JPH1147514A - フィルターメンバー - Google Patents

フィルターメンバー

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JPH1147514A
JPH1147514A JP9211833A JP21183397A JPH1147514A JP H1147514 A JPH1147514 A JP H1147514A JP 9211833 A JP9211833 A JP 9211833A JP 21183397 A JP21183397 A JP 21183397A JP H1147514 A JPH1147514 A JP H1147514A
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JP
Japan
Prior art keywords
filter member
porous
sheet
filtration
porous sheet
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Pending
Application number
JP9211833A
Other languages
English (en)
Inventor
Takashi Kudo
孝 工藤
Shiro Kumakawa
四郎 熊川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Teijin Ltd
Original Assignee
Teijin Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 排水処理や災害時あるいは野外での飲料水の
確保などの膜分離用途で、高効率な濾過性能を有するフ
ィルターメンバーを提供する。 【解決手段】 コルゲート加工された多孔性シートと、
平板状の補強シートとが積層され、該積層面は、前者の
凸部に、後者が接触することによって形成され、且つ該
接触部が接着されていることを特徴とするフィルターメ
ンバー。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はフィルターメンバー
に関し、更に詳細には、排水処理や災害時あるいは野外
での飲料水の確保などの膜分離用途で、高効率な濾過性
能を有するフィルターメンバーに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、排水処理などのフィルターとし
て、種々の多孔性濾過膜が用いられ、それらの多孔性濾
過膜は、枠体に展設して用いられている。なかでも、高
分子量ポリエチレンからなる多孔性合成樹脂膜は、気孔
率が高く、濾過性に優れており、しかも安価であるた
め、広く用いられるようになってきている(例えば、特
開平2―232242号、特開平5―98065号、特
開平5―239246号、特開平5―245923号参
照)。
【0003】しかしながら、このような高気孔率で濾過
性に優れたポリエチレン多孔性合成樹脂膜は、超高分子
量のポリマーで構成され高倍率延伸で、成膜されている
ので高気孔率にも拘らず、薄膜の経方向、緯方向の引張
強力は優れている一方、薄膜の厚さ方向では、フィブリ
ル化した不織布状を呈しているので、可撓性があるもの
の引裂強力に劣っている。それ故に該ポリエチレン多孔
性合成樹脂膜を用いて、枠体に展設して、膜分離用途の
エレメントを作成し、該エレメントを用いて、モジュー
ルを作成する際に、薄膜の取扱性を極めて慎重にせざる
をえない。たとえば、小突起物によるひっかかりにより
容易に表面層から剥離が生じたりする問題がある。更に
又、上記エレメントを組み込んだモジュールで排水処理
等を行っている場合、排水中の異常物が表面層にひっか
かりそれが、多量の流体で流出される際にエレメント内
の薄膜の微少部分に損傷を受け、時間と共に薄膜自体が
破損して実用的でないという問題がある。
【0004】更に上記高気孔率で、濾過性に優れたポリ
エチレン多孔性合成樹脂膜を用いたモデュールで、多量
の流体を濾過処理する際異常圧力が発生した場合や、一
定量の濾過処理後、エレメントに堆積した濾過物を圧力
