JP2015073946A - 分離膜用不織布および分離膜支持体 - Google Patents
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Abstract
Description
また、ポリエステル主体繊維とポリエステル未延伸型バインダー繊維とで構成され、最終的にカレンダー加工が施された、地合いに優れたポリエステル系湿式不織布(例えば特許文献3、特許文献4参照)も提案されている。
しかしながら、コスト生産性、強度が高く、地合いが良好で、その後の支持体への分離膜塗工プロセスが容易な分離膜支持体は、これまであまり提案されていない。
その際、下記式で定義される通気度指数Aが1.50〜10.00の範囲内であることが好ましい。
通気度指数A=B/C
ただし、Bは不織布の通気度(cm3/cm2・sec)であり、Cは不織布の曲げ剛性(gf・cm2/cm)である。
また、本発明によれば、前記の分離膜用不織布を用いてなる分離膜支持体が提供される。
まず、本発明の分離膜用不織布は、単繊維径が2〜25μm(より好ましくは5〜20μm、特に好ましくは7〜18μm)の繊維(以下「主体繊維」ということもある。)を含む。該単繊維径が2μmよりも小さい場合、不織布の強度が低下するおそれがあり好ましくない。逆に、該単繊維径が25μmよりも大きいと不織布の地合いが悪くなるおそれがあり好ましくない。
かかる主体繊維の種類としては、ポリエステル系重合体、ポリアミド系重合体、ポリオレフィン系重合体、あるいはこれらの混合物や共重合体等を用いた繊維が挙げられる。なかでも、より機械的強度、耐熱性、耐水性および耐薬品性等の耐久性に優れた分離膜支持体を得る上でポリエステル系重合体を用いたポリエステル繊維が好ましく用いられる。
前記主体繊維の捲縮については、ストレート繊維、機械捲縮や異方冷却により捲縮を付与した繊維のどちらでもよい。
なお、前記主体繊維の単繊維横断面形状としては、中空、中実、異型いずれでもよい。
ここで、バインダー繊維としては、融点が220〜265℃の成分を含む繊維が好ましい。また、バインダー繊維は、芯鞘型複合繊維でもよいし単一成分からなる繊維でもよい。
芯鞘型複合繊維の熱融着成分として配されるポリマーとしては、ポリウレタン系エラストマー、ポリエステル系エラストマー、非弾性ポリエステル系ポリマーおよびその共重合物(共重合系ポリエステルポリマー)、ポリオレフィン系ポリマーおよびその共重合物、ポリビニルアルコール系ポリマーなどを挙げることができる。
また、前記バインダー繊維において、繊維長が0.1〜25mmの範囲内にあることが好ましい。該繊維長が0.1mm未満では、不織布の強度が低下するおそれがある。逆に、該繊維長が25mmよりも大きいと、抄紙の際の繊維分散が悪くなり、地合いが低下するおそれがある。
通気度指数A=B/C
ただし、Bは不織布の通気度(cm3/cm2・sec)であり、Cは不織布の曲げ剛性(gf・cm2/cm)である。
また、本発明の分離膜用不織布において、不織布の種類としては、湿式不織布、乾式不織布、エアレイド不織布いずれでもよいが、地合いの点で湿式不織布が好ましい。
熱処理工程としては、抄紙工程後、ヤンキードライヤー、あるいはエアースルードライヤーのどちらでも可能である。また、金属/金属ローラー、金属/ペーパーローラー、金属/弾性ローラーなどのカレンダー/エンボスを施しても良い。特にカレンダー加工(2本のロールの間に不織布を通す加工)を不織布に施すと、バインダー繊維である芯鞘型ポリエステル複合繊維の鞘部が熱溶融し、該バインダー繊維により主体繊維が熱接着されるため、不織布の強度が向上し好ましい。
かくして得られた分離膜用不織布において、不織布の目付けとしては40〜100g/m2(より好ましくは50〜80g/m2)の範囲が好ましい。該目付けが40g/m2未満では支持体としての機能を発揮するだけの強度等を達成する事が困難となるおそれがある。逆に、該目付けが100g/m2を越える場合、軽量性やコンパクト性が損なわれるおそれがある。
また、不織布の密度としては、0.85g/cm3以上(より好ましくは0.85〜1.0g/cm3)であることが好ましい。該密度が0.85g/cm3未満では支持体としての機能を発揮するだけの強度等を達成する事が困難となるおそれがある。
次に、本発明の分離膜支持体は、前記の分離膜用不織布を用いてなる分離膜支持体である。かかる分離膜支持体は前記の分離膜用不織布を用いているので、地合い、強度、加工性に優れる。なお、かかる分離膜支持体には、海水淡水化用分離膜支持体、濃度濃縮等用分離膜支持体、浄水場での水処理用分離膜支持体、下水や廃水の処理用分離膜支持体などが含まれる。
