湿铺纺粘层压膜支持物制造技术

本发明专利技术提供了适合用作半透膜（１２）支持物的无纺布层压物。无纺布层压物通常包括至少两层：连续的长丝纤维的纺粘层（１６）和不连续的纤维的湿铺层（１８）。所得半透膜支持物在光滑度、孔隙率、层间附着性和通量特性等性能之间获得了有利的平衡。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及适合用作过滤支持介质的无纺布。更具体地，本专利技术涉及适合用作精密过滤支持介质的无纺层压布。
技术介绍
精密过滤工艺(如反渗透、纳滤、超滤和微滤)具有广阔的应用范围，包括海水淡化、果汁生产和工业废水处理等。通常称为半透膜的合成滤膜通常与精密过滤工艺联合使用。半透膜提供选择性的物质迁移，通常允许溶剂分子在其厚度方向上通过，而不允许溶质通过。半透膜通常为薄层聚合物，例如一层流延膜。合成滤膜可以由很多聚合物形成，包括乙酸纤维素、聚酰胺、聚砜、聚偏二氟乙烯聚合物等。过滤过程中所使用的工艺条件是相当严格的。例如，用反渗透法将盐从海水中分离出来可能需要采用最高约1200psi(磅/平方英寸)的高压。遗憾的是，半透膜通常比较容易破裂。为了提高过滤介质的耐用性，将支持基质与半透膜结合在一起的层压过滤器结构是已知的。示例性的支持基质包括各种多孔材料，包括烧结材料和无纺布。层压过滤器结构通常通过将半透膜直接流延到支持基质上形成。最近，开发出了常被称作薄膜复合物(Thin Film Composite，TFC)的复合膜。除半透膜之外，复合膜还包括多孔聚合物层，例如多孔聚合物膜。多孔聚合物层通常位于半透膜与支持基质之间。中间多孔聚合物层允许使用更薄的半透膜，并产生更高的通量率。在过滤期间，进入的液体流通常首先通过半透膜或复合膜，再通过支持基质出来。因此，支持基质必需提供强度特性，同时对半透膜或复合膜的迁移特性(例如渗透性或通量)具有最小的影响。合适的支持基质(例如合适的无纺布)还应具有若干其他有利特性。例如，支持基质应该对中间多孔聚合物层或半透膜具有较好的附着性，以避免在过滤过程中层离。可以通过使中间多孔聚合物层或半透膜向下穿插至支持基质的表面来获得合适的附着性。然而中间多孔聚合物层或半透膜穿插至支持基质体现出一种微妙的平衡。穿插不足将导致过滤器介质内部的附着性不足。支持基质的过度穿插(例如中间多孔聚合物层或半透膜穿插至承载流延表面的表面上)将会导致过滤特性不均匀(例如通量降低)，和/或由于过滤过程中局部压力过大而损坏半透膜。除了上述特性之外，支持基质还应有利地提供施加中间多孔聚合物层或半透膜的适当光滑表面。表面缺陷(尤其是表面凸起)会在中间多孔聚合物层和/或半透膜中生成小孔，会对过滤器性能产生不利影响。已经发现由无纺的湿铺法纤维制成的支持基质能够提供有利的光滑表面和可接受的对半透膜的亲和性。Goettmann的美国专利5,851,355中披露了试图用作半透膜支持物的示例性湿铺法无纺网，在此以参考的方式引入上述专利。由无纺的湿铺法纤维网形成的支持基质可以从BBA以产品名MEMBACK无纺布商购获得。复合支持结构可以用于改善半透性过滤介质(尤其是加入有湿铺法无纺布网的过滤支持物)的经济性。例如，美国专利4,728,394和4,795,559披露了包含结合到湿铺网上的粗梳纤维层的膜支持物。然而，虽然加入了粗梳网的多孔膜具有很多有利的特性，但是这种层压体存在的缺点是，半透膜或复合膜内部的小孔的水平是令人难以接受的。粗梳网也是较贵的基质。因此，仍需要能够提供改善的表面特性的加入了湿铺法纤维网的复合支持物。仍需要能够更经济地生产的加入了湿铺法纤维网的复合支持物。
技术实现思路
