無(wú)紡布、分離膜支持體、分離膜、流體分離元件及無(wú)紡布的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及具有2個(gè)面的不對(duì)稱性并且在高溫條件下翅曲小，尺寸穩(wěn)定性優(yōu)異的 無(wú)紡布，特別是設(shè)及可W適合用于反滲透膜等的分離膜支持體等用途的無(wú)紡布。此外，本發(fā) 明設(shè)及使用了該無(wú)紡布的分離膜支持體、使用了該分離膜支持體的分離膜、使用了該分離 膜的流體分離元件和無(wú)紡布的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在近年來的水處理中，大多數(shù)的情況下應(yīng)用了膜技術(shù)。例如，在凈水廠的水處理 中，使用了微濾膜、超濾膜，此外在海水的淡水化中，使用了反滲透膜。此外，在半導(dǎo)體制造 用水、鍋爐用水、醫(yī)療用水和實(shí)驗(yàn)室用純水等的處理中，使用了反滲透膜、納濾膜。進(jìn)一步， 在下水道廢水的處理中，也應(yīng)用了使用了微濾膜、超濾膜的膜分離活性污泥法。
[0003] 運(yùn)些分離膜根據(jù)其形狀大致分為平膜和中空絲膜。在運(yùn)些分離膜中，主要由合成 聚合物形成的平膜如果是單獨(dú)的具有分離功能的膜則機(jī)械強(qiáng)度差，因此一般而言往往與無(wú) 紡布、織布等分離膜支持體一體化來使用。
[0004] 一般而言，具有分離功能的膜與分離膜支持體通過在無(wú)紡布、織布等分離膜支持 體上，將成為具有分離功能的膜的原料的高分子聚合物的溶液進(jìn)行流延使其粘著的方法來 一體化。此外，在反滲透膜等半透膜中，通過在無(wú)紡布、織布等分離膜支持體上將高分子聚 合物的溶液進(jìn)行流延來形成支持層之后，在該支持層上形成半透膜的方法等來一體化。
[0005] 因此，對(duì)于作為分離膜支持體使用的無(wú)紡布，要求下述那樣優(yōu)異的制膜性，即不發(fā) 生:在將高分子聚合物的溶液進(jìn)行流延時(shí)它們由于過度滲透而透印，或膜物質(zhì)剝離，進(jìn)一步 由于無(wú)紡布的起毛等而產(chǎn)生膜的不均勻化、針孔等缺陷。此外，為了 W高成品率穩(wěn)定地制造 分離膜，對(duì)于在分離膜制造工序中作為支持體而使用的無(wú)紡布，還要求在將高分子聚合物 的溶液進(jìn)行流延時(shí)它們不易由于過度滲透而透印，或相對(duì)于無(wú)紡布所受到的熱、張力不易 變形的高尺寸穩(wěn)定性。
[0006] 此外，作為用于使分離膜的操作容易的流體分離元件的形態(tài)，可舉出平膜的板框 型、權(quán)型和螺旋型等的流體分離元件。例如，如果為板框型的流體分離元件，則需要在框上 安裝切割成規(guī)定大小的分離膜的工序，此外如果為螺旋型的流體分離元件，則需要使切割 成規(guī)定大小的分離膜彼此的外周部貼合而加工成信封狀，卷纏在集水管的周圍的工序。因 此，對(duì)于作為分離膜支持體而使用的無(wú)紡布，要求在運(yùn)些工序中膜沒有彎折或變圓運(yùn)樣的 優(yōu)異的加工性。
[0007] 進(jìn)一步，往往在高壓下使用的反滲透膜等半透膜的情況下，對(duì)作為支持體使用的 無(wú)紡布特別要求高機(jī)械強(qiáng)度。
[000引 W往，作為運(yùn)樣的包含無(wú)紡布的分離膜支持體，提出了一種分離膜支持體，其包含 將使用了粗纖維的篩孔和表面粗糖度大的表面層、與使用了細(xì)纖維的篩孔小且具有致密結(jié) 構(gòu)的背面層的雙重結(jié)構(gòu)作為基礎(chǔ)的多層結(jié)構(gòu)體的無(wú)紡布(參照專利文獻(xiàn)1。）。
