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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024175669
(43)【公開日】2024-12-18
(54)【発明の名称】スパイラル分離膜エレメント
(51)【国際特許分類】
B01D 63/10 20060101AFI20241211BHJP
B01D 63/00 20060101ALI20241211BHJP
【ＦＩ】
B01D63/10
B01D63/00 510
【審査請求】未請求
【請求項の数】4
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2024088577
(22)【出願日】2024-05-31
(31)【優先権主張番号】P 2023092832
(32)【優先日】2023-06-06
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(71)【出願人】
【識別番号】000003159
【氏名又は名称】東レ株式会社
(72)【発明者】
【氏名】谷口 秀
(72)【発明者】
【氏名】高木 健太朗
(72)【発明者】
【氏名】誉田 剛士
【テーマコード（参考）】
4D006
【Ｆターム（参考）】
4D006GA03
4D006HA61
4D006JA01B
4D006JA05A
4D006JA05B
4D006JA06A
4D006JA30A
4D006JB06
4D006MC56X
4D006NA41
4D006PA01
4D006PB02
(57)【要約】
【課題】スパイラル分離膜エレメントを運転したときの供給側流路の流動抵抗やファウリングを低減しながら、供給側流路材の飛び出しやテレスコーピングを抑制できる分離膜エレメントを提供することを課題とする。
【解決手段】本発明のスパイラル分離膜エレメントは、集水管と、分離膜と、供給側流路材と、透過側流路材とを備え、前記スパイラル分離膜エレメントの集水管の軸方向に対して垂直な断面において、集水管の中心と任意の外周を結ぶ直線上に位置する前記分離膜と前記供給側流路材によって形成される供給側流路Ｆについて、外周側と内周側の供給側流路の高さが外周側と内周側の間の中央部の流路高さより大きいことを特徴とする。
【選択図】図３
【解決手段】本発明のスパイラル分離膜エレメントは、集水管と、分離膜と、供給側流路材と、透過側流路材とを備え、前記スパイラル分離膜エレメントの集水管の軸方向に対して垂直な断面において、集水管の中心と任意の外周を結ぶ直線上に位置する前記分離膜と前記供給側流路材によって形成される供給側流路Ｆについて、外周側と内周側の供給側流路の高さが外周側と内周側の間の中央部の流路高さより大きいことを特徴とする。
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
少なくとも集水管と、分離膜と、供給側流路材と、透過側流路材とを備えるスパイラル分離膜エレメントであって、
前記スパイラル分離膜エレメントの集水管の軸方向に対して垂直な断面において、前記集水管の中心と任意の外周を結ぶ直線上に位置する前記分離膜と前記供給側流路材によって形成される供給側流路Ｆについて、外周側と内周側の供給側流路の高さが外周側と内周側の間の中央部の流路高さより大きいことを特徴とするスパイラル分離膜エレメント。
前記スパイラル分離膜エレメントの集水管の軸方向に対して垂直な断面において、前記集水管の中心と任意の外周を結ぶ直線上に位置する前記分離膜と前記供給側流路材によって形成される供給側流路Ｆについて、外周側と内周側の供給側流路の高さが外周側と内周側の間の中央部の流路高さより大きいことを特徴とするスパイラル分離膜エレメント。
【請求項2】
前記スパイラル分離膜エレメントの外径が４インチ以上であることを特徴とする請求項１に記載のスパイラル分離膜エレメント。
【請求項3】
前記供給側流路Ｆについて、外周側の供給側流路高さＤＯと内周側の供給側流路高さＤＩに対して外周側と内周側の間の中央部の供給側流路高さＤＣの比ＤＣ／ＤＯ、ＤＣ／ＤＩがそれぞれ０．７５０以上０．９５０以下であることを特徴とする請求項１または２に記載のスパイラル分離膜エレメント。
【請求項4】
請求項１または２に記載されるスパイラル分離膜エレメントを用いた流体分離装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、不純物を含む種々の液体から不純物を分離するため、特に海水の淡水化、かん水の脱塩、超純水の製造または排水処理などに用いるためのスパイラル分離膜エレメントに関するものである。
【背景技術】
【0002】
海水およびかん水などに含まれるイオン性物質を除くための技術においては、近年、省エネルギーおよび省資源のためのプロセスとして、分離膜エレメントによる分離法の利用が拡大している。分離膜エレメントによる分離法に使用される分離膜は、その孔径や分離機能の点から、精密ろ過膜、限外ろ過膜、ナノろ過膜、逆浸透膜および正浸透膜に分類される。これらの膜は、例えば海水、かん水および有害物を含んだ水などからの飲料水の製造、工業用超純水の製造、並びに排水処理および有価物の回収などに用いられており、目的とする分離成分及び分離性能によって使い分けられている。
【0003】
分離膜エレメントとしては様々な形態があるが、分離膜の一方の面に原水を供給し、他方の面から透過流体を得る点では共通している。分離膜エレメントは、束ねられた多数の分離膜を備えることで、１個の分離膜エレメントあたりの膜面積が大きくなるように、つまり１個の分離膜エレメントあたりに得られる透過流体の量が大きくなるように形成されている。分離膜エレメントとしては、用途や目的にあわせて、スパイラル型、中空糸型、プレート・アンド・フレーム型、回転平膜型、平膜集積型などの各種の形状が提案されている。
【0004】
