WO2022210316A1 - 半透膜支持体及び半透膜支持体の製造方法 - Google Patents

半透膜支持体及び半透膜支持体の製造方法 Download PDF

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WO2022210316A1
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membrane support
fiber
less
fibers
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PCT/JP2022/014217
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圭輔 宮城
光男 吉田
由理 野上
真一 江角
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三菱製紙株式会社
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    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H13/00Pulp or paper, comprising synthetic cellulose or non-cellulose fibres or web-forming material
    • D21H13/10Organic non-cellulose fibres
    • D21H13/20Organic non-cellulose fibres from macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D21H13/24Polyesters
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D69/00Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D69/10Supported membranes; Membrane supports
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    • B01D69/1071Woven, non-woven or net mesh
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H27/00Special paper not otherwise provided for, e.g. made by multi-step processes
    • D21H27/08Filter paper

Definitions

  • the present invention relates to a semipermeable membrane support and a method for producing a semipermeable membrane support.
  • Semipermeable membranes are widely used in fields such as seawater desalination, water purifiers, food concentration, wastewater treatment, medical applications such as blood filtration, and ultrapure water production for semiconductor cleaning.
  • the semipermeable membrane is made of synthetic resin such as cellulose resin, polysulfone resin, polyacrylonitrile resin, fluorine resin, and polyester resin.
  • the semipermeable membrane is inferior in mechanical strength when used alone. It is used as a "separation membrane”.
  • the surface of the semipermeable membrane support on which the semipermeable membrane is provided is referred to as the "applied surface", and the opposite surface is referred to as the "non-applied surface".
  • a nonwoven fabric containing synthetic fibers is mainly used as the semipermeable membrane support.
  • polyester-based wet-laid nonwoven fabrics are often used (see Patent Documents 1 and 2, for example).
  • antimony compounds typified by antimony trioxide have been widely used as polymerization catalysts for polyester fibers constituting these semipermeable membrane supports.
  • Antimony trioxide is inexpensive and has excellent catalytic activity, but in recent years, many countries, including Europe and the United States, have pointed out the problem of the safety of antimony from an environmental point of view.
  • the performance required for the semipermeable membrane support is good adhesiveness between the semipermeable membrane and the semipermeable membrane support.
  • the semipermeable membrane solution When applied to a support, the semipermeable membrane solution does not strike through the non-coated surface, the semipermeable membrane has few defects, and the semipermeable membrane does not separate from the semipermeable membrane support.
  • the membrane When separation is performed using a semipermeable membrane, if impurities contained in the water accumulate on the surface of the semipermeable membrane, clogging the semipermeable membrane or reducing the permeation flux, the membrane may be washed with a high-pressure water stream. If the peel strength between the semipermeable membrane and the semipermeable membrane support is low, the semipermeable membrane will be peeled from the semipermeable membrane support, damaging the semipermeable membrane and making it impossible to obtain sufficient membrane performance. Further, when the semipermeable membrane is stopped from operating at high pressure, the semipermeable membrane separates from the semipermeable membrane support due to backflow of the permeated water, and the performance of the semipermeable membrane deteriorates.
  • the nonwoven fabric is formed.
  • the fiber concentration of the fiber slurry is 0.01 to 0.1% by mass, and a water-soluble polymer having a molecular weight of 5 million or more is added to the fiber slurry as a polymer viscosity agent, based on the fiber content.
  • a method of making paper with a content of 15% by mass has been proposed (see, for example, Patent Document 3).
  • a semipermeable membrane support has been proposed (see, for example, Patent Document 4). Specifically, a semipermeable membrane support with a thick fiber layer as the application surface and a thin fiber layer as the non-application surface, a thin fiber layer sandwiched between thick fiber layers, and both the application surface and the non-application surface are thick fiber layers. A semipermeable membrane support is described.
  • the uniformity of the semipermeable membrane support is low, and the permeation of the semipermeable membrane becomes uneven.
  • the separation membrane using the above semipermeable membrane support is operated at high pressure, there is a problem of membrane peeling.
  • the semipermeable membrane tends to have defects due to its low smoothness.
  • the semipermeable membrane solution penetrates into the inside of the semipermeable membrane support, and a large amount of the semipermeable membrane solution is required in order to obtain the desired thickness of the semipermeable membrane.
  • Patent Document 1 proposes a method of adjusting the air permeability and pore size of a semipermeable membrane support for the purpose of improving the adhesiveness between the semipermeable membrane and the semipermeable membrane support and preventing strike-through.
  • the permeability according to JIS L1096 is calculated based on the amount of air that permeates from one side of the semipermeable membrane support to another side through the inside of the semipermeable membrane support. It does not accurately reflect the strike-through of the semipermeable membrane solution applied to the surface to the non-coated surface. Therefore, when a semipermeable membrane solution is applied to a semipermeable membrane support having air permeability within the range shown in Patent Document 1, the semipermeable membrane solution may strike through.
  • the sum of the weight A per unit of the semipermeable membrane support and the weight B of the dope permeating the semipermeable membrane support (permeation amount)
  • composite semipermeable membrane has been provided (for example, Patent Document 5). Strike-through sometimes occurred from the surface to the back surface (non-coated surface).
  • Patent Document 6 when a semipermeable membrane solution is applied to a defective portion existing locally on a wet-laid nonwoven fabric sheet as a semipermeable membrane support, the permeability of the semipermeable membrane solution is partially changed.
  • the thickness of the semipermeable membrane in this part may become extremely thin and the surface of the semipermeable membrane may become wrinkled due to the fact that it becomes difficult to penetrate through the wet-laid nonwoven fabric.
  • Patent Document 6 there is no low density defect, it is uniform, the semipermeable membrane and the semipermeable membrane support have good adhesion, and the semipermeable membrane solution penetrates the wet-laid nonwoven fabric too much, resulting in uneven semipermeable membranes.
  • a semipermeable membrane support capable of preventing this, a semipermeable membrane support with adjusted sheet density and pressure loss has been proposed.
  • the semipermeable membrane may have defects due to the convex portions of the semipermeable membrane support.
  • Patent Document 7 a support for a semipermeable membrane for membrane separation activated sludge treatment is obtained which has few defects that occur in the process of forming a semipermeable membrane and has good adhesiveness to a resin frame that holds the semipermeable membrane. Therefore, a nonwoven fabric containing stretched polyester fibers and unstretched polyester fibers, having a density of 0.50 to 0.70 g/cm 3 and an internal bonding strength of 490 mJ or more. Supports for semipermeable membranes for separation activated sludge treatment have been proposed. In Examples, the surface strength of the semipermeable membrane support is evaluated. Specifically, a transparent adhesive tape is evenly attached to the surface of the semipermeable membrane support so that air does not enter. Visually evaluate the state of the fibers remaining in the adhesive tape, evaluate whether the fibers stick to the adhesive tape, and use it as an indicator of fiber dropout when providing a semipermeable membrane. Defects were not evaluated.
  • the basis weight is in the range of 10 to 200 g/m 2 and the maximum height of the surface roughness of the front or back surface is A semipermeable membrane support has been proposed, characterized in that the surface roughness is within 500 ⁇ m and the difference in surface roughness between the front and back surfaces is 30 ⁇ m or more.
  • the semipermeable membrane is applied to the semipermeable membrane support obtained in the examples and the processability is evaluated, the evaluation of the defects of the semipermeable membrane caused by the semipermeable membrane support and the semipermeable membrane formation are difficult. Post-membrane salt rejection was not evaluated.
  • a first object of the present invention is to provide a semipermeable membrane support that has few defects of the semipermeable membrane, that the semipermeable membrane solution is less likely to strike through, and that the peel strength between the semipermeable membrane and the semipermeable membrane support is improved. It is to be.
  • the second object of the present invention is to provide a semipermeable membrane support that has fewer defects of the semipermeable membrane and has an improved salt blocking rate.
  • the fiber orientation strength of the application surface on which the semipermeable membrane is provided is 1.00 or more and 1.30 or less, and The fiber orientation strength of the coated surface is 1.00 or more and 1.50 or less, and remains on the coated surface of the semipermeable membrane support when the semipermeable membrane is peeled off at the interface between the semipermeable membrane and the semipermeable membrane support
  • a semipermeable membrane support made of a wet-laid nonwoven fabric containing main synthetic fibers and binder synthetic fibers the number of detached fibers is 30 or less in a tape peeling test, and the semipermeable membrane is provided by a confocal laser microscope.
  • a support for a semipermeable membrane, wherein the difference in level of the core obtained by measuring the surface roughness of the coated surface is 14 ⁇ m or less.
  • a semipermeable membrane support is obtained in which the defects of the semipermeable membrane are few, the semipermeable membrane solution is hard to strike through, and the membrane peel strength between the semipermeable membrane and the semipermeable membrane support is improved. be able to.
  • the semipermeable membrane support of the present invention (1) is a semipermeable membrane support made of a wet-laid nonwoven fabric containing main synthetic fibers and binder synthetic fibers, wherein the fiber orientation strength of the coated surface on which the semipermeable membrane is provided is 1.5. 00 or more and 1.30 or less, the fiber orientation strength of the non-coated surface is 1.00 or more and 1.50 or less, and the semipermeable membrane is peeled off at the interface between the semipermeable membrane and the semipermeable membrane support.
  • the average area of the semipermeable membrane remaining on the coated surface of the permeable membrane support is 500 ⁇ m 2 or less, and the residual rate of the semipermeable membrane is 2.5% or more and 5.0% or less.
  • Fiber orientation strength is the fiber orientation (anisotropy) of only the fibers present in the surface layer rather than the entire semipermeable membrane support, and is expressed by the tensile strength ratio in the MD and CD directions. It is very different from orientation.
  • a method for confirming the orientation of fibers existing on the surface layer of the semipermeable membrane support there is a method of measuring the "orientation angle" of each fiber existing on the surface layer with the MD direction set at 0°.
  • the “strength of fiber orientation” measures the degree of anisotropy, and is very different from the "orientation angle”.
  • the fiber orientation strength of the coating surface on which the semipermeable membrane is provided is 1.00 or more and 1.30 or less, more preferably 1.00 or more and 1.25 or less, and 1.00 or more and 1.20. More preferred are: When the fiber orientation strength is 1.00 or more and 1.10 or less, it means that the fibers are in a nearly unoriented state. When the fiber orientation strength of the coating surface of the semipermeable membrane support exceeds 1.30, the distance between the fibers on the surface of the semipermeable membrane support becomes narrow, which impedes the permeation of the semipermeable membrane and reduces the membrane peel strength. There is a risk of decline.
  • the fiber orientation strength of the non-coated surface is 1.00 or more and 1.50 or less, more preferably 1.00 or more and 1.40 or less, and even more preferably 1.00 or more and 1.30 or less. If the fiber orientation strength of the non-applied surface of the semipermeable membrane support exceeds 1.50, permeation of the semipermeable membrane solution from the applied surface side to the non-applied surface side is inhibited, and the membrane peel strength may decrease. .
  • the average area of the semipermeable membrane remaining on the coated surface of the semipermeable membrane support is 500 ⁇ m 2 or less. , 450 ⁇ m 2 or less, and even more preferably 400 ⁇ m 2 or less. If the average area exceeds 500 ⁇ m 2 , the permeation of the semipermeable membrane into the semipermeable membrane support becomes uneven, and the anchoring effect is reduced, which may reduce the membrane peel strength.
  • the residual rate of the semipermeable membrane remaining on the coated surface of the semipermeable membrane support is 2.5% or more and 5.0% or less. , more preferably 2.7% or more and 5.0% or less, and even more preferably 3.0% or more and 5.0% or less. If the residual ratio exceeds 5.0%, the semipermeable membrane may permeate excessively into the semipermeable membrane support, causing strike-through of the semipermeable membrane. If the residual rate is less than 2.0%, a sufficient anchoring effect cannot be obtained, the membrane peeling strength is lowered, and the semipermeable membrane may be peeled off.
  • the semipermeable membrane support of the present invention (2) is made of a wet-laid nonwoven fabric containing main synthetic fibers and binder synthetic fibers, has 30 or less detached fibers in a tape peeling test, and is measured by a confocal laser microscope.
  • the level difference of the core portion obtained by measuring the surface roughness of the coated surface on which the semipermeable membrane is provided is 14 ⁇ m or less.
  • detached fibers are counted as single fibers unless otherwise specified. That is, each fiber is counted for a fiber bundle in which two or more fibers are in close contact with each other and exist in a parallel bundle shape.
  • the semipermeable membrane support of the present invention (2) is a semipermeable membrane support having 30 or less detached fibers in a tape peeling test.
  • Detachment fibers are fibers that are loosely bonded between the main synthetic fiber and the binder synthetic fiber and are detached from the surface of the semipermeable membrane support due to physical impact or rubbing.
  • the number of detached fibers is 30 or less, preferably 20 or less, and even more preferably 10 or less. If the number of detached fibers exceeds 30, the fibers break through the surface of the semipermeable membrane during the formation of the semipermeable membrane, causing membrane defects and lowering the salt rejection rate.
  • the semipermeable membrane support of the present invention (2) is characterized in that the level difference Sk of the core portion obtained by measuring the surface roughness of the coated surface on which the semipermeable membrane is provided is 14 ⁇ m or less with a confocal laser microscope. and
  • the level difference Sk of the core portion is an index for comparing surface roughness, and is the difference between the upper level and the lower level of the core portion conforming to ISO25178.
  • Sk When Sk is 14 ⁇ m or less, semipermeable membrane defects during semipermeable membrane formation are reduced, and the salt blocking rate after semipermeable membrane formation is less likely to decrease.
  • Sk is more preferably 13 ⁇ m or less, still more preferably 12 ⁇ m or less, and particularly preferably 11.5 ⁇ m or less.
  • Sk exceeds 14 ⁇ m, the thickness of the semipermeable membrane provided on the semipermeable membrane support becomes uneven, and defects occur at portions where the semipermeable membrane is thin, resulting in deterioration of membrane performance.
  • the lower limit of Sk is preferably 8 ⁇ m. If Sk is less than 8 ⁇ m, the adhesiveness between the semipermeable membrane and the semipermeable membrane support may decrease.
  • Methods for making the Sk of the semipermeable membrane support 14 ⁇ m or less include the following.
  • (I) Improvement of fiber dispersibility by two-stage dispersion (II) Optimization of blending design (fiber selection and binder synthetic fiber content)
  • (III) Optimization of papermaking conditions for base paper (IV) Adjustment of hot-pressing conditions can be performed singly or in combination for control. Among them, it is preferable to perform (I).
  • the antimony (Sb) element elution amount in the main synthetic fiber or the binder synthetic fiber is preferably less than 5 ⁇ g/g, more preferably less than 1 ⁇ g/g.
  • the Sb element elution amount in the main synthetic fiber or the binder synthetic fiber is less than 5 ⁇ g/g, the fiber dispersibility during papermaking of the semipermeable membrane support is improved.
  • detachment fibers generated from the semipermeable membrane support can be suppressed, and the effect of improving the membrane peel strength after the formation of the semipermeable membrane can be easily obtained.
  • the main synthetic fiber and the binder synthetic fiber having an Sb element elution amount of less than 5 ⁇ g/g do not use antimony compounds as polymerization catalysts, or use less antimony compounds, for example, titanium compounds, germanium compounds, aluminum compounds, etc. It is commercially available as a fiber with For example, manufacturers and sellers include Teijin Frontier Co., Toray Industries, South Asia Plastics Co., Ltd., Far East New Century Co., Ltd., Trevira Co., Advansa Co., Nirmal Fibers Co., and the like. It can be obtained as short fibers having a fiber length suitable for wet-laid nonwoven fabrics, or it is possible to obtain continuous long fibers and cut them into fiber lengths suitable for wet-laid nonwoven fabrics.
  • the Sb element elution amount of the semipermeable membrane support is preferably less than 1.5 ⁇ g/g, and more preferably the Sb elution amount of the semipermeable membrane support is less than 1.0 ⁇ g/g.
  • the fiber dispersibility of the semipermeable membrane support during papermaking is improved.
  • the effect of improving the film peeling strength after forming the semipermeable film is likely to be obtained.
