過濾器用濾材以及具備該濾材的水過濾裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種捕集效率高且過濾壽命長的水過濾器用濾材以及具備該濾材的水過濾裝置。本發(fā)明的水過濾器用濾材由通過將納米纖維層與基材進行層疊而得到的片材構(gòu)成，所述納米纖維層是單纖維平均纖維直徑處于10～1000nm的范圍的滿足以下全部條件的納米纖維層，所述基材是由包含單纖維平均纖維直徑為1μm以上的親水性纖維的無紡布或者機織物形成的基材。另外，通過具備前述水過濾器用濾材而構(gòu)成本發(fā)明的水過濾裝置。(1)納米纖維層的單位面積重量為0.1～10g/m2。(2)納米纖維為連續(xù)長纖維。(3)納米纖維是至少包含乙烯-乙烯醇共聚物的成分。
【專利說明】過濾器用濾材以及具備該濾材的水過濾裝置
[0001]關(guān)聯(lián)技術(shù)
[0002]本申請要求2011年3月30日申請的日本特愿2011-076026的優(yōu)先權(quán)，以參考方式將其全體作為本申請的一部分進行引用。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明涉及水過濾器用濾材以及具備該濾材的水過濾裝置，所述水過濾器用濾材通過將乙烯-乙烯醇共聚物納米纖維層與利用由親水性纖維形成的無紡布或者機織物而形成的基材進行層疊而成。
【背景技術(shù)】
[0004]作為用于去除水中所含的微粒的濾材，提出了一種通過將極細纖維聚集體層與細纖維聚集體層進行層疊而得到的過濾材料，所述極細纖維聚集體層是由利用靜電紡絲法制造的單纖維平均纖維直徑為IOnm以上且不足500nm的納米纖維形成的極細纖維聚集體層，所述細纖維聚集體層是平均纖維直徑為0.5 μ m以上且5 μ m以下的細纖維聚集體層(專利文獻I)。
[0005]另外，提出了一種由通過將納米纖維層與基材進行層疊而得到的片材形成的過濾器用濾材，所述納米纖維層是由利用靜電紡絲法而制造的單纖維平均纖維直徑為10?IOOOnm的納米纖維形成的層，所述基材是利用由單纖維平均纖維直徑大于5 μ m的纖維構(gòu)成的無紡布或者機織物而形成的基材(專利文獻2)。
[0006]現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0007]專利文獻
[0008]專利文獻1:日本特開2005-218909號公報
[0009]專利文獻2:日本特開2009-6272號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]發(fā)明要解決的問題
[0011]專利文獻I中具體公開的過濾材料是由利用靜電紡絲法形成的聚丙烯腈極細纖維聚集體層和利用靜電紡絲法形成的聚丙烯腈或者聚丙烯細纖維聚集體層形成的過濾材料，但是由于支撐極細纖維聚集體層的細纖維聚集體層也利用靜電紡絲法而形成，在為了作為液體過濾器而使用時，存在有由細纖維聚集體層形成的支撐層的強度性質(zhì)不充分這樣的問題。
[0012]在專利文獻2中公開的過濾材料中，納米纖維層與基材這兩者也優(yōu)選由聚烯烴、聚酯或者聚酰胺等疏水性纖維形成，因而在用作水過濾器時，則容易在納米纖維層與基材之間引發(fā)剝離，另外，初始壓力損耗大，在過濾精度以及過濾壽命的方面尚存在有改良的余地。
[0013]本發(fā)明想要解決的第I課題在于提供一種水過濾器用濾材，其適于去除水中所含的微粒，初始壓力損耗小，過濾精度以及過濾壽命得到了改良。
[0014]此外，本發(fā)明的第2課題在于提供搭載上述濾材的濾筒、以及具備該筒的水過濾
>J-U ρ?α裝直。
[0015]用于解決問題的方案
[0016]上述的本發(fā)明第I課題通過獲得下述的水過濾器用濾材而解決。
[0017]一種水過濾器用濾材，其特征在于，由通過將納米纖維層與基材進行層疊而得到的片材構(gòu)成，
[0018]所述納米纖維層是由單纖維平均纖維直徑處于10-IOOOnm的范圍的纖維形成的滿足以下全部條件(I)-(3)的納米纖維層，
