JPS62129108A

JPS62129108A - 透過膜用支持管の製造方法

Info

Publication number: JPS62129108A
Application number: JP60270236A
Authority: JP
Inventors: Kentaro Tasaka; 田坂　謙太郎; Tatsuya Ogurisu; 小栗栖　達也; Sadamitsu Sasaki; 佐々木　貞光
Original assignee: Nitto Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Nitto Denko Corp
Priority date: 1985-11-30
Filing date: 1985-11-30
Publication date: 1987-06-11
Anticipated expiration: 2009-12-07
Also published as: JPH0698280B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は多孔性透過膜用支持管の製造方法に関し、詳し
くは、積層した多孔性不織布又は織布からなり、機械的
強度にすくれ、且つ、内表面全体が実質的に平坦である
透過膜用支持管の製造方法に関する。

（従来の技術）限外濾過膜や逆浸透膜等の透過膜を用いる分離方法は既
に広く知られている。ここに、透過膜は、通常、その厚
さが５０〜５００μｍ程度であって、膜自体の強度が著
しく小さいので、一般に、不織布管や穿設した強化樹脂
管のような支持管の内表面にかかる透過膜を形成し、こ
のように、透過膜を支持管にて補強した補強管状透過膜
として実用されている。

かかる補強管状透過膜用の支持管の製造方法として、従
来、例えば、特公昭５７−２４１６５号公報に記載され
ているように、心体上に熱可塑性樹脂繊維からなる不織
布のテープをその側縁を相互に重ね合わせて螺旋状に巻
き付け、その重ね合わせ部を加熱溶着する方法が知られ
ている。

しかし、かかる方法においては、得られる支持管に耐負
圧性と機械的強度をもたせるために、通常、２００〜５
００μｍ程度の厚さを有する比較的厚い不織布テープが
用いられるので、第２図に示すように、６体２１上で不
織布テープ２２を加熱溶着した重ね合わせ部２３に段部
２４が生じる結果、得られる支持管は均一な内径を有さ
ず、内表面が平坦でない。従って、かかる支持管の内表
面に透過膜を形成するときは、その透過膜が上記段部２
４において薄くなって、透過膜の強度が低下する結果、
膜処理に際して透過膜が損傷しやすい。しかも、上記溶
着した重ね合わせ部２３は不織布が多孔性を失うため、
このような重ね合わせ部は不透過性となって、膜透過液
の流路を低減させる。そのうえ、かかる重ね合わせ部に
形成された透過膜は、膜処理時に透過膜内に負圧が生じ
たとき、支持管から容易に剥離し、膜損傷の原因となる
。

更に、不織布テープを心棒に巻き付ける際に、これらの
間の摩擦によって支持管の内表面に不織布繊維の毛羽立
ちを生じるので、かかる支持管内表面に透過膜を形成す
るときは、上記毛羽立ちが透過膜を貫通して、ピンホー
ル等の膜欠陥を生成させ、膜の信頼性を著しく損なう。

他方、熱溶着性繊維を含む不織布シートを心体上に巻き
付けて所定の外径となした後、加熱処理し、上記熱溶着
性繊維のみを溶融させることによって、全体を接着して
なる壁厚数士鶴の円筒状フィルターの製造方法が、例え
ば、特開昭５０−３４６８０号公報Ｇこ記載されている
。しかし、透過膜用支持管においては、高い膜透過液流
束を確保するためには、心棒に積層された不織布テープ
の多孔性を確保して、しかも、内径が均一であると共に
、内表面が平坦であることが強く要求されるので、単に
、不織布テープを心棒に巻き付けた後、加熱する方法に
よっては、上記した要求に応え得る透過膜用支持管を得
ることができない。

（発明の目的）本発明は、上記した要求に応えるためになされたもので
あって、積層した不織布又は織布が多孔性構造を保持し
つつ、全体に均一に接合されて、機械的強度にすくれ、
しかも、内表面に毛羽立ちがなく、内表面全体が実質的
に平坦であり、従って、内表面に逆浸透膜や限外濾過膜
等のような透過膜を形成させるとき、膜にピンホール等
の膜欠陥が発生せず、信頼性の極めて高い補強透過膜を
得ることができる透過膜用支持管の製造方法を提供する
ことを目的とする。