  • detachment fibers generated from the semipermeable membrane support can be suppressed, and the effect of improving the salt blocking rate after semipermeable membrane formation can be easily obtained.
  • the "antimony element elution amount" in the present invention means that the fiber or semipermeable membrane support is immersed in ultrapure water with a specific resistance of 18.2 M ⁇ cm and a temperature of 25°C for 24 hours, and Sb eluted in the ultrapure water. It is calculated using ⁇ Formula 1> from the value obtained by quantitatively analyzing the amount of element by ICP-MS (Inductively Coupled Plasma-Mass Spectro-metry).
  • the main synthetic fiber is a fiber that forms the skeleton of the semipermeable membrane support. It is a fiber that maintains its shape.
  • main synthetic fibers include polyolefin-based, polyamide-based, polyacrylic-based, vinylon-based, vinylidene-based, polyvinyl chloride-based, polyester-based, benzoate-based, polychlal-based, and phenol-based fibers. , polyester fibers with high heat resistance are more preferable.
  • semi-synthetic fibers such as acetate, triacetate, and promix, and regenerated fibers such as rayon, cupra, and lyocell fibers may be contained as long as the performance is not impaired.
  • the fiber diameter of the main synthetic fiber is not particularly limited, it is preferably 30 ⁇ m or less, more preferably 2 to 20 ⁇ m, even more preferably 4 to 20 ⁇ m, and particularly preferably 6 to 20 ⁇ m.
  • the fiber diameter exceeds 30 ⁇ m, the main synthetic fibers on the surface of the wet-laid nonwoven fabric tend to stand up, and may penetrate the semipermeable membrane, resulting in defects of the semipermeable membrane or lowering the membrane performance. If the fiber diameter is less than 2 ⁇ m, the semipermeable membrane solution may not easily permeate the semipermeable membrane support, and the adhesiveness between the semipermeable membrane and the semipermeable membrane support may deteriorate.
  • the fiber diameter of the main synthetic fiber exceeds 30 ⁇ m
  • the fiber orientation strength of the coated surface exceeds 1.30
  • the orientation strength of the non-coated surface exceeds 1.50
  • the average area of the semipermeable membrane remaining on the coated surface of the semipermeable membrane support when the semipermeable membrane is peeled off at the interface between the membrane and the semipermeable membrane support exceeds 500 ⁇ m 2
  • the penetration of the semipermeable membrane solution may occur.
  • the fiber diameter of the main synthetic fiber exceeds 30 ⁇ m
  • penetration of the semipermeable membrane solution may occur.
  • the fiber diameter is the diameter of the fiber obtained by measuring the cross-sectional area of the fiber forming the semipermeable membrane support by observing the cross section of the semipermeable membrane support with a scanning electron microscope and converting the area into a perfect circle.
  • the cross section of the fiber is the cross section of the fiber cut perpendicularly to the length direction of the fiber.
  • the fiber length of the main synthetic fiber is not particularly limited, it is preferably 1 to 15 mm, more preferably 1 to 12 mm, still more preferably 3 to 10 mm, and particularly preferably 4 to 6 mm. If the fiber length is less than 1 mm, the strength of the semipermeable membrane support is insufficient and the semipermeable membrane support may be broken. If the fiber length exceeds 15 mm, the fiber dispersibility tends to decrease, and the formation of the semipermeable membrane support may become uneven, or the film formability of the semipermeable membrane may be impaired. In addition, in the present invention (1), the fiber orientation strength of the coated surface may exceed 1.30, or the orientation strength of the non-coated surface may exceed 1.50.
  • the cross-sectional shape of the main synthetic fibers is preferably circular, and the cross-sectional aspect ratio (fiber cross-sectional major diameter/fiber cross-sectional minor diameter) of the fibers before being dispersed in water in the papermaking process is preferably 1.0 or more and less than 1.2. . If the cross-sectional aspect ratio is 1.2 or more, the fiber dispersibility may be reduced, or the uniformity of the semipermeable membrane support and the smoothness of the coating surface may be adversely affected due to the occurrence of entanglement or tangling of the fibers. be.
  • the average area of the semipermeable membrane remaining on the coated surface of the semipermeable membrane support may exceed 500 ⁇ m 2 .
  • fibers having irregular cross sections such as T-shaped, Y-shaped, and triangular can also be contained within a range that does not impair other properties such as fiber dispersibility for the purpose of preventing strike-through and achieving surface smoothness.
  • the aspect ratio (fiber length/fiber diameter) of the main synthetic fiber is preferably 200-1000, more preferably 220-900, still more preferably 280-800.
  • the aspect ratio is less than 200, the dispersibility of the fibers is good, but the fibers may drop off from the papermaking net during papermaking, or the fibers may stick into the papermaking net, resulting in poor releasability from the papermaking net. sometimes.
  • the aspect ratio exceeds 1000, although it contributes to the formation of a three-dimensional network of fibers, the uniformity of the semipermeable membrane support and the smoothness of the coating surface are adversely affected due to the occurrence of entanglement and tangling of the fibers. In some cases, detachment fibers may occur, and membrane defects may occur during the formation of the semipermeable membrane.
  • Sk may exceed 14 ⁇ m.
  • the content of the main synthetic fiber is preferably 40 to 90% by mass, more preferably 50 to 80% by mass, and even more preferably 60 to 75% by mass in the wet-laid nonwoven fabric related to the semipermeable membrane support of the present invention. If the content of the main synthetic fiber is less than 40% by mass, the liquid permeability may deteriorate. On the other hand, if the content exceeds 90% by mass, the semipermeable membrane support may be torn due to frequent generation of detached fibers or insufficient strength.
  • the average area of the semipermeable membrane remaining on the coated surface of the semipermeable membrane support when the semipermeable membrane is peeled off at the interface between the semipermeable membrane and the semipermeable membrane support is 500 ⁇ m 2 . may exceed.
  • the semipermeable membrane support of the present invention contains binder synthetic fibers.
  • the binder synthetic fiber improves the mechanical strength of the semipermeable membrane support.
  • the semipermeable membrane support can be produced by a wet papermaking method, followed by a drying step to soften or melt the binder synthetic fibers.
  • Binder synthetic fibers include core-sheath fibers (core-shell type), parallel fibers (side-by-side type), composite fibers such as radial split fibers, and undrawn fibers.
  • Composite fibers are less likely to form a film, so that the mechanical strength can be improved while maintaining the space of the semipermeable membrane support. More specifically, a combination of polypropylene (core) and polyethylene (sheath), a combination of polypropylene (core) and ethylene vinyl alcohol (sheath), a combination of high-melting polyester (core) and low-melting polyester (sheath), polyester, etc. of undrawn fibers.
  • monofilaments composed only of low melting point resins such as polyethylene and polypropylene, and hot water-soluble binders such as polyvinyl alcohol tend to form a film during the drying process of the semipermeable membrane support.
  • a combination of a high melting point polyester (core) and a low melting point polyester (sheath) and undrawn polyester fibers can be preferably used, and undrawn polyester fibers can be more preferably used.
  • the fiber diameter of the binder synthetic fiber is not particularly limited, it is preferably 2 to 20 ⁇ m, more preferably 5 to 15 ⁇ m, still more preferably 7 to 13 ⁇ m. Moreover, it is preferable that the fiber diameter is different from that of the main synthetic fiber. Since the fiber diameter is different from that of the main synthetic fiber, it also plays a role of forming a uniform three-dimensional network together with the main synthetic fiber. Furthermore, in the step of raising the temperature to the softening temperature or the melting temperature of the binder synthetic fiber or higher, the smoothness of the surface of the semipermeable membrane support can also be improved. be.
  • the fiber length of the binder synthetic fiber is not particularly limited, it is preferably 1 to 12 mm, more preferably 3 to 10 mm, and even more preferably 4 to 6 mm.
  • the cross-sectional shape of the binder synthetic fiber is preferably circular, but fibers with irregular cross-sections such as T-shaped, Y-shaped, and triangular may also be used for preventing strike-through, smoothness of the coated surface, and adhesiveness between non-coated surfaces. It can be contained within a range that does not impair the characteristics of.
  • the aspect ratio (fiber length/fiber diameter) of the binder synthetic fiber is preferably 200-1000, more preferably 300-800, and even more preferably 400-700.
  • the aspect ratio is less than 200, the dispersibility of the fibers is good, but the fibers may drop off from the papermaking net during papermaking, or the fibers may stick into the papermaking net, resulting in poor releasability from the papermaking net.
  • the aspect ratio exceeds 1000, although the binder synthetic fiber contributes to the formation of a three-dimensional network, the uniformity of the wet-laid nonwoven fabric and the smoothness of the coated surface are adversely affected due to the possibility of entanglement of the fibers and the occurrence of tangles. may affect
  • (1) detached fibers may occur, and membrane defects may occur during the formation of the semipermeable membrane.
  • Sk may exceed 14 ⁇ m.
  • the content of the binder synthetic fiber is preferably 10 to 60% by mass, more preferably 20 to 50% by mass, and even more preferably 25 to 40% by mass, relative to the wet-laid nonwoven fabric related to the semipermeable membrane support of the present invention.
  • the content of the binder synthetic fibers is preferably 10 to 60% by mass, more preferably 20 to 50% by mass, and even more preferably 25 to 40% by mass, relative to the wet-laid nonwoven fabric related to the semipermeable membrane support of the present invention.
  • the method for manufacturing the semipermeable membrane support of the present invention will be explained.
  • the semipermeable membrane support of the present invention is a wet-laid nonwoven fabric, and is produced by preparing a base paper by a wet-laid papermaking method and subjecting the base paper to heat-pressing with hot rolls.
  • synthetic binder fibers are uniformly dispersed in water using a dispersing device such as a pulper. do. After that, through a process such as screening (removal of foreign matter, lumps, etc.), slurry diluted with white water (dilution water) to a final fiber concentration of 0.01 to 0.50% by mass is made by a paper machine. A wet paper web is obtained. Stirring the diluted slurry with a stirrer is preferable because it promotes the formation of single fibers from the fiber bundle. Chemicals such as dispersants, antifoaming agents, hydrophilic agents, antistatic agents, polymeric viscosity agents, mold release agents, antibacterial agents, and bactericides may be added during the process to ensure uniform dispersibility of fibers. be.
  • the coated surface of the semipermeable membrane support when the semipermeable membrane is peeled off at the interface between the semipermeable membrane and the semipermeable membrane support after the formation of the semipermeable membrane is 500 ⁇ m 2 or less, and the remaining rate of the semipermeable membrane is 2.5% or more and 5.0% or less, and the production of the semipermeable membrane support of the present invention (2)
  • the method describes how to reduce the shedding fibers.
  • the average area of the semipermeable membrane remaining on the coated surface of the semipermeable membrane support when the semipermeable membrane is peeled off at the interface between the semipermeable membrane and the semipermeable membrane support after the formation of the semipermeable membrane, and the residual rate of the semipermeable membrane In order to control , or to reduce the number of detached fibers, it is important to disperse the main synthetic fibers and the binder synthetic fibers in water in a fiber dispersing device (pulper) to loosen the fiber bundles into single fibers.
  • pulper fiber dispersing device
  • Methods for unraveling into single fibers include adding a dispersant, optimizing the shape of the blades of the pulper, optimizing the clearance between the bottom surface of the pulper and the blades, and installing a barrier plate on the wall surface of the pulper tank.
  • the diluted fiber dispersion is dispersed with a stirring device to obtain single fibers. You can increase the degree of transformation.
  • the degree of single filamentization is further increased.
  • the binder synthetic fibers are dispersed, and then the main synthetic fibers are dispersed. It is characterized by producing a semipermeable membrane support by a method.
  • the binder synthetic fiber is put in first and dispersed, and then the main synthetic fiber is put in and dispersed. It becomes possible for the binder synthetic fibers that are monofilamentized to cover the main synthetic fibers. Therefore, in the present invention (1), a semipermeable membrane support having fine and uniform pores can be produced.
  • the fiber orientation strength of is 1.00 or more and 1.50 or less, and the coated surface of the semipermeable membrane support when the semipermeable membrane is peeled off at the interface between the semipermeable membrane and the semipermeable membrane support after the formation of the semipermeable membrane It is easy to obtain a semipermeable membrane support in which the average area of the semipermeable membrane remaining on the substrate is 500 ⁇ m 2 or less and the semipermeable membrane survival rate is 2.5% or more and 5.0% or less. In addition, according to the present invention (2), detachment of fibers from the semipermeable membrane support can be suppressed.
  • a fiber dispersion is supplied onto a papermaking net, and excess water is squeezed out to obtain a wet paper.
  • the paper As the paper is formed, it is gradually squeezed under the papermaking mesh.
  • the formation of the wet paper on the paper mesh progresses with the accumulation of fibers on the surface of the paper mesh, and the formation of the wet paper is completed upon completion of water squeezing.
  • the fibers are deposited in the dispersed state of the fiber dispersion supplied on the papermaking net, so the surface in contact with the papermaking net (hereinafter, the "surface in contact with the papermaking net" is referred to as the "papermaking net surface").
  • the unraveling state of the fibers in becomes uniform.
  • the fiber dispersion is still present on the wet paper being formed on the paper mesh, and the formation of the wet paper is completed depending on the position of the water squeezed by suction, the strength of the suction, the speed of the paper mesh, the flow rate of the fiber dispersion, etc. It is possible to adjust the unraveling state of the fibers on the surface opposite to the papermaking net surface (hereinafter, the "surface opposite to the papermaking net surface” may be referred to as the "papermaking felt surface”).
  • the papermaking felt surface is less uniform in the unraveled state of the fibers. Further, in the middle to the latter half of wet paper formation, if the main synthetic fibers and the binder synthetic fibers have different thicknesses and lengths, the fibers of the same kind may gather together due to suction, resulting in a further decrease in uniformity. The clustering of the binder synthetic fibers may lead to areas where the binder synthetic fibers are partially lacking. Therefore, in the present invention (1), the fiber orientation strength of the papermaking net surface of the wet nonwoven fabric is lower than the fiber orientation strength of the papermaking felt surface.
  • the peel strength between the semipermeable membrane and the semipermeable membrane support is increased.
  • the surface strength of the papermaking net surface of the wet-laid nonwoven fabric is higher than the surface strength of the papermaking felt surface.
  • the salt blocking rate is improved during the formation of the semipermeable membrane.
  • the base paper obtained by drying the wet paper obtained by the wet papermaking method is preferably subjected to heat pressure processing (heat calendering) using hot rolls.
  • heat calendering heat pressure processing
  • the base paper is passed between nipped rolls and is heat-pressed to melt and soften the binder synthetic fibers and fix the main synthetic fibers. do. If there is a portion where the binder synthetic fiber does not exist in the base paper, large pores are formed in the semipermeable membrane support in the present invention (1), and the interface between the semipermeable membrane and the semipermeable membrane support after the semipermeable membrane is formed.
  • the semipermeable membrane When the semipermeable membrane is peeled off, the average area of the semipermeable membrane remaining on the coated surface of the semipermeable membrane support becomes large, making it difficult to obtain the anchoring effect for improving the membrane peel strength.
  • the semipermeable membrane is pierced by the detached fibers, resulting in membrane defects. Therefore, it is important to convert the binder synthetic fibers into single fibers in the base paper in the wet papermaking method and to disperse the binder synthetic fibers and the main synthetic fibers.
  • the fiber orientation strength of the coated surface and non-coated surface of the semipermeable membrane support, and the residual area and residual rate of the semipermeable membrane after peeling off the semipermeable membrane are controlled. be able to.
  • detachment fibers can be suppressed.
  • a fourdrinier, a cylinder, or an inclined wire method can be used as the papermaking method.
  • a paper machine with one papermaking system selected from these papermaking system groups, or a combination paper machine with two or more of the same or different papermaking systems selected from these papermaking system groups installed online. can do.
  • a "paper-making method” in which wet papers made by each paper machine are laminated, or after forming one layer, the layer is A "casting method" or the like can be used in which a separate layer is formed by casting a slurry on which fibers are dispersed.