[0019]所述基材是由包含單纖維平均纖維直徑為I μ m以上的親水性纖維的無紡布或者機織物形成的基材。
[0020](I)納米纖維層的單位面積重量為0.1-10g/m2。
[0021](2)納米纖維為連續(xù)長纖維。
[0022](3)納米纖維由至少包含乙烯-乙烯醇共聚物的聚合物形成。
[0023]在本發(fā)明中，水過濾器用濾材是`搭載于過濾器(過濾裝置)中而有過濾功能的構(gòu)件，所述過濾器(過濾裝置)的使用目的在于通過與水接觸從而將水中含有的顆粒捕集并且去除，或者將水中含有的顆粒捕集并且回收。
[0024]另外，在本發(fā)明中親水性纖維是指在纖維表面包含親水性基團(OH基、COOH基、NH2基等)作為構(gòu)成聚合物的重復(fù)單元的纖維，聚合物不僅是構(gòu)成纖維的聚合物，也可以是將纖維表面涂布的物質(zhì)，不僅是單獨聚合物，也可以是共聚物。
[0025]前述乙烯-乙烯醇共聚物中，乙烯含量優(yōu)選處于3-70摩爾％的范圍。
[0026]前述納米纖維層優(yōu)選為通過將利用靜電紡絲法獲得的纖維進行集聚而得到的納米纖維層，另外，前述基材中所含的親水性纖維優(yōu)選由包含聚乙烯醇類聚合物的聚合物形成。
[0027]前述基材的單位面積重量優(yōu)選處于20-500g/m2的范圍內(nèi)。
[0028]前述層疊片材優(yōu)選為通過將利用靜電紡絲法而形成的納米纖維層狀地集聚在前述基材之上而得到的層疊片材，前述層疊片材進一步優(yōu)選為在集聚后進行了壓花處理或者壓延處理的層疊片材。
[0029]上述的本發(fā)明第2課題通過獲得至少在一部分包含上述的本發(fā)明的水過濾器用濾材的濾筒而解決。
[0030]在本發(fā)明中，濾筒是指將濾材成型為平板狀或者筒狀等規(guī)定形狀而容納于殼體的物體。
[0031 ] 在本發(fā)明中，水過濾裝置是指具備前述的濾筒并且可通過過濾將水中的微粒等不需要的成分或者要回收的成分去除或者取出的裝置。
[0032]發(fā)明的效果
[0033]由本發(fā)明獲得的水過濾器用濾材中，納米纖維層與基材的粘接性良好，不易剝離，因而耐久性高，使過濾器的長期使用成為可能。
[0034]另外，由本發(fā)明獲得的水過濾器用濾材可提供初始壓力損耗少的過濾器，因而過濾器的過濾精度高，且過濾壽命變長，從這一方面來看也使過濾器的長期使用成為可能。[0035]權(quán)利要求書及/或說明書及/或附圖中公開的至少兩個構(gòu)成的任何組合都包含于本發(fā)明中。特別是，權(quán)利要求書中的各權(quán)利要求的兩個以上的任何組合都包含于本發(fā)明中。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0036]圖1所示為將本發(fā)明的水過濾器用濾材組裝入平板型濾筒的實施方式的說明圖。
[0037]圖2所示為為了將本發(fā)明的水過濾器用濾材組裝入褶型濾筒而對本發(fā)明的水過濾器用濾材實施了褶式加工的實施方式的說明圖。
[0038]圖3所示為具備組裝入了本發(fā)明的水過濾器用濾材的過濾器單元的濾筒的一個例子的說明圖。
[0039]圖4所示為:在實施例記載的條件下，將本發(fā)明的水過濾器用濾材(對實施例1的濾材實施褶式加工而得到的濾材)通液24小時、洗滌，然后取出過濾器，對納米纖維層表面的狀態(tài)進行拍攝而得到的照片。
[0040]圖5所示為:在實施例記載的條件下，將比較例所示的水過濾器用濾材(對比較例3的濾材實施褶式加工而得到的濾材)通液24小時、洗滌，然后取出過濾器，對納米纖維層表面的狀態(tài)進行拍攝而得到的照片。
【具體實施方式】
[0041](過濾器用濾材的基本構(gòu)成)
[0042]本發(fā)明的水過濾器用濾材的基本構(gòu)成為，由如下構(gòu)件形成:(A)由單纖維平均纖維直徑處于10?IOOOnm的范圍的包含乙烯-乙烯醇共聚物的纖維形成的納米纖維層、(B)利用由單纖維平均纖維直徑為I μ m以上的親水性纖維形成的無紡布或者機織物而形成的基材；將(A)和⑶片材狀地層疊。由于存在由平均纖維直徑處于10?IOOOnm的范圍的纖維形成的納米纖維層，即使是微粒也能以非常優(yōu)異的過濾精度進行去除，但單憑這個，機械性質(zhì)不充分，所以通過與由親水性無紡布或者機織物形成的基材進行層疊，保持了納米纖維層。
