(57)【要約】有孔集水管と、分離膜で形成され、前記有孔集水管の周囲に巻回された封筒状膜とを備える分離膜エレメントであって、前記分離膜は、少なくとも片面に１００μｍ以上２０００μｍ以下の高低差を有すると共に、前記孔集水管の長手方向の両側の端部に、表面平均高低差が５０μｍ以下である帯状領域を有する、分離膜エレメント。
2012091027.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有孔集水管と、
分離膜で形成され、前記有孔集水管の周囲に巻回された封筒状膜と、
を備える分離膜エレメントであって、
前記分離膜は、少なくとも片面に１００μｍ以上２０００μｍ以下の高低差を有すると共に、前記孔集水管の長手方向の両側の端部に、表面平均高低差が５０μｍ以下である帯状領域を有する、分離膜エレメント。
【請求項２】
前記分離膜は、前記集水管側の端部以外の全ての端部に、表面平均高低差が５０μｍ以下である帯状領域を有する、請求項１に記載の分離膜エレメント。
【請求項３】
前記帯状端部のうち、原流体流入側の端部、または原流体流入側の端部および濃縮流体流出側の端部に融着された供給側流路材をさらに備える、請求項１又は２に記載の分離膜エレメント。
【請求項４】
前記分離膜が、基材および前記基材上に形成された分離機能層を備える、請求項１〜３のいずれかに記載の分離膜エレメント。
【請求項５】
前記分離膜が、基材、前記基材上に形成された多孔性支持層、および前記多孔性支持層上に形成された分離機能層を備える、請求項１〜４のいずれかに記載の分離膜エレメント。
【請求項６】
前記基材が長繊維不織布である、請求項４又は５に記載の分離膜エレメント。
【請求項７】
前記長繊維不織布の前記多孔性支持層とは反対側の表層における繊維が、前記多孔性支持層側の表層の繊維よりも高い縦配向性を示す、請求項６に記載の分離膜エレメント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体、気体等の流体に含まれる成分を分離するために使用される分離膜エレメントおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体、気体等の流体に含まれる成分を分離する方法としては、様々なものがある。例えば海水、かん水などに含まれるイオン性物質を除くための技術を例にとると、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には、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、正浸透膜などがあり、これらの膜は、例えば海水、かん水、有害物を含んだ水などから飲料水を得る場合や、工業用超純水の製造、廃水処理、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】
分離膜エレメントは、分離膜の一方の面に原流体を供給し、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、各種形状からなる分離膜素子を多数束ねて膜面積を大きくし、単位エレメントあたりで多くの透過流体を得ることができるように構成されており、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エレメントが製造されている。【０００４】
例えば、スパイラル型分離膜エレメントは、有孔集水管を備えると共に、その周りに巻き付けられた供給側流路材、分離膜および透過側流路材を備える。供給側流路材は原流体を分離膜の供給流体側へ供給する。分離膜は原流体に含まれる成分を分離する。透過側流路材は、分離膜を透過し原流体から分離された透過流体を有孔集水管へと導く。スパイラル型分離膜エレメントは、原流体に圧力を付与することで、透過流体を多く取り出すことができる。図１にスパイラル型分離膜エレメントの一例を示す。【０００５】
図１に示すように、スパイラル型分離膜エレメン１ａでは、供給側流路材２として高分子製のネットが設けられ、透過側流路材４としてトリコットと呼ばれる編み物部材が設けられる。分離膜３ａは透過側流路材４の両面に重ね合わせて封筒状に接着されることで、封筒状膜５ａを形成する。封筒状膜５ａの内側には透過側流体流路が形成される。封筒状膜５ａはネット２と交互に積層され、封筒状膜の開口部側の所定部分が有孔集水管６の外周面に接着されて、スパイラル状に巻囲される。【０００６】
近年、造水コストの低減の要求、特に膜エレメント製造にかかるコストの低減に対する要求が高まっており、分離膜、各流路部材、エレメント部材の改良による低コスト化が提案されている。例えば、特許文献１では、溝を設けた平膜を積層・接着し有孔集水間の周りに巻囲したスパイラル型分離膜エレメントが提案されている。特許文献１では、このように溝が形成された２枚の平膜を積層することで平膜間に流路を形成して、供給側流路材や透過側流路材を用いない方法が提案されている。また、特許文献２および３では、凹凸を有する多孔性支持体と分離活性層とを備えるシート状分離膜を用い、ネットなどの供給側流路材やトリコットなどの透過側流路材を用いない方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開昭６３−６９５０３号公報
【特許文献２】特開２０１０−９９５９０号公報
【特許文献３】特開２０１０−１２５４１８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、原流体の一部が透過側に流入する問題があり、分離性能が充分に安定しているとは言えない。【０００９】
そこで、本発明は、凹凸を有する分離膜における分離除去性能向上を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明の分離膜エレメントは、有孔集水管と、分離膜で形成され、前記有孔集水管の周囲に巻回された封筒状膜とを備える分離膜エレメントであって、前記分離膜は、少なくとも片面に１００μｍ以上２０００μｍ以下の高低差を有すると共に、前記孔集水管の長手方向の両側の端部に、表面平均高低差が５０μｍ以下である帯状領域を有する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、分離膜表面の高低差により高効率かつ安定した供給側流路を形成するとともに、封筒状膜の帯状端部において分離膜同士の接着性が高められた分離膜エレメントを得ることができ、その結果、高圧条件下での運転において分離成分の除去性能と高い透過性能を有する高性能、高効率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】
【００１２】
【図１】スパイラル型分離膜エレメントの部材構成を模式的に示した一部展開斜視図である。
【図２】本発明の分離膜エレメントの例を示す一部展開斜視図である。
【図３】本発明の他の分離膜エレメントの例を示す一部展開斜視図である。
【図４】本発明の他の分離膜エレメントの例を示す一部展開斜視図である。
【図５】本発明の他の分離膜エレメントの例を示す一部展開斜視図である。
【図６】第２図のＩ−Ｉ線断面図である。
【図７】本発明の分離膜の一例を示す断面図である。
【図８】本発明の分離膜構成の一例を示す断面図である。
【図９】本発明の分離膜構成の他の例を示す断面図である。
【図１０】供給側流路材の一例であるストライプ状流路材を示す平面図である。
【図１１】供給側流路材の他の例であるドット状流路材を示す平面図である。
【図１２】対向する２つの分離膜において、供給側流路材が重なり合った状態を示す平面図である。
【図１３】供給側の面を内側にして折り畳まれる分離膜を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【００１４】