  • the semipermeable membrane support has a fiber orientation strength of 1.00 or more and 1.30 or less on the coated surface, and a fiber orientation strength of 1.00 or more and 1.50 or less on the non-coated side of the semipermeable membrane support.
  • the average area of the semipermeable membrane remaining on the coated surface of the semipermeable membrane support when the semipermeable membrane is peeled off at the interface between the semipermeable membrane support and the semipermeable membrane support is 500 ⁇ m 2 or less, and the semipermeable membrane survival rate is 2.
  • any paper machine it is preferable to adjust so that the difference between the flow velocity when the slurry lands on the papermaking wire from the headbox and the wire speed is small. Furthermore, it is important to dewater the slurry by drawing water as soon as possible after it comes into contact with the papermaking wire to immobilize the fibers. For this purpose, the concentration during wet papermaking (amount of water to be made), the papermaking speed, the relative speed of the slurry flow rate and the papermaking wire (J/W ratio), the dehydration pressure in the wire part, and the tension balance in the dryer part are adjusted singly or in combination. You can control it by doing it.
  • the base paper is obtained by drying the wet paper produced by the paper machine with a Yankee dryer, air dryer, cylinder dryer, suction drum dryer, infrared dryer, or the like.
  • a hot roll such as a Yankee dryer and dried under heat and pressure, thereby improving the smoothness of the contacted surface.
  • Hot and pressure drying means drying by pressing the wet paper against a hot roll with a touch roll or the like.
  • the surface temperature of the heat roll is preferably 100 to 180°C, more preferably 100 to 160°C, even more preferably 110 to 160°C.
  • the pressing pressure is preferably 50-1000 N/cm, more preferably 100-800 N/cm.
  • the Sk of the semipermeable membrane support is affected by the surface smoothness of the wet paper and hot-press drying with a hot roll, so it is necessary to adjust the pressing pressure of the wet paper against the hot roll during hot-press drying. Even if the surface of the wet paper web is rough or uneven, the Sk of the semipermeable membrane support can be adjusted by adjusting the surface temperature of the hot roll and the pressure of the wet paper web against the hot roll. can be done.
  • the pressing pressure of the wet paper against the heat roll is set relatively high during hot-press drying, and is more preferably 300 to 800 N/cm. .
  • the surface whose smoothness is improved by bringing it into close contact with a hot roll such as a Yankee dryer is attached to the semipermeable membrane support. It is also effective to use it as the coating surface of the support.
  • the base paper is subjected to heat-pressure processing by passing the base paper between nipped rolls.
  • Combinations of rolls include two metal rolls, a metal roll and a resin roll, a metal roll and a cotton roll, and the like. At least one of the two rolls is heated and used as a hot roll. Primarily, metal rolls are used as hot rolls. It is also possible to perform hot-pressing with hot rolls twice or more. You can process it twice. If necessary, the front and back of the base paper may be reversed.
  • a desired semipermeable membrane support can be obtained by controlling the surface temperature of the hot rolls, the nip pressure between the rolls, and the processing speed of the base paper.
  • the binder synthetic fiber is optimally melted and softened during hot-press processing with hot rolls to hold the fluff. This can prevent future defects.
  • by controlling the processing speed it is possible to adjust, to some extent, the holding of fluff by the binder synthetic fibers.
  • the degree of hold of the fluffy binder synthetic fiber can be increased.
  • the present invention (2) in order to make the Sk of the semipermeable membrane support 14 ⁇ m or less, it is necessary to optimize the conditions of the hot pressing process. Semipermeable membrane defects can be prevented by adjusting the conditions of the hot-pressing process and improving the smoothness of the coating surface. For this purpose, it is important to raise the temperature of the hot rolls to around the melting point of the binder synthetic fiber, control the processing speed to apply a sufficient amount of heat to the semipermeable membrane support, and increase the nip pressure.
  • the temperature of the hot roll is preferably within the range of -50°C to -10°C with respect to the melting point of the binder synthetic fiber. It is more preferably in the range of -40°C to -15°C, still more preferably in the range of -30°C to -15°C. If the temperature of the hot roll in the hot-pressing process is below ⁇ 50° C. relative to the melting point of the binder synthetic fiber, the temperature of the binder synthetic fiber does not rise sufficiently, resulting in poor adhesion to the main synthetic fiber, resulting in a semipermeable membrane support. In some cases, the strength of the fiber is lowered, and detachment fibers may occur.
  • the base paper is less likely to be crushed, and the Sk of the coated surface of the semipermeable membrane support may exceed 14 ⁇ m.
  • the binder synthetic fiber is deactivated, the adhesion between the binder synthetic fiber and the main synthetic fiber becomes insufficient, and detached fibers occur. Otherwise, the semipermeable membrane support tends to stick to the heat roll, and the surface of the semipermeable membrane support may become uneven.
  • the fiber orientation strength of the coated surface may exceed 1.30, or the fiber orientation strength of the non-coated surface may exceed 1.50.
  • the Sk of the coated surface of the semipermeable membrane support may exceed 14 ⁇ m.
  • the nip pressure of the rolls in hot pressing is preferably 19 to 180 kN/m, more preferably 45 to 140 kN/m. If the nip pressure is less than 19 kN/m, the adhesion between the heat roll and the base paper is low, causing fluffing of the fibers and the occurrence of detached fibers.
  • the average area of the semipermeable membrane remaining on the coated surface of the semipermeable membrane support when the semipermeable membrane is peeled off at the interface between the semipermeable membrane and the semipermeable membrane support exceeds 500 ⁇ m 2 .
  • the Sk of the semipermeable membrane support may exceed 14 ⁇ m.
  • the roll life may be shortened by increasing the excessive load on the roll.
  • the working speed in hot-pressing is preferably 4 to 100 m/min, more preferably 10 to 80 m/min. If the processing speed is less than 4 m/min, the productivity is inferior, the density of the semipermeable membrane support is increased, the air permeability is decreased, the semipermeable membrane solution is difficult to penetrate, and the semipermeable membrane and the semipermeable membrane are separated. Adhesion of the support may decrease. On the other hand, when the processing speed exceeds 100 m/min, the heat transfer to the base paper becomes insufficient, and the main synthetic fibers become fluffed, which may result in the generation of detached fibers.
  • the average area of the semipermeable membrane remaining on the coated surface of the semipermeable membrane support may exceed 500 ⁇ m 2 .
  • the Sk of the semipermeable membrane support may exceed 14 ⁇ m.
  • the basis weight of the semipermeable membrane support is not particularly limited, but is preferably 20 to 150 g/m 2 , more preferably 50 to 100 g/m 2 . If the basis weight is less than 20 g/m 2 , sufficient tensile strength may not be obtained and the semipermeable membrane support may break. On the other hand, if the basis weight exceeds 150 g/m 2 , the liquid permeation resistance may increase, or the thickness may increase, and a specified amount of semipermeable membrane may not be accommodated in the unit or module.
  • the density of the semipermeable membrane support is preferably 0.5 to 1.0 g/cm 3 , more preferably 0.6 to 0.9 g/cm 3 . If the density is less than 0.5 g/cm 3 , the thickness will increase, and the area of the semipermeable membrane that can be incorporated into the unit will decrease, resulting in a shortened life of the semipermeable membrane. . On the other hand, when the density exceeds 1.0 g/cm 3 , the semipermeable membrane solution is less likely to permeate the semipermeable membrane support, and the adhesiveness between the semipermeable membrane and the semipermeable membrane support may deteriorate. , the liquid permeability during the formation of the semipermeable membrane may be lowered, and the life of the semipermeable membrane may be shortened.
  • the thickness of the semipermeable membrane support is preferably 50 to 150 ⁇ m, more preferably 60 to 130 ⁇ m, even more preferably 70 to 120 ⁇ m. If the thickness exceeds 150 ⁇ m, the area of the semipermeable membrane that can be incorporated into the unit is reduced, and as a result, the life of the semipermeable membrane may be shortened. On the other hand, if the thickness is less than 50 ⁇ m, the semipermeable membrane may not have sufficient tensile strength or may have low liquid permeability, shortening the life of the semipermeable membrane.
  • PET fiber 1-1 A drawn polyester fiber made of polyethylene terephthalate having a fiber diameter of 7.5 ⁇ m, a fiber length of 5 mm, and an Sb element elution amount of 0.12 ⁇ g/g.
  • PET fiber 1-2 A drawn polyester fiber made of polyethylene terephthalate having a fiber diameter of 7.5 ⁇ m, a fiber length of 5 mm, and an Sb element elution amount of 0.01 ⁇ g/g.
  • PET fiber 1-3 A drawn polyester fiber made of polyethylene terephthalate having a fiber diameter of 7.5 ⁇ m, a fiber length of 6 mm, and an Sb element elution amount of 10.3 ⁇ g/g.
  • PET fiber 1-4 A drawn polyester fiber made of polyethylene terephthalate having a fiber diameter of 12.5 ⁇ m, a fiber length of 5 mm, and an Sb elution amount of 11.9 ⁇ g/g.
  • PET fiber 1-5 An unstretched polyester fiber made of polyethylene terephthalate having a fiber diameter of 10.5 ⁇ m, a fiber length of 5 mm, and an Sb element elution amount of 0.04 ⁇ g/g.
  • PET fiber 1-6 An unstretched polyester fiber made of polyethylene terephthalate having a fiber diameter of 13.6 ⁇ m, a fiber length of 5 mm, and an Sb element elution amount of 0.01 ⁇ g/g.
  • PET fiber 1-7 An unstretched polyester fiber made of polyethylene terephthalate having a fiber diameter of 11.8 ⁇ m, a fiber length of 5 mm, and an Sb element elution amount of 2.3 ⁇ g/g.
  • the resulting base paper was subjected to heat calendering with a combination of metal roll (heat roll) and elastic roll, or with a heat calender with a combination of metal roll (heat roll) and metal roll (heat roll).
  • Semipermeable membrane supports of Examples 1-1 to 1-20 and Comparative Examples 1-1 to 1-8 were obtained under the thermal calendering conditions described in .
  • the surface (processed surface) of the base paper in contact with the metal roll (heat roll) is used as the coated surface
  • the processed surface is , opposite to the first stage.
  • the semipermeable membrane support subjected to heat calendering by a combination of a metal roll (heat roll) and a metal roll (heat roll) was used as the coating surface on the circular mesh surface.
  • Basis Weight The basis weight was measured according to JIS P8124:2011.
  • a separation functional layer to obtain a separation membrane in which a composite semipermeable membrane comprising a porous polysulfone membrane and a separation functional layer was provided on the coated surface of the semipermeable membrane support.
  • the obtained separation membrane was used for the following average area measurement of the remaining semipermeable membrane, measurement of the residual rate of the semipermeable membrane, defect evaluation of the semipermeable membrane, and membrane peel strength evaluation.
  • a transparent sheet is superimposed on the copy of the obtained mapping image, and using a black pen or the like, the detection portion of the sulfur (S) element is blacked out, and then the transparent sheet is copied onto a blank paper to obtain a sulfur (S) element. Detected parts were clearly distinguished by black and non-detected parts by white. When the sulfur (S) element detection portion was in contact with the boundary of the mapping image, it was not regarded as a measurement target.
  • a transparent sheet is superimposed on the copy of the obtained mapping image, and using a black pen or the like, the detection portion of the sulfur (S) element is blacked out, and then the transparent sheet is copied onto a blank paper to obtain a sulfur (S) element. Detected parts were clearly distinguished by black and non-detected parts by white. When the sulfur (S) element detection portion was in contact with the boundary of the mapping image, it was not regarded as a measurement target.
  • the occupancy of sulfur element in the mapping image was calculated.
  • the occupancy rate of the sulfur element in the mapping image is calculated from the total area of each sulfur (S) element detection portion and the mapping image area, and the average value of the five measurement points is the "semipermeable membrane survival rate”.
  • the semipermeable membrane supports of Examples 1-1 to 1-20 consisted of a wet-laid nonwoven fabric containing main synthetic fibers and binder synthetic fibers, and the fiber orientation strength of the application surface on which the semipermeable membrane was provided was 1.00 or more. 1.30 or less, the fiber orientation strength of the non-coated surface is 1.00 or more and 1.50 or less, and the semipermeable membrane support when the semipermeable membrane is peeled off at the interface between the semipermeable membrane and the semipermeable membrane support
  • the average area of the semipermeable membrane remaining on the coated surface is 500 ⁇ m 2 or less, and the residual rate of the semipermeable membrane is 2.5% or more and 5.0% or less. It was found that the membrane hardly penetrated and the membrane peel strength between the semipermeable membrane and the semipermeable membrane support was high.
  • Example 1-1 and Examples 1-5 to 1-8 From the comparison of Example 1-1 and Examples 1-5 to 1-8 and the comparison of Example 1-9 and Examples 1-11 to 1-12, the coated surface and the non-coated surface of the semipermeable membrane support It can be seen that the fiber orientation strength can be adjusted by the papermaking conditions and fiber blending.
  • the fiber orientation strength of the coated surface is 1.00 or more and 1.30 or less, and the fiber orientation strength of the non-coated surface is 1.00 or more and 1.50 or less, and the semipermeable membrane is at the interface of the semipermeable membrane and the semipermeable membrane support.
  • the average area of the semipermeable membrane remaining on the coated surface of the semipermeable membrane support when the is peeled off is 500 ⁇ m 2 or less, the semipermeable membrane residual rate is 2.5% or more and 5.0% or less, and the semipermeable membrane
  • the semipermeable membrane For the semipermeable membrane support of Example 1-1 in which the Sb element elution amount of the support is less than 1.5 ⁇ g/g, the fiber orientation strength of the coated surface is 1.00 or more and 1.30 or less, and the non-coated surface The fiber orientation strength is 1.00 or more and 1.50 or less, and the amount of the semipermeable membrane remaining on the coated surface of the semipermeable membrane support when the semipermeable membrane is peeled off at the interface of the semipermeable membrane and the semipermeable membrane support.
  • Example 1-20 having an average area of 500 ⁇ m 2 or less, a semipermeable membrane survival rate of 2.5% or more and 5.0% or less, and an Sb element elution amount of the semipermeable membrane support exceeding 1.5 ⁇ g/g Although the semipermeable membrane support of is at a usable level, it can be seen that the semipermeable membrane defects increase and the membrane peel strength decreases.
  • the semipermeable membrane support of Comparative Example 1-6 In contrast to the semipermeable membrane support of Example 1-1, which was subjected to two-stage dispersion during the production of the base paper, the semipermeable membrane support of Comparative Example 1-6, which was not subjected to two-stage dispersion, had fibers on the surface coated with the semipermeable membrane.
  • the average area of the semipermeable membrane remaining on the surface exceeded 500 ⁇ m 2 , and the residual rate of the semipermeable membrane was less than 2.5%, resulting in low membrane peel strength.
  • Comparative Example 1-3 in which the temperature of the heat roll in the second stage was low, had a high survival rate of the semipermeable membrane. strike-through occurred, and the film peel strength was also low.
  • Comparative Example 1-8 in which PET fibers 1-3 and 1-4 with a large amount of Sb element elution were blended and the combination of rolls in the first stage was changed to a metal roll-metal roll, the residual rate of the semipermeable membrane was 2. Since it is lower than 0.5%, it can be seen that the film peel strength is low.
  • PET fiber 2-1 A drawn polyester fiber made of polyethylene terephthalate having a fiber diameter of 7.5 ⁇ m, a fiber length of 5 mm, and an Sb element elution amount of 0.01 ⁇ g/g or less.
  • PET fiber 2-2 A drawn polyester fiber made of polyethylene terephthalate having a fiber diameter of 7.5 ⁇ m, a fiber length of 5 mm, and an Sb element elution amount of 0.12 ⁇ g/g.
  • PET fiber 2-3 A drawn polyester fiber made of polyethylene terephthalate having a fiber diameter of 7.5 ⁇ m, a fiber length of 6 mm, and an Sb element elution amount of 10.3 ⁇ g/g.
  • PET fiber 2-4 A drawn polyester fiber made of polyethylene terephthalate having a fiber diameter of 12.5 ⁇ m, a fiber length of 5 mm, and an Sb element elution amount of 11.9 ⁇ g/g.