JIS P8113(紙及び板紙の引張強さ試験方法)に基づいて実施し、MD方向とCD方向の引張り強度の値を、それぞれ小数点以下第二位を四捨五入して求めた。
JIS P8124(紙のメートル坪量測定方法)に基づいて実施し、小数点以下第一位を四捨五入して求めた。
JIS P8118(紙及び板紙の厚さと密度の試験方法)に基づいて実施した。
JIS P8118(紙及び板紙の厚さと密度の試験方法)に基づいて実施した。
JIS L1913(一般短繊維不織布試験方法)に基づいて測定した。
不織布からランダムに小片サンプル10個を採取し、走査型電子顕微鏡で500〜3000倍の写真を撮影し、各サンプルから10本ずつ、計100本の繊維の直径を測定し、それらの平均値を、小数点以下第二位を四捨五入して求めた。
繊維を100℃、60分間でオルトクロロフェノールに溶解した希薄溶液を、35℃でウベローデ粘度計を用いて測定した値から求めた。
パーキンエルマ社製示差走査型熱量計を用い、昇温速度20℃/分の条件で窒素雰囲気下にて測定し、得られた融解吸熱曲線において極値を与える温度を融点とした。また、示差走査型熱量計において融解吸熱曲線が極値を示さない樹脂については、ホットプレート上で加熱し、顕微鏡観察により樹脂が完全に溶融した温度を融点とした。
カトーテック株式会社製「KES−FB2純曲げ試験機」を使用し、5cm×5cmのサンプル片を変形速度0.50cm−1/secで曲げ曲率K=−2.5〜2.5cm−1まで走査した際の、K=−1.5〜−0.5における傾きBb、およびK=0.5〜1.5cm−1における傾きBfから得られる、B=(Bb+Bf)/2を曲げ剛性と定義した。また、ここで言う曲げ剛性は、サンプル片のタテ方向の曲げ剛性とヨコ方向の曲げ剛性を平均化した数値で示した。
繊維直径8.7μm、繊維長が5mm、10%引張伸長時の応力が4.08cN/dtの延伸ポリエチレンテレフタレート(PET)繊維60%と、繊維直径11.7μmであり、融点が257℃であり、繊維の固有粘度が0.608である、繊維長が5mmの未延伸PET繊維40%を、チェスト内で水中に充分分散させて、繊維濃度0.05%の水性スラリーを調整し、これを傾斜短網抄紙機に送り、抄紙流れ方向と幅方向の引張強度比を調整しながら繊維が立体的に集合してなる不織布を抄造した。得られた不織布を、加熱金属ロールと弾性ロールの組み合わせのカレンダー装置を用いて、温度210℃、圧力60kg/cm、スピード25m/minの条件で加工した。評価結果を表1に示す。
繊維直径12.2μm、繊維長が5mm、10%引張伸長時の応力が4.20cN/dtの延伸ポリエチレンテレフタレート(PET)繊維60%を使用した以外は、実施例1と同条件にて実施した。評価結果を表1に示す。
繊維直径17.0μm、繊維長が5mm、10%引張伸長時の応力が4.15cN/dt延伸ポリエチレンテレフタレート(PET)繊維60%を使用した以外は、実施例1と同条件にて実施した。評価結果を表1に示す。
繊維直径11.9μmであり、融点が229℃であり、繊維の固有粘度が0.591である、繊維長が5mmの未延伸PET繊維40%を使用し、カレンダー装置での熱加工温度を190℃とした以外は実施例1と同条件にて実施した。評価結果を表1に示す。
繊維直径11.9μmであり、融点が229℃であり、繊維の固有粘度が0.591である、繊維長が5mmの未延伸PET繊維40%を使用し、カレンダー装置での熱加工温度を190℃とした以外は実施例2と同条件にて実施した。評価結果を表1に示す。
繊維直径11.9μmであり、融点が229℃であり、繊維の固有粘度が0.591である、繊維長が5mmの未延伸PET繊維40%を使用し、カレンダー装置での熱加工温度を190℃とした以外は実施例3と同条件にて実施した。評価結果を表1に示す。
繊維直径12.0μmであり、融点が257℃であり、繊維の固有粘度が0.547である、繊維長が5mmの未延伸PET繊維40%を使用した以外は実施例1と同条件にて実施した。評価結果を表1に示す。
繊維直径12.0μmであり、融点が257℃であり、繊維の固有粘度が0.547である、繊維長が5mmの未延伸PET繊維40%を使用した以外は実施例2と同条件にて実施した。評価結果を表1に示す。
繊維直径12.0μmであり、融点が257℃であり、繊維の固有粘度が0.547である、繊維長が5mmの未延伸PET繊維40%を使用した以外は実施例3と同条件にて実施した。評価結果を表1に示す。