Ｉ．分離膜
＜分離膜の構成の概要＞
分離膜は、原流体中の成分を分離することができる。分離膜は、たとえば、ｉ）基材と、分離機能層と、基材と分離機能層との間に配置された多孔性支持層とを備えていてもよい。また、分離膜は、ｉｉ）基材および基材上に積層された分離機能層を備えているが、基材と分離機能層との間には多孔性支持層が設けられていない構成であってもよい。なお、ｉｉ）の分離膜は、ｉ）の分離膜における多孔性支持層と同様の構成を有する層を分離機能層として備えてもよい。
【００１５】
図８および図９に、それぞれ、上記ｉ）およびｉｉ）分離膜の構成の例を示す。
【００１６】
図８に示すように、分離膜１０は、基材１１と、分離機能層１３と、基材１１と分離機能層１３との間に配置された多孔性支持層１２と、を備える。
【００１７】
図９に示すように、分離膜１４は、基材１５と、基材１５に積層された分離機能層１６とを備える。基材１５と分離機能層１６との間に、多孔性支持層１２は設けられていない。上述したように、分離機能層１６としては、多孔性支持層１２と同様の構成が適用可能である。また、基材１５としては、基材１１と同様の構成が適用可能である。
【００１８】
分離膜における分離機能層側の面は、供給側の面３４として図示され、基材側の面は透過側の面３５として図示される。後述するように、供給側の面３４に原流体が供給されると、原流体は、分離膜を透過して面３５の側へ移動する透過流体と、分離膜の面３４側に留まる濃縮流体とに分離される。
【００１９】
＜分離機能層＞
上記ｉ）の形態の分離膜において、分離機能層としては、例えば、孔径制御、耐久性の点で架橋高分子が使用される。具体的には、分離性能の点で、後述するような多孔性支持層上に、多官能アミンと多官能酸ハロゲン化物とを重縮合させてなるポリアミド分離機能層、および有機無機ハイブリッド機能層などが好適に用いることができる。
上記ｉ）の分離膜における分離機能層は、ポリアミドを主成分として含有することができる。この分離膜は、例えば海水、かん水、有害物を含んだ水などから飲料水を得る場合や工業用超純水の製造に好適に用いられる。ポリアミドは、例えば、多官能アミンと多官能酸ハロゲン化物との重縮合物である。
【００２０】
本明細書において、「組成物Ｘが物質Ｙを主成分として含有する」場合、物質Ｙの組成物Ｘにおける含有率は、５０重量％以上であることが好ましく、６０重量％以上であることがより好ましく、８０重量％以上であることが特に好ましい。また、組成物Ｘは実質的に物質Ｙのみで形成されていてもよい。組成物とは、混合物、複合物、及び化合物等を含む概念である。
【００２１】
ポリアミドの構成、並びに多官能アミンおよび多官能酸ハロゲン化物は、製造方法の欄に例示される。さらに、上記ｉ）の分離膜を構成する分離機能層は、耐薬品性の点でＳｉ元素などを有する有機−無機ハイブリッド構造を有していてもよい。有機−無機ハイブリッド構造の分離機能層の組成は、特に限定されないが、例えば、（Ａ）エチレン性不飽和基を有する反応性基および加水分解性基がケイ素原子に直接結合したケイ素化合物；および／または（Ｂ）前記ケイ素化合物以外のエチレン性不飽和基を有する化合物；の重合物を含有することができる。
【００２２】
すなわち、分離機能層は、
・化合物（Ａ）のみが縮合および／若しくは重合することで形成された重合物、
・化合物（Ｂ）のみが重合して形成された重合物、並びに
・化合物（Ａ）と化合物（Ｂ）との共重合物
のうちの少なくとも１種の重合物を含有することができる。なお、重合物には縮合物が含まれる。また、化合物（Ａ）と化合物（Ｂ）との共重合体中で、化合物（Ａ）は、加水分解性基を介して縮合していてもよい。化合物Ｂは、エチレン性不飽和基を介して重合することができる。
【００２３】
分離機能層において、化合物（Ａ）の含有率は、好ましくは１０重量％以上であり、より好ましくは２０重量％〜５０重量％である。また、分離機能層における化合物（Ｂ）の含有率は、好ましくは９０重量％以下であり、より好ましくは５０重量％〜８０重量％である。また、化合物（Ａ）：化合物（Ｂ）の重量比率は、例えば１：９〜１：１が好ましい。これらの範囲においては、分離機能層に含まれる縮重合体において比較的高い架橋度が得られるので、膜ろ過時に分離機能層からの成分の溶出が抑制され、その結果、安定なろ過性能が実現される。
【００２４】
なお、化合物（Ａ）、化合物（Ｂ）及びその他の化合物は、重合物（縮合物を含む）等の化合物を形成していることがある。よって、例えば「分離機能層における化合物（Ａ）の含有率」を論じる場合、化合物（Ａ）には、縮重合物中で、化合物（Ａ）に由来する成分の量も含まれる。化合物（Ｂ）およびその他の化合物についても同様である。
【００２５】
また、分離機能層は、化合物（Ａ）の他に、エチレン性不飽和基を有する反応性基を有しないが、加水分解性基を有するケイ素化合物（Ｃ）に由来する成分を含有してもよい。このような化合物（Ｃ）の例については後述する。
【００２６】
これら化合物（Ｃ）は、化合物（Ｃ）のみの縮合物として含まれてもよいし、化合物（Ａ）と化合物（Ｂ）の重合物との縮合物として含まれてもよい。
【００２７】
次に、上記ｉｉ）の分離膜を構成する分離機能層について詳述する。上記ｉｉ）の分離膜は、下水処理などで好適に用いられる。
【００２８】
上記ｉｉ）の分離膜における分離機能層は、分離機能と機械強度を有するものであれば特に限定されないが、例えば、セルロース、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリフッ化ビニリデン樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂などから形成される。なお、分離機能層は、これらの樹脂を主成分として含有することができる。
【００２９】
特に、分離機能層の主成分として、溶液による製膜が容易で、物理的耐久性や耐薬品性にも優れているポリ塩化ビニル樹脂、ポリフッ化ビニリデン樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂などが好ましい。
【００３０】
分離機能層は、後述するように、例えば、ポリスルホンのＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（以降、ＤＭＦと記載）溶液を、後述する基材、すなわち不織布の上に一定の厚さに注型し、それを水中で湿式凝固させることによって、製造することができる。
【００３１】
上記ｉｉ）の分離膜において、多孔性樹脂層（すなわち分離機能層）の一方の表面における平均孔径は、他方の表面の平均孔径の２倍以上の大きさであることが好ましい。
【００３２】
いずれの分離機能層についても厚みは限定されない。上記ｉ）の分離膜は、例えば、逆浸透、正浸透、ナノろ過膜で好適に採用される。その場合、分離機能層の厚みは、分離性能と透過性能の点で５〜３０００ｎｍであることが好ましく、特に５〜３００ｎｍであることが透過性能の点で好ましい。
【００３３】
また、上記ｉ）の分離膜において、分離機能層の厚みは、これまでの分離膜の膜厚測定法に準ずることができ、例えば分離膜を樹脂による包埋後に、超薄切片を作製し、染色などの処理を行った後に、透過型電子顕微鏡により観察することで測定することができる。主な測定法としては、分離機能層がひだ構造を有する場合、１個のひだについて多孔性支持層より上に位置するひだ構造の断面長さ方向に５０ｎｍ間隔で測定し、それを２０個のひだについて行って、その平均から求めることができる。
【００３４】
一方、上記ｉｉ）の形態の分離膜の場合、分離機能層の厚みは、好ましくは１〜５００μｍであり、より好ましくは５〜２００μｍである。分離機能層の厚みが１μｍ以上である場合、分離機能層にひび割れなどの欠陥が生じにくいので、濾過性能が維持される。分離機能層の厚みが５００μｍ以下である場合、良好な透過性能が維持できる。
