特許 7590945 浄水膜構造体

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-11-19

(45)【発行日】2024-11-27

(54)【発明の名称】浄水膜構造体

(51)【国際特許分類】

   C02F 1/44 20230101AFI20241120BHJP

   B01D 63/00 20060101ALI20241120BHJP

   B01D 63/06 20060101ALI20241120BHJP

   B01D 69/04 20060101ALI20241120BHJP

【ＦＩ】

C02F1/44 A

B01D63/00 500

B01D63/06

B01D69/04

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2021165699

(22)【出願日】2021-10-07

(65)【公開番号】P2023056381

(43)【公開日】2023-04-19

【審査請求日】2023-10-03

(73)【特許権者】

【識別番号】000004064

【氏名又は名称】日本碍子株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】507214083

【氏名又は名称】メタウォーター株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000202

【氏名又は名称】弁理士法人新樹グローバル・アイピー

(72)【発明者】

【氏名】纐纈 高志

(72)【発明者】

【氏名】馬場 龍夫

(72)【発明者】

【氏名】日高 美彦

(72)【発明者】

【氏名】村瀬 光一

(72)【発明者】

【氏名】栗波 智樹

(72)【発明者】

【氏名】吉田 智明

【審査官】黒木 花菜子

(56)【参考文献】

【文献】特表平０３－５００３８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０６－０８６９１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－２９０８３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０５－２００３８６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ０２Ｆ １／４４

Ｂ０１Ｄ ６３／００

Ｂ０１Ｄ ６３／０６

Ｂ０１Ｄ ６９／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

原水から浄水を生成する浄水膜構造体であって、
第１端面と、前記第１端面の反対側の第２端面と、前記第１端面及び前記第２端面に繋がる側面とを有する柱体であり、前記原水が供給される複数のろ過セルと、前記浄水が収集される集水孔とを内部に有する多孔質体と、
前記第１端面を被覆する第１端面シールと、前記第２端面を被覆する第２端面シールと、前記側面を被覆する側面シールとを有するシールと、
を備え、
前記複数のろ過セルは、前記第１端面から前記第２端面まで前記多孔質体を貫通し、前記第１端面シール及び前記第２端面シールそれぞれに開口し、
前記集水孔は、前記第１端面シールに開口する有底凹部であり、
前記第１端面シール、前記第２端面シール及び前記側面シールそれぞれは、非透水性材料によって構成され、
前記多孔質体は、前記浄水が収集される複数の集水セルと、前記複数の集水セルそれぞれの一端に連通し、かつ、前記集水孔から放射状に延びる複数の第１連通スリットとを含む、
浄水膜構造体。

【請求項2】

前記多孔質体の長手方向に垂直な短手方向に沿った断面において、前記複数の第１連通スリットは、前記集水孔を中心としてＸ字状に配置された４本の第１連通スリットを含む、
請求項１に記載の浄水膜構造体。

【請求項3】

前記多孔質体は、前記複数の集水セルそれぞれの他端に連通し、かつ、前記集水孔から放射状に延びる複数の第２連通スリットを含む、
請求項１に記載の浄水膜構造体。

【請求項4】

前記多孔質体の長手方向に垂直な短手方向に沿った断面において、前記複数の第２連通スリットは、前記集水孔を中心としてＸ字状に配置された４本の第２連通スリットを含む、
請求項３に記載の浄水膜構造体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、浄水膜構造体に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、原水から浄水を生成する浄水膜構造体として、柱状の多孔質体とろ過膜とを備えるセラミック浸透気化膜が開示されている。

【0003】

柱状の多孔質体は、両端面に開口しており原水が供給される複数のろ過セルと、両端面に開口しておらず浄水が収集される複数の集水セルと、各集水セルを貫通して側面に開口するスリットとを有する。ろ過膜は、各ろ過セルの内表面に形成される。ろ過膜を透過した浄水は、多孔質体の側面及びスリットから外部に放出される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】国際公開第２０１０／１３４５１４号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１に記載のセラミック浸透気化膜では、多孔質体の側面及びスリットから浄水が放出されるため、セラミック浸透気化膜全体を水密性のケーシング内に密封する必要がある。

