一种分离膜支撑用无纺布的制造方法技术

本发明专利技术公开了一种分离膜支撑用无纺布的制造方法，包括：将合成纤维通过加水、打浆分散成纤维浆料，均匀地分散在水中，通过流送系统将纤维泵送到造纸网上成型，纤维通过真空或自然脱水，形成湿纸页；将所述湿纸页蒸发脱水干燥，并经热压处理进行热粘结，最后通过冷却辊固化后得到分离膜支撑用无纺布，热压辊的表面温度为120～250℃，线压力为40kN/m～240kN/m，冷却辊的表面温度为20～100℃，冷却辊与热压辊的速度比为0.85～1.15。该方法得到的分离膜支撑用无纺布均匀性得到较大改善，空气流动阻力分布均匀，并具有高尺寸稳定性和高表面纤维粘合性，膜材料的平均孔隙率高，膜分离效率和通量在合理范围内。

【技术实现步骤摘要】
一种分离膜支撑用无纺布的制造方法
本专利技术属于材料热处理
，具体涉及一种分离膜支撑用无纺布的制造方法。
技术介绍
膜技术在许多情况下用于水处理。例如，微滤膜和超滤膜用于净水厂的水处理，反渗透膜用于海水淡化，反渗透膜和纳滤膜用于处理制造半导体用水，锅炉用水，医疗用水，实验室的纯水等。这些分离膜根据膜的形状大致可分为平面膜和中空纤维膜。平面膜主要由合成聚合物形成并且具有分离功能，当单独使用时其机械强度较差，因此通常与诸如无纺布之类的基材集成，通常将作为分离功能的聚合物溶液浇铸或涂布在无纺布等支撑体上的方法形成膜材料。因此，要求用作支撑用的无纺布具有优异的膜成形性，该膜成形性足以防止聚合物溶液过多的渗透到无纺布支撑体的反面，并且要求膜厚度均匀，支撑体需要具有高的尺寸稳定性，内部结合强度，低的热水收缩率和适当的表面光滑度，以抵抗分离膜制造过程中因热应力和压应力而引起的变形。此外，用于海水脱盐的复合反渗透膜，可以将其中集成有复合反渗透膜的海水淡化装置在恒定的操作压力下连续地操作或者在根据质量变化而变化的压力下操作，后一种操作在实践中是常见的，并且施加在复合反渗透膜上的操作压力沿厚度方向的变化会导致复合反渗透膜在膜厚度方向上反复膨胀和收缩，可能导致膜的分离。在设备“静止”期间，从渗水侧到供水侧的正向渗透可能导致支撑层与支撑体分离。为了解决这些问题，要求分离膜和膜支撑体具有高的剥离强度。另外用于支撑分离膜(例如微滤膜，超滤膜，纳滤膜和反渗透膜)的无纺布必须具有优异的加工性能，足以在用于生产流体分离元件时防止膜的卷曲；并且具有优异的机械强度，足以防止因使用时施加的压力或其他作用力而导致膜变形或破裂。现有的分离膜支撑用无纺布通常用双层结构干法防粘无纺布热压而成，通过用工业过滤材料阻力仪测试得到的膜材料缺陷部分产品的空气流动阻力，并用CT扫描观察膜材料缺陷部分的产品结构，经汇总数据统计分析发现，采用双层结构干法防粘无纺布作为分离膜支撑体的缺陷部分的产品结构较为致密，且分离膜的厚度公差较大，涂布表面粗糙，局部具有较高的空气流通阻力，以及平均孔隙率偏低等关键产品性能缺陷。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的上述问题，本专利技术提供了一种分离膜支撑用无纺布的制造方法。本专利技术要解决的技术问题通过以下技术方案实现：一种分离膜支撑用无纺布的制造方法，包括：步骤1：将合成纤维通过加水、打浆分散成纤维浆料，使其均匀地分散在水中，通过流送系统将纤维泵送到造纸网上成型，纤维通过真空或自然脱水，形成湿纸页。步骤2：将所述湿纸页蒸发脱水干燥，并经热压处理进行热粘结，最后通过冷却辊固化后得到分离膜支撑用无纺布，其中，热压辊的表面温度为120～250℃，线压力为40kN/m～240kN/m，冷却辊的表面温度为20～100℃，冷却辊与热压辊的线速度比为0.85～1.15。在本专利技术的一个实施例中，在70～90℃的温度下，将分离膜溶质溶解在溶剂中获得成膜溶液，随后将成膜溶液涂布在分离膜支撑用无纺布的涂层区域，并且在18～22℃的固化水中相分离之后，通过水浴洗涤去除膜中残留的溶剂，然后收卷，得到带有分离膜的分离膜支撑用无纺布。在本专利技术的一个实施例中，所述合成纤维包括主纤维和粘结纤维，所述主纤维占比为30～100％。在本专利技术的一个实施例中，所述主纤维的熔点为140～300℃；所述粘结纤维由高熔点聚合物和低熔点聚合物组合而成，所述高熔点聚合物的熔点为150～320℃，所述低熔点聚合物的熔点为120～250℃。在本专利技术的一个实施例中，所述主纤维为聚酯纤维、合成树脂、人造纤维素、合成树脂浆、原纤化纤维和人造浆粕中的任意一种；所述粘结纤维为维尼纶、树脂粘合剂、双组份聚酯纤维中的任意一种。在本专利技术的一个实施例中，所述主纤维的纤维纤度为0.05～5.0Denier，纤维长度为1～20mm；所述粘结纤维的纤维纤度为0.1～5.0Denier，纤维长度为1～12mm。在本专利技术的一个实施例中，所述分离膜支撑用无纺布非涂层区域的Bekk平滑度为3～90sec，且无纺布的Z向内部粘接强度约为200mN·m～900mN·m。本专利技术的有益效果：1、本专利技术采用湿法制得无纺布并通过特定的热压工艺后铸造的无纺布，其均匀性得到较大改善，空气流动阻力分布均匀，并具有高尺寸稳定性和高表面纤维粘合性，膜材料的平均孔隙率高，膜分离效率和通量在合理范围内。2、本专利技术通过这种方法得到的分离膜支撑用无纺布具有优异的机械强度和膜剥离强度。附图说明图1为本专利技术实施例3得到的分离膜支撑用无纺布空气流动阻力均匀性曲线；图2为50g/m2双层纺粘无纺布热压得到的分离膜支撑用无纺布空气流动阻力曲线。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术做进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限于此。实施例1本专利技术实施例提供了一种分离膜支撑用无纺布，具体地，该分离膜支撑用无纺布包括涂层区域、非涂层区域以及中间层区域，涂层区域被分离膜覆盖，非涂层区域位于涂层区域相反的一侧，中间层区域位于涂层区域与非涂层区域之间。非涂层区域的Bekk平滑度为3～90sec，优选地，非涂层区域的Bekk平滑度为7～60sec，且无纺布的Z向内部粘接强度约为200mN·m～900mN·m。当Bekk平滑度低于3sec时，合成纤维在分离膜涂层区域和非涂层区域的粘合性能变差，并且表面的致密性降低，当Bekk平滑度低于5sec时，已经渗透到中间层区域中的涂布液会过度渗透到非涂层区域中，并且分离膜的厚度均匀性降低。该无纺布的主要成分为合成纤维，该合成纤维包括主纤维和粘结纤维，主纤维相对粘结纤维具有较高的熔融温度，主纤维是在高温下熔融粘合并具有140～300℃熔点的合成纤维，当选用小直径的主纤维时，成型后的无纺布平均流量孔径会进一步减小；当选择大直径的主纤维时，可以提高成型后的分离膜支撑用无纺布的抗张强度，在本专利技术实施例中，主纤维的纤维纤度为0.05～5.0Denier，优选地为0.1～3.0mm；主纤维长度为1～20mm，优选地为3～10mm；此外，可以根据产品性能需要适当地选择纤维的截面形状，例如中空纤维，异形纤维。进一步地，主纤维为聚酯纤维、合成树脂、人造纤维素、合成树脂浆、原化纤维和人造浆粕中的任意一种，优选地，主纤维选用聚酯纤维中的一种，可以为聚对苯二甲酸乙二醇酯，聚对苯二甲酸丁二醇酯，聚对苯二甲酸丙二醇酯以及由聚对苯二甲酸乙二醇酯，聚对苯二甲酸丁二醇酯，聚对苯二甲酸丙二醇酯组成的共聚物。粘结纤维相对于主纤维具有较低的熔融温度，通过在湿法造纸干燥段或热压处理时加热，使粘结纤维表面或粘结纤维整体产生熔融粘合，从而提高分离膜支撑用无纺布的物理强度。粘结纤维为维尼纶、树脂粘合剂、双组份聚酯纤维中的任意一种。进一步地，粘结纤维选用具有皮芯结构的复合纤维，包括同心皮-芯复合结构、偏心皮-芯复合结构和海岛型复合结构，可以有效地在纤维之间提供热粘结点，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种分离膜支撑用无纺布的制造方法，其特征在于，包括：/n步骤1：将合成纤维通过加水、打浆分散成纤维浆料，使其均匀地分散在水中，通过流送系统将纤维泵送到造纸网上成型，纤维通过真空或自然脱水，形成湿纸页。/n步骤2：将所述湿纸页蒸发脱水干燥，并经热压处理进行热粘结，最后通过冷却辊固化后得到分离膜支撑用无纺布；其中，热压辊的表面温度为120～250℃，线压力为40kN/m～240kN/m，冷却辊的表面温度为20～100℃，冷却辊与热压辊的线速度比为0.85～1.15。/n