例えば、逆浸透ろ過には、スパイラル分離膜エレメントが広く用いられる。スパイラル分離膜エレメントは、集水管と、集水管の周囲に巻き付けられた分離膜ユニットとを備える。分離膜ユニットは、供給水としての原水（つまり被処理水）を分離膜表面へ供給する供給側流路材、原水に含まれる成分を分離する分離膜、及び分離膜を透過し供給側流体から分離された透過流体を集水管へと導くための透過側流路材が積層されることで形成される。スパイラル分離膜エレメントは、原水に圧力を付与することができるので、透過流体を多く取り出すことができる点で好ましく用いられている。
【0005】
分離膜エレメントを用いて供給水を処理する際に、供給水中の汚れ物質（ファウラント）が膜面や供給側流路材に付着し、膜面閉塞や圧力損失の増大を引き起こし、分離膜エレメントの性能を低下させる。圧力損失が増大すると、分離膜エレメントの入り口側と出口側で圧力差が生まれ、巻回体の巻きズレ（テレスコーピング）や供給側流路材の飛び出しやズレが生じることがある。テレスコーピングや供給側流路材のズレが生じると、供給側流路材と膜が擦れて性能低下の原因となったり、外観不良の原因となったりする場合がある。そこで、テレスコーピングを防止するための巻回シートや接着剤の硬度を上げることによる供給側流路材の飛び出し抑制が提案されている。
【0006】
具体的には、特許文献１では、巻回体の軸方向中央付近から両端側に広がるように略対称に単数又は複数のシートを巻回させることでテレスコーピングを低減させた分離膜エレメントが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】特開２００４－３２２０１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
しかし、上記した分離膜エレメントは、分離膜エレメント全体の供給側流路高さが最適化されておらず、分離膜エレメントの性能を十分に発揮できていない場合があった。また、汚れ物質が多く含まれる供給水では、分離膜エレメントに大きな差圧が付いて供給側流路材がズレて飛び出してしまったり、テレスコーピングが生じる場合があった。そこで、本発明は、分離膜エレメントの構造を制御することで、流動抵抗を低減し、ファウリングを抑制しながら、供給側流路材の飛び出しやテレスコーピングを防止できる分離膜エレメントを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明およびその好ましい態様は、以下の構成からなる。
（１）少なくとも集水管と、分離膜と、供給側流路材と、透過側流路材とを備えるスパイラル分離膜エレメントであって、前記スパイラル分離膜エレメントの集水管の軸方向に対して垂直な断面において、前記集水管の中心と任意の外周を結ぶ直線上に位置する前記分離膜と前記供給側流路材によって形成される供給側流路Ｆについて、外周側と内周側の供給側流路の高さが外周側と内周側の間の中央部の流路高さより大きいことを特徴とするスパイラル分離膜エレメント。
（２）前記スパイラル分離膜エレメントの外径が４インチ以上であることを特徴とする上記（１）に記載のスパイラル分離膜エレメント。
（３）前記供給側流路Ｆについて、外周側の供給側流路高さＤＯと内周側の供給側流路高さＤＩに対して外周側と内周側の間の中央部の供給側流路高さＤＣの比ＤＣ／ＤＯ、ＤＣ／ＤＩがそれぞれ０．７５０以上０．９５０以下であることを特徴とする上記（１）または（２）に記載のスパイラル分離膜エレメント。
（４）上記（１）～（３）のいずれか１項に記載される分離膜を用いた流体分離装置。
（１）少なくとも集水管と、分離膜と、供給側流路材と、透過側流路材とを備えるスパイラル分離膜エレメントであって、前記スパイラル分離膜エレメントの集水管の軸方向に対して垂直な断面において、前記集水管の中心と任意の外周を結ぶ直線上に位置する前記分離膜と前記供給側流路材によって形成される供給側流路Ｆについて、外周側と内周側の供給側流路の高さが外周側と内周側の間の中央部の流路高さより大きいことを特徴とするスパイラル分離膜エレメント。
（２）前記スパイラル分離膜エレメントの外径が４インチ以上であることを特徴とする上記（１）に記載のスパイラル分離膜エレメント。
（３）前記供給側流路Ｆについて、外周側の供給側流路高さＤＯと内周側の供給側流路高さＤＩに対して外周側と内周側の間の中央部の供給側流路高さＤＣの比ＤＣ／ＤＯ、ＤＣ／ＤＩがそれぞれ０．７５０以上０．９５０以下であることを特徴とする上記（１）または（２）に記載のスパイラル分離膜エレメント。
（４）上記（１）～（３）のいずれか１項に記載される分離膜を用いた流体分離装置。
【発明の効果】
【0010】
本発明によって、長期間エレメントを運転しても、エレメント構造が崩れにくく、安定した透水性や脱塩率といった分離性能を発現することができる分離膜エレメントを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
【0013】
尚、本明細書において、「質量」は「重量」と同義である。また、本明細書において、「～」は、その前後に記載された数値を下限値および上限値として含むことを意味する。
【0014】
＜分離膜エレメント＞
本発明の実施形態に係るスパイラル分離膜エレメントは、少なくとも集水管と、分離膜と、供給側流路材と、透過側流路材とを備える。
本発明の実施形態に係るスパイラル分離膜エレメントは、少なくとも集水管と、分離膜と、供給側流路材と、透過側流路材とを備える。
【0015】
図１に示すスパイラル分離膜エレメント１では、供給側の流路を形成する供給側流路材２としては、高分子製のネットが使用されている。また、透過側流路材４としては、分離膜３の落ち込みを防ぎ、かつ透過側の流路を形成させる目的で、供給側流路材２よりも間隔が細かいトリコットが使用されている。透過側流路材４と該透過側流路材４の両面に重ね合わせて封筒状に接着された分離膜３とにより、封筒状膜５が形成される。封筒状膜５の内側が透過側流路を構成している。供給側流路材２と交互に積層された封筒状膜５は、開口部側の所定部分を集水管６の外周面に接着しスパイラル状に巻囲される。図１に示すｘ軸の方向が集水管６の長手方向である。またｙ軸、ｚ軸を含む平面方向が集水管６の長手方向と垂直な方向である。
【0016】