[0043](納米纖維層)
[0044]本發(fā)明的水過濾器用濾材的納米纖維層由單纖維平均纖維直徑處于10?IOOOnm的范圍的纖維構(gòu)成。平均纖維直徑小于IOnm時則纖維的生產(chǎn)率降低，穩(wěn)定的生產(chǎn)變難。另一方面，平均纖維直徑大于IOOOnm時，則要去除的微粒的捕集效率降低，過濾精度變差，因而從纖維生產(chǎn)率和過濾精度這兩方面考慮，本發(fā)明中的構(gòu)成納米纖維層的單纖維平均纖維直徑需要處于10?IOOOnm的范圍，優(yōu)選處于100?600nm的范圍。單纖維平均纖維直徑處于上述范圍的纖維的制造方法沒有特別限定，但可利用后述的公知的靜電紡絲法而形成，通過將靜電紡絲得到的纖維層狀地集聚，可獲得納米纖維層。
[0045]在本發(fā)明中，需要使納米纖維層按照滿足下述條件(I)?(3)的方式形成。
[0046](I)納米纖維層的單位面積重量為0.1?10g/m2。
[0047](2)納米纖維為連續(xù)長纖維。
[0048](3)納米纖維是至少包含乙烯-乙烯醇共聚物的成分。
[0049]納米纖維層的單位面積重量不足0.lg/m2時，對要去除的微粒的捕集變得不充分，另外，超過10g/m2而使單位面積重量過大時則壓力損耗變大，因而本發(fā)明的水過濾器用濾材的納米纖維層的單位面積重量需要處于0.1?10g/m2的范圍，優(yōu)選處于0.3?8g/m2的范圍，進一步優(yōu)選處于0.5?6g/m2的范圍。
[0050]另外，納米纖維需要是連續(xù)長纖維形狀。由連續(xù)長纖維形成的納米纖維可通過靜電紡絲法而形成。如果由短纖維狀的納米纖維構(gòu)成濾材，那么存在有在過濾中短纖維發(fā)生脫落的情況，另外，關(guān)于由短纖維形成的濾材，濾材的厚度變大，因而無法形成緊湊的過濾器。此處，短纖維是指長度切斷為200_以下的纖維，本發(fā)明中的由連續(xù)長纖維形成的納米纖維層實質(zhì)上沒有包含這樣的進行了意圖性的切斷的短纖維。
[0051]進一步，本發(fā)明中重要的一點在于，納米纖維層至少包含乙烯-乙烯醇共聚物,優(yōu)選由乙烯-乙烯醇共聚物構(gòu)成。本發(fā)明人等發(fā)現(xiàn)了，作為構(gòu)成過濾器濾材的聚合物，由乙烯-乙烯醇共聚物獲得的納米纖維為親水性并且在水中也具有形態(tài)穩(wěn)定性，因而在用作將水中微粒去除的過濾器用濾材時，則起到過濾精度高并且可在初始壓力損耗小的狀態(tài)下進行過濾這樣的顯著效果。
[0052](乙烯-乙烯醇共聚物)
[0053]關(guān)于本發(fā)明中使用的乙烯-乙烯醇共聚物，考慮到水中的形態(tài)穩(wěn)定性與親水性的平衡，乙烯含量優(yōu)選處于3?70摩爾％的范圍，進一步優(yōu)選為20?55摩爾％。另外，皂化度優(yōu)選為80摩爾％以上，進一步優(yōu)選為98摩爾％以上。皂化度不足80摩爾％時，乙烯-乙烯醇共聚物的結(jié)晶度降低，對于納米纖維的強度性質(zhì)而言不優(yōu)選。另外，作為乙烯-乙烯醇共聚物，也可使用:乙烯含量為20?55摩爾％的共聚物與乙烯含量為3?20摩爾％的共聚物的組合那樣的通過將乙烯含量不同的共聚物混合而得到的乙烯-乙烯醇共聚物。
[0054]乙烯-乙烯醇共聚物通過將乙烯-乙酸乙烯酯共聚物皂化而獲得，但是作為乙烯-乙酸乙烯酯共聚物，也包括:在使乙烯和乙酸乙烯酯共聚時通過少量(相對于乙酸乙烯酯為20摩爾％以下)地并用其它的脂肪酸乙烯酯(丙酸乙烯酯、特戊酸乙烯酯等)而得到的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物。作為乙烯-乙烯醇共聚物，通?？墒褂脭?shù)均分子量約8000?20000的乙烯-乙烯醇共聚物。另外，也可以是:在形成納米纖維之后，根據(jù)需要利用醛、二醛等進行縮醛化、交聯(lián)處理而得到的乙烯-乙烯醇共聚物。
