分离膜及分离膜元件的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种在稳定性上有效的分离膜和分离膜元件，其能够提高在施加压力从而使分离膜元件运转时的分离除去性能，并且提高每单位时间的透过水量增加等分离膜元件性能。该分离膜(3)具有分离膜本体(30)以及供给侧流路材料(4)，所述分离膜本体(30)具有供给侧的面(31)和透过侧的面(32)，所述供给侧流路材料(4)配置在所述分离膜本体(30)的供给侧的面(31)上，所述分离膜的特征在于，在将与流过供给侧的面(31)的供给水的流动方向垂直的方向上的供给侧流路材料(4)的厚度作为供给侧流路材料的宽度d时，供给侧流路材料的高度/宽度的比(h/d)为0.7以上3.0以下。
【专利说明】分离膜及分离膜元件
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于分离液体、气体等流体中所含的成分的分离膜元件。
【背景技术】
[0002]作为分离液体、气体等流体中所含成分的方法，存在各种各样的方法。例如，以用于除去海水及盐水等中含有的离子性物质的技术为例，近年来，作为节省能源和节省资源的方法，利用分离膜元件的分离法正在扩大使用。对于在利用分离膜元件的分离法中使用的分离膜，从其孔径和分离功能方面考虑，有微滤膜、超滤膜、纳滤膜、反渗透膜和正渗透膜，这些膜用于(例如)从海水、盐水、以及含有有害物质的水等中制造饮用水的情况、或工业用超纯水的制造、排水处理和有用物的回收等，并根据目标分离成分及分离性能而分类使用。
[0003]分离膜元件在向分离膜的一面提供原流体、从另一面获得透过水这一点上是共通的。分离膜元件通过集束多个由各种形状构成的分离膜单元(分離膜素子)从而增大膜面积以使得每单位元件可以获得更多的透过水来构成，根据用途或目的，制造了螺旋型、中空纤维型、板框型、旋转平膜型、平膜集成型等各种元件。
[0004]例如，以反渗透过滤中所用的流体分离膜元件为例，分离膜元件部件卷绕在集水管的周围而成的螺旋型分离膜元件因为向原流体施加压力从而更多地取得透过水这一方面而被广泛应用，该分离膜元件部件由向分离膜表面供给原流体的供给侧流路材料、分离原流体中所含成分的分离膜、以及用于将透过分离膜并从供给侧流体中分离出的透过侧流体导向集水管的透过侧流路材料构成。
[0005]例如，作为螺旋型反渗透分离膜元件的部件，对于供给侧流路材料，为了形成供给侧流体的流路，主要使用高分子制的网；作为分离膜，使用这样的分离膜:其中从供给侧向透过侧分别层叠有由聚酰胺等交联高分子构成的分离功能层、由聚砜等高分子构成的多孔性树脂层、以及由聚对苯二甲酸乙二醇酯等高分子构成的无纺布；对于透过侧流路材料，为了防止膜的下陷并形成透过侧的流路，使用了比供给侧流路材料的间隔更小的被称为特里科经编织物的编织物部件。
[0006]近年来，由于对降低分离膜元件造水成本的要求提高，因此需要膜元件的高性能化。在提高分离膜元件的分离性能以及增大单位时间的透过水量方面，提出了提高各流路部件、分离膜元件部件的性能。例如，专利文献I公开了具有螺旋型分离膜元件的螺旋型分离膜组件，该分离膜元件层叠平膜并将其以螺旋状卷绕在集水管的外周，其中在该平膜的表面或两面上以一定方向设置有多个点状物。
[0007]现有技术文献
[0008]专利文献
[0009]专利文献1:日本国特开2012-40487号公报
【发明内容】
[0010]发明要解决的问题
[0011]然而，上述分离膜元件的分离去除性能的稳定性还不能说足够高。
[0012]因此，本发明的目的是提供这样的分离膜及分离膜元件，其能使(特别是)在施加高压使分离膜元件运转时的分离去除性能稳定化。
[0013]问题的解决手段
[0014]为了实现上述目的，本发明的分离膜为这样的分离膜，其具有:分离膜本体以及供给侧流路材料，所述分离膜本体具有供给侧的面和透过侧的面，所述供给侧流路材料配置在所述分离膜本体的所述供给侧的面上，所述分离膜的特征在于，在将与流过所述供给侧的面的供给水的流动方向垂直的方向上的所述供给侧流路材料的厚度设为供给侧流路材料的宽度时，所述供给侧流路材料的高度/宽度的比为0.7以上3.0以下。
[0015]发明的效果
[0016]本发明的分离膜以及使用该分离膜的分离膜元件能够形成稳定的供给侧流路，并且能够提高分离膜元件的分离性能、单位时间的透过水量，同时能够使它们的分离去除性能稳定化。
[0017]附图简要说明
[0018][图1]图1(a) (b)为示意性地例示本发明的分离膜的一部分的说明图，图1 (a)为平面图，图1(b)为侧面图。
[0019][图2]图2为示意性地例示构成本发明的分离膜的供给侧流路材料的配置图案的平面图。
[0020][图3]图3为示意性地例示构成本发明的分离膜的供给侧流路材料的其他配置图案的平面图。
[0021][图4]图4为示出对图2记载的配置图案进行放大的说明图。
[0022][图5]图5为示出对图3记载的配置图案进行放大的说明图。
[0023][图6]图6为对本发明的分离膜元件的实施方式的例子的一部分进行展开的透视图。
[0024][图7]图7为示意性地例示构成本发明的分离膜元件的分离膜的实施方式的展开透视图。
【具体实施方式】
[0025]以下对本发明实施的一个方式进行详细地说明。
[0026][1.分离膜]
[0027](1-1)概要
[0028]分离膜是指将供给至分离膜表面的流体(供给水)中的成分分离从而可以获得透过分离膜的透过流体的膜。分离膜具有分离膜本体和配置在该分离膜本体上的供给侧流路材料。
[0029]作为这种分离膜的例子，在图1(a) (b)中举例说明其实施方式。需要说明的是，在图1 (a) (b)中，为了容易理解本实施方式的例子，将分离膜30以及供给侧流路材料4的形状、尺寸以及位置关系以简略化以及部分扩大的方式记载，本发明的分离膜不限于该实施方式。
[0030]如图1 (a) (b)所示，分离膜3具有分离膜本体30和供给侧流路材料4。分离膜本体30具有供给侧的面31和透过侧的面32。供给侧流路材料4配置在分离膜本体30的供给侧的面31上。
[0031]在本说明书中，分离膜本体的“供给侧的面”意思是分离膜本体的两个面中，供给原流体(供给水)一侧的表面。“透过侧的面”意思是其相反侧的面。在分离膜本体30具有基材38和分离功能层37的情况下，一般而言，分离功能层37 —侧的面为供给侧的面31，基材38 —侧的面为透过侧的面32。
[0032]图中示出了相对于分离膜的X轴、y轴和Z轴。有时将X轴称为分离膜的宽度方向(CD)，将y轴称为分离膜的纵向(MD)。另外，z轴为分离膜的厚度方向。分离膜本体30为长方形，宽度方向(CD)和纵向(MD)与分离膜本体30的边缘平行。另外，图1 (b)的例子中，导入分离膜的供给侧的表面31的供给水按箭头f所示方向流动。
[0033](1-2)分离膜本体
[0034]< 概要 >
[0035]根据使用方法、目的等可以使用具有分离性能的膜作为分离膜本体30。分离膜本体30既可以由单一层形成，也可以是具有分离功能层37和基材38的复合膜。另外，在复合膜中，也可以在分离功能层和基材之间形成多孔性支持层。
[0036]<分离功能层>
[0037]分离功能层的厚度没有限定为具体的数值，但从分离性能和透过性能的方面考虑，优选为5nm?3000nm。特别是,对于反渗透膜、正渗透膜、纳滤膜,优选为5nm?300nm。
[0038]分离功能层的厚度可以基于通常的分离膜的膜厚测定法。例如，用树脂包埋分离膜，通过将其切断制成超薄切片，并对获得的切片进行染色等处理。然后，可以用透射式电子显微镜观察从而测定厚度。另外，当分离功能层具有折痕结构时，在位于多孔性支持层上方的折痕结构的截面纵向(MD)上以50nm的间隔进行测定，对20个折痕数量进行测定，可由其平均值算出。
[0039]分离功能层既可以为具有分离功能和支持功能两者的层，也可以只具有分离功能。需要说明的是，“分离功能层”是指至少具有分离功能的层。
[0040]在分离功能层具有分离功能和支持功能两者的情况下，作为分离功能层，优选适用的是含有纤维素、聚偏二氟乙烯、聚醚砜或聚砜作为主要成分的层。
[0041]需要说明的是，本说明书中，“X含有Y作为主要成分”意思是X中Y的含有率为50质量％以上、70质量％以上、80质量％以上、90质量％以上、或95质量％以上。另外，当存在相当于Y的多种成分时，只要这些多种成分的总量满足上述范围即可。
[0042]另一方面，作为多孔性支持层分离功能层，从控制孔径容易、并且耐久性优异的方面考虑，优选使用交联高分子。特别是，从原流体中的成分的分离性能优异的方面考虑，优选使用使多官能胺与多官能酰卤化合物缩聚而成的聚酰胺分离功能层、有机无机杂化功能层等。可通过在多孔性支持层上将单体缩聚从而形成这些分离功能层。
[0043]例如，分离功能层可含有聚酰胺作为主要成分。这种膜可以利用周知的方法，通过使多官能胺与多官能酰卤化合物进行界面缩聚而形成。例如，在多孔性支持层上涂布多官能胺水溶液，用气刀等除去剩余的胺水溶液，其后，通过涂布含有多官能酰卤化合物的有机溶剂溶液，可以获得聚酰胺分离功能层。
[0044]另外，分离功能层可以具有含有Si元素等的有机-无机杂化结构。具有有机无机杂化结构的分离功能层(例如)可以含有以下的化合物(A)、⑶:
[0045](A)具有烯属不饱和基团的反应性基团和水解性基团直接与硅原子键合而成的硅化合物，以及
[0046](B)为上述化合物(A)以外的化合物的具有烯属不饱和基团的化合物。具体而言，分离功能层可以含有化合物(A)的水解性基团的缩合物以及化合物(A)和/或化合物(B)的烯属不饱和基团的聚合物。即，分离功能层可以含有:
[0047].仅由化合物(A)缩合和/或聚合而形成的聚合物；
[0048].仅由化合物⑶聚合而形成的聚合物；以及
[0049].化合物⑷和化合物⑶的共聚物
[0050]中的至少一种聚合物。需要说明的是，聚合物中包括缩合物。另外，在化合物(A)和化合物(B)的共聚物中，化合物(A)可以经由水解性基团而缩合。
[0051]可以通过周知的方法形成杂化结构。杂化结构的形成方法的一个例子如下所述。将含有化合物(A)和化合物(B)的反应液涂布在多孔性支持层上。除去多余的反应液之后，为了使水解性基团缩合，可以进行加热处理。作为化合物(A)和化合物(B)的烯属不饱和基团的聚合方法，可以进行热处理、电磁波辐射、电子束辐射和等离子体辐射。为了加快聚合速度，可在分离功能层形成时添加聚合引发剂、聚合促进剂等。
[0052]需要说明的是，对任一分离功能层而言，可以在使用前通过(例如)含醇水溶液、碱性水溶液使膜的表面亲水化。
[0053]<多孔性支持层>
[0054]多孔性支持层为支持分离功能层的层，也可以称为多孔性树脂层。
