JP2019058840A - 膜分離活性汚泥処理用半透膜用支持体、濾過膜及びモジュール - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の課題は、耐溶剤性に優れ、半透膜用支持体上に半透膜を形成するための塗布液が塗布された際に強度が低下しにくい膜分離活性汚泥処理用半透膜用支持体を提供することである。【解決手段】延伸ポリエステル繊維と、バインダー繊維としてエチレン−ビニルエステル共重合体を鞘部とする芯鞘型複合繊維及び湿熱接着性繊維とを含有してなる膜分離活性汚泥処理用半透膜用支持体であり、半透膜用支持体に含まれる繊維全体に対し、バインダー繊維の含有量が２０〜６０質量％であり、湿熱接着性繊維の含有量が１〜１０質量％であることが好ましい。【選択図】なし

Description

本発明は、膜分離活性汚泥処理用半透膜用支持体、濾過膜及びモジュールに関する。

海水の淡水化、浄水器、食品の濃縮、廃水処理、血液濾過に代表される医療用、半導体洗浄用の超純水製造等の分野で、半透膜が広く用いられている。半透膜の分離機能層としては、セルロース系樹脂、ポリスルホン系樹脂、ポリアクリロニトリル系樹脂、フッ素系樹脂、ポリエステル系樹脂等の多孔質性樹脂で構成されている。しかし、これら多孔質性樹脂単体では機械的強度に劣るため、不織布や織布などの繊維基材からなる半透膜用支持体の片面に半透膜が設けられた複合体の形態である濾過膜が使用されている。半透膜用支持体において、半透膜が設けられる面を「塗布面」と称する。

これら半透膜や濾過膜の使用形態の一つに、膜分離活性汚泥処理法（Ｍｅｍｂｒａｎｅ Ｂｉｏｒｅａｃｔｏｒ、ＭＢＲ）が挙げられる。膜分離活性汚泥処理法は、有機性汚水の処理に際し、処理水質が安定していることや、維持管理が容易なことから、広く普及している。膜分離活性汚泥処理法では、汚水中の夾雑物を除去した後、生物処理槽（曝気槽）で活性汚泥により汚水中の有機物質を分解除去し、生物処理槽に浸漬設置した浸漬型膜分離装置で混合液を固液分離し、透過した濾過液を処理水として放流する。こうした膜分離装置中の膜分離部は、使用中に砂のような無機物や汚泥、その他の固形物が激しく衝突したり、活性汚泥への酸素の供給や目詰まり防止のために行うエアレーション操作による気泡が膜面に激しく衝突したりするので、そのような衝撃にも十分に耐える強度が要求される。

一般的な半透膜用支持体として、ポリエチレン、ポリプロピレン等のオレフィン繊維を含有する半透膜用支持体が挙げられる。例えば、ポリプロピレンを芯材、ポリエチレンを鞘材とした複合繊維を熱処理した半透膜用支持体（例えば、特許文献１参照）や、ポリプロピレン単繊維から形成された不織布層を表面に有する半透膜用支持体（例えば、特許文献２参照）等が提案されているが、これら、オレフィン繊維から形成される半透膜用支持体は、半透膜に用いられる樹脂によっては、半透膜支持体と半透膜との接着性が不十分となる場合があった。

別の一般的な半透膜用支持体として、延伸ポリエステル繊維とバインダーポリエステル繊維を含有する半透膜用支持体が挙げられる。例えば、延伸ポリエステル繊維と未延伸ポリエステル繊維とから形成された不織布を加熱加圧処理した半透膜用支持体（例えば、特許文献３参照）、半透膜用延伸ポリエステル繊維と芯鞘型ポリエステル複合繊維を含有する半透膜用支持体（例えば、特許文献４参照）、延伸ポリエステル繊維と未延伸ポリエステル繊維と芯鞘型ポリエステル複合繊維とを含有する半透膜用支持体（例えば、特許文献５参照）等が提案されている。

特許文献３で提案されている半透膜用支持体は、延伸ポリエステル繊維と未延伸ポリエステル繊維とから形成され、加熱加圧処理後の引張強度のタテヨコ比を特定の範囲とすることにより、均一な半透膜が得られるという効果を達成している。しかし、これらの半透膜用支持体では、加熱加圧処理による未延伸ポリエステル繊維の溶融により半透膜用支持体表面が皮膜化しやすく、半透膜溶液が半透膜支持体内部に浸透しにくくなり、半透膜と半透膜支持体との接着性が不十分となる場合があった。

特許文献４で提案されている半透膜用支持体は、延伸ポリエステル繊維と芯鞘型ポリエステル複合繊維を含有することによって、強度と地合が良くなるという効果を達成しているが、半透膜と半透膜用支持体との接着性については、何ら検討されていなかった。

特許文献５の半透膜用支持体では、融点が１２５℃以上１６０℃以下であるポリエステル共重合体を鞘部とする芯鞘型ポリエステル複合繊維を含有することによって、十分な強度を保ちつつ、不織布の通気度を特定範囲にすることが可能となり、製膜時における幅の収縮及び皺の発生が抑制できるという効果を達成している。また、未延伸ポリエステル繊維を併用することによって、強度を向上させるという効果を達成している。しかし、本発明の発明者が検討したところ、特許文献５の半透膜用支持体では、半透膜用支持体上に半透膜を形成するための塗布液が塗布された際に、芯鞘型ポリエステル複合繊維の鞘部の一部が半透膜溶液に溶解し、半透膜用支持体の強度が低下する場合があった。