スパイラル分離膜エレメント１では、通常長手方向の一方の側面から、供給水７が供給され、供給水７は、集水管６と平行に流れながら、透過水８と濃縮水９とに徐々に分離される。透過水８は、供給水７が供給される側面とは反対の側面からスパイラル分離膜エレメント１の外部へと出ていく。
【0017】
この方式においては、供給水７がスパイラル分離膜エレメント１の一方の側面から他方の側面へ流れるため必然的に膜に接している距離が十分にあり、それにより供給水７が、透過水８と濃縮水９とに十分に分離されるという特徴がある。
【0018】
＜スパイラル分離膜エレメントの製造＞
（分離膜リーフの形成）
分離膜リーフは、分離膜の間に供給側流路材を挟みこみ、供給側の面が内側を向くように分離膜を折りたたむことで形成されてもよいし、別々の２枚の分離膜を、供給側の面が向かい合うようにして重ね合わせ、分離膜の周囲を封止することで形成されてもよい。
（分離膜リーフの形成）
分離膜リーフは、分離膜の間に供給側流路材を挟みこみ、供給側の面が内側を向くように分離膜を折りたたむことで形成されてもよいし、別々の２枚の分離膜を、供給側の面が向かい合うようにして重ね合わせ、分離膜の周囲を封止することで形成されてもよい。
【0019】
なお、「封止」する方法としては、接着剤またはホットメルトなどによる接着、加熱またはレーザなどによる融着、およびゴム製シートを挟みこむ方法が挙げられる。接着による封止は、最も簡便で効果が高いために特に好ましい。
【0020】
（スパイラル分離膜エレメントの製造）
スパイラル分離膜エレメントは、中心パイプに取り付けられたベースとなる透過側流路材の上に、分離膜リーフと透過側流路材を、接着剤を塗布しながら交互に積層し、巻回することでスパイラル型とすることができる。この時、巻囲張力や部材の厚み、素材などをコントロールすることで、供給側流路の高さを調整することができる。
スパイラル分離膜エレメントは、中心パイプに取り付けられたベースとなる透過側流路材の上に、分離膜リーフと透過側流路材を、接着剤を塗布しながら交互に積層し、巻回することでスパイラル型とすることができる。この時、巻囲張力や部材の厚み、素材などをコントロールすることで、供給側流路の高さを調整することができる。
【0021】
＜スパイラル分離膜エレメントの構造＞
スパイラル分離膜エレメントは、均一な厚みの供給側流路材、均一な厚みの透過側流路材、均一な厚みの膜を用いて一定の張力で巻囲すると、基本的に均一な高さの流路を形成することができる。しかしながら、スパイラル分離膜エレメントは供給水側と濃縮水側で圧力差が生じると、供給側流路材がズレたり、テレスコーピングが起きる。これを避けるために、スパイラル分離膜エレメントを均一に強く巻囲すると、流路が全体的に狭くなり、圧力損失が増大したり、ファウリングが起きやすくなり、造水量の低下の原因となる。スパイラル分離膜エレメントは、外周部ではフィラメントワインディング、内周部では中心パイプによって固定されておりズレにくいが、その間の中央部は拘束されていないため、供給水側と濃縮水側で差圧が生じると、供給側流路材の飛び出しやテレスコーピングが生じる場合がある。
スパイラル分離膜エレメントは、均一な厚みの供給側流路材、均一な厚みの透過側流路材、均一な厚みの膜を用いて一定の張力で巻囲すると、基本的に均一な高さの流路を形成することができる。しかしながら、スパイラル分離膜エレメントは供給水側と濃縮水側で圧力差が生じると、供給側流路材がズレたり、テレスコーピングが起きる。これを避けるために、スパイラル分離膜エレメントを均一に強く巻囲すると、流路が全体的に狭くなり、圧力損失が増大したり、ファウリングが起きやすくなり、造水量の低下の原因となる。スパイラル分離膜エレメントは、外周部ではフィラメントワインディング、内周部では中心パイプによって固定されておりズレにくいが、その間の中央部は拘束されていないため、供給水側と濃縮水側で差圧が生じると、供給側流路材の飛び出しやテレスコーピングが生じる場合がある。
【0022】
そのため、本実施形態では分離膜エレメントの集水管に対して垂直な断面において、集水管の中心と任意の外周を結ぶ直線上に位置する分離膜と供給側流路材によって形成される供給側流路Ｆについて、外周側の供給側流路高さＤＯと内周側の供給側流路高さＤＩが外周側と内周側の間の中央部の流路高さＤＣより大きい。このような流路高さ分布にする方法としては、最初に巻囲張力を弱くし、その後巻囲張力を上げて、最後に再び巻囲張力を弱める方法や、一度、均一な高さの流路を形成してから、集水管及び外周側を少しだけ緩め、外周と内周の流路を広くする方法、接着剤の塗布量を外周部・内周部で少なくすることで外周と内周の流路を広くする方法、スパイラル分離膜エレメントの外周部と内周部で、供給側流路材の厚みを厚くしたり、供給側流路材のピッチを狭くしたり、供給側流路材の素材を変えたり、外周部、内周部に当たる供給側流路材の一部に水に溶ける素材をコーティングして後から溶かすことで外周部、内周部を広くする方法や、透過側流路材の厚みをスパイラル分離膜エレメントの外周側と内周側で薄くなるように設計する方法、スパイラル分離膜エレメントの中央部で、分離膜の物理的強度を弱くして巻囲時に薄くなるようにする方法などが可能である。
【0023】
本実施形態のような、外周側の供給側流路高さＤＯと内周側の供給側流路高さＤＩが外周側と内周側の間の中央部の流路高さＤＣより大きい流路高さパターンを有するエレメントは、外径が大きくなるほどフィラメントワインディングや中心パイプによる拘束力が中央部に伝わりにくいため、ズレ抑制効果を高くするには、外径４インチ以上のものが好ましく、外径８インチ以上のものがさらに好ましい。
【0024】
供給側流路Ｆにおける供給側流路高さＤＦはＸ線ＣＴ装置を用いることで測定することができる。スパイラル分離膜エレメントの集水管の中心と任意の外周を結ぶ直線Ｌ上に位置する分離膜と供給側流路材によって形成される供給側流路Ｆについて、接着部から集水管長手方向に平行な方向に２インチの位置から４インチの位置までの解析を行う。８インチエレメントの場合は、直線Ｌ上の平面で直線Ｌを中心とし、集水管の中心点を接点とする縦４インチ×横１インチ×奥行き２インチの直方体を解析範囲とし、それぞれの流路の空間体積を測定する。直径が８インチよりも小さい場合は、奥行きは２インチに固定し、縦、横に直径に応じた比率を掛けて縮小する。例えば、４インチの場合は４／８を掛けて縦２インチ、横０．５インチとする。