[0055]乙烯-乙烯醇類共聚物可容易獲取自例如，由Kuraray C0.，Ltd.銷售的商品名為“EVAL”的商品、由日本合成化學(xué)工業(yè)株式會社銷售的商品名為“Soarnol ”的商品。
[0056]在本發(fā)明中，納米纖維是至少包含乙烯-乙烯醇共聚物的成分，不僅是單獨由乙烯-乙烯醇共聚物構(gòu)成的情況，而且也可將聚乙烯醇、聚乙二醇、聚環(huán)氧乙烷、聚丙烯腈、聚乳酸那樣的溶解于水或者二甲基亞砜(DMSO)溶劑的聚合物混合于乙烯-乙烯醇共聚物。可由通過將這些聚合物與乙烯-乙烯醇共聚物一同溶解于上述溶劑而得到的紡絲原液，利用靜電紡絲法而形成納米纖維層。在將這些聚合物混合的情況下，乙烯-乙烯醇共聚物優(yōu)選至少含有10質(zhì)量％以上。
[0057](納米纖維的制造)
[0058]可將乙烯-乙烯醇共聚物熔融、或者溶解于溶劑而調(diào)制紡絲原液，由該紡絲原液制造納米纖維。在將乙烯-乙烯醇共聚物熔融的情況下，可利用擠出機或加熱介質(zhì)將乙烯-乙烯醇共聚物進行加熱熔融而調(diào)制紡絲原液。在將乙烯-乙烯醇共聚物溶解于溶劑的情況下，可以以二甲基亞砜或、甲醇或乙醇、1-丙醇這樣的低級醇與水的混合物作為溶劑，制作乙烯-乙烯醇共聚物溶液，將其用作紡絲原液。[0059]可從噴嘴噴出上述紡絲原液，利用靜電紡絲法而形成纖維從而獲得納米纖維。通過對供給紡絲原液的導(dǎo)電性構(gòu)件施加高電壓，使得從噴嘴噴出的紡絲原液發(fā)生帶電分裂，接著利用電場從液滴的一點連續(xù)地拉出纖維，分割出的納米纖維以連續(xù)的狀態(tài)進行多根擴散，堆積于接地了的對極側(cè)，從而可集聚出片材狀的納米纖維層。由此，即使溶液中的聚合物的濃度為10%以下，溶劑在纖維形成和細化的階段也容易蒸發(fā)，堆積于距離噴嘴數(shù)厘米至數(shù)十厘米而設(shè)置的捕集帶或者片材上?？梢贿呥M行堆積，一邊使包含溶劑或者沒有由熔融狀態(tài)完全地凝固的納米纖維相互地進行微膠著，防止纖維間的移動，使新的微細纖維逐次堆積，獲得致密的片材。也可在集聚面上放置作為基材的無紡布或者機織物，在其上堆積納米纖維，制成層疊體。關(guān)于納米纖維單纖維平均纖維直徑，可利用聚合物的原液濃度、噴嘴與片材集聚面之間的距離(極間距)、施加于噴嘴的電壓等條件而控制規(guī)定的平均纖維直徑。
[0060](基材)
[0061]與前述的納米纖維層一同地使用作為構(gòu)成本發(fā)明的濾材的基材，可使用由單纖維平均纖維直徑為Iym以上的親水性纖維構(gòu)成的無紡布或者機織物。單纖維平均纖維直徑小于Iym時，不但片材的拉伸強度變低，加工為過濾器時的加工性變差，而且作為過濾器的耐久性也變差。過濾器用濾材對于要去除的顆粒的捕集性優(yōu)選由納米纖維層進行確保，過濾器的加工性以及耐久性優(yōu)選由基材進行確保。構(gòu)成基材的纖維的單纖維平均纖維直徑如上述那樣必需為I μ m以上，但是優(yōu)選為5 μ m以上，進一步優(yōu)選為7 μ m以上，關(guān)于上限，優(yōu)選為200 μ m以下，進一步優(yōu)選為IOOym以下。
[0062]作為構(gòu)成基材的無紡布，可使用紡粘法、熔噴法、水刺法、熱結(jié)合法、化學(xué)結(jié)合法、氣刺法、針刺法等的干式無紡布或濕式無紡布中的任一種無紡布。其中，利用將紡粘法、熔噴法等的紡絲與片材形成之間進行了直接連接的制法而獲得的無紡布具有強度，從成本方面考慮有利，但是濕式無紡布從強度、致密性、均勻性的觀點考慮優(yōu)異，因而作為本發(fā)明中的支撐納米纖維層的基材，特別優(yōu)選使用濕式無紡布。
[0063]濕式法的無紡布的形成可通過如下方法來進行:將后述的構(gòu)成無紡布的親水性的主體纖維和將主體纖維之間進行結(jié)合的少量的粘合纖維以3?20_的切割長度分散于水中，在平緩的攪拌下制成均勻的漿料，使用具有圓網(wǎng)、長網(wǎng)、傾斜式等的絲中的至少一種抄紙用裝置，將該漿料進行片材形成。進一步，也可將水流淋到通過這樣的方法獲得的潤濕了的或干燥后的無紡布而進行相互纏繞。進一步，在形成無紡布之時，所切割出的纖維也可用打漿機或精煉機等實施打漿處理然后制成漿料，也可在形成片材之時添加粘劑或分散劑