延伸ポリエチレンテレフタレート(PET)繊維を90%と、未延伸PET繊維を10%の混率とした以外は、実施例6と同条件にて実施した。評価結果を表1に示す。
延伸ポリエチレンテレフタレート(PET)繊維を30%と、未延伸PET繊維を70%の混率とした以外は、実施例6と同条件にて実施した。評価結果を表1に示す。
カレンダー装置での熱加工温度を230℃とした以外は実施例3と同条件にて実施した。評価結果を表1に示す。
カレンダー装置での熱加工温度を170℃とした以外は実施例3と同条件にて実施した。評価結果を表1に示す。
繊維直径11.7μmであり、融点が256℃であり、繊維の固有粘度が0.498である、繊維長が5mmの未延伸PET繊維を使用した以外は、実施例3と同条件にて実施した。評価結果を表1に示す。
繊維直径7.7μmで、繊維長が5mm、10%引張伸長時の応力が2.92cN/dtの延伸ポリエチレンテレフタレート(PET)繊維60%を使用した以外は、実施例1と同条件にて実施した。評価結果を表2に示す。
繊維直径13.0μmで、繊維長が5mm、10%引張伸長時の応力が3.05cN/dtの延伸ポリエチレンテレフタレート(PET)繊維60%を使用した以外は、実施例1と同条件にて実施した。評価結果を表2に示す。
繊維直径18.2μmで、繊維長が5mm、10%引張伸長時の応力が3.08cN/dtの延伸ポリエチレンテレフタレート(PET)繊維60%を使用した以外は、実施例1と同条件にて実施した。評価結果を表2に示す。
繊維直径12.2μm、繊維長が5mm、10%引張伸長時の応力が4.20cN/dt延伸ポリエチレンテレフタレート(PET)繊維70%、繊維直径11.7μmで、繊維長が5mmの未延伸PET繊維30%を使用した以外は、実施例1と同条件にて実施した。評価結果を表2に示す。
繊維直径12.2μm、繊維長が5mm、10%引張伸長時の応力が4.20cN/dt延伸ポリエチレンテレフタレート(PET)繊維50%、繊維直径11.7μmで、繊維長が5mmの未延伸PET繊維50%を使用した以外は、実施例1と同条件にて実施した。評価結果を表2に示す。
繊維直径12.2μm、繊維長が5mm、10%引張伸長時の応力が4.20cN/dt延伸ポリエチレンテレフタレート(PET)繊維90%、繊維直径11.7μmで、繊維長が5mmの未延伸PET繊維10%を使用した以外は、実施例1と同条件にて実施した。評価結果を表2に示す。
繊維直径12.2μm、繊維長が5mm、10%引張伸長時の応力が4.20cN/dt延伸ポリエチレンテレフタレート(PET)繊維30%、繊維直径11.7μmで、繊維長が5mmの未延伸PET繊維70%を使用した以外は、実施例1と同条件にて実施した。評価結果を表2に示す。
繊維直径12.2μm、繊維長が5mm、10%引張伸長時の応力が4.20cN/dt延伸ポリエチレンテレフタレート(PET)繊維30%、繊維直径13.0μm、繊維長が5mm、10%引張伸長時の応力が3.05cN/dt延伸ポリエチレンテレフタレート(PET)繊維30%、繊維直径11.7μmで、繊維長が5mmの未延伸PET繊維40%を使用した以外は、実施例1と同条件にて実施した。評価結果を表2に示す。
Claims (9)
- 単繊維径が2〜25μmの繊維を含む分離膜用不織布であって、不織布の曲げ剛性が0.50gf・cm2/cm以上であることを特徴とする分離膜用不織布。
- 下記式で定義される通気度指数Aが1.50〜10.00の範囲内である、請求項1に記載の分離膜用不織布。
通気度指数A=B/C
ただし、Bは不織布の通気度(cm3/cm2・sec)であり、Cは不織布の曲げ剛性(gf・cm2/cm)である。 - 前記繊維において、10%引張伸長時の応力が4.0cN/dtex以上である、請求項1または請求項2に記載の分離膜用不織布。
- 不織布にさらにバインダー繊維が含まれ、該バインダー繊維の不織布全体重量に対する重量比率が20〜60重量%の範囲内である、請求項1〜3のいずれかに記載の分離膜用不織布。
- 前記バインダー繊維が、融点が220〜265℃の成分を含む、請求項4に記載の分離膜用不織布。
- 不織布を構成する繊維がすべてポリエステル繊維である、請求項1〜5のいずれかに記載の分離膜用不織布。
- 不織布が湿式不織布である、請求項1〜6のいずれかに記載の分離膜用不織布。
- 不織布の目付けが40〜100g/m2の範囲内である、請求項1〜7のいずれかに記載の分離膜用不織布。
- 請求項1〜8に記載の分離膜用不織布を用いてなる分離膜支持体。
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