【００３５】
＜多孔性支持層＞
多孔性支持層は、分離膜に機械的強度を与える。また、多孔性支持層における孔のサイズや分布は特に限定されず、多孔性支持層は、イオン等の分子サイズの小さな成分に対して分離性能を有さなくてもよい。具体的には、多孔性支持層は、一般に「多孔性支持膜」と言われるようなものであれよく、例えば、均一で微細な孔、あるいは分離機能層が形成される側の表面からもう一方の面まで徐々に大きな微細孔をもつ層を言う。好ましくは、分離機能層が形成される側の表面で原子間力顕微鏡または電子顕微鏡などを用いて表面から測定された細孔の投影面積円相当径が１ｎｍ以上１００ｎｍ以下であるような多孔性支持層が使用される。特に界面重合反応性および分離機能膜の保持性の点で３〜５０ｎｍの投影面積円相当径を有することが好ましい。
【００３６】
多孔性支持層の厚みは、特に限定されないが、分離膜の強度、分離膜の高低差を形成させる点および供給側流路の形態安定性の点で、２０〜５００μｍの範囲にあることが好ましく、３０〜３００μｍの範囲にあることがより好ましい。
【００３７】
多孔性支持層の形態は、走査型電子顕微鏡や透過型電子顕微鏡、原子間顕微鏡により観察できる。例えば走査型電子顕微鏡で観察するのであれば、基材（不織布）から多孔性支持膜を剥がした後、これを凍結割断法で切断して断面観察のサンプルとする。このサンプルに白金または白金−パラジウムまたは四塩化ルテニウム、好ましくは四塩化ルテニウムを薄くコーティングして３〜６ｋＶの加速電圧で、高分解能電界放射型走査電子顕微鏡（ＵＨＲ−ＦＥ−ＳＥＭ）で観察する。高分解能電界放射型走査電子顕微鏡は、日立製Ｓ−９００型電子顕微鏡などが使用できる。得られた電子顕微鏡写真から多孔性支持層の膜厚や表面の投影面積円相当径を決定する。こうして得られる支持層の厚み及び孔径は、平均値である。また、支持層の厚みは、断面観察で厚み方向に直交する方向に２０μｍ間隔で測定した、２０点測定の平均値である。また、孔径は、孔を２００個カウントし、各投影面積円相当径の平均値である。
【００３８】
多孔性支持層の素材としては、ポリスルホン、酢酸セルロース、ポリ塩化ビニル、エポキシ樹脂あるいはそれらを混合、積層したものが好ましく、化学的、機械的、熱的に安定性が高く、孔径が制御しやすい素材として、ポリスルホンが好ましい。
【００３９】
上述したように、本欄に説明した多孔性支持層と同様の構成を有する層が、分離機能層として基材上に設けられる場合がある。この場合、多孔性支持層の孔径等は、分離対象となる物質に応じて設定される。
【００４０】
＜基材＞
次に、基材としては、分離膜の分離性能および透過性能を保持しつつ、適度な機械強度を与え、分離膜表面の高低差を制御する点で、繊維状基材である不織布が用いられてもよい。
【００４１】
不織布としては、ポリオレフィン、ポリエステル、セルロースなどからなるものが用いられるが、分離膜の高低差を形成させる点、形態保持性の点でポリオレフィン、ポリエステルからなるものが好ましい。また、複数の素材が混合させたものも使用することができる。
【００４２】
基材としては、長繊維不織布や短繊維不織布を好ましく用いることができる。基材は、高分子重合体の溶液を基材に流延した際に、高分子重合体の溶液が基材の裏（透過側）まで浸透しにくいこと、多孔性支持層が剥離しにくいこと、さらには基材の毛羽立ち等による分離膜の不均一化やピンホール等の欠点が生じにくいこと等を満たすことが好ましい。よって、基材としては、長繊維不織布が特に好ましく用いられる。基材として、例えば熱可塑性連続フィラメントより構成される長繊維不織布が用いられる。また、分離膜の連続製膜においては、製膜方向に対し張力がかけられることからも、基材には寸法安定性に優れる長繊維不織布を用いることが好ましい。特に上記ｉ）の形態の分離膜においては、強度とコストの点で長繊維不織布が好ましく、さらに基材の成形性の点でポリエステル長繊維不織布が好ましい。
【００４３】
長繊維不織布は、成形性、強度の点で、多孔性支持層とは反対側の表層における繊維が、多孔性支持層側の表層の繊維よりも縦配向であることが好ましい。そのような構造によれば、強度を保って膜破れ等をより効果的に抑制することができる。さらに、そのような構造によって、多孔性支持層と基材とを含む積層体の成形性も向上し、分離膜の凹凸部形状が安定する。より具体的に、長繊維不織布の、多孔性支持層とは反対側の表層における繊維配向度は、０°〜２５°であることが好ましく、また、多孔性支持層側表層における繊維配向度との配向度差が１０°〜９０°であることが好ましい。
【００４４】
分離膜の製造工程やエレメントの製造工程においては加熱する工程が含まれる。加熱により、多孔性支持層または分離機能層が収縮する現象が起きる。特に連続製膜において張力が付与されていない幅方向において、収縮が顕著である。収縮することにより、寸法安定性等に問題が生じるため、基材としては熱寸法変化率が小さいものが望まれる。不織布において多孔性支持層とは反対側の表層における繊維配向度と多孔性支持層側表層における繊維配向度との差が１０°〜９０°であると、熱による幅方向の変化を抑制することもでき、好ましい。
【００４５】
ここで、繊維配向度とは、多孔性支持層を構成する不織布基材の繊維の向きを示す指標であり、連続製膜を行う際の製膜方向を０°とし、製膜方向と直角方向、すなわち不織布基材の幅方向を９０°としたときの、不織布基材を構成する繊維の平均の角度のことを言う。よって、繊維配向度が０°に近いほど縦配向であり、９０°に近いほど横配向であることを示す。
【００４６】
繊維配向度は、不織布からランダムに小片サンプル１０個を採取し、これらのサンプルの表面を走査型電子顕微鏡で１００〜１０００倍で撮影し、各サンプルから１０本ずつ、計１００本の繊維について、不織布の長手方向（縦方向、製膜方向）を０°とし、不織布の幅方向（横方向）を９０°としたときの角度を測定し、それらの平均値を、小数点以下第一位を四捨五入して繊維配向度として求める。
【００４７】
なお、分離膜に含まれる、基材、多孔性支持層および分離機能層等の各層は、上述した成分以外に、着色剤、耐電防止剤、可塑剤等の添加物を、５重量％以下、２重量％以下、又は１重量％以下の割合で含有することができる。
【００４８】
＜凹凸部＞
本実施形態では、分離膜の少なくとも片面には、１００μｍ以上２０００μｍ以下の高低差を有する複数の凹凸部が設けられている。分離膜表面に複数の凹凸部を形成することによって、供給側流路が安定的に形成され、分離性能および透過性能に優れる分離膜が実現される。高低差は２００μｍ以上であることが好ましい。また、高低差は１５００μｍ以下であることが好ましく、１０００μｍ以下であることがより好ましい。
【００４９】
「高低差が設けられている」および「凹凸部が設けられている」とは、分離膜に、溝、凹みおよび／又は突起等が形成されていることを包含する。なお、溝、凹みおよび／又は突起等の縦断面および横断面における大きさ並びに形状等は、変更可能であって、特定の形態に限定されるものではない。
【００５０】
例えば、凹凸部は、供給側流路または透過側流路を形成できる形状であってもよい。つまり、供給側流路を形成するためには、分離膜のほぼ全体に効率よく原流体を供給できるような連続的な溝構造が、分離膜の供給側の面に形成されていればよい。また、透過側流路を形成するためには、エレメントに組み込まれたときに透過流体を集水管へ回収できるような連続的な溝構造が、分離膜の透過側の面に形成されていればよい。
【００５１】