坐寸ο
[0064]作為構(gòu)成基材的機織物，使用由細絲、或者紡織絲等制成平織、斜紋織、緞紋織等織造結(jié)構(gòu)而得到的織物，機織物的形態(tài)沒有特別限定。
[0065]關(guān)于上述的無紡布或者機織物的單位面積重量，通過考慮具有支撐納米纖維層的功能、具有所希望的強度、充分滿足緊湊化之間的平衡而適當選擇?？蓛?yōu)選在20?500g/m2的范圍選擇，進一步可優(yōu)選在40?300g/m2的范圍選擇。
[0066]在本發(fā)明中，基材的無紡布或者機織物由親水性纖維形成，作為形成親水性纖維的聚合物，例如列舉出聚乙烯醇類、再生纖維素、纖維素乙酸酯等纖維素類聚合物，聚乙烯乙烯醇類聚合物，聚丙烯腈類聚合物等。另外，即使是通常的疏水性纖維，通過利用復(fù)合紡絲等在表面層形成聚乙烯醇、聚乙二醇、聚環(huán)氧乙烷、聚乙烯基吡咯烷酮、羧酸、磺酸等具有離子性基團或者極性基團的聚合物等親水性聚合物的被覆層而得到的纖維也包含于本發(fā)明中的親水性纖維的范圍。另外，基材層的無紡布或者機織物也可以不由親水性纖維單獨地獲得，例如可通過包含10質(zhì)量％以上(相對于全部纖維)，優(yōu)選20質(zhì)量％以上的親水性纖維而將無紡布或者機織物制成為親水性。
[0067]在上述聚合物之中，由聚乙烯醇類聚合物獲得的纖維具有親水性，強度性質(zhì)優(yōu)異，因而優(yōu)選用作構(gòu)成基材的無紡布或者機織物的纖維。特別是，從強度、致密性、均勻性的觀點考慮，利用濕式法由聚乙烯醇類聚合物纖維獲得的無紡布優(yōu)選用作納米纖維層的支撐層。在此情況下，所獲得的構(gòu)成無紡布的聚乙烯醇類纖維的單纖維平均纖維直徑處于I?500 μ m的范圍,優(yōu)選處于I?300 μ m的范圍,進一步優(yōu)選處于3?100 μ m的范圍。
[0068]本發(fā)明中使用的聚乙烯醇類聚合物纖維的濕式無紡布中，將具有強度性質(zhì)以及耐水性的聚乙烯醇類聚合物纖維用作主體纖維，將水溶性的聚乙烯醇類聚合物纖維用作粘合纖維，將纖維切割為3?20mm長，將主體纖維與粘合纖維的混合比率設(shè)為主體纖維70?95質(zhì)量％、粘合纖維30?5質(zhì)量％，可通過上述的濕式抄紙方式而形成。另外，也可對粘合纖維進行替代，通過使用以主體纖維為芯層并且以具有粘合功能的聚合物為鞘層的復(fù)合纖維，從而形成濕式無紡布。另外，作為主體纖維，也可混合除了聚乙烯醇類聚合物纖維以外的纖維(除了前述的聚乙烯醇類聚合物以外的纖維素類聚合物等親水性聚合物纖維)，進一步，另外也可混合少量的疏水性纖維(聚丙烯纖維、聚酯纖維等)。
[0069]由聚乙烯醇類聚合物形成的主體纖維可通過如下處理而形成:使聚乙烯醇類聚合物(平均聚合度1200?3000、皂化度99摩爾％以上)溶解于水、二甲基亞砜、二甲基磺酰胺等溶劑而得到紡絲原液，將該紡絲原液從噴嘴擠出，利用濕式紡絲法(凝固浴:硫酸鈉、苛性鈉水溶液、甲醇等)、干式紡絲法、或者干濕式紡絲法等形成紡絲原絲，對該紡絲原絲進行濕熱拉伸、干熱拉伸等拉伸、熱固定等處理。也可根據(jù)需要，進一步進行縮醛化。另夕卜，將剖面形狀制成扁平形狀的聚乙烯醇類聚合物纖維也可用作主體纖維(參照日本特開2004-293027 號公報)。
[0070]將主體纖維之間進行結(jié)合的粘合纖維可如下形成:對于與上述同樣地將聚乙烯醇類聚合物(平均聚合度500?1700、皂化度60?90摩爾％)進行紡絲而得到的纖維，不進行拉伸或者輕度地進行拉伸，從而形成。
[0071](納米纖維層與基材的層疊)
[0072]關(guān)于納米纖維層與基材的層疊，可將預(yù)先分別地形成出的納米纖維層與基材層疊，另外，也可將納米纖維層集聚于預(yù)先形成出的基材層上，作為基材層的無紡布由紡粘法、熔噴法形成，不需將集聚得到的無紡布進行卷取，與無紡布制造工序相連續(xù)地一邊利用靜電紡絲法而形成納米纖維，一邊集聚層疊于該無紡布上。另外，納米纖維層與基材層也可以不是分別為I層，也可由纖維直徑等不同的多個層形成。
