接触角为64°、TOC量为0.6mg/L。此外,聚砜的渗透率为10%、膜剥离强度为0.73N/15mm。
实施例33中,单位面积重量为70g/m2、厚度为0.09mm、密度为0.78g/cm3、表面的算术平均粗糙度为8μm、接触角为59°、TOC量为1.1mg/L。此外,聚砜的渗透率为13%、膜剥离强度为1.00N/15mm。
实施例34中,单位面积重量为70g/m2、厚度为0.09mm、密度为0.78g/cm3、表面的算术平均粗糙度为7μm、接触角为21°、TOC量为1.7mg/L。此外,聚砜的渗透率为21%、膜剥离强度为1.98N/15mm。结果示于表4中。
[表4]
[比较例1-3]
将实施例1中使用的数均分子量为20000的聚乙二醇的共聚量如表5所示变更,除此以外,与实施例1同样地实施,得到纺粘无纺布。
比较例1中得到的纺粘无纺布由于未共聚聚乙二醇,因此无纺布表面粗糙,接触角不降低而几乎未见到聚砜向无纺布渗透。此外,比较例2中得到的纺粘无纺布的聚乙二醇的共聚量少,表面粗糙度、接触角与比较例1相比也降低,但聚砜的渗透率不充分。另外,比较例3中得到的纺粘无纺布由于聚乙二醇的共聚量过多,因此熔融成型性差,与芯成分复合纺丝时频繁发生因粗细引起的断丝,由于密度的增加而聚砜的渗透性变得不充分,无法得到高的膜剥离强度。此外,由于分解物的产生以及未反应PEG的增加而低分子成分增加,TOC量也增加。
[比较例4、5]
将实施例3中使用的间苯二甲酸成分的共聚量如表5所示变更,除此以外,与实施例3同样地实施,得到纺粘无纺布。
比较例4中得到的纺粘无纺布由于间苯二甲酸成分的共聚量过多而使得鞘成分的熔点下降,发生与芯成分的熔点偏离,从而由于鞘成分的分解而纺丝性下降。伴随着纺丝性的下降,由于分解物的产生而低分子成分增加,TOC量也增加。此外,由于鞘成分的低熔点化,热压接时纤维过度熔接而密度增加,从而聚砜的渗透率变得不充分,分离膜的粘接性下降,无法得到高的膜剥离强度。
比较例5中得到的纺粘无纺布由于间苯二甲酸成分的共聚量少、鞘成分的熔点高,因此热压接时的熔接变得不充分,表面粗糙度增加而表面平滑性下降。此外,由于密度低,因此能得到聚砜的渗透性,但作为分离膜支撑体的强度低,无法得到聚砜的高的膜剥离强度。并且,无纺布的厚度增加,发生过滤性能的下降。
[比较例6]
对于实施例3中使用的芯成分,使用熔点为220℃、包含0.3质量%的氧化钛的聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT),除此以外,与实施例3同样地实施,得到纺粘无纺布。
比较例6中得到的纺粘无纺布由于芯成分的熔点低于鞘成分的熔点,因此热压接时芯成分也与鞘成分一起熔接,作为分离膜支撑体的强度变得不充分。此外,密度也增加,因此聚砜的渗透率也变得不充分,无法得到高的膜剥离强度。
[比较例7]
对于与实施例3中使用的鞘成分同样的共聚聚酯,使用单成分用的喷丝头得到单成分纤维的纤维网,除此以外,与实施例3同样地实施,得到纺粘无纺布。
比较例7中得到的纺粘无纺布由于为单成分纤维,因此作为分离膜支撑体而言在高压下所能耐得住的机械强度不充分,通过热压接时的熔接,密度也增加,因此聚砜的渗透率也变得不充分,无法得到高的膜剥离强度。并且,由于未反应的PEG的增加,TOC量也增加。
[表5]
[比较例8-10]
将实施例18中使用的5-磺基间苯二甲酸钠的共聚量如表6所示变更,除此以外,与实施例18同样地实施,得到纺粘无纺布。
比较例8中得到的纺粘无纺布由于未共聚5-磺基间苯二甲酸钠,因此接触角不降低,聚砜未渗透到无纺布中。此外,比较例9中得到的纺粘无纺布的5-磺基间苯二甲酸钠量少,接触角比比较例8还低,但聚砜的渗透率不充分。此外,比较例10中得到的纺粘无纺布由于5-磺基间苯二甲酸钠的共聚量过多,因此熔融成型性差,与芯成分复合纺丝时频繁发生断丝,由于密度的增加而聚砜的渗透性变得不充分,未能得到高的膜剥离强度。此外,由于分解物的产生而低分子成分增加,TOC量也增加。