（発明の構成）本発明による透過膜用支持管の製造方法の第１は、熱溶
着性繊維を含む不織布又は織布からなる第１のテープを
心体上に側縁を突き合わせて螺旋状に巻き付け、更にそ
の上に上記突き合わせ部と重ならないように側縁を突き
合わせて、不織布又は織布からなる第２のテープを螺旋
状に巻き付けた後、加熱し、上記熱溶着性繊維を溶融又
は軟化させて、上記テープを相互に接着することを特徴
とする。

また、本発明による透過膜用支持管の製造方法の第２は
、熱溶着性繊維を含む不織布又は織布からなる第１のテ
ープを心体上に側縁を突き合わせて螺旋状に巻き付け、
更にその上に上記突き合わせ部と重ならないように側縁
を突き合わせて、不織布又は織布からなる第２のテープ
を螺旋状に巻き付け、次いで、熱溶着性繊維を巻き付け
又は編組した後、加熱し、上記第１のテープにおける熱
溶着性繊維を溶融又は軟化させて、上記テープを相互に
接着すると共に、上記巻き付けた熱溶着性繊維をテープ
に溶着させることを特徴とする。

本発明において、熱溶着性繊維を含む不織布又は織布は
、好ましくは軟化又は溶融して熱溶着性を有することと
なる比較的低い融点又は軟化点を有する熱可塑性樹脂（
以下、低融点樹脂という。）と、溶着のために加熱され
る温度においては実質的に軟化したり、溶融しない熱可
塑性樹脂（以下、高融点樹脂という。）とからなる複合
繊維によって形成されている不織布又は織布である。第
１のテープは、かかる不織布又は織布からなる。

かかる複合繊維の１つの好ましい具体例として、内層と
しての高融点樹脂繊維が外層としての低融点樹脂によっ
て被覆されている多層構造の繊維を挙げることができる
。しかし、かかる複合繊維は、加熱によって繊維間に熱
溶着が起こるならば、その構造は何ら上記に限定される
ものではなく、一般に、高融点樹脂繊維の表面の少なく
とも一部が低融点樹脂によって被覆されて形成されてい
る複合繊維が好ましく用いられる。かかる複合繊維は、
例えば、特開昭５５−２４５７５号公報に記載されてい
るように、既に知られている。

また、本発明においては、熱溶着性繊維を含む不繊布又
は織布として、前記した特開昭５０−３４６８０号公報
に記載されているように、低融点熱可塑性樹脂繊維と高
融点熱可塑性樹脂とを混綿してウェブとし、これを加熱
して繊維相互を熱溶着させた繊維混合型の不織布及び織
布も用いることができる。

上記低融点樹脂及び高融点樹脂としては、特に制限され
るものではないが、融点又は軟化点を考慮して、例えば
、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリエ
ステル等が適宜に組み合わせて用いられる。必要に応じ
て、天然繊維も用いられる。

本発明の方法においては、上記した熱溶着性繊維を含む
不織布又は織布のうち、特に、繊維重量の約１０〜７０
％が上記低融点樹脂から構成されていると共に、融点又
は軟化点が高融点樹脂よりも少なくとも約１０℃以上低
い低融点樹脂を含む熱溶着性繊維を含む不織布及び織布
が好ましく用いられる。熱溶着性繊維を含む不織布又は
織布における低融点樹脂が約１０％よりも少ないときは
、後に説明する方法によって支持管を形成しても、繊維
間の溶着が不十分であるので、機械的強度に劣る。他方
、約７０％よりも多いときは、加熱による繊維間の溶着
が過多となって、支持管の多孔度が低下し、膜透過液の
透過抵抗を高めることとなる。

また、低融点樹脂と高融点樹脂の融点又は軟化点の差が
約１０°Ｃよりも小さいときは、加熱によって低融点樹
脂のみならず、高融点樹脂も溶融又は軟化し、前記と同
様に支持管の多孔度を低下させるので好ましくない。不
織布又は織布の多孔質構造を保持しつつ、これらを相互
に溶着し、均一に全体にわたって接着するためには、特
に、低融点樹脂と高融点樹脂の融点又は軟化点の差が約
３０°Ｃよりも大きいことが好ましい。