  • PET fiber 2-5 An unstretched polyester fiber made of polyethylene terephthalate having a fiber diameter of 11.8 ⁇ m, a fiber length of 5 mm, and an Sb element elution amount of 2.3 ⁇ g/g.
  • PET fiber 2-6 An unstretched polyester fiber made of polyethylene terephthalate having a fiber diameter of 10.5 ⁇ m, a fiber length of 5 mm, and an Sb element elution amount of 0.04 ⁇ g/g.
  • PET fiber 2-7 An unstretched polyester fiber made of polyethylene terephthalate having a fiber diameter of 11.8 ⁇ m, a fiber length of 5 mm, and an Sb element elution amount of 0.01 ⁇ g/g or less.
  • PET fiber 2-8 An unstretched polyester fiber made of polyethylene terephthalate having a fiber diameter of 13.6 ⁇ m, a fiber length of 5 mm, and an Sb element elution amount of 0.01 ⁇ g/g or less.
  • PET fiber 2-9 An unstretched polyester fiber made of polyethylene terephthalate having a fiber diameter of 13.6 ⁇ m, a fiber length of 10 mm, and an Sb element elution amount of 0.01 ⁇ g/g or less.
  • the resulting base paper was subjected to heat calendering with a combination of metal roll (heat roll) and elastic roll, or with a heat calender with a combination of metal roll (heat roll) and metal roll (heat roll).
  • Semipermeable membrane supports of Examples 2-1 to 2-16 and Comparative Examples 2-1 to 2-7 were obtained under the thermal calendering conditions described in .
  • the surface (processed surface) of the base paper in contact with the metal roll (heat roll) is used as the coated surface
  • the processed surface is , opposite to the first stage.
  • the mesh surface is the surface formed by the mesh
  • the inclined surface is the surface formed by the inclined wire.
  • Basis Weight The basis weight was measured according to JIS P8124:2011.
  • a semipermeable membrane support is cut to a width of 45 mm and a length of 60 mm to obtain a sample.
  • a cellophane adhesive tape manufactured by Nichiban Co., Ltd., trade name: L-Pac (registered trademark) LP24
  • L-Pac registered trademark
  • a metal roll with a smooth surface (4 cm in diameter, 30 cm in length, and 3 kg in weight) is rolled three times over the sample to which the tape is attached, and the tape is evenly attached to the sample. Hold the portion of the tape that protrudes from the sample, slowly remove the tape from the sample, and observe the fibers stuck to the tape. Five samples were prepared and tested five times. The number of detached fibers present in the central portion (20 mm ⁇ 50 mm) of the tape peeled off from the sample was counted, and the average number of five tests was calculated.
  • the Sb element elution amount was calculated by ⁇ Formula 1>.
  • the lower limit of Sb quantification for the ICP-MS was 0.1 ppb, and the Sb content in the ultrapure water used for the measurement was below the lower limit of quantification.
  • a DMF solution of polysulfone resin (concentration: 18%) was applied to the coated surface of the semipermeable membrane support to a thickness of 125 ⁇ m using a constant-speed coating device (trade name: TQC fully automatic film applicator, manufactured by Cortec Co., Ltd.) having a certain clearance. It was applied in thickness and allowed to phase separate in a coagulation bath to produce a porous polysulfone membrane.
  • the separation membrane was cut to 14 cm x 19 cm and set in a flat membrane tester (trade name: SEPA CFII, Suez).
  • An aqueous solution of 3.0% by mass of sodium chloride at 25° C. was passed through at a transmembrane pressure difference of 5.0 MPa between the feed side and the permeate side.
  • the conductivity of the permeated water obtained by this operation was measured to calculate the salt blocking rate (%).
  • the salt blocking rate was calculated from ⁇ Equation 2> using a calibration curve prepared from sodium chloride concentration and aqueous solution conductivity.
  • Salt blocking rate (%) (1 - (sodium chloride concentration in permeate) / (sodium chloride concentration in feed)) x 100
  • 0 to 1 points are at a very good level
  • 2 to 3 points are at a good level
  • 4 to 6 points are at a usable level
  • 7 or more points are at an unusable level due to poor membrane performance.
  • the semipermeable membrane supports of Examples 2-1 to 2-16 consisted of a wet-laid nonwoven fabric containing a main synthetic fiber and a binder synthetic fiber, had 30 or less detached fibers in a tape peeling test, and were confocal. Since the level difference of the core portion obtained by measuring the surface roughness of the coating surface on which the semipermeable membrane is provided is 14 ⁇ m or less with a laser microscope, the salt rejection rate is high, the defects of the semipermeable membrane are few, and the semipermeable membrane has few defects. was found to be difficult to reverse.
  • the semipermeable membrane support of Example 2-5 in which the binder synthetic fiber content is 25%, is compared with the semipermeable membrane support of Example 2-1, in which the binder synthetic fiber content is 30%. , the salt rejection rate was low, and there were many defects of the semipermeable membrane, but it was at a usable level.
  • Comparative Example 2-6 in which the PET fiber 2-1 of Example 2-5 was changed to PET fiber 2-3 with a large amount of Sb element elution, many detached fibers were found and the salt blocking rate was low.
  • Comparative Example 2-7 has a large number of detached fibers and a core portion level difference Sk of more than 14 ⁇ m, so it can be seen that the salt blocking rate is low.
  • the semipermeable membrane support of Example 2-4 which has an inclined wire surface as the coating surface, is at a usable level. It can be seen that the defects of the semipermeable membrane increase and the salt rejection decreases.
  • the semipermeable membrane support of Comparative Example 2-3 which was not subjected to two-stage dispersion, had a core portion level difference Sk of 14 ⁇ m. , and it was a level that could not be used in the defect evaluation of the semipermeable membrane.
  • the number of detached fibers in the tape peeling test is 30 or less, the core portion level difference Sk is 14 ⁇ m or less, the Sb element elution amount of the main synthetic fiber and the binder synthetic fiber is less than 5 ⁇ g/g, and the semipermeable membrane support Compared to the semipermeable membranes of Examples 2-1 and 2-7 having an Sb element elution amount of less than 1.5 ⁇ g/g, the number of detached fibers is 30 or less, and the core portion level difference Sk is 14 ⁇ m or less.
  • the semipermeable membrane support of Example 2-16 in which the Sb element elution amount of the main synthetic fiber exceeds 5 ⁇ g/g and the Sb element elution amount of the semipermeable membrane support exceeds 1.5 ⁇ g/g, can be used. It can be seen that the defects of the semipermeable membrane increase and the salt blocking rate decreases, albeit at a level.
  • the semipermeable membrane support of the present invention can be used in fields such as seawater desalination, water purifiers, food concentration, wastewater treatment, medical applications such as blood filtration, and ultrapure water production for cleaning semiconductors. can.

Landscapes

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Abstract

本発明の課題は、半透膜の欠点が少なく、半透膜溶液が裏抜けし難く、半透膜と半透膜支持体の膜剥離強度が向上する半透膜支持体、又は半透膜の欠点が少なく、塩阻止率が向上する半透膜支持体を提供することである。 主体合成繊維とバインダー合成繊維とを含有する湿式不織布からなる半透膜支持体において、半透膜が設けられる塗布面の繊維配向強度が1.00以上1.30以下、非塗布面の繊維配向強度が1.00以上1.50以下であり、かつ半透膜と半透膜支持体の界面で半透膜を剥離した際の半透膜支持体の塗布面に残存した半透膜の平均面積が500μm2以下であり、半透膜の残存率が2.5%以上5.0%以下である半透膜支持体、又はテープ剥離試験での離脱繊維が30本以下であり、かつ共焦点レーザー顕微鏡によって半透膜が設けられる塗布面の表面粗さを測定して得られるコア部のレベル差が14μm以下である半透膜支持体。

Description

半透膜支持体及び半透膜支持体の製造方法
 本発明は、半透膜支持体及び半透膜支持体の製造方法に関する。
