过滤介质、其制造方法及包括其的过滤器模块技术

本发明专利技术提供一种过滤介质。本发明专利技术的一实施例的过滤介质包括：纤维网层，具有包含纳米纤维的三维网状结构；及亲水性涂层，覆盖上述纳米纤维的外表面的至少一部分。据此，由于过滤介质具有改善的亲水性而流量显著增加。并且，改善的亲水性保持长时间，因此能够显著延长使用周期。进而，由于在亲水化过程中使过滤介质的气孔结构变化最小化而可以充分呈现初始设计的过滤介质的物理性能，从而，可以通过具有耐化学性、优异的透水性及耐久性的过滤介质广泛应用于水处理领域。

Filter media, manufacturing method thereof and filter module thereof

The invention provides a filtering medium. An embodiment of the present invention comprises a fiber mesh layer having a three-dimensional mesh structure containing nanofibers and a hydrophilic coating covering at least a portion of the outer surface of the nanofibers. As a result, the flow rate increases significantly because of the improved hydrophilicity of the filter media. Moreover, the improved hydrophilicity can be maintained for a long time, thus significantly prolonging the service life. Furthermore, the physical properties of the initial designed filter media can be fully presented by minimizing the change of pore structure in the hydrophilic process. Therefore, the filter media with chemical resistance, excellent water permeability and durability can be widely used in the field of water treatment.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】过滤介质、其制造方法及包括其的过滤器模块
本专利技术涉及一种过滤介质，更具体而言，涉及具有优异的透水性和良好的耐久性的过滤介质、其制造方法及包括其的过滤器模块。
技术介绍
分离膜可以根据气孔尺寸而分为微滤膜(microfilter，MF)、超滤膜(ultrafilter，UF)、纳滤膜(nanofilter，NF)或反渗透(reverseosmosis，RO)膜。虽然以上示例的分离膜的用途和气孔尺寸不同，但其共同点在于，上述分离膜为由纤维形成的过滤介质或多孔聚合物过滤介质或具有其组合的膜形式。通常，在上述多孔聚合物过滤介质中，通过使用在液体中包含的单独的成孔剂以将上述成孔剂烧结或溶解在外部凝固溶液中等的方法形成在聚合物膜或聚合物中空纤维中所形成的气孔。与此相反，通常，由上述纤维形成的过滤介质通过在累积所制造的短纤维至后施加热量/压力等来制造，或通过在纺丝的同时施加热量/压力等来制造。上述的由纤维形成的过滤介质的代表性实例是无纺布，通常，无纺布的气孔通过短纤维的直径、介质的基重等调节。然而，由于一般无纺布中包含的短纤维的直径是以微米为单位，因此仅通过调节纤维的直径和基重来实现具有精细且均匀的气孔结构的分离膜是有局限性的，由此，一般无纺布只能实现具有微滤膜程度的过滤性能的分离膜，而难以实现用于过滤更细颗粒的如超滤膜和纳滤膜等分离膜。为了解决上述问题而研制的方法就是通过纤维直径为纳米级的超细纤维制造的分离膜。然而，通过如一般湿法纺丝等纤维纺丝工艺，直径为纳米级的超细纤维难以仅通过一次纺纱制造，在纺丝成海岛丝等之后，需要单独熔化海成分以获得作为超细纤维的岛成分，因此可能存在麻烦、成本增加、延长生产时间等问题。因此，最近，存在通过电纺丝直接纺丝直径为纳米级的纤维来制造由纤维形成的过滤介质的趋势。另一方面，适合于水处理用途的物理性能之一是流量，上述流量不仅受分离膜的气孔度、孔径及气孔结构的影响，也受分离膜材料的亲水性程度的影响。在由亲水性不足的材料形成的分离膜的情况下，通过对膜表面进行等离子体处理、用亲水基团进行表面改性及涂覆单独的亲水层等的方法改善了流量。然而，当分离膜的材料具有强疏水性时，如水等的涂料组合物的渗透性较差，而且，即使将具有疏水性的分离膜改性为具有提高的亲水性，也不能将流量增加到所需的水平，通过改性来具有的亲水性也在水处理过程中容易消失，因此难以持续呈现初始流量。并且，为了达到所需流量和分离效率而初始设计的分离膜的气孔结构即气孔度和孔径大小可在亲水化的过程中发生变化，因此可能无法呈现初始设计的水平的流量和分离效率。因此，迫切需要开发通过提高分离膜的亲水性来使流量显著增加且使分离膜本身的气孔结构变化最小化，因具有耐久性而可长时间保持亲水性的分离膜。
技术实现思路