本発明の方法において、熱溶着Ｉ生繊維を含む不織布又
は織布からなる第１のテープは、その厚さは特に制限さ
れるものではないが、通常、１００μｍ以下であること
が好ましい。

不織布又は織布からなる第２のテープは、上記したよう
な熱溶着性繊維を含んでいてもよく、或いは含んでいな
くてもよい。第２のテープが熱溶着性繊維を含むときは
、第１のテープは第２のテープと同じであってもよい。

この場合は、本発明の方法においては、熱溶着性繊維を
含む不織布又は織布からなるテープが少なくとも２層に
心体上に突き合わせ部が重ならないように螺旋状に巻き
付けられる。

第２のテープを２層以上に巻き付けることもできるが、
第２のテープが熱溶着性繊維を含まない場合は、その間
に第１のテープを前記したように巻き付け、第２のテー
プ間に第１のテープを介在させることが必要である。

第２のテープの厚さも、特に制限されるものではないが
、通常、１００μｍ以下であることが好ましい。

このようにして、第１のテープ及び第２のテープを心体
上に巻きつけた後、加熱器に導いて、全体を均一に加熱
し、第１のテープに含まれる熱溶着繊維を溶融又は軟化
させて、全体を均一に溶着させ、かくして、本発明によ
る支持管を得る。加熱手段は何ら制限されず、例えば、
熱板、赤外線、加熱蒸気等が用いられる。

本発明の方法においては、このような加熱によるテープ
の溶着によって、全体が網状に均一に接合されて、多孔
性であって、且つ、強度にすぐれた支持管を得るために
は、第１及び第２のテープにおいて、その坪量をａ　（
ｇ／ｍ）　、厚さをｔ（龍）、素材重合体の密度をρ（
ｇ／ｃｎりとするとき、１−　（ａ／ｌρ）ＸＩＯ−’
で定義される見掛は空隙率が０．１５〜０．８５、好ま
しくは０．２５〜０．８０であるテープを用いることが
好ましい。

更に、本発明の方法によれば、第１及び第２のテープを
巻き付けた後、更に、この上に熱溶着性繊維自体を巻き
付け又は編組することができる。

かかる方法によれば、一層補強された支持管を得ること
ができる。このための熱溶着性繊維としては、前述した
よう高融点樹脂繊維の表面の少なくとも一部が低融点樹
脂によって被覆されて形成されている複合繊維が好まし
く用いられる。

第１図に基づいて本発明の詳細な説明する。心棒１１上
に熱溶着性繊維を含む不織布又は織布からなる第１のテ
ープ１２をその側縁１３が重ならないように突き合わせ
て螺旋状に巻き付け、必要に応じて、更にその上に第１
のテープ（図示せず）を１層又は複数層に多層に巻き付
ける。この際、外層に巻き付けるテープは、その突き合
わせ部が内層のテープの突き合わせ部に重ならないよう
に巻き付けられる。

次いで、このように第１のテープ１２を巻き付けた心体
上に、更に不織布又は織布からなる第２のテープ１４を
その側縁１５が重ならないように、且つ、内側に位置す
る第１のテープ１２の突き合わせ部１６に重ならないよ
うに、突き合わせ部１７を形成しつつ、螺旋状に巻き付
けられる。

このようにして心棒ｌに巻き付けた第１のテープ及び第
２のテープを回転前進させつつ、加熱器１８内を通過さ
せ、心体上のテープを全体に均一に加熱し、第１のテー
プの低融点樹脂を溶融又は軟化させ、かくして、第１の
テープと第２のテープとの間において全体に均一に溶着
して、本発明による支持管１９を得る。

本発明の方法においては、テープが完全に突き合わされ
て螺旋状に巻き付けられることが望ましいが、不可避的
に重ね合わせが生じたり、或いは側縁間に空隙が生じる
ことは許容される。

（発明の効果）以上のように、本発明の方法によれば、心体上に不織布
又は織布テープがその側♀（が相互に重ならないように
突き合わせて、螺旋状に巻き付けられると共に、テープ
が含む熱溶着性繊維によってテープ間が全体に均一に溶
着される。従って、このようにして得られる支持管にお
いては、従来の支持管と異なって、溶着した重ね合わせ
部に基づく段部や、非多孔性部分をもたず、積層した不
織布又は織布が管表面全体にわたって均一な多孔性構造
を保持しつつ、全体に均一に溶着されているので、機械
的強度にすくれ、しかも、内表面に毛羽立ちがなく、内
表面全体が実質的に平坦である。