【0025】
外周側の供給側流路高さＤＯは外周から２０％の流路の平均値を用いる。例えば、区切られた区画に流路が６０個存在する場合、外周から１２個の流路の平均値をＤＯとする。内周側の供給側流路高さＤＩは、集水管から２０％の流路の平均値を用いる。ＤＯ及びＤＩを算出するとき、小数点が生じた場合は、四捨五入して整数値とする。中央部の流路高さＤＣは、ＤＯ及びＤＩの間に存在する流路、すなわち外周から２０％、集水管から２０％の流路を除く６０％の流路の平均値を用いる。つまり、このケースの場合は６０‐１２‐１２＝３６個の流路が中央部の流路高さに用いられる。
【0026】
なお、Ｘ線ＣＴを測定するときにスパイラル分離膜エレメントが濡れている場合は、真空乾燥機等であらかじめ水を除去する必要がある。乾燥させる場合は、重量変化がなくなるまで４０℃で真空乾燥を行う。重量変化がなくなるとは、スパイラル分離膜エレメントを２４時間以上立てた状態で静置して内部の水を切り、２４時間以上真空乾燥をした後、３０分おきに真空乾燥機から取り出して重量を測定し、最終測定点と直前の測定点の差が最終測定点の重量の０．１％以下であればよい。例えば、最終測定点が１０．１４ｋｇ、直前の測定が１０．１５ｋｇであれば、差が０．０１ｋｇであり、最終測定点が１０．１４ｋｇであるので、０．０１／１０．１４＝０．０９８％となり、乾燥したと判断できる。
【0027】
（供給側流路高さパターン）
本実施形態の供給側流路高さのパターンとしては、図３（ａ）～（ｅ）に示すように、中央部の流路高さＤＣが小さく、外周側の供給側流路高さＤＯ及び内周側の供給側流路高さＤＩが大きい形状が例として挙げられる。図３のグラフの見方としては、図５に示すように、横軸が流路の位置、縦軸が流路高さであり、分離膜エレメントの外周側の流路高さがグラフの左側、内周側の流路高さがグラフの右側に位置するようにプロットしたときの分布を示している。他にも、流路がＤＩ＞ＤＯとなっていたり、ＤＯ＞ＤＩとなっていてもよい。流路高さのパターンとしては、Ｖ字であったり、Ωを逆にしたような直線とＵ字を組み合わせた外周側と内周側が平坦なものなどがあるが、エレメントを把持する力が確保できる観点から、中央部がある程度狭く、外周側・内周側が広い、図３（ｂ）のようなすり鉢状のものが形状としてはより好ましい。
本実施形態の供給側流路高さのパターンとしては、図３（ａ）～（ｅ）に示すように、中央部の流路高さＤＣが小さく、外周側の供給側流路高さＤＯ及び内周側の供給側流路高さＤＩが大きい形状が例として挙げられる。図３のグラフの見方としては、図５に示すように、横軸が流路の位置、縦軸が流路高さであり、分離膜エレメントの外周側の流路高さがグラフの左側、内周側の流路高さがグラフの右側に位置するようにプロットしたときの分布を示している。他にも、流路がＤＩ＞ＤＯとなっていたり、ＤＯ＞ＤＩとなっていてもよい。流路高さのパターンとしては、Ｖ字であったり、Ωを逆にしたような直線とＵ字を組み合わせた外周側と内周側が平坦なものなどがあるが、エレメントを把持する力が確保できる観点から、中央部がある程度狭く、外周側・内周側が広い、図３（ｂ）のようなすり鉢状のものが形状としてはより好ましい。
【0028】
本発明以外の従来の形態の供給側流路高さのパターンとして、図４のような均一な流路が例として挙げられる。
【0029】
（ＤＯ及びＤＩに対するＤＣの比）
外周側の供給側流路高さＤＯ及び内周側の供給側流路高さＤＩに対する中央部の流路高さＤＣの比ＤＣ／ＤＯ及びＤＣ／ＤＩは、０．７５０以上０．９５０以下が好ましい。ＤＣ／ＤＯ及びＤＣ／ＤＩがこの範囲であると、供給側流路材のズレやテレスコーピングを抑制し、長期間運転してもエレメント構造が崩れにくく、安定した運転が可能となる。
外周側の供給側流路高さＤＯ及び内周側の供給側流路高さＤＩに対する中央部の流路高さＤＣの比ＤＣ／ＤＯ及びＤＣ／ＤＩは、０．７５０以上０．９５０以下が好ましい。ＤＣ／ＤＯ及びＤＣ／ＤＩがこの範囲であると、供給側流路材のズレやテレスコーピングを抑制し、長期間運転してもエレメント構造が崩れにくく、安定した運転が可能となる。
【0030】
＜供給側流路＞
（供給側流路材）
スパイラル分離膜エレメントに用いられる供給側流路材は、一般に、図２に示すように、一方向に並んだ、繊維状物Ａ（２１）から構成される複数の繊維状列Ｘ、および繊維状列Ｘとは異なる方向に並んだ、繊維状物Ｂ（２２）から構成される複数の繊維状列Ｙから構成され、繊維状列Ｘと繊維状列Ｙとが互いに立体交差して複数の地点で交点を形成したネット形状をしている。
（供給側流路材）
スパイラル分離膜エレメントに用いられる供給側流路材は、一般に、図２に示すように、一方向に並んだ、繊維状物Ａ（２１）から構成される複数の繊維状列Ｘ、および繊維状列Ｘとは異なる方向に並んだ、繊維状物Ｂ（２２）から構成される複数の繊維状列Ｙから構成され、繊維状列Ｘと繊維状列Ｙとが互いに立体交差して複数の地点で交点を形成したネット形状をしている。
【0031】
スパイラル分離膜エレメントにおいて、透過の駆動力は膜間差圧であるため、造水量を向上させるためには膜間差圧を増加させることが有効である。膜間差圧は、分離膜エレメントへの印加圧力から流動抵抗と浸透圧を差し引いたもので表される。よって、膜間差圧を増加させるには、印加圧力を大きくする、流動抵抗を下げる又は膜面浸透圧を下げることが必要である。膜面浸透圧は膜面濃度分極が生じることで増大する。供給側流路材の繊維状物は、供給水をかき乱す役割があり、膜面濃度分極を抑制するためには、繊維状物後方の膜面に供給水の渦（流れ）を生み出すことが重要である。流動抵抗を下げるためには、繊維状物の繊維径を小さくしたり、ピッチを広くしたりすることで、供給水が繊維に当たることを減らすことが重要である。
【0032】
スパイラル分離膜エレメントに用いられる供給側流路材の形状は、膜と膜の間のスペースを確保できるものであれば、この形状に限らず、井桁状、波板状など様々なものを用いることができる。
【0033】
