KR101614234B1 - 반투막 지지체용 부직포 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 과제는, 반투막의 지지체로의 밀착성이 양호하고 또 반투막의 두께 균일성이 양호하고, 또 도공액의 배어나옴이 없는 반투막 지지체용 부직포를 제공하는 것이다. 본 발명에 관한 반투막 지지체용 부직포는, 반투막 도공측면으로부터 두께 방향으로 전평량의 소정분까지의 부위를 도공층 부위로 하고, 반투막 비도공면으로부터 두께 방향으로 전평량의 소정분까지의 부위를 비도공층 부위로 하며, 반투막 도공측면 및 반투막 비도공면의 양쪽으로부터 두께 방향으로 전평량의 각각 소정분을 제거한 부위를 중층 부위로 하고, 제거 후의 중층 부위의 단위 평량당 압력 손실이, 도공층 부위의 단위 평량당 압력손실 및 비도공층 부위의 단위 평량당 압력손실보다도 낮고, 제거 후의 중층 부위의 단위 평량당 압력손실이, 제거 전의 부직포의 단위 평량당 압력손실에 대하여, 10% ~70% 범위내이다. 소정분은 약 25%로 한다.
Description
본 발명은, 부직포에 관한 것이고, 상세하게는, 한외여과막, 정밀투과막, 역침투(RO) 막 등의 분리 기능을 갖는 반투막의 제조에 있어서, 제막을 위한 지지체로 되어, 반투막을 보강하는 것을 목적으로 한 반투막 지지체용 부직포에 관한 것이다.
음료/공업용수 중의 불순물의 제거, 해수의 담수화, 식품 중의 잡균의 제거, 배수처리, 또는 생화학 분야 등에서, 반투막이 널리 이용되고 있다.
반투막은, 셀룰로오스계 수지, 폴리비닐 알코올계 수지, 폴리술폰계 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리이미드계 수지, 폴리아크릴로니트릴계 수지, 폴리에스테르계 수지, 플루오르계 수지 등 여러 가지 고분자가 용도에 맞게 선택된다. 그러나, 그 막 자체는 강도가 약하고, 단독으로는 한외여과나 역침투 등에 사용될 때의 1~10MPa 이상이라는 고압에는 견딜 수 없다. 그래서, 강도가 강하고 통액성이 높은 부직포나 직포 등의 지지체의 편면에 반투막의 수지액을 도공하여 반투막이 형성된 형태로 사용되고 있다.
반투막에 필요로 되는 통액성과 여과성능을 얻기 위하여, 반투막 지지체 상에 반투막이 균일한 두께로 형성될 필요가 있다. 그 때문에, 반투막 지지체에 있어서 반투막을 도공하게 되는 면(이후, 반투막 도공측면이라고 함)에는 높은 평활성이 요구된다. 또한, 반투막의 지지체로의 밀착성(＝앵커 효과)도 요구된다. 그러나, 반투막 지지체를 너무 고평활성으로 하면 반투막 도공액을 도공했을 때에, 도공액이 지지체에 달라붙기 어렵게 되어, 반투막의 지지체로의 밀착성이 나빠져서 반투막이 지지체로부터 박리되기 쉽게 되어 버린다. 역으로 지지체의 평활성을 낮게 하면 수지액은 앵커 효과에 의해 지지체에 달라붙기 쉽게 되어 밀착성이 좋게 되지만, 반투막의 균일성이 나쁘게 되어, 도공할 도공액이 지지체 내부로 스며나와서 비도공면으로 배어나오기도 하는 문제가 생긴다. 즉, 반투막 도공측면의 평활성 에 관하여, 반투막의 두께 균일성과 반투막의 지지체 밀착성은 정반대의 관계에 있다.
반투막 지지체용 부직포의 반투막 도공측면과 비도공면의 표면조도를 15%의 차로 하여 도공면을 거칠게 하는 것에 의해 반투막 도공액의 지지체로의 밀착성을 개선하는 것이 제안되어 있다(예컨대, 특허문헌 1을 참조).
반투막 지지체용 부직포로서, 태경(太徑)섬유를 사용한 표면조도가 큰 표면층과 세경섬유를 사용한 치밀한 구조의 이면층과의 2층 구조를 기본으로 한 지지체가 제안되어 있다(예컨대, 특허문헌 2을 참조).
반투막 지지체용 부직포로서, 섬유 직경이 상이한 2종 이상의 주체 합성섬유와 바인더 합성섬유를 함유하게 되고, 또, 반투막 도공측면과 비도공면과의 평활성의 비가 5.0：1.0~1.1：1.0인 부직포로 이루어지는 것을 특징으로 하는 지지체가 제안되어 있다(예컨대, 특허문헌 3을 참조).
5% 신장시의 종방향(MD) 및 횡방향(CD)의 파열길이의 평균치가 4.0km 이상이고 또 통기도가 0.2~10.0cc/cm2·초인 지지체가 제안되어 있다(예컨대, 특허문헌 4을 참조).
반투막의 도포면측 층에 이형단면 섬유를 배합하여 반투막과의 밀착성을 높인 지지체가 제안되어 있다(예컨대, 특허문헌 5을 참조).
중간층이 섬유직경 5μｍ 이하의 멜트플로우 섬유인 3층 구조의 지지체가 제안되어 있다(예컨대, 특허문헌 6을 참조).
다층 구조의 지지체의 비도공면측의 층에 제지용 펄프를 함유시켜, 반투막 도공액의 배어나옴 방지를 도모한 지지체가 제안되어 있다(예컨대, 특허문헌 7을 참조).
특허문헌 1의 기술은, 지지체의 도공면이 거칠기 때문에 반투막의 두께 균일성이 나쁘게 되는 문제가 있다.
특허문헌 2의 기술은, 표면조도가 큰 표면층에 의해 반투막 도공액의 지지체로의 밀착성을 개선하는 것이 목적이다. 그러나, 이것도 마찬가지로 지지체의 도공면이 거칠기 때문에 반투막의 두께 균일성이 나쁘게 되는 문제가 있다.
특허문헌 3의 기술에서는, 특허문헌 1, 2와는 반대로 반투막 도공측면의 편이 비도공면보다도 평활하게 되어 있다. 그러나, 태경섬유를 배합하는 것은, 지지체의 통기성을 전체적으로 크게 하여 밀착성을 저하시키기 때문에, 도공면의 평활성을 높여도 도공된 반투막의 두께 균일성은 거의 좋게 되지 않는 문제가 있었다.
특허문헌 4의 기술에서는, 지지체는, 강도가 높고, 신도가 작은 효과가 있지만, 반투막 도공측면과 비도공면이 동일 평활성으로 되어 있어, 반투막의 두께 균일성과 반투막의 지지체 밀착성의 관계성은 근본적으로 해결되어 있지 않다.
특허문헌 5의 기술에서는, 이형 단면 섬유의 요곡이 반투막의 두께 균일성 을 저해하는 문제가 있었다.
특허문헌 6의 기술에서는, 반투막 도공액의 배어나옴 방지와 앵커 효과를 얻을 수 있다. 그러나, 중간층에서 세경섬유를 사용하고 있기 때문에, 지지체의 통기성이 나쁘게 되는 문제가 있었다.
특허문헌 7의 기술에서는, 제지용 펄프를 함유한 시트가 실사용에서 물에 젖었을 때에, 시트의 강도 저하가 크게 되어, 통기성이 나쁘게 되는 문제가 있었다.
반투막 지지체용 부직포로서, 반투막의 지지체로의 밀착성이 양호하고, 또, 반투막의 두께 균일성이 양호하며, 또한 도공액의 배어나옴이 없는 것이 요구되고 있다. 본 발명의 과제는, 반투막의 지지체로의 밀착성이 양호하고 또 반투막의 두께 균일성이 양호하며, 또 도공액의 배어나옴이 없는 반투막 지지체용 부직포를 제공하는 것이다.