「凹凸部」とは、分離膜の断面において、分離膜の片方の表面において隣り合う２つの凸部の頂点間の領域を指す。つまり、分離膜の断面のうちの少なくとも１つは、分離膜の片方の表面において隣り合う３つ以上の凸部、およびそれらの凸部間に設けられた凹部を含む。また、例えば凸部の上面が平らである場合には、断面において、平らな部分の中点が上述の「頂点」と見なされる。
【００５２】
分離膜の片面に網目状の溝が設けられている場合、平面視では、溝の数は「１」であるが、断面においては複数の凹凸部が現れる。分離膜の片面に網目状の凸部が設けられている場合も同様に、平面視では凸部の数は「１」であるが、断面においては複数の凸部が現れる。これらの形態も、「複数の凹凸部が設けられている」構成に含まれる。
【００５３】
高低差は、例えば、図７の分離膜３ａのように、断面に凹凸が表れるような構造によって形成される。つまり、分離膜３ａにおける供給側の面３４の凸部が透過側の面３５の凹部に対応し、供給側の面３４の凹部が透過側の面３５の凸部に対応する。分離膜３ａにおいては、供給側の面３４における高低差と透過側の面３５における高低差とは略同一となる。よって、図７では、これらの高低差を併せてＤ１として示す。
【００５４】
１個の分離膜エレメントに含まれる全ての分離膜が上述の高低差を有していてもよく、一部の分離膜のみが上述の高低差を有していてもよい。また、１枚の分離膜の全面に高低差が設けられていてもよいし、１枚の分離膜が、高低差が設けられていない領域と高低差が設けられている領域との両方を含んでいてもよい。
【００５５】
分離膜の高低差は、市販の形状測定システムを用いて計測できる。例えば、レーザー顕微鏡によって、分離膜の断面を観察することで高低差を測定することもできるし、キーエンス製高精度形状測定システムＫＳ−１１００によって分離膜の表面を観察することで高低差を測定することもできる。測定は高低差が存在する箇所について実施し、各高さの値を総和した値を測定総箇所の数で割って求めることができる。高低差は、本書に挙げたいずれかの測定方法において上述の範囲を満たせばよい。具体的な測定方法については実施例で説明する。
【００５６】
高低差のピッチは好ましくは０．１ｍｍ以上３０ｍｍ以下、より好ましくは０．５ｍｍ以上１５ｍｍ以下である。ピッチとは、高低差が存在する分離膜の少なくとも片面における高い箇所の最も高いところから近接する高い箇所の最も高い箇所までの水平距離のことである。
【００５７】
凹凸部の形状（つまり凹部または凸部の形状）としては特に限定されないが、流路の流動抵抗を少なくし、かつ分離膜エレメントに流体を供給、透過させた際の流路を安定化させることが重要である。これらの点で、凹部または凸部を供給側の面から観察した形は、楕円、円、長円、台形、三角形、長方形、正方形、平行四辺形、菱形、不定形であってもよい。また、分離膜に垂直な断面における凹部または凸部の形状は、供給側を上方とみなし、透過側を下方とみなした場合、上方から下方まで一定の幅をもって形成されていてもよいし、広がるように形成されていてもよいし、狭まるように形成されていてもよい。
【００５８】
分離膜における供給側の面の凸部面積は、供給流体側の上部からの観察面積（２次元面積）に対して、５％以上８０％以下であることが好ましく、流動抵抗と流路安定性の点で１０％以上６０％以下であることが特に好ましい。凸部面積とは、分離膜の供給側表面の高低差の中心線（例えば図７の一点鎖線）よりも高い部分の、分離膜の供給側表面に平行な平面への投影面積Ｍ１である。つまり、分離膜の表面の投影面積Ｍ２に対する面積Ｍ１の比（Ｍ１／Ｍ２）が、上述の範囲内にあることが好ましい。
【００５９】
なお、透過側の面に高低差が形成された分離膜は、透過側流路材が省略された分離膜エレメントに好適である。また、供給側の面に高低差が形成された分離膜は、供給側流路材が省略された分離膜エレメントに好適である。また、両面に高低差が形成された分離膜は、透過側流路材および供給側流路材が省略された分離膜エレメントに好適である。
【００６０】
言うまでもなく、図７の分離膜３ａとして、図８及び図９の分離膜１０および１４の構成が適用できる。
【００６１】
なお、異なる欄に記載した構成および形態をそれぞれ組み合わせて得られる形態も、本発明の技術的範囲に含まれる。
【００６２】
＜帯状端部＞
図６に示すように、高低差を有する分離膜は、重ね合わせて接着されることで、封筒状膜５ｂを形成する。封筒状膜５ｂには、その端部に帯状領域が設けられている。この帯状領域を帯状端部と称し、符号“７”を付す。
【００６３】
帯状端部７は、分離膜表面に実質的に高低差が設けられていない部分である。これによって、分離膜同士の接着性が高められる。例えば、分離膜表面の平均高低差Ｘは５０μｍ以下である。接着剤が塗布される部分である帯状端部７において、分離膜表面平均高低差Ｘを５０μｍ以下にすることで、接着剤の塗布ムラや接着不良を無くし分離膜同士の接着性を高めることができる。
【００６４】
帯状端部の幅は接着剤の塗布量に応じて、例えば１０ｍｍ〜１００ｍｍの範囲で適宜変更できる。この範囲であれば、高低差を有する２枚の分離膜間に形成される供給側および透過側流路を確保することが出来る。
【００６５】
帯状端部以外、つまり凹凸領域２１の分離膜表面における平均高低差Ｙは、１００μｍ以上であることが好ましく、２００μｍ以上であることがより好ましい。また、平均高低差Ｙは、２０００μｍ以下であることが好ましく、１０００μｍ以下であることがより好ましい。平均高低差Ｙが１００μｍ以上であることで、上述の通りスパイラル型の分離膜エレメント１ｂや分離膜エレメント１ｃの供給側または透過側流路を安定に形成させ、分離、透過性能を高めることができる。また、平均高低差Ｙが２０００μｍ以下であることで、１つのエレメントにおける膜の充填率を高くすることができる。
【００６６】
ＩＩ．供給側流路材
図４および図５に示すように上述の帯状端部に供給側流路材８が設けられることで、分離膜供給面に対する原流体の供給効率をさらに高めることができる。
【００６７】
供給側流路材８は、熱融着によって設けられた樹脂体または複数の樹脂体の集合体である。流路材が熱融着によって設けられていることで、供給側流路材８の形状の自由度は非常に高い。よって、様々な条件に応じて、流路材の形状は変更可能である。
【００６８】
例えば、供給側流路材８は、連続的な形状を有しても不連続な形状を有していてもよい。ただし、原流体の流動抵抗を低減するには、供給側流路材８が不連続な形状を有していることが好ましい。
【００６９】
「連続」とは、分離膜の面に対する流路材の投影増が連続的である形状を指す。このような形状を有する部材としては、織物、編み物（ネット等）、不織布、多孔性材料（多孔性フィルム等）などが挙げられる。
【００７０】
「不連続」とは、帯状端部において、分離膜の面に対する投影像が不連続である形状を指す。不連続としては、複数の樹脂体が、分離膜上で互いに間隔をおいて設けられている形態が挙げられる。また、不連続とは、樹脂体の間を透過流体が流れることができる程度に、１枚の分離膜上で隣り合う樹脂体の距離が離れていることである、とも言い換えられる。
【００７１】
また、個々の樹脂体の形状は、供給側流路の流動抵抗を少なくし、供給側流路を安定化させるように、選択される。
【００７２】
個々の樹脂体の形状としては、粒状、線状、半球状、柱状（円柱状、角柱状等を含む）、又は壁状等が適用される。１枚の分離膜上に設けられた線状又は壁状の複数の流路材は、互いに交差しないように配置されていればよく、例えば互いに平行に配置されてもよい。
【００７３】
また、平面方向において、個々の樹脂体は、例えば、直線、曲線、楕円（真円および長円を含む）、多角形（三角形、長方形、正方形、平行四辺形、菱形、台形）、不定形等の形状を有してもよい。
【００７４】