（供給側流路材の厚み）
供給側流路材の平均厚さは、０．５０ｍｍ以上２．０ｍｍ以下の範囲が好ましい。供給側流路材の平均厚さがこの範囲であれば、圧力損失が大きくなりすぎず、膜面や供給側流路材に堆積し得るファウラントなどの物質が詰まりにくい十分な供給側流路を確保でき、供給水中の不純物や、微生物などのファウラントによる供給側流路の閉塞を抑制し、ポンプの必要動力を大きくすることなく、長期にわたり安定的に分離膜エレメントの運転を行うことが可能となる。この範囲よりも供給側流路材が薄くなると、圧力損失が大きくなったり、ファウリングが進行しやすくなる原因になる。この範囲よりも供給側流路材が厚くなると、ハンドリング性の観点で好ましくないが、交点ピッチや素材を適当なものを選ぶことで、適切な剛性に調整することができる。
供給側流路材の平均厚さは、０．５０ｍｍ以上２．０ｍｍ以下の範囲が好ましい。供給側流路材の平均厚さがこの範囲であれば、圧力損失が大きくなりすぎず、膜面や供給側流路材に堆積し得るファウラントなどの物質が詰まりにくい十分な供給側流路を確保でき、供給水中の不純物や、微生物などのファウラントによる供給側流路の閉塞を抑制し、ポンプの必要動力を大きくすることなく、長期にわたり安定的に分離膜エレメントの運転を行うことが可能となる。この範囲よりも供給側流路材が薄くなると、圧力損失が大きくなったり、ファウリングが進行しやすくなる原因になる。この範囲よりも供給側流路材が厚くなると、ハンドリング性の観点で好ましくないが、交点ピッチや素材を適当なものを選ぶことで、適切な剛性に調整することができる。
【0034】
なお、交点部及び供給側流路材の厚みの測定には市販のマイクロスコープやＸ線ＣＴ測定装置を用いて、繊維状列に平行な縦断面を観察し、その距離を測定することで求めることができ、測定モードを用いて交点部または供給側流路材の厚みの任意の３０カ所の径を抽出して測定し、その平均値とすることができる。
【0035】
（素材）
供給側流路材の素材は特に限定されないが、成形性の観点から熱可塑性樹脂が好ましく、特にポリエチレンおよびポリプロピレンは分離膜の表面を傷つけにくく、また安価であるので好適である。また、供給側流路材は、繊維状物Ａと繊維状物Ｂが同じ素材で形成されても構わないし、異なる素材で形成されていても構わない。
供給側流路材の素材は特に限定されないが、成形性の観点から熱可塑性樹脂が好ましく、特にポリエチレンおよびポリプロピレンは分離膜の表面を傷つけにくく、また安価であるので好適である。また、供給側流路材は、繊維状物Ａと繊維状物Ｂが同じ素材で形成されても構わないし、異なる素材で形成されていても構わない。
【0036】
（供給側流路材厚みＤに対する供給側流路高さＤＦの比）
供給側流路高さＤに対する供給側流路高さＤＦの比ＤＦ／Ｄは１．００以下であることが好ましい。供給側流路の高さは、エレメント製造時には供給側流路材の厚みよりも大きくなることは少ない。なぜなら、運転中に供給側流路材が動いたり、飛び出したりしないように供給側流路材と分離膜がしっかりと接するように巻囲するためである。しかしながら、スパイラル分離膜エレメントは運転圧力を受けると、逆浸透膜の支持膜の空隙が潰れ、薄くなってしまったり、エレメントが巻緩むことで、供給側流路が広がってしまうことがある。供給側流路材は供給水をかき乱すために存在するが、供給側流路材よりも極端に広い供給側流路が存在すると、広がった流路に供給水が流れてしまい、十分なかき乱し効果が得られなくなる。その結果、膜面濃度分極が上昇し、脱塩率の低下につながる。ＤＦ／Ｄを１．００以下にするには、分離膜の支持膜のポリマー濃度を上げることで圧力を受けても支持膜の空隙を潰れにくくしたり、エレメント製造時に供給側流路材を分離膜に食い込ませることで圧力を受けて分離膜が薄くなり、供給側流路が広がっても供給側流路材が分離膜と接する状態にするなど様々な方法を採用することができる。
供給側流路高さＤに対する供給側流路高さＤＦの比ＤＦ／Ｄは１．００以下であることが好ましい。供給側流路の高さは、エレメント製造時には供給側流路材の厚みよりも大きくなることは少ない。なぜなら、運転中に供給側流路材が動いたり、飛び出したりしないように供給側流路材と分離膜がしっかりと接するように巻囲するためである。しかしながら、スパイラル分離膜エレメントは運転圧力を受けると、逆浸透膜の支持膜の空隙が潰れ、薄くなってしまったり、エレメントが巻緩むことで、供給側流路が広がってしまうことがある。供給側流路材は供給水をかき乱すために存在するが、供給側流路材よりも極端に広い供給側流路が存在すると、広がった流路に供給水が流れてしまい、十分なかき乱し効果が得られなくなる。その結果、膜面濃度分極が上昇し、脱塩率の低下につながる。ＤＦ／Ｄを１．００以下にするには、分離膜の支持膜のポリマー濃度を上げることで圧力を受けても支持膜の空隙を潰れにくくしたり、エレメント製造時に供給側流路材を分離膜に食い込ませることで圧力を受けて分離膜が薄くなり、供給側流路が広がっても供給側流路材が分離膜と接する状態にするなど様々な方法を採用することができる。
【0037】
（供給側流路材厚みＤに対する外周側・内周側の流路高さＤＯ・ＤＩの比）
供給側流路材厚みＤに対する外周側の流路高さＤＯの比ＤＯ／Ｄ及び供給側流路高さＤに対する内周側の流路高さＤＩの比ＤＩ／Ｄは１．００以下が好ましい。ＤＯ／Ｄ、ＤＩ／Ｄが１．００を上回ると、分離膜から供給側流路材が浮いている領域が生じるため、供給側流路材がズレてしまう懸念があり、性能面では、分離膜から供給側流路材がわずかに浮いていると、十分なかき乱し効果が得られなくなってしまう。
供給側流路材厚みＤに対する外周側の流路高さＤＯの比ＤＯ／Ｄ及び供給側流路高さＤに対する内周側の流路高さＤＩの比ＤＩ／Ｄは１．００以下が好ましい。ＤＯ／Ｄ、ＤＩ／Ｄが１．００を上回ると、分離膜から供給側流路材が浮いている領域が生じるため、供給側流路材がズレてしまう懸念があり、性能面では、分離膜から供給側流路材がわずかに浮いていると、十分なかき乱し効果が得られなくなってしまう。
【0038】
＜透過側流路＞
（透過側流路材）