を付加して除去する場合(いわゆる逆洗時)に、薄膜面
全体に圧力が分散して負荷することが必要であり、その
為、薄膜自体にある程度の剛性が必要であり、これによ
り、繰り返し使用における耐久性が向上するのである。
【0005】上記諸問題を解決する為、多孔性濾過膜を
分離膜として、エレメント又はモデュールで使用する場
合、その支持体と組合せるのが汎用的である。勿論濾過
膜支持体は、濾過膜自体に比し、液体を容易に透過し得
ることが必要であり、現在この支持体としては、ポリエ
ステル不織布が使用されており、種々の改善もなされて
いる。
【0006】特に、多孔性合成樹脂膜を、透水性の支持
体で補強する場合多孔性合成樹脂膜の微細孔を透水性支
持体との接着によって、できるだけ塞がないようにする
ことが、多孔性合成樹脂膜の本来有する濾過性能を発揮
するのに極めて重要であり、既に本発明者らは特願平8
―179081号及び特願平8―228365号として
その接着方法を提案した。しかしながらこれらの改善方
法においても、多孔性合成樹脂膜の本来有する濾過性能
を最大限に発揮するには充分なものでなく、更なる改良
が必要な現状である。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、高気孔率で
濾過性に優れた多孔性合成樹脂膜(多孔性シート)を用
いた、係る従来の多孔性濾過膜の問題点を解消し、該多
孔性合成樹脂膜から、膜分離用途のエレメント、モデュ
ールを作成する際の取扱い性の向上、排水処理などのよ
うに多量の液体を濾過処理するような場合でも、濾過膜
が破損するようなことがなく、長期間に亘って、濾過処
理を安定に行うことができる耐久性に優れ且つ高効率な
濾過特性を有するフィルターメンバーを提供することを
課題とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決すべく鋭意検討を重ねた結果多孔性合成樹脂膜
(多孔性シート)を、特定の形状に成型して濾過表面積
を増大させ、且つ該シートに透水性補強部材(補強シー
ト)を特定の条件で部分接着することにより、立体的に
積層・貼り合わせればよいことを見出し本発明を完成す
るに至った。
【0009】即ち本発明によれば、以下のフィルターメ
ンバーが提供される。
【0010】(1) コルゲート加工された多孔性シー
トと、平板状の補強シートとが積層され、該積層面は、
前者の凸部に、後者が接触することによって形成され、
且つ該接触部が接着されていることを特徴とするフィル
ターメンバー。 (2) 接触部が点状に接着されている上記(1)記載
のフィルターメンバー。 (3) 接触部が線状に接着されている上記(1)記載
のフィルターメンバー。 (4) 多孔性シートの透水率が1〜10cc/分/c
2 である上記(1)〜(3)いずれか記載のフィルタ
ーメンバー。 (5) 多孔性シートが、分子量が5×105 〜7×1
6 の高分子量ポリエチレンからなり気孔率が60〜9
0%で、孔径が0.1〜2.0μmの微細孔を多数有す
る上記(1)〜(4)いずれか記載のフィルターメンバ
ー。 (6) 補強シートが繊維布帛である上記(1)記載の
フィルターメンバー。 (7) 繊維布帛がメッシュ状織物である上記(6)記
載のフィルターメンバー。 (8) 繊維布帛が長繊維不織布である上記(6)記載
のフィルターメンバー。 (9) 補強シートが孔あきフイルムである上記(1)
記載のフィルターメンバー。
【0011】
【発明の実施の形態】本発明のフィルターメンバーは、
多孔性シートと補強シートとが立体的に積層・貼り合わ
されていることが必要である。
【0012】ここで、多孔性シートは、多孔性合成樹脂
膜よりなり、例えば、ポリテトラフルオロエチレン、ポ
リスルフォンや高分子量ポリエチレンなどからなる種々
の多孔性膜が挙げられるが、透水性が1〜10cc/分
/cm2 であることが好ましい。ここで透水率は、純水
が0.5kg/cm2 の圧力下で1分間に合成樹脂膜
(面積4.7cm×4.7cmの大きさ)を透水する量
を、換算して求めたものである(単位:cc/分/cm
2 )。かかる透水率を得るには多孔性合成樹脂膜は、気
孔率が60〜90%で、孔径が0.1〜2.0μmの微
細孔を多数有していることが好ましい。
【0013】ここで気孔率は、出発原料の密度(ρ0