【0006】

そのため、セラミック浸透気化膜が密封されたケーシングを実際に設置すると、ケーシングのサイズが大きいため、単位床面積当たりのろ過セル面積が小さくなってしまう。

【0007】

本発明は、上述の状況に鑑みてなされたものであり、単位床面積当たりのろ過セル面積を増大可能な浄水膜構造体を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明に係る浄水膜構造体は、原水から浄水を生成する浄水膜構造体であって、多孔質体と、シールとを備える。多孔質体は、第１端面と、第１端面の反対側の第２端面と、第１端面及び第２端面に繋がる側面とを有する柱体であり、原水が供給される複数のろ過セルと、浄水が収集される集水孔とを内部に有する。シールは、第１端面を被覆する第１端面シールと、第２端面を被覆する第２端面シールと、側面を被覆する側面シールとを有し、非透水性材料によって構成される。複数のろ過セルは、第１端面から第２端面まで多孔質体を貫通し、第１端面シール及び第２端面シールそれぞれに開口する。集水孔は、第１端面から第２端面まで多孔質体を貫通し、第１端面シールに開口する。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、単位床面積当たりのろ過セル面積を増大可能な浄水膜構造体を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】図１は、浄水膜構造体の斜視図である。

【図2】図２は、浄水膜構造体の斜視図である。

【図3】図３は、図１のＡ－Ａ断面図である。

【図4】図４は、図１のＢ－Ｂ断面図である。

【図5】図５は、図１のＣ－Ｃ断面図である。

【図6】図６は、浄水膜構造体の縦断面図である。

【図7】図７は、浄水膜構造体の横断面図である。

【図8】図８は、図７の領域ＡＲの拡大図である。

【図9】図９は、浄水膜構造体の製造方法を説明するための模式図である。

【図10】図１０は、押出成形機の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

（浄水膜構造体１の構成）
浄水膜構造体１の構成について図面を参照しながら説明する。

【0012】

図１及び図２は、浄水膜構造体１の斜視図である。図３は、図１のＡ－Ａ断面図である。図４は、図１のＢ－Ｂ断面図である。図５は、図１のＣ－Ｃ断面図である。図６は、浄水膜構造体１を部分的に縦方向に切断した断面図である。図７は、浄水膜構造体１を部分的に横方向に切断した断面図である。

【0013】

浄水膜構造体１は、原水から浄水を生成するために用いられる。浄水膜構造体１は、原水が貯留された貯留槽に浸漬された状態で用いられる。

【0014】

浄水膜構造体１は、モノリス構造を有する。モノリス構造とは、長手方向に貫通した複数のセルを有する構造を意味し、ハニカム構造を含む概念である。

【0015】

浄水膜構造体１は、柱状の多孔質体１０とシール２０とを備える。

【0016】

１．多孔質体１０
本実施形態に係る多孔質体１０は、長手方向に延びる柱体である。多孔質体１０の外形は特に制限されず、例えば楕円柱体、多角柱体、直方体、正方体などであってもよい。多孔質体１０のサイズは特に制限されないが、例えば、長さ１００～１５００ｍｍ、直径１０～２００ｍｍとすることができる。

【0017】

図１及び図２に示すように、多孔質体１０は、第１端面Ｓ１、第２端面Ｓ２及び側面Ｓ３を有する。第２端面Ｓ２は、第１端面Ｓ１の反対側に設けられる。側面Ｓ３は、第１端面Ｓ１及び第２端面Ｓ２に繋がる。側面Ｓ３の一端部の外縁は、第１端面Ｓ１の外縁に繋がる。側面Ｓ３の他端部の外縁は、第２端面Ｓ２の外縁に繋がる。

【0018】

図１乃至図６に示すように、多孔質体１０は、複数のろ過セル１１、複数の集水セル１２、複数の第１集水スリット１３、複数の第２集水スリット１４及び集水孔１５を内部に有する。

【0019】

図６に示すように、各ろ過セル１１は、第１端面Ｓ１から第２端面Ｓ２まで多孔質体１０を貫通する。各ろ過セル１１は、多孔質体１０の長手方向に延びる。各ろ過セル１１の両端は、シール２０のうち後述する第１端面シール２１及び第２端面シール２２それぞれに開口する。よって、各ろ過セル１１は、浄水膜構造体１の両端面に開口する。各ろ過セル１１には、第１端面シール２１側の開口及び第２端面シール２２側の開口それぞれから原水が供給される。