封筒状膜５において、分離膜３は透過側の面を対向させて重ね合わされており、分離膜３同士の間には透過側流路材４が配置され、透過側流路材４によって透過側流路が形成される。透過側流路材の材料としては限定されず、トリコットや不織布、突起物を固着させた多孔性シート、凹凸成形し、穿孔加工を施したフィルム、凹凸不織布を用いることができる。また、透過側流路材として機能する突起物を分離膜の透過側に固着させてもよい。
（透過側流路材）
封筒状膜５において、分離膜３は透過側の面を対向させて重ね合わされており、分離膜３同士の間には透過側流路材４が配置され、透過側流路材４によって透過側流路が形成される。透過側流路材の材料としては限定されず、トリコットや不織布、突起物を固着させた多孔性シート、凹凸成形し、穿孔加工を施したフィルム、凹凸不織布を用いることができる。また、透過側流路材として機能する突起物を分離膜の透過側に固着させてもよい。
【0039】
＜分離膜エレメントの利用＞
分離膜エレメントは、直列または並列に接続して圧力容器に収納されることで、分離膜モジュールとして使用されてもよい。
分離膜エレメントは、直列または並列に接続して圧力容器に収納されることで、分離膜モジュールとして使用されてもよい。
【0040】
また、上記の分離膜エレメント、分離膜モジュールは、それらに流体を供給するポンプや、その流体を前処理する装置などと組み合わせて、流体分離装置を構成することができる。この分離装置を用いることにより、例えば供給水を飲料水などの透過水と膜を透過しなかった濃縮水とに分離して、目的にあった水を得ることができる。
【0041】
流体分離装置の操作圧力は高い方が除去率は向上するが、運転に必要なエネルギーも増加すること、また、分離膜エレメントの供給流路、透過流路の保持性を考慮すると、分離膜モジュールに供給水を透過する際の操作圧力は、０．２ＭＰａ以上６ＭＰａ以下が好ましい。
【0042】
供給水温度は、高くなると塩除去率が低下するが、低くなるにしたがい膜透過流束も減少するので、５℃以上４５℃以下が好ましい。
【0043】
また、原水のｐＨが中性領域にある場合、原水が海水などの高塩濃度の液体であっても、マグネシウムなどのスケールの発生が抑制され、また、膜の劣化も抑制される。
【0044】
（供給水）
本実施形態の分離膜エレメントへの供給水は特に限定されず、予め処理された水道水でもよく、海水やかん水、下廃水のように溶液中の不純物が多いものでもよい。例えば、水処理に使用する場合、原水（供給水）としては、海水、かん水、排水等の５００ｍｇ／Ｌ以上１００ｇ／Ｌ以下のＴＤＳ（Ｔｏｔａｌ Ｄｉｓｓｏｌｖｅｄ Ｓｏｌｉｄｓ：総溶解固形分）を含有する液状混合物が挙げられる。一般に、ＴＤＳは総溶解固形分量を指し、「質量÷体積」で表されるが、１Ｌを１ｋｇと見なして「重量比」で表されることもある。定義によれば、０．４５μｍのフィルターで濾過した溶液を３９．５～４０．５℃の温度で蒸発させ残留物の重さから算出できるが、より簡便には実用塩分（Ｓ）から換算する。
本実施形態の分離膜エレメントへの供給水は特に限定されず、予め処理された水道水でもよく、海水やかん水、下廃水のように溶液中の不純物が多いものでもよい。例えば、水処理に使用する場合、原水（供給水）としては、海水、かん水、排水等の５００ｍｇ／Ｌ以上１００ｇ／Ｌ以下のＴＤＳ（Ｔｏｔａｌ Ｄｉｓｓｏｌｖｅｄ Ｓｏｌｉｄｓ：総溶解固形分）を含有する液状混合物が挙げられる。一般に、ＴＤＳは総溶解固形分量を指し、「質量÷体積」で表されるが、１Ｌを１ｋｇと見なして「重量比」で表されることもある。定義によれば、０．４５μｍのフィルターで濾過した溶液を３９．５～４０．５℃の温度で蒸発させ残留物の重さから算出できるが、より簡便には実用塩分（Ｓ）から換算する。
【実施例0045】
以下に実施例によって本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によってなんら限定されるものではない。
【0046】
（供給側流路材の厚み測定）
直径８インチ長さ４０インチのスパイラル分離膜エレメント１本のフィラメントワインディングをディスクグラインダーでカットし、取り外した。エレメント内部のネット状サンプルを、変形しないように丁寧に取り出し、ネット状サンプルを１０×１０ｃｍに切り出し、キーエンス社製ワンショット３Ｄ形状測定機ＶＲ－３０００を用い、ネット状サンプルの繊維状列に平行な縦断面を倍率２０倍で観察し、任意の交点部分の厚みを３０カ所抽出して測定し、その平均値を算出した。
直径８インチ長さ４０インチのスパイラル分離膜エレメント１本のフィラメントワインディングをディスクグラインダーでカットし、取り外した。エレメント内部のネット状サンプルを、変形しないように丁寧に取り出し、ネット状サンプルを１０×１０ｃｍに切り出し、キーエンス社製ワンショット３Ｄ形状測定機ＶＲ－３０００を用い、ネット状サンプルの繊維状列に平行な縦断面を倍率２０倍で観察し、任意の交点部分の厚みを３０カ所抽出して測定し、その平均値を算出した。
【0047】
（供給側流路高さ）
ニコン社製Ｘ線ＣＴ測定装置Ｃ２を用い、管電流１００μＡ、管電圧１５０ｋＶ、解像度２０μｍの条件でスキャンし、３Ｄ像を得た。その後、ＶＯＬＵＭＥＧＲＡＰＨＩＣＳ社製ＶＧＳＴＵＤＩＯＭＡＸで解析を行い、供給側流路高さを測定した。
ニコン社製Ｘ線ＣＴ測定装置Ｃ２を用い、管電流１００μＡ、管電圧１５０ｋＶ、解像度２０μｍの条件でスキャンし、３Ｄ像を得た。その後、ＶＯＬＵＭＥＧＲＡＰＨＩＣＳ社製ＶＧＳＴＵＤＩＯＭＡＸで解析を行い、供給側流路高さを測定した。
【0048】
