JP2012149174A - 複合膜、その製造方法、吸着フィルタ及び流体処理方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】イオン交換エレメント20は、芯材10と、この芯材10の外周に巻回された、流路材シート4と積層シートとを備えている。この積層シートは、保持シート4sに保持されたイオン交換繊維の不織布4,4間にイオン交換フィルム3を介在させたものである。積層シートを加熱ロール1,2間を通すことにより不織布4をフィルム3に圧着させた後、保持シート4sを引き剥がす。エンボス加工を施してもよい。
【選択図】図1
Description
(1) 不織布4
不織布4を構成するイオン交換繊維としては以下の(a)〜(d)の材料を電界紡糸法又は溶融紡糸法、好ましくは電界紡糸法で紡糸したものが好適である。イオン交換繊維シートは、これらを単独又は複合で用いて不織布または織布としたものである。
(b)非荷電性高分子繊維からなる基材にイオン交換基が化学的に付与されたもの
(c)荷電性高分子繊維としてパーフルオロカーボンスルホン酸重合体(ナフィオン、フミオン)を骨格材に担持して骨格材と一体化したもの
(d)非荷電性高分子繊維からなる基材にイオン交換基が化学的に付与されたものを骨格材と一体化したもの
高い機械的強度を得るには上記(c)または(d)のものが好ましい。
フィルム3としては以下の(e)〜(h)の1種又は2種以上を用いて相分離法などにより製造した多孔質のキャスト膜が好適である。
(f)非荷電性高分子からなる基材にイオン交換基が化学的に付与されたものをガラスなどの基板上に塗布した後に基板を取り除いたフィルム状のもの
(g)パーフルオロカーボンスルホン酸重合体(ナフィオン、フミオン)を骨格材に塗布して骨格材と一体化したもの
(h)非荷電性高分子からなる基材にイオン交換基が化学的に付与されたものを骨格材に塗布して骨格材と一体化したもの
高い機械的強度を得るには上記(g)または(h)の方法が好ましい。
本発明では、吸着性官能基を有したフィルム又は繊維として、イオン交換樹脂以外の材料で構成されたものを用いてもよい。このような材料としては、アクリレート系高分子、ポリフォスファゼン系高分子、ポリシロキサン系高分子などの固体電解質や、カーボン、メソポーラスシリカ、キレート樹脂、カリックスアレーン、分子鋳型樹脂などが例示される。
保持シート4sとしては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブチレンなどのポリオレフィン、ポリエステル、ポリスルホン、アラミド、ガラス、セルロース、ナイロン、ビニロン、レーヨンなどの合成樹脂、天然・半天然高分子の織布又は不織布が好適である。
本発明の吸着フィルタ及び流体処理方法は、水中に溶解しているイオン性物質、コロイド、粒子の除去に好適に使用することができ、対象としては、市水、井水、河川水、湖水、工水を始め、生物処理、凝集処理、沈殿処理、加圧浮上処理、ろ過、活性炭処理、イオン交換樹脂処理、精密ろ過、限外ろ過、逆浸透処理、電気再生式脱イオン処理、脱炭酸処理、UV処理などのいずれかの処理を施した水が例示される。
第1図(a),(b)のようにしてイオン交換フィルタを製造し、第3図(a),(b)の如くロール状に巻回したイオン交換フィルタを製作し、芯材と平行方向に通水した。なお、第7図は、このイオン交換フィルタの顕微鏡写真であり、上側は倍率2,000倍、下側は倍率10,000倍である。
不織布4の厚さを20μmとしたこと以外は実施例1と同一構成のエレメントを製造し、通水試験を行った。結果を表1に示す。
ロール1に突起1aを設けることにより、凹部深さ40μm、凸部高さ30μm、一辺の長さa=350μm、密度25個/cm2のエンボスをつけると共に、不織布4及び保持シート4sの送り速度を65cm/minとしたこと以外は実施例1と同一構成のエレメントを製造し、通水試験を行った。結果を表1に示す。第8図はこのイオン交換フィルタの拡大平面図である。
不織布4の厚さを60μmとしたこと以外は実施例1と同一構成のエレメントを製造し、通水試験を行った。結果を表1に示す。
比較例1において、加熱ロールによる圧着を行わず、フィルム3と不織布4,4を単に重ね合わせたこと以外は実施例1と同一構成のエレメントを製造し、通水試験を行った。結果を表1に示す。
不織布4,4を省略し、フィルムをスペーサと共に巻回したこと以外は実施例1と同一構成のエレメントを製造し、通水試験を行った。結果を表1に示す。
フィルム3を省略し、厚さ60μmの不織布をスペーサと共に巻回したこと以外は実施例1と同一構成のエレメントを製造し、通水試験を行った。結果を表1に示す。
表1の通り、実施例1,2は1〜72時間にわたってNa除去率が96%以上と高いものとなっている。特に、エンボスを施した実施例3はNa除去率が高い。
2 第2の加熱ロール
3 フィルム
4 不織布
4s 保持シート
6 イオン交換フィルタ
7 凹部
8 凸部
9 流路材シート
10 芯材
20 イオン交換エレメント(吸着フィルタ)
25 耐熱容器
30 液濾過用フィルタ装置
33 ハウジング
41 支持体
42 多孔板
43 メッシュ
44 精密濾過膜
45 Oリング
Claims (10)
- 荷電性フィルムと、該荷電性フィルムの少なくとも一方の面に積層配置された荷電性繊維よりなる不織布とを有した積層シートを第1のロールと第2のロールとの間で挟圧することにより、該フィルムと不織布とを圧着して一体化した複合膜を製造する複合膜の製造方法であって、
不織布を保持シートに保持させておき、前記ロール間を通過した積層シートから該保持シートを分離することを特徴とする複合膜の製造方法。 - 請求項1において、前記不織布の厚さが50μm未満であることを特徴とする複合膜の製造方法。
- 請求項2において、前記保持シートは織布又は不織布よりなることを特徴とする複合膜の製造方法。
- 請求項1ないし3のいずれか1項において、前記ロールを通過した後の前記フィルム及び前記不織布の送り速度が等しくなるように、前記フィルムの供給速度を前記不織布の供給速度よりも小さくすることを特徴とする複合膜の製造方法。
- 請求項1ないし4のいずれか1項において、該フィルムがイオン交換樹脂よりなるフィルムであり、該不織布がイオン交換樹脂のナノファイバーよりなる不織布であることを特徴とする複合膜の製造方法。
- 請求項1ないし5のいずれか1項において、
該フィルムの両面に該不織布を積層配置し、一方のロールの外周面に突起を設けておくことにより、複合膜の一方の面に凹部を形成し、複合膜の他方の面に、該凹部と対応した位置に凸部を形成することを特徴とする複合膜の製造方法。 - 請求項6において、前記凹部及び凸部の平面視形状が、円形、楕円形、三角形又は四角形以上の多角形、あるいはこれらの一部を組み合わせた幾何学形状であることを特徴とする複合膜の製造方法。
- 請求項1ないし7のいずれかに記載の方法により製造された複合膜。
- 請求項8に記載の複合膜と、流路材シートとを重ねてロール状に巻回されて巻回体とされていることを特徴とする吸着フィルタ。
- 請求項9に記載の吸着フィルタに対し、巻回体の一方の端面から他方の端面に被処理流体を流す流体処理方法。
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