【0020】

図３～図５に示すように、本実施形態に係る各ろ過セル１１の断面は円形である。各ろ過セル１１の断面形状は特に制限されず、例えば楕円形、多角形などであってもよい。各ろ過セル１１の内径（外接円径）は特に制限されないが、例えば１．０ｍｍ以上３．０ｍｍ以下とすることができる。ろ過セル１１の本数及び位置は適宜設定することができる。

【0021】

図５及び図６に示すように、各集水セル１２は、多孔質体１０の内部に設けられる。各集水セル１２は、多孔質体１０の長手方向に延びる。図６に示すように、各集水セル１２の両端は、多孔質体１０の内部において、第１及び第２集水スリット１３，１４に連通する。各集水セル１２には、多孔質体１０を透過した浄水が収集される。

【0022】

図５に示すように、本実施形態に係る各集水セル１２の断面は円形である。各集水セル１２の断面形状は特に制限されず、例えば楕円形、多角形などであってもよい。各集水セル１２の内径（外接円径）は特に制限されないが、例えば０．５ｍｍ以上３．０ｍｍ以下とすることができる。集水セル１２の本数及び位置は適宜設定することができる。

【0023】

複数の第１集水スリット１３は、複数の集水セル１２から浄水を収集する。第１集水スリット１３は、複数の集水セル１２から均等に浄水を収集するために複数本設けられている。図３及び図６に示すように、各第１集水スリット１３は、多孔質体１０のうち第１端面Ｓ１側の端部の内部に設けられる。各第１集水スリット１３は、多孔質体１０の長手方向に垂直な短手方向に延びる。各第１集水スリット１３の外縁は、第１目封止部１３ａによって封止されている。第１目封止部１３ａの外表面は、シール２０のうち後述する第１端面シール２１によって被覆されている。各第１集水スリット１３は、１本以上の集水セル１２を貫通する。

【0024】

図３に示すように、複数の第１集水スリット１３は、１０本の第１連通スリット１３１と、６本の第１非連通スリット１３２とを含む。図６及び図７に示すように、各第１連通スリット１３１は、集水孔１５と直接連通する。各第１連通スリット１３１は、集水孔１５に開口する。各第１非連通スリット１３２は、集水孔１５と直接連通しない。各第１非連通スリット１３２は、１本以上の第１連通スリット１３１と直接連通する。各第１非連通スリット１３２は、１本以上の第１連通スリット１３１を介して、集水孔１５と間接的に連通する。

【0025】

各第１集水スリット１３の長手方向における長さは特に制限されないが、例えば多孔質体１０の全長の１％以上２０％以下とすることができる。第１集水スリット１３の本数及び位置は、集水セル１２の本数及び位置に応じて適宜設定することができる。

【0026】

複数の第２集水スリット１４は、複数の集水セル１２から浄水を収集する。第２集水スリット１４は、複数の集水セル１２から均等に浄水を収集するために複数本設けられている。図４及び図６に示すように、各第２集水スリット１４は、多孔質体１０のうち第２端面Ｓ２側の端部の内部に設けられる。各第２集水スリット１４は、多孔質体１０の短手方向に延びる。各第２集水スリット１４の外縁は、第２目封止部１４ａによって封止されている。第２目封止部１４ａの外表面は、シール２０のうち後述する第２端面シール２２によって被覆されている。各第２集水スリット１４は、１本以上の集水セル１２を貫通する。各第２集水スリット１４は、各集水セル１２から浄水を収集する。

【0027】

図４に示すように、複数の第２集水スリット１４は、１０本の第２連通スリット１４１と、６本の第２非連通スリット１４２とを含む。図６に示すように、各第２連通スリット１４１は、集水孔１５と直接連通する。各第２連通スリット１４１は、集水孔１５に開口する。各第２非連通スリット１４２は、集水孔１５と直接連通しない。各第２非連通スリット１４２は、１本以上の第２連通スリット１４１と直接連通する。各第２非連通スリット１４２は、１本以上の第２連通スリット１４１を介して、集水孔１５と間接的に連通する。