[0055]对多孔性支持层中使用的材料及其形状没有特别限制，例如可以通过多孔性树脂在基板上形成。作为多孔性支持层，可使用聚砜、醋酸纤维素、聚氯乙烯、环氧树脂、或者将它们混合、层叠而成的物质，其中优选使用化学、机械、热稳定性高且孔径容易控制的聚砜。
[0056]多孔性支持层付与分离膜机械强度，并且对离子等分子尺寸小的成分没有像分离膜那样的分离性能。对多孔性支持层所具有的孔的尺寸及孔的分布没有特别限定，例如，多孔性支持层可以具有均匀的微孔，或者可以具有从分离功能层形成一侧的表面到另一面直径渐渐变大的孔径分布。另外，在任一情况中，在形成有分离功能层一侧的表面，使用原子力显微镜或电子显微镜等测得的细孔的投影面积圆当量直径优选为Inm以上10nm以下。特别是从界面聚合反应性和分离功能层的保持性的方面考虑，多孔性支持层中形成分离功能层一侧的表面中的孔优选具有3nm至50nm的投影面积圆当量直径。
[0057]多孔性支持层的厚度没有特别限定，但从付与分离膜以强度等的理由考虑，优选为20μπι以上500 μ m以下的范围，更优选为30 μ m以上300 μ m以下。
[0058]多孔性支持层的形态可以通过扫描电子显微镜、透射式电子显微镜、或原子力显微镜来观察。例如，如果使用扫描电子显微镜来观察，则在从基材上剥离多孔性支持层之后，利用冰冻断裂法将其切断，制成截面观察用的样品。将钼、钼-钯或四氯化钌(优选四氯化钌)薄薄地涂覆到该样品上，在3?6kV的加速电压下，使用高分辨率场发射扫描电子显微镜(UHR-FE-SEM)来进行观察。高分辨率场发射扫描电子显微镜可以使用日立制S-900型电子显微镜等。基于所得到的电子显微镜照片，可以测定多孔性支持层的膜厚、表面的投影面积圆当量直径。
[0059]多孔性支持层的厚度以及孔径为平均值，并且多孔性支持层的厚度是通过截面观察在与厚度方向正交的方向上以20 μ m的间隔测定的20个点的厚度的平均值。另外，孔径为对200个孔进行测定的各投影面积圆当量直径的平均值。
[0060]下面就多孔性支持层的形成方法进行说明。多孔性支持层可以(例如)这样制造:将上述聚砜的N，N-二甲基甲酰胺(以下记为DMF)溶液以一定的厚度浇注到后述的基材(例如，密织的聚酯布或无纺布)上，然后使其在水中湿法凝固。
[0061]可以按照“Office of Saline Water Research and Development ProgressReport",N0.359(1968)中记载的方法形成多孔性支持层。需要说明的是，为了获得所期望的形态，可以调整聚合物浓度、溶剂的温度、不良溶剂。
[0062]例如，将预定量的聚砜溶解在DMF中从而制备预定浓度的聚砜树脂溶液。然后，将该聚砜树脂溶液以基本一定的厚度涂布于由聚酯布或无纺布构成的基材上，之后在空气中一定的时间以除去表面的溶剂，之后通过在凝固液中使聚砜凝固从而可以获得多孔性支持层。
[0063]< 基材 >
[0064]从分离膜本体30的强度、尺寸稳定性等观点考虑，分离膜本体30可以具有基材。作为基材，从强度、形成凹凸的能力及流体透过性的方面考虑，优选使用纤维状基材。
[0065]作为基材，可以优选使用长纤维无纺布和短纤维无纺布中的任一者。特别是，由于长纤维无纺布具有优异的制膜性，因此可以抑制以下缺陷的产生:在高分子聚合物溶液流延时该溶液过度渗透而透过基材、多孔性支持层剥离、进一步由基材起毛等导致的膜不均一化、以及针孔等。另外，由于基材是由热塑性连续长丝构成的长纤维无纺布形成的，因此与短纤维无纺布相比，在高分子溶液流延时由纤维的起毛而导致的不均匀化、以及膜缺陷的发生可以得到抑制。另外，在进行分离膜的连续制膜时，由于在制膜方向上施加有张力，因此优选使用尺寸稳定性优异的长纤维无纺布作为基材。
[0066]从成形性和强度方面考虑，在长纤维无纺布中，优选的是，与多孔性支持层相对一侧的表层中的纤维比多孔性支持层一侧的表层中的纤维更纵向取向。根据这样的构造，不仅能保持强度从而实现了防止膜破裂等的高效果，还能在使分离膜具有凹凸时提高作为包含多孔性支持层和基材的层叠体的成形性，并使分离膜表面的凹凸形状稳定，因此优选。
[0067]更具体而言，在长纤维无纺布中，与多孔性支持层相对一侧的表层中的纤维取向度优选为0°?25°，另外，与多孔性支持层一侧的表层中的纤维取向度之间的取向度差优选为10°?90°。
[0068]在分离膜的制造工序和元件的制造工序中包括加热工序，然而，加热会引起多孔性支持层或分离功能层发生收缩的现象。特别是在连续制膜中，在没有施加张力的宽度方向(⑶)上，收缩明显。收缩会产生尺寸稳定性等问题，因此人们期望热尺寸变化率小的材料作为基材。对于无纺布而言，当与多孔性支持层相对一侧的表层中的纤维取向度与多孔性支持层一侧的表层中的纤维取向度之间的差为10°?90°时，由热引起的宽度方向(CD)上的变化可以得到抑制，因此优选。
[0069]此处，纤维取向度是表示构成多孔性支持层的无纺布基材的纤维方向的指标。具体而言，纤维取向度是指进行连续制膜时的制膜方向(即，无纺布基材的长度方向(MD))与构成无纺布基材的纤维之间的角度的平均值。即，如果纤维的长度方向(MD)与制膜方向平行，则纤维取向度为0°。另外，如果纤维的长度方向(MD)与制膜方向成直角(即，与无纺布基材的宽度方向(CD)平行)，则该纤维取向度为90°。因此，纤维取向度越接近0°则越纵向取向，越接近90°则越横向取向。
[0070]纤维取向度由以下方式测定。首先，从无纺布中随机选取10小片样品。然后，使用扫描电子显微镜以100至1000的倍率对该样品的表面进行拍照。在照片中，每个样品选择10条纤维，测定无纺布的长度方向(纵向、制膜方向)为0°时的角度。也就是说，对每I片无纺布的共计100条纤维进行角度测定。从如此测定的100条纤维的角度算出平均值。将获得的平均值的小数点后第一位四舍五入所得到的值为纤维取向度。
[0071]基材的厚度优选设定为30?300 μ m的范围内，或者50?250 μ m的范围内的程度。
[0072](1-3)供给侧流路材料
[0073](高度/宽度比)
[0074]作为供给侧流路材料的例子，如图1(a) (b)所示，供给侧流路材料4配置在分离膜本体30的供给侧的面31上。优选的是，供给侧流路材料4固定在分离膜本体30的供给侧的面31上。
[0075]在本发明中，供给侧流路材料4的高度h与宽度d的比h/d为0.7以上3.0以下。通过配置这样的供给侧流路材料4，与将传统的网或点状物设为流路材料时相比，可以减小每I单元的流路材料的投影面积。因此，即使增加供给侧流路材料4的数目，也能够降低供给侧流路的阻力，同时还能够扰乱供给水的流动从而增大盐浓差极化的抑制效果。
[0076]供给侧流路材料4的高度h和宽度d的比，即高度/宽度之比(h/d)越大，则因供给侧流路材料4的宽度d狭窄而存在流动阻力降低的倾向，但是如果上述比(h/d)过大，供给侧流路材料4会由于加压过滤时的供给水的剪切而易于从分离膜本体30剥离。流路材料从分离膜本体剥离时分离功能层会丧失，因此不能获得良好的分离性能。
[0077]相反，上述比(h/d)越小，则流路会因供给侧流路材料4的高度d小或者供给侧流路材料4的宽度d大而变窄，从而流动阻力变大。另外，当卷绕在集水管的周围并且分离膜在其长度方向(MD)上被弯曲时，存在供给侧流路材料4难以追随分离膜的供给侧的面31的伸缩从而容易发生破坏这样的倾向。此外，由于长期运转或加压过滤和停止的重复，供给侧流路材料4易于破坏，因此供给侧流路闭塞，从而通过加压过滤获得的水量降低。
[0078]因此，在本发明中，供给侧流路材料4的高度h和宽度d的比(h/d)设为0.7以上
3.0以下。优选地，使比(h/d)为1.5以上2.0以下。
[0079]需要说明的是，“高度h”还可以说成供给侧流路材料4的z轴方向的“厚度”，另夕卜，测定为分离膜本体30的供给侧的面31的表面与供给侧流路材料4的顶部之间的高低差。
[0080]另外，“宽度”是指与流过供给侧的面31的供给水的流动方向垂直的方向上的供给侧流路材料4的厚度。需要说明的是，将流过供给侧的面31的供给水的流动方向上的供给侧流路材料4的长度设为“长度e”。例如，如图1(b)所示，供给侧流路材料4是底面为椭圆形的圆柱，如果是其长轴平行于以箭头f表示的供给水流动方向(X轴方向)配置的例子的话，供给侧流路材料4的宽度为I轴方向的短轴即宽度d。另外，如果供给侧流路材料4为在X轴方向上延长的线状的长方体(底面为直线形状)的话，其y轴方向的厚度相当于览度d。
[0081]另外，通过互相不连续地设置多个供给侧流路材料4，与作为一般的供给侧流路材料的网相比，流路材料的量减少。其结果，供给水中的污垢(7 r々f:/卜)附着的部分减少。此外，与专利文献I记载的传统的点状物相比，供给水的湍流效应也变大，因此污垢难以附着在流路材料上。由于这样的理由，与传统的流路材料相比，供给侧流路材料4能够抑制供给侧的结垢。
[0082](投影面积比)
[0083]将供给侧流路材料4配置在分离膜本体30的供给侧的面31上时，从减小供给侧的面侧的流动阻力、以及稳定地形成流路的方面考虑，供给侧流路材料(包括后述的第2供给侧流路材料42)的投影面积比优选为0.05以上0.6以下，更优选为0.1以上0.5以下。
[0084]此处，供给侧流路材料的投影面积比是这样的值:以5cmX5cm切出配置有供给侧流路材料的分离膜本体，使用市售的显微镜图像解析装置，将供给侧流路材料从分离膜表面的上方对供给侧的面投影时所获得的投影面积除以切出面积(25cm2)。
[0085]通过以特定的投影面积比将供给侧流路材料配置在分离膜本体的供给侧的面上，不仅能够稳定地形成作为元件施加压力时的供给侧的流路，而且比传统的网状物的流动阻力更小，从而能够形成高效率的流路。另外，优选的是，供给侧流路材料与分离膜本体粘合，在该情况下，发生快速的压力改变、流动改变等的时候，与使用传统的网那样的连续体且没有与膜粘合的情况相比，功能膜表面难以损伤，并且耐久性优异。因此，与传统的网那样的流路材料相比，供给侧流路材料的膜面的移动少，并且可防止膜的损伤从而能稳定运转。
[0086](高低差)
[0087]考虑流动阻力和分离膜元件中充填的膜叶片(膜U — 7 )数来决定供给侧流路材料的高度h (高低差)。如果高低差过低，则流路的流动阻力变大，分离特性和水透过性能降低。另外，如果高度h过高，虽然流动阻力降低，然而元件化的情况中膜叶片数减少。这样，元件的造水能力降低，用于增加造水量的运行成本变高。因此，考虑到上述各种性能的平衡和运行成本，高度h (高低差)为0.1mm以上2mm以下，更优选为0.3mm以上Imm以下。
[0088]需要说明的是，叶片是裁断为适于组装到元件中的长度的、2片一组的分离膜，或者是在分离膜的纵向(MD)上折叠以使透过侧的面在内侧、供给侧的面在外侧的分离膜。在后述的分离膜元件的实施例中，对于叶片而言，相邻的2片叶片以分离膜的供给侧的面彼此相对的方式配置。