[0009] 此外，提出了一種半透膜支持體，其是包含含有合成樹脂細(xì)纖維的主體纖維和粘 合劑纖維，抄紙后加熱加壓處理而制造的無(wú)紡布，抄紙流動(dòng)方向與寬度方向的抗拉強(qiáng)度比 在2:1~1:1(參照專利文獻(xiàn)2。）。此外，提出了一種包含無(wú)紡布的分離膜支持體，配置于分離 膜的制膜面?zhèn)鹊睦w維與配置于分離膜的非制膜面?zhèn)鹊睦w維相比為橫向取向（參照專利文獻(xiàn) 3。）。
[0010] 在運(yùn)些文獻(xiàn)中，對(duì)于分離膜制造時(shí)的制膜性、制膜后的凝固、洗涂槽通過時(shí)的加工 性和流體分離元件制造時(shí)的加工性有提案、記載，此外，對(duì)于抑制在分離膜支持體上分離膜 等凝固并收縮時(shí)的支持體的變形也有提及。
[0011] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn) [0012]專利文獻(xiàn)
[0013] 專利文獻(xiàn)1:日本特公平4-21526號(hào)公報(bào)
[0014] 專利文獻(xiàn)2:日本特開2002-95937號(hào)公報(bào)
[0015] 專利文獻(xiàn)3:日本特開2011-161344號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0016] 發(fā)明所要解決的課題
[0017] 然而，在上述的現(xiàn)有技術(shù)中，沒有關(guān)于在制造分離膜、流體分離元件時(shí)，對(duì)于在其 制造工序中作為分離膜支持體的無(wú)紡布所受到的熱，W高成品率穩(wěn)定地制造的具體提案、 記載。
[0018] 因此，本發(fā)明的目的在于提供一種無(wú)紡布，其在用作反滲透膜等的分離膜支持體 時(shí)，即使對(duì)于制膜時(shí)和流體分離元件制造時(shí)所受到的熱，也具有高成品率和穩(wěn)定的加工性， 此外具有優(yōu)異的機(jī)械強(qiáng)度。
[0019] 本發(fā)明的其它目的在于提供使用了上述無(wú)紡布的分離膜支持體、使用了該分離膜 支持體的分離膜和流體分離元件。
[0020] 用于解決課題的方法
[0021] 本發(fā)明是為了解決上述課題而提出的，本發(fā)明的無(wú)紡布的特征在于，2個(gè)面的平滑 度之差為10秒W上50秒W下，在沸水中處理5分鐘之后的沸水卷曲高度為OmmW上8. OmmW 下。
[0022] 根據(jù)本發(fā)明的無(wú)紡布的優(yōu)選方式，上述無(wú)紡布包含在高烙點(diǎn)聚合物的周圍配有烙 點(diǎn)比該高烙點(diǎn)聚合物的烙點(diǎn)低的低烙點(diǎn)聚合物的復(fù)合型纖維，該高烙點(diǎn)聚合物與該低烙點(diǎn) 聚合物的烙點(diǎn)差為l〇°C W上140°C W下，該復(fù)合型纖維中包含50質(zhì)量％ ^上90質(zhì)量％ ^下 的該高烙點(diǎn)聚合物。
[0023] 根據(jù)本發(fā)明的無(wú)紡布的優(yōu)選方式，上述無(wú)紡布為紡粘無(wú)紡布。
[0024] 本發(fā)明的分離膜支持體是包含上述無(wú)紡布的分離膜支持體。
[0025] 本發(fā)明的分離膜是在上述分離膜支持體的表面上形成具有分離功能的膜而成的 分離膜。
[0026] 本發(fā)明的流體分離元件是包含上述分離膜作為構(gòu)成要素的流體分離元件。