【0028】

各第２集水スリット１４の長手方向における長さは特に制限されないが、例えば多孔質体１０の全長の１％以上２０％以下とすることができる。第２集水スリット１４の本数及び位置は、集水セル１２の本数及び位置に応じて適宜設定することができる。

【0029】

図６に示すように、集水孔１５は、第１端面シール２１に開口する有底凹部である。集水孔１５は、多孔質体１０の内部を長手方向に延びる。集水孔１５の第２端面Ｓ２側は、パッキン１５ａによって封止されている。よって、本実施形態において、集水孔１５の底は、パッキン１５ａによって形成されている。このように、集水孔１５は、浄水膜構造体１の一端面側のみに開口している。第１端面シール２１に形成された集水孔１５の開口には、浄水排出管（不図示）を連結するためのＯリング（不図示）が取り付けられる。集水孔１５の開口外縁は、面取りされていることが好ましい。これによって、Ｏリングが取り付け易くなるとともに、Ｏリングを取り付ける際に開口外縁が欠けることを抑制できる。

【0030】

集水孔１５は、シール２０の第１端面シール２１を平面視した場合、多孔質体１０の第１端面Ｓ１の中央に配置される。集水孔１５は、多孔質体１０の軸心に沿って形成される。そして、集水孔１５の周囲には、複数のろ過セル１１が配置されている。

【0031】

本実施形態に係る集水孔１５の断面は円形である。集水孔１５の断面形状は特に制限されず、例えば楕円形、多角形などであってもよい。集水孔１５の内径（外接円径）は特に制限されないが、例えば多孔質体１０の外径（外接円径）の１５％以上４５％以下とすることができる。

【0032】

図６に示すように、集水孔１５の内周面には、各第１連通スリット１３１及び各第２連通スリット１４１が開口する。集水孔１５は、各第１連通スリット１３１及び各第２連通スリット１４１それぞれから浄水を収集する。集水孔１５に収集された浄水は、浄水排出管を通って外部に排出される。

【0033】

ここで、図８は、図７の領域ＡＲの拡大図である。図８に示すように、多孔質体１０は、基材３１及びろ過層３２を有する。

【0034】

基材３１は、多孔質体１０の本体部である。基材３１には、上述した各集水セル１２、各第１集水スリット１３、各第２集水スリット１４及び集水孔１５が形成される。

【0035】

基材３１は、多孔質材料によって構成される。基材３１は、骨材と結合材を含有する。

【0036】

骨材としては、アルミナ、炭化珪素、チタニア、ムライト、セルベン、及びコージェライトなどを用いることができる。結合材は、骨材成分より低い温度で溶融し、骨材同士を連結させる無機酸化物材料のことである。基材３１における骨材の含有率は特に制限されないが、例えば８０体積％以上９９体積％以下とすることができ、８５体積％以上９５体積％以下が好ましい。

【0037】

結合材としては、アルカリ金属、アルカリ土類金属等を含むアルミナ、シリカ系の無機酸化物材料を用いることができる。アルカリ金属としては、ナトリウム（Ｎａ）、カリウム（Ｋ）及びリチウム（Ｌｉ）のうち少なくとも１つを用いることができる。アルカリ金属は、酸化物の形態で存在していてもよい。アルカリ土類金属としては、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）及びバリウム（Ｂａ）のうち少なくとも１つを用いることができる。アルカリ土類金属は、酸化物の形態で存在していてもよい。結合材は、アルカリ金属及びアルカリ土類金属の両方を含むことが好ましい。基材３１における結合材の含有率は特に制限されないが、例えば１体積％以上２０体積％以下とすることができ、５体積％以上１５体積％以下が好ましい。

【0038】

基材３１の気孔率は特に制限されないが、例えば２５％以上５０％以下とすることができ、３０％以上４５％以下が好ましい。基材３１の気孔率は、水銀圧入法によって測定できる。基材３１の平均細孔径は特に制限されないが、例えば０．１μｍ以上５０μｍ以下とすることができ、ろ過層３２の成膜性を向上させる観点からは１μｍ以上１０μｍ以下が好ましい。