本专利技术提供了一种复合支持物，该复合支持物因其有利的表面特性而展现出改善的过滤器性能。该复合支持物还可以经济地生产。本专利技术的复合支持物包括湿铺法纤维网和纺粘织物。令人惊讶的是，现已发现由湿铺层和纺粘层形成的复合支持物会在所得过滤介质中产生更小的表面差异。本专利技术的复合支持物一般包括纺粘无纺布的第一层和湿铺法无纺布的第二层，所述纺粘无纺布的第一层上重叠有湿铺法无纺布的第二层，其中，所述纺粘无纺布的第一层由连续的热塑性聚合物长丝形成，并限定了第一外表面；所述湿铺法无纺布的第二层由离散长度的热塑性聚合物纤维形成，并限定了第二外表面。在优选实施方案中，复合支持物还包括将第一层和第二层彼此粘合在一起的热塑性聚合物粘合剂。在该实施方案中，热塑性聚合物粘合剂是纤维状的。在其他方面中，热塑性聚合物粘合剂粘着至第一层的长丝和第二层的纤维上。连续的热塑性聚合物长丝和离散长度的热塑性聚合物纤维可各自独立地由多种树脂形成，包括聚酯和聚酰胺，及其共聚物和混合物。在本专利技术的优选实施方案中，第一层的连续的长丝和第二层的离散长度的纤维由同样的热塑性聚合物形成。例如，连续的热塑性聚合物长丝和离散长度的热塑性聚合物纤维均可由聚酯聚合物形成。在进一步的方面中，热塑性聚合物粘合剂包含熔点低于用于形成长丝和离散长度的纤维的聚酯聚合物的聚酯共聚物。热塑性聚合物粘合剂还可以由具有较高熔点的聚酯共聚物和具有较低熔点的聚酯共聚物的混合物形成。湿铺法无纺布中的离散长度的纤维通常具有约为2.5mm～40mm的长度，每单丝旦数(denier per filament，dpf)约为0.2～3.0。纺粘层的长丝通常具有约1～10的每单丝旦数。纺粘无纺布基重通常约为10gsm(克/平方米)～35gsm，湿铺法无纺布基重通常约为30～70gsm，所得复合支持物的总基重最高达80gsm。根据本专利技术，可以通过将复合膜或半透膜附着在复合支持物的第二外表面(即湿铺层的外表面)来生产过滤设备。用于形成半透膜的示例性材料包括乙酸纤维素(“CA”)、三乙酸纤维素、乙酸纤维素-三乙酸纤维素混合物、明胶、聚胺、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、芳香族聚酰胺、聚苯并咪唑、聚苯并咪唑酮、聚丙烯腈(“PAN”)、聚丙烯腈-聚氯乙烯共聚物、聚砜、聚醚砜、聚二甲基苯基醚、聚偏二氟乙烯、聚电解质络合物、聚烯烃、聚甲基丙烯酸甲酯及它们的共聚物。本专利技术还包括生产本专利技术的复合支持物和过滤介质的方法。例如，根据本专利技术的复合支持物可以按照以下方法生产(a)形成连续的热塑性聚合物长丝的纺粘无纺布第一层；(b)形成离散长度的热塑性聚合物纤维的湿铺法无纺布第二层；和(c)以反向的面-对-面的关系粘合第一层和第二层，从而使第一层和第二层分别限定了复合支持物的第一外表面和第二外表面。附图说明由本专利技术以下的详细说明和附图，本专利技术的上述及其它的目的、特征和优点将更加清楚，其中图1是根据本专利技术形成的示例性过滤介质的放大的横截面的示意图；图2是根据本专利技术用于形成过滤介质的示例性方法的示意图；图3是用于形成本专利技术的膜支持物的设备的示意图。具体实施例方式现在将参照附图在下文中更全面地介绍本专利技术，其中显示了本专利技术的几个(但不是全部)实施方案。实际上，这些专利技术可以以多种方式来实施，并且不应该认为它们仅局限于这里所列出的实施方案；提供这些实施方案是为了使所公开的内容满足适当的法律要求。全文中相同的数字表示相同的部件。图1提供了根据本专利技术的示例性过滤介质的横截面图。过滤介质10通常包括附着在复合支持物14上的复合膜11。复合膜11通常包括半透膜12和中间多孔聚合物层13。在本专利技术的替代实施方案中，可以使用半透膜12而不使用中间多孔聚合物层13，即可以从过滤介质10中省去中间多孔聚合物层。复合支持物14包括(a)由纺粘织物形成的第一层16，它限定了第一外表面17，和(b)由湿铺法织物形成的第二层18，它限定了第二外表面22，即流延表面。尽管在提及本专利技术的过滤介质、复合膜和复合支持物时称其包本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于半透膜的复合支持物，所述支持物包含：由连续的热塑性聚合物长丝形成的纺粘无纺布第一层，所述第一层限定了所述支持物的第一外表面；和由离散长度的热塑性聚合物纤维形成的湿铺法无纺布第二层，所述第二层限定了所述支持物的第二外表面。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：彼得安杰利尼，克莱门特J黑利，
申请(专利权)人：瑞梅有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]