[比较例11、12]
将实施例19中使用的间苯二甲酸的共聚量如表6所示变更,除此以外,与实施例19同样地实施,得到纺粘无纺布。
比较例11中得到的纺粘无纺布由于间苯二甲酸的共聚量过多而鞘成分的熔点下降,发生与芯成分的熔点偏离,从而由于鞘成分的分解而纺丝性下降。伴随着纺丝性的下降,由于分解物的产生而使得低分子成分增加,TOC量也增加。此外,由于鞘成分的低熔点化,热压接时纤维过度熔接而密度增加,从而聚砜的渗透率变得不充分,分离膜的粘接性下降,无法得到高的膜剥离强度。比较例12中得到的纺粘无纺布由于间苯二甲酸的共聚量少、鞘成分的熔点高,因此热压接时的熔接变得不充分。此外,由于密度低,因此能得到聚砜的渗透性,但作为分离膜支撑体的强度低,未能得到聚砜的高的膜剥离强度。并且,无纺布的厚度增加,发生过滤性能的下降。
[比较例13]
对于实施例19中使用的芯成分,使用熔点为220℃、包含0.3重量%的氧化钛的聚对苯二甲酸丁二醇酯,除此以外,与实施例19同样地实施,得到纺粘无纺布。
比较例13中得到的纺粘无纺布由于芯成分的熔点低于鞘成分的熔点,因此热压接时芯成分也与鞘成分一起熔接,作为分离膜支撑体的强度变得不充分。此外,密度也增加,因此聚砜的渗透率也变得不充分,无法得到高的膜剥离强度。
[表6]
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Claims (9)
1.纺粘无纺布,其为包含芯鞘型复合纤维的纺粘无纺布,所述芯鞘型复合纤维的芯成分包含聚酯、鞘成分包含共聚聚酯,其中,
所述鞘成分的熔点为[(芯成分的熔点)-45]℃以上[(芯成分的熔点)-15]℃以下,
所述鞘成分的共聚成分为:
共聚量为2质量%以上15质量%以下的聚乙二醇;或/及
相对于总酸成分而言共聚量为2.5mol%以上7.5mol%以下的含金属磺酸盐基的间苯二甲酸成分,
所述纺粘无纺布表面与水的接触角为0°以上80°以下。
2.根据权利要求1所述的纺粘无纺布,其中,所述鞘成分为共聚有2质量%以上15质量%以下的聚乙二醇的共聚聚酯,纺粘无纺布表面与水的接触角为5°以上80°以下。
3.根据权利要求1或2所述的纺粘无纺布,其中,所述鞘成分的聚乙二醇的分子量为1000以上35000以下。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的纺粘无纺布,其中,所述纺粘无纺布的表面的算术平均粗糙度为0.1μm以上10μm以下。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的纺粘无纺布,其中,所述芯鞘型复合纤维的芯成分与鞘成分的复合质量比率为95:5~50:50。
6.根据权利要求1所述的纺粘无纺布,其中,所述鞘成分为共聚有相对于总酸成分而言为2.5mol%以上7.5mol%以下的含金属磺酸盐基的间苯二甲酸成分的共聚聚酯,纺粘无纺布表面与水的接触角为0°以上且小于70°。
7.根据权利要求1或6所述的纺粘无纺布,其中,所述纺粘无纺布的密度为0.5g/cm3~1.8g/cm3。
8.根据权利要求6或7所述的纺粘无纺布,其中,所述芯鞘型复合纤维的芯成分与鞘成分的复合质量比率为90:10~60:40。
9.分离膜,其为包含权利要求1~8中任一项所述的纺粘无纺布和高分子成分作为构成要素的分离膜,
所述高分子成分为选自由聚砜、聚醚砜、聚芳基醚砜、聚酰亚胺、聚偏氟乙烯及乙酸纤维素组成的组中的至少一种,该高分子成分向纺粘无纺布中的渗透率为5%以上70%以下。
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Legal Events
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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