【0039】

ろ過層３２は、筒状に形成される。ろ過層３２の内側の空間は、上述したろ過セル１１である。

【0040】

本実施形態において、ろ過層３２は、第１ろ過層３２ａ及び第２ろ過層３２ｂを有する。

【0041】

第１ろ過層３２ａは、基材３１の内表面上に形成される。第１ろ過層３２ａは、基材３１に用いることのできる上記多孔質材料によって構成することができる。第１ろ過層３２ａの平均細孔径は、基材３１の平均細孔径より小さくてもよく、例えば０．００５μｍ以上５μｍ以下とすることができる。第１ろ過層３２ａの平均細孔径は、パームポロメーターによって測定できる。第１ろ過層３２ａの気孔率は特に制限されないが、例えば２０％以上６０％以下とすることができる。第１ろ過層３２ａの厚みは特に制限されないが、例えば１μｍ以上３００μｍ以下とすることができる。

【0042】

第２ろ過層３２ｂは、第１ろ過層３２ａの内表面上に形成される。第２ろ過層３２ｂは、基材３１に用いることのできる上記多孔質材料によって構成することができる。第２ろ過層３２ｂの平均細孔径は、第１ろ過層３２ａの平均細孔径より小さくてもよく、例えば０．００１μｍ以上２μｍ以下とすることができる。第２ろ過層３２ｂの平均細孔径は、パームポロメーターによって測定できる。第２ろ過層３２ｂの気孔率は特に制限されないが、例えば２０％以上６０％以下とすることができる。第２ろ過層３２ｂの厚みは特に制限されないが、例えば１μｍ以上５０μｍ以下とすることができる。

【0043】

２．シール２０
シール２０は、多孔質体１０の表面のうち各ろ過セル１１及び集水孔１５それぞれの開口以外の略全面を被覆する。シール２０は、非透水性材料によって構成される。非透水性材料としては、例えばガラス、樹脂、金属、ゴムなどを用いることができる。多孔質体１０の熱膨張係数との整合性を考慮すると、非透水性材料としてはガラスが好適である。

【0044】

図１及び図２に示すように、本実施形態に係るシール２０は、第１端面シール２１、第２端面シール２２及び側面シール２３を有する。

【0045】

第１端面シール２１は、多孔質体１０の第１端面Ｓ１を被覆する。ただし、第１端面シール２１は、各ろ過セル１１及び集水孔１５を塞いでおらず、上述したとおり、第１端面シール２１には各ろ過セル１１及び集水孔１５が開口している。

【0046】

第２端面シール２２は、多孔質体１０の第２端面Ｓ２を被覆する。ただし、第２端面シール２２は、各ろ過セル１１及び集水孔１５を塞いでおらず、上述したとおり、第２端面シール２２には各ろ過セル１１及び集水孔１５が開口している。

【0047】

側面シール２３は、多孔質体１０の側面Ｓ３を被覆する。側面シール２３には開口が形成されない。

【0048】

このようにシール２０が多孔質体１０の表面全体を被覆することによって、原水が各ろ過セル１１のみから内部に供給され、かつ、浄水が集水孔１５のみから排出される構成が実現されている。

【0049】

（浄水膜構造体１の製造方法）
次に、浄水膜構造体１の製造方法について図面を参照しながら説明する。

【0050】

図９は、浄水膜構造体１の製造方法を説明するための模式図である。

【0051】

浄水膜構造体１の製造方法は、多孔質体１０を形成する多孔質体形成工程と、シール２０を形成するシール形成工程とを備える。以下、各工程について説明する。

【0052】

１．多孔質体形成工程
（１）押出成形工程
まず、基材３１用の多孔質材料を準備して押出成形機５０に投入する。

【0053】

次に、押出成形機５０で多孔質材料を押し出すことによって、柱状の基材成形体３１Ｘを押出成形する。基材成形体３１Ｘは、複数のろ過セル１１を形成するための複数のろ過セル用貫通孔（不図示）と、複数の集水セル１２を形成するための複数の集水セル用貫通孔（不図示）と、集水孔用貫通孔１５Ｘとを有する。