专利技术要解决的问题本专利技术是鉴于上述问题而研制的，其目的在于，提供通过提高分离膜的亲水性来使流量显著增加的过滤介质及其制造方法。并且，本专利技术的另一目的在于，提供由于亲水性保持很长时间而使用周期显着延长的过滤介质及其制造方法。进而，本专利技术的再一目的在于，提供由于在亲水化过程中过滤介质的气孔结构变化最小化而可以充分呈现初始设计的过滤介质的物理性能的过滤介质及其制造方法。另外，本专利技术的再一目的在于，提供可以通过具有耐化学性、优异的透水性及耐久性的过滤介质广泛应用于水处理领域的过滤器模块。用于解决问题的方案为了达到上述目的，本专利技术提供一种过滤介质，其特征在于，包括：纤维网层，具有包含纳米纤维的三维网状结构；及亲水性涂层，上述亲水性涂层覆盖上述纳米纤维的外表面的至少一部分。根据本专利技术的一实施例，上述过滤介质还可包括设置在上述纤维网层的一面上的支撑体，上述支撑体可以包括无纺布、织物及编物中的至少一种。并且，上述支撑体可以包括复合纤维，上述复合纤维包括支撑成分和低熔点成分且以使上述低熔点成分的至少一部分暴露在上述复合纤维的外表面上的方式布置，上述复合纤维的低熔点成分可以与纤维网热熔合。并且，上述纳米纤维可以包括选自由聚四氟乙烯(polytetrafluoroethylene，PTFE)类、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物(tetrafluoroethylene-perfluoroalkylvinylethercopolymer，PFA)类、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物(tetrafluoroethylene-hexafluoropropylenecopolymer，FEP)类、四氟乙烯-六氟丙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物(tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene-perfluoroalkylvinylethercopolymer，EPE)类、四氟乙烯-乙烯共聚物(tetrafluoroethylene-ethylenecopolymer，ETFE)类、聚三氟氯乙烯(polychlorotrifluoroethylene，PCTFE)类、三氟氯乙烯-乙烯共聚物(chlorotrifluoroethylene-ethylenecopolymer，ECTFE)类及聚偏二氟乙烯(polyvinylidenefluoride，PVDF)类组成的组中的一种以上氟类化合物。并且，上述纤维网可以具有0.1～5μm的平均孔径和40～90％的气孔度。并且，上述纳米纤维可以具有0.05～2μm的直径。并且，上述亲水性涂层可以通过使具有羟基的亲水性聚合物化合物与具有羧基的交联剂交联而形成。更优选地，上述具有羟基的亲水性聚合物化合物可以为重均分子量为20,000～100,000且皂化度为85～90％的聚乙烯醇。并且，上述交联剂可以包括至少三个羧基。并且，上述亲水性聚合物化合物可以为聚乙烯醇，上述亲水性涂层可以相对于100重量份的聚乙烯醇包括5～20重量份的交联剂来形成。并且，上述氟类化合物可以为具有300,000～600,000的重均分子量的聚偏二氟乙烯(polyvinylidenefluoride，PVDF)。并且，上述亲水性涂层可以以每个纤维网单位面积(m2)包括0.1～2g的纳米纤维的方式覆盖纳米纤维。并且，上述交联剂可包括选自由聚(丙烯酸-马来酸)、聚丙烯酸及聚(苯乙烯磺酸-马来酸)组成的组中的一种以上。并且，暴露的上述纤维网层表面中任意五个不同点的平均初始润湿角可以等于或小于40°，五个点的初始润湿角的平均偏差可以等于或小于7°。并且，本专利技术提供一种过滤介质的制造方法，其特征在于，包括：步骤(1)，形成具有包含纳米纤维的三维网状结构的纤维网层；步骤(2)，用亲水性涂料组合物处理上述纤维网层来制备形成亲水性涂层。根据本专利技术的一实施例，在上述步骤(1)中的纤维网层可以通过在支撑体上电纺丝纺丝溶液而形成。并且，上述步骤(1)还可包括通过向层叠的支撑体和纤维网层施加热量和压力中的至少一种来使支撑体和纤维网层热熔合的步骤。并且，上述亲水性涂料组合物可以包括聚乙烯醇(PVA)作为亲水性聚合物化合物，且相对于100重量份的上述聚乙烯醇可以包括5～20重量份的包含羧基的交联剂。并且，上述亲水性涂料组合物可以包括0.3～1重量百分比的聚乙烯醇(PVA)作为亲水性聚合物化合物。并且，上述步骤(2)可以包括：步骤2-1)，用亲水性涂料组合物处理上述纤维网层；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种过滤介质，其特征在于，包括：纤维网层，具有包含纳米纤维的三维网状结构；及亲水性涂层，覆盖上述纳米纤维的外表面的至少一部分。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.06.02 KR 10-2016-00690401.一种过滤介质，其特征在于，包括：纤维网层，具有包含纳米纤维的三维网状结构；及亲水性涂层，覆盖上述纳米纤维的外表面的至少一部分。2.根据权利要求1所述的过滤介质，其特征在于，上述过滤介质还包括设置在上述纤维网层的一面上的支撑体。3.根据权利要求2所述的过滤介质，其特征在于，上述支撑体包括复合纤维，上述复合纤维包括支撑成分和低熔点成分且以使上述低熔点成分的至少一部分暴露在上述复合纤维的外表面上的方式布置，上述复合纤维的低熔点成分与纤维网热熔合。4.根据权利要求1所述的过滤介质，其特征在于，上述纳米纤维包括选自由聚四氟乙烯类、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物类、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物类、四氟乙烯-六氟丙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物类、四氟乙烯-乙烯共聚物类、聚三氟氯乙烯类、三氟氯乙烯-乙烯共聚物类及聚偏二氟乙烯类组成的组中的一种以上氟类化合物。5.根据权利要求1所述的过滤介质，其特征在于，上述纤维网具有0.1～5μm的平均孔径和40～90％的气孔度。6.根据权利要求1所述的过滤介质，其特征在于，上述纳米纤维具有0.05～2μm的直径。7.根据权利要求1所述的过滤介质，其特征在于，上述亲水性涂层通过使具有羟基的亲水性聚合物化合物与具有羧基的交联剂交联而形成。8.根据权利要求7所述的过滤介质，其特征在于，上述交联剂包括至少三个羧基。9.根据权利要求7所述的过滤介质，其特征在于，上述亲水性聚合物化合物包括重均分子量为20，000～100，000且皂化度为85～90％的聚乙烯醇。10.根据权利要求1所述的过滤介质，其特征在于，上述亲水性涂层以每个纤维网单位面积即平方米包括0.1～2g的纳米纤维的...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁义荣，徐寅踊，
申请(专利权)人：阿莫绿色技术有限公司，
类型：发明
国别省市：韩国,KR