特開２００１−１７８４２号公報 特開昭５６−１５２７０５号公報 特開２００２−９５９３７号公報 特開２０１０−１９４４７８号公報 特開２０１３−２２０３８２号公報

本発明の課題は、耐溶剤性に優れ、半透膜用支持体上に半透膜溶液を形成するための塗布液が塗布された際に強度が低下しにくい膜分離活性汚泥処理用半透膜用支持体を提供することである。

上記課題を解決するために鋭意検討した結果、下記発明を見出した。

（１）膜分離活性汚泥処理用半透膜用支持体において、該半透膜用支持体は、延伸ポリエステル繊維を含有し、バインダー繊維として、エチレン−ビニルエステル共重合体を鞘部とする芯鞘型複合繊維及び湿熱接着性繊維を含有していることを特徴とする膜分離活性汚泥処理用半透膜用支持体。

（２）エチレン−ビニルエステル共重合体が、エチレン−酢酸ビニル共重合体である、上記（１）に記載の膜分離活性汚泥処理用半透膜用支持体。

（３）湿熱接着性繊維が、ビニルアルコール系繊維及びエチレン−ビニルアルコール系繊維の群から選ばれる少なくとも一種である、上記（１）又は（２）に記載の膜分離活性汚泥処理用半透膜用支持体。

（４）半透膜用支持体に含まれる繊維全体に対し、バインダー繊維の含有量が２０〜６０質量％であり、湿熱接着性繊維の含有量が１〜１０質量％である上記（１）〜（３）のいずれかに記載の膜分離活性汚泥処理用半透膜用支持体。

（５）上記（１）〜（４）のいずれかに記載の膜分離活性汚泥処理用半透膜用支持体に、半透膜が設けられてなる膜分離活性汚泥処理用濾過膜。

（６）上記（５）記載の膜分離活性汚泥処理用濾過膜を用いてなるモジュール。

本発明の膜分離活性汚泥処理用半透膜用支持体は、耐溶剤性に優れ、半透膜用支持体上に半透膜溶液を形成するための塗布液が塗布された際に強度が低下しにくいという効果を達成できる。

本発明において、濾過膜とは、膜分離活性汚泥処理用半透膜用支持体の片面である塗布面に、分離機能層の原料となる塗布液が塗布され、水処理用の半透膜が形成され、半透膜用支持体の片面に半透膜が設けられた複合体の形態を有する。分離機能層の原料としては、例えば、塩化ビニル樹脂（ＰＶＣ）系、ポリスルホン（ＰＳ）系、ポリビニリデンフルオライド（ＰＶＤＦ）系、ポリエチレン（ＰＥ）系、酢酸セルロース（ＣＡ）系、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）系、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）系、ポリイミド（ＰＩ）系等の種々の高分子材料が用いられる。特に、膜分離活性汚泥処理用半透膜では、ＰＶＣ系が利用されるようになってきている。半透膜用支持体上に、原料となる高分子材料を溶かした溶液である塗布液を塗布し、ゲル化させて微多孔膜を形成させる。以下では、このように半透膜用支持体上に分離機能層を塗布形成する処理は「製膜」と称される。

濾過膜はモジュール化されて使用される。シート状の濾過膜における代表的なモジュールは、平膜型モジュールとスパイラル型モジュールである。管状の濾過膜における代表的なモジュールは、管型／チューブラー型モジュールである。

平膜型モジュールでは、半透膜用支持体における塗布面の反対面である非塗布面をフレーム材接着面として、ポリプロピレンやアクリロニトリル（Ａｃｒｙｌｏｎｉｔｒｉｌｅ）・ブタジエン（Ｂｕｔａｄｉｅｎｅ）・スチレン（Ｓｔｙｒｅｎｅ）共重合合成樹脂（ＡＢＳ樹脂）等の樹脂からなるフレーム材に、濾過膜を接着・固定して用いられる。フレーム材への接着・固定には加熱融着処理、超音波融着処理等が行われるのが一般的である。

管型／チューブラー型モジュールでは、管状基体やマンドレルを使用して、半透膜用支持体の側縁部を相互に一部重ね合わせて、テープ状半透膜用支持体を螺旋状に巻き、重ね合わせた部分を加熱融着処理、超音波融着処理等によって融着して、管状半透膜用支持体を製造し、この管状半透膜用支持体の外部又は内部に半透膜が設けられた濾過膜を、複数本束ねてモジュール化している。