【0054】

図１０は、押出成形機５０の断面図である。押出成形機５０は、ケース５１、材料収容空間５２、口金５３及び押さえ板５４を有する。材料収容空間５２は、ケース５１の内部に設けられる。材料収容空間５２には、多孔質材料が収容される。口金５３は、ケース５１の内側に配置される。口金５３の内部には、各集水セル用貫通孔及び集水孔用貫通孔１５Ｘのパターンに対応したスリットが形成されている。口金５３の前面には、凹部５３ａが形成されている。凹部５３ａには、固定板５３ｂが収容される。固定板５３ｂは、口金５３を固定するための部材である。押さえ板５４は、基材成形体３１Ｘの断面形状及び寸法を規定するための開口部が形成された環状の部材である。

【0055】

ここで、口金５３に形成された凹部５３ａの底面５３Ｒは、当接面ｒ１及び環状面ｒ２を含む。当接面ｒ１は、底面５３Ｒのうち固定板５３ｂが当接する領域である。環状面ｒ２は、集水孔１５の内壁に対応する環状の領域である。環状面ｒ２は、全体的に平面であることが好ましい。理由は定かではないものの、環状面ｒ２を平面とすることによって、環状面ｒ２を傾斜面とした場合に比べて集水孔１５の内壁におけるクラックの発生を抑制することができる。

【0056】

（２）乾燥工程
基材成形体３１Ｘを乾燥させる。基材成形体３１Ｘの乾燥は、台上に載置された基材成形体３１Ｘに熱風を吹き付けることによって強制的に乾燥させてもよいし、台上で自然乾燥させてもよい。

【0057】

基材成形体３１Ｘを乾燥させた後、基材成形体３１Ｘの両端を適宜切断することによって、基材成形体３１Ｘの長さを適宜調整してもよい。

【0058】

（３）一次スリット形成工程
基材成形体３１Ｘの第１端面に、各集水セル用貫通孔を貫通する複数の一次スリット１３Ｘを形成する。続いて、基材成形体３１Ｘの第２端面に、各集水セル用貫通孔を貫通する複数の一次スリット１４Ｘ（不図示）を形成する。

【0059】

各一次スリット１３Ｘは、最終的には各第１集水スリット１３の一部となり、各一次スリット１４Ｘは、最終的には各第２集水スリット１４の一部となる。

【0060】

各一次スリット１３Ｘ，１４Ｘそれぞれの深さは特に制限されないが、深すぎると基材成形体３１Ｘの両端部に変形が生じやすく、浅すぎると予め一次スリットを形成しておくメリットが薄れるので、これらを両立できる範囲に調整することが好ましい。

【0061】

（４）仮目詰め工程
基材成形体３１Ｘの第１端面側から各一次スリット１３Ｘに仮目詰め材料を所定深さまで押し込むことによって、各一次スリット１３Ｘを仮目詰めする。続いて、基材成形体３１Ｘの第２端面側から各一次スリット１４Ｘに仮目詰め材料を所定深さまで押し込むことによって、各一次スリット１４Ｘを所定深さまで仮目詰めする。仮目詰め材料としては、基材３１用の多孔質材料を用いることができる。

【0062】

仮目詰め材料を押し込む際、各一次スリット１３Ｘ，１４Ｘ内にストッパ５７を挿入した状態で仮目詰め材料を押し込むことが好ましい。これによって、仮目詰め材料を所定の深さまで所望の密度で充填させることができる。

【0063】

（５）基材焼成工程
基材成形体３１Ｘを所定条件（例えば、８００℃～１５００℃、１０時間～２００時間）で焼成することによって基材３１を形成する。

【0064】

（６）ろ過層形成工程
第１ろ過層３２ａ用の多孔質材料を水と混合することによって第１ろ過層用スラリーを調製する。続いて、負圧環境下において基材３１の各ろ過セル用貫通孔に第１ろ過層用スラリーを圧送することによって、各ろ過セル用貫通孔の内表面に第１ろ過層成形体を成膜する。そして、第１ろ過層成形体が成膜された基材３１を所定条件（例えば、８００℃～１５００℃、１０時間～２００時間）で焼成することによって、第１ろ過層３２ａを形成する。