供給側流路高さの測定方法は、供給側流路の体積から求めることができる。図６に示すように、分離膜エレメントの集水管の軸方向に対して垂直な断面において、集水管の中心を接点とし、集水管の中心と任意の外周を結ぶ直線Ｌ上に位置する分離膜と供給側流路材によって形成される供給側流路Ｆを縦４インチ×横１インチ×奥行２インチの直方体の領域で区切り、それぞれの流路の空間体積を測定し、それぞれの流路に対応した供給側流路の体積を取得した。集水管や外周のフィラメントワインディングに流路の片端が触れている場合、他の流路に比べて体積が小さくなるため、公平に流路高さを比較することができない。そのため、流路の両端が縦４インチ×横１インチの長方形の領域における、縦線に触れている流路のみを解析した。得られる流路体積は供給側流路材込みの値であるため、供給側流路材の空隙率で割ることで供給側流路材を無視した流路体積を得ることができる。円弧の長さはＩｍａｇｅＪを用いて測定した。画面上のスケールに合わせて直線選択ツールでなぞり、Ｓｅｔ Ｓｃａｌｅで実寸とピクセルの関係を設定した。円弧に沿って折れ線選択ツールでなぞり、Ｍｅａｓｕｒｅを選択して円弧の長さを得た。流路の上下に円弧が存在するため、上下の円弧を測定し、それらの平均値を円弧の長さとした。流路の奥行きは解析範囲で既知の値であり、円弧の長さ、供給側流路材の空隙率を用いて式（１）により供給側流路の高さＤＦを得た。
【0049】
【数1】
【0050】
４インチ、２インチの場合は解析範囲を縦４インチ×横１インチから外径が小さくなった分に応じて縮小して測定した。例えば４インチの場合は縦２インチ×横０．５インチとし、奥行きは２インチで測定した。
【0051】
（供給側流路材の空隙率測定）
供給側流路材を５０ｃｍ×５０ｃｍの大きさにカットし、重量を測定し、単位面積当たりの重量（ｋｇ／ｍ２）を計算した。得られた値を供給側流路材の厚みで割り、単位体積当たりの重量（ｋｇ／ｍ３）を計算した。式（２）より、素材密度（ｋｇ／ｍ３）を用いて供給側流路材の空隙率を計算した。
供給側流路材を５０ｃｍ×５０ｃｍの大きさにカットし、重量を測定し、単位面積当たりの重量（ｋｇ／ｍ２）を計算した。得られた値を供給側流路材の厚みで割り、単位体積当たりの重量（ｋｇ／ｍ３）を計算した。式（２）より、素材密度（ｋｇ／ｍ３）を用いて供給側流路材の空隙率を計算した。
【0052】
【数2】
【0053】
（供給側流路材の飛び出し距離）
ＲＯエレメントを用いて、琵琶湖水を回収率５０％で運転し、得られた濃縮水を再度回収率５０％で運転し、２回濃縮を掛けて、汚れ物質が多い濃縮琵琶湖水を得た。濃縮琵琶湖水を用いて、対象エレメントで推奨されている運転圧で、供給水温度２５℃、回収率３０％、供給水ｐＨなりゆきで３０日間運転し、エレメントを耐圧容器から取り出してエレメントの端面を観察し、エレメントの端面を０としたとき、供給側流路材が飛び出している最大距離を測定した。
ＲＯエレメントを用いて、琵琶湖水を回収率５０％で運転し、得られた濃縮水を再度回収率５０％で運転し、２回濃縮を掛けて、汚れ物質が多い濃縮琵琶湖水を得た。濃縮琵琶湖水を用いて、対象エレメントで推奨されている運転圧で、供給水温度２５℃、回収率３０％、供給水ｐＨなりゆきで３０日間運転し、エレメントを耐圧容器から取り出してエレメントの端面を観察し、エレメントの端面を０としたとき、供給側流路材が飛び出している最大距離を測定した。
【0054】
＜実施例＞
（スパイラル分離膜エレメントの作製）
ポリエチレンテレフタレート繊維からなる不織布（繊度：１デシテックス、厚み：約９０μｍ、通気度：１ｃｃ／ｃｍ２／ｓｅｃ、密度０．８０ｇ／ｃｍ３）上にポリスルホンの１６．５質量％のＤＭＦ溶液を１８０μｍの厚みで室温（２５℃）にてキャストし、ただちに純水中に浸漬して５分間放置し、８０℃の温水で１分間浸漬することによって繊維補強ポリスルホン支持膜からなる、多孔性支持層（厚さ１３０μｍ）ロールを作製した。
（スパイラル分離膜エレメントの作製）
ポリエチレンテレフタレート繊維からなる不織布（繊度：１デシテックス、厚み：約９０μｍ、通気度：１ｃｃ／ｃｍ２／ｓｅｃ、密度０．８０ｇ／ｃｍ３）上にポリスルホンの１６．５質量％のＤＭＦ溶液を１８０μｍの厚みで室温（２５℃）にてキャストし、ただちに純水中に浸漬して５分間放置し、８０℃の温水で１分間浸漬することによって繊維補強ポリスルホン支持膜からなる、多孔性支持層（厚さ１３０μｍ）ロールを作製した。
【0055】
その後、多孔性支持膜のポリスルホンからなる層の表面をｍ－ＰＤＡの１．６質量％およびε－カプロラクタム１．２重量％を含む水溶液中に２分間浸漬してから、垂直方向にゆっくりと引き上げた。さらに、エアーノズルから窒素を吹き付けることで、支持膜表面から余分な水溶液を取り除いた。
【0056】
その後、トリメシン酸クロリド０．０８質量％を含むｎ－デカン溶液を、膜の表面が完全に濡れるように塗布してから、１分間静置した。その後、膜から余分な溶液をエアブローで除去し、８０℃の熱水で１分間洗浄して、複合分離膜ロールを得た。５．５％グリセリン水溶液に１０分間浸漬し、エアナイフで液切りした後、９０℃に温調したオーブンの中で５分間乾燥させ、乾燥膜ロールを得た。
【0057】
このように得られた分離膜を、分離膜エレメントでの有効面積が４０．９ｍ２となるように折り畳み断裁加工し、ポリプロピレン製ネット（厚み：０．７ｍｍ）を供給水側流路材として挟み込んで分離膜リーフを作製した。
【0058】
得られた分離膜リーフの透過側面に透過側流路材としてトリコット（厚み：０．２６ｍｍ）を積層し、リーフ接着剤を塗布して、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）製集水管（幅：１０１６ｍｍ、径：４７．６ｍｍ、孔数４０個×直線状１列）に積層体を２０％巻囲するまで巻囲張力を弱くし、巻囲体の構造が変わらないように抑えながら、その後８０％巻囲するまで巻囲張力を上げ、最後に再び巻囲張力を弱めてスパイラル状に巻き付け、巻囲体の外周面をテープで固定後、両端のエッジカットと端板取り付けを行い、一方の側面から供給水が供給され濃縮水が排出される、直径が８インチの分離膜エレメントを作製した。また、同様の手順で、分離膜エレメントでの有効面積が９．４ｍ２、２．１ｍ２となるように、直径が４インチ、２インチの分離膜エレメントを作製した。
【0059】
（初期造水量）
分離膜エレメントを圧力容器に入れて、供給水として、温度２５℃、濃度３２０００ｍｇ／Ｌ、ｐＨ７．０のＮａＣｌ水溶液を用い、運転圧力５．５２ＭＰａ、回収率８％とした。２４時間運転した後に１分間のサンプリングを行い、１日あたりの透水量（ガロン）を初期造水量（ＧＰＤ（ガロン／日））として表した。