본 발명에 관한 반투막 지지체용 부직포는, 유기 합성섬유를 주체로 하는 부직포이고, 상기 부직포의 한쪽 면이 반투막을 도공하는 것으로 되는 반투막 도공측면이며, 다른 쪽 면이 반투막 비도공면인 반투막 지지체용 부직포에 있어서, 상기 부직포의 반투막 도공측면으로부터 두께 방향으로 전평량의 소정분까지의 부위를 도공층 부위로 하고, 상기 부직포의 반투막 비도공면으로부터 두께 방향으로 전평량의 소정분까지의 부위를 비도공층 부위로 하며, 상기 부직포의 반투막 도공측면 및 반투막 비도공면의 양쪽으로부터 두께 방향으로 전평량의 각각 소정분을 제거한 부위를 중층 부위로 하고, 상기 전평량의 소정분이라는 것은 상기 부직포의 전평량의 22.5~27.5%의 범위의 분량이고, 상기 제거 후의 중층 부위의 단위 평량당 압력 손실이, 상기 도공층 부위의 단위 평량당 압력손실 및 상기 비도공층 부위의 단위 평량당 압력손실보다도 낮고, 또, 상기 제거 후의 중층 부위의 단위 평량당 압력손실이, 제거 전의 부직포의 단위 평량당 압력손실에 대하여, 10% ~70% 범위 내이다.
본 발명에 관한 반투막 지지체용 부직포에서는, 상기 부직포가 습식 부직포인 것이 바람직하다. 습식 부직포는 컷트한 단섬유의 유기 합성섬유가 주 구성요소이기 때문에, 중층의 통기성이 높아지기 쉬워, 앵커 효과를 발현하기 쉽다.
본 발명에 관한 반투막 지지체용 부직포에서는, 열압 가공처리 하기 전의 부직포가 1층 구조인 것이 바람직하다. 열칼렌더로 열압가공할 때, 1층 구조이면 열의 전달하는 방향이 한결같기 때문에, 가공조건에 따른 각층 부위의 압력손실 콘트롤을 행하기 쉽다.
본 발명에 관한 반투막 지지체용 부직포에서는, 상기 중층 부위의 유기 합성섬유의 열융해 정도가 상기 도공층 부위 및 상기 비도공층 부위의 유기 합성섬유 의 열융해 정도보다도 낮은 것이 바람직하다. 부직포의 중층 부위를 반융해 상태로 하는 한편, 도공층 부위 및 비도공층 부위에서는 중층 부위보다도 유기 합성섬유 의 열융착 정도를 높게 하여, 반투막 도공측면 및 비도공면의 어느 것에 관해서도 면의 치밀성을 얻는다.
본 발명에 관한 반투막 지지체용 부직포는, 상기 부직포의 어느 면이 반투막 도공측면으로 되어도 좋다.
본 발명에 관한 반투막 지지체용 부직포에서는, 상기 부직포는, 배합하는 섬유가 유기 합성섬유인 것이 바람직하다.
본 발명에 관한 반투막 지지체용 부직포는, 상기 유기 합성섬유가 주체 섬유를 포함하고, 또, 상기 주체 섬유가 1종류의 폴리에스테르 주체 섬유인 형태를 포함한다.
본 발명에 의하면, 반투막의 지지체로의 밀착성이 양호하고 또 반투막의 두께 균일성이 양호하며, 또 도공액의 배어나옴이 없는 반투막 지지체용 부직포를 제공할 수 있다.
발명을 실시하기
위한 형태
이하에 본 발명에 관하여 실시형태를 나타내고 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이들 기재에 한정되어 해석되지 않는다. 본 발명의 효과를 나타내는 한, 실시형태는 다양한 변형을 하여도 좋다.
본 실시형태에 관한 반투막 지지체용 부직포는, 유기 합성섬유를 주체로 하는 부직포이고, 상기 부직포의 한쪽 면이 반투막을 도공하는 것으로 되는 반투막 도공측면이며, 다른 쪽 면이 반투막 비도공면인 반투막 지지체용 부직포에 있어서, 상기 부직포의 반투막 도공측면으로부터 두께 방향으로 전평량의 소정분까지의 부위를 도공층 부위로 하고, 상기 부직포의 반투막 비도공면으로부터 두께 방향으로 전평량의 소정분까지의 부위를 비도공층 부위로 하며, 상기 부직포의 반투막 도공측면 및 반투막 비도공면의 양쪽으로부터 두께 방향으로 전평량의 각각 소정분을 제거한 부위를 중층 부위로 하고, 상기 전평량의 소정분이라는 것은 상기 부직포의 전평량의 22.5~27.5%의 범위의 분량이고, 상기 제거 후의 중층 부위의 단위 평량당 압력 손실이, 상기 도공층 부위의 단위 평량당 압력손실 및 상기 비도공층 부위의 단위 평량당 압력손실보다도 낮고, 또, 상기 제거 후의 중층 부위의 단위 평량당 압력손실이, 제거 전의 부직포의 단위 평량당 압력손실에 대하여, 10% ~70% 범위이다. 이와 같은 구성으로 한 결과, (1) 부직포 중층 부위의 압력손실을, 부직포의 표층 부위의 압력손실에 대하여, 상대적으로 저감하는 것으로, 수지 도포 후의 앵커 효과가 향상되어 반투막의 지지체로의 밀착성이 양호하게 되는 것, (2) 부직포의 표층 부위 중 반투막의 도공층 부위의 압력손실을, 중층 부위의 압력손실과 동일 또는 낮게 하는 것으로 도공면의 평활성이 유지되는 것, (3) 부직포의 표층 부위 중 반투막의 비도공층 부위의 압력손실을, 중층 부위의 압력손실과 동일 또는 낮게 하는 것으로 반투막 도공액의 배어나옴을 방지할 수 있는 것을 실현할 수 있다. 또한, 도공층 부위와 비도공층 부위라는 것은, 어느 것이나 부직포의 전평량의 22.5~27.5% 범위의 분량이고, 차이가 없거나, 있더라도 극히 미미하다. 따라서, 부직포의 어느 면이 반투막 도공측면으로 되어도 좋다. 반투막을 도공하는 공정에 있어서 부직포의 표리 관리가 용이하게 된다. 도공층 부위라는 것은, 부직포의 양면 중 임의로 선택한 면에 반투막을 도공한 부위이고, 비도공층 부위라는 것은 그 반대 부위이다. 반투막을 도공하는 면은 부직포의 편면이다.
반투막 지지체로 되는 부직포의 주 구성요소인 유기 합성섬유는, 주체 섬유와 바인더 섬유로 나뉠 수 있다.