【0065】

次に、第２ろ過層３２ｂ用の多孔質材料を水と混合することによって第２ろ過層用スラリーを調製する。続いて、負圧環境下において第１ろ過層３２ａの内側に第２ろ過層用スラリーを圧送することによって、第１ろ過層３２ａの表面上に第２ろ過層成形体を成膜する。そして、第２ろ過層成形体が成膜された基材３１を所定条件（例えば、８００℃～１５００℃、１０時間～２００時間）で焼成することによって、第２ろ過層３２ｂを形成する。

【0066】

（７）二次スリット形成工程
基材３１の第１端面側から切削工具を用いて各一次スリット１３Ｘを更に深く切り込むことによって、複数の二次スリット１３Ｙを形成する。続いて、基材３１の第２端面側から切削工具を用いて各一次スリット１４Ｘを更に深く切り込むことによって、複数の二次スリット１４Ｙ（不図示）を形成する。これによって、複数の集水セル１２が基材３１の内部に形成される。

【0067】

本工程では、各一次スリット１３Ｘ，１４Ｘに充填されていた仮目詰め材料は除去される。各一次スリット１３Ｘ，１４Ｘが予め形成されているため、比較的容易に各二次スリット１３Ｙ，１４Ｙを形成することができ、工具寿命の長期化も図られる。

【0068】

（８）本目詰め工程
各二次スリット１３Ｙのうち基材３１の外表面に開口する部分に本目詰め材料を押し込むことによって、各二次スリット１３Ｙを封止する。これによって、複数の第１集水スリット１３が基材３１の内部に形成される。

【0069】

続いて、各二次スリット１４Ｙのうち基材３１の外表面に開口する部分に本目詰め材料を押し込むことによって、各二次スリット１４Ｙを封止する。これによって、複数の第２集水スリット１４が基材３１の内部に形成される。

【0070】

なお、本目詰め材料としては、基材３１用の多孔質材料を用いることができる。

【0071】

以上の工程によって多孔質体１０が完成する。

【0072】

２．シール形成工程
（１）端面シール形成工程
多孔質体１０の第１端面Ｓ１に非透水性材料を塗布又は印刷することによって、第１端面シール成形体２１Ｘを形成する。

【0073】

続いて、多孔質体１０の第２端面Ｓ２に非透水性材料を塗布又は印刷することによって、第２端面シール成形体２２Ｘを形成する。

【0074】

（２）側面シール形成工程
多孔質体１０の側面Ｓ３に非透水性材料を塗布又は印刷することによって、側面シール成形体２３Ｘを形成する。

【0075】

本工程では、多孔質体１０の集水孔用貫通孔１５Ｘに支持部材５６を挿入して多孔質体１０を吊り下げた状態で非透水性材料を塗布又は印刷することが好ましい。これによって、側面シール成形体２３Ｘを全体的に均一に形成することができる。

【0076】

（３）シール焼成工程
最後に、各シール成形体２１Ｘ，２２Ｘ，２３Ｘが形成された多孔質体１０を所定条件（例えば、８００℃～１５００℃、１０時間～２００時間）で焼成する。その後、集水孔用貫通孔１５Ｘの第２端面Ｓ２側をパッキン１５ａで封止することによって浄水膜構造体１が完成する。

【0077】

（特徴）
（１）浄水膜構造体１は、多孔質体１０とシール２０とを備える。多孔質体１０は、原水が供給される複数のろ過セル１１と、浄水が収集される集水孔１５とを有する。シール２０は、多孔質体１０の表面のうち各ろ過セル１１及び集水孔１５以外の略全面を被覆する。シール２０は、非透水性材料によって構成される。

【0078】

このように、シール２０が多孔質体１０の表面全体を被覆しているため、各ろ過セル１１のみから原水を内部に供給し、かつ、集水孔１５のみから浄水を排出させることができる。従って、浄水膜構造体１を水密性のケーシング内に別途密封する必要がないため、例えば貯水槽内に浄水膜構造体１を設置した場合、ケーシングを用いる必要のある場合に比べて単位床面積当たりのろ過セル面積を増大させることができる。