 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合成樹脂で構成されている。しかしながら、半透膜は、単体で使用した場合、機械的強度に劣るため、不織布や織布等の繊維基材からなる半透膜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「分離膜」として使用されている。半透膜支持体の半透膜が設けられる面を「塗布面」と称し、反対側の面を「非塗布面」と称す。
 主に、半透膜支持体としては、合成繊維を含有する不織布が用いられる。特に、ポリエステル系湿式不織布が多く使用されている(例えば、特許文献1及び2参照)。これらの半透膜支持体を構成するポリエステル繊維の重合触媒には、従来、三酸化アンチモンに代表されるアンチモン化合物が広く用いられている。三酸化アンチモンは安価で、優れた触媒活性を有するが、近年、環境面からアンチモンの安全性に対する問題が欧米をはじめ各国で指摘されている。
 また、半透膜支持体に要求される性能としては、半透膜と半透膜支持体との接着性が良好であること、半透膜を設けるために、半透膜溶液が半透膜支持体に塗布された際に、半透膜溶液が非塗布面に裏抜けしないこと、半透膜に欠点が少ないこと、半透膜が半透膜支持体から剥離しないこと等が挙げられる。
 半透膜を用いて分離を行う際、水中に含まれる不純物が半透膜表面に堆積し、半透膜の目詰まりや透過流束が低下した場合、高圧水流で膜洗浄を行う場合があり、半透膜と半透膜支持体の剥離強度が低いと、半透膜が半透膜支持体から剥離し、半透膜が損傷することで、十分な膜性能が得られなくなる。また、半透膜の高圧運転時を停止した際、透過水の逆流により半透膜が半透膜支持体から剥離した場合、半透膜性能が低下する。
 半透膜溶液が裏抜けしないように、半透膜支持体の均一性を高めることを目的として、合成繊維を水に分散した繊維スラリーを湿式抄造して不織布とする工程において、抄紙時における該繊維スラリーの繊維分濃度を0.01~0.1質量%とし、かつ、該繊維スラリーに、高分子粘剤として、分子量500万以上の水溶性高分子を、繊維分質量を基準として3~15質量%含有させて抄紙する方法が提案されている(例えば、特許文献3参照)。しかし、高分子粘剤が過剰に添加されているため、均一性は高まるが、抄紙網上での繊維スラリー粘度が高まって、抄紙網からの脱水性が低下して、生産速度が上げられないという問題が起こる可能性があった。また、抄紙後の半透膜支持体を形成する繊維表面に高分子粘剤が残留するという問題もあった。
 また、太い繊維を使用した表面粗度の大きな表面層(太い繊維層)と細い繊維を使用した緻密な構造の裏面層(細い繊維層)との二重構造を基本とした多層構造の不織布よりなる半透膜支持体が提案されている(例えば、特許文献4参照)。具体的には、太い繊維層を塗布面とし、細い繊維層を非塗布面とした半透膜支持体、細い繊維層を太い繊維層で挟み込み、塗布面と非塗布面の両方を太い繊維層とした半透膜支持体が記載されている。しかしながら、塗布面において、太い繊維を使用しているため、半透膜支持体の均一性が低くなり、半透膜の浸透が不均一となることから、十分な膜剥離強度が得られず、上記の半透膜支持体を用いた分離膜を高圧運転した際に膜剥離が起きる問題があった。また、平滑性が低く半透膜に欠点が生じやすいという問題があった。また、半透膜溶液が半透膜支持体の内部にまで入り込んでしまい、所望の半透膜の厚みを得るためには、大量の半透膜溶液が必要となるという問題があった。
 また、半透膜溶液が塗布された際に、半透膜支持体が幅方向に湾曲することによって、不均一な半透膜が製造されるという課題を解決するために、抄紙流れ方向と幅方向の引張強度比が2:1~1:1にあり、繊維の配向がばらけた状態である半透膜支持体が提案されている(例えば、特許文献1参照)。さらに、特許文献1では、半透膜と半透膜支持体の接着性を良くすること及び裏抜け防止を目的として、半透膜支持体の通気度やポアサイズを調整する方法が提案されている。しかしながら、このJIS L1096に準拠した通気度は、半透膜支持体の片面から半透膜支持体内部を通過して別の片面へ透過する空気の量を基に算出されており、塗布面の表面に塗布された半透膜溶液の非塗布面への裏抜けを正確に反映しているものではない。そのため、特許文献1で示された範囲の通気度を有する半透膜支持体に半透膜溶液を塗布した場合、半透膜溶液が裏抜けしてしまう場合があった。
 強度と透水性を両立した複合半透膜を提供するために、半透膜支持体の単位当たりの重さAと前記半透膜支持体に浸透したドープの重さB(浸透量)の和(A+B)が30~100g/mであり、前記重さAと前記重さBとの比B/Aが0.10~0.60である半透膜と半透膜支持体の複合体(複合半透膜)が提供されている(例えば、特許文献5)しかし、半透膜支持体の空隙率が65%以上であるため、半透膜成膜の際、半透膜溶液が塗布面から裏面(非塗布面)に達して、裏抜けが発生する場合があった。
 また、特許文献6では、半透膜支持体である湿式不織布シート上に局所スポット的に存在する欠点部分に半透膜溶液が塗布された場合、半透膜溶液の浸透性が部分的に変わって浸透しにくくなることによって、この部分の半透膜の厚みが極端に薄くなる場合や、半透膜表面がしわ状になる場合があるという課題を解決するために、湿式不織布を構成する合成繊維が疎な状態でシート密度が低くなっている箇所である低密度欠点を発生しにくくすることを目的として、湿式不織布の熱圧加工処理の回数、温度、ロールの種類を最適化する方法が提案されている。そして、特許文献6では、低密度欠点が無く、均一で、半透膜と半透膜支持体の接着性が良く、半透膜溶液が湿式不織布に浸透しすぎて半透膜が不均一になることを防ぐことができる半透膜支持体として、シート密度及び圧力損失を調整した半透膜支持体が提案されている。しかし、特許文献5で示された範囲のシート密度や圧力損失を有する半透膜支持体であっても、半透膜支持体の凸部による半透膜の欠点が発生する場合があった。
 また、特許文献7では、半透膜の成膜工程で発生する欠点が少なく、半透膜を保持する樹脂フレームとの接着性が良好な膜分離活性汚泥処理用半透膜用支持体を得るために、延伸ポリエステル繊維と未延伸ポリエステル繊維とを含有してなる不織布であり、密度が0.50~0.70g/cmであり、内部結合強度が490mJ以上であ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が提案されている。そして、実施例では、半透膜用支持体の面強度の評価を行っている。具体的には、半透膜用支持体の表面に、透明粘着テープを空気が入らないように均一に貼り、充分に押し付けた後に、透明粘着テープをゆっくりと剥がし、透明粘着テープの粘着剤面に残った繊維の様子を目視によって評価を行い、粘着テープに繊維が貼り付くか否かを評価し、半透膜を設ける際の繊維脱落の指標としているが、半透膜の成膜性や欠点は評価されていない。
 また、特許文献8では、性能と加工性に優れた半透膜支持体を得るために、目付が10~200g/mの範囲内であり、表又は裏面の表面粗さの最大高さが500μm以内にあり、表裏の表面粗さの差が30μm以上であることを特徴とする半透膜支持体が提案されている。しかし、実施例において得られた半透膜支持体に半透膜を塗布し、加工性を評価しているものの、半透膜支持体に起因する半透膜の欠点の評価や半透膜成膜後の塩阻止率の評価はされていない。
特開2002-95937号公報 特開平10-225630号公報 特開2008-238147号公報 特公平4-21526号公報 国際公開第2014/192883号パンフレット 国際公開第2012/090874号パンフレット 特開2016-159197号公報 特開2018-153758号公報
 本発明の第一の課題は、半透膜の欠点が少なく、半透膜溶液が裏抜けし難く、半透膜と半透膜支持体の膜剥離強度が向上する半透膜支持体を提供することである。
 本発明の第二の課題は、半透膜の欠点が少なく、塩阻止率が向上する半透膜支持体を提供することである。
 上記の課題は、下記手段によって解決された。
(1)主体合成繊維とバインダー合成繊維とを含有する湿式不織布からなる半透膜支持体において、半透膜が設けられる塗布面の繊維配向強度が1.00以上1.30以下であり、非塗布面の繊維配向強度が1.00以上1.50以下であり、かつ半透膜と半透膜支持体の界面で半透膜を剥離した際の半透膜支持体の塗布面に残存した半透膜の平均面積が500μm以下であり、半透膜の残存率が2.5%以上5.0%以下であることを特徴とする半透膜支持体。
(2)主体合成繊維とバインダー合成繊維とを含有する湿式不織布からなる半透膜支持体において、テープ剥離試験での離脱繊維が30本以下であり、かつ共焦点レーザー顕微鏡によって半透膜が設けられる塗布面の表面粗さを測定して得られるコア部のレベル差が14μm以下であることを特徴とする半透膜支持体。
(3)主体合成繊維又はバインダー合成繊維におけるアンチモン元素溶出量が5μg/g未満である(1)又は(2)に記載の半透膜支持体。
(4)半透膜支持体のアンチモン元素溶出量が1.5μg/g未満である(1)又は(2)に記載の半透膜支持体。
(5)(1)~(4)のいずれか記載の半透膜支持体を製造する半透膜支持体の製造方法において、バインダー合成繊維を分散した後に主体合成繊維を分散して得られる繊維分散液から湿式抄造法によって半透膜支持体を製造することを特徴とする半透膜支持体の製造方法。
 本発明(1)によれば、半透膜の欠点が少なく、半透膜溶液が裏抜けし難く、半透膜と半透膜支持体の膜剥離強度が向上した半透膜支持体を得ることができる。
 本発明(2)によれば、半透膜の欠点が少なく、塩阻止率が向上した半透膜支持体を得ることができる。
<本発明(1)>
 本発明(1)の半透膜支持体は、主体合成繊維とバインダー合成繊維とを含有する湿式不織布からなる半透膜支持体において、半透膜が設けられる塗布面の繊維配向強度が1.00以上1.30以下であり、非塗布面の繊維配向強度が1.00以上1.50以下であり、かつ半透膜と半透膜支持体の界面で半透膜を剥離した際の半透膜支持体の塗布面に残存した半透膜の平均面積が500μm以下であり、半透膜の残存率が2.5%以上5.0%以下であることを特徴とする。
 「繊維配向強度」は、半透膜支持体全体ではなく、表層に存在する繊維のみの繊維配向(異方性)を重視する点で、MD方向とCD方向の引張強度比で表される繊維配向と大きく異なる。また、半透膜支持体の表層に存在する繊維配向を確認する手法として、MD方向を0°として、表層に存在する繊維1本1本の「配向角」を測定する手法がある。「繊維配向強度」は、異方性の度合いを計測しており、「配向角」とも大きく異なる。
 半透膜支持体の半透膜が設けられる塗布面の繊維配向強度が1.00以上1.30以下とし、非塗布面の繊維配向強度が1.00以上1.50以下にする方法として、
(I)主体合成繊維の最適化(繊維径、繊維長、断面アスペクト比)
(II)二段階分散による繊維の分散性向上
(III)原紙の抄造条件の最適化
(IV)熱圧加工条件(熱ロール温度、加工速度)の調整
等が挙げられる。(III)として、より具体的には、
(III-1)湿式抄造時の濃度(抄水量)の調整
(III-2)抄造速度の調整
(III-3)スラリー流速とワイヤーの相対速度(J/W比)の調整
(III-4)ワイヤーパートでの脱水圧力の調整
(III-5)ドライヤーパートにおける張力バランス
を単独又は組み合わせて行うことで、制御することができる。中でも、(II)を行うことが好ましい。
 本発明(1)において、半透膜が設けられる塗布面の繊維配向強度は1.00以上1.30以下であり、1.00以上1.25以下がより好ましく、1.00以上1.20以下がさらに好ましい。繊維配向強度が1.00以上1.10以下の場合、繊維が無配向に近い状態であることを意味する。半透膜支持体の塗布面の繊維配向強度が1.30を超える場合、半透膜支持体表面の繊維と繊維の間隔が狭くなるため、半透膜の浸透が阻害され、膜剥離強度が低下する恐れがある。また、非塗布面の繊維配向強度は1.00以上1.50以下であり、1.00以上1.40以下がより好ましく、1.00以上1.30以下がさらに好ましい。半透膜支持体の非塗布面の繊維配向強度が1.50を超える場合、塗布面側から非塗布面側への半透膜溶液の浸透が阻害され、膜剥離強度が低下する恐れがある。
 本発明(1)において、半透膜と半透膜支持体の界面で半透膜を剥離した際の半透膜支持体の塗布面に残存した半透膜の平均面積は500μm以下であり、450μm以下がより好ましく、400μm以下がさらに好ましい。該平均面積が500μmを超える場合、半透膜支持体への半透膜の浸透が不均一になり、投錨効果が低くなるため、膜剥離強度が低下する恐れがある。また、半透膜と半透膜支持体の界面で半透膜を剥離した際の半透膜支持体の塗布面に残存した半透膜の残存率は2.5%以上5.0%以下であり、2.7%以上5.0%以下がより好ましく、3.0%以上5.0%以下がさらに好ましい。該残存率が、5.0%を超えると、半透膜支持体に半透膜が過剰に浸透するため、半透膜の裏抜けが発生する恐れがある。該残存率が2.0%未満であると、十分な投錨効果が得られず、膜剥離強度が低下し、半透膜の剥離が発生する恐れがある。
<本発明(2)>
 本発明(2)の半透膜支持体は、主体合成繊維とバインダー合成繊維とを含有してなる湿式不織布からなり、テープ剥離試験において離脱繊維が30本以下であり、かつ共焦点レーザー顕微鏡によって半透膜が設けられる塗布面の表面粗さを測定して得られるコア部のレベル差が14μm以下であることを特徴とする。
 本発明(2)において、特に断りの無い限り、離脱繊維は、単繊維でカウントする。すなわち、2本以上の繊維の側面同士が密着して平行に束状で存在する繊維束はそれぞれの繊維をカウントするものとする。
 本発明(2)の半透膜支持体は、テープ剥離試験での離脱繊維が30本以下である半透膜支持体であるが、特に、半透膜が設けられる塗布面において、離脱繊維が30本以下である半透膜支持体である。離脱繊維とは、主体合成繊維とバインダー合成繊維の接着が甘く、物理的な衝撃や擦れにより半透膜支持体表面から離脱する繊維のことである。
 本発明(2)において、離脱繊維は、30本以下であり、20本以下であることがより好ましく、10本以下であることがさらに好ましい。離脱繊維が30本を超えると、半透膜成膜時に半透膜表面を繊維が突き破り、膜欠点が生じ、塩阻止率が低下する。
 本発明(2)の半透膜支持体は、共焦点レーザー顕微鏡によって半透膜が設けられる塗布面の表面粗さを測定して得られるコア部のレベル差Skが14μm以下であることを特徴とする。コア部のレベル差Skとは、表面粗さを比較する指標であり、ISO25178に準拠したコア部の上側レベルと下側レベルの差である。
 Skが14μm以下の場合、半透膜成膜時の半透膜欠点が少なくなり、半透膜成膜後の塩阻止率の低下を招きにくい。Skは、より好ましくは13μm以下であり、さらに好ましくは12μm以下であり、特に好ましくは11.5μm以下である。Skが14μmを超える場合、半透膜支持体に設けた半透膜の厚みが不均一になり、半透膜が薄い箇所で欠点が発生し、膜性能の低下を招く。Skの下限値は8μmが好ましい。Skが8μmより小さい場合、半透膜と半透膜支持体の接着性が低下する恐れがある。
 半透膜支持体のSkを14μm以下にする方法として、以下が挙げられる。
(I)二段階分散による繊維の分散性の向上
(II)配合設計の最適化(繊維選定及びバインダー合成繊維の含有量)
(III)原紙の抄造条件の最適化
(IV)熱圧加工条件の調整
を単独又は組み合わせて行うことで、制御することができる。中でも、(I)を行うことが好ましい。
<本発明(1)及び(2)共通>
 本発明(1)又は(2)において、主体合成繊維又はバインダー合成繊維におけるアンチモン(Sb)元素溶出量が5μg/g未満であることが好ましく、1μg/g未満であることがより好ましい。主体合成繊維又はバインダー合成繊維におけるSb元素溶出量が5μg/g未満であることによって、半透膜支持体の抄造時の繊維分散性が向上する。また、本発明(1)では、半透膜支持体から発生する離脱繊維を抑制でき、半透膜成膜後の膜剥離強度が向上するという効果が得られやすくなる。また、本発明(2)では、半透膜成膜後の塩阻止率が向上するという効果が得られやすくなる。Sb元素溶出量が5μg/g未満である主体合成繊維及びバインダー合成繊維は、重合触媒として、アンチモン化合物を使用しない又は使用量を少なくして、例えばチタン化合物、ゲルマニウム化合物、アルミニウム化合物等を重合触媒とした繊維として、市販されている。例えば、製造販売者としては、帝人フロンティア社、東レ社、南亜塑膠社、遠東新世紀社、Trevira社、Advansa社、Nirmal Fibres社等が挙げられる。湿式不織布に適した繊維長の短繊維として入手することも可能であるし、連続長繊維を入手して湿式不織布に適した繊維長にカットして使用することも可能である。
 また、半透膜支持体のSb元素溶出量が1.5μg/g未満であることが好ましく、該半透膜支持体のSb溶出量が1.0μg/g未満であることがより好ましい。半透膜支持体のSb元素溶出量が1.5μg/g未満であることによって、半透膜支持体の抄造時の繊維分散性が向上する。また、本発明(1)では、半透膜成膜後の膜剥離強度が向上するという効果が得られやすくなる。また、本発明(2)では、半透膜支持体から発生する離脱繊維を抑制でき、半透膜成膜後の塩阻止率が向上するという効果が得られやすくなる。
 本発明における「アンチモン元素溶出量」とは、繊維又は半透膜支持体を、比抵抗18.2MΩ・cm、温度25℃の超純水に24時間浸漬し、超純水中に溶出したSb元素量をICP-MS(Inductively Coupled Plasma-Mass Spectro-metry)で定量分析した値から、<式1>を用いて算出したものである。