従って、このような支持管の内表面に逆浸透膜や限外濾
過膜等のような透過膜を形成させてなる補強透過膜は、
ピンホール等の膜欠陥をもたず、信頼性が極めて高い。

（実施例）以下に実施例を挙げて本発明を説明するが、本発明はこ
れら実施例により何ら限定されるものではない。

実施例１内層としてのポリプロピレン繊維の周囲にポリエチレン
を層状に被覆してなり、ポリエチレンの重量比率が５０
％である熱溶着性繊維からなる幅２８、　Ｏｎ、厚さ７
０１℃ｍ、見掛は空隙率０６７５の熱溶着性不織布テー
プを外径１２．０　鰭の心体上に相互に側縁を突き合わ
せて、且つ、外層のテープの突き合わせ部が内層の突き
合わせ部に重ならないようにして、螺旋状に２層に巻き
付けた。

更に、この上に上記と同じ熱溶着性繊維からなる幅２８
゜Ｑ＋ｕ、厚さ１５０ｔｒｍ、見掛は空隙率０゜４０の
熱溶着性不織布テープを外層のテープの突き合わせ部が
内層の突き合わせ部に重ならないようにして、側縁を突
き合わせて螺旋状に巻き付けた。

次いで、このように不織布テープを３層に巻き付けた心
棒を回転させながら、１６０℃の熱板を備えた加熱器内
を通過させ、不織布テープ全体を均一に加熱して、本発
明による支持管を得た。

このようにして得られた支持管は、全体が多孔質構造を
保持しており、非多孔質化した部分は認められず、均一
な内径を有すると共に、内表面は平坦であって、毛羽立
ちもなかった。

この支持管の内表面に酢酸セルロース２５重量部、ホル
ムアミド３０重量部及びアセトン４５重量部からなる製
膜溶液を厚さ３００μｍに塗布した後、水中に浸漬し、
上記酢酸セルロースを凝固させて、補強管状透過膜を得
た。

この補強管状透過膜を内径１．３．０　ａｍの穿孔ステ
ンレス管内に挿入し、管状透過膜内に赤インキにて着色
した水を循環させながら、内圧を５０ｋｇ／ｃｒ＆まで
加圧した後、大気圧に戻した。同様にして、このような
加圧操作を１００回繰り返した後、補強管状透過膜をス
テンレス管から取り出し、その膜面を詳細に観察したが
、何ら異常は認められなかった。

また、同様にして得られた補強管状透過膜内に５　Ｑ　
ｃｍｌｌｇの負圧を３分間加えたが、膜の剥離は生じな
かった。

実施例２ポリプロピレン繊維とポリエチレンからなるパルプ状繊
維が重量比２：３にて混綿されてなる幅２８．０龍、厚
さ１００μｍ、見掛は空隙率０．６５の熱溶着性不織布
テープを外径１２．０　ａｍの心体上に相互に側縁を突
き合わせて、螺旋状に１層に巻き付けた。更に、この上
に実施例１と同じ熱溶着性複合繊維からなる幅２８．１
　鰭、厚さ１５０μｍ、見掛は空隙率０．４０の熱溶着
性不織布テープを側縁を突き合わせて、且つ、前記内層
のテープの突き合わせ部に重ならないようにして、螺旋
状に巻き付けた。次いで、このように心棒に２層巻き付
けた不織布テープを実施例１と同様に回転させつつ、加
熱器にて１６０℃の熱板で全体を加熱して、本発明によ
る支持管を得た。

このようにして得られた支持管は、全体が多孔質構造を
保持しており、非多孔質化した部分は認められず、また
、均一な内径を有すると共に、内表面は平坦であって、
毛羽立ちもなかった。

この支持管を用いて、実施例１と同じ方法にて補強管状
透過膜を製造し、これに同様に加圧操作を操り返した後
、膜面を詳細に観察したが、何ら異常は認められなかっ
た。また、同様にして得られた補強管状透過膜内に６層
ｃｍｔ１ｇの負圧を３分間加えたが、膜の剥離は生じな
かった。