[0073]可在如上述那樣地層疊得到的包含納米纖維層/基材的層疊體上，進一步重疊納米纖維層/基材層，從而制成基材層/納米纖維層/基材層/納米纖維層這樣的4層結(jié)構(gòu)。作為包含納米纖維層和基材的層疊體的結(jié)構(gòu)，不僅是上述的4層結(jié)構(gòu)，也可進一步制成多層結(jié)構(gòu)。
[0074]另外，關(guān)于層疊體的厚度，也可根據(jù)需要通過熱壓或者冷壓而調(diào)整為作為目標的厚度。
[0075]另外，上述的層疊體也可通過基于壓花處理或壓延處理的熱結(jié)合而粘接，在此情況下，也可一邊在納米纖維層與基材之間散布熱熔粘接劑、乳液類粘接劑等一邊利用化學(xué)結(jié)合等從而粘接。
[0076]上述壓花處理是將納米纖維層與基材進行重疊，通過加熱加壓了的雕刻輥與軟質(zhì)輥之間。
[0077]壓延處理是將納米纖維層與基材進行重疊，通過一對加熱加壓了的壓延輥之間。
[0078]上述的壓花處理或者壓延處理在溫度20?150°C、壓力10?150Kg/cm的范圍內(nèi)進行，更優(yōu)選在溫度50?120°C、壓力40?lOOKg/cm的范圍內(nèi)進行，這從提高納米纖維層與基材層的粘接性的觀點考慮優(yōu)選。
[0079](各種添加劑)
[0080]在不損害本發(fā)明的目的、效果的范圍，根據(jù)需要，也可將增塑劑、抗氧化劑、增滑齊U、紫外線吸收劑、光穩(wěn)定劑、抗靜電劑、阻燃劑、潤滑劑、結(jié)晶化速度阻抑劑、著色劑等加入到納米纖維原料的乙烯-乙烯醇共聚物等或基材原料的聚合物，另外，也可利用上述的添加劑液，對納米纖維表面或者基材纖維表面進行處理。
[0081](濾筒)
[0082]作為本發(fā)明中使用的濾筒，可以是公知的濾筒中的任一種，例如可例示出:將多個平板型過濾器單元進行并列配置而得到的平板型筒，該平板型過濾器單元通過將兩張矩形的濾材面對配置而形成、將濾材褶狀地進行了折疊捆束的結(jié)構(gòu)的褶型筒等。圖1所示為用于組裝入平板型筒的通過將納米纖維層與基材層進行層疊而得到的濾材的一個實施方式，優(yōu)選從納米纖維層側(cè)供給處理的水，優(yōu)選在逆洗時從基材層側(cè)供給逆洗水。圖2所示為用于組裝入褶型筒的通過將納米纖維層與基材層進行層疊并且實施褶式加工而得到的濾材的一個實施方式。在平板型過濾器單元中，對于包含納米纖維層/基材層的兩張濾材，優(yōu)選將與被處理水相接的外表面設(shè)為納米纖維層而面對地配置，將該濾材安裝于外周框，處理水在通過濾材的過程中進行過濾，從安裝于外周框的取出口排出。關(guān)于搭載于褶型筒式過濾器的濾材，將前述的納米纖維層與基材進行層疊而得到的層疊體進行褶式加工而折疊，將折疊了的濾材卷繞在芯體，插入于圓筒狀容器，用于水過濾。可利用這樣的濾筒將水中的粒徑為I μ m?數(shù)百μ m的微粒高效地捕集。
[0083]實施例
[0084]以下，通過實施例來更詳細地說明本發(fā)明，但本發(fā)明不受這些實施例的任何限定。予以說明，在以下的實施例中，各物性值通過以下的方法而測定出。予以說明，實施例中的質(zhì)量份以及％只要沒有預(yù)先說明就與質(zhì)量有關(guān)。
[0085](單位面積重量的測定)
[0086]依照JIS-L1906 “一般長纖維無紡布試驗方法”進行了測定。
[0087](平均纖維直徑的測定)
[0088]利用顯微鏡(掃描型電子顯微鏡；日立制作所公司制“S-510”)以倍率5000倍對構(gòu)成無紡布的纖維的剖面進行拍攝，從剖面的放大照片中隨機地選擇20根纖維，測定它們的纖維直徑，將其平均值作為平均纖維直徑。
[0089](捕集效率的測定)[0090]將粒徑1.0 μ m的二氧化硅微粒以0.02質(zhì)量％的比例混合于水中，在超聲波攪拌機中充分地均勻分散，然后在0.05MPa的壓力下通過濾材，利用吸光度法測定通過前后的液體的濃度，算出了顆粒的捕集效率(%)。