[0089]供给侧流路材料4的高度h可以使用市售的形状测定系统等进行测量。例如，可以从激光显微镜得到的截面测定厚度，通过々一- > 7制高精度形状测定系统KS-110等进行测定。可以对供给侧流路材料所存在的任意位置进行测定，用对各个高度的值加和后的值除以测定位置的总数来求算。
[0090](宽度d、长径比以及节距)
[0091]以与高度h(高低差)同样的理由，供给侧流路材料的宽度d优选为0.1mm以上30mm以下，更优选为0.2mm以上1mm以下。从分离膜表面的上方观察时的长径比为I以上20以下。需要说明的是，长径比(d/e)为供给侧流路材料4的宽度d除以长度e后的值。
[0092]供给侧流路材料4之间的节距可以在宽度d或者长度e的十分之一至50倍之间适当设计。节距是指某流路材料的最闻点和与该流路材料相邻的其他流路材料的最闻点之间的水平距离。
[0093](形状)
[0094]分离膜整体中的供给侧流路材料4的形状为诸如点状物那样的不连续状、线状、诸如网型那样的连续状等，没有特别限定，但为了减小流动阻力，优选为不连续状。
[0095]在不连续状的情况下，每个流路材料的形状没有特别限定，可进行改变以使得流路的流动阻力降低，并且使原流体供给、透过分离膜时的流路稳定化。例如，供给侧流路材料4的平面形状(从分离膜的表面的上方观察到的的形状)可以是椭圆、圆、长圆、梯形、三角形、长方形、正方形、平行四边形、菱形、不定形。另外，就立体而言，适用的是(例如)在与分离膜的膜面方向垂直的截面中，流路材料的宽度一定的形状、越接近分离膜本体的表面宽度越宽的形状、或者相反越接近分离膜本体的表面宽度越窄的形状等。
[0096](图案)
[0097]只要能够确保流路，对在供给侧的面31上配置供给侧流路材料4的图案没有特别限定，并且可根据目的图案化为所谓的格子状或锯齿状等，或者也可以是他们的组合。如果为锯齿状，则由于能够向分离膜均匀地供给原流体，因此优选。如果能够向分离膜均匀地供给原流体的话，则在膜面上的湍流效应(搅拌效应)增大。由此，可以抑制由浓差极化等引起的分离性能的降低。
[0098]需要说明的是，在将本发明的分离膜卷绕在集水管的周围从而形成分离膜元件时，通过将分离膜折叠或粘合以成为分离膜的供给侧的面配置在外侧的对的形式来制作叶片。此时，既可以只在形成叶片的单侧的分离膜的面上配置供给侧流路材料，或者也可以在形成叶片的两侧的分离膜上配置供给侧流路材料。另外，也可以通过固定在两片分离膜上的供给侧流路材料4而进行所期望的配置。
[0099]如图2所例示的分离膜3那样，格子状表示以最接近的4个供给侧流路材料4a、4b、4c、4d形成近似正方形的方式在至少大约正交的两个方向(X轴方向和y轴方向)上以一定的节距形成的形态；如图3所例示的分离膜3那样，锯齿状表示以最接近的3个供给侧流路材料4e、4f、4g形成近似正三角形的顶点的方式在至少三个方向上以一定的节距形成的形态。
[0100]具体而言，供给侧流路材料4与邻接的供给侧流路材料4之间的角度优选为20?160°，更优选为35?80°。任意供给侧流路材料4的节距相等时，如果是格子状的话如图4所示，该角度为45°，如图5所示锯齿状的话为90°。需要说明的是，本文所述“邻接”是指作为基准的一个供给侧流路材料4与在供给水的流动方向(图中箭头f所示方向，且为供给水从入口侧到出口侧的方向)上存在的其他供给侧流路材料4的节距最小或次小的情况。但如图5的锯齿状的情况那样，存在两个最小节距的情况下，是指每个节距。另外，也存在“邻接”的两个供给侧流路材料4之间距离相等的情况。
[0101](工序)
[0102]对配置供给侧流路材料的工序没有特别限定，但可以优选采用:在制作分离膜前的阶段加工支持膜的工序、加工多孔性支持层的工序、加工基材的工序、加工多孔性支持层和基材层叠后的层叠体的工序、加工形成了分离功能层的分离膜的工序。
[0103](配置方法)
[0104]对将供给侧流路材料配置在分离膜的供给侧的面的方法没有特别限定，可以使用喷嘴型热熔涂敷器、喷雾型热熔涂敷器、扁喷嘴型热熔涂敷器、辊型涂布机、凹版印刷法、挤出型涂布机、印刷、喷雾等方法。
[0105]例如，通过热熔加工配置供给侧流路材料时，通过改变处理温度或选择的热熔用树脂的种类，可以自由调整供给侧流路材料的形状，从而能够满足所要求的分离特性和透过性能的条件。并且，可以再次涂布供给侧流路材料从而使供给侧流路材料的高度h和宽度d的比(h/d)为0.7以上3.0以下。
[0106]例如，将供给侧流路材料的材料涂布在分离膜本体30上，在其固化以后，在其上重叠地涂布流路材料的材料，由此它们通过熔融而牢固地粘合。由此，可以容易地获得满足上述数值范围的高度/宽度比。根据目的流路材料的形状可以变更涂布次数。
[0107]重叠涂布的树脂材料可以相同也可以不同。
[0108](材料)
[0109]供给侧流路材料4也可以用与分离膜本体30不同的材料形成。不同的材料意思是具有与分离膜本体30所用的材料不同组成的材料。
[0110]对构成供给侧流路材料4的成分没有特别限定，从耐化学品性的方面考虑，优选乙烯醋酸乙烯酯共聚物树脂、聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃或共聚聚烯烃等，还可以选择聚氨酯树脂、环氧树脂、聚苯乙烯等聚合物。另外，从成型性的观点出发，因为这些树脂适于对后述的流路材料付与空隙，因此可容易地付与供给侧流路材料4空隙。
[0111]供给侧流路材料4的平面形状可以是在供给水的流动方向f上为直线状，或者相对于分离膜本体30的表面是凸起的，并且在不损害作为分离膜元件的所需效果的范围内，还可以变更为其他形状。即，流路材料的平面方向(xy平面)的形状可以是曲线状和波线状等。另外，一个分离膜中所含的多个流路材料可以形成为宽度d和长度e的至少一者彼此不同。
[0112](空隙的付与)
[0113]在本发明的分离膜中，供给侧流路材料可具有空隙部分。对将具有空隙部分的供给侧流路材料配置在分离膜供给侧的面上的方法没有特别限定，可列举(例如)化学反应气体活用法、低沸点溶剂活用法、机械混入法、溶剂除去法、浇铸发泡成型法、熔融发泡成型法、固相发泡成型法或熔体发泡法(7 ^卜法)。在熔体发泡法中，将惰性气体混在热熔树脂中并涂布在分离膜供给侧的面上。由此，热熔树脂以热熔树脂和惰性气体共存的状态固化，因此存在惰性气体的部分成为空隙部分。
[0114]树脂在具有空隙的状态下固化时，虽然由于树脂内部未形成流路因此不能促进流动阻力的降低，但容易增大所涂布的树脂的高低差，并且即使流路材料的宽度d较小也能够提高高度h。另外，还具有能够降低所涂布的树脂的使用量的特征。
[0115]另外，由于构成供给侧流路材料的树脂具有空隙，因此供给侧流路材料的柔软性有提高的倾向。因此，在如上所述卷绕时或长期远转时，于重复加压过滤的运转和停止时，即使分离膜伸缩，供给侧流路材料也能够跟随该伸缩从而难以发生破坏。
[0116]本发明的分离膜的供给侧流路材料的空隙率优选为5%以上95%以下，更优选为40%以上85%以下。
[0117](带状区域)
[0118]将上述供给侧流路材料4作为第I供给侧流路材料时，本发明的分离膜可以在供给侧的面上配置第2供给侧流路材料。
[0119]g卩，在分离膜本体30的供给侧的面31中，作为第2供给侧流路材料42，也可以在端部设置带状区域33和34。由图6和图7所示的带状区域33和34形成的第2供给侧流路材料42存在于分离膜3的端部，由此分离膜元件的供给水的流入变得容易，并且即使长时间持续加压过滤也能稳定运转。
[0120]没必要使带状区域33和34的边与分离膜3的边一致，带状区域也可以偏离分离膜的边。但是，带状区域33和分离膜的上游侧的边之间的距离、以及带状区域34和分离膜的下游侧的边之间的距离为(例如)X轴方向上的分离膜3的宽度WO的5%以下，或1%以下。如此，通过将第2供给侧流路材料42设置在X轴方向的分离膜的边的附近，特别是上游侧的边的附近，供给水101可以高效地供给至供给侧的面31。
[0121]另外，设置带状区域的“端部”具体是指从分离膜3的X轴方向的边至X轴方向的分离膜3的宽度WO的20 %以内的区域。S卩，第2供给侧流路材料42配置在从分离膜3的X轴方向的边至X轴方向的分离膜3的宽度WO的20%的范围内。
[0122]另外，通过使带状区域33的宽度Wl和带状区域34的宽度W2分别为宽度WO的I %以上，可将原流体稳定地供给至供给侧的面31。
[0123]此外，可以将带状区域的宽度Wl?W2的总和设定为宽度WO的10%?60%左右。通过宽度Wl?W2相对于宽度WO的比率为60%以下，可以降低流动阻力和压力损失。另夕卜，通过该比率为10%以上，可通过湍流效应来抑制浓差极化的发生。此外，宽度Wl和W2可分别为WO的10%以上。
[0124]作为这种方案的例子，在本实施方案中，带状区域33和34的形状和大小相同。即，图7中带状区域的宽度Wl和W2相同，并且第2供给侧流路材料42的形状也相同。另外，宽度Wl和W2各自在分离膜的纵向(MD)上是一定的。
[0125]像这样，通过在供给侧的面31的端部配置第2供给侧流路材料42，而在相面对的2个供给侧的面31之间确保供给水101的流路。需要说明的是，在本实施方案中，在一个供给侧的面31上设置2个带状区域33和34，但本发明并不限于此，带状区域也可以仅设置在X轴方向的一者的端部，即可以设置在上游侧或下游侧一者的端部。
[0126]作为第2供给侧流路材料42的材料、形状等构成，可适用与上述供给侧流路材料4(为了区别，称为第I供给侧流路材料)相同的构成。但是，在I片分离膜中，第2供给侧流路材料42和第I供给侧流路材料4的所适用的形状、材料也可以彼此不同。另外，第2供给侧流路材料42也可以不满足第I供给侧流路材料4的上述高度/宽度比，但优选满足。
[0127]在图7所示方案中，在I片分离膜3中，设置有多个第2供给侧流路材料42。每个供给侧流路材料42为直线状，其延长方向相对于集水管2的长度方向(X轴方向)倾斜配置。特别是，在图7中，多个供给侧流路材料42互相平行配置。即，在图7中，第2供给侧流路材料42呈条纹状。
[0128]“相对于X轴方向倾斜”意思是除平行(X轴方向)和正交(y轴方向)以外的方向。即，供给侧流路材料42的延长方向与X轴方向之间的角度Θ大于0°小于90°。需要说明的是，角度Θ是指绝对值。即，相对于X轴彼此线对称的两个树脂体显示相同的角度 Θ O
[0129]通过角度Θ不满90°，原流体101的流动混乱，因此难以发生浓差极化，并可实现良好的分离性能。通过角度Θ大于0°，浓差极化的抑制效果更高。另外，通过角度Θ小于等于60°，原流体的流动阻力较低，并且可获得对浓差极化的较高的抑制效果。此外，为了降低流动阻力、并产生湍流效应，优选大于15°小于等于45°。