[0027] 本發(fā)明的無(wú)紡布的制造方法為上述無(wú)紡布的制造方法，是將包含可動(dòng)非晶量為 10% W上70% W下的聚醋纖維的無(wú)紡布片用1對(duì)平面社漉進(jìn)行熱壓接的無(wú)紡布的制造方 法。
[0028] 根據(jù)本發(fā)明的無(wú)紡布的制造方法的優(yōu)選方式，是上述的可動(dòng)非晶量為40% W上 70 % W下的無(wú)紡布的制造方法。
[0029] 根據(jù)本發(fā)明的無(wú)紡布的制造方法的優(yōu)選方式，是上述無(wú)紡布片是在平面社漉間進(jìn) 行了預(yù)備熱壓接的填充密度0.1 W上0.3W下的無(wú)紡布片，該預(yù)備熱壓接時(shí)的平面社漉的溫 度與構(gòu)成無(wú)紡布片的纖維的烙點(diǎn)之差為30°C W上13(TC W下的無(wú)紡布的制造方法。
[0030] 發(fā)明的效果
[0031] 根據(jù)本發(fā)明，可W獲得具有沒有在作為反滲透膜等的分離膜支持體使用時(shí)的、流 延了的高分子聚合物溶液由于過度滲透而透印，或膜物質(zhì)剝離，或產(chǎn)生針孔等缺陷，或膜彎 折或變圓的情況的優(yōu)異制膜性，具有沒有在流體分離元件制造時(shí)膜彎折或變圓的情況那樣 的優(yōu)異加工性，此外具有沒有由于作為分離膜、流體分離元件使用時(shí)所受到的壓力等而變 形或斷裂的情況的優(yōu)異機(jī)械強(qiáng)度的無(wú)紡布。
[0032] 運(yùn)樣，本發(fā)明的無(wú)紡布適合用作反滲透膜等的分離膜支持體。
【具體實(shí)施方式】
[0033] 本發(fā)明的無(wú)紡布是2個(gè)面的平滑度之差為10秒W上50秒W下，在沸水中處理5分鐘 之后的沸水卷曲高度為Omm W上8. Omm W下的無(wú)紡布。
[0034] 作為構(gòu)成本發(fā)明的無(wú)紡布的纖維的聚合物，可舉出例如，聚醋系聚合物、聚酷胺系 聚合物、聚締控系聚合物、或它們的混合物、共聚物等。其中，從可W獲得機(jī)械強(qiáng)度、耐熱性、 耐水性和耐化學(xué)性等耐久性更優(yōu)異的分離膜支持體考慮，優(yōu)選使用聚醋系聚合物。
[0035] 聚醋系聚合物為由酸成分和醇成分形成的聚醋。作為酸成分，可W使用對(duì)苯二甲 酸、間苯二甲酸和鄰苯二甲酸等芳香族簇酸、己二酸、癸二酸等脂肪族二簇酸、和環(huán)己燒甲 酸等脂環(huán)族二簇酸等。此外，作為醇成分，可W使用乙二醇、二甘醇和聚乙二醇等。
[0036] 作為聚醋系聚合物的例子，可舉出聚對(duì)苯二甲酸乙二醇醋、聚對(duì)苯二甲酸下二醇 醋、聚對(duì)苯二甲酸丙二醇醋、聚糞二甲酸乙二醇醋、聚乳酸和聚班巧酸下二醇醋等、W及它 們的共聚物，其中，優(yōu)選使用聚對(duì)苯二甲酸乙二醇醋。
[0037] 此外，生物降解性聚合物(樹脂）由于用完后的廢棄容易且環(huán)境負(fù)荷小，因此可W 作為構(gòu)成無(wú)紡布的纖維的聚合物使用。作為生物降解性樹脂，可舉出例如，聚乳酸、聚班巧 酸下二醇醋、聚己內(nèi)醋、聚班巧酸乙二醇醋、聚乙醇酸和聚徑基下酸醋等。生物降解性中聚 乳酸是不會(huì)使石油資源枯竭的植物來源的樹脂，是力學(xué)特性、耐熱性也比較高，制造成本低 的生物降解性樹脂，因此優(yōu)選使用。作為特別優(yōu)選使用的聚乳酸，可舉出聚化-乳酸）、聚化-乳酸）、D-乳酸與k乳酸的共聚物、或它們的滲混體。