주체 섬유로서는, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리아크릴레이트, 폴리에스테르, 폴리우레탄, 폴리염화비닐, 폴리염화비닐리덴, 폴리플루오르화에틸렌, 폴리아라미드, 폴리이미드, 폴리아크릴로니트릴, 나일론 등의 합성수지로부터 방사된 섬유를 예시할 수 있다. 또한, 레이욘 등의 재생 셀룰로오스, 아세트산셀룰로오스, 니트로셀룰로오스 등의 셀룰로오스 유도체, 또는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 아크릴, 아라미드 등의 합성수지 펄프, 또는 근년 생화학 용도로서 활발하게 연구되고 있는 폴리젖산, 폴리부티르산, 폴리숙신산 등의 천연물을 원료 소스로 한 섬유도, 유기 합성섬유의 범주에 포함된다. 상기 합성섬유 중에서도, 폴리에스테르 섬유는, 내열성, 내약품성, 섬유경이나 성상의 종류가 풍부함 등으로부터, 적합하게 사용될 수 있다. 여기서, 본 발명에서는, 유기 합성섬유 중, 저온에서의 용융접착을 목적으로 하지 않는 통상의 융점, 예컨대 140~300℃의 융점을 지닌 유기 합성섬유를, 「주체 섬유」라 칭한다. 주체 섬유의 형상에 따라, 섬유경이 작은 것을 사용하면, 완성된 시트의 공경(孔徑)이 더욱 작게 되고, 섬유경이 큰 것을 사용하면, 시트의 강도가 증가한다. 섬유가 짧은 것을 사용하면, 습식 초지 공정에서의 수중에서 분산성이 향상하고, 섬유가 긴 것을 사용하면, 시트의 강도가 증가한다. 본 실시형태에 있어서는, 합성 섬유의 굵기는 0.05~5.0 데시텍스(dtex), 바람직하게는 0.1 ~3.0 데시텍스, 길이 1~8 mm, 바람직하게는 길이 3~6 mm의 범위의 것이 적합하게 사용될 수 있다. 또한, 섬유의 단면의 형상은 필요에 따라서 적절히 선택하는 것이 가능하고, 본 실시형태에 있어서 한정되지 않는다.
바인더 섬유는, 제품의 강도물성의 향상이나, 시트화 공정, 권취 공정의 사이에서도 충분한 시트 강도를 지니게 하는 것을 목적으로 주체 섬유에 혼합하는 것이다. 여기서, 「바인더 섬유」라는 것은, 섬유 전체 또는 섬유 표면(껍질 부분)이 주체 섬유보다도 20℃ 정도 또는 20℃ 이상 융점이 낮은 유기 합성섬유를 지칭하고, 초지 후의 건조공정이나 열압공정에 의한 가열에서 섬유 표면 또는 섬유 전체가 용융접착되어, 물리적 강도를 시트에 부여하는 효과를 지닌다.
바인더 섬유는, 그의 구성 수지 전체의 융점이 낮은 것이나, 내측과 외측의 이중 구조 소위 심초구조로 불리는 구조를 지니고, 표면만이 융착하는 타입 등이 있고, 어느 것이나 본 실시형태에 있어서 사용가능하다. 적합하게는 융점 200~230℃ 정도의 폴리에스테르 미연신 섬유가 사용될 수 있다. 또한, 굵기, 길이, 단면의 형상 등은, 주체 섬유와 동일하게 목적에 따라 선택가능하다. 예컨대, 본 실시형태에 있어서는, 바인더 섬유의 굵기는 0.1~5.0 데시텍스, 바람직하게는 0.5~3.0 데시텍스, 길이 1~8ｍｍ, 바람직하게는 길이 3~6ｍｍ 범위의 것이 적합하게 사용될 수 있다. 바인더 섬유는 주체 섬유와 동일하든가 또는 이것에 근사한 수지 조성인 것이 바람직하지만, 요구특성에 따라서 이종의 수지 조성이어도 가능하다. 또한, 습열조건에서 용해하는 특성을 지닌 비닐론 바인더 수지도 적합하게 사용될 수 있다.
본 발명의 실시형태로서, 유기 합성섬유로서 주체 섬유만 배합하는 경우와, 주체 섬유와 바인더 섬유의 양쪽을 배합하는 경우를 포함한다. 본 실시형태에 있어서는, 주체 섬유와 바인더 섬유와의 배합량의 비율(질량비)은, 주체 섬유: 바인더 섬유 ＝100：0~50：50 범위가 바람직하다. 바인더 섬유를 혼합하지 않고, 주체 섬유로 되는 합성섬유만을 함유한 시트를 열압 가공처리하는 것으로, 주체 섬유 끼리를 용융접착시키는 것이 가능하지만, 주체 섬유는, 저온에서의 용융접착을 목적으로 하지 않기 때문에, 열압 가공처리시의 가열 온도를 주체 섬유의 융점 부근까지 높일 필요가 있다. 주체 섬유에 바인더 섬유를 배합한 경우는, 주체 섬유의 융점보다 저온에서 섬유 끼리를 용융접착시키는 것이 가능하게 된다. 다만, 바인더 섬유의 비율이 50질량%를 초과하면 바인더 섬유 자체의 물리적 강도가 주체 섬유의 물리적 강도보다 약하기 때문에 시트의 물리적 강도(이하, 간단히「강도」라 기재하는 일이 있음)가 저하되어 버린다.
배합하는 섬유 중, 유기 합성섬유의 배합율을 50질량% 이상, 바람직하게는 70 질량% 이상으로서, 부직포의 주된 구성섬유로 한다. 이때 필요에 따라서 유기 합성섬유 이외에, 펄프상 원료, 예컨대 초지용 목재 펄프, 코튼린터 등의 셀룰로오스계 펄프, 또는 글래스 섬유, 실리카 섬유, 알루미나 섬유 등의 무기섬유, 또는 탄산칼슘, 탈크, 카올린 등의 무기 충전재 등을 베합하는 것도 가능하다.
반투막 지지체용 부직포로서는, 예컨대 습식초조법으로 제조되는 습식 부직포를 들 수 있다. 또는 건식 부직포이어도 가능하다. 이 중, 본 발명에 있어서는 건식 부직포보다도 습식 부직포 편이 더욱 본 발명의 효과가 크다. 이것은, 연속 장섬유의 유기 합성섬유가 주 구성요소인 건식 부직포에 비하여, 컷트한 단섬유의 유기 합성섬유가 주 구성요소인 습식 부직포는 중층의 통기성이 높아지기 쉽고, 앵커 효과가 발현되기 쉽기 때문이다.
열압 가공처리 하기 전의 부직포는 1층 구조이어도, 2층 이상의 층을 중첩한 다층 구조이어도 어느 것이어도 본 발명의 효과가 발현된다. 열압 가공처리 하기 전의 다층 구조의 부직포는 본 발명의 효과를 손상하지 않는 한에 있어서, 모든 층에서 동일 원재료 구성이어도, 상이한 원재료이어도 좋다. 또한, 동일 원재료이어도 유기 합성섬유의 섬유경, 섬유 길이를 변경하는 것도 가능하다. 열칼렌더로 열압가공할 때, 1층 구조이면 열의 전달방식이 한결같기 때문에, 가공조건에 따른 각 층 부위의 압력손실 콘트롤을 행하기 쉽다. 한편, 다층 구조이면 층 끼리가 접하는 단층 부분에서 열의 전달 방식이 변하는 일이 있어, 압력손실 콘트롤이 잘되지 않는 경우가 있다.
습식 부직포의 제조방법으로서는, 원재료의 유기 합성섬유를 수중에 분산시킨 후 초지 와이어 상에 섬유를 적층하여 와이어 하방으로부터 탈수하여 시트를 형성하는, 소위 습식 초지법이 사용된다. 이 중, 습식 초지법에 의한 습식 부직포는 구성 섬유의 네트워크가 건식 부직포보다 균일하게 되기 쉬워, 특히 바람직하다. 습식 초지법에서 사용하는 초지기의 종류는, 본 실시형태에서는 한정되지 않고, 예컨대 매엽식 초지장치, 또는 연속초지기이라면 장망식 초지기, 단망식 초지기, 원망식 초지기, 경사 와이어식 초지기, 갭 포머, 디루터 포머 등을 사용할 수 있다.
초지된 시트는 다량의 수분을 함유하고 있기 때문에 건조공정에서 건조된다. 이 때의 건조방법은, 특히 한정되지 않지만, 열풍건조, 적외선건조, 드럼 건조, 양키 드라이어에 의한 건조 등이 적합하게 사용된다. 건조온도로서는, 100~160℃가 바람직하고, 105~140℃가 더욱 바람직하다.