分離膜エレメントを圧力容器に入れて、供給水として、温度２５℃、濃度３２０００ｍｇ／Ｌ、ｐＨ７．０のＮａＣｌ水溶液を用い、運転圧力５．５２ＭＰａ、回収率８％とした。２４時間運転した後に１分間のサンプリングを行い、１日あたりの透水量（ガロン）を初期造水量（ＧＰＤ（ガロン／日））として表した。
【0060】
（初期除去率（ＴＤＳ除去率））
初期造水量の測定における１分間の運転で用いた供給水およびサンプリングした透過水について、ＴＤＳ濃度を伝導率測定により求め、下記式からＴＤＳ除去率を算出した。
初期造水量の測定における１分間の運転で用いた供給水およびサンプリングした透過水について、ＴＤＳ濃度を伝導率測定により求め、下記式からＴＤＳ除去率を算出した。
【0061】
ＴＤＳ除去率（％）＝１００×｛１－（透過水中のＴＤＳ濃度／供給水中のＴＤＳ濃度）｝
（造水量低下率）
供給側流路材の飛び出し距離を測定したエレメントについて、供給水として、温度２５℃、濃度３２０００ｍｇ／Ｌ、ｐＨ７．０のＮａＣｌ水溶液を用い、運転圧力５．５２ＭＰａ、回収率８％とした。２４時間運転した後に１分間のサンプリングを行い、１日あたりの透水量（ガロン）を造水量（ＧＰＤ（ガロン／日））として計算し、式（３）より、初期造水量からの低下率を造水量低下率（％）として表した。また、この時の除去率を測定し、初期除去率からの除去性能低下率（ｐｔ）として表した。
（造水量低下率）
供給側流路材の飛び出し距離を測定したエレメントについて、供給水として、温度２５℃、濃度３２０００ｍｇ／Ｌ、ｐＨ７．０のＮａＣｌ水溶液を用い、運転圧力５．５２ＭＰａ、回収率８％とした。２４時間運転した後に１分間のサンプリングを行い、１日あたりの透水量（ガロン）を造水量（ＧＰＤ（ガロン／日））として計算し、式（３）より、初期造水量からの低下率を造水量低下率（％）として表した。また、この時の除去率を測定し、初期除去率からの除去性能低下率（ｐｔ）として表した。
【0062】
【数3】
【0063】
（エレメント差圧）
分離膜エレメントを装填する円筒状圧力容器の上流側（供給水側）と下流側（濃縮水側）を長野計器製差圧計（型式ＤＧ１６）を介して配管で接続し、運転中のエレメント差圧を計測した。運転条件は、供給水はクロスフロー流速が１５ｃｍ／ｓｅｃ、運転圧力は１．０ＭＰａとし、供給水には逆浸透膜処理水を用いた。また、エレメント内部の気泡が抜けた後は透過水配管のコックを閉じ、実質的に膜ろ過が行えない状態、つまり供給水が全量濃縮水として排出される状態で運転を行いエレメント差圧（ｋＰａ）の測定を行った。
分離膜エレメントを装填する円筒状圧力容器の上流側（供給水側）と下流側（濃縮水側）を長野計器製差圧計（型式ＤＧ１６）を介して配管で接続し、運転中のエレメント差圧を計測した。運転条件は、供給水はクロスフロー流速が１５ｃｍ／ｓｅｃ、運転圧力は１．０ＭＰａとし、供給水には逆浸透膜処理水を用いた。また、エレメント内部の気泡が抜けた後は透過水配管のコックを閉じ、実質的に膜ろ過が行えない状態、つまり供給水が全量濃縮水として排出される状態で運転を行いエレメント差圧（ｋＰａ）の測定を行った。
【0064】
（実施例１）
作製したエレメントを圧力容器に入れて、上述の条件で評価したところ、結果は表１の通りであった。
作製したエレメントを圧力容器に入れて、上述の条件で評価したところ、結果は表１の通りであった。
【0065】
（実施例２～９）
供給側流路を表１の通りにした以外は全て実施例１と同様にして、分離膜エレメントを作製した。
供給側流路を表１の通りにした以外は全て実施例１と同様にして、分離膜エレメントを作製した。
【0066】
分離膜エレメントを圧力容器に入れて、実施例１と同条件で各性能を評価したところ、結果は表１、２の通りであった。
【0067】
＜比較例＞
（比較例１～３）
供給側流路を表１の通りにした以外は全て実施例１と同様にして、分離膜エレメントを作製した。
（比較例１～３）
供給側流路を表１の通りにした以外は全て実施例１と同様にして、分離膜エレメントを作製した。
【0068】
分離膜エレメントを圧力容器に入れて、上述の条件で各性能を評価したところ、結果は表２の通りであった。
【0069】
【表1】
【0070】
【表2】
【0071】
表１、２に示す結果から明らかなように、実施例１～９の分離膜エレメントは、圧力損失や造水量・除去率低下、供給側流路材の飛び出しを抑えることができ、優れた分離性能を安定して備えているといえる。
【産業上の利用可能性】
【0072】
本発明の膜エレメントは、特に、ＲＯ浄水器としての利用や、かん水や海水の脱塩に好適に用いることができる。
【0073】
本発明を特定の態様を用いて詳細に説明したが、本発明の意図と範囲を離れることなく様々な変更および変形が可能であることは、当業者にとって明らかである。
【符号の説明】
【0074】
１ スパイラル分離膜エレメント
２ 供給側流路材
２１ 繊維状物Ａ
２２ 繊維状物Ｂ
３ 分離膜
４ 透過側流路材
５ 封筒状膜
６ 集水管
７ 供給水
８ 透過水
９ 濃縮水
ｃ 供給側流路材の供給水流れ方向に対して垂直方向の交点部間隔
ｄ 供給側流路材の供給水流れ方向に対して平行方向の交点部間隔
Ｌ スパイラル分離膜エレメントの集水管の中心と任意の外周を結ぶ直線
Ｆ 供給側流路
Ｄ 供給側流路材厚みの平均値
ＤＦ 供給側流路高さの平均値
ＤＯ 外周側から２０％の供給側流路高さの平均値
ＤＩ 内周側から２０％の供給側流路高さの平均値
ＤＣ ＤＯ及びＤＩの間に存在する流路の供給側流路高さの平均値
２ 供給側流路材
２１ 繊維状物Ａ
２２ 繊維状物Ｂ
３ 分離膜
４ 透過側流路材
５ 封筒状膜
６ 集水管
７ 供給水
８ 透過水
９ 濃縮水
ｃ 供給側流路材の供給水流れ方向に対して垂直方向の交点部間隔
ｄ 供給側流路材の供給水流れ方向に対して平行方向の交点部間隔
Ｌ スパイラル分離膜エレメントの集水管の中心と任意の外周を結ぶ直線
Ｆ 供給側流路
Ｄ 供給側流路材厚みの平均値
ＤＦ 供給側流路高さの平均値
ＤＯ 外周側から２０％の供給側流路高さの平均値
ＤＩ 内周側から２０％の供給側流路高さの平均値
ＤＣ ＤＯ及びＤＩの間に存在する流路の供給側流路高さの平均値
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
