JPS6377501A

JPS6377501A - 透過膜用支持管の製造方法

Info

Publication number: JPS6377501A
Application number: JP61221027A
Authority: JP
Inventors: Kentaro Tasaka; 田坂　謙太郎; Tatsuya Ogurisu; 小栗栖　達也
Original assignee: Nitto Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Nitto Denko Corp
Priority date: 1986-09-18
Filing date: 1986-09-18
Publication date: 1988-04-07

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】愈栗上皇訓反分■ 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、積層した多孔性シート状繊維質基材からなり、機
械的強度にすぐれ、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。

鴛】欽すえ逝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、不織布管や穿孔したプラスチ
ック繊維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、心棒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３図に示すように、心棒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
す、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ｆＪＪ離し、膜損傷の原因と
なる。

更に、不織布テープを６体に巻き付ける際に、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、膜の信頬性を著しく損なう。

他方、熱溶着性繊維を含む不織布シートを心棒上に巻き
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
なる壁厚数十龍の円筒状フィルターの製造方法が、例え
ば、特開昭５０−３４６８０号公報に記載されている。

しかし、透過膜用支持管において＆、１、高い膜透過液
流束を確保するためには、６体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６体に巻き付けた後、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。

■が解決しようとする１題点本発明は、上記した要求に応えるためになされたもので
あって、積層したシート状繊維質基材が多孔性構造を保
持しつつ、全体に均一に接合されて、機械的強度にすぐ
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。

問題点を解決するための手本発明による透過膜用支持管の製造方法の第１は、熱溶
着性繊維を含むシート状繊維質基材からなる第１のテー
プを管軸方向に側縁を相互に突き合わせて管状に賦形し
、更にその上に上記突き合わせ部と完全には重ならない
ように相互に側縁を突き合わせて、シート状繊維質基材
からなる第２のテープを沿わせた後、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シート状繊維質基材からなる第１
のテープを管軸方向に側縁を相互に突き合わせて管状に
賦形し、更にその上に上記突き合わせ部と完全には重な
らないように相互に側縁を突き合わせて、シート状繊維
質基材からなる第２のテープを沿わせ、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）容性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シート状繊維質基
材は、好ましくは軟化又は熔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、上記低融点樹脂が
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く以下、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シ
ート状′４ａ維質基材であって、代表的には不織布を挙
げることができる。第１のテープは、かかるシート状繊
維質基材からなる。

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、本発明においては、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シート状
繊維質基材として、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紡したウェブや、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
シート状繊維質基材のうち、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シート状繊
維質基材が好ましく用いられる。熱溶着性繊維を含むシ
ート状繊維質基材における低融点樹脂が約ｌＯ％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℃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。シー
ト状４１質基材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℃よりも大きいことが好ましい。

本発明の方法において、熱溶着性繊維を含むシート状繊
維質基材からなる第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。

シート状繊維質基材からなる第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２のテープは第１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
維を含むシート状繊維質基材からなるテープの少なくと
も２Ｎにて支持管が構成される。後述するように、第２
のテープは、管状に賦形された第１のテープ上に沿わせ
るに際して、第１のテープと同様にその側縁を管軸方向
に突き合わせてもよいが、或いは螺旋状に巻き付けても
よい。

管状に賦形された第１のテープ上に第２のテープを２層
以上に沿わせることもできるが、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のテープを介在
させることが必要である。

但し、この場合、第２のテープの間に介在させる第１の
テープは、管軸に沿って側縁を突き合わせてもよく、或
いは螺旋状に巻き付けてもよい。

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のテープを管状
に賦形した後、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。また、テープの溶
着に際°しては、管状に賦形したテープの内外から加圧
してもよい。

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／ｒｒｒ）、厚さをｔ（１ｍ）、素材重合体の密度を
ρ（ｇ／ｃｄ）とするとき、１−（ａ／ｌρ）ＸＩＯ−
’で定義される見掛は空隙率が０．０５〜０．８５、好
ましくは０．１０〜０．８０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、前述したようにして、第
１及び第２のテープを管状に賦形した後、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図及び第２図に基づいて本発明の詳細な説明する。