전술한 방법으로 제조된 습식 부직포나 건식 부직포는 그대로 반투막 지지체용으로 사용되는 경우가 있지만, 많은 경우 반투막 지지체로서의 강도가 부족하고 있다. 그래서, 반투막 지지체로서 충분한 강도를 얻기 위하여, 주체 섬유의 융점 부근, 또는 바인더 섬유의 융점 부근의 온도에서 열압 가공처리하는 것에 의해, 섬유를 열용착하여 온도를 높이는 것이 행해진다. 이 처리는 각종의 열압가공 장치가 사용되지만, 일반적으로는 열칼렌더 장치가 유효하다. 예컨대, 160℃ 이상의 온도에서 처리가능한 금속 롤 니퍼 칼렌더를 이용하는 방법이나, 높은 내열성을 지닌 수지 롤이라면 금속 롤/수지 롤의 소프트 니퍼 칼렌더를 사용하는 것도 가능하다.
열압 가공처리 온도 조건은, 일반적으로는 160℃~260℃ 범위가 바람직하고, 180℃~240℃ 범위가 더욱 바람직하지만, 사용하는 합성섬유의 종류에 따라서는, 더욱 낮은 온도나 더욱 높은 온도가 바람직한 경우도 있다. 예컨대, 주체 섬유에 바인더 섬유를 배합하는 경우에는, 바인더 섬유의 융점 부근의 온도에서 열압 가공처리하는 것에 의해, 섬유 끼리를 용융접착하여 강도를 높이는 것이 행해진다. 선압은, 특히 한정하는 것은 아니나, 50~250 kN/m 범위가 바람직하고, 100~200 kN/m 범위가 더욱 바람직하다. 또한, 웹 전체에서 균일한 성능을 발현시키기 위해서는, 가능한한 균일한 온도 프로파일, 선압 프로파일로 처리하는 것이 바람직하다. 열칼렌더 장치의 롤 직경은, 열압 가공처리된 기재, 니퍼, 속도 등의 파라미터에 의해, 적절히 선정된다. 바인더 섬유를 배합하지 않고, 주체 섬유 만을 사용하여 반투막 지지체용 부직포를 제조한 경우는, 주체 섬유의 융점 부근의 온도에서 열압 가공처리된다.
본 실시형태의 반투막 지지체용 부직포를 얻는 방법으로서는, 다음 방법에 한정하는 것은 아니나, 방법의 하나로서, 지지체(부직포) 제조에서의 유기 합성섬유의 열융착 공정에 있어서의 융착온도와 라인 속도와의 관계를 이용하는 것을 들 수 있다. 라인 속도가 비교적 지체되면, 부직포 두께 방향에 있어서 열이 내부까지전도되어 도공층 부위, 중층 부위, 비도공층 부위가 균일하게 열융착한다. 라인이 어느 일정 속도를 초과하면, 열은 부직포의 내부까지 전도하기 어렵게 되어, 중층 부위에서의 열융착이 진행되지 않고, 반융해 상태로 된다. 다만, 라인 속도가 또한 빠르게 되면, 중층 부위에서의 열융착이 또한 진행하지 않고, 거의 미융해 상태로 된다. 이 결과, 도공액이 부직포에 과도하게 침투하여 반투막의 형성을 악화시키고, 또한, 부직포 자체가 중층 부위에서 박리하는 등의 문제가 생긴다. 중층 부위의 반융해 상태에 관해서는, 후술한 중층 부위, 도공층 부위, 및 비도공층 부위의 「단위 평량당 압력손실」의 관계를 만족하는 것과 같은 반융해 상태로 되도록, 엄중한 공정 관리를 해야한다. 열융착 공정의 예로서는, 전출 초지 공정의 건조공정, 열압 가공처리 등을 들 수 있다. 특히 열압 가공처리의 제조건이 크게 영향받기 때문에 중요하다.
본 발명은 전술한 방법 등을 이용하여, 부직포의 중층 부위의 섬유의 열융착 상태를 도공층 부위, 비도공층 부위에 대하여 완만하게 하는 것으로 중층 부위의 치밀성이 저하되어(중층 부위가 고부피로 되어), 압력손실을 저감시킬 수 있다. 여기서, 본 발명에서는 부직포의 통기성의 지표로서 압력손실을 사용한다. 압력손실은 부직포를 통풍했을 때의 통기저항을 압력차로 나타낸 것이기 때문에, 면풍속5.3cm/s에서의 통풍 조건으로 정의한다. 단위는 Pa이다. 압력손실이 높을 수록 통기성이 낮은 것을 나타낸다. 또한, 「단위 평량당 압력손실」이라는 것은 상기 압력손실을 부직포의 평량으로 나눈 것이기 때문에, 단위는 Pa/(g/m2)이다. 압력손실은 평량에 비례하기 때문에, 평량이 상이한 부직포를 동일 평량 레벨에서 비교할 수 있다. 본 발명에서는, 전평량을 갖는 부직포의 압력손실에 대한, 그 평량의 일부를 갖고 있는 중층 부위의 압력 손실이, 어느 정도 저하하였는지를 정당하게 평가하기 위하여「단위 평량당 압력손실」을 사용한다.
본 발명에서는, 도공층 부위 및 비도공층 부위를 제거한 중층 부위의 단위 평량당 압력 손실이, 도공층 부위의 단위 평량당 압력손실 및 비도공층 부위의 단위 평량당 압력손실보다도 낮게 되지 않으면 안된다. 도공층 부위의 단위 평량당 압력손실의 값이 중층 부위의 단위 평량당 압력손실 값 이하이면, 반투막 도공측면의 섬유 융해상태가 나쁘기 때문에 섬유 보풀이 반투막을 꿰뚫고 나가서 반투막의 표면성이 악화된다. 또한, 비도공층 부위의 단위 평량당 압력손실 값이 중층 부위의 단위 평량당 압력손실 값 이하이면, 중층 부위까지 침투한 반투막 도공액이 비도공층 부위까지 과도하게 침투하여 버려 수지 배어나옴이 생기고, 또 반투막의 표면성(두께 균일성)이 악화한다.
본 발명에서는, 도공층 부위 및 비도공층 부위를 제거한 중층 부위의 단위 평량당 압력 손실이, 제거 전의 부직포의 단위 평량당 압력손실에 대하여, 10% ~70% 범위내이고, 바람직하게는 15% ~50% 범위내이다. 70% 보다 크면 반투막 도공액이 중층 부위에 침투하기 어렵게 되어 본 발명의 앵커 효과가 나오지 않게 된다. 10% 보다 작으면 반투막 도공액이 중층 부위에 과도하게 침투하여 반투막의 표면성(두께 균일성)이 악화하거나 수지 배어나옴이 생기거나 하여 버린다.
열압 가공처리된 후의 부직포의 압력손실은, 상기 습식 부직포의 면풍속 5.3 cm/초 시의 압력손실로서 50 Pa 이상 3000 Pa 이하가 바람직하고, 더욱 바람직하게는 80 Pa 이상 1500 Pa 이하이다. 50 Pa 미만이면, 반투막 도공액이 부직포에 과도하게 침투하여 버려 도공된 반투막의 표면이 불균일하게 되기도 하고, 배어나옴을 유발하거나 하여 버린다. 또한, 압력 손실이 3000 Pa 보다 크게 되면, 역으로 반투막 도공액이 습식 부직포의 시트 내부에 침투하기 어렵게 되기 때문에 도공한 반투막의 습식 부직포 표면으로의 달라붙음이 나쁘게 되어, 본 발명의 앵커 효과가 나오지 않게 된다.