分離膜の面方向に垂直な断面において、流路材４（およびそれに含まれる樹脂体）は、例えば、楕円、円、長円、台形、三角形、長方形、正方形、平行四辺形、菱形、不定形の形状を有することができる。また、分離膜の面方向に垂直な断面において、供給側流路材は、上部から下部に向かって（つまり、厚み方向における供給側流路材の頂点から、分離膜の供給側の面に向かって）、幅が広がる形状、狭まる形状、一定の幅を示す形状のいずれであってもよい。
【００７５】
供給側流路材８の高さ（供給側流路材８と分離膜供給側の面との高低差）は、８０μｍ以上であることが好ましく、１００μｍ以上であることがより好ましい。流路材８の高さが８０μｍ以上であることで、流動抵抗を小さくすることができる。また、流路材８の高さは２０００μｍ以下であることが好ましく、例えば１５００μｍ以下または１０００μｍ以下であることがより好ましい。流路材８の高さが２０００μｍ以下であることで、１個のエレメント当たりの膜面積を大きくすることができる。
【００７６】
個々の樹脂体の形状が線状である場合、製造の便宜上、および供給側流路の安定的な形成のために、樹脂体の配置パターンはストライプ状であることが好ましい。ストライプ状パターンでは、線状の樹脂体が、互いに交差しないように配置される。線状とは、直線および曲線のどちらでもよい。線状の樹脂体の幅は０．２ｍｍ以上であることが好ましく、０．５ｍｍ以上であることがより好ましい。また、線状の樹脂体の幅は、１０ｍｍ以下であることが好ましく、３ｍｍ以下であることがより好ましい。隣り合う樹脂体同士の間隔は、樹脂体の幅の１０分の１から５０倍の間で選択可能である。
【００７７】
また、個々の樹脂体の形状がドット状である場合、ドット状の樹脂体の径は、０．１ｍｍ以上であることが好ましく、０．５ｍｍ以上であることがより好ましい。また、樹脂体の径は、５．０ｍｍ以下が好ましく、より具体的には１．０ｍｍ以下であってもよい。ドット状の樹脂体の配置パターンの例として、千鳥状および格子状が挙げられる。樹脂体の間隔は、０．２ｍｍ以上であることが好ましく、１．０ｍｍ以上であることがより好ましい。また、樹脂体の間隔は、２０．０ｍｍ以下であることが好ましく、１５．０ｍｍ以下であることがより好ましい。
【００７８】
また、帯状端部７において、供給側の面３４に対する供給側流路材４の投影面積比は、０．０５以上であることが好ましい。これによって、流路をより確実に形成することができる。また、投影面積比は、０．２未満であることが好ましい。これによって、原流体の抵抗を低減し、圧力損失を低く抑えると共に、有効膜面積を確保することができる。
【００７９】
ここで、端部に設けられる供給側流路材の投影面積比とは、分離膜の面方向に平行な平面に対する帯状端部７の投影面積における、その帯状端部内に設けられた供給側流路材の投影面積の占める割合である。例えば、後述の図４および図５において、供給側流路材の投影面積比とは、有孔集水管の長手方向の両側の帯状端部７に対する供給側流路材８の投影面積比を指す。
【００８０】
供給側流路材８およびそれに含まれる樹脂材の幅、径、間隔、高低差等は、市販の形状測定システムなどを用いて計測できる。例えば高低差については、レーザー顕微鏡による断面測定、キーエンス製高精度形状測定システムＫＳ−１１００などで測定することができる。測定は任意の高低差が存在する箇所について実施し、各高さの値を総和した値を測定総箇所の数で割って求めることができる。なお、供給側流路材の断面形状、および膜上部から観察した場合の表面形状は、スパイラル型分離膜エレメントとしての所望の効果が損なわれない範囲であれば、その形状は特に限定されない。
【００８１】
図１０および図１１に示す供給側流路材４１および４２は、供給側流路材８として適用可能である。図１０西雌供給側流路材４１は複数の樹脂体４１１を備えており、樹脂体４１１は、直線かつ、集水管２の長手方向（図中のｘ軸方向）に対して斜めに長い形状である。特に、図１０では樹脂体４１１は互いに平行に配置されている。斜めとは、平行および直交を除くことを意味する。つまり、樹脂体４１１の長手方向とｘ軸方向との間の角度θは、０°以上９０°未満である。なお、角度θは絶対値を指し、ｘ軸に対して互いに線対称な２つの樹脂体は、同じ角度θを示す。
【００８２】
角度θが９０°未満であることで、原流体の流れが乱されるので、濃度分極が起こりにくく、良好な分離性能が実現される。角度θが０°より大きいことで、濃度分極の抑制効果がより高まる。また、角度θが、６０°以下であることで、原流体の流動抵抗が比較的低く、かつ濃度分極に対して高い抑制効果を得ることができる。さらに、流動抵抗を低減しつつ、乱流効果を生むために、１５°より大きく４５°以下であることがより好ましい。
【００８３】
なお、ストライプ状の配置において、上流側の流路材と下流側の流路材とは、平行であってもよいし、非平行であってもよい。例えば、上流側の流路材と下流側の流路材とは、巻回方向に対して、つまり分離膜の長手方向に対して、線対称であってもよいし、非線対称であってもよい。
【００８４】
図１１に示す供給側流路材４２は、複数のドット形状の樹脂体４２１を備える。個々の樹脂体４２１の平面形状は円形である、樹脂体４２１は千鳥状に配置されている。
【００８５】
分離膜は、供給側の面が向かい合うように重なっている。供給側流路材は、このように分離膜が重なることで、対向し合う供給側の面に設けられた樹脂体が互いに重なるように配置されていてもよい。
【００８６】
このような構成の例として、図１２に図１０の流路材４１の重なる様子を示す。樹脂体４１１間に分離膜が落ち込むと供給側流路が狭くなるが、図１２に示すように個々の樹脂体４１１が交差するように重なることで、このような落ち込みを抑制できる。
【００８７】
なお、分離膜をこのように重ね合わせるには、図１３のように分離膜の供給側の面３４が内側になるように分離膜３ｂを折り畳んでもよいし、２枚の分離膜３ｂを供給側の面３４が対向するように貼り合わせてもよい。
【００８８】
分離膜３ｂが折り曲げられる場合、流路材４１を構成する樹脂の剛性にもよるが、分離膜３ｂの折れ性を向上させるため、折り線上およびその付近には、流路材が配置されていないことが好ましい。
【００８９】
供給側流路材８、４１および４２を構成する樹脂は、ポリオレフィン、変性ポリオレフィン、ポリエステル、ポリアミド、ウレタン、エポキシ樹脂などの熱可塑性樹脂が好ましい。特に加工性と費用の点から、樹脂としてはエチレン酢酸ビニル共重合樹脂などのポリオレフィン樹脂やポリエステル樹脂がより好ましく、１００℃以下での加工が可能なエチレン酢酸ビニル共重合樹脂などのポリオレフィン樹脂やポリエステル樹脂が特に好ましい。
【００９０】
ＩＩＩ．透過側流路材
透過側流路材は、透過流体が有孔集水管に到達することができるように構成されていればよく、形状、大きさ、素材等は具体的な構成に限定されるものではない。
【００９１】
透過側流路材として、連続形状を有する部材の例として、トリコットについては既に挙げた。連続の定義についてはすでに述べた。連続形状を有する部材としては、他に、織物、編み物（ネット等）、不織布、多孔性材料（多孔性フィルム等）などが挙げられる。
【００９２】
透過側流路材に代えて、不連続な樹脂体が適用されてもよい。不連続の定義については既に述べた。不連続な流路材の形状としては、具体的には、ドット状、粒状、線状、半球状、柱状（円柱状、角柱状等を含む）、又は壁状等が挙げられる。１枚の分離膜上に設けられた、線状又は壁状の複数の流路材は、互いに交差しないように配置されていればよく、具体的には、互いに平行に配置されてもよい。
【００９３】
不連続形状の透過側流路材を構成する個々の樹脂体の形状は、特に限定されないが、透過流体流路の流動抵抗を少なくし、かつ分離膜エレメントに原流体を供給、透過させた際の流路を安定化させることが好ましい。不連続形状の透過側流路材の一単位を分離膜の透過側の面に垂直な方向から観察した平面視形状としては、例えば、楕円、円、長円、台形、三角形、長方形、正方形、平行四辺形、菱形、不定形が挙げられる。また、分離膜の面方向に垂直な断面において、透過側流路材は、上部から下部に向かって（つまり、厚み方向における透過側流路材の頂点から、透過側流路材が設けられた分離膜に向かって）、幅が広がる形状、狭まる形状、一定の幅を示す形状のいずれであってもよい。
