[发明专利]过滤介质、其制造方法及包括其的过滤器模块

说明书

本发明提供一种过滤介质。本发明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。

技术领域

本发明涉及一种过滤介质，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。

背景技术

分离膜可以根据气孔尺寸而分为微滤膜(micro filter，MF)、超滤膜(ultrafilter，UF)、纳滤膜(nano filter，NF)或反渗透(reverse osmosis，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。

发明内容

发明要解决的问题

本发明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，本发明的另一目的在于，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，本发明的再一目的在于，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。