【技术特征摘要】
1.一种分离膜支撑用无纺布的制造方法，其特征在于，包括：
步骤1：将合成纤维通过加水、打浆分散成纤维浆料，使其均匀地分散在水中，通过流送系统将纤维泵送到造纸网上成型，纤维通过真空或自然脱水，形成湿纸页。
步骤2：将所述湿纸页蒸发脱水干燥，并经热压处理进行热粘结，最后通过冷却辊固化后得到分离膜支撑用无纺布；其中，热压辊的表面温度为120～250℃，线压力为40kN/m～240kN/m，冷却辊的表面温度为20～100℃，冷却辊与热压辊的线速度比为0.85～1.15。


2.根据权利要求1所述的分离膜支撑用无纺布的制造方法，其特征在于，在70～90℃的温度下，将分离膜溶质溶解在溶剂中获得成膜溶液，随后将成膜溶液涂布在分离膜支撑用无纺布的涂层区域，并且在18～22℃的固化水中相分离之后，通过水浴洗涤去除膜中残留的溶剂，然后收卷，得到带有分离膜的分离膜支撑用无纺布。


3.根据权利要求2所述的分离膜支撑用无纺布的制造方法，其特征在于，所述合成纤维包括主纤维和粘结纤维，所述主纤维占比为30～100％。

【专利技术属性】
技术研发人员：侯清中，胥绍华，刘锁平，温勇，赵少平，
申请(专利权)人：宝鸡科达特种纸业有限责任公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61