부직포로의 반투막 도공액의 도공적성을 양호하게 하기 위해서는, 기재로 되는 부직포의 시트 밀도를 높이는 것도 필요하다. 시트 밀도는 0.5 g/cm3 이상이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 0.6 g/cm3 이상이고, 가장 바람직하게는 0.7 g/cm3 이상이다. 0.5 g/cm3 미만이면, 반투막 도공액이 부직포에 과도하게 침투하여 버려 도공한 반투막의 표면이 불균일하게 되거나, 배어나옴을 유발하거나 하여 버린다. 시트 밀도의 상한은, 예컨대 1.0 g/cm3 이다.
부직포의 평량은, 30~200 g/m2가 바람직하고, 50~150 g/m2가 더욱 바람직하다. 부직포의 평량이 200 g/m2 보다 크면, 제조된 반투막을 모듈로 할 때, 너무 두꺼워서 모듈 당의 면적이 작게 되어 여과성능이 저하하고, 30 g/m2 미만이면, 두께 가 너무 얇아서 제조 공정에 있어서 반투막 도공액의 배어나옴이 생길 우려가 있다. 또한, 부직포의 두께는, 30~400μｍ가 바람직하고, 55~300μｍ가 더욱 바람직하다. 부직포의 두께가 400μｍ를 초과하면, 제조된 반투막을 모듈로 할 때, 너무 두꺼워서 모듈 당의 면적이 작게 되어 여과성능이 저하하고, 30μｍ미만이면, 두께 가 너무 얇아서 제막 공정에 있어서 반투막 도공액의 배어나옴이 생길 우려가 있다.
부직포의 평활성은 베크(BEKK) 평활도 등으로 나타낼 수 있다. 일반적으로, 부직포의 반투막 도공면측의 평활성이 낮으면, 반투막 도공액을 도공하여 설치한 반투막의 두께에 얼룩이 생기기 쉽고, 반투막의 표면성이 악화된다. 역으로, 평활성이 높으면 반투막 도공액을 더욱 균일하게 도공할 수 있기 때문에 반투막의 두께의 얼룩이 적게 되어 반투막의 표면성이 양호하게 된다. 한편으로, 부직포의 반투막 도공면측의 평활성이 낮은 편이 반투막의 부직포 표면으로의 달라붙음은 좋게 되어 앵커 효과가 나오기 쉽다. 역으로, 평활성이 높으면 반투막의 부직포 표면으로의 달라붙음이 나쁘게 되어, 앵커 효과가 나오기 어렵고, 결과적으로 반투막과 부직포가 박리되기 쉽게 된다. 즉, 부직포의 평활성에 대한 표면성과 박리 강도와의 관계는 상반하는 관계에 있다. 그러나, 본 발명의 부직포는 중층 부위가 반융해 상태로 되어 있기 때문에, 부직포의 반투막 도공면측의 평활성이 비교적 높게 되더라도 도공액이 중층 부위에 침투하기 때문에, 앵커 효과가 나와 반투막과 부직포가 박리하기 어렵게 되어, 동시에 반투막의 표면성도 양호하게 된다. 다만, 부직포의 단위 평량당 압력손실에 대한 중층 부위 단위 평량 당 압력손실의 비율이 너무 크게되면, 평활성이 높은 경우에는, 반투막 도공액이 중층 부위에 침투하기 어렵고, 앵커 효과가 나오기 어렵게 되어, 반투막과 부직포가 박리하기 쉽게 된다. 역으로, 부직포의 단위 평량당 압력손실에 대한 중층 부위 단위 평량당 압력손실의 비율이 너무 적으면 평활성이 높아도, 반투막 도공액이 중층 부위에 과도하게 침투하여 반투막의 표면성이 악화한다.
실시예
다음에, 실시예를 들어 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 한정되지 않는다.
(실시예 1)
<섬유 원료 슬러리의 제조>
굵기 1.45 데시텍스, 컷트 길이 5ｍｍ의 시판 폴리에스테르 주체 섬유(상품명：EP133, 쿠라레사 제조) 24 kg과, 굵기 1.2 데시텍스, 컷트 길이 5ｍｍ의 시판 폴리에스테르 바인더 섬유(상품명：TR07N, 테이징 파이버사 제조) 6kg을, 물에 투입하고, 분산기에서 5분간 분산하고, 섬유분 농도 1질량%의 섬유 원료 슬러리를 얻었다.
<섬유 슬러리의 제조>
섬유 원료 슬러리에, 물을 가하여 전체를 희석하고, 섬유분 농도 0.03 질량%의 섬유 슬러리를 얻었다.
<시트의 제조>
이 섬유 슬러리를, 단망식 초지기의 헤드박스에 투입하여 섬유 슬러리를 초지한 후, 표면온도 120℃의 실린더 드라이어로 시트가 완전하게 건조되기까지 건조하여, 연속 권취 원지를 얻었다.
<열압 가공처리>
금속 롤/금속 롤의 하드 니퍼에서 금속 롤의 면길이 1170ｍｍ, 롤 직경 450ｍｍ의 열칼렌더 장치를 사용하여, 전술한 권취 원지를 롤 표면 온도 195℃, 롤간 클리어런스 80μｍ, 선압 90 kN/m, 라인 속도 20ｍ/분의 조건에서 열압 가공처리하여, 평량 78 g/m2, 두께 97μｍ, 시트 밀도 0.80 g/cm3, 압력손실 430 Pa의 반투막 지지체용 부직포를 얻었다.
(실시예 2)
<섬유 원료 슬러리의 제조>
실시예 1과 동일하게 하였다.
<섬유 슬러리의 제조>
실시예 1과 동일하게 하였다.
<시트의 제조>
실시예 1과 동일하게 하였다.
<열압 가공처리>
실시예 1 중, 라인 속도를 18ｍ/분으로 한 이외는 실시예 1과 동일하게 하여, 평량 78 g/m2, 두께 98μｍ, 시트 밀도 0.80 g/cm3, 압력손실 390 Pa의 반투막 지지체용 부직포를 얻었다.
(실시예 3)
<섬유 원료 슬러리의 제조>
실시예 1과 동일하게 하였다.
<섬유 슬러리의 제조>
실시예 1과 동일하게 하였다.
<시트의 제조>
실시예 1과 동일하게 하였다.
<열압 가공처리>
실시예 1 중, 라인 속도를 16ｍ/분으로 한 이외는 실시예 1과 동일하게 하여, 평량 80g/m2, 두께 99μｍ, 시트 밀도 0.81 g/cm3, 압력손실 450 Pa의 반투막 지지체용 부직포를 얻었다.
(실시예 4)
<섬유 원료 슬러리의 제조>
실시예 1과 동일하게 하였다.
<섬유 슬러리의 제조>
실시예 1과 동일하게 하였다.
<시트의 제조>
실시예 1과 동일하게 하였다.
<열압 가공처리>
실시예 1 중, 롤 표면 온도 178℃, 라인 속도를 18ｍ/분으로 한 이외는 실시예 1과 동일하게 하여, 평량 77g/m2, 두께 95μｍ, 시트 밀도 0.81 g/cm3, 압력손실 450 Pa의 반투막 지지체용 부직포를 얻었다.
(실시예 5)
<섬유 원료 슬러리의 제조>
실시예 1과 동일하게 하였다.
<섬유 슬러리의 제조>
실시예 1과 동일하게 하였다.
<시트의 제조>
실시예 1과 동일하게 하였다.
<열압 가공처리>
실시예 1 중, 라인 속도를 26ｍ/분으로 한 이외는 실시예 1과 동일하게 하여, 평량 79g/m2, 두께 98μｍ, 시트 밀도 0.81 g/cm3, 압력손실 310 Pa의 반투막 지지체용 부직포를 얻었다.