<式1>
 繊維又は半透膜支持体のSb元素溶出量(μg/g)=溶出液のSb元素含有量(μg/L)×溶出試験に使用した超純水の容積(L)/繊維又は半透膜支持体の質量(g)
 本発明において、主体合成繊維は、半透膜支持体の骨格を形成する繊維であり、バインダー合成繊維の軟化点又は溶融温度(融点)付近まで温度を上げる工程において、軟化又は溶融しにくく、繊維形状を維持する繊維である。主体合成繊維としては、例えば、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、ビニリデン系、ポリ塩化ビニル系、ポリエステル系、ベンゾエート系、ポリクラール(polychlal)系、フェノール系等の繊維が挙げられるが、耐熱性の高いポリエステル系の繊維がより好ましい。また、半合成繊維のアセテート、トリアセテート、プロミックスや、再生繊維のレーヨン、キュプラ、リヨセル繊維等は性能を阻害しない範囲で含有しても良い。
 主体合成繊維の繊維径は、特に限定しないが、30μm以下であることが好ましく、より好ましくは2~20μmであり、さらに好ましくは4~20μmであり、特に好ましくは6~20μmである。該繊維径が30μmを超えた場合、湿式不織布の表面の主体合成繊維が立ちやすくなり、半透膜を貫通して半透膜の欠点となる場合や膜性能が低下する場合がある。該繊維径が2μm未満の場合、半透膜溶液が半透膜支持体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悪くなる場合がある。本発明(1)において、主体合成繊維の繊維径が30μmを超えると、塗布面の繊維配向強度が1.30を超える場合、非塗布面の配向強度が1.50を超える場合、若しくは半透膜と半透膜支持体の界面で半透膜を剥離した際の半透膜支持体の塗布面に残存した半透膜の平均面積が500μmを超える場合、又は半透膜溶液の裏抜けが発生する場合がある。また、本発明(2)において、主体合成繊維の繊維径が30μmを超えると、所望の半透膜の厚みを得るためには、大量の半透膜溶液が必要となるという問題が発生する場合や、半透膜溶液の裏抜けが発生する場合がある。
 本発明において、繊維径とは、半透膜支持体断面の走査型電子顕微鏡観察により、半透膜支持体を形成する繊維断面の面積を計測し、真円に換算した繊維の直径である。なお、繊維断面とは繊維の長さ方向に対して垂直に切断した際の断面とする。
 主体合成繊維の繊維長は、特に限定しないが、好ましくは1~15mmであり、より好ましくは1~12mmであり、さらに好ましくは3~10mmであり、特に好ましくは4~6mmである。該繊維長が1mm未満の場合には、半透膜支持体の強度が不十分となり、半透膜支持体が破れる恐れがある。該繊維長が15mmを超える場合には、繊維分散性が低下しやすく、半透膜支持体の地合が不均一となる場合又は半透膜の成膜性を損なう場合がある。また、本発明(1)において、塗布面の繊維配向強度が1.30を超える場合又は非塗布面の配向強度が1.50を超える場合がある。
 主体合成繊維の断面形状は円形が好ましく、抄紙工程における水への分散前の繊維における断面アスペクト比(繊維断面長径/繊維断面短径)は、1.0以上1.2未満であることが好ましい。該断面アスペクト比が1.2以上になると、繊維分散性が低下する場合や、繊維の絡まりやもつれの発生によって、半透膜支持体の均一性や塗布面の平滑性に悪影響を及ぼす場合がある。また、本発明(1)において、塗布面の繊維配向強度が1.30を超える場合、非塗布面の配向強度が1.50を超える場合、又は半透膜と半透膜支持体の界面で半透膜を剥離した際の半透膜支持体の塗布面に残存した半透膜の平均面積が500μmを超える場合がある。なお、T型、Y型、三角等の異形断面を有する繊維も、裏抜け防止、表面平滑性のために、繊維分散性等の他の特性を阻害しない範囲内で含有できる。
 主体合成繊維のアスペクト比(繊維長/繊維径)は、200~1000であることが好ましく、より好ましくは220~900であり、さらに好ましくは280~800である。該アスペクト比が200未満の場合は、繊維の分散性は良好となるが、抄紙の際に繊維が抄紙網から脱落する場合や、抄紙網に繊維が刺さって、抄紙網からの剥離性が悪化する場合がある。一方、該アスペクト比が1000を超えた場合、繊維の三次元ネットワーク形成に寄与はするものの、繊維の絡まりやもつれの発生によって、半透膜支持体の均一性や塗布面の平滑性に悪影響を及ぼす場合や、離脱繊維が発生し、半透膜成膜時に膜欠点が発生する場合がある。また、本発明(2)において、Skが14μmを超える場合がある。
 本発明の半透膜支持体に係わる湿式不織布に対して、主体合成繊維の含有量は、40~90質量%が好ましく、50~80質量%がより好ましく、60~75質量%がさらに好ましい。主体合成繊維の含有量が40質量%未満の場合、通液性が低下する恐れがある。また、該含有量が90質量%を超えた場合、離脱繊維が多発する場合や、強度不足によって半透膜支持体が破れる恐れがある。また、本発明(1)において、半透膜と半透膜支持体の界面で半透膜を剥離した際の半透膜支持体の塗布面に残存した半透膜の平均面積が500μmを超える場合がある。
 本発明の半透膜支持体は、バインダー合成繊維を含有している。バインダー合成繊維の軟化点又は溶融温度(融点)付近まで温度を上げる工程を半透膜支持体の製造工程に組み入れることで、バインダー合成繊維が半透膜支持体の機械的強度を向上させる。例えば、半透膜支持体を湿式抄造法で製造し、その後の乾燥工程でバインダー合成繊維を軟化又は溶融させることができる。
 バインダー合成繊維としては、芯鞘繊維(コアシェルタイプ)、並列繊維(サイドバイサイドタイプ)、放射状分割繊維等の複合繊維、未延伸繊維等が挙げられる。複合繊維は、皮膜を形成しにくいので、半透膜支持体の空間を保持したまま、機械的強度を向上させることができる。より具体的には、ポリプロピレン(芯)とポリエチレン(鞘)の組み合わせ、ポリプロピレン(芯)とエチレンビニルアルコール(鞘)の組み合わせ、高融点ポリエステル(芯)と低融点ポリエステル(鞘)の組み合わせ、ポリエステル等の未延伸繊維が挙げられる。また、ポリエチレンやポリプロピレン等の低融点樹脂のみで構成される単繊維(全融タイプ)や、ポリビニルアルコール系のような熱水可溶性バインダーは、半透膜支持体の乾燥工程で皮膜を形成しやすいが、特性を阻害しない範囲で使用することができる。本発明においては、高融点ポリエステル(芯)と低融点ポリエステル(鞘)の組み合わせ、ポリエステルの未延伸繊維を好ましく用いることができ、ポリエステルの未延伸繊維をより好ましく用いることができる。
 バインダー合成繊維の繊維径は、特に限定されないが、好ましくは2~20μmであり、より好ましくは5~15μmであり、さらに好ましくは7~13μmである。また、主体合成繊維と異なる繊維径であることが好ましい。主体合成繊維と繊維径が異なることで、主体合成繊維と共に均一な三次元ネットワークを形成する役割も果たす。さらに、バインダー合成繊維の軟化温度又は溶融温度以上まで温度を上げる工程では、半透膜支持体表面の平滑性をも向上させることができ、該工程では加圧が伴っているとより効果的である。
 バインダー合成繊維の繊維長は、特に限定しないが、好ましくは1~12mmであり、より好ましくは3~10mmであり、さらに好ましくは4~6mmである。バインダー合成繊維の断面形状は円形が好ましいが、T型、Y型、三角等の異形断面を有する繊維も、裏抜け防止、塗布面の平滑性、非塗布面同士の接着性のために、他の特性を阻害しない範囲内で含有できる。
 バインダー合成繊維のアスペクト比(繊維長/繊維径)は、200~1000であることが好ましく、より好ましくは300~800であり、さらに好ましくは400~700である。該アスペクト比が200未満の場合は、繊維の分散性は良好となるが、抄紙の際に繊維が抄紙網から脱落する恐れや、抄紙網に繊維が刺さって、抄紙網からの剥離性が悪化する恐れがある。一方、該アスペクト比が1000を超えた場合、バインダー合成繊維は三次元ネットワーク形成に寄与はするものの、繊維が絡まる恐れや、もつれの発生によって、湿式不織布の均一性や塗布面の平滑性に悪影響を及ぼす場合がある。また、本発明(1)では、離脱繊維が発生し、半透膜成膜時に膜欠点が発生する場合がある。また、本発明(2)では、Skが14μmを超える場合がある。
 本発明の半透膜支持体に係わる湿式不織布に対して、バインダー合成繊維の含有量は、10~60質量%が好ましく、20~50質量%がより好ましく、25~40質量%がさらに好ましい。上記範囲において、バインダー合成繊維の含有量を高めることによって、脱離繊維や主体合成繊維の毛羽立ちを抑制することができる。該含有量が10質量%未満の場合、強度不足により破れる恐れがあり、主体合成繊維を覆うための本数が不足し離脱繊維が発生する場合がある。また、該含有量60質量%を超えた場合、通液性の低下や半透膜と半透膜支持体の接着性が悪くなる場合がある。
 本発明の半透膜支持体の製造方法について説明する。本発明の半透膜支持体は、湿式不織布であり、湿式抄造法によって原紙が作製された後に、この原紙が熱ロールによって熱圧加工されることによって製造される。
 湿式抄造法では、まず、バインダー合成繊維等をパルパー等の分散装置で均一に水中に分散させた後、主体合成繊維を投入して分散することにより、バインダー合成繊維が均一に主体合成繊維と混合する。その後、スクリーン(異物、塊等除去)等の工程を経て、白水(希釈水)で希釈し最終の繊維濃度を0.01~0.50質量%に調成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。希釈したスラリーを攪拌機にて攪拌することは繊維束の単繊維化が促進し好ましい。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。
 本発明(1)の半透膜支持体の製造方法において、半透膜成膜後に半透膜と半透膜支持体の界面で半透膜を剥離した際の半透膜支持体の塗布面に残存した半透膜の平均面積が500μm以下であり、半透膜の残存率が2.5%以上5.0%以下にする方法及び本発明(2)の半透膜支持体の製造方法において、離脱繊維を少なくする方法を説明する。半透膜成膜後に半透膜と半透膜支持体の界面で半透膜を剥離した際の半透膜支持体の塗布面に残存した半透膜の平均面積及び半透膜の残存率をコントロールするため、又は、離脱繊維を少なくするためには、主体合成繊維とバインダー合成繊維を繊維分散装置(パルパー)内で水に分散して繊維束を単繊維に解きほぐすことが重要となる。単繊維に解きほぐす方法は、分散剤の添加、パルパーにおける羽根の形状の最適化、パルパー底面と羽根のクリアランスの最適化、パルパータンクの壁面への堰板の設置等が挙げられる。次に、単繊維に解繊後、白水(希釈水)で繊維分散液を希釈して抄紙網に送液する工程においては、希釈された繊維分散液を攪拌装置で分散することにより、単繊維化の度合いを高められる。また、パルパーでの繊維分散後及び/又は繊維分散液希釈後に高分子粘剤として、分子量500万以上の水溶性高分子の水溶液を添加することでさらに単繊維化の度合いが高まる。
 そして、本発明(1)又は(2)の半透膜支持体の製造方法では、バインダー合成繊維を分散した後、主体合成繊維を分散する、二段階分散によって得られた繊維分散液から湿式抄造法によって半透膜支持体を製造することを特徴としている。パルパーに繊維を投入する際、バインダー合成繊維を先に投入して分散した後に、主体合成繊維を投入して分散することにより、主体合成繊維の単繊維化が仮に不十分であっても、十分に単繊維化されているバインダー合成繊維が主体合成繊維を覆うことが可能となる。そのため、本発明(1)では、細かく均一な孔を有する半透膜支持体を作製できるため、半透膜支持体の塗布面の繊維配向強度が1.00以上1.30以下、非塗布面の繊維配向強度が1.00以上1.50以下であり、半透膜成膜後に半透膜と半透膜支持体の界面で半透膜を剥離した際の半透膜支持体の塗布面に残存した半透膜の平均面積が500μm以下であり、半透膜の残存率が2.5%以上5.0%以下である半透膜支持体が得られやすくなる。また、本発明(2)では、半透膜支持体からの離脱繊維を抑制できる。
 また、湿式抄造法において、抄紙網上に繊維分散液が供給され、余分な水を搾水して湿紙を得る工程では、金属糸やプラスチック糸を編み込んだ抄紙網の上でシート状の湿紙が形成されながら、抄紙網下に徐々に搾水される。抄紙網上での湿紙の形成は、抄紙網表面に繊維が堆積して進行し、搾水の完了と共に湿紙形成が完了する。湿紙形成開始時は、抄紙網上に供給された繊維分散液の分散状態のまま繊維が堆積するために、抄紙網に接する面(以下、「抄紙網に接する面」を「抄紙網面」と称する場合がある)の繊維のほぐれ状態は均一になる。一方、抄紙網上に形成中の湿紙上には未だ繊維分散液が存在しており、サクションによる搾水の位置、サクションの強度、抄紙網速度、繊維分散液の流速等によって、湿紙形成完了時における抄紙網面と反対の面(以下、「抄紙網面と反対の面」を「抄紙フェルト面」と称する場合がある)の繊維のほぐれ状態を調整することができる。
 しかし、抄紙網面と比較すると、抄紙フェルト面では、繊維のほぐれ状態における均一性は低下する。また、湿紙形成の中盤から後半には、主体合成繊維とバインダー合成繊維の太さや長さが異なっている場合に、サクションによって同種繊維が寄り集まり、均一性がより低下する場合がある。バインダー合成繊維が寄り集まることによって、部分的にバインダー合成繊維が不足する箇所を招くことがある。そのため、本発明(1)においては、湿式不織布の抄紙網面の繊維配向強度が抄紙フェルト面の繊維配向強度より低くなることから、抄紙網面が塗布面である場合、残存した半透膜の平均面積が小さくなり、半透膜の残存率が高くなるため、半透膜と半透膜支持体の膜剥離強度が高くなる。本発明(2)においては、湿式不織布の抄紙網面の表面強度が抄紙フェルト面の表面強度よりも高くなることから、抄紙網面が塗布面である場合、離脱繊維による半透膜の欠点が減少し、半透膜の成膜時に塩阻止率が向上する。
 湿式抄造法で得られた湿紙を乾燥して得られる原紙は、熱ロールによる熱圧加工(熱カレンダー)処理を行うことが好ましい。熱圧加工装置(熱カレンダー装置)において、ニップされているロール間に原紙が通されることによって、原紙が熱圧加工されることで、バインダー合成繊維を溶融・軟化して主体合成繊維を固定する。原紙にバインダー合成繊維が存在しない箇所があると、本発明(1)においては、半透膜支持体に大きな孔が形成され、半透膜成膜後に半透膜と半透膜支持体の界面で半透膜を剥離した際の半透膜支持体の塗布面に残存した半透膜の平均面積が大きくなり、膜剥離強度向上のための投錨効果が得られにくくなる。また、本発明(2)においては、離脱繊維により半透膜が突き破られ、膜欠点が発生する。そのため、湿式抄造法での原紙内でのバインダー合成繊維の単繊維化と、バインダー合成繊維と主体合成繊維の分散性が重要となる。
 上記の対策を行うことにより、本発明(1)では、半透膜支持体の塗布面及び非塗布面の繊維配向強度、半透膜剥離後の半透膜の残存面積及び残存率をコントロールすることができる。また、本発明(2)では、離脱繊維を抑制することができる。
 抄紙方式としては、例えば、長網、円網、傾斜ワイヤー式等の抄紙方式を用いることができる。これらの抄紙方式の群から選ばれる一機の抄紙方式を有する抄紙機、これらの抄紙方式の群から選ばれる同種又は異種の2機以上の抄紙方式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を使用することができる。また、2層以上の多層構造の湿式不織布を製造する場合には、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別の層を形成する「流延法」等を用いることができる。
 本発明(1)において、半透膜支持体の塗布面の繊維配向強度を1.00以上1.30以下、非塗布面の繊維配向強度を1.00以上1.50以下、かつ半透膜と半透膜支持体の界面で半透膜を剥離した際の半透膜支持体の塗布面に残存した半透膜の平均面積が500μm以下であり、半透膜の残存率が2.5%以上5.0%以下にするためには、いずれの抄紙機においても、スラリーがヘッドボックスから抄紙ワイヤーに着地する際の流速とワイヤー速度の差が小さくなるように調整するのが良い。さらに、スラリーが抄紙ワイヤーに接してから、早いうちに水を引いて脱水を行って、繊維を不動化させることが重要である。そのために、湿式抄造時の濃度(抄水量)、抄造速度、スラリー流速と抄紙ワイヤーの相対速度(J/W比)、ワイヤーパートでの脱水圧力及びドライヤーパートにおける張力バランスの調整を単独又は組み合わせて行うことで、制御することができる。
 抄紙機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って、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付けて乾燥させることを言う。熱ロールの表面温度は、100~180℃が好ましく、100~160℃がより好ましく、110~160℃がさらに好ましい。押し付け圧力は、好ましくは50~1000N/cm、より好ましくは100~800N/cmである。
 半透膜支持体のSkは、湿紙の表面平滑性や熱ロールでの熱圧乾燥の影響を受けるため、熱圧乾燥時の湿紙の熱ロールへの押し付け圧力を調整する必要がある。湿紙表面が荒れた場合や凹凸が生じた場合であっても、熱ロールの表面温度、湿紙の熱ロールへの押し付け圧力を調整することで、半透膜支持体のSkを調整することができる。本発明(2)において、半透膜支持体のSkを14μm以下にするためには、熱圧乾燥時に湿紙の熱ロールへの押し付け圧力を高めに設定し、300~800N/cmがさらに好ましい。また、半透膜支持体のSkを14μm以下にするためには、湿紙の熱圧乾燥の際に、ヤンキードライヤー等の熱ロールに密着させることで平滑性が向上した面を、半透膜支持体の塗布面とすることも効果的である。