【００９４】
分離膜エレメントにおける透過側流路材の厚みは３０μｍ以上１０００μｍ以下であることが好ましく、より好ましくは５０μｍ以上７００μｍ以下、さらに好ましくは５０μｍ以上５００μｍ以下であり、これらの範囲であれば安定した透過流体の流路を確保することができる。
【００９５】
透過側流路材の厚みは、例えばホットメルト加工法で不連続形状の透過側流路材を配置させる場合では処理温度や選択するホットメルト用の樹脂を変更することで、要求される分離特性や透過性能の条件を満足できるように自由に調整することができる。
【００９６】
透過側流路材の厚みは、市販の形状測定システムなどを用いて計測できる。例えば、レーザー顕微鏡による断面からの厚み測定、キーエンス製高精度形状測定システムＫＳ−１１００などで測定することができる。測定は任意の透過側流路材が存在する箇所について実施し、各厚みの値を総和した値を測定総箇所の数で割って求めることができる。
【００９７】
ＩＶ．分離膜エレメント
以上に説明した各部材は、分離膜エレメントに適用することができる。以下、図面を参照して、分離膜エレメントの実施の形態について説明する。
【００９８】
１．第１実施形態
図２は本発明の分離膜エレメントの例を示す一部展開斜視図である。
【００９９】
図２に示すように、分離膜エレメント１ｂは、いわゆるスパイラル型分離膜エレメントである。分離膜エレメント１ｂは、有孔集水管６と、有孔集水管６の周囲に巻回された分離膜３ｂと、を備える。なお、端板等、特に説明しない部材については、図１と同様の構成が適用される。
【０１００】
分離膜３ｂは、有孔集水管６の周りに巻囲されることで、円柱状の巻囲体を形成する。分離膜３ｂとしては、上述の凹凸部を備える分離膜が適用可能である。すなわち、分離膜３ｂは、表面に１００μｍ以上２０００μｍ以下の高低差を有する凹凸領域２１を備える。分離膜３ｂは、重ね合わせて接着されることで矩形の封筒状膜５ｂを形成している。封筒状膜５ｂにおける有孔集水管６の長手方向における両端には、分離膜表面平均高低差が５０μｍ以下である帯状の領域が設けられている。この領域を「帯状端部」と称し、符号７を付す。つまり、凹凸領域２１は、集水管の長手方向において、２つの帯状端部７の間に位置する。
【０１０１】
本実施形態では特に、分離膜３ｂは、貼り合わされることで矩形の封筒状膜５ｂを形成する。封筒状膜５ｂは、矩形の一辺が開口しており、その開口が有孔集水管６の外周面に対向するように、有孔集水管６に接着されている。有孔集水管６に接着された封筒状膜５ｂは、有孔集水管６の周りに巻囲されることで、巻囲体を形成している。
【０１０２】
有孔集水管６は、内部が中空である管であって、かつその表面に内部と通ずる多数の孔が開けられている。その素材としては、ＰＶＣ、ＡＢＳ等の硬質プラスチックやステンレス等の金属など各種材質が用いられる。１本の分離膜エレメントに設けられる有孔集水管の数は、基本的には１本である。
【０１０３】
分離膜エレメントにおいて、有孔集水管６の長手方向における両端のうち、一方の端部から原流体が供給されると、透過流体は有孔集水管６を通って他方の端部からエレメント外に流出し、濃縮流体は供給側流路を通って他方の端部からエレメント外に流出する。原流体の供給を受ける方の端部を「供給側の端部」または「上流側の端部」と称し、透過流体および濃縮流体が流出する側の端部を「流出側の端部」または「下流側の端部」と称する。
【０１０４】
２．第２実施形態
図３は他の分離膜エレメントの例を示す一部展開斜視図である。図２等を参照して既に説明した部材および要素については、同符号を付してその説明を省略することがある。
【０１０５】
図３に示すように、分離膜エレメント１ｃは、封筒状膜５ｂの開口部側の端部を除く全ての帯状端部において、分離膜の表面平均高低差が５０μｍ以下である。つまり、分離膜３ｂは、集水管６に近い一辺を除いて、分離膜３ｂの外縁にそって、帯状端部７および９を備える。ただしそれ以外は、第１実施形態と同様の構成を備える。
【０１０６】
３．第３実施形態
図４は他の分離膜エレメントの例を示す一部展開斜視図である。
【０１０７】
図４に示すように、分離膜エレメント１ｄは、帯状端部７に熱融着により配置された供給側流路材８を備える以外は、第１実施形態と同様の構成を備える。
本実施形態では原流体供給側および濃縮流体流出側の両端に流路材８が設けられるが、本発明はこれに限定されず、例えば流路材８が原流体供給側の帯状端部のみに設けられ、濃縮流体流出側には設けられていなくてもよい。
【０１０８】
４．第４実施形態
図５はさらに他の分離膜エレメントの例を示す一部展開斜視図である。
【０１０９】
図５に示すように、分離膜エレメント１ｅは、集水管の長手方向における両側の帯状端部７に熱融着により配置された供給側流路材８を備える以外は、第２実施形態と同様の構成を備える。なお、図５の構成において、流路材８が原流体供給側の帯状端部のみに設けられ、濃縮流体流出側には設けられていなくてもよい。
【０１１０】
５．その他の形態
供給側流路材は、原流体および濃縮流体の流路を確保することができるものであればよく、その形状、厚み、組成等は、具体的な構成に限定されるものではない。例えば、供給側流路材として、従来用いられてきたネットが適用されてもよい。
【０１１１】
透過側流路材は、透過流体の流路を確保することができるものであればよく、その形状、厚み、組成等は、具体的な構成に限定されるものではない。例えば、透過側流路材として、従来用いられてきたトリコットが適用されてもよい。
【０１１２】
異なる欄に記載した構成および形態をそれぞれ組み合わせて得られる形態も、本発明の技術的範囲に含まれる。
【０１１３】
Ｖ．分離膜エレメントの製造方法
１．分離膜の製造
＜上記ｉ）における多孔性支持層および上記ｉｉ）における分離機能層の形成＞
上記ｉ）の分離膜における多孔性支持層および上記ｉｉ）の分離膜における分離機能層を、以下の説明では「多孔性樹脂層」と総称する。
【０１１４】
多孔性樹脂層の形成方法の具体例として、良溶媒に樹脂を溶解する工程、得られた樹脂溶液を基材にキャストする工程、この樹脂溶液を非溶媒と接触させる工程を含む方法について説明する。この方法では、まず、基材（例えば不織布）の表面に、上述した樹脂と溶媒とを含む原液の被膜を形成するとともに、その原液を基材に含浸させる。その後、被膜を有する基材の被膜側表面のみを、非溶媒を含む凝固浴と接触させて樹脂を凝固させ、基材の表面に分離機能層としての多孔性樹脂層を形成する。原液の温度は、製膜性の観点から、通常、０〜１２０℃の範囲内で選定することが好ましい。
【０１１５】
樹脂の種類については、既に述べたとおりである。
【０１１６】
溶媒は、樹脂を溶解するものである。溶媒は、樹脂および開孔剤に作用してそれらが多孔性樹脂層を形成するのを促す。溶媒としては、Ｎ−メチルピロリジノン（ＮＭＰ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、アセトン、メチルエチルケトンなどを用いることができる。なかでも、樹脂の溶解性の高いＮＭＰ、ＤＭＡｃ、ＤＭＦ、ＤＭＳＯを好ましく用いることができる。
【０１１７】