(실시예 6)
<섬유 원료 슬러리의 제조>
실시예 1과 동일하게 하였다.
<섬유 슬러리의 제조>
실시예 1과 동일하게 하였다.
<시트의 제조>
실시예 1과 동일하게 하였다.
<열압 가공처리>
금속 롤/탄성 코튼롤의 소프트 니퍼에서, 금속 롤의 면길이 1170ｍｍ, 롤 직경 450ｍｍ의 열칼렌더 장치를 사용하여, 전술한 권취 원지를 롤 표면 온도 188℃, 롤간 클리어런스 0μｍ, 선압 90 kN/m, 처리속도 20ｍ/분의 조건에서 1회째의 열압 가공처리를 행하고, 이어서 금속 롤에 접하는 원지의 면을 역으로 하여 1회째의 가열가압 처리와 동일 조건에서 2회째의 열압 가공처리를 행하여, 평량 78 g/m2, 두께 97μｍ, 시트 밀도 0.80 g/cm3, 압력손실 430 Pa의 반투막 지지체용 부직포를 얻었다.
(실시예 7)
<섬유 원료 슬러리의 제조>
실시예 1과 동일하게 하였다.
<섬유 슬러리의 제조>
실시예 1과 동일하게 하였다.
<시트의 제조>
실시예 1과 동일하게 하였다.
<열압 가공처리>
실시예 1 중, 롤간 클리어런스 70μｍ, 선압 150 kN/m로 한 이외는 실시예 1과 동일하게 하여, 평량 77 g/m2, 두께 89μｍ, 시트 밀도 0.87 g/cm3, 압력손실 730 Pa의 반투막 지지체용 부직포를 얻었다.
(실시예 8)
<섬유 원료 슬러리의 제조>
실시예 1과 동일하게 하였다.
<섬유 슬러리의 제조>
실시예 1과 동일하게 하였다.
<시트의 제조>
실시예 1과 동일하게 하였다.
<열압 가공처리>
실시예 1 중, 롤간 클리어런스 70μｍ, 선압 150 kN/m, 라인 속도를 17ｍ/분으로 한 이외는 실시예 1과 동일하게 하여, 평량 78g/m2, 두께 90μｍ, 시트 밀도 0.87 g/cm3, 압력손실 770 Pa의 반투막 지지체용 부직포를 얻었다.
(실시예 9)
<섬유 원료 슬러리의 제조>
굵기 1.45 데시텍스, 컷트 길이 5ｍｍ의 시판 폴리에스테르 주체 섬유(상품명：EP133, 쿠라레사 제조) 16 kg과, 굵기 0.1 데시텍스, 컷트 길이 5ｍｍ의 시판 폴리에스테르 주체 섬유(상품명：ＴＭ04ＰN, 테이징사 제조) 8kg, 굵기 1.2 데시텍스, 컷트 길이 5ｍｍ의 시판 폴리에스테르 바인더 섬유(상품명：TR07N, 테이징 파이버사 제조) 6kg을, 물에 투입하고, 분산기에서 5분간 분산하고, 섬유분 농도 1 질량%의 섬유 원료 슬러리를 얻었다.
<섬유 슬러리의 제조>
실시예 1과 동일하게 하였다.
<시트의 제조>
실시예 1과 동일하게 하였다.
<열압 가공처리>
실시예 1 중, 라인 속도를 18ｍ/분으로 한 이외는 실시예 1과 동일하게 하여, 평량 78g/m2, 두께 97μｍ, 시트 밀도 0.80 g/cm3, 압력손실 640 Pa의 반투막 지지체용 부직포를 얻었다.
(실시예 10)
<섬유 원료 슬러리의 제조>
굵기 1.45 데시텍스, 컷트 길이 5ｍｍ의 시판 폴리에스테르 주체 섬유(상품명：EP133, 쿠라레사 제조) 16 kg과, 굵기 3.1 데시텍스, 컷트 길이 5ｍｍ의 시판 폴리에스테르 주체 섬유(상품명：EP303, 쿠라레사 제조) 8kg, 굵기 1.2 데시텍스, 컷트 길이 5ｍｍ의 시판 폴리에스테르 바인더 섬유(상품명：TR07N, 테이징 파이버사 제조) 6kg을, 물에 투입하고, 분산기에서 5분간 분산하고, 섬유분 농도 1 질량%의 섬유 원료 슬러리를 얻었다.
<섬유 슬러리의 제조>
실시예 1과 동일하게 하였다.
<시트의 제조>
실시예 1과 동일하게 하였다.
<열압 가공처리>
실시예 1 중, 롤 표면 온도 178℃, 라인 속도를 18ｍ/분으로 한 이외는 실시예 1과 동일하게 하여, 평량 80 g/m2, 두께 99μｍ, 시트 밀도 0.81 g/cm3, 압력손실 290 Pa의 반투막 지지체용 부직포를 얻었다.
(비교예 1)
<섬유 원료 슬러리의 제조>
실시예 1과 동일하게 하였다.
<섬유 슬러리의 제조>
실시예 1과 동일하게 하였다.
<시트의 제조>
실시예 1과 동일하게 하였다.
<열압 가공처리>
실시예 1 중, 라인 속도를 9ｍ/분으로 한 이외는 실시예 1과 동일하게 하여, 평량 78 g/m2, 두께 96μｍ, 시트 밀도 0.81 g/cm3, 압력손실 420 Pa의 반투막 지지체용 부직포를 얻었다.
(비교예 2)
<섬유 원료 슬러리의 제조>
실시예 1과 동일하게 하였다.
<섬유 슬러리의 제조>
실시예 1과 동일하게 하였다.
<시트의 제조>
실시예 1과 동일하게 하였다.
<열압 가공처리>
실시예 1 중, 라인 속도를 31ｍ/분으로 한 이외는 실시예 1과 동일하게 하여, 평량 78 g/m2, 두께 98μｍ, 시트 밀도 0.80 g/cm3, 압력손실 370 Pa의 반투막 지지체용 부직포를 얻었다.
(비교예 3)
<섬유 원료 슬러리의 제조>
실시예 1과 동일하게 하였다.
<섬유 슬러리의 제조>
실시예 1과 동일하게 하였다.
<시트의 제조>
실시예 1과 동일하게 하였다.
<열압 가공처리>
실시예 1 중, 라인 속도를 12ｍ/분으로 한 이외는 실시예 1과 동일하게 하여, 평량 80 g/m2, 두께 97μｍ, 시트 밀도 0.82 g/cm3, 압력손실 460 Pa의 반투막 지지체용 부직포를 얻었다.
(비교예 4)
<섬유 원료 슬러리의 제조>
실시예 1과 동일하게 하였다.
<섬유 슬러리의 제조>
실시예 1과 동일하게 하였다.
<시트의 제조>
실시예 1과 동일하게 하였다.
<열압 가공처리>
금속 롤/탄성 코튼롤의 소프트 니퍼에서, 금속 롤의 면길이 1170ｍｍ, 롤 직경 450ｍｍ의 열칼렌더 장치를 사용하고, 전술한 권취 원지를 롤 표면 온도 188℃, 롤간 클리어런스 0μｍ, 선압 90 kN/m, 처리속도 20ｍ/분의 조건에서 1회만의 열압 가공처리를 행하여, 평량 78 g/m2, 두께 100μｍ, 시트 밀도 0.78 g/cm3, 압력손실 250 Pa의 반투막 지지체용 부직포를 얻었다. 얻어진 부직포의 반투막 도공측면은, 금속 롤에 접한 면측으로 하였다.