比較例実施例１と同じ熱溶着性繊維からなる幅２８．０鰭、厚
さ３００μｍ、見掛は空隙率０．４１の熱溶着性不織布
テープを心体上に重ね合わせ幅が１．５鰭となるように
螺旋状に巻き付けた。次に、これを回転前進させながら
、上記重ね合わせ部に周波数２５ＫＨ２の超音波ホーン
を押圧し、４．０ｍ／分の速度で熱溶着して、重ね合わ
せ部を溶着した支持管を得た。

得られた支持管の内表面には、０．０５〜３龍の繊維の
毛羽立ちが認められ、また、テープを重ね合わせた溶着
部では、厚さが４１０μｍの段差が形成されていた。

この支持管を用いて、実施例１と同じ方法にて補強管状
透過膜を製造し、これに同様に加圧操作を繰り返した後
、膜面を詳細に観察したところ、溶着部の膜面には多数
の亀裂が認められ、また、溶着部以外の支持管内表面に
も赤インキの通過した斑点が多数認められ、この斑点を
電子顕微鏡で観察したところ、支持管内表面の毛羽立ち
によるピンホールであることが確認された。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の詳細な説明するための斜視図、第２図
は従来の方法による支持管の重ね合わせ部を示す部分拡
大図である。１１・・・６体、１２・・・第１のテープ、１４・・・
第２のテープ、１６・・・第１のテープの突き合わせ部
、Ｉ７・・・第１のテープの突き合わせ部、１８・・・
加熱器、１９・・・支持管。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）熱溶着性繊維を含む不織布又は織布からなる第１
のテープを心体上に側縁を突き合わせて螺旋状に巻き付
け、更にその上に上記突き合わせ部と重ならないように
側縁を突き合わせて、不織布又は織布からなる第２のテ
ープを螺旋状に巻き付けた後、加熱し、上記熱溶着性繊
維を溶融又は軟化させて、上記テープを相互に接着する
ことを特徴とする透過膜用支持管の製造方法。
（２）熱溶着性繊維を含む不織布又は織布が、高融点熱
可塑性樹脂繊維の表面の少なくとも一部が低融点熱可塑
性樹脂によつて被覆されて形成されている複合繊維から
なることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の透過
膜用支持管の製造方法。
（３）熱溶着性繊維を含む不織布又は織布が、高融点熱
可塑性樹脂繊維と低融点熱可塑性樹脂繊維との繊維混合
物からなる不織布又は織布であることを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載の透過膜用支持管の製造方法。
（４）熱溶着性繊維を含む不織布又は織布からなる第１
のテープを心体上に側縁を突き合わせて螺旋状に巻き付
け、更にその上に上記突き合わせ部と重ならないように
側縁を突き合わせて、不繊布又は織布からなる第２のテ
ープを螺旋状に巻き付け、次いで、熱溶着性繊維を巻き
付け又は編組した後、加熱し、上記第１のテープにおけ
る熱溶着性繊維を溶融又は軟化させて、上記テープを相
互に接着すると共に、上記巻き付けた熱溶着性繊維をテ
ープに溶着させることを特徴とする透過膜用支持管の製
造方法。
（５）熱溶着性繊維を含む不繊布又は織布が、高融点熱
可塑性樹脂繊維の表面の少なくとも一部が低融点熱可塑
性樹脂によつて被覆されて形成されている複合繊維から
なることを特徴とする特許請求の範囲第４項記載の透過
膜用支持管の製造方法。
（６）熱溶着性繊維を含む不織布又は織布が、高融点熱
可塑性樹脂繊維と低融点熱可塑性樹脂繊維との繊維混合
物からなる不織布又は織布であることを特徴とする特許
請求の範囲第４項記載の透過膜用支持管の製造方法。
（７）巻き付け又は編組するための熱溶着性繊維が、高
融点熱可塑性樹脂繊維の表面の少なくとも一部が低融点
熱可塑性樹脂によつて被覆されて形成されている複合繊
維からなることを特徴とする特許請求の範囲第４項記載
の透過膜用支持管の製造方法。