と成型後の合成樹脂膜の密度(ρ)とから、下記の式に
基づいて算出する。
【0014】気孔率(%)=(1−ρ/ρ0 )×100 孔径が小さすぎると、目詰りが起り易く十分な耐久性を
得られず、大きすぎると、濾過性能が不良となる。孔径
とその個数を適宜選定することにより、多孔性合成樹脂
膜の気孔率、強いては透水率を設定することができ、本
発明の多孔性濾過膜としての性能が充分発揮されるので
ある。
【0015】特に、分子量が5×105 〜7×106
超高分子量ポリエチレンからなる多孔性膜が好ましく用
いられる。分子量が高すぎると、多孔性膜への成形が困
難になり、低すぎると、多孔性膜の強度が低下して、濾
過性能に優れた高気孔率の多孔性膜が得られ難くなる。
【0016】また、該ポリエチレンは、少量の、好まし
くは5モル%以下のプロピレン、ブテン、ペンテン、ヘ
キサン、4―チメルペンテン―1、オクテンなどを共重
合したものでもよく、更に、少量の、例えば25重量%
以下のポリプロピレン、ポリブチレン、エチレン―プロ
ピレンコポリマーなどを含んでいてもよい。また、該ポ
リエチレンは、安定剤、着色剤、難燃剤、帯電防止剤な
どの通常用いられる添加剤を含んでいてもよい。
【0017】このような微細孔を多数有する多孔性ポリ
エチレン膜は、例えば、特開平2―232242号公
報、特開平5―98065号公報、特開平5―2392
46号公報などに記載されている方法に準拠して製造す
ることができる。例えば分子量500万の超高分子量ポ
リエチレンをデカリン等の溶媒に溶解した溶液(濃度2
〜30重量%)を、スリット状ダイから押し出して、ゲ
ルフイルムを形成し、次いでゲルフイルム中の溶媒を蒸
発させた後、高倍率延伸する方法などが用いられる。
【0018】かかるポリエチレン多孔性合成樹脂膜はそ
の目付が5〜15g/m2 、厚さが25〜60μmが好
ましく、超高分子量のポリマーで構成され、高倍率延伸
で成膜されているので、高気孔率を保持して、多孔性膜
の経方向及び緯方向の少くとも一方の引張強力が3.5
kg/5cm以上であることが好ましい。
【0019】更に本発明に使用するポリエチレン多孔性
合成樹脂膜は、その厚さ方向では、フィブリル化した不
織布状を呈しているが多孔性膜の経方向及び緯方向の少
くとも一方の引裂強力が5〜50gであることが好まし
い。その為には熱カレンダー加工により、フィブリル化
した不織布状の層間強度を向上させることが耐久性向上
の面で好ましい。
【0020】一方本発明に使用される補強シートは、透
水性補強部材よりなり、多孔性合成樹脂膜(多孔性シー
ト)の高気孔率及び高濾過性を損わなければ即ち多孔性
合成樹脂膜の透水率(1〜10cc/分/cm2 )以上
のものであれば、種々の材質・形態のものを用いること
ができるが補強部材の経方向及び緯方向の少くとも一方
向の引裂強力が0.2kg以上である補強部材を用いる
ことが好ましい。係る透水性補強部材としては、繊維布
帛又は六あきフイルムが好ましく用いられる。
【0021】繊維布帛としては、織物、編物、不織布等
を用いることができ、特にメッシュ状織物又は長繊維不
織布が好ましく、素材としては、ポリエステル、ポリア
ミド、ポリオレフィン、ポリ塩化ビニルなどを適宜選択
できるが、好ましくはポリエステル又はポリオレフィン
である。布帛の場合、目付は10〜150g/m2 程度
が好ましい。
【0022】なお、補強部材として繊維布帛を用いる場
合、キルティング加工を施したり、布帛の縦方向及び/
又は横方向に、所定の間隔を置いて、高強力の糸条を挿
入したり、あるいはテープ状合成樹脂膜を布帛に部分的
に接着させておいてもよい。
【0023】穴あきフイルムの場合、穴の直径は0.1
〜2.0mm、気孔率は30〜90%、フイルムの厚さ
は5〜500μm程度が適当である。特に、穴あきフイ
ルムとしてはポリエステル又はポリオレフィンフイルム
が好ましい。
【0024】本発明のフィルターメンバーにおいて、最
も重要なことは、上記特性を有する多孔性シートが、コ
ルゲート加工されて凹凸状の立体形状を呈していること
である。コルゲート加工は、斯界公知のコルゲートマシ
ーンを使用して、多孔性シートをコルゲートマシーンの
段ロールに掛けることにより、そのシートがコルゲート