[0091](壓力損耗的測定)
[0092]壓力損耗(Pa)通過用壓力計讀取上述捕集性能測定時的樣品的上游與下游的靜壓差而求出。
[0093]初始壓力損耗是在通液30分鐘后測定得到的平均初始壓力損耗的值，24小時后壓力損耗是通液24小時后的平均初始壓力損耗的值，逆洗后壓力損耗是在通液24小時后進行過濾器洗滌，然后通液30分鐘后測定出的平均初始壓力損耗的值。
[0094](基材層和納米纖維層間的粘接性的評價)
[0095]在通液24小時后進行過濾器洗滌，然后取出過濾器，用肉眼觀察而評價基材層與納米纖維層間的粘接狀態(tài)。
[0096]<實施例1?7 >
[0097]將由乙烯-乙烯醇共聚物形成的納米纖維層(EVOH-NF)和由聚乙烯醇(PVA)纖維形成的濕式無紡布進行層疊，獲得表I所示的規(guī)格的本發(fā)明的水過濾器用濾材，測定其過濾性能，獲得了表2所示的結(jié)果。
[0098](I)過濾器用濾材的制作
[0099]a)由聚乙烯醇(PVA)纖維形成的濕式無紡布
[0100]將平均聚合度1700、皂化度99.9摩爾％的聚乙烯醇(PVA)的水溶液在包含飽和硫酸鈉水溶液的凝固浴中進行濕式紡絲，將紡絲后的纖維進行濕熱拉伸，接著進行干熱拉伸，進一步，利用公知的方法進行縮甲醛化，從而獲得了具有平均8μπι的單纖維直徑的聚乙烯醇纖維。將該纖維切割為IOmm長而制作出抄紙用主體纖維。將該抄紙用主體纖維90質(zhì)量％與Kuraray C0., Ltd.制維尼纟侖粘合纖維“VPW101” 10質(zhì)量％進行混合而進行濕式抄紙,制作濕式無紡布，制成基材層。
[0101]b)由乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)形成的納米纖維層(EVOH-NF)如下述那樣操作而形成，制作出表I所示的規(guī)格(單纖維平均纖維直徑以及納米纖維層單位面積重量)的納米纖維層。
[0102]將乙烯-乙烯醇共聚物(Kuraray C0.，Ltd.制:EVAL_G)按照成為14質(zhì)量％的方式投入于DMSO溶劑，然后在25°C靜置溶解，獲得了紡絲原液。使用所獲得的紡絲原液進行了靜電紡絲。作為噴絲頭使用內(nèi)徑為0.9mm的針，噴絲頭與形成片材收取裝置之間的距離成為8cm。另外，在形成片材收取裝置上卷繞前述的聚乙烯醇纖維的濕式無紡布，在該無紡布上，以集聚輸送機的速度0.1m/分鐘、以規(guī)定的供給量將紡絲原液從噴絲頭擠出，對噴絲頭施加20kV的施加電壓，從而層疊出具有表I所示的平均纖維直徑以及單位面積重量的納米纖維層。接著，對于所獲得的包含納米纖維層/基材層的層疊體，以處理溫度120°C、線速度lm/min、壓制壓0.1MPa進行壓延處理，制作出本發(fā)明的過濾器用濾材。
[0103](2)平板濾筒的制作
[0104]制作出具有本發(fā)明的過濾器用濾材的平板濾筒。將其概要示于圖3。
[0105]將本發(fā)明的兩張過濾器用濾材2(A4尺寸的矩形片材狀)通過外周框(在上部帶有處理液取出口)3而面對配置(將納米纖維層配置在外側(cè))，在兩張濾材之間確保處理液的流路4，且插入用于防止濾材的變形的多孔性支持物(塑料網(wǎng))5，構(gòu)成了過濾器單元6。將三組該單元進行并列設(shè)置，安裝共通集水管7，該共通集水管7將來自各處理液取出口的已處理液體收集而制作筒1，使用該筒進行了測試。因此，示出了收集了三組處理水的處理水的測定結(jié)果。
[0106]<比較例I?11 >
[0107]關(guān)于下述的各個濾材，將其規(guī)格示于表1，將其過濾性能示于表2。
[0108](I)對于半芳香族聚酰胺(包含對苯二甲酸單元與1，9-壬烷二胺單元以及2-甲基-1，8-辛烷二胺單元的聚酰胺)纖維(Kuraray C0.，Ltd.制聚酰胺9MT纖維)濕式無紡布(比較例I)、聚乙烯醇(PVA)纖維濕式無紡布(比較例2)的各個，不層疊納米纖維層，進行上述的壓延處理而制造出的濾材。