 次に、熱ロールによる熱圧加工について説明するが、本発明は下記説明に限定されない。熱圧加工装置(熱カレンダー装置)において、ニップされているロール間に原紙が通されることによって、原紙が熱圧加工される。ロールの組み合わせとしては、2本の金属ロール、金属ロールと樹脂ロール、金属ロールとコットンロール等が挙げられる。2本のロールのうち、少なくとも一方のロールが加熱されて、熱ロールとして使用される。主に、金属ロールが熱ロールとして使用される。熱ロールによる熱圧加工は2回以上行うことも可能であり、その場合、直列に配置された2組以上の上記のロール組み合わせを使用しても良いし、1組のロール組み合わせを用いて、2回加工しても良い。必要に応じて、原紙の表裏を逆にしても良い。熱ロールの表面温度、ロール間のニップ圧力、原紙の加工速度を制御することによって、所望の半透膜支持体が得られる。
 また、原紙に主体合成繊維の毛羽立ちが発生した場合であっても、熱ロールによる熱圧加工時にバインダー合成繊維を最適に溶融・軟化させて毛羽立ちをホールドすることによって、離脱繊維の発生や膜塗布後の欠点になることを防ぐことができる。そのためには、熱ロール温度をバインダー合成繊維の融点付近まで高めること、ニップ圧力を高めることが重要となる。また、加工速度をコントロールすることによって、バインダー合成繊維による毛羽立ちのホールドをある程度調整することができる。また、バインダー合成繊維の含有量を高めることによって、毛羽立ちのバインダー合成繊維によるホールド度合いを高めることができる。
 本発明(2)において、半透膜支持体のSkを14μm以下にするためには、熱圧加工の条件の最適化が必要である。熱圧加工の条件を調整し、塗布面の平滑性を高めることによって、半透膜欠点を防ぐことができる。そのためには、熱ロール温度をバインダー合成繊維の融点付近まで高めること、加工速度をコントロールして半透膜支持体に十分な熱量を与えること、ニップ圧を高めることが重要となる。
 熱ロールの温度はバインダー合成繊維の融点に対して-50℃~-10℃の範囲内であることが好ましい。より好ましくは、-40℃~-15℃の範囲内であり、さらに好ましくは、-30℃~-15℃の範囲である。熱圧加工における熱ロールの温度がバインダー合成繊維の融点に対して-50℃を下回る場合、バインダー合成繊維の温度が十分に上がらず、主体合成繊維との接着不良が生じ、半透膜支持体の強度が低下する場合や、離脱繊維が発生する場合がある。また、本発明(2)では、原紙が潰れ難くなり、半透膜支持体の塗布面のSkが14μmを超える場合がある。一方、該温度がバインダー合成繊維の融点に対して-10℃を超えた場合、バインダー合成繊維が失活し、バインダー合成繊維と主体合成繊維の接着が不十分になり、離脱繊維が発生する場合や、半透膜支持体が熱ロールに貼り付きやすくなり、半透膜支持体の表面が不均一になる場合がある。また、本発明(1)では、塗布面の繊維配向強度が1.30を超える場合又は非塗布面の繊維配向強度が1.50を超える場合がある。本発明(2)では、半透膜支持体の塗布面のSkが14μmを超える場合がある。
 熱圧加工におけるロールのニップ圧力は、好ましくは19~180kN/mであり、より好ましくは45~140kN/mである。該ニップ圧力が19kN/m未満の場合、熱ロールと原紙の密着が低くなり、繊維の毛羽立ちが起こり、離脱繊維が発生する場合がある。本発明(1)では、半透膜と半透膜支持体の界面で半透膜を剥離した際の半透膜支持体の塗布面に残存した半透膜の平均面積が500μmを超える場合がある。また、本発明(2)では、半透膜支持体のSkが14μmを超える場合がある。一方、該ニップ圧力が180kN/mを超えた場合、半透膜支持体が高密度化し、半透膜溶液の浸透が減り、半透膜と半透膜支持体の接着性が低下する場合や、ロールへの過剰な負荷が増すことによって、ロール寿命を短くする場合がある。
 熱圧加工における加工速度は、好ましくは4~100m/minであり、より好ましくは10~80m/minである。該加工速度が4m/min未満の場合、生産性が劣ると共に、半透膜支持体の密度が高まり、通気性が低下し、半透膜溶液が浸透しにくくなり、半透膜と半透膜支持体の接着性が低下する場合がある。一方、該加工速度が100m/minを超えた場合、原紙への熱の伝達が不十分となり、主体合成繊維の毛羽立ちが発生することにより、離脱繊維が発生する場合がある。また、本発明(1)では、塗布面の繊維配向強度が1.30を超える場合、非塗布面の配向強度が1.50を超える場合や、半透膜と半透膜支持体の界面で半透膜を剥離した際の半透膜支持体の塗布面に残存した半透膜の平均面積が500μmを超える場合がある。また、本発明(2)では、半透膜支持体のSkが14μmを超える場合がある。
 半透膜支持体の坪量は、特に限定しないが、20~150g/mが好ましく、より好ましくは50~100g/mである。該坪量が20g/m未満の場合は、十分な引張強度が得られず、半透膜支持体が破れる場合がある。また、該坪量が150g/mを超えた場合、通液抵抗が高くなる場合や厚みが増してユニットやモジュール内に規定量の半透膜を収納できない場合がある。
 また、半透膜支持体の密度は、0.5~1.0g/cmであることが好ましく、より好ましくは0.6~0.9g/cmである。該密度が0.5g/cm未満の場合は、厚みが厚くなるため、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、半透膜の寿命が短くなってしまうことがある。一方、該密度が1.0g/cmを超える場合は、半透膜溶液が半透膜支持体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悪くなる場合や、半透膜成膜時の通液性が低くなることがあり、半透膜の寿命が短くなる場合がある。
 半透膜支持体の厚みは、50~150μmであることが好ましく、60~130μmであることがより好ましく、70~120μmであることがさらに好ましい。該厚みが150μm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、半透膜の寿命が短くなる場合がある。一方、該厚みが50μm未満の場合、十分な引張強度が得られない場合や通液性が低くなって、半透膜の寿命が短くなる場合がある。
 本発明を実施例によりさらに詳細に説明する。以下、特に断りの無い限り、実施例に記載される部及び比率は質量を基準とする。
<本発明(1)を説明する実施例>
≪主体合成繊維≫
PET繊維1-1:ポリエチレンテレフタレートからなる、繊維径7.5μm、繊維長5mm、Sb元素溶出量0.12μg/gの延伸ポリエステル繊維。
PET繊維1-2:ポリエチレンテレフタレートからなる、繊維径7.5μm、繊維長5mm、Sb元素溶出量0.01μg/gの延伸ポリエステル繊維。
PET繊維1-3:ポリエチレンテレフタレートからなる、繊維径7.5μm、繊維長6mm、Sb元素溶出量10.3μg/gの延伸ポリエステル繊維。
PET繊維1-4:ポリエチレンテレフタレートからなる、繊維径12.5μm、繊維長5mm、Sb溶出量11.9μg/gの延伸ポリエステル繊維。
≪バインダー合成繊維≫
PET繊維1-5:ポリエチレンテレフタレートからなる、繊維径10.5μm、繊維長5mm、Sb元素溶出量0.04μg/gの未延伸ポリエステル繊維。
PET繊維1-6:ポリエチレンテレフタレートからなる、繊維径13.6μm、繊維長5mm、Sb元素溶出量0.01μg/gの未延伸ポリエステル繊維。
PET繊維1-7:ポリエチレンテレフタレートからなる、繊維径11.8μm、繊維長5mm、Sb元素溶出量2.3μg/gの未延伸ポリエステル繊維。
(原紙1-1~1-19、1-21及び1-22の製造:二段階分散有)
 2mの分散タンクに水を投入後、表1に示す繊維配合で、バインダー合成繊維を先に分散タンクに投入し3分間分散した後、主体合成繊維を分散タンクに投入し7分間混合分散(分散濃度2.0%)して、傾斜ワイヤー/円網複合抄紙機を用い、傾斜ワイヤー上で形成した湿紙と、円網ワイヤー上で形成した湿紙を積層させた後、表面温度130℃のヤンキードライヤーにて熱圧乾燥し、目標坪量70g/mの原紙1-1~1-19、1-21及び1-22を得た。なお、傾斜ワイヤーと円網の繊維配合は同じである。
(原紙1-20の製造:二段階分散無)
 2mの分散タンクに水を投入後、表1に示す繊維配合で、バインダー合成繊維と主体合成繊維を同時に分散タンクに投入し7分間混合分散(分散濃度2.0%)して、傾斜ワイヤー/円網複合抄紙機を用い、傾斜ワイヤー上で形成した湿紙と、円網ワイヤー上で形成した湿紙を積層させた後、表面温度130℃のヤンキードライヤーにて熱圧乾燥し、目標坪量70g/mの原紙1-20を得た。なお、傾斜ワイヤーと円網の繊維配合は同じである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
(熱カレンダー処理)
 得られた原紙に対して、金属ロール(熱ロール)-弾性ロールの組み合わせの熱カレンダー装置、又は、金属ロール(熱ロール)-金属ロール(熱ロール)の組み合わせの熱カレンダー装置にて、表2に記載する熱カレンダー条件で実施例1-1~1-20及び比較例1-1~1-8の半透膜支持体を得た。なお、最初に熱圧加工を行う第1ステージにて、原紙が金属ロール(熱ロール)に接する面(処理面)を塗布面とし、2回目に熱圧加工を行う第2ステージの処理面は、第1ステージと反対面とした。また、金属ロール(熱ロール)-金属ロール(熱ロール)の組み合わせで熱カレンダー処理をした半透膜支持体は、円網面を塗布面とした。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 実施例1-1~1-20及び比較例1-1~1-8で得られた半透膜支持体に対して、以下の測定及び評価を行い、結果を表3に示した。
[坪量]
 JIS P8124:2011に準拠して、坪量を測定した。
[半透膜支持体の厚さと密度]
 JIS P8118:2014に準拠して、厚さを測定し、密度を算出した。
[繊維配向強度]
 半透膜支持体の半透膜が設けられる塗布面と反対の非塗布面を、走査電子顕微鏡(製品名:JSM-6610LV、日本電子社製)を用いて、倍率50倍で二次電子、加速電圧20kV、スポットサイズ30で撮影した。撮影の際、上下はMD方向(流れ方向)、左右はCD方向(幅方向)とした。1つの半透膜支持体の塗布面及び非塗布面につき測定点数10点の撮影を行った。
 プログラム「Fiber Orientation Analysis Ver.8.13 single(FiberOri8s03)」を使用した。本プログラムの中で、元画像から1024ピクセル×1024ピクセルの画像を抽出→移動平均による2値化→FFT変換→two axes modeにて配向角・配高度計算を行い、異方性の度合い「Orientation intensity」を測定した。各半透膜支持体の塗布面及び非塗布面について10点の測定を行った。10点の平均値を「繊維配向強度」とした。
[分離膜の成膜]
 一定のクリアランスを有する定速塗布装置(商品名:TQC全自動フィルムアプリケーター、コーテック社製)を用いて、半透膜支持体の塗布面にポリスルホン樹脂のN,N-ジメチルホルムアミド(DMF)溶液(濃度:18%)を125μmの厚さで塗布し、凝固浴で相分離させ、多孔性ポリスルホン膜を作製した。この多孔性ポリスルホン膜に、m-フェニレンジアミン2質量%、ラウリル硫酸ナトリウム0.15質量%を含む水溶液Aを接触させた後、余分の水溶液Aを除去して、水溶液Aの被覆層を形成した。次いで、水溶液Aの被覆層表面にトリメシン酸クロライド0.3質量%を含有する溶液Bを接触させ、余分な溶液Bを排出した。その後、120℃で乾燥を行い、分離機能層を形成し、多孔性ポリスルホン膜と分離機能層からなる複合半透膜が半透膜支持体の塗布面に設けられた分離膜を得た。得られた分離膜を、以下の残存した半透膜の平均面積測定、半透膜の残存率測定、半透膜の欠点評価、膜剥離強度評価で使用した。
[残存した半透膜の平均面積]
 分離膜を風乾した後、MD方向を長辺として25mm×150mmの短冊状にカットし、分離膜面に両面テープ(商品名:ナイスタック(登録商標)NW-25、ニチバン社製)を貼り付け、膜剥離強度測定用試料を得た。定速緊張形引張試験機「シングルコラム型材料試験機、型番:STB-1225S」(エー・アンド・デイ社製)と用いて、チャック間距離20mmに設定し、チャックの移動速度50mm/minで、半透膜を半透膜支持体から剥離した。
 半透膜を剥離した半透膜支持体の塗布面を、走査電子顕微鏡(製品名:JSM-6610LV、日本電子社製)を用いて、倍率100倍で二次電子、加速電圧20kV、スポットサイズ70で、硫黄(S)元素のマッピング分析(観察サイズ:1285μm×970μm)を行った。1つの半透膜支持体の塗布面につき、測定点数5点のマッピング分析を行った。
 得られたマッピング画像のコピーの上に透明シートを重ね、黒いペン等を用いて、硫黄(S)元素の検出部分を黒く塗り潰し、その後透明シートを白紙にコピーすることにより、硫黄(S)元素検出部分は黒、非検出部分は白と明確に区別した。硫黄(S)元素検出部分がマッピング画像の境界と接する場合は、測定対象とみなさなかった。
 画像解析ソフト「ImageJ」を利用して、二値化を行い、測定点数1点の硫黄(S)元素検出部分の面積(個々の面積)を求め、個々の面積の平均値を算出した。同様に各測定点における、それぞれの硫黄(S)元素検出部分の個々の面積の平均値を算出し、測定点数5点の平均値を「残存した半透膜の平均面積」とした。
[半透膜の残存率]
 半透膜を剥離した半透膜支持体の塗布面を、走査電子顕微鏡(製品名:JSM-6610LV、日本電子社製)を用いて、倍率100倍で二次電子、加速電圧20kV、スポットサイズ70で、硫黄(S)元素のマッピング分析(観察サイズ:1285μm×970μm)を行った。1つの半透膜支持体の塗布面につき、測定点数5点のマッピング分析を行った。
 得られたマッピング画像のコピーの上に透明シートを重ね、黒いペン等を用いて、硫黄(S)元素の検出部分を黒く塗り潰し、その後透明シートを白紙にコピーすることにより、硫黄(S)元素検出部分は黒、非検出部分は白と明確に区別した。硫黄(S)元素検出部分がマッピング画像の境界と接する場合は、測定対象とみなさなかった。
 画像解析ソフト「ImageJ」を利用して、二値化を行い、測定点数1点の硫黄(S)元素検出部分の面積(個々の面積)を求め、個々の面積を加算した総面積とマッピング画像面積(画像面積:1246450μm、観察サイズ:1285μm×970μm)から、マッピング画像中の硫黄元素の占有率を算出した。同様に各測定点における、それぞれの硫黄(S)元素検出部分の総面積とマッピング画像面積からマッピング画像中の硫黄元素の占有率を算出し、測定点数5点の平均値を「半透膜の残存率」とした。
[アンチモン元素溶出量の測定]
 繊維又は半透膜支持体1.6gを、比抵抗18.2MΩ・cm、温度25℃の超純水0.20Lに24時間浸漬させ、溶出液30mLを採取し、これに硝酸(キシダ化学(株)、精密分析用、濃度60%)1μLを添加した後、誘導結合プラズマ質量分析装置(ICP-MS)(装置名:iCAP-Qc、Thermo Fisher Scientific社製)にて、溶出液に含まれるSb元素含有量を測定した上、検量線法により定量した。さらに、Sb元素溶出量を下式にて算出した。なお、該ICP-MSのSb定量下限値は0.1ppbであり、該測定に使用した超純水のSb含有量は定量下限値以下であった。
<式1>
 繊維又は半透膜支持体のSb元素溶出量(μg/g)=溶出液のSb元素含有量(μg/L)×溶出試験に使用した超純水の容積(L)/繊維又は半透膜支持体の質量(g)
[半透膜欠点評価]
 分離膜を14cm×19cmに断裁し、平膜試験装置(商品名:SEPA CFII、Suez社)にセットした。200ppmの染料(ダイレクトブルー1、分子量:993)を含む水溶液を、25℃で膜の供給側と透過側の膜間差圧1.5MPaで通液した。その後、複合半透膜表面に堆積している染料を純水で洗い流し、分離膜を乾燥させ、染色部分(膜欠点部分)の数を測定した。
「0~1箇所」:非常に良好なレベル。
「2~3箇所」:良好なレベル。
「4~6箇所」:使用可能なレベル。
「7箇所以上」:膜性能が劣り、使用不可レベル。
[半透膜裏抜け]
 一定のクリアランスを有する定速塗布装置(商品名:Automatic Film Applicator、安田精機製作所社製)を用いて、台紙の上に半透膜支持体をセットし、半透膜支持体の塗布面に黒色の油性インキを混合したポリスルホン樹脂のDMF溶液(濃度:18%)を塗布し、塗布後に半透膜支持体を貫通して台紙に写ったポリスルホン樹脂の量を目視で観察し、半透膜の裏抜け評価を行った。
「1」:全く裏抜けしていない。非常に良好なレベル。
「2」:小さな点状で、ごくわずかに裏抜けしている。良好なレベル。
「3」:小さな点状で、裏抜けしている。実用上、使用可能レベル。
「4」:大きな点状で、多く裏抜けしている。実用上、使用不可レベル。
[膜剥離強度]