【0079】

（２）集水孔１５は、シール２０の第１端面シール２１を平面視した場合、多孔質体１０の第１端面Ｓ１の中央に配置され、各ろ過セル１１は集水孔１５の周囲に配置される。従って、単一の集水孔１５を用いて各ろ過セル１１から効率的に集水できるため、浄水膜構造体１の浄水効率を向上させることができる。

【0080】

（３）多孔質体１０は、浄水が収集される複数の集水セル１２と、複数の集水セル１２を貫通する複数の第１集水スリット１３とを内部に有する。従って、各集水セル１２から効率的に集水できるため、浄水膜構造体１の浄水効率を向上させることができる。

【0081】

（４）複数の第１集水スリット１３は、集水孔１５と直接連通する第１連通スリット１３１を含む。これにより、第１連通スリット１３１を介して各集水セル１２から集水孔１５へ効率的に集水できるため、浄水膜構造体１の浄水効率を向上させることができる。

【0082】

（５）複数の第１集水スリット１３は、集水孔１５と直接連通しない第１非連通スリット１３２を含む。第１非連通スリット１３２は、第１連通スリット１３１と直接連通する。従って、第１連通スリット１３１を介して第１非連通スリット１３２から集水孔１５へ効率的に集水できるため、浄水膜構造体１の浄水効率を向上させることができる。

【0083】

（実施形態の変形例）
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

【0084】

［変形例１］
上記実施形態では、図１乃至図７を参照しながら浄水膜構造体１の構成について説明したが、浄水膜構造体１の詳細な構成は適宜変更可能である。浄水膜構造体１は、ろ過セル１１と集水孔１５とを有する多孔質体１０と、多孔質体１０の表面を被覆するシール２０とを備えていればよい。従って、浄水膜構造体１は、集水セル１２、第１集水スリット１３及び第２集水スリット１４を備えていなくてもよい。また、ろ過セル１１及び集水孔１５は、それぞれ１本以上設けられていればよい。

【0085】

［変形例２］
上記実施形態において、集水孔１５の第２端面Ｓ２側は、パッキン１５ａによって封止されることとしたが、集水孔１５の第２端面Ｓ２側を封止する手法は特に限られない。

【0086】

［変形例３］
上記実施形態では、一次スリット形成工程において集水セル用貫通孔すべてに対して一次スリット１３Ｘ，１４Ｘを形成し、仮目詰め工程において一次スリット１３Ｘ，１４Ｘを仮目詰めすることとしたが、これに限られない。集水セル用貫通孔すべてに対して一次スリット１３Ｘ，１４Ｘを形成することで基材成形体３１Ｘの強度低下が懸念される場合には、一次スリット形成工程において一部の集水セル用貫通孔に対して一次スリット１３Ｘ，１４Ｘを形成してもよい。この場合、残りの集水セル用貫通孔は開口したままになるので、ろ過層形成工程では、焼成によって蒸散する有機材料を用いて集水セル用貫通孔の開口を随時塞ぐ必要がある。

【0087】

［変形例４］
上記実施形態において、ろ過層３２は、第１ろ過層３２ａ及び第２ろ過層３２ｂを有することとしたが、これに限られない。ろ過層３２は、第１ろ過層３２ａ及び第２ろ過層３２ｂのうち一方のみを有していてもよいし、第１ろ過層３２ａ及び第２ろ過層３２ｂに加えて1以上のろ過層を更に有していてもよい。

【符号の説明】

【0088】

１ 浄水膜構造体
１０ 多孔質体
Ｓ１ 第１端面
Ｓ２ 第２端面
Ｓ３ 側面
１１ ろ過セル
１２ 集水セル
１３ 第１集水スリット
１４ 第２集水スリット
１５ 集水孔
２０ シール
２１ 第１端面シール
２２ 第２端面シール
２３ 側面シール
３１ 基材
３２ ろ過層
３２ａ 第１ろ過層
３２ｂ 第２ろ過層
５０ 押出成形機
５１ ケース
５３ 口金
５３ａ 凹部
５３ｂ 固定板
５３Ｒ 底面
ｒ１ 当接面
ｒ２ 環状面
５６ 支持部材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】