熱溶着性繊維を含むシート状繊維質基材からなる第１の
テープ１２及び第２のテープ１４を中空先細りのテーパ
ー管内１１に導き、それぞれのテープの側縁１３を相互
に、また、側縁１５を相互に管軸方向に突き合わせて、
即ち、突き合わせ部が管軸方向に延びるようにして、第
１のテープに内層を構成させて、管状に賦形する。この
際、第１のテープ１２及び第２のテープ１４の突き合わ
せ部１６及び１７が相互に重ならないようにする。この
ように、第１のテープ上に沿わせる第２のテープは、第
１のテープと同様に、その側縁を管軸方向に突き合わせ
てもよいが、その側縁を管周方向に突き合わせつつ、螺
旋状に巻き付けてもよい。この場合、第１のテープの突
き合わせ部と第２のテープの突き合わせ部は不可避的に
部分的に重なるが、かかる重なりは、突き合わせ部が完
全には重ならない状態として、本発明においては許容さ
れる。

本発明においては、必要に応じて、第１のテープの外側
に更に第１のテープ（図示せず）を１層又は複数層に多
層に沿わせることができる。この際、外層に沿わせる第
１のテープは、その突き合わせ部が内層の第１のテープ
の突き合わせ部に完全には重ならなければよく、従って
、外層をなす第１のテープも、その側縁を管軸方向に突
き合わせてもよいが、或いは側縁を管周方向に突き合わ
せつつ、螺旋状に巻き付けてもよい。

次いで、このように管状に賦形された第１のテープと第
２のテープとを加熱器１８に導いて全体を均一に加熱し
、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
に均一に溶着させて、本発明による支持管１９を得る。

尚、第１のテープと第２のテープを溶着させる際に、管
状に賦形されたテープの内側にマンドレル２０を設置す
ることによって、加圧して均一な支持管を得ることがで
きる。

本発明の方法においては、テープが完全に突き合わされ
て管状に賦形さ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、シート状繊維質
基材テープがその側縁が相互に重ならないように突き合
わせて、管状に賦形されると共に、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、積層したシート状繊維質
基材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
すぐれ、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、信頼性が掻めて高い。

尖庭貫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３７、７　ｍ、厚さ７
０．ｃｒｍ、見掛は空隙率０．７５の熱溶着性不織布テ
ープを管軸方向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、２層のテープからなる管状に賦形し
た。

更に、この外側に上記と同じ熱溶着性繊維からなる幅３
８．２ｍｍ、厚さ１５０μｍ、見掛は空隙率０．４０の
熱溶着性不織布テープをその側縁を管周方向に突き合わ
せて巻き付けた。

次いで、この３層の不織布テープを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１３．０■■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／ａ＋Ｉ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層ｃｍ
Ｈｇ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にて混紡されてなる幅３７、７　ｘ＊
、厚さ１００μｍ、見掛は空隙率０．６５の熱溶着性不
織布テープを管軸方向に相互に側縁を突き合わせて、管
状に賦形した。更に、この外側に実施例１と同じ熱溶着
性複合繊維からなる幅３８．４龍、厚さ１５０μｍ、見
掛は空隙率０．４０の熱溶着性不織布テープを管軸方向
に何縁を突き合わせて、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−にして沿わせた。次いで、
この２層の不織布テープを実施例１と同様にして、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繰り返した後
、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５層
ｃｍＨｇ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
テープを心棒上に重ね合わせ幅が１．５１１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’１５ＫＨｚの超音波ホ
ーンを押圧し、４．Ｏｍ／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、０．０５〜３１ｍ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平面図、第２図
はその正面図、第３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・・・テーパー管、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、１７・・・第１のテープの突き合わせ部、１８
・・・加熱器、１９・・・支持管、２０・・・マンドレ
ル。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）熱溶着性繊維を含むシート状繊維質基材からなる
第１のテープを管軸方向に側縁を相互に突き合わせて管
状に賦形し、更にその上に上記突き合わせ部と完全には
重ならないように相互に側縁を突き合わせて、シート状
繊維質基材からなる第２のテープを沿わせた後、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シート状繊維質基材が、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
可塑性樹脂によっ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シート状繊維質基材が高融点
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
合物からなるシート状繊維質基材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シート状繊維質基材からなる
第１のテープを管軸方向に側縁を相互に突き合わせて管
状に賦形し、更にその上に上記突き合わせ部と完全には
重ならないように相互に側縁を突き合わせて、シート状
繊維質基材からなる第２のテープを沿わせ、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シート状繊維質基材が、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
可塑性樹脂によっ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シート状繊維質基材が、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
混合物からなるシート状繊維質基材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
熱可塑性樹脂によっ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。