(비교예 5)
<섬유 원료 슬러리의 제조>
실시예 1과 동일하게 하였다.
<섬유 슬러리의 제조>
실시예 1과 동일하게 하였다.
<시트의 제조>
실시예 1과 동일하게 하였다.
<열압 가공처리>
비교예 4과 동일하게 하였다. 얻어진 부직포의 반투막 도공측면은, 수지 코튼롤에 접한 면측으로 하였다.
(비교예 6)
<섬유 원료 슬러리의 제조>
실시예 1과 동일하게 하였다.
<섬유 슬러리의 제조>
실시예 1과 동일하게 하였다.
<시트의 제조>
실시예 1과 동일하게 하였다.
<열압 가공처리>
실시예 1 중, 롤간 클리어런스 70μｍ, 선압 150 kN/m, 라인 속도를 12ｍ/분으로 한 이외는 실시예 1과 동일하게 하여, 평량 79g/m2, 두께 90μｍ, 시트 밀도 0.88 g/cm3, 압력손실 970 Pa의 반투막 지지체용 부직포를 얻었다.
(비교예 7)
<섬유 원료 슬러리의 제조>
실시예 1과 동일하게 하였다.
<섬유 슬러리의 제조>
실시예 1과 동일하게 하였다.
<시트의 제조>
실시예 1과 동일하게 하였다.
<열압 가공처리>
실시예 1 중, 롤간 클리어런스 70μｍ, 선압 150 kN/m, 라인 속도를 35ｍ/분으로 한 이외는 실시예 1과 동일하게 하여, 평량 79 g/m2, 두께 90μｍ, 시트 밀도 0.88 g/cm3, 압력손실 540 Pa의 반투막 지지체용 부직포를 얻었다.
(비교예 8)
<섬유 원료 슬러리의 제조>
실시예 9와 동일하게 하였다.
<섬유 슬러리의 제조>
실시예 1과 동일하게 하였다.
<시트의 제조>
실시예 1과 동일하게 하였다.
<열압 가공처리>
실시예 1 중, 라인 속도를 12ｍ/분으로 한 이외는 실시예 1과 동일하게 하여, 평량 78 g/m2, 두께 98μｍ, 시트 밀도 0.80 g/cm3, 압력손실 810 Pa의 반투막 지지체용 부직포를 얻었다.
(비교예 9)
<섬유 원료 슬러리의 제조>
실시예 9와 동일하게 하였다.
<섬유 슬러리의 제조>
실시예 1과 동일하게 하였다.
<시트의 제조>
실시예 1과 동일하게 하였다.
<열압 가공처리>
실시예 1 중, 라인 속도를 35ｍ/분으로 한 이외는 실시예 1과 동일하게 하여, 평량 77g/m2, 두께 98μｍ, 시트 밀도 0.79 g/cm3, 압력손실 480 Pa의 반투막 지지체용 부직포를 얻었다.
실시예에서 얻어진 반투막 지지체용 부직포는 이하의 방법으로 평가를 행하였다.
<평량의 측정>
JIS P 8124：1998「종이 및 판지-평량측정방법」에 준하여 행하였다. 단위는 g/m2로 하였다.
<압력손실의 측정>
자제 장치를 사용하여, 유효 면적 100 cm2의 노재에 면풍속 5.3cm/초로 통속시켰을 때의 압력손실을 미차압계로 측정하였다. 단위는 Pa로 하였다.
평량 당 압력손실은 이하의 계산식으로 구하였다.
(수 1) (평량 당 압력손실)＝(압력손실)/(평량)
<중층 부위 시료의 제조>
미리 평량과 압력손실을 측정한 시험편에 관하여, 먼저 반투막 도공측면으로부터 점착 테이프를 사용하여 조금씩 박리시켰다. 박리시킨 나머지의 시험편의 중량을 측정하면서, 박리를 행하여, 전평량의 소정분을 제거하였다. 「전평량의 소정분을 제거」하는 것은, 부직포의 전평량을 기준으로 하여, 25%분을 목표로 하여 제거하는 것을 의미하고, 이때 제거량의 오차가 생기기 때문에 이것을 고려하여, 평량의 22.5~27.5% 범위(25% 제거분±그의 10%의 오차)로 제거하는 것을 의미한다. 도공층 부위의 압력손실과 도공층 부위의 단위 평량당 압력손실은 이하와 같이 구하였다.
(수 2) (도공층 부위 압력손실)＝(박리전 압력손실)-(박리 후 압력손실)
(수 3) (도공층 부위 단위 평량당 압력손실)＝(수 2의 도공층 부위 압력손실)/(박리 제거 평량)
(수 3)의 박리 제거 평량은, 도공층 부위로서 제거한 분의 평량이다.
이어서, 도공층 부위를 제거한 시험편을 사용하여, 또한 반투막 비도공면으로부터 동일하게 하여 점착 테이프를 사용하여 조금씩 박리시켜 전평량의 소정분을 제거하여 중층 부위를 얻었다. 비도공층 부위의 압력손실과 비도공층 부위의 단위 평량당 압력손실은 이하와 같이 구하였다.
(수 4) (비도공층 부위 압력손실)＝(박리 전 압력손실)-(수 2의 박리 후 압력손실)
(수 5) (비도공층 부위 단위 평량 당 압력손실)＝(수 4의 비도공층 부위 압력손실)/(박리 제거평량)
(수 5)의 박리 제거평량은, 비도공층 부위로서 제거한 분의 평량이다.
(수 6) (중층 부위 압력손실)＝(수 4의 박리 후 압력손실)
(수 4)의 박리 후 압력손실은, 도공층 부위와 비도공층 부위를 제거하여 중층 부위만으로한 샘플의 압력손실이다.
(수 7) (중층 부위 단위 평량당 압력손실)＝(수 6의 중층 부위 압력손실)/(중층 부위 평량)
제거 전의 부직포(즉 최초로 준비한 시험편)의 단위 평량 당 압력손실에 대한, 도공층 부위와 비도공층 부위를 제거한 중층 부위의 단위 평량당 압력손실의 비율은 이하의 식으로 구하였다.
(수 8) (제거 전의 부직포의 단위 평량당 압력손실에 대한, 제거 후의 중층 부위 단위 평량당 압력손실의 비율)＝(수 7의 중층 부위 단위 평량당 압력손실)/(수 1의 평량당 압력손실)×100
<반투막 도공층의 형성>
실시예에서 얻어진 반투막 지지체용 부직포로부터 Ａ4판 사이즈의 시료를 절출하고, 폴리술폰 수지의 ＤＭＦ(디메틸포름아미드) 20질량% 용액을 메이어바 ＃12를 사용하여 반투막 지지체 상에 도공한 후, 물에 침지하여 도공층을 고화하여 반투막을 형성하였다. 반투막의 막 두께는, 건조 후에 50μｍ로 하였다.
<도공층 박리강도>
상기 반투막 도공층을 형성한 지지체용 부직포 시료에 관하여, 손으로 비비도록 하여 10회 담근 후의 도공면의 박리상황을 육안 평가하였다. 도공면이 완전하에 지지체로부터 벗겨져 있는 것을 ×(실용상 문제있음), 일부 박리될 징조가 보이는 것을 △(실용 하한 레벨), 박리되어 있지 않은 것을 ○(실용상 문제없음)으로 하고, ○, △을 합격으로 하고, ×를 불합격으로 하였다.
<도공층 표면성(두께 균일성)>
상기 반투막 도공층을 형성한 지지체용 부직포 시료에 관하여, 도공면의 표면 상태를 육안 평가하였다. 도공면에 요곡이 보이는 것을 ×(실용상 문제있음), 약간 요곡이 보이는 것을 △(실용 하한 레벨), 요곡이 없는 것을 ○(실용상 문제없음)로 하고, ○, △를 합격으로 하고, ×를 불합격으로 하였다.