[0109](2)將由聚偏二氟乙烯形成的納米纖維層(PVDF-NF)與由聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)纖維濕式無紡布形成的基材層進行層疊而得到的濾材(比較例3?7)。
[0110](3)將由聚丙烯腈形成的納米纖維層(PAN-NF)與聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)纖維濕式無紡布進行層疊而得到的濾材(比較例8)。
[0111](4)將由尼龍66形成的納米纖維層(PA66-NF)與尼龍66(PA66)纖維濕式無紡布進行層疊而得到的濾材(比較例9)。
[0112](5)將由乙烯-乙烯醇形成的納米纖維層(EVOH-NF)與聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)纖維濕式無紡布進行層疊而得到的濾材(比較例10)。
[0113](6)將由聚乙烯醇形成的納米纖維層(PVA-NF)與聚乙烯醇(PVA)纖維濕式無紡布進行層疊而得到的濾材(比較例11)。
[0114]表I
[0115]
【權(quán)利要求】
1.一種水過濾器用濾材，其特征在于，由通過將納米纖維層與基材進行層疊而得到的片材構(gòu)成，所述納米纖維層是由單纖維平均纖維直徑處于10?IOOOnm的范圍的纖維形成的、滿足以下全部條件(I)?(3)的納米纖維層，所述基材是由包含單纖維平均纖維直徑為I μ m以上的親水性纖維的無紡布或者機織物形成的基材， (1)納米纖維層的單位面積重量為0.1?10g/m2， (2)納米纖維為連續(xù)長纖維， (3)納米纖維是至少包含乙烯-乙烯醇共聚物的成分。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水過濾器用濾材，其中，乙烯-乙烯醇共聚物的乙烯含量范圍為3?70摩爾％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的水過濾器用濾材，其中，所述納米纖維層是通過將利用靜電紡絲法而形成的纖維進行集聚而得到的納米纖維層。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的水過濾器用濾材，其中，構(gòu)成無紡布的親水性纖維是包含聚乙烯醇類聚合物的親水性纖維。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水過濾器用濾材，其中，所述基材的單位面積重量為20?500g/m2。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的水過濾器用濾材，其中，所述層疊片材是通過將利用靜電紡絲法而形成的納米纖維層狀地集聚在所述基材之上而得到的層疊片材。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的水過濾器用濾材，其中，所述層疊片材是在所述集聚之后進行了壓花處理或者壓延處理的層疊片材。
8.一種濾筒，其至少在一部分包含權(quán)利要求1?7中任一項所述的水過濾器用濾材。
9.一種水過濾裝置，其具有濾筒，所述濾筒至少在一部分包含通過將納米纖維層與基材進行層疊而得到的片材， 所述納米纖維層是由單纖維平均纖維直徑處于10?IOOOnm的范圍的纖維形成的滿足以下全部條件(I)?(3)的納米纖維層， 所述基材是由包含單纖維平均纖維直徑為Ium以上的親水性纖維的無紡布或者機織物形成的基材， (1)納米纖維層的單位面積重量為0.1?10g/m2， (2)納米纖維為連續(xù)長纖維， (3)納米纖維是至少包含乙烯-乙烯醇共聚物的成分。
【文檔編號】D04H3/02GK103458987SQ201280015279
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2012年3月29日 優(yōu)先權(quán)日:2011年3月30日
【發(fā)明者】細谷敬能, 川井弘之, 早川友浩, 荒牧潤 申請人:株式會社可樂麗