本発明の膜分離活性汚泥処理用半透膜用支持体においては、延伸ポリエステル繊維を含有し、バインダー繊維として、エチレン−ビニルエステル共重合体を鞘部とする芯鞘型複合繊維及び湿熱接着性繊維を含有していることを特徴とする。本発明の半透膜用支持体に含有する延伸ポリエステル繊維と、エチレン−ビニルエステル共重合体を鞘部とする芯鞘型複合繊維と、湿熱接着性繊維は、半透膜との密着性に優れ、加えて、バインダー繊維とする該芯鞘複合繊維は延伸ポリエステルを熱接着する際に皮膜を形成しにくいことから、バインダー繊維の皮膜化が原因である半透膜用支持体と半透膜との接着性を損なうことなく、十分な強度を有する半透膜用支持体を得ることができる。また、本発明の半透膜用支持体のバインダー繊維とするエチレン−ビニルエステル共重合体を鞘部とした芯鞘型複合繊維は、半透膜支持体へ半透膜を塗布形成するような短時間の溶剤処理ではバインダー性能は損なわれにくく、半透膜用支持体上に半透膜を形成するための塗布液が塗布された際に強度が低下しにくいという効果を達成できる。さらに、本発明の半透膜用支持体のバインダー繊維として湿熱接着性繊維を含有させることにより、半透膜用支持体のヤンキードライヤーシリンダーへの貼りつきが抑制され、加工速度を上げても断紙が起こらず操業性を上げることができる。

本発明の膜分離活性汚泥処理用半透膜用支持体においては、主体繊維として延伸ポリエステル繊維を用いる。不織布がバインダー繊維を含有している場合、バインダー繊維の軟化点又は溶融温度（融点）以上まで温度を上げる工程を、膜分離活性汚泥処理用半透膜用支持体の製造方法に組み入れることで、バインダー繊維が膜分離活性汚泥処理用半透膜用支持体の機械的強度を向上させる。この温度を上げる工程において、延伸ポリエステル繊維は軟化又は溶融せず、主体繊維として、半透膜用支持体の骨格を形成する。該延伸ポリエステル繊維としては、主たる繰り返し単位がアルキレンテレフタレートであるポリエステルが挙げられるが、耐熱性の高いポリエチレンテレフタレートであることが好ましい。また、繊維の断面形状は円形が好ましい。ただし、Ｔ型、Ｙ型、三角等の異形断面を有する繊維も、裏抜け防止や、塗布面平滑性のために、他の特性を阻害しない範囲内で含有できる。

延伸ポリエステル繊維の繊維径は、２〜３０μｍが好ましく、５〜２７μｍがより好ましく、７〜２５μｍが更に好ましい。繊維径が２μｍ未満の繊維を使用した場合には、半透膜用支持体の強度が不十分となる場合がある。一方、繊維径が３０μｍを超える繊維を使用した場合には、抄紙の際の繊維分散が悪くなり、半透膜用支持体の地合が不均一となりやすく、分離機能層の製膜性を損なう場合がある。

延伸ポリエステル繊維の繊維長は、特に限定しないが、好ましくは１〜１５ｍｍであり、より好ましく３〜１２ｍｍであり、更に好ましくは３〜１０ｍｍである。繊維長が１ｍｍ未満の場合には、半透膜用支持体の強度が低下する場合があり、１５ｍｍを超える場合には、繊維分散性が低下しやすく、半透膜用支持体の地合が不均一となりやすく、半透膜の製膜性を損なう場合がある。

本発明において、バインダー繊維として用いられる芯鞘型複合繊維の鞘部はエチレン−ビニルエステル共重合体であり、エチレン単位とビニルエステル単位を含む共重合体である。ここで、ビニルエステル単位としては、例えば、イソノナン酸ビニル、酢酸ビニル、ピバリン酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ラウリン酸ビニル、酪酸ビニルなどのアルキル酸ビニルエステルなどが挙げられ、本発明においてはエチレン−酢酸ビニル共重合体が好ましい。

本発明において、バインダー繊維として用いられる芯鞘型複合繊維の鞘部は、融点が７０〜１２０℃のエチレン−ビニルエステル共重合体であることが好ましい。芯鞘型複合繊維の鞘部におけるエチレン−ビニルエステル共重合体の融点が７０℃以上である場合、鞘部の機械的強度が高くなるため、該融点が７０℃未満の場合と比較して、半透膜用支持体の強度が高くなり好ましい。一方、融点が１２０℃以下である場合、本発明の半透膜用支持体に係わる不織布を湿式抄造法により作製した際、湿式不織布の強度が向上することから好ましい。なお、本発明における芯鞘型複合繊維の融点は、示差走査熱量計（パーキンエルマー社製、装置名：ＤＳＣ８５００）を用いて、昇温速度１０℃／分で測定した際に得られるＤＳＣ曲線において、鞘部に該当する融解ピークのピーク温度を指す。

本発明において、バインダー繊維として用いられる芯鞘型複合繊維の芯部の樹脂としては特に限定されず、例えば、ポリプロピレン、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）等のオレフィン系樹脂、ポリアクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂等が挙げられる。これらの内、本発明においては、ポリプロピレン系繊維、又はポリエステル系繊維であることが好ましい。

本発明において、バインダー繊維として用いられる芯鞘型複合繊維の断面形状は特に限定しないが、円形が好ましい。また、芯部と鞘部の比率は、体積比で芯／鞘＝３０／７０〜７０／３０の範囲が好ましく、４０／６０〜６０／４０がより好ましい。

