JP4351176B2 - イオン交換材及びこれを用いたイオン交換フィルター - Google Patents
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Description
(I)湿熱ゲル化樹脂繊維成分と他の熱可塑性合成繊維成分とを含む複合繊維、
(II)前記複合繊維と他の繊維を混合したもの、
(III)前記複合繊維と湿熱ゲル化樹脂を混合したもの、及び
(IV)湿熱ゲル化樹脂と他の繊維を混合したもの
から選ばれる少なくとも一つが挙げられる(以下、「形態(I)〜(IV)」という。)。前記形態(I)は、「バインダー樹脂」を湿熱ゲル化樹脂繊維成分とし、「繊維」を他の熱可塑性合成繊維成分とした湿熱ゲル化複合繊維である。前記形態(II)は、「バインダー樹脂」を湿熱ゲル化複合繊維とし、「繊維」を他の繊維としこれを混合したものである。前記形態(III)は、「繊維」を湿熱ゲル化複合繊維とし、さらに「バインダー樹脂」を湿熱ゲル化樹脂としこれを混合したものである。前記形態(IV)は、「バインダー樹脂」を前記湿熱ゲル化複合繊維以外の形態を採る湿熱ゲル化樹脂(例えば、湿熱ゲル化樹脂単独の繊維、パウダー状、チップ状)とし、「繊維」を他の繊維としこれを混合したものである。
(1)被処理物に、フィラー分散溶液を付与した後、スチーム処理する方法(以下、「スチーム処理法」という)
(2)被処理物に、フィラー分散溶液を付与した後、加熱体に接触させる方法(以下、「加熱体接触法」という)
(3)被処理物を、加熱したフィラー分散溶液に接触させる方法(以下、「加熱液接触法」という)
本発明のイオン交換材として、以下のものを準備した。
(不織布原反の作製)
鞘成分がエチレン−ビニルアルコール共重合樹脂(EVOH、エチレン含有量38モル%、融点176℃)であり、芯成分がポリプロピレン(PP、融点161℃)であり、EVOH:PPが50:50の割合(容積比)である芯鞘型複合繊維(繊度2.8dtex、繊維長51mm)を準備した。
イオン交換性フィラーとしては、スチレン系陽イオン交換樹脂:「アンバーライト200CT Na」(オルガノ製、ジェットミル粉砕品、粉砕後の平均粒子径10μm、粉砕後比表面積40.5m2/g)を使用した。
前記不織布原反を、前記陽イオン交換樹脂を表1に示す濃度で含む水分散液(20℃)に浸漬し、マングルロールの絞り圧力で表1に示すピックアップ率を調整した。なお、ピックアップ率とは、不織布原反の質量に対する水分量と陽イオン交換樹脂との和に100を乗じた値である。次いで、水分散液を含浸させた前記不織布原反を、線径:0.3mm、メッシュ数:縦30本/inch×横25本/inchの2枚の平織りのプラスチックネット(縦40cm×横40cm)で挟持して、120℃に加熱した熱板プレス機の間に載置し、表1に示す面圧で、3分間加熱体接触法による湿熱処理をした。得られた不織布を水洗し、熱風ドライヤー(100℃)で乾燥して、本発明のイオン交換材を得た。
[比表面積]
比表面積計(トライスター3000形、(株)島津製作所製)を用いて測定した。不織布を3cm×8cm角に切断した後、測定セルに採る。温度60℃で2時間脱ガス処理した後、窒素ガスを用いた多点BET法で測定した。
(1)不織布をたて5cm、よこ5cmの大きさに切り取り、100mlの1M塩酸中に60℃、1時間、放置した。
(2)次に、前記不織布を取り出し、イオン交換水で洗浄液が中性になるまで十分洗浄して、熱風乾燥機を用いて80℃で1時間、乾燥した。
(3)乾燥後の不織布の質量M(g)を測定した。
(4)乾燥後の不織布を0.1N−NaOH溶液25mlに入れ、60℃で2時間放置した。ブランクとして、不織布を入れない上記と同じ溶液を準備し、同条件で放置した。
(5)放置後、NaOH溶液から不織布を取り出し、0.1N塩酸で滴定をした。ブランクも同様に滴定し、滴定量の差から不織布が捕捉したNaイオン量(meq/g)を算出した。
表1に示すとおり、実施例1〜8のいずれの不織布も陽イオン交換樹脂が繊維表面に露出した状態で有効に固着していた。これは、不織布原反の比表面積が0.2m2/gであったものが、フィラー固着後の不織布の比表面積が約20倍以上に増加していることからも解る。さらに、実施例8の不織布は、不織布原反を予め親水処理することにより、親水処理しない不織布(実施例7)に比べ、フィラーの固着量が多くなり、イオン交換能を向上させることができた。
2 芯成分
3 イオン交換性フィラー
4 バインダー樹脂
5,6,9 複合繊維
7 エチレン−ビニルアルコール共重合樹脂
8 ポリプロピレン
31 被処理物31
32 槽
33 フィラー分散溶液
34 絞りロール
35 スチーマー
36 サクション
37 加熱ロール
38 キャンバスロール
39 巻き取り機
Claims (9)
- 繊維と、その表面のバインダー樹脂と、前記バインダー樹脂に固着されたイオン交換性フィラーとを含むフィラー固着繊維を有するイオン交換材であって、
前記バインダー樹脂は、湿熱ゲル化樹脂であり、
前記繊維及び前記バインダー樹脂が、
(I)湿熱ゲル化樹脂繊維成分と他の熱可塑性合成繊維成分とを含む湿熱ゲル化複合繊維、
(II)前記複合繊維と他の繊維を混合したもの、及び、
(III)前記複合繊維と湿熱ゲル化樹脂を混合したもの
から選ばれる少なくとも1つの組み合わせを有する形態であり、
前記イオン交換性フィラーは粒子であり、
前記イオン交換性フィラーは、前記湿熱ゲル化樹脂が湿熱ゲル化したゲル化物によって繊維の表面に露出して固着されていることを特徴とするイオン交換材。 - 前記イオン交換性フィラーは、有機高分子系イオン交換樹脂を含む、請求項1に記載のイオン交換材。
- 前記イオン交換性フィラーの平均粒子径は0.01〜800μmの範囲である、請求項1または2に記載のイオン交換材。
- 前記湿熱ゲル化樹脂は、エチレン−ビニルアルコール共重合樹脂である、請求項1に記載のイオン交換材。
- 前記複合繊維は、湿熱ゲル化樹脂繊維成分を鞘成分とし、他の熱可塑性合成繊維成分を芯成分とした、鞘芯型の湿熱ゲル化複合繊維である、請求項1に記載のイオン交換材。
- 前記イオン交換材は繊維構造物であり、前記湿熱ゲル化複合繊維は繊維構造物中に30mass%以上含んで成る、請求項1に記載のイオン交換材。
- 請求項1〜6のいずれかに記載のイオン交換材が、フィルター材の少なくとも一部分に使用されて成る、イオン交換フィルター。
- 湿熱ゲル化樹脂を含む多孔膜、または、湿熱ゲル化樹脂を付与した繊維もしくは湿熱ゲル化繊維成分を含む繊維を含む繊維構造物の形態である被処理物を形成した後、イオン交換性フィラーを含むイオン交換性フィラー分散溶液を付与し、その後に湿熱処理を行い、前記被処理物に前記イオン交換性フィラーを固着させることを特徴とするイオン交換材の製造方法。
- 前記湿熱処理が、スチーム処理である請求項8に記載のイオン交換材の製造方法。
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