[0130]需要说明的是，对于第2供给侧流路材料中的条纹状的配置，上游侧的流路材料和下游侧的流路材料可以平行也可以非平行。例如，对于条纹状的配置，上游侧的流路材料和下游侧的流路材料可以关于I轴线对称，也可以非对称。
[0131]上述第I供给侧流路材料4配置在以上所述的上游侧的带状端部33和下游侧的带状端部34之间。
[0132][2.分离膜元件]
[0133](2-1)整体构成
[0134]下面，参考图6对螺旋型分离膜元件的形态的例子进行说明。
[0135]如图6所示，分离膜元件I具有集水管2、分离膜3、供给侧流路材料4、上游侧的带状端部33、透过侧流路材料5、供给侧端板7和透过侧端板8。分离膜元件I可以将供给水101分离为透过水102和浓缩水103。
[0136]集水管2为一个方向(图中的X轴方向)的长的圆筒状的部件。集水管2的侧面设置有多个孔。
[0137]分离膜3只要是具有上述所期望的分离性能的膜即可。分离膜3具有与供给水101相接的供给侧的面31和与透过水102相接的透过侧的面32。
[0138]供给侧流路材料4设置在分离膜3的供给侧的面31上。
[0139]作为透过侧流路材料5，可适用传统的流路材料，例如，可使用特里科经编织物等的编织物。透过侧流路材料5在信封状膜6中配置在相面对的两个透过侧的面32之间。但是，透过侧流路材料5可变更为能够在分离膜3之间形成透过侧流路的其他部件。另外，作为分离膜3，通过使用在相面对的两个透过侧的面32形成有凹凸的分离膜，还可省略透过侧流路材料5。透过侧流路材料的细节及其他例子在后面描述。
[0140]信封状膜6也可称为上述说明的“叶片”。信封状膜6可以通过以透过侧的面32在内侧的方式重叠的2片分离膜3，或者通过折叠的I片分离膜3而形成。信封状膜6的平面形状为长方形，分离膜3的3边闭合I边开口。信封状膜6以该开口部朝向集水管2的方式配置，并且进一步卷绕在集水管2的周围。在分离膜元件I中，多个信封状膜6以重叠方式卷绕。每个信封状膜6的外侧的面为供给侧的面31，相邻的信封状膜6以供给侧的面31相面对的方式配置。即，在相邻的信封状膜6之间形成供给侧流路，在信封状膜6的内侧形成透过侧流路。
[0141]由集水管和在其周围卷绕的多个信封状膜形成的卷绕体在其两端部具有通过供给水101的供给侧端板7，以及通过透过水102和浓缩水103的透过侧端板8。供给侧端板7以及透过侧端板8分别安装在卷绕体的上游侧端部21和下游侧端部22上。
[0142]需要说明的是，分离膜元件I可具有上述以外的部件。例如，在分离膜的卷绕体的周围也可覆盖膜等其他部件。
[0143]供给水101通过供给侧端板7供给至分离膜3的供给侧的面31。透过分离膜3的透过水102通过由透过侧流路材料5在信封状膜6内形成的流路，流入集水管2。流入集水管2的透过水102通过端板8排出分离膜元件I的外部。另外，浓缩水103通过供给侧的面31之间从端板8向外部排出。由此，供给水101分离为透过水102和浓缩水103。
[0144](2-2)分离膜
[0145]如图6和图7所示，作为分离膜3可适用上述构成。分离膜3卷绕在集水管2的周围，分离膜3的宽度方向(CD)沿集水管2的长度方向配置。其结果是，分离膜3的纵向(MD)沿卷绕方向配置。
[0146]还可以将“卷绕方向的内侧”和“卷绕方向的外侧”分别说成分离膜中离集水管近的一侧和远的一侧。
[0147]如上所述，由于流路材料也可以不到达分离膜的边缘，因此(例如)在卷绕方向上的信封状膜的外侧端部、以及集水管长度方向上的信封状膜的端部也可以不设置流路材料。
[0148](2-3)供给侧流路
[0149]如图6所示，通过由分离膜3形成的信封状膜6重叠卷绕，从而在分离膜3之间通过上述供给侧流路材料形成流路。需要说明的是，没有必要在相面对的供给侧的面的两者上均设置第I供给侧流路材料4，只要至少在一者上设置即可。
[0150]另外，第2供给侧流路材料42通过在相面对的供给侧的面的两者上互相交差地配置，可以确保更大的流路高度。
[0151](2-4)透过侧流路
[0152]透过侧流路材料5只要是构成为能够使透过水到达集水管上设置的有孔即可，其形状、大小、材料等不限定为具体的构成。
[0153]透过侧流路材料5通过具有与分离膜不同的组成，与分离膜相比可以对压力显示出更高的耐性。具体而言，优选的是，透过侧流路材料5由这样的材料形成，该材料特别是对于与分离膜的面方向垂直的方向上的压力而言，比分离膜具有更高的形状保持能力。由此，即使经过反复通水或在高压下通水，透过侧流路材料5也能确保透过侧流路。
[0154]例如，作为透过侧流路材料5，可以使用特里科经编织物、网眼粗的网状物、棒状、圆柱状、点状物、发泡物、粉末状物或它们的组合等。另外，还可以在分离膜本体30的透过侧的面32上固定透过侧流路材料5。对组成没有特别限定，从耐化学品性的方面考虑，优选乙烯醋酸乙烯酯共聚物树脂、聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃或共聚聚烯烃、聚酯、聚氨酯、环氧树脂等树脂，不仅可以使用热塑性树脂，还可使用依据热或光变化的固化性树脂。它们可以单独使用，或者使用由两种以上形成的混合物。但是，由于热塑性树脂容易成型，因此可以使流路材料形状均一。
[0155]对于形成透过侧流路材料5的材料，还可适用含有这些树脂作为基材、并且还含有填料的复合材料。通过向基材中添加多孔性无机物等的填料可以提高流路材料的压缩弹性模量。具体而言，可以使用硅酸钠、硅酸钙、硅酸镁等碱土类金属的硅酸盐，二氧化硅、氧化铝、氧化钛等金属氧化物，碳酸钙、碳酸镁等碱土类金属的碳酸盐等作为填料。需要说明的是，只要在不损害本发明效果的范围内，填料的添加量没有特别限定。
[0156]在将透过侧流路材料5固定在透过侧的面32上时，也可以将透过侧流路材料5的成分含浸在分离膜本体30中，更具体而言含浸在基材38中。在分离膜本体的基材38—侧，即在透过侧的面32上配置流路材料5并通过热熔法等从基材一侧加热时，透过侧流路材料5的含浸从分离膜的内侧向外侧进行。随着含浸的进行，流路材料和基材的粘合变得牢固，即使进行加压过滤流路材料也难以从基材剥离。
[0157]但是，若透过侧流路材料5的成分含浸至分离功能层(供给侧的面31)附近，则在加压过滤时含浸的流路材料会破坏分离功能层。因此，在透过侧流路材料5的成分含浸在基材中的情况中，相对于基材的厚度，透过侧流路材料5的含浸厚度的比率(即，含浸率)优选在5%以上95%以下的范围，更优选在10%以上80%以下的范围，进一步优选在20%以上60%以下的范围。需要说明的是，含浸厚度是指流路材料的最大含浸厚度，流路材料最大含浸厚度意思是在一个截面中，对应于该流路材料的含浸部的厚度的最大值。
[0158]透过侧流路材料5的含浸厚度可以通过(例如)改变构成透过侧流路材料5的材料的种类(更具体而言，树脂的种类)和/或材料的量来调整。另外，当透过侧流路材料5通过热熔法设置时，还可以通过改变处理温度等来调整含浸厚度。
[0159]需要说明的是，通过对含有透过侧流路材料5的含浸部的基材进行诸如差示扫描量热测定之类的热分析时，若获得来自与基材不同的透过侧流路材料5的成分的峰，则可以确认流路材料5含浸在基材中。
[0160]关于透过侧流路材料5对基材的含浸率，可以通过扫描电子显微镜或透射电子显微镜、原子力显微镜观察存在透过侧流路材料5的分离膜的截面，从而算出流路材料含浸厚度和基材厚度。例如，若以扫描电子显微镜观察的话，将分离膜与透过侧流路材料5 —起从深度方向上切断，以扫描电子显微镜观察截面，从而测定流路材料含浸厚度和基材厚度。然后，可以从基材中的透过侧流路材料5含浸最多的流路材料最大含浸厚度和基材厚度的比来计算。需要说明的是，在计算含浸深度时的“基材厚度”是指与测定最大含浸厚度的部分同一位置处的基材的厚度。
[0161]透过侧流路材料5既可以是连续形状也可以是不连续形状。
[0162]作为透过侧流路材料5，已经列举了特里科经编织物作为具有连续形状的部件的例子。已经叙述了连续的定义。作为具有连续形状的部件，还可以列举织物、编织物(网等)、无纺布、多孔性材料(多孔性膜等)等。
[0163]另外，关于不连续的定义也已经叙述过。作为不连续的流路材料的形状，具体可列举点状、粒状、线状、半球状、柱状(包括圆柱状、棱柱状等)或者壁状等。在I片分离膜上设置的线状或壁状的多个流路材料只要以彼此不交叉的方式配置即可，具体而言，可以彼此平行地配置。
[0164]对构成不连续形状的透过侧流路材料的每个树脂体的形状没有特别限定，但优选为能够减少透过水流路的流动阻力、并且能够使原流体供给、透过分离膜元件时的流路稳定化。作为从与分离膜的透过侧的面垂直的方向观察不连续形状的透过侧流路材料的一个单位时的平面形状，可以列举(例如)椭圆、圆、长圆、梯形、三角形、长方形、正方形、平行四边形、菱形、不定形。另外，在与分离膜的面方向垂直的截面中，透过侧流路材料从上部到下部(即，从厚度方向上的透过侧流路材料的顶点向设置有透过侧流路材料的分离膜)可以是宽度变宽的形状、变窄的形状，或显示一定宽度的形状中的任意一者。
[0165]分离膜元件的透过侧流路材料的厚度优选为30 μ m以上1000 μ m以下，更优选为50 μ m以上700 μ m以下，进一步优选为50 μ m以上500 μ m以下，若在这些范围内，则可以确保透过水的流路。
[0166]在(例如)通过热熔加工法配置不连续形状的透过侧流路材料的情况中，通过改变处理温度或者所选的热熔用树脂，可以自由调整透过侧流路材料的厚度从而满足所要求的分离特性或透过性能的条件。
[0167](2-5)集水管
[0168]集水管2只要是以其中能够流过透过水的方式构成即可，对其材质、形状、大小等没有特别限定。作为集水管2可使用(例如)具有设置有多个孔的侧面的圆筒状部件。
[0169][3.分离膜元件的制造方法]
[0170](3-1)分离膜本体的制造
[0171]关于分离膜本体的制造方法已经在上面描述了，简单总结如下。
[0172]将树脂溶解于良溶剂中，将所获得的树脂溶液浇注到基材上并浸溃在纯水中，从而使多孔性支持层和基材复合。然后，如上所述，在多孔性支持层上形成分离功能层。此外，根据需要，为了提高分离性能、透过性能，进行氯、酸、碱、亚硝酸等化学处理，进一步洗涤单体等从而制备分离膜本体的连续片材。
[0173](3-2)供给侧流路材料的配置
[0174]可以通过将不连续的流路材料固定在分离膜本体30的供给侧的面上从而形成供给侧流路材料4。该工序可以在分离膜制造的任意时间进行。例如，可以在基材上形成多孔性支持层之前设置流路材料，也可以在设置多孔性支持层之后在形成分离功能层之前设置，还可以在形成分离功能层之后进行上述化学处理之前或之后进行。
[0175]流路材料的配置方法如上所述。
[0176](3-3)透过侧流路的形成