本発明において、バインダー繊維として用いられる湿熱接着性繊維としては、ビニルアルコール系繊維、エチレン−ビニルアルコール系繊維が挙げられる。ビニルアルコール系繊維、エチレン−ビニルアルコール系繊維としては、ビニルアルコール系単繊維、エチレン−ビニルアルコール系単繊維、ビニルアルコールとそれ以外の樹脂からなる複合繊維、エチレン−ビニルアルコールとそれ以外の樹脂からなる複合繊維等が挙げられる。複合繊維としては、芯鞘型（コアシェルタイプ）、並列型（サイドバイサイドタイプ）、放射状分割型等の複合繊維が挙げられる。

複合繊維の場合、ビニルアルコール系繊維、エチレン−ビニルアルコール系繊維と組み合わされる樹脂としては特に限定されず、例えば、ポリプロピレン、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）等のオレフィン系樹脂、ポリアクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂等が挙げられる。これらの内、ビニルアルコール系単繊維、エチレン−ビニルアルコール系単繊維、ポリプロピレン系繊維を芯とし、エチレン−ビニルアルコール系繊維を鞘とする芯鞘型複合繊維、ポリエステル系繊維を芯とし、エチレン−ビニルアルコール系繊維を鞘とする芯鞘型複合繊維が好ましく使用される。

本発明において、バインダー繊維の含有量は２０〜６０質量％であることが好ましく、２０〜５０質量％であることがより好ましい。バインダー繊維の含有量が２０質量％未満では、繊維間の接着強度が不十分となりやすく、半透膜用支持体の表面が毛羽立ちやすくなり、半透膜の塗布性が損なわれる場合がある。一方、バインダー繊維の含有量が６０質量％を超えると、半透膜用支持体の表面が皮膜化しやすく、浸透性が低下し、塗布液の半透膜用支持体と半透膜との接着性が低下する場合がある。

本発明において、湿熱接着性繊維の含有量は１〜１０質量％であることが好ましく、２〜５質量％であることがより好ましい。湿熱接着性繊維の含有量が１質量％未満では、半透膜支持体がヤンキードライヤーシリンダーに貼りつきやすくなり、加工速度を上げると半透膜支持体に含有する繊維のヤンキードライヤーシリンダーへの取られや半透膜支持体の断紙が起こる場合がある。一方、１０質量％を超えると、湿熱接着性繊維の溶融によって半透膜用支持体の表面が皮膜化しやすく、浸透性が低下し、塗布液の半透膜用支持体と半透膜との接着性が低下する場合がある。

本発明において、バインダー繊維の繊維径は２〜３０μｍが好ましく、５〜２７μｍがより好ましく、７〜２５μｍが更に好ましい。繊維径が２μｍ未満のバインダー繊維を使用した場合には、半透膜用支持体の強度が不十分となる場合がある。一方、繊維径が３０μｍを超えるバインダー繊維を使用した場合には、抄紙の際の繊維分散が悪くなり、半透膜用支持体の地合が不均一となりやすく、分離機能層の製膜性を損なう場合がある。

本発明において、バインダー繊維の繊維長は、好ましくは１〜１５ｍｍであり、より好ましくは３〜１２ｍｍであり、更に好ましくは３〜１０ｍｍである。繊維長が１ｍｍ未満の場合には、半透膜用支持体の強度が低下する場合があり、１５ｍｍを超える場合には、繊維分散性が低下しやすく、半透膜用支持体の地合が不均一となりやすく、分離機能層の製膜性を損なう場合がある。

本発明の膜分離活性汚泥処理用半透膜用支持体においては、必要に応じて、前記した延伸ポリエステル繊維及びバインダー繊維以外の繊維を加えても良い。具体的には、合成繊維としては、ポリオレフィン系、ポリアミド系、ポリアクリル系、ビニロン系、ビニリデン、ポリ塩化ビニル、ベンゾエート、ポリクラール、フェノール系などの繊維が挙げられる。天然繊維としては、皮膜の少ない麻パルプ、コットンリンター、リント；再生繊維としては、リヨセル繊維、レーヨン、キュプラ；半合成繊維としては、アセテート、トリアセテート、プロミックス；無機繊維としては、アルミナ繊維、アルミナ・シリカ繊維、ロックウール、ガラス繊維、マイクロガラス繊維、ジルコニア繊維、チタン酸カリウム繊維、アルミナウィスカ、ホウ酸アルミウィスカなどの繊維が挙げられる。上記の繊維の他に、植物繊維として、針葉樹パルプ、広葉樹パルプなどの木材パルプや藁パルプ、竹パルプ、ケナフパルプなどの木本類、草本類を使用することもできる。また、上記の繊維は、通液性、通気性を阻害しない範囲であれば、フィブリル化されていてもなんら差し支えない。さらに、古紙、損紙などから得られるパルプ繊維等も使用することができる。また、断面形状がＴ型、Ｙ型、三角等の異形断面を有する繊維も含有できる。

本発明の膜分離活性汚泥処理用半透膜用支持体の坪量は、３０〜２５０ｇ／ｍ^２が好ましく、４０〜２３０ｇ／ｍ^２がより好ましく、５０〜２００ｇ／ｍ^２が更に好ましい。３０ｇ／ｍ^２未満の場合には、半透膜用支持体の強度が不十分となる場合がある。また、２５０ｇ／ｍ^２を超えた場合には、通液抵抗が高くなる場合や、半透膜用支持体の厚みが増して、規定量の半透膜を収納するには、モジュールやユニットを大型化する必要が発生する。