[0038] 此外，構(gòu)成本發(fā)明的無(wú)紡布的纖維可W為包含單一成分的纖維，可W為包含多個(gè) 成分的復(fù)合型纖維，可W為將多種纖維進(jìn)行了混合的所謂混纖型的纖維，在本發(fā)明的無(wú)紡 布中，特別優(yōu)選使用在高烙點(diǎn)聚合物的周圍配有烙點(diǎn)比該高烙點(diǎn)聚合物的烙點(diǎn)低的低烙點(diǎn) 聚合物的復(fù)合型纖維。
[0039] 通過使用運(yùn)樣的復(fù)合型纖維，由于無(wú)紡布制造時(shí)的熱壓接而無(wú)紡布中的纖維彼此 牢固地粘接，因此即使在將無(wú)紡布的2個(gè)面的平滑度之差增大時(shí)，也可W使沸水卷曲高度為 8.OmmW下，即使在無(wú)紡布使用時(shí)受到熱的情況下也可W抑制無(wú)紡布彎折或變圓的變形。此 夕h在使用無(wú)紡布作為分離膜支持體時(shí)，可W抑制由起毛引起的高分子溶液流延時(shí)的不均 勻化、膜缺陷。此外，與混合有僅由高烙點(diǎn)聚合物形成的纖維和僅由低烙點(diǎn)聚合物形成的纖 維的混纖型相比，粘接點(diǎn)的數(shù)目變多，因此導(dǎo)致機(jī)械強(qiáng)度的提高。
[0040] 構(gòu)成上述復(fù)合型纖維的高烙點(diǎn)聚合物與低烙點(diǎn)聚合物的烙點(diǎn)差優(yōu)選為ICTCW上 140°CW下。通過使烙點(diǎn)差優(yōu)選為10°CW上，更優(yōu)選為20°CW上，進(jìn)一步優(yōu)選為30°CW上，從 而可W不損害配于中屯、部的高烙點(diǎn)聚合物的強(qiáng)度，獲得有助于機(jī)械強(qiáng)度的提高的熱粘接 性。此外，可W抑制相對(duì)無(wú)紡布使用時(shí)所受到的熱的變形。另一方面，通過使烙點(diǎn)差優(yōu)選為 140°C W下，更優(yōu)選為120°C W下，進(jìn)一步優(yōu)選為IOCTCW下，從而可W抑制使用了熱漉的熱 壓接時(shí)低烙點(diǎn)聚合物成分烙合于該漉而生產(chǎn)性降低。
[0041] 關(guān)于高烙點(diǎn)聚合物的烙點(diǎn)，從使用本發(fā)明的無(wú)紡布作為分離膜支持體時(shí)，在分離 膜支持體上形成分離膜時(shí)的制膜性良好，可W獲得耐久性優(yōu)異的分離膜運(yùn)樣的觀點(diǎn)出發(fā)， 優(yōu)選為160°C W上320°C W下。通過使高烙點(diǎn)聚合物的烙點(diǎn)優(yōu)選為160°C W上，更優(yōu)選為170 °C W上，進(jìn)一步優(yōu)選為180°C W上，從而即使在分離膜或流體分離元件制造時(shí)通過施加熱的 工序，尺寸穩(wěn)定性也優(yōu)異。另一方面，通過使高烙點(diǎn)聚合物的烙點(diǎn)優(yōu)選為320°C W下，更優(yōu)選 為300°C W下，進(jìn)一步優(yōu)選為280°C W下，從而極大地消耗無(wú)紡布制造時(shí)用于烙融的熱能，可 W抑制生產(chǎn)性降低。
[0042] 此外，低烙點(diǎn)聚合物的烙點(diǎn)優(yōu)選為120°CW上250°CW下，更優(yōu)選為140°CW上240 °C W下，進(jìn)一步優(yōu)選為230°C W上240°C W下。
[0043] 在高烙點(diǎn)聚合物的周圍配有烙點(diǎn)比該高烙點(diǎn)聚合物的烙點(diǎn)低的低烙點(diǎn)聚合物的 復(fù)合型纖維中所包含的該高烙點(diǎn)聚合物優(yōu)選包含50質(zhì)量％^上90質(zhì)量％^下。通過使復(fù)合 型纖維中所包含的高烙點(diǎn)聚合物優(yōu)選為50質(zhì)量％^上，更優(yōu)選為70質(zhì)量％ ^上，進(jìn)