<수지 배어나옴>
상기 반투막 도공층을 형성한 지지체용 부직포 시료에 관하여, 비도공면의 반투막 도공액의 배어나온 상태를 육안 평가하였다. 비도공면에 배어나옴이 보이는 것을 ×(실용상 문제있음), 배어나올 징후가 보이는 것을 △(실용 하한 레벨), 배어나옴이 없는 것을 ○(실용상 문제없음)으로 하고, ○, △를 합격으로 하고, ×를 불합격으로 하였다.
결과를 표 1 및 표 2에 정리하였다. 표 1 및 표 2의 결과로부터, 평량당 압력손실에 대한 중층 부위 단위 평량당 압력손실의 비율이 규정 내인 실시예 1, 실시예 2는, 도공층 박리 강도, 도공층 표면성, 수지 배어나옴은 합격 레벨이고, 중층 부위의 반융해 상태의 정도가 적합한 것을 나타내고 있다. 또한, 실시예 4는 실시예 1, 2와는 열칼렌더의 롤 표면 온도가 상이하지만, 라인 속도를 적정하게 선택하면 중층 부위의 반융해 상태의 정도가 적절하게 되어 합격 레벨로 되는 것을 나타내고 있다. 실시예 3은 평량당 압력손실에 대한 중층 부위 단위 평량당 압력손실의 비율이 규정 상한 부근이고, 중층 부위의 융해 정도가 전진하고 있어, 합격 레벨이긴하지만 도공층 박리강도가 실용 하한 레벨이었다. 실시예 5는 평량당 압력손실에 대한 중층 부위 단위 평량당 압력손실 비율이 규정 하한 부근이고, 중층 부위의 융해의 정도가 비교적 낮고, 합격 레벨이지만 도공층 표면성과 수지배어나옴이 실용하한 레벨이었다.
한편, 비교예 1, 비교예 3은 평량당 압력손실에 대한 중층 부위 단위 평량당 압력손실 비율이 상한보다 높은 예이고, 도공층 박리강도가 악화하였다. 반투막 도공층의 지지체로의 앵커 효과가 옅어진 것을 알 수 있다. 비교예 2는 평량당 압력손실에 대한 중층 부위 단위 평량당 압력손실 비율이 하한보다 낮은 예이고, 도공층 표면성과 수지 배어나옴이 악화하였다. 반투막 도공액이 과도하게 침투하여 있는 것을 알 수 있다.
실시예 6은 소프트 니퍼 열칼렌더의 예이다. 열압가공 조건을 적절히 선택하여 부직포 원지를 양면 가공하면, 중층 부위의 반융해 상태의 정도가 적합하게 되어 합격 레벨로 되는 것을 나타내고 있다. 이에 대하여, 비교예 4, 비교예 5는 부직포 원지를 편면만 열압가공한 예이다. 비교예 4에서는 금속 롤에 접한 면에 반투막 도공액을 도공하고 있지만, 탄성 코튼롤에 접한 면의 융해상태의 정도가 낮기 때문에, 반투막 도공액이 과도하게 침투하여 도공층 표면성과 수지 배어나옴이 악화하였다. 비교예 5는 역으로 탄성 코튼롤에 접한 면에 반투막 도공액을 도공하고 있어, 도공층 박리 강도와 수지 배어나옴은 합격 레벨이었지만, 도공면의 섬유 융해상태의 정도가 낮기 때문에 섬유 보풀이 도공층을 꿰뚫고 나가서 도공층 표면성이 악화하였다.
실시예 7, 8은 열롤간의 클리어런스를 좁게 하여 선압을 높게 한 예이다. 시트 밀도가 올라가서 도공면, 비도공면 모두 평활성이 높아져서 반투막 도공층의 지지체로의 앵커 효과가 적은 것이 염려되었지만, 평량당 압력손실에 대한 중층 부위 단위 평량당 압력손실 비율이 규정내로 되어 있기 때문에 도공층 박리 강도는 양호하였다. 이에 대하여, 비교예 6은 평량당 압력손실에 대한 중층 부위 단위 평량당 압력손실 비율이 상한보다 커서, 도공층 박리강도가 악화하였다. 또한, 비교예 6은 평량당 압력손실에 대한 중층 부위 단위 평량당 압력손실 비율이 하한 미만이고, 수지 배어나옴이 악화되었다.
실시예 9는 섬유 배합으로 세경(細徑)의 PET 주체 섬유를, 실시예 10은 태경의 PＥＴ 주체 섬유를 혼합 배합하여 압력손실을 콘트롤한 예이다. 어느 것도 평량당 압력손실에 대한 중층 부위 단위 평량당 압력손실 비율이 규정내로 되어 있기 때문에, 도공층 박리 강도, 도공층 표면성, 수지 배어나옴은 합격 레벨이었다. 이에 대하여, 비교예 8은 평량당 압력손실에 대한 중층 부위 단위 평량당 압력손실 비율이 상한보다 크고, 도공층 박리 강도가 악화하였다. 또한, 비교예 9는 평량당 압력손실에 대한 중층 부위 단위 평량당 압력손실 비율이 하한 미만이고, 수지 배어나옴, 도공층 표면성이 악화하였다.
Claims (7)
- 유기 합성섬유를 주체로 하는 부직포이고, 상기 부직포의 한쪽 면이 반투막을 도공하는 것으로 되는 반투막 도공측면이고, 다른 쪽 면이 반투막 비도공면인 반투막 지지체용 부직포에 있어서,
상기 부직포의 반투막 도공측면으로부터 두께 방향으로 전평량의 소정분까지의 부위를 도공층 부위로 하고, 상기 부직포의 반투막 비도공면으로부터 두께 방향으로 전평량의 소정분까지의 부위를 비도공층 부위로 하며, 상기 부직포의 반투막 도공측면 및 반투막 비도공면의 양쪽으로부터 두께 방향으로 전평량의 각각 소정분을 제거한 부위를 중층 부위로 하고, 상기 전평량의 소정분이라는 것은 상기 부직포의 전평량의 22.5~27.5% 범위의 분량이고,
제거 후의 중층 부위의 단위 평량당 압력손실이, 상기 도공층 부위의 단위 평량당 압력손실 및 상기 비도공층 부위의 단위 평량당 압력손실보다도 낮고, 상기 제거 후의 중층 부위의 단위 평량당 압력 손실이, 제거 전의 부직포의 단위 평량당 압력손실에 대하여, 10% ~70% 범위 내인 것을 특징으로 하는 반투막 지지체용 부직포. - 제1항에 있어서, 상기 부직포가 습식 부직포인 것을 특징으로 하는 반투막 지지체용 부직포.
- 제1항에 있어서, 열압 가공처리 하기 전의 부직포가 1층 구조인 것을 특징으로 하는 반투막 지지체용 부직포.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 중층 부위의 유기 합성섬유 의 열융해 정도가 상기 도공층 부위 및 상기 비도공층 부위의 유기 합성섬유의 열융해 정도보다도 낮은 것을 특징으로 하는 반투막 지지체용 부직포.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 부직포의 어느 면이 반투막 도공측면으로 되어도 좋은 것을 특징으로 하는 반투막 지지체용 부직포.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 부직포는, 배합하는 섬유가 유기 합성섬유인 것을 특징으로 하는 반투막 지지체용 부직포.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유기 합성섬유가 주체 섬유를 포함하고, 상기 주체 섬유가 1종류의 폴리에스테르 주체 섬유인 것을 특징으로 하는 반투막 지지체용 부직포.
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