本発明の膜分離活性汚泥処理用半透膜用支持体の厚みは、６０〜３００μｍであることが好ましく、７０〜２７０μｍであることがより好ましく、８０〜２５０μｍであることが更に好ましい。厚みが３００μｍを超えると、ユニットに組み込める半透膜の面積が小さくなってしまい、結果として、半透膜のライフが短くなってしまうことがある。一方、厚みが６０μｍ未満の場合には、十分な強度が得られない場合がある。

本発明の膜分離活性汚泥処理用半透膜用支持体の密度は、０．３０〜１．００ｇ／ｃｍ^３であることが好ましく、０．３５〜０．９８ｇ／ｃｍ^３がより好ましく、０．４０〜０．９５ｇ／ｃｍ^３が更に好ましい。密度が０．３０ｇ／ｃｍ^３未満の場合には、分離機能層を半透膜用支持体上に設ける際に、塗布液の半透膜用支持体への染み込みが大きくなってしまい、分離機能層の均一性を損なう場合がある。一方、密度が１．００ｇ／ｃｍ^３よりも大きい場合には、塗布液の浸透性が低下し、半透膜用支持体と半透膜の接着性が低下する場合がある。

本発明の膜分離活性汚泥処理用半透膜用支持体に係わる不織布は、乾式法、又は湿式抄造法により製造することができる。湿式抄造法により形成された湿式不織布であることが好ましい。

湿式抄造法では、まず、延伸ポリエステル繊維（主体繊維）、エチレン−ビニルエステルを鞘部とする芯鞘型複合繊維と湿熱接着性繊維（バインダー繊維）を均一に水中に分散させ、その後、スクリーン（異物、塊等除去）等の工程を通り、最終の繊維濃度を０．０１〜０．５０質量％に調整されたスラリーが抄紙機で抄き上げられ、湿紙が得られる。繊維の分散性を均一にするために、工程中で分散剤、消泡剤、親水剤、帯電防止剤、高分子粘剤、離型剤、抗菌剤、殺菌剤等の薬品を添加する場合もある。

抄紙機としては、例えば、長網、円網、傾斜ワイヤー等の抄紙網が単独で設置されている抄紙機、同種又は異種の２種以上の抄紙網がオンラインで設置されているコンビネーション抄紙機等を使用することができる。また、本発明の半透膜用支持体が２層以上の多層構造の場合には、各々の抄紙機で抄き上げた湿紙を積層する抄き合わせ法や、一方の層を形成した後に、該層上に繊維を分散したスラリーを流延して積層とする方法のいずれでも良い。繊維を分散したスラリーを流延する際に、先に形成した層は湿紙状態であっても、乾燥状態であってもいずれでも良い。また、２枚以上の層を熱融着させて、多層構造の不織布とすることもできる。

本発明の膜分離活性汚泥処理用半透膜用支持体において、不織布が多層構造である場合、各層の繊維配合が同一である多層構造であっても良く、膜分離活性汚泥処理用半透膜用支持体内の厚さ方向での液体の浸透性を制御する目的で、各層の繊維配合が異なっている多層構造であっても良い。多層構造の場合、各層の坪量が下がることにより、スラリーの繊維濃度を下げることができるため、不織布の地合が良くなり、その結果、塗布面の平滑性や均一性が向上する。また、各層の地合が不均一であった場合でも、積層することで補填できる。さらに、抄紙速度を上げることができ、操業性が向上する。

抄紙網で製造された湿紙を、ヤンキードライヤー、エアードライヤー、シリンダードライヤー、サクションドラム式ドライヤー、赤外方式ドライヤー等で乾燥することにより、シート（原紙）を得る。湿紙の乾燥の際に、ヤンキードライヤー等の熱ロールに密着させて熱圧乾燥させることによって、密着させた面の平滑性が向上する。熱圧乾燥とは、タッチロール等で熱ロールに湿紙を押しつけて乾燥させることをいう。熱ロールの表面温度は、１００〜１４０℃が好ましく、１０５〜１３５℃がより好ましく、１１０〜１３０℃が更に好ましい。圧力は、好ましくは５〜１００ｋＮ／ｍ、より好ましくは１０〜８０ｋＮ／ｍである。

本発明において、不織布（原紙）には、熱カレンダー処理が更に施されていることが好ましい。熱カレンダー処理においては、金属ロール−金属ロール、金属ロール−弾性ロール、金属ロール−コットンロール、金属ロール−シリコンロールなどのロール構成のカレンダーユニットを単独、又は組み合わせて用いることができる。カレンダーユニットの少なくとも一方の金属ロールが加熱される。本発明においては、不織布に充分な熱量を付与させることができて、強度の高い半透膜用支持体を得ることができるため、金属ロール−弾性ロールのカレンダーユニットを用いることが好ましい。