[0177]在透过侧流路材料5是由固定在透过侧的面上的、不同于分离膜本体30的材料形成的不连续部件的情况下，在透过侧流路材料的形成中，可适用与供给侧流路材料的形成相同的方法和时机。
[0178]另一方面，在透过侧流路材料5为特里科经编织物等连续形成的部件时，制造在分离膜本体30上配置供给侧流路材料而成的分离膜以后，将该分离膜与透过侧流路材料5
重叠即可。
[0179](3-4)分离膜的层叠和卷绕
[0180]在分离膜元件的制造中可以使用传统的元件制作装置。另外，作为元件制作方法，可以使用参考文献(日本特公昭44-14216号公报、日本特公平4-11928号公报、日本特开平11-226366号公报)中记载的方法。详细内容如下。
[0181]将I片分离膜以透过侧面面向内侧的方式折叠并将其边缘贴合，或者将2片分离膜以透过侧面面向内侧的方式重叠并将其边缘贴合，从而形成信封状膜。如上所述，信封状膜的三边密封。关于密封，可以通过利用粘合剂或热熔等的粘合，或者通过利用热或激光的熔合等来进行。
[0182]关于用于形成信封状膜的粘合剂，粘度优选为40PS以上150PS以下的范围，更优选为50PS以上120PS以下。若分离膜中产生褶皱，则分离膜元件的性能有时会降低，但若粘合剂粘度在150PS以下，则在将分离膜卷绕在集水管时，难以产生褶皱。另外，若粘合剂粘度在40PS以上，则可以抑制粘合剂从分离膜之间流出，从而降低了粘合剂附着在不要的部分上的风险。
[0183]粘合剂的涂布量优选为这样的量:在将分离膜卷绕在集水管上之后，涂布有粘合剂的部分的宽度为1mm以上10mm以下。由此，分离膜被确实地粘合，因此抑制原流体向透过侧的流入。另外，可以确保分离膜元件的有效膜面积也较大。
[0184]作为粘合剂，优选为氨基甲酸乙酯类粘合剂，为了使粘度在40PS以上150PS以下的范围，优选为主剂异氰酸酯与固化剂多元醇以异氰酸酯:多元醇的重量比例为1:1?1:5混合之后的物质。粘合剂的粘度为用B型粘度计(JIS K 6833)对预先规定了主剂、固化剂单体、以及配合比例的混合物的粘度进行测定后得到的粘度。
[0185]这样，对于涂布有粘合剂并且形成为信封状的分离膜(信封状膜)而言，信封状膜的开口部分位于卷绕方向的内侧，并且以与集水管上设置的孔连通的方式配置，并且在集水管的周围缠绕分离膜。由此，分离膜以螺旋状卷绕。
[0186](3-5)其他工序
[0187]分离膜元件的制造方法也可以包含以下工序:在如上所述形成的分离膜的卷绕体的外侧进一步卷绕膜和长丝等，对集水管的长度方向上的分离膜的末端进行修剪的切边、端板的安装等其他工序。
[0188][4.分离膜元件的应用]
[0189]分离膜元件可以进一步串联或并联连接并收纳在压力容器中，从而用作分离膜组件。
[0190]另外，上述分离膜元件、分离膜组件可以与向它们供给流体的泵、以及对该流体进行前处理的装置等组合，从而构成流体分离装置。通过使用该流体分离装置，可以将(例如)供给水分离为饮用水等透过水和没有透过膜的浓缩水，从而得到符合目的的水。
[0191]流体分离装置的操作压力越高，去除率就越高，但是运转所必需的能量也增加，另夕卜，若考虑到考虑到分离膜元件的供给流路、透过流路的保持性的话，则被处理水(供给水)透过膜组件时的操作压力优选为0.2?5MPa。若供给水温度变高，则盐去除率降低，而随着温度降低，膜透过流束也减少，因此供给水温度优选为5?45°C。另外，当供给水的pH在中性区域时，则即使供给水为海水等高盐浓度的液体，也可抑制镁等水垢的产生，另外，也可抑制膜的劣化。
[0192]对通过分离膜元件处理的流体没有特别限定，但在用于水处理的情况中，作为供给水，可以列举海水、盐水、废水等含有500mg/L?100g/L的TDS(Total DissolvedSolids:总溶解固体成分)的液态混合物。通常，TDS是指总溶解固体成分的量，以“质量+体积”或“重量比”来表示。根据定义，可以使通过0.45 μ m的过滤器过滤的溶液在39.5°C?40.5°C的温度下进行蒸发，由残留物的重量计算TDS，更加简便的是由实用盐度(S)来换笪
ο
[0193]实施例
[0194]下面通过实施例来对本发明进行更详细地说明，但是本发明并不以任何方式被这些实施例限定。
[0195](分离膜的供给侧流路材料的高度)
[0196]使用3f—.^ > ^公司制的高精度形状测定系统KS-1100,从5cmX5cm的供给侧的面的测定结果来分析供给侧流路材料的平均高度h。测定高度差为10 μ m以上的30个地方，用各高度的值的总和值除以测定的地方的总个数从而求出。需要说明的是，在将透过侧流路材料固定在分离膜的透过侧的面上时，透过侧流路材料的高度按与上述相同的方式求出。
[0197](供给侧流路材料的宽度、节距和间隔)
[0198]使用扫描电子显微镜(S-800)(日立制作所公司制)，以500倍对30个任意的供给侧流路材料截面进行拍照。关于供给侧流路材料的宽度，测定与所设计的供给水的流动方向相垂直的方向上的最大宽度200处，将其平均值作为宽度d。
[0199]另一方面，测定从在分离膜的供给侧中的较高位置的最高处到邻近的较高位置的最高处的水平距离200处，将其平均值作为供给侧流路材料的节距。另外，通过测定200个位置的最短距离，并计算其平均值，从而求得相邻的供给侧流路材料间的间隔。
[0200]需要说明的是，在将透过侧流路材料固定在分离膜的透过侧的面时，按与上述同样的方式求得透过侧流路材料的宽度、节距和间隔。
[0201 ](供给侧流路材料的投影面积比)
[0202]与供给侧流路材料一起将分离膜切出5cm X 5cm，使用激光显微镜(从倍率为10?500倍中选择)，移动载物台并测定该流路材料的整个投影面积。用从分离膜供给侧对该流路材料投影时所获得的投影面积除以切出面积，并将该值作为投影面积比。需要说明的是，在将透过侧流路材料固定在分离膜的透过侧的面时，按与上述同样的方式求得透过侧流路材料的投影面积比。
[0203](造水量)
[0204]使用分离膜或分离膜元件，使用浓度为500mg/L并且pH6.5的食盐水作为供给水，在运转压力为0.7MPa、运转温度为25°C的条件下运转100小时，然后进行10分钟取样，并将分离膜的单位面积和每I天的透水量(立方米)表示为造水量(m3/天)。
[0205](脱盐率(TDS去除率))
[0206]通过电导率测定求出通过造水量测定取样的透过水和供给水的TDS浓度，并由下式算出TDS去除率。
[0207]TDS去除率(％ ) = 100 X {1-(透过水中的TDS浓度/供给水中的TDS浓度)}
[0208]需要说明的是，当I小时后的测定值和2小时后的测定值变化为0.1%以上时，备注该结果。
[0209](供给侧流路材料的空隙率)
[0210]使用々一二 > ^公司制的高精度形状测定系统KS-1100，观察将供给侧流路材料的中央切断所得的截面，将空隙部分的总面积相对于供给侧流路材料的截面积的比作为空隙率。
[0211](稳定性A)
[0212]在制作的分离膜元件中，将浓度为500mg/L且pH6.5、25°C的食盐水作为原水，在运转压力为0.7MPa下使元件运转I分钟后，终止运转。将I分钟的造水运转后的停止时间设为I分钟，并将此作为I个循环。将该循环(起停)重复1500次之后测定脱盐率，并通过下式求出脱盐率的稳定性A。
[0213]稳定性A(% )=(起停1500次后的脱盐率)/初期造水量X 100
[0214](稳定性B)
[0215]在稳定性A的评价结束后，将浓度为500mg/L且pH6.5、25°C的食盐水作为原水，在运转压力为1.0MPa下使元件运转I分钟后，终止运转。将I分钟的造水运转后的停止时间设为I分钟，并将此作为I个循环。将该循环(起停)重复1000次之后测定脱盐率，并通过下式求出脱盐率的稳定性B。需要说明的是，在此所说的初期造水量使用了评价稳定性A时的结果。另外，当稳定性A低于70%时，不进行本试验。
[0216]稳定性B (% )=(起停1000次后的脱盐率)/初期造水量X 100
[0217](结垢进行程度)
[0218]向供给水中注入非离子型表面活性剂(和光纯药工业公司制:聚氧化乙烯(10)辛基苯基醚)使其为lOOppm，关于通水I小时后的供给水(含有非离子型表面活性剂的盐水.25°C )的分离膜元件透过水量，将每个分离膜元件每I天的透水量(立方米)设为非离子型表面活性剂注入后的造水量(m3/天)。
[0219]结垢进行程度为非离子型表面活性剂注入前后的造水量变化率，并表示为“(非离子型表面活性剂注入前的造水量-非离子型表面活性剂注入后的造水量)/ (非离子型表面活性剂注入后的造水量)X 100 (% ) ”。膜所表现出的结垢进行程度越接近0%，该膜越难以发生结垢。
[0220](实施例1)
[0221]向由聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维形成的无纺布(线径:1分特、厚度:约90μπκ透气度:lcc/cm2/sec)上，以180 μ m的厚度在室温(25°C )下浇注聚砜的15.0重量％的DMF溶液，立刻浸溃于纯水中并放置5分钟，由此制备由纤维强化聚砜支持膜形成的多孔性支持层(厚度130 μ m)卷。
[0222]其后，将多孔性支持层卷展开并向聚砜表面上涂布1.8重量％的间苯二胺(m-PDA)和4.5重量％的ε -己内酰胺的水溶液，通过从空气喷嘴中吹出氮气从支持膜表面除去多余的水溶液，之后以能够完全润湿支持膜表面的方式涂布含有0.06重量％的均苯三甲酰氯的25°C的正癸烷溶液。然后，通过鼓风将多余的溶液从膜上除去，用80°C的热水洗涤并通过鼓风除液之后获得分离膜卷。
[0223]接着，在分离膜的供给侧的面上，使用熔体发泡系统，一边向树脂温度为110°C的乙烯醋酸乙烯酯共聚物树脂(商品名:701A)中混入氮气，一边以行进速度为2.5m/min进行点状涂布，从而配置供给侧流路材料(高度h = 0.83mm、宽度d = 0.5mm、空隙率为80%、长径比为1、分离膜的长度方向(y轴方向)的节距为1.8mm，且在供给水的流动方向上邻近的两个供给侧流路材料4所形成的角度为90° (表中记载为形成角))。
[0224]将该分离膜的配置有点状的供给侧流路材料的部分切出43cm2并放入压力容器中，在上述条件下运转，结果造水量和脱盐率分别为1.02m3/m2/天和98.7%。
[0225]以下，实施例和比较例的结果示于表I?表6中。
[0226](实施例2)
[0227]将实施例1中获得的分离膜卷以在分离膜元件中的有效面积为37.0m2的方式折叠并剪裁加工，并以特里科经编织物(厚度:0.3mm、沟宽:0.2mm、垄宽:0.3mm、沟深:0.105mm)作为透过侧流路材料，以宽度为1，OOOmm制作26片叶片。
