[发明专利]分离膜支持体和其制造方法、以及使用分离膜支持体的分离膜和流体分离元件

说明书

本发明提供由无纺布制成的分离膜支持体，其具有在对各种微滤膜、超滤膜、纳滤膜、反渗透膜等分离膜支持之际的高成品率、和稳定优异的制膜性，在制造流体分离元件时具有优异的加工性，且具有优异的机械强度。此外提供使用该分离膜支持体的具有高膜剥离强度的分离膜和流体分离元件。分离膜支持体由无纺布制成。无纺布的长度方向(纵向)的、沸水中处理5分钟后的沸水收缩率为‑0.2～2.0％。分离膜是在该分离膜支持体的表面上形成具有分离功能的膜而得的。流体分离元件含有该分离膜作为构成要素。

技术领域

本发明涉及用于支持(支撑)微滤膜、超滤膜、纳滤膜、反渗透膜等分离膜的由无纺布制成的分离膜支持体和其制造方法。此外，本发明涉及使用了该分离膜支持体的分离膜和流体分离元件。

背景技术

近年来很多情况中使用膜技术进行水处理。例如，已使用微滤膜、超滤膜进行净水场的水处理，使用反渗透膜进行海水的淡水化处理。另外，已使用反渗透膜、纳滤膜进行半导体制造用水、热水器用水、医疗用水和试验用纯水等的处理。进而已在下水道废水的处理中使用微滤膜、超滤膜来进行膜分离活性污泥法。

根据分离膜的形状，这些分离膜大致被分成平膜和中空丝膜。这些分离膜中的主要由合成聚合物形成的平膜，由于具有分离功能的膜单体的机械强度不好，所以很多情况下要与无纺布、织布等支持体一体化后再使用。

一般具有分离功能的膜和支持体通过下述方法来一体化，即在无纺布、织布等的支持体上流延并固定作为具有分离功能的膜的原料的高分子聚合物的溶液。另外，对于反渗透膜等的半透膜而言，先在无纺布、织布等的支持体上流延高分子聚合物的溶液以形成支持层，然后在该支持层上形成半透膜，通过这样的方法等来一体化。

因此，要求作为支持体的无纺布、织布等具有优异的制膜性，使得在流延高分子聚合物的溶液时，高分子聚合物的溶液不会因过度渗透而渗透背面，不会使膜物质剥离，进而不会因支持体起毛等而出现膜的不均匀化、小孔等缺陷。此外，为了能够以高的成品率稳定制造分离膜，还要求在分离膜制造工序中相对于支持体受到的热和张力也不容易变形的高尺寸稳定性。

此外，为了使分离膜操作容易，作为流体分离元件的形态，可以列举出平膜的板框型、褶型、螺旋型等。例如、如果是板框型，则需要将切成规定大小的分离膜安装到框上的工序，此外如果是螺旋型，需要将切成规定大小的分离膜彼此的外周部贴合在一起，加工成信封状，缠在集水管周围的工序。因此，对分离膜支持体还要求在这些工序中膜不会弯折或变圆那样的、优异的加工性。

进而、在是在高压下使用的情况较多的反渗透膜等的半透膜时，特别要求支持体具有高机械强度。

此外进而，在是海水淡水化等中使用的反渗透复合膜时，安装了该反渗透复合膜的海水淡水化装置有在一定的运转压力下持续连续运转的情况，也有要根据所供给海水的水质或温度的变化、或目标造水量的管理值的变动等相应地改变运转压力进行运转的情况。实际上，虽然后者那样的运转是通常情况，但在这种情况，由于赋予给反渗透复合膜的厚度方向上的运转压力变动，反渗透复合膜会在其膜厚方向上反复进行伸缩动作，有时会使反渗透复合膜的支持层和支持体剥离。此外，在装置停机时有时从透过水侧向供给水侧、正浸透发生作用，使支持层和支持体彼此剥离。因此，对分离膜支持体还要求形成分离膜后的高剥离强度。