熱カレンダー処理時の金属ロール温度は、芯鞘型複合繊維の芯部の融点又は軟化点よりも低く、鞘部の融点又は軟化温度に対して０〜＋１２０℃であることが好ましく、＋３０〜＋１００℃であることがより好ましい。金属ロールの温度が芯鞘型複合繊維の鞘部の融点又は軟化温度に対して０℃より低い場合では、繊維間の接着強度が不十分となりやすく、半透膜用支持体の表面が毛羽立ちやすくなり、半透膜の塗布性が損なわれる場合がある。一方、金属ロールの温度が芯鞘型複合繊維の鞘部の融点又は軟化温度に対して＋１２０℃より高い場合には、半透膜用支持体が金属ロールに貼り付きやすくなり、半透膜用支持体の表面が不均一となる場合がある。また、金属ロールの温度が芯鞘型複合繊維の芯部の融点又は軟化温度より高い場合には、半透膜用支持体の表面が皮膜化しやすく、浸透性が低下し、塗布液の半透膜用支持体と半透膜との接着性が低下する場合がある。

熱カレンダー処理時のニップのニップ圧力は、好ましくは１９〜１８０ｋＮ／ｍであり、より好ましくは３９〜１５０ｋＮ／ｍである。加工速度は、好ましくは５〜１５０ｍ／ｍｉｎであり、より好ましくは１０〜８０ｍ／ｍｉｎである。

以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明は本実施例に限定されるものではない。なお、実施例中における部や百分率は断りのない限り、すべて質量によるものである。

＜延伸ＰＥＴ繊維１＞
ポリエチレンテレフタレート（融点２６０℃）からなる、繊維径１３μｍ、繊維長５ｍｍの延伸ポリエステル繊維を延伸ＰＥＴ繊維１とした。

＜延伸ＰＥＴ繊維２＞
ポリエチレンテレフタレート（融点２６０℃）からなる、繊維径１８μｍ、繊維長１０ｍｍの延伸ポリエステル繊維を延伸ＰＥＴ繊維２とした。

＜延伸ＰＰ繊維＞
ポリプロピレン（融点１６５℃）からなる、繊維径１０μｍ、繊維長５ｍｍの延伸ポリプロピレン繊維を延伸ＰＰ繊維とした。

＜芯鞘型複合繊維１＞
芯部がポリプロピレン（融点：１６５℃）、鞘部がエチレン−酢酸ビニル共重合体（融点：９０℃）であり、繊維径１５μｍ、繊維長５ｍｍ、芯部／鞘部の体積比が５０／５０の芯鞘型複合繊維を、芯鞘型複合繊維１とした。

＜芯鞘型複合繊維２＞
芯部がポリエチレンテレフタレート（融点：２６０℃）、鞘部がエチレン−酢酸ビニル共重合体（融点：１２０℃）であり、繊維径１３μｍ、繊維長５ｍｍ、芯部／鞘部の体積比が５０／５０の芯鞘型複合繊維を、芯鞘型複合繊維２とした。

＜芯鞘型複合繊維３＞
芯部がポリエチレンテレフタレート（融点：２６０℃）、鞘部がポリエチレンテレフタレートとイソフタル酸からなる非晶性のポリエステル共重合体（ＰＥｓ、ガラス転移点：７２℃）であり、繊維径１５μｍ、繊維長５ｍｍ、芯部／鞘部の体積比が５０／５０の芯鞘型複合繊維を、芯鞘型複合繊維３とした。

＜芯鞘型複合繊維４＞
芯成分がポリプロピレン（融点：１６５℃）、鞘成分が高密度ポリエチレン（融点１３０℃）であり、繊維径１０μｍ、繊維長５ｍｍ、芯部／鞘部の体積比が５０／５０の芯鞘型複合繊維を、芯鞘型複合繊維４とした。

＜湿熱接着性繊維１＞
ポリビニルアルコールからなる、繊維径１０μｍ、繊維長３ｍｍの単繊維を、湿熱接着性繊維１とした。

＜湿熱接着性繊維２＞
芯成分がポリエチレンテレフタレート、鞘成分がエチレン−ビニルアルコール共重合体であり、繊維径１３μｍ、繊維長５ｍｍ、芯部／鞘部の体積比が５０／５０の芯鞘型複合繊維を、湿熱接着性繊維２とした。

＜未延伸ＰＥＴ繊維＞
ポリエチレンテレフタレートからなる、繊維径１１μｍ、繊維長５ｍｍの未延伸ポリエステル繊維（融点：２６０℃）を未延伸ＰＥＴ繊維とした。

実施例１〜７、比較例１〜４の膜分離活性汚泥処理用半透膜用支持体を、以下の条件で製造した。

（原紙の製造）
２ｍ^３の分散タンクに水を投入後、表１に示す原料配合比率（％）で配合し、分散濃度０．２質量％で５分間分散して、傾斜／円網複合式抄紙機を用い、傾斜ワイヤー上及び円網ワイヤー上で形成した両湿紙を乾燥させる前に積層させた後に、表面温度１３０℃のヤンキードライヤーにて熱圧乾燥し、表１に示す坪量を目標にして、幅１０００ｍｍの湿式不織布（原紙１〜１１）を得た。

（熱カレンダー処理）
得られた原紙１〜１１に対して、金属ロール−弾性ロールのカレンダーユニットにて、表２に記載する条件で熱カレンダー処理を行い、実施例１〜７及び比較例１〜４の膜分離活性汚泥処理用半透膜用支持体を得た。なお、１回目の処理で傾斜層表面が金属ロールに当たり、２回目の処理で円網層表面が金属ロールに当たるように処理し、円網層表面を塗布面、傾斜層表面を非塗布面とした。