原液には、開孔剤を添加することもできる。開孔剤は、凝固浴に浸漬された際に抽出されて、樹脂層を多孔質にする作用を持つものである。開孔剤は、凝固浴への溶解性の高いものであるのが好ましい。たとえば、塩化カルシウム、炭酸カルシウムなどの無機塩を用いることができる。また、開孔剤は、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールなどのポリオキシアルキレン類；ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ポリアクリル酸などの水溶性高分子；およびグリセリンから選択されてもよい。  
【０１１８】
さらに、原液には、非溶媒を添加することもできる。非溶媒は、樹脂を溶解しない液体である。非溶媒は、樹脂の凝固の速度を制御して細孔の大きさを制御するように作用する。非溶媒としては、水や、メタノール、エタノールなどのアルコール類を用いることができる。なかでも、廃水処理の容易さや価格の点から水やメタノールが好ましい。これらの混合物であってもよい。
【０１１９】
原液において、樹脂の濃度は、例えば５重量％以上であり、８〜４０重量％または８〜２５重量％である。溶媒の濃度は、例えば４０〜９５重量％、５５〜９４．９重量％、または６０〜９０重量％である。樹脂が極端に少ないと多孔性樹脂層の強度が低くなり、多すぎると透水性が低下することがある。また、溶媒は、少なすぎると原液がゲル化しやすくなり、多すぎると多孔性樹脂層の強度が低下することがある。
【０１２０】
特に、開孔剤および非溶媒を添加する場合は、原液において、樹脂の含有率は５〜４０重量％であることが好ましく、溶媒の含有率は４０〜９４．９重量％であることが好ましい。原液中の開孔剤の含有率は０．１〜１５重量％であることが好ましい。開孔剤の含有率は、０．５〜１０重量％であることがより好ましい。また、非溶媒の含有率は０〜２０重量％であることが好ましく、０．５〜１５重量％であることがより好ましい。 
【０１２１】
開孔剤は、少なすぎると透水性が低下することがあり、多すぎると多孔性樹脂層の強度が低下することがある。また、開孔剤の量が極端に多い場合、多孔性樹脂中に残存することがある。残存した開口剤は、使用中に溶出することにより、透過水の水質の悪化、または透水性の変動を引き起こすことがある。
【０１２２】
凝固浴としては、非溶媒、または、非溶媒と溶媒とを含む混合液を用いることができる。凝固浴における溶媒の含有率は、例えば４０〜９５重量％、より具体的には５０〜９０重量％である。凝固浴は、非溶媒を少なくとも５重量％含むことが好ましい。溶媒が４０重量％を下回ると、樹脂の凝固速度が速くなり、細孔径が小さくなる。また、溶媒が９５重量％を越えると、樹脂が凝固しにくく、多孔性樹脂層が形成されにくくなる。
【０１２３】
凝固浴の温度によって凝固速度を調整することができる。凝固浴の温度は、例えば０〜１００℃、または１０〜８０℃である。
【０１２４】
被膜を有する基材の被膜側表面のみを、凝固浴と接触させる方法は、特に限定されない。例えば、被膜を有する基材の被膜側表面が下側に来るようにして、凝固浴表面と接触させる方法や、ガラス板、金属板などの平滑な板上に被膜側とは反対側を接触させて、凝固浴が裏側に回り込まないように貼り付け、被膜を有する基材を板ごと凝固浴に浸漬させてもよい。後者の方法では、基材を板に貼り付けてから原液の被膜を形成しても構わないし、基材に原液の被膜を形成してから板に貼り付けてもよい。
【０１２５】
基材への原液の被膜の形成は、基材への原液の塗布、または基材の原液への浸漬によって行われる。原液を塗布する場合には、基材の片面に塗布しても構わないし、両面に塗布しても構わない。このとき、原液の組成にもよるが、密度が０．７ｇ／ｃｍ3以下である多孔性基材を使用すると、原液が多孔性基材に対して適度に含浸する。
【０１２６】
以上のように製造される分離膜は、多孔性樹脂層（すなわち分離機能層）において、凝固浴と接触した側表面の平均孔径は、他方の表面の平均孔径の２倍以上の大きさである。これは、凝固浴に溶媒が４０〜９５重量％含まれるため、原液と凝固浴との置換速度が比較的遅く、多孔性樹脂層において、凝固浴と接触した側表面の穴の成長が進んで細孔径が大きくなるのに対し、反対側の表面は、凝固浴と接触しないため、原液の相分離によってのみ穴が形成され、比較的細孔径が小さくなるためである。このため、このようにして得られた分離膜は、凝固浴と接触した側を被処理液側に、他方を透過液側にして用いればよい。
【０１２７】
具体的な形成方法について説明する。所定量のポリスルホンをＤＭＦに溶解し、所定濃度のポリスルホン樹脂溶液（原液）を調製する。次いで、この原液を不織布からなる基材上に略一定の厚さに塗布した後、一定時間空気中で表面の溶媒を除去した後、凝固液中でポリスルホンを凝固させる。この時、凝固液と接触する表面部分などは溶媒のＤＭＦが迅速に揮散するとともにポリスルホンの凝固が急速に進行し、ＤＭＦの存在した部分を核とする微細な連通孔が生成される。
【０１２８】
また、上記の表面部分から基材側へ向かう内部においては、ＤＭＦの揮散とポリスルホンの凝固が表面に比べて緩慢に進行するので、ＤＭＦが凝集して大きな核を形成しやすく、したがって、生成する連通孔が大径化する。勿論、上記の核生成の条件は、表面からの距離によって徐々に変化するので、明確な境界のない、滑らかな孔径分布を有する層が形成されることになる。この形成工程において用いる原液の温度、ポリスルホンの濃度、塗布を行う雰囲気の相対湿度、塗布してから凝固液に浸漬するまでの時間、凝固液の温度や組成等を調節することにより平均空隙率および平均孔径を制御することができる
以上に述べた工程の詳細、または特に言及しなかった条件等については、例えば、“オフィス  オブ  セイリーン  ウォーター  リサーチ  アンド  ディベロップメント  プログレス  レポート”Ｎｏ．３５９（１９６８）に記載された方法に従って、行うことができる。ただし、目的の構造を備える層を得るために、ポリマー濃度、溶媒の温度、貧溶媒を変更することができる。
【０１２９】
＜上記ｉ）における分離機能層の形成＞
上記ｉ）の分離膜を構成する分離機能層は以下のように製造できる。
【０１３０】
ポリアミドを主成分とする分離機能層は、多孔性支持層上で多官能アミンと多官能酸ハロゲン化物との界面重縮合により形成することができる。ここで、多官能アミンまたは多官能酸ハロゲン化物の少なくとも一方として、少なくとも１種の３官能以上の化合物が用いられることが好ましい。
【０１３１】
ここで、多官能アミンとは、一分子中に少なくとも２個の第一級アミノ基および／または第二級アミノ基を有し、そのアミノ基のうち少なくとも１つは第一級アミノ基であるアミンをいう。
【０１３２】
例えば、２個のアミノ基がオルト位やメタ位、パラ位のいずれかの位置関係でベンゼン環に結合したフェニレンジアミン、キシリレンジアミン、１，３，５−トリアミノベンゼン、１，２，４−トリアミノベンゼン、３，５−ジアミノ安息香酸、３−アミノベンジルアミン、４−アミノベンジルアミンなどの芳香族多官能アミン、エチレンジアミン、プロピレンジアミンなどの脂肪族アミン、１，２−ジアミノシクロヘキサン、１，４−ジアミノシクロヘキサン、４−アミノピペリジン、４−アミノエチルピペラジンなどの脂環式多官能アミン等を挙げることができる。
【０１３３】
膜の選択分離性や透過性、耐熱性を考慮すると、多官能アミンとしては、一分子中に２〜４個の第一級アミノ基および／または第二級アミノ基を有する芳香族多官能アミンが好ましい。このような多官能芳香族アミンとしては、ｍ−フェニレンジアミン、ｐ−フェニレンジアミン、１，３，５−トリアミノベンゼンが好適に用いられる。中でも、入手の容易性や取り扱いのしやすさから、ｍ−フェニレンジアミン（以下、ｍ−ＰＤＡと記す）がより好ましい。
【０１３４】
多官能アミンは、単独で用いられても、２種以上の多官能アミンが組み合わされて用いられてもよい。２種以上の多官能アミンが用いられる場合、上述のとおり例示されたアミン同士を組み合わせてもよく、上述のアミンと一分子中に少なくとも２個の第二級アミノ基を有するアミンとを組み合わせてもよい。一分子中に少なくとも２個の第二級アミノ基を有するアミンとして、例えば、ピペラジン、１，３−ビスピペリジルプロパン等を挙げることができる。