[0228]其后，一边卷绕于ABS制集水管(宽度:1，020mm、直径:30mm，孔数40个X直线状I列)上，一边制作26片叶片呈螺旋状卷绕的分离膜元件，并在外周上缠绕膜，在以胶带固定之后，通过进行切边、安装端板以及长纤维缠绕来制作8英寸元件。
[0229]将该元件放入压力容器中，在上述条件下运转，结果造水量和脱盐率分别为31.2m3/天和98.8 %，稳定性A为99.5 %以上，稳定性B为99 %以上，结垢进行程度为39.0%。
[0230](实施例3)
[0231]全部按与实施例1相同的方式制作分离膜卷，不同之处在于，改变树脂和氮气的供给量比，并将供给侧流路材料的空隙率改为50%。
[0232]使用该分离膜卷，按与实施例2相同的方式制作8英寸元件。
[0233]将该元件放入压力容器中，在上述条件下运转，结果造水量和脱盐率分别为31.0m3/天和98.8%,稳定性A为99.5 %以上，稳定性B为98.2 %，结垢进行程度为39.0 %。
[0234](实施例4)
[0235]全部按与实施例1相同的方式制作分离膜卷，不同之处在于，改变树脂和氮气的供给量比，并将供给侧流路材料的空隙率改为5%。
[0236]使用该分离膜卷，按与实施例2相同的方式制作8英寸元件。
[0237]将该元件放入压力容器中，在上述条件下运转，结果造水量和脱盐率分别为31.0m3/天和98.8%,稳定性A为99.5%以上，稳定性B为96.2%，结垢进行程度为38.9%。
[0238](实施例5)
[0239]全部按与实施例1相同的方式制作分离膜卷，不同之处在于，改变树脂和氮气的供给量比，并将供给侧流路材料的空隙率改为88%。
[0240]使用该分离膜卷，按与实施例2相同的方式制作8英寸元件。
[0241]将该元件放入压力容器中，在上述条件下运转，结果造水量和脱盐率分别为31.1m3/天和98.8%，稳定性A为99.5%以上，稳定性B为99.6%，结垢进行程度为39.1%.
[0242](实施例6)
[0243]全部按与实施例1相同的方式制作分离膜卷，不同之处在于，将供给侧流路材料的宽度d改为0.3mm,分离膜的长度方向的节距改为1.0mm。
[0244]使用该分离膜卷，按与实施例2相同的方式制作8英寸元件。
[0245]将该元件放入压力容器中，在上述条件下运转，结果造水量和脱盐率分别为
31.6m3/天和99.0%,稳定性A为99.5 %以上，稳定性B为99.6 %，结垢进行程度为36.0 %。
[0246](实施例7)
[0247]全部按与实施例1相同的方式制作分离膜卷，不同之处在于，将供给侧流路材料的宽度d改为1.2mm,分离膜的长度方向的节距改为2.7mm。
[0248]使用该分离膜卷，按与实施例2相同的方式制作8英寸元件。
[0249]将该元件放入压力容器中，在上述条件下运转，结果造水量和脱盐率分别为30.1m3/天和98.5%，稳定性A为99.5%以上，稳定性B为99.2%，结垢进行程度为42.2%0
[0250](实施例8)
[0251]全部按与实施例1相同的方式制作分离膜卷，不同之处在于，将供给水的流动方向上邻近的两个供给侧流路材料4所形成的角度改为30°，并将分离膜的长度方向的节距改为5.6mmο
[0252]使用该分离膜卷，按与实施例2相同的方式制作8英寸元件。
[0253]将该元件放入压力容器中，在上述条件下运转，结果造水量和脱盐率分别为30.5m3/天和98.5%，稳定性A为99.5%以上，稳定性B为99.5%，结垢进行程度为42.5%0
[0254](实施例9)
[0255]全部按与实施例1相同的方式制作分离膜卷，不同之处在于，将供给水的流动方向上邻近的两个供给侧流路材料4所形成的角度改为45°，并将分离膜的长度方向的节距改为1.6mm。
[0256]使用该分离膜卷，按与实施例2相同的方式制作8英寸元件。
[0257]将该元件放入压力容器中，在上述条件下运转，结果造水量和脱盐率分别为
30.0m3/天和98.6%,稳定性A为99.5%以上，稳定性B为99.5%，结垢进行程度为41.0%。
[0258](实施例10)
[0259]全部按与实施例1相同的方式制作分离膜卷，不同之处在于，将供给水的流动方向上邻近的两个供给侧流路材料4所形成的角度改为150°，并将分离膜的长度方向的节距改为1.4mm。
[0260]使用该分离膜卷，按与实施例2相同的方式制作8英寸元件。
[0261]将该元件放入压力容器中，在上述条件下运转，结果造水量和脱盐率分别为
30.3m3/天和98.5%,稳定性A为99.5 %以上，稳定性B为99.5 %，结垢进行程度为42.4% ?
[0262](实施例11)
[0263]全部按与实施例1相同的方式制作分离膜卷，不同之处在于，在分离膜本体的供给侧的两侧端部中，设置由条纹状的第2供给侧流路材料42 (相对于X轴方向倾斜45°的直线状的长方体形状，高度0.415mm、宽度Imm)构成的宽度为40mm的带状区域。需要说明的是，点状的供给侧流路材料4在向元件中组装时仅设置在相面对的供给侧的面的一者上，由第2供给侧流路材料42构成的带状区域设置在相面对的供给侧的面的两者上。
[0264]之后，按与实施例2相同的方式制作8英寸元件。
[0265]将该元件放入压力容器中，在上述条件下运转，结果造水量和脱盐率分别为
30.5m3/天和99.0%，稳定性A为99.5%以上，稳定性B为99.5%，结垢进行程度为41.5%0
[0266](实施例12)
[0267]除了代替特里科经编织物，将透过侧流路材料固定作为透过侧流路材料以外，按与实施例1相同的方式制作分离膜卷。关于透过侧流路材料，在分离膜的透过侧的面上使用装有狭缝宽度为0.5mm、分离膜的长度方向上的节距为1.0mm的梳形垫片的涂敷器，以制成分离膜元件的情况下相对于集水管的长度方向垂直、并且在制成信封状膜的情况下从卷绕方向的内侧端部至外侧端部相对于集水管的长度方向垂直的方式，一边将支承辊温度调节为20°C，一边在树脂温度为130°C、行进速度为5.5m/分钟下以直线状涂布乙烯醋酸乙烯酯共聚物树脂(商品名:701A)，从而将透过侧流路材料的高度为0.3、流路材料的宽度为0.9mm、集水管的长度方向上的流路材料间隔为0.5mm、节距为1.0mm、投影面积比为0.50的透过侧流路材料固定在分离膜的整体上。
[0268]使用由此获得的分离膜卷，按与实施例2相同的方式制作8英寸元件。
[0269]将该元件放入压力容器中，在上述条件下运转，结果造水量和脱盐率分别为35.7m3/天和98.5%，稳定性A为99.5%以上，稳定性B为99.5%，结垢进行程度为40.0%。
[0270](实施例13)
[0271]全部按与实施例12相同的方式制作分离膜卷，不同之处在于，在分离膜本体的供给侧的两侧端部中设置宽度为40_的带状区域。需要说明的是，点状物在向元件中组装时仅设置在相面对的供给侧的面的一者上，并且带状区域设置在相面对的供给侧的面的两者上。
[0272]然后，按与实施例2相同的方式制作8英寸元件。
[0273]将该元件放入压力容器中，在上述条件下运转，结果造水量和脱盐率分别为
35.0m3/天和98.7%,稳定性A为99.5 %以上，稳定性B为99.5 %，结垢进行程度为42.2%0
[0274](实施例14)
[0275]全部按与实施例1相同的方式制作分离膜卷，不同之处在于，在使用发泡聚氨酯溶液涂布加工机在双轴拉伸聚酯膜(东丽制> $ 9 — S型50 μ m)上形成与实施例1相同的供给侧流路材料后，在80°C下将该供给侧流路材料转印至分离膜供给侧。
[0276]使用该分离膜卷，按与实施例2相同的方式制作8英寸元件。
[0277]将该元件放入压力容器中，在上述条件下运转，结果造水量和脱盐率分别为
31.2m3/天和98.8%，稳定性A为99.5%以上，稳定性B为99.7%，结垢进行程度为39.0%。
[0278](实施例15)
[0279]改变供给侧流路材料向分离膜的配置，使用凹版辊，一边将支承辊温度调节为20°C，一边将乙烯醋酸乙烯酯共聚物树脂(商品名:701A)在树脂温度为110°C、行进速度为3.0m/分钟下反复以点状涂布，从而配置供给侧流路材料(高度h = 0.83_、宽度d =
0.52mm、空隙率为O %、长径比为1、分离膜的长度方向的节距为1.8mm并且供给水的流动方向上邻近的两个供给侧流路材料4所形成的角度为90° (表中记载为形成角))。需要说明的是，在向元件中组装时，与第I供给侧流路材料4对应的树脂仅布置在相面对的供给侧的面的一者上。
[0280]将该分离膜的配置有点状物的部分切出43cm2并放入压力容器中，在上述条件下运转，结果造水量和脱盐率分别为1.02m3/m2/天和98.6%。
[0281](实施例16)
[0282]将实施例15中所得的分离膜卷按与实施例2相同的方式制作8英寸元件。
[0283]将该元件放入压力容器中，在上述条件下运转，结果造水量和脱盐率分别为
31.3m3/天和98.7%，稳定性A为99%以上，稳定性B为95.8%，结垢进行程度为38.8%0
[0284](实施例17)
[0285]全部按与实施例15相同的方式制作分离膜卷，不同之处在于，将用作分离膜流路材料的树脂设为改性聚烯烃(商品名:PHC-9275)，且在树脂温度为160°C、行进速度为
7.5m/分钟下以点状和锯齿状反复涂布，从而将高度h = 0.83mm、宽度d = 0.3mm、分离膜长度方向上的节距为1.0mm的流路材料固定在分离膜的供给侧的面上。
[0286]将该分离膜的配置有点状物的部分切出43cm2并放入压力容器中，在上述条件下运转，结果造水量和脱盐率分别为1.03m3/m2/天和98.6%。
[0287](实施例18)
[0288]使用实施例17中所得的分离膜卷，按与实施例2相同的方式制作8英寸元件。
[0289]将该元件放入压力容器中，在上述条件下运转，结果造水量和脱盐率分别为
32.0m3/天和98.3%，稳定性A为99%以上，稳定性B为95.0%，结垢进行程度为35.9%。
[0290](实施例19)
[0291]全部按与实施例15相同的方式制作分离膜卷，不同之处在于，将用作流路材料的树脂设为改性聚烯烃(商品名:RH_105)，并在树脂温度为130°C、行进速度为2m/分钟下以点状和银齿状反見涂布，从而将闻度h = 0.83mm、览度d = 0.7mm、分尚I旲长度方向上的T1距为2.3mm、投影面积比为0.08的流路材料固定在分离膜的供给侧。
[0292]将该分离膜的配置有点状物的部分切出43cm2并放入压力容器中，在上述条件下运转，结果造水量和脱盐率分别为1.03m3/m2/天和98.2%。
[0293](实施例20)
[0294]使用实施例19中所得的分离膜卷，按与实施例2相同的方式制作8英寸元件。
[0295]将该元件放入压力容器中，在上述条件下运转，结果造水量和脱盐率分别为