実施例及び比較例で得られた膜分離活性汚泥処理用半透膜用支持体に対して、以下の測定及び評価を行い、結果を表３及び４に示した。

［坪量］
ＪＩＳ Ｌ１９１３：２０１０『単位面積当たりの質量』に準拠して、坪量を測定した。

［膜分離活性汚泥処理用半透膜用支持体の厚みと密度］
定圧厚さ測定器（商品名：ＰＧ−１４Ｊ（最小表示量：０．００１ｍｍ）、ＴＥＣＬＯＣＫ社製）を用いて、ＪＩＳ Ｌ１０８６に準拠して、厚みを測定した。次に、坪量を厚みで除して密度を算出した。

［半透膜用支持体の耐溶剤性］
半透膜用支持体を、Ｎ−メチルピロリドンに１０秒間浸漬した後、純水にて洗浄し、２３℃、湿度５０％の雰囲気下で２４時間乾燥し、溶剤処理後の半透膜用支持体とした。溶剤処理前後の半透膜用支持体のＭＤ方向及びＣＤ方向について、卓上型材料試験機（商品名：ＳＴＡ−１１５０、（株）オリエンテック製）を用いて、つかみ間隔１００ｍｍ、引張速度１００ｍｍ／分の条件で半透膜用支持体が破断するまで上チャックを引き上げた時の最大荷重を測定し、ＭＤ方向とＣＤ方向それぞれの最大荷重の合計を半透膜用支持体の強度として、耐溶剤性を以下の指標で評価した。

（溶剤処理後の半透膜用支持体の強度／溶剤処理前の半透膜用支持体の強度）×１００

Ａ：８０％以上。
Ｂ：８０％未満、７０％以上。
Ｃ：７０％未満。

［ヤンキードライヤーシリンダーへの貼りつき］
半透膜用支持体のヤンキードライヤーによる乾燥工程において、ヤンキードライヤーシリンダーへの貼りつき状態を以下の指標で評価した。

Ａ：半透膜用支持体はヤンキードライヤーから良好に剥がれ、ヤンキードライヤーへの繊維の取られがまったく見られない。
Ｂ：半透膜用支持体はヤンキードライヤーから剥がれたものの、ヤンキードライヤーへの繊維の取られが確認された。
Ｃ：半透膜用支持体はヤンキードライヤーに貼りつき気味となり、操業の途中で断紙が発生した。

［半透膜用支持体の半透膜接着性］
一定のクリアランスを有する定速塗工装置（商品名：ＴＱＣ全自動フィルムアプリケーター、コーテック社）を用いて、半透膜用支持体の塗布面にマジックインキ（登録商標）で着色したポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）のＮ−メチルピロリドン溶液（濃度：１３％、Ｂ型粘度：９５０ｍＰａ・ｓ）を塗布し、水洗、乾燥を行い、半透膜用支持体の塗布面上にＰＶＤＦ膜を形成させ、半透膜を作製した。

半透膜作製１日後、幅２４ｍｍ（塗布方向に対してクロス方向）×長さ５０ｍｍ（塗布方向）に断裁して試料とする。断裁した半透膜用支持体の非塗布面に幅２４ｍｍ、長さ３０ｍｍに切ったセロハン粘着テープ（ニチバン社製、商品名：エルパック（登録商標）ＬＰ２４）を長さ１０ｍｍ部分のみ貼り付け、残りの幅２４ｍｍ、長さ２０ｍｍ部分は粘着部分として残す。次に、セロハン粘着テープを貼り付けた非塗布面の対称となる半透膜面の幅２４ｍｍ×長さ１０ｍｍ部分に、幅２４ｍｍ、長さ３０ｍｍに切ったグリップシート（株式会社マイクロサポート製、商品名：グリップシートＨＧ５０−５８）を貼り付ける。セロハン粘着テープの粘着部分（２４ｍｍ×２０ｍｍ）の先端と、グリップシートの半透膜面に貼り付けていない部分の先端を持ち、半透膜と半透膜用支持体とが剥離する方向に手で引っ張って、力をかけた時の状態によって、半透膜接着性を判断した。試料を５枚準備して、５回のテストを行った。

セロハン粘着テープを半透膜面及び非塗布面に貼って、両方のセロハン粘着テープを引っ張った場合、ほとんどの場合において、半透膜と半透膜用支持体との間で剥離が起こり、半透膜接着性を評価することが困難であった。セロハン粘着テープと比較して粘着性が低いグリップシートを使用して、どこが剥離したかを確認することによって、半透膜と半透膜用支持体の接着性を判断できる。以下の判断基準にて「半透膜用支持体と半透膜との接着性」を評価した。

判断基準
Ａ：５回全てのテストで、半透膜とグリップシート間で剥離が起こった。
Ｂ：３〜４回のテストで、半透膜とグリップシート間で剥離が起こった。
Ｃ：１〜２回のテストで、半透膜とグリップシート間で剥離が起こった。
Ｄ：５回全てのテストで、半透膜と半透膜用支持体間で剥離が起こった。