加工される。
【0025】本発明のフィルターメンバーは、上記コル
ゲート加工された多孔性シートに前記特性を有する補強
シートが平板状に積層され、その際該積層面は、前者の
凸部に後者が接触することによって形成され、且つ該接
触部が接着されていることが必要である。ここで、補強
シートは、コルゲート加工された多孔性シートの表面凸
部側と裏面の凸部側とのいずれか一方又は両方に積層さ
れてよいことはいうまでもない。更に積層面における接
触部は、点状又は線状で接着されていることが好まし
い。積層界面で点状又は線状に接着部分を形成するに
は、所定の間隔で、接着剤を塗布して接着する方法、ホ
ットメルト接着剤で加熱圧着する方法、又は接着剤を使
用せず超音波シールやその他の熱シール方法を用いるこ
とができる。
【0026】上記多孔性シートのコルゲート加工及び、
コルゲート加工された多孔性シートと補強シートとの積
層・接着加工は、段ボール製造業界公知のコルゲーター
を使用すると、コルゲート加工と積層・接着加工とが同
時に実施できるので、工程省略面で極めて有用である。
【0027】本発明のフィルターメンバーは、多孔性シ
ートがコルゲート加工され凹凸状の立体形状を有し、そ
の一方又は両方の面が補強シートで積層・接着されてい
るので、多孔性シートは平面状に比べて濾過面積が極め
て増大して、濾過効率が向上するのみならず、濾過処理
時の耐久性にも優れている。多孔性シートをコルゲート
加工するに際しては、コルゲート加工後の多孔性シート
の表面積を平面状の多孔性シートの表面積の2.5倍以
上にすることが濾過効率及び濾過時の耐久性の面から特
に好ましい。しかも平面状の多孔性シートを補強シート
で積層・接着する場合に比べて、接着部分の面積を少く
することができ、従って、多孔シートの微細孔を塞ぐ度
合が少くなる。その結果、コルゲート加工されしかも平
面状の多孔性シートに対して表面積を2.5倍以上にす
ると、濾過時の透水率が平面状の多孔性シートに対して
3倍以上と高効率になるので、実用上極めて有用であ
る。
【0028】本発明のフィルターメンバーは、枠体の両
面に配設した濾過処理用エレメント又は、袋型に成型し
た濾過処理用エレメントとし、更には該エレメントの複
数個を収納したモデュールとして濾過処理用に使用でき
る。
【0029】
【発明の効果】本発明によれば高気孔率で濾過性に優れ
た多孔性シート(多孔性合成樹脂膜)を用いた、従来の
多孔性濾過膜の問題点を解消し、多孔性シート(多孔性
合成樹脂膜)から、膜分離用途のエレメント、モデュー
ルを作成する際の取扱い性の向上、排水処理などのよう
に多量の液体を濾過処理するような場合でも、濾過膜が
破損するようなことがなく、長期間に亘って、濾過処理
を安定に行うことができる耐久性に優れ且つ高効率な濾
過特性を有するフィルターメンバーを提供することがで
きる。
【0030】更に、本発明のフィルターメンバーを用い
た濾過処理用エレメントは、該フィルターメンバーを枠
体の両面に配設したり、袋型に成型したりすることによ
り、作成することができる。特に袋型に成型した濾過処
理用エレメントは、軽量で取扱性に優れ高性能でシール
性にも問題がなく、しかも袋体の着脱が容易であり、低
コストの濾過処理用エレメント及びそれを組み込んだ濾
過処理用モデュールを提供することができる。従って排
水処理に限らず、災害時や野外での飲料水の確保など広
い分野での利用が期待できる。
【0031】
【実施例】以下実施例により、本発明を更に詳細に説明
する。
【0032】なお、実施例中における透水率、気孔率、
引張強力、引裂強力は、次のようにして測定した。
【0033】(1)透水率 純水が0.5kg/cm2 の圧力下で、1分間に多孔性
シート(面積4.7cm×4.7cmの大きさ)を透水
する量を、単位cc/分/cm2 に換算して求めたもの
である。
【0034】(2)気孔率 出発原料の密度(ρ0 )と成型後の多孔性シートの密度
(ρ)とから、下記の式に基づいて算出した。 気孔率(%)=(1−ρ/ρ0 )×100
【0035】(3)引張強力 ASTM D―882に準拠して測定した。
【0036】(4)引裂強力 JIS L―1096に準拠して測定した。
【0037】[実施例1、比較例1〜2]多孔性シート