30.5m3/天和98.8%，稳定性A为99%以上，稳定性B为95.6%，结垢进行程度为41.0%。
[0296](实施例21)
[0297]全部按与实施例15相同的方式制作分离膜卷，不同之处在于，将用作流路材料的树脂设为改性聚烯烃(商品名:RH-105)，且在树脂温度为125°C、行进速度为2m/分钟下以点状和银齿状反見涂布，从而将闻度h = 0.83mm、览度d = 0.83mm、分尚I旲长度方向上的T1距为2.8mm、投影面积比为0.08的流路材料固定在分离膜的供给侧。
[0298]将该分离膜的配置有点状物的部分切出43cm2并放入压力容器中，在上述条件下运转，结果造水量和脱盐率分别为1.02m3/m2/天和98.6%。
[0299](实施例22)
[0300]使用实施例21中所得的分离膜卷，按与实施例2相同的方式制作8英寸元件。
[0301]将该元件放入压力容器中，在上述条件下运转，结果造水量和脱盐率分别为
29.8m3/天和99.0%，稳定性A为99%以上，稳定性B为94.5%，结垢进行程度为41.7%。
[0302](实施例23)
[0303]全部按与实施例15相同的方式制作分离膜卷，不同之处在于，作为供给侧流路材料，将供给水的流动方向上邻近的两个供给侧流路材料4所形成的角度改为45°并以格子状配置，从而将高度h = 0.83mm、宽度d = 0.83mm、长度方向上的节距为1.6mm的流路材料固定在分离膜的供给侧的面上。
[0304]将该分离膜的配置有点状物的部分切出43cm2并放入压力容器中，在上述条件下运转，结果造水量和脱盐率分别为1.03m3/m2/天和98.6%。
[0305](实施例24)
[0306]使用实施例23中所得的分离膜卷，按与实施例2相同的方式制作8英寸元件。
[0307]将该元件放入压力容器中，在上述条件下运转，结果造水量和脱盐率分别为
31.7m3/天和98.3%，稳定性A为99%以上，稳定性B为95.7%，结垢进行程度为38.9%0
[0308](实施例25)
[0309]全部按与实施例15相同的方式制作分离膜卷，不同之处在于，在分离膜本体的供给侧的两侧端部中设置由条纹状的第2供给侧流路材料42 (相对于X轴方向倾斜45 °的直线状的长方体形状，高度0.415_、宽度Imm)构成的宽度为40mm的带状区域。需要说明的是，在向元件中组装时点状物仅设置在相面对的供给侧的面的一者上，并且带状区域设置在相面对的供给侧的面的两者上。
[0310]然后，按与实施例2相同的方式制作8英寸元件。
[0311]将该元件放入压力容器中，在上述条件下运转，结果造水量和脱盐率分别为
30.6m3/天和99.0%，稳定性A为99%以上，稳定性B为95.7%，结垢进行程度为42.3%。
[0312](实施例26)
[0313]除了代替特里科经编织物，将透过侧流路材料固定作为透过侧流路材料以外，按与实施例15相同的方式制作分离膜卷。关于透过侧流路材料，在分离膜的透过侧的面上使用装有狭缝宽度为0.5mm、长度方向上的节距为1.0mm的梳形垫片的涂敷器，以制成分离膜元件的情况下相对于集水管的长度方向垂直、并且在制成信封状膜的情况下从卷绕方向的内侧端部至外侧端部相对于集水管的长度方向垂直的方式，一边将支承辊温度调节为20°C，一边在树脂温度为130°C、行进速度为5.5m/分钟下以直线状涂布乙烯醋酸乙烯酯共聚物树脂(商品名:701A)，从而将透过侧流路材料的高度为0.3、流路材料的宽度为0.9_、集水管的长度方向上的流路材料间隔为0.5mm、节距为1.0mm的流路材料固定在分离膜的整体上。
[0314]使用由此获得的分离膜卷，按与实施例2相同的方式制作8英寸元件。
[0315]将该元件放入压力容器中，在上述条件下运转，结果造水量和脱盐率分别为
36.0m3/天和98.5%，稳定性A为99%以上，稳定性B为95.7%，结垢进行程度为39.0%o
[0316](实施例27)
[0317]全部按与实施例26相同的方式制作分离膜卷，不同之处在于，在分离膜本体的供给侧的两侧端部中设置宽度为40_的带状区域。需要说明的是，在向元件中组装时点状物仅设置在相面对的供给侧的面的一者上，并且带状区域设置在相面对的供给侧的面的两者上。
[0318]然后，按与实施例2相同的方式制作8英寸元件。
[0319]将该元件放入压力容器中，在上述条件下运转，结果造水量和脱盐率分别为34.9m3/天和98.8%，稳定性A为99%以上，稳定性B为95.7%，结垢进行程度为38.8%0
[0320](实施例28)
[0321]全部按与实施例1相同的方式制作分离膜卷，不同之处在于，将基材改为长纤维无纺布。基材的纤维取向度在多孔性支持层一侧的表层中为20°，与多孔性支持层相对一侧的表层中为40°。需要说明的是，在向元件中组装时点状的供给侧流路材料仅设置在相面对的供给侧的面的一者上。
[0322]使用由此获得的分离膜卷，按与实施例2相同的方式制作8英寸元件。
[0323]将该元件放入压力容器中，在上述条件下运转，结果造水量和脱盐率分别为
31.5m3/天和98.7%，稳定性A为99%以上，稳定性B为95.8%，结垢进行程度为38.8%0
[0324](实施例29)
[0325]全部按与实施例15相同的方式制作分离膜卷，不同之处在于，将供给水的流动方向上邻近的两个供给侧流路材料4所形成的角度改为45°，并将节距改为1.6mm。
[0326]使用该分离膜卷，按与实施例2相同的方式制作8英寸元件。
[0327]将该元件放入压力容器中，在上述条件下运转，结果造水量和脱盐率分别为30.6m3/天和98.0%，稳定性A为99%以上，稳定性B为95.7%，结垢进行程度为39.0%o
[0328](实施例30)
[0329]全部按与实施例15相同的方式制作分离膜卷，不同之处在于，将供给水的流动方向上邻近的两个供给侧流路材料4所形成的角度改为10°，并将节距改为2.6mm。
[0330]使用该分离膜卷，按与实施例2相同的方式制作8英寸元件。
[0331]将该元件放入压力容器中，在上述条件下运转，结果造水量和脱盐率分别为30.3m3/天和97.6%，稳定性A为99%以上，稳定性B为95.7%，结垢进行程度为42.8%.
[0332](实施例3I)
[0333]全部按与实施例15相同的方式制作分离膜卷，不同之处在于，将供给水的流动方向上邻近的两个供给侧流路材料4所形成的角度改为170°，并将节距改为1.5mm。
[0334]使用该分离膜卷，按与实施例2相同的方式制作8英寸元件。
[0335]将该元件放入压力容器中，在上述条件下运转，结果造水量和脱盐率分别为30.6m3/天和97.7%，稳定性A为99%以上，稳定性B为95.8%，结垢进行程度为43.0%o
[0336](实施例功
[0337]预先在双轴拉伸的聚酯膜(东丽制& ^ 9 一 S型50μπι)上挤出成型纤维宽度为
0.5mm且交点高度为0.83mm的网，将该供给侧流路材料在120°C下转印至分离膜供给侧，从而制作分离膜卷。
[0338]使用该分离膜卷，按与实施例2相同的方式制作8英寸元件。
[0339]将该元件放入压力容器中，在上述条件下运转，结果造水量和脱盐率分别为28.9/天和99.0 %，稳定性A为99 %以上，稳定性B为94.0 %，结垢进行程度为53.0%。
[0340](比较例I)
[0341]全部按与实施例1相同的方式制作分离膜卷，不同之处在于，在供给侧不配置不连续的基于本发明的流路材料，而是使用网(厚度:0.83mm、节距4mmX4mm,纤维直径:415 μ m，投影面积比:0.20)。
[0342]将该元件放入压力容器中，在上述条件下运转，结果造水量和脱盐率分别为
28.8m3/天和99.0%,稳定性A为99.5%以上，稳定性B为99.4%，结垢进行程度为53.1%。
[0343](比较例2)
[0344]全部按与实施例1相同的方式制作分离膜卷，不同之处在于，将用作供给侧流路材料的树脂设为乙烯醋酸乙烯酯共聚物树脂(商品名:701A)，在树脂温度为110°C、行进速度为3.0m/分钟下以点状涂布，从而将闻度h = 0.20mm、览度d = 0.35mm、分尚|]旲长度方向上的节距为1.8mm的流路材料固定在分离膜供给侧的面上。
[0345]使用由此获得的分离膜卷，按与实施例2相同的方式制作8英寸元件。
[0346]将该元件放入压力容器中，在上述条件下运转，结果造水量和脱盐率分别为30.4m3/天和98.0 %，稳定性A为87 %，稳定性A为87 %，稳定性B为69 %，结垢进行程度为 46.5%0
[0347](比较例3)
[0348]全部按与实施例1相同的方式制作分离膜卷，不同之处在于，将用作流路材料的树脂设为乙烯醋酸乙烯酯共聚物树脂(商品名:701A)，在树脂温度为110°C、行进速度为
3.0m/分钟下以点状涂布,从而将高度h = 0.83mm、宽度d = 2mm、分离膜长度方向上的节距为6.7mm的流路材料固定在分离膜供给侧上。
[0349]使用由此获得的分离膜卷，按与实施例2相同的方式制作8英寸元件。
[0350]将该元件放入压力容器中，在上述条件下运转，结果造水量和脱盐率分别为30.0m3/天和97.9%,稳定性A为65 %，结垢进行程度为45.0 %。
[0351](比较例4)
[0352]全部按与比较例3相同的方式制作分离膜卷，不同之处在于，将供给水的流动方向上邻近的两个供给侧流路材料4所形成的角度改为10°，并将节距改为2.6mm。
[0353]使用该分离膜卷，按与实施例2相同的方式制作8英寸元件。
[0354]将该元件放入压力容器中，在上述条件下运转，结果造水量和脱盐率分别为29.0m3/天和96.8%,稳定性A为65%，结垢进行程度为45.6%。
[0355](比较例5)
[0356]全部按与比较例3相同的方式制作分离膜卷，不同之处在于，将供给水的流动方向上邻近的两个供给侧流路材料4所形成的角度改为170°，并将节距改为1.5mm。
[0357]使用该分离膜卷，按与实施例2相同的方式制作8英寸元件。
[0358]将该元件放入压力容器中，在上述条件下运转，结果造水量和脱盐率分别为
29.6m3/天和97.0%,稳定性A为67%，结垢进行程度为47.6%0
[0359]由结果可知，实施例的分离膜和分离膜元件具有高造水性能、稳定运转性能和优异的去除性能。
[0360][表 I]
[0361]
I实施例1|实施例2|实施例3|实施例4|实施例5|实施例6|实施
_无纺布__抄纸抄纸抄纸抄纸抄纸抄纸抄纸
~I高度 h (ram)0.83 0.83 0.83 0.83 0.83 0.83 0.83
宽度 d(mm)— 0.52 ~ 0.52 0.52~ 0.52 0.52 0.30 1.20
高度/宽度之比 h/d1.6 ~ 1.6 ~ 1.6 1.6 1.6 2.8 0.7
_ 空隙率(％)80 ~80 50 ~ 5 88 80~ 80