［半透膜用支持体の半透膜塗布性評価］
『半透膜用支持体の半透膜接着性評価』で作製した半透膜について、半透膜の幅１０ｃｍ、長さ１０ｃｍの正方形内に存在する、半透膜用支持体表面の毛羽立ちによって半透膜が損傷した部分（損傷部）の個数を倍率１０倍のルーペにより観測し、以下の評価基準にて「半透膜用支持体の半透膜塗布性」を評価した。

評価基準
Ａ：損傷部の個数が３個以下であり、良好なレベル。
Ｂ：損傷部の個数が５個以下であり、実用可能なレベル。
Ｃ：損傷部の個数が５個より多く、実用不可レベル。

表４に示すとおり、実施例１〜実施例７の膜分離活性汚泥処理用半透膜用支持体は、延伸ポリエステル繊維を含有し、バインダー繊維としてエチレン−ビニルエステル共重合体を鞘部とする鞘部とする芯鞘型複合繊維及び湿熱接着性繊維を含有してなる不織布であることから、耐溶剤性に優れ、半透膜用支持体と半透膜との接着性も良好であった。

実施例１と実施例７との比較から、バインダー繊維の含有量が２０質量％以上である実施例１の半透膜用支持体は、バインダー繊維の含有量が２０質量％未満である実施例７の半透膜用支持体よりも、半透膜用支持体表面の毛羽立ちによって半透膜が損傷した部分（損傷部）の個数が少なく、半透膜の塗布性が優れていた。

実施例２と実施例６との比較から、バインダー繊維の含有量が６０質量％以下である実施例２の半透膜用支持体は、バインダー繊維の含有量が６０質量％を超える実施例６の半透膜用支持体よりも、半透膜用支持体と半透膜との接着性が良好であった。

また、実施例２と実施例６との比較から、湿熱接着性繊維の含有量が１質量％以上である実施例２の半透膜用支持体は、湿熱接着性繊維の含有量が１質量％未満である実施例６の半透膜用支持体よりも、半透膜用支持体のヤンキードライヤーシリンダーへの貼りつきが良好であった。

実施例１〜５の比較から、湿熱接着性繊維の含有量が１０質量％以下である実施例１〜４の半透膜用支持体は、湿熱接着性繊維の含有量が１０質量％を超える実施例５の半透膜用支持体よりも、半透膜用支持体と半透膜との接着性が良好であった。

バインダー繊維として、エチレン−ビニルエステル共重合体を鞘部とする芯鞘型複合繊維と湿熱接着性繊維を含有せず、未延伸ポリエステル繊維と、鞘部がポリエステル共重合体である芯鞘型複合繊維を含有する比較例１の半透膜用支持体は、実施例１〜７の半透膜用支持体と比較して、耐溶剤性が非常に劣る結果となった。

バインダー繊維として、エチレン−ビニルエステル共重合体を鞘部とする芯鞘型複合繊維と湿熱接着性繊維とを含有せず、未延伸ポリエステル繊維のみを含有する比較例２の半透膜用支持体は、実施例１〜７の半透膜用支持体と比較して、半透膜用支持体と半透膜との接着性が非常に劣る結果となった。

延伸ポリプロピレン繊維と、鞘成分が高密度ポリエチレン（融点１３０℃）の芯鞘型複合繊維とからなる比較例３の半透膜用支持体は、実施例１〜７の半透膜用支持体と比較して、半透膜用支持体と半透膜との接着性が非常に劣る結果となった。

バインダー繊維として、エチレン−ビニルエステル共重合体を鞘部とする芯鞘型複合繊維のみを含有し、湿熱接着性繊維を含有しない比較例４の半透膜用支持体は、実施例１〜７の半透膜用支持体と比較して、半透膜用支持体がヤンキードライヤーシリンダーへ貼りつき気味となり、操業性が劣る結果となった。

本発明の膜分離活性汚泥処理用半透膜用支持体は、膜分離活性汚泥処理法による汚水処理の分野で利用することができる。

Claims (6)

1. 膜分離活性汚泥処理用半透膜用支持体において、該半透膜用支持体は、延伸ポリエステル繊維を含有し、バインダー繊維として、エチレン−ビニルエステル共重合体を鞘部とする芯鞘型複合繊維及び湿熱接着性繊維を含有していることを特徴とする膜分離活性汚泥処理用半透膜用支持体。
2. エチレン−ビニルエステル共重合体が、エチレン−酢酸ビニル共重合体である請求項１に記載の膜分離活性汚泥処理用半透膜用支持体。
3. 湿熱接着性繊維が、ビニルアルコール系繊維及びエチレン−ビニルアルコール系繊維の群から選ばれる少なくとも一種である請求項１又は２に記載の膜分離活性汚泥処理用半透膜用支持体。
4. 半透膜用支持体に含まれる繊維全体に対し、バインダー繊維の含有量が２０〜６０質量％であり、湿熱接着性繊維の含有量が１〜１０質量％である請求項１〜３いずれかに記載の膜分離活性汚泥処理用半透膜用支持体。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の膜分離活性汚泥処理用半透膜用支持体に、半透膜が設けられてなる膜分離活性汚泥処理用濾過膜。
6. 請求項５記載の膜分離活性汚泥処理用濾過膜を用いてなるモジュール。