 分離膜を風乾した後、MD方向を長辺として25mm×150mmの短冊状にカットし、分離膜面に両面テープ(商品名:ナイスタック(登録商標)NW-25、ニチバン社製)を貼り付け、膜剥離強度測定用試料を得た。定速緊張形引張試験機「シングルコラム型材料試験機、型番:STB-1225S」(エー・アンド・デイ社製)と用いて、チャック間距離20mmに設定し、チャックの移動速度50mm/minとして、T型剥離試験を行い、試験開始から移動量20mm~80mmの剥離強度の平均を算出することにより、剥離強度を得た。各試料について、得られた10個の剥離強度の平均値を表3に示している。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
 実施例1-1~1-20の半透膜支持体は、主体合成繊維とバインダー合成繊維とを含有する湿式不織布からなり、半透膜が設けられる塗布面の繊維配向強度が1.00以上1.30以下、非塗布面の繊維配向強度が1.00以上1.50以下であり、かつ半透膜と半透膜支持体の界面で半透膜を剥離した際の半透膜支持体の塗布面に残存した半透膜の平均面積が500μm以下であり、半透膜の残存率が2.5%以上5.0%以下であるため、半透膜の欠点が少なく、半透膜が裏抜けし難く、半透膜と半透膜支持体の膜剥離強度が高いことが分かった。
 実施例1-1及び実施例1-5~1-8の比較、並びに実施例1-9及び実施例1-11~1-12の比較から半透膜支持体の塗布面及び非塗布面の繊維配向強度は、抄造条件及び繊維配合によって調整可能であることが分かる。
 実施例1-1と比較例1-1、実施例1-3と比較例1-2、実施例1-7と比較例1-4、実施例1-10と比較例1-5の半透膜支持体をそれぞれ比較すると、抄造速度を上げ、抄き水量及びJ/W比を下げると、透膜塗布面の繊維配向強度が1.30を超え、非当面の繊維配向強度が1.50を超え、半透膜浸透面積が500μmを超え、半透膜の残存率が2.0%を下回るため、膜剥離強度が低い結果であった。
 バインダー合成繊維の含有量が35%である実施例1-1の半透膜支持体と、バインダー合成繊維の含有量が30%である実施例1-9の半透膜支持体と、バインダー合成繊維の含有量が25%である実施例1-13の半透膜支持体を比較すると、バインダー合成繊維の含有量が増加すると、膜剥離強度が高くなることが分かる。一方、実施例1-13のPET繊維1-1を、Sb元素溶出量が多いPET繊維1-3に変えた比較例1-7は、半透膜の欠点及び半透膜裏抜けが悪くなり、膜剥離強度が低下することが分かる。
 塗布面の繊維配向強度が1.00以上1.30以下、非塗布面の繊維配向強度が1.00以上1.50以下であり、半透膜と半透膜支持体の界面で半透膜を剥離した際の半透膜支持体の塗布面に残存した半透膜の平均面積が500μm以下、半透膜の残存率が2.5%以上5.0%以下であり、半透膜支持体のSb元素溶出量が1.5μg/g未満である実施例1-1の半透膜支持体に対し、塗布面の繊維配向強度が1.00以上1.30以下、非塗布面の繊維配向強度が1.00以上1.50以下であり、半透膜と半透膜支持体の界面で半透膜を剥離した際の半透膜支持体の塗布面に残存した半透膜の平均面積が500μm以下、半透膜の残存率が2.5%以上5.0%以下であり、半透膜支持体のSb元素溶出量が1.5μg/gを超える実施例1-20の半透膜支持体は、使用可能レベルであるが、半透膜欠点が増加し、膜剥離強度が低下することが分かる。
 塗布面が円網面である実施例1-1、1-2、1-9の半透膜支持体に対し、塗布面が傾斜ワイヤー面である実施例1-3、1-4、1-10において、実施例1-1と実施例1-3、実施例1-2と実施例1-4、実施例1-9と実施例1-10をそれぞれ比較すると、傾斜ワイヤー面に比べ円網面の塗布面の繊維配向強度が低いため、半透膜欠点が少なくなることが分かる。
 原紙製造時に二段階分散を行った実施例1-1の半透膜支持体に対し、二段階分散を行わなかった比較例1-6の半透膜支持体は、半透膜塗布面の繊維配向強度が1.30を超え、非当面の繊維配向強度が1.50を超え、半透膜と半透膜支持体の界面で半透膜を剥離した際の半透膜支持体の塗布面に残存した半透膜の平均面積が500μmを超え、半透膜の残存率が2.5%を下回るため、膜剥離強度が低い結果であった。
 実施例1-1及び1-2と比較例1-3との比較から、第2ステージの熱ロールの温度が低かった比較例1-3は、半透膜の残存率が高く、半透膜の裏抜けが発生し、膜剥離強度も低かった。
 Sb元素溶出量が多いPET繊維1-3及び1-4を配合し、第1ステージのロールの組み合わせを金属ロール-金属ロールに変えた比較例1-8は、半透膜の残存率が2.5%より低いため、膜剥離強度が低いことが分かる。
<本発明(2)を説明する実施例>
≪主体合成繊維≫
PET繊維2-1:ポリエチレンテレフタレートからなる、繊維径7.5μm、繊維長5mm、Sb元素溶出量0.01μg/g以下の延伸ポリエステル繊維。
PET繊維2-2:ポリエチレンテレフタレートからなる、繊維径7.5μm、繊維長5mm、Sb元素溶出量0.12μg/gの延伸ポリエステル繊維。
PET繊維2-3:ポリエチレンテレフタレートからなる、繊維径7.5μm、繊維長6mm、Sb元素溶出量10.3μg/gの延伸ポリエステル繊維。
PET繊維2-4:ポリエチレンテレフタレートからなる、繊維径12.5μm、繊維長5mm、Sb元素溶出量11.9μg/gの延伸ポリエステル繊維。
≪バインダー合成繊維≫
PET繊維2-5:ポリエチレンテレフタレートからなる、繊維径11.8μm、繊維長5mm、Sb元素溶出量2.3μg/gの未延伸ポリエステル繊維。
PET繊維2-6:ポリエチレンテレフタレートからなる、繊維径10.5μm、繊維長5mm、Sb元素溶出量0.04μg/gの未延伸ポリエステル繊維。
PET繊維2-7:ポリエチレンテレフタレートからなる、繊維径11.8μm、繊維長5mm、Sb元素溶出量0.01μg/g以下の未延伸ポリエステル繊維。
PET繊維2-8:ポリエチレンテレフタレートからなる、繊維径13.6μm、繊維長5mm、Sb元素溶出量0.01μg/g以下の未延伸ポリエステル繊維。
PET繊維2-9:ポリエチレンテレフタレートからなる、繊維径13.6μm、繊維長10mm、Sb元素溶出量0.01μg/g以下の未延伸ポリエステル繊維。
(原紙2-1~2-3及び2-5~2-16の製造:二段階分散有)
 2mの分散タンクに水を投入後、表4に示す繊維配合で、バインダー合成繊維を先に分散タンクに投入し3分間分散した後、主体合成繊維を分散タンクに投入し7分間混合分散(分散濃度2.0%)して、傾斜ワイヤー/円網複合抄紙機を用い、傾斜ワイヤー上で形成した湿紙と、円網上で形成した湿紙を積層させた後、表面温度130℃のヤンキードライヤーにて熱圧乾燥し、目標坪量70g/mの原紙2-1~2-3及び2-5~2-16を得た。なお、傾斜ワイヤーと円網の繊維配合は、同じである。
(原紙2-4の製造:二段階分散無)
 2mの分散タンクに水を投入後、表4に示す繊維配合で、バインダー合成繊維と主体合成繊維を同時に分散タンクに投入し7分間混合分散(分散濃度2.0%)して、傾斜ワイヤー/円網複合抄紙機を用い、傾斜ワイヤー上で形成した湿紙と、円網上で形成した湿紙を積層させた後、表面温度130℃のヤンキードライヤーにて熱圧乾燥し、目標坪量70g/mの原紙2-4を得た。なお、傾斜ワイヤーと円網の繊維配合は同じである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
(熱カレンダー処理)
 得られた原紙に対して、金属ロール(熱ロール)-弾性ロールの組み合わせの熱カレンダー装置、又は、金属ロール(熱ロール)-金属ロール(熱ロール)の組み合わせの熱カレンダー装置にて、表5に記載する熱カレンダー条件で実施例2-1~2-16及び比較例2-1~2-7の半透膜支持体を得た。なお、最初に熱圧加工を行う第1ステージにて、原紙が金属ロール(熱ロール)に接する面(処理面)を塗布面とし、2回目に熱圧加工を行う第2ステージの処理面は、第1ステージと反対面とした。表5において、円網面が円網で形成された面であり、傾斜面が傾斜ワイヤーで形成された面である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
 実施例2-1~2-16及び比較例2-1~2-7で得られた半透膜支持体に対して、以下の測定及び評価を行い、結果を表6に示した。
[坪量]
 JIS P8124:2011に準拠して、坪量を測定した。
[半透膜支持体の厚さと密度]
 JIS P8118:2014に準拠して測定した。
[テープ剥離試験:離脱繊維数]
 半透膜支持体を幅45mm×長さ60mmに断裁して試料とする。断裁した半透膜支持体の塗布面に幅24mm、長さ100mm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)を試料の中央部に長さ方向にテープ両端がはみ出すようゴムマット上で貼り付ける。テープを貼った試料の上で表面が平滑な金属ロール(直径4cm、長さ30cm、重さ3kg)を3回転がし、テープを試料に均一に貼り付ける。貼り付けたテープの試料からはみ出した部分を持ち、試料からテープをゆっくりと剥がし、テープに貼り付いた繊維を観察する。試料を5枚準備して、5回のテストを行った。試料から剥がしたテープの中央部(20mm×50mm)に存在する、離脱繊維の本数を計測し、5回のテストの平均数を算出した。
[コア部のレベル差Skの測定]
 半透膜支持体を幅45mm×長さ60mmに断裁して試料とする。共焦点レーザー顕微鏡(商品名:VK-X1050、キーエンス社製)を用い、観察倍率20倍に設定し、撮影サイズを縦3mm×横2mmに設定し、撮影を行う。計測領域は全領域を指定し、Skを測定する。
[アンチモン元素溶出量の測定]
 主体合成繊維、バインダー合成繊維又は半透膜支持体1.6gを、比抵抗18.2MΩ・cm、温度25℃の超純水0.20Lに24時間浸漬させて得られた溶出液30mLを採取し、これに硝酸(キシダ化学(株)、精密分析用、濃度60%)1μLを添加した後、誘導結合プラズマ質量分析装置(ICP-MS)(装置名:iCAP-Qc、Thermo Fisher Scientific社製)にて、溶出液に含まれるSb元素含有量を測定した上、検量線法により定量した。さらに、Sb元素溶出量を<式1>にて算出した。なお、該ICP-MSのSb定量下限値は0.1ppbであり、該測定に使用した超純水のSb含有量は定量下限値以下であった。
<式1>
 繊維又は半透膜支持体のSb元素溶出量(μg/g)=溶出液のSb元素含有量(μg/L)×溶出試験に使用した超純水の容積(L)/繊維又は半透膜支持体の質量(g)
[塩阻止率の測定]
 一定のクリアランスを有する定速塗布装置(商品名:TQC全自動フィルムアプリケーター、コーテック社製)を用いて、半透膜支持体の塗布面にポリスルホン樹脂のDMF溶液(濃度:18%)を125μmの厚さで塗布し、凝固浴で相分離させ、多孔性ポリスルホン膜を作製した。この多孔性ポリスルホン膜に、m-フェニレンジアミン2質量%、ラウリル硫酸ナトリウム0.15質量%を含む水溶液Aを接触させた後、余分の水溶液Aを除去して、水溶液Aの被覆層を形成した。次いで、水溶液Aの被覆層表面にトリメシン酸クロライド0.3質量%を含有する溶液Bを接触させ、余分な溶液Bを排出した。その後、120℃で乾燥を行い、分離機能層を形成し、多孔性ポリスルホン膜と分離機能層からなる複合半透膜が半透膜支持体の塗布面に設けられた分離膜を得た。
 分離膜を14cm×19cmに断裁し、平膜試験装置(商品名:SEPA CFII、Suez社)にセットした。25℃の3.0質量%の塩化ナトリウム水溶液を供給側と透過側の膜間差圧5.0MPaで通液した。この操作によって得られた透過水の電導度を測定し、塩阻止率(%)を算出した。塩阻止率は、塩化ナトリウム濃度と水溶液電導度から検量線を作成し、それを用いて<式2>より算出した。
<式2>
 塩阻止率(%)=(1-(透過液の塩化ナトリウム濃度)/(供給液の塩化ナトリウム濃度))×100
[半透膜欠点評価]
 分離膜を14cm×19cmに断裁し、平膜試験装置(商品名:SEPA CFII、Suez社)にセットした。200ppmの染料(ダイレクトブルー1、分子量:993)を含む水溶液を、25℃で膜の供給側と透過側の膜間差圧1.5MPaで通液した。その後、複合半透膜表面に堆積している染料を純水で洗い流し、分離膜を乾燥させ、染色部分(膜欠点部分)の数を測定した。
 0~1箇所は非常に良好なレベルであり、2~3箇所は良好なレベルであり、4~6箇所は使用可能なレベルであり、7箇所以上は膜性能が劣り使用不可レベルである。
[半透膜裏抜け]
 一定のクリアランスを有する定速塗布装置(商品名:Automatic Film Applicator、安田精機製作所社製)を用いて、台紙の上に半透膜支持体をセットし、半透膜支持体の塗布面に黒色の油性インキを混合したポリスルホン樹脂のDMF溶液(濃度:18%)を塗布し、塗布後に半透膜支持体を貫通して台紙に写ったポリスルホン樹脂の量を目視で観察し、半透膜の裏抜け評価を行った。
1:全く裏抜けしていない。非常に良好なレベル。
2:小さな点状で、ごくわずかに裏抜けしている。良好なレベル。
3:小さな点状で、裏抜けしている。実用上、使用可能レベル。
4:大きな点状で、多く裏抜けしている。実用上、使用不可レベル。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
 実施例2-1~2-16の半透膜支持体は、主体合成繊維とバインダー合成繊維とを含有する湿式不織布からなり、テープ剥離試験での離脱繊維が30本以下であり、かつ共焦点レーザー顕微鏡によって半透膜が設けられる塗布面の表面粗さを測定して得られるコア部のレベル差が14μm以下であるため、塩阻止率が高く、半透膜の欠点が少なく、半透膜が裏抜けし難いことが分かった。
 実施例2-1~2-3と比較例2-1及び2-2との比較並びに実施例2-7と比較例2-4及び2-5との比較から、第1ステージの熱ロール又は第2ステージの熱ロールの温度が低かった比較例2-1及び2-2並びに比較例2-4及び2-5の半透膜支持体は、離脱繊維が30本を超え、塩阻止率が低かった。
 バインダー合成繊維の含有量が25%である実施例2-5の半透膜支持体は、バインダー合成繊維の含有量が30%である実施例2-1の半透膜支持体と比較して、塩阻止率が低く、半透膜の欠点が多かったが、使用可能なレベルであった。一方、実施例2-5のPET繊維2-1を、Sb元素溶出量が多いPET繊維2-3に変えた比較例2-6は、離脱繊維が多く、塩阻止率が低いことが分かる。
 Sb元素溶出量が多いPET繊維2-3と、Sb元素溶出量が多く、かつ、繊維径が太いPET繊維2-4を配合し、第1ステージのロールの組み合わせを金属ロール-金属ロールに変えた比較例2-7は、離脱繊維が多く、コア部レベル差Skが14μmを超えるため、塩阻止率が低いことが分かる。
 半透膜支持体のSb元素溶出量が1.5μg/g以下である実施例2-1~2-15並びに比較例2-1、2-2、2-4及び2-5の半透膜支持体において、第1ステージ又は第2ステージの熱ロールの温度が低い比較例2-1、2-2、2-4及び2-5では、離脱繊維が30本を超え、コア部レベル差Skが高いため、塩阻止率が低いことが分かる。
 塗布面が円網面の実施例2-1の半透膜支持体に対し、塗布面が傾斜ワイヤー面である実施例2-4の半透膜支持体は、使用可能なレベルではあるが、半透膜の欠点が増加し、塩阻止率が低下することが分かる。
 原紙製造時に二段階分散を行った実施例2-6の半透膜支持体に対し、二段階分散を行わなかった比較例2-3の半透膜支持体は、コア部レベル差Skが14μmを超え、半透膜の欠点評価において使用不可のレベルであった。
 テープ剥離試験での離脱繊維が30本以下であり、コア部レベル差Skが14μm以下であり、主体合成繊維及びバインダー合成繊維のSb元素溶出量が5μg/g未満であり、半透膜支持体のSb元素溶出量が1.5μg/g未満である実施例2-1及び2-7の半透膜に対し、離脱繊維が30本以下であり、かつコア部レベル差Skが14μm以下であるが、主体合成繊維のSb元素溶出量が5μg/gを超え、半透膜支持体のSb元素溶出量1.5μg/gを超える実施例2-16の半透膜支持体は、使用可能なレベルではあるが、半透膜の欠点が増加し、塩阻止率が低下することが分かる。
 本発明の半透膜支持体は、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利用することができる。

Claims (5)

  1.  主体合成繊維とバインダー合成繊維とを含有する湿式不織布からなる半透膜支持体において、半透膜が設けられる塗布面の繊維配向強度が1.00以上1.30以下であり、非塗布面の繊維配向強度が1.00以上1.50以下であり、かつ半透膜と半透膜支持体の界面で半透膜を剥離した際の半透膜支持体の塗布面に残存した半透膜の平均面積が500μm以下であり、半透膜の残存率が2.5%以上5.0%以下であることを特徴とする半透膜支持体。
  2.  主体合成繊維とバインダー合成繊維とを含有する湿式不織布からなる半透膜支持体において、テープ剥離試験での離脱繊維が30本以下であり、かつ共焦点レーザー顕微鏡によって半透膜が設けられる塗布面の表面粗さを測定して得られるコア部のレベル差が14μm以下であることを特徴とする半透膜支持体。
  3.  主体合成繊維又はバインダー合成繊維におけるアンチモン元素溶出量が5μg/g未満である請求項1又は2に記載の半透膜支持体。
  4.  半透膜支持体のアンチモン元素溶出量が1.5μg/g未満である請求項1又は2に記載の半透膜支持体。
  5.  請求項1~4のいずれか記載の半透膜支持体を製造する半透膜支持体の製造方法において、バインダー合成繊維を分散した後に主体合成繊維を分散して得られる繊維分散液から湿式抄造法によって半透膜支持体を製造することを特徴とする半透膜支持体の製造方法。
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