ft 长径比1.0 ~1.0 1.0 ~ 1.0 1.0 1.0~ 1.0
|j 分离膜长度方向的节距(mm)一 1.8 1.8 ~ 1.8 一 1.8 1.8 _ 1.0 2.7
淹形成角 r )90 90 90 90 90 90 90—
Ii配置形态Γ_ -
料咅?配置位置__:__:__:__:__:__:__-
■涂布宽度Cmm.集水管长度方向)__-__-__-__-__-__-__-
状高低差Cmm)-
区线宽(mm)■■■■■■_
域节距(mm)-------
分离膜造水量(m3/m2/日)~ 1.02 -— - ----
性能脱盐率(％)98.7 - -一 -- 一--
造水量 Cm3/日)- "Tl.2 31.0 31.0 ~ 31.1 31.6 30.1 " 脱盐率(％)- ~T8.8 98.8 ~ 98.8 —98.8 99.0 98.5 Sit稳定性A (%)- 99^5以上99.5以±99.5以上09.5以上99.5以上99,5以上目匕稳定性 B (%)~ - 99.5一 98.2 " 96.2 99^6~ 99.6 99.2 _结垢进行程度(％)~ ~39.0 39.0~~ 38.9 ~ 39.1 36.0 42.2
[0362][表2]
[0363]I实施例8|实施例9|实施例1θ|实施例11 I实施例12|实施例13I实施例14
无紡布抄纸—抄纸抄纸抄纸抄纸抄纸高度 h(mm)0.830.830.830.830.830.830.83
宽度 d (mm)0.520.520.520.520.520.520.52
高度/宽度之比 h/d1.61.61.61.6 1,61.61.6
_ 空隙率(％)80808080 808080
长径比1.01.01.01.0 1.01.01.0
P 分离脱长度方向的节距(mirU5.61.61,41.4 1.41.41.4
ill 形成角(。)304515090 909090
f —配置形态~~-条纹 -—条纹-
|f ^配置位置~~侧端部 -两侧端部-
逆徐布宽度(mm.集水管K度方向)--- 80 140x2)- 80 ( 40x2)-
的--------
带高低差(mm)--■ 0.83 (0.415x2) - 0.83 (0.415x2) -
状 t , 、 H —--------
[X 倾斜 ft 度 Γ )__---__45__-__45__-
域线宽 Cmm)---1-1-
节距 Cmm)---2X3-2X3-
造水量(m3/天)30.5 30.0 30.330.535.735.031.2
脱盐翠(%)98.5 98.6 98.599.098.598.798.8
ff#--------
^稳99.5以上99.5以上99,5以上 99.5以上 99.5以上 99.5以上 99.5以上稳定性 B C%)99,5 99,5 99.599.599.599.599.7
结垢进行程度 ?%)42,5 41,0 42.441.540.042.239,0
[0364][表3]
[0365]
实施例15实施例16实施例17实施例18实施例19实施例20实施例21
无纺布抄纸抄纸抄纸抄纸抄纸抄纸抄纸
高度h Cmm)0.83 0.83 0.83 0.83 0.83 0.83 0.83
宽度 d Cmm)0.52 0.52 030 0.30 0.70 0.70 0.83
高度/宽度之比 h/d1.6 1,6 2.8 2.8 1.2 L2 1,0
'长径比1.0 1.0 1.0 LO 1.0 1.0 1.0
當分离膜长度方向的节距(mm)1.8 1.8 1.0 1.0 2.3 2.3 2,8
Λ 形成角(° )90 90 90 90909090
?!—配置形态—- -—-—--—-—
Il I 配置位置-—-—- --—--
韵涂布宽度(mm.集水管长度方向)-------
帯________
^ 高低差(mm)-------
霉线宽(mm)-
足巨(ITllTl)-------
分离膜造水量(m3/m2/日)1.02 - 1.03 - 1.03 - 1.02
性能脱盐率(％)98.6 - 98.6 - 98.2 - 98.6
造水量(m3/天)- 31.3 - 32.0 - 30.5 -
脱盐率(％)- 98.7 - 98.3 - 98.8 -
元件--------
稳定性A (%)- 99以上 - 99以上 - 99以上 -
稳定性 B (%)-95,8-95.0-95.6-
结垢进行程度(％)- 38.8 - 35.9 - 41.0 -
[0366][表 4]
[0367]实施例22实施例23实施例24 实施例25 实施例26 实施例27 实施例28
尤纺布抄纸抄纸抄纸抄纸抄纸抄纸长纤维高度 Ii (mm) 0.83 0.83 0,83 0.83 0.83 0.830.83
宽度d (mm) 0.83 0.83 0.83 0.50 0.52 0.520.52
高度/宽度之比 h/d LO 1.0 IX) 1,6 1.6 1.61.6
"长径比 1.0 1.0 LO KO 1.0 1.01.0
供分离膜长度方向的节距(mm) 2.8 1.6 1.6 1.S 1.8 1.KL8
形成角(α ) 90 45 90 90 90 9090
-- —配置形态 —- - —条纹 —- 条纹-
爵端配置位置 ~~ - _ - 两侧端部 -—两侧端部-
H涂布宽度< mm ?集水管长度方向) - - - 80 (40x2) - 80 (40x2)-
帯高低差(.mm) - - - 0.83 (0.415x2) - 0.83 (0.415x2)- Jx倾斜角.度(.) ■ 45 - 45
域线宽(mm) -1 -1-
节距(mm) - - - 2X3 - 2X3-
分离膜造水量(m3/ m2/天) - 1,03 - - - --件能脱盐率(％) - 98.6 -----
造水量(m3/天) 29.8 - 31.7 30.6 36.0 34.931.5.晚盐率(％) 99.0 - 98.3 99.0 98.5 98.898.7
子你--------
性益稳定性A (%)__99以上 - 99以上 99以上 99以上 99以上99以上稳定性 B (%) 94.5 - 95.7 95.7 95.7 95.795.8
结垢进行程度(％) 41.7 - 38.9 42.3 39.0 38.838.8
[0368][表5]
[0369]
I实施例29 I实施例30 I实施例31 I实施例32
无纺布抄纸抄纸抄纸抄纸高度 h (mm) 0.83 0.83 0.830.83
璧宽度 d(mm) 0.52 0.52 0.520.52
?| 高度/宽度之比h/d 1.6 1.6 1.61.6
------
路长径比 1.0 1.0 LO1.0
H 分离膜长度方向的节距(mm) 1.6 2.6 1.51.8
形成角(° ) 45 10 170170
造水量 Cm3/天) 30,6 30.3 30.628.9
脱盐率(%) 98,0 97.6 97,799.0
元件-----
,gil稳定性A (%)__99以上 99以上 99以上99以上稳定性 B (%) 95,7 95.7 9694.0
_结垢进行程度(％)__39.0 42.8 43.053.0
[0370][表6]
[0371]比较例I比较例2 比较例3比较例4比较例5
无纺布抄纸1少纸抄纸抄纸抄纸
高度 h (mm) -0.20 0.83 0.83 0.83
|| 宽度 d(mm) -0.35 2.00 2.00 2.00
W 高度/宽度之比 h/d -0.57 0.42 0.42 0.42
^IL -------
路长径比-1.01.01.01.0
Il分离膜长度方向的节距(mm)-1.86.72.61.5
形成角(° )909010170
造水量(m3/天)28.830.430.029.029.6
脱盐率 ?%)99.0 98.0 97.9 96.897.0
元件------
稳定性 A (%)99.5 以上 87656567
稳定性 B (%)99 4 69.0---
结垢进行程度(％)53 I46.5 45.0 45 647 0
[0372]工业实用性
[0373]本发明的膜元件可特别适用于盐水或海水的脱盐。
[0374]符号的说明
[0375]I 分离膜元件
[0376]2 集水管
[0377]21 分离膜元件的上游侧的端部
[0378]22 分离膜元件的下游侧的端部
[0379]3 分离膜
[0380]30 分离膜本体
[0381 ]31 分離膜的供给侧的面
[0382]32 分離膜的透过侧的面
[0383]33,34 带状区域
[0384]4、4a_4g第I供给侧流路材料
[0385]42 第2供给侧流路材料
[0386]5 透过侧流路材料
[0387]6 信封状膜
[0388]7 上游侧的端板
[0389]8 下游侧的端板
[0390]101 供给水
[0391]102 透过水
[0392]103 浓缩水
[0393]WO 集水管长度方向上的分离膜的宽度
[0394]WU W2同方向上的带状区域的宽度
【权利要求】
1.一种分离膜，其为具有分离膜本体以及供给侧流路材料的分离膜，所述分离膜本体具有供给侧的面和透过侧的面，所述供给侧流路材料配置在所述分离膜本体的所述供给侧的面上， 其中，在将与流过所述供给侧的面的供给水的流动方向垂直的方向上的所述供给侧流路材料的厚度设为供给侧流路材料的宽度时，所述供给侧流路材料的高度/宽度的比为0.7以上3.0以下。
2.根据权利要求1所述的分离膜，其中，在I片分离膜本体的供给侧的面上固定有多个所述供给侧流路材料，并且所述多个供给侧流路材料在所述分离膜本体的纵向(MD)和宽度方向(⑶)中的至少一者上设置间隔而配置。
3.根据权利要求1或2所述的分离膜，其中，所述供给侧流路材料的空隙率为5%以上95%以下。
4.根据权利要求1?3中任一项所述的分离膜，其特征在于，相邻的所述供给侧流路材料之间的角度为20?160°。
5.根据权利要求1?4中任一项所述的分离膜，其中，在所述透过侧的面上固定有透过侧流路材料。
6.根据权利要求1?5中任一项所述的分离膜，其中，所述供给侧的面的宽度方向上的端部的至少一者具有配置有第2供给侧流路材料的带状区域。
7.一种分离膜元件，其特征在于，具有集水管和卷绕在所述集水管的周围的权利要求1?6中任一项所述的分离膜。
【文档编号】B01D63/00GK104136101SQ201380010681
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2013年2月19日 优先权日:2012年2月24日
【发明者】广泽洋帆, 小岩雅和, 山田博之, 高木健太朗, 冈本宜记, 浜田刚志, 大音胜文, 木村将弘 申请人:东丽株式会社