(A)と、補強シート(B)として以下のものを使用し
た。
【0038】 (A)多孔性シート ・ポリマー:ポリエチレン(三井石油化学工業製、ハイゼックス・ミリオン、 登録商標) ・分子量(重量平均):3.3×106 ・透水率 :5cc/分/cm2 ・気孔率 :85% ・孔径(平均) :1.0μm ・引張強力(経方向):3.8kg/5cm (緯方向):4.0kg/5cm ・引裂強力(経方向):12g (緯方向):11g ・目付 :10g/m2 ・厚さ :50μm (B)補強シート ・材質 :ポリエチレンテレフタレートメッシュ織物(帝人株式 会社製テトロン、登録商標) ・透水率 :80cc/分/cm2 ・引裂強力(経方向):3.0kg (緯方向):4.0kg ・目付 :95g/m2 レンゴ(株)製の段ボール製造用のコルゲーターを使用
して上記特性を有する多孔性シートをコルゲート加工す
ると同時に、上記特性を有するポリエステルメッシュ織
物を積層し、接触部分をウレタン系接着剤で点状で接着
させフィルターメンバーを作成した(実施例1)。
【0039】一方上記特性を有するポリエステルメッシ
ュ織物(B)の片面に、点状に彫刻されたグラビアロー
ルでウレタン系接着剤を点状に塗布してその上に上記特
性を有する多孔性シート(A)を積層し、160℃でカ
レンダー加工して接着させフィルターメンバーを作成し
た(比較例1、2)。
【0040】ここで実施例1における多孔性シートの表
面積は、比較例1の多孔性シートの表面積の3.0倍に
なるようにコルゲート加工した。
【0041】透水率及び耐久性は以下の通りである。
【0042】
【表1】
【0043】尚耐久性の評価方法は以下の通りである。
【0044】作成したフィルターメンバーを使用して袋
型の濾過処理用エレメント(経75cm、緯30cm、
厚さ1.1cm)を作成した。該エレメントを使用し
て、水道水を0.2kg/cm2 で5分吸引後0.1k
g/cm2 で5分逆洗した。この操作を1万回繰り返し
た後のフィルターメンバーの剥離状態を評価した。 × 剥離あり ○ 剥離なし

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 コルゲート加工された多孔性シートと、
    平板状の補強シートとが積層され、該積層面は、前者の
    凸部に、後者が接触することによって形成され、且つ該
    接触部が接着されていることを特徴とするフィルターメ
    ンバー。
  2. 【請求項2】 接触部が点状に接着されている請求項1
    記載のフィルターメンバー。
  3. 【請求項3】 接触部が線状に接着されている請求項1
    記載のフィルターメンバー。
  4. 【請求項4】 多孔性シートの透水率が1〜10cc/
    分/cm2 である請求項1〜3いずれか記載のフィルタ
    ーメンバー。
  5. 【請求項5】 多孔性シートが、分子量が5×105
    7×106 の高分子量ポリエチレンからなり気孔率が6
    0〜90%で、孔径が0.1〜2.0μmの微細孔を多
    数有する請求項1〜4いずれか記載のフィルターメンバ
    ー。
  6. 【請求項6】 補強シートが繊維布帛である請求項1記
    載のフィルターメンバー。
  7. 【請求項7】 繊維布帛がメッシュ状織物である請求項
    6記載のフィルターメンバー。
  8. 【請求項8】 繊維布帛が長繊維不織布である請求項6
    記載のフィルターメンバー。
  9. 【請求項9】 補強シートが孔あきフイルムである請求
    項1記載のフィルターメンバー。
JP9211833A 1997-08-06 1997-08-06 フィルターメンバー Pending JPH1147514A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006263533A (ja) * 2005-03-23 2006-10-05 Hitachi Chem Co Ltd 粒子を含有する液体のろ過方法
WO2023017786A1 (ja) * 2021-08-10 2023-02-16 帝人株式会社 積層膜

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