【０１３５】
多官能酸ハロゲン化物とは、一分子中に少なくとも２個のハロゲン化カルボニル基を有する酸ハロゲン化物をいう。
【０１３６】
例えば、３官能酸ハロゲン化物としては、トリメシン酸クロリド、１，３，５−シクロヘキサントリカルボン酸トリクロリド、１，２，４−シクロブタントリカルボン酸トリクロリドなどを挙げることができる。２官能酸ハロゲン化物としては、ビフェニルジカルボン酸ジクロリド、アゾベンゼンジカルボン酸ジクロリド、テレフタル酸クロリド、イソフタル酸クロリド、ナフタレンジカルボン酸クロリドなどの芳香族２官能酸ハロゲン化物、アジポイルクロリド、セバコイルクロリドなどの脂肪族２官能酸ハロゲン化物、シクロペンタンジカルボン酸ジクロリド、シクロヘキサンジカルボン酸ジクロリド、テトラヒドロフランジカルボン酸ジクロリドなどの脂環式２官能酸ハロゲン化物を挙げることができる。
【０１３７】
多官能アミンとの反応性を考慮すると、多官能酸ハロゲン化物は多官能酸塩化物であることが好ましい。また、膜の選択分離性、耐熱性を考慮すると、多官能酸ハロゲン化物は、一分子中に２〜４個の塩化カルボニル基を有する多官能芳香族酸塩化物であることが好ましい。特に、入手の容易性や取り扱いのしやすさの観点から、トリメシン酸クロリドがより好ましい。
【０１３８】
これらの多官能酸ハロゲン化物は、単独で用いられても、２種以上を同時に用いられてもよい。
【０１３９】
多官能酸ハロゲン化物として、２官能酸ハロゲン化合物と３官能ハロゲン化合物とを用いることができる。分離膜の分離性能を保持する点で、２官能酸ハロゲン化合物と３官能ハロゲン化合物との比率が、モル比（２官能酸ハロゲン化合物のモル／３官能酸ハロゲン化合物のモル）で０．０５〜１．５であることが好ましく、０．１〜１．０であることがさらに好ましい。
【０１４０】
分離機能層としてポリアミド層を形成する具体的な方法について説明する。
【０１４１】
多孔性支持膜上に、多官能アミン水溶液を塗布した後、余分なアミン水溶液をエアーナイフなどで除去する。その上に、多官能酸ハロゲン化物含有溶液を塗布し、余分な多官能酸ハロゲン化物をエアーナイフなどで除去する。
【０１４２】
その後、洗浄によってモノマーを除去してもよい。また、塩素、酸、アルカリ、亜硝酸などの化学処理を施してもよい。化学処理後に洗浄を行ってもよいし、洗浄後に化学処理を行ってもよい。
【０１４３】
多官能酸ハロゲン化物含有溶液の溶媒としては、有機溶媒が用いられる。有機溶媒としては、水と非混和性であり、かつ多官能酸ハロゲン化物を溶解し、多孔性樹脂を破壊しないものが望ましく、多官能アミン化合物および多官能酸ハロゲン化物に対して不活性であるものであればよい。好ましい例として、ｎ−ヘキサン、ｎ−オクタン、ｎ−デカンなどの炭化水素化合物が挙げられる。
【０１４４】
また、Ｓｉ元素などを有する有機−無機ハイブリッド構造を有する分離機能層の形成について説明する。上述したように、有機−無機ハイブリッド構造の分離機能層は、化合物（Ａ）の縮合、および化合物（Ａ）と化合物（Ｂ）との重合の少なくとも一方の反応によって得られる。
【０１４５】
まず、化合物（Ａ）について説明する。
【０１４６】
エチレン性不飽和基を有する反応性基はケイ素原子に直接結合している。このような反応性基としては、ビニル基、アリル基、メタクリルオキシエチル基、メタクリルオキシプロピル基、アクリルオキシエチル基、アクリルオキシプロピル基、スチリル基が例示される。重合性の観点から、メタクリルオキシプロピル基、アクリルオキシプロピル基、スチリル基が好ましい。
【０１４７】
化合物（Ａ）は、ケイ素原子に直接結合している加水分解性基が水酸基に変化するなどのプロセスを経て、ケイ素化合物同士がシロキサン結合で結ばれるという縮合反応により、高分子となる。
【０１４８】
加水分解性基としてはアルコキシ基、アルケニルオキシ基、カルボキシ基、ケトオキシム基、アミノヒドロキシ基、ハロゲン原子およびイソシアネート基などの官能基が例示される。アルコキシ基としては、炭素数１〜１０のものが好ましく、さらに好ましくは炭素数１〜２のものである。アルケニルオキシ基としては炭素数２〜１０のものが好ましく、さらには炭素数２〜４、さらには３のものである。カルボキシ基としては、炭素数２〜１０のものが好ましく、さらには炭素数２のもの、すなわちアセトキシ基である。ケトオキシム基としては、メチルエチルケトオキシム基、ジメチルケトオキシム基、ジエチルケトオキシム基が例示される。アミノヒドロキシ基は、酸素を介してアミノ基が酸素原子を介してケイ素原子に結合しているものである。このようなものとしては、ジメチルアミノヒドロキシ基、ジエチルアミノヒドロキシ基、メチルエチルアミノヒドロキシ基が例示される。ハロゲン原子としては、塩素原子が好ましく使用される。
【０１４９】
分離機能層の形成にあたっては、上記加水分解性基の一部が加水分解し、シラノール構造をとっているケイ素化合物も使用できる。また２以上のケイ素化合物が、加水分解性基の一部が加水分解、縮合し架橋しない程度に高分子量化したものも使用できる。
【０１５０】
ケイ素化合物（Ａ）としては下記一般式（ａ）で表されるものであることが好ましい。
Ｓｉ（Ｒ１）ｍ（Ｒ２）ｎ（Ｒ３）４−ｍ−ｎ    ・・・（ａ）
（Ｒ１はエチレン性不飽和基を含む反応性基を示す。Ｒ２はアルコキシ基、アルケニルオキシ基、カルボキシ基、ケトオキシム基、ハロゲン原子またはイソシアネート基のいずれかを表す。Ｒ３はＨまたはアルキル基を表す。ｍ、ｎはｍ＋ｎ≦４を満たす整数であり、ｍ≧１、ｎ≧１を満たすものとする。Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３それぞれにおいて２以上の官能基がケイ素原子に結合している場合、同一であっても異なっていてもよい。）
Ｒ１はエチレン性不飽和基を含む反応性基であるが、上で解説したとおりである。
【０１５１】
Ｒ２は加水分解性基であるが、これらは上で解説したとおりである。Ｒ３となるアルキル基の炭素数としては１〜１０のものが好ましく、さらに１〜２のものが好ましい。
【０１５２】
加水分解性基としては、分離機能層の形成にあたって、反応液が粘性を持つことからアルコキシ基が好ましく用いられる。
【０１５３】
このようなケイ素化合物としては、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、スチリルトリメトキシシラン、メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、アクリロキシプロピルトリメトキシシランが例示される。
【０１５４】
化合物（Ａ）の他に、エチレン性不飽和基を有する反応性基を有しないが、加水分解性基を有すケイ素化合物（Ｃ）を併せて使用することもできる。化合物（Ａ）については、一般式（ａ）で「ｍ≧１」と定義されているのに対して、化合物（Ｃ）としては、一般式（ａ）においてｍがゼロである化合物が例示される。化合物（Ｃ）としては、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシランが例示される。
【０１５５】
次に化合物（Ａ）以外のものであって、エチレン性不飽和基を有する化合物（Ｂ）について説明する。
【０１５６】
エチレン性不飽和基は付加重合性を有する。このような化合物としてはエチレン、プロピレン、メタアクリル酸、アクリル酸、スチレンおよびこれらの誘導体が例示される。
【０１５７】
また、この化合物は、分離膜を水溶液の分離などに用いたときに水の選択的透過性を高め、塩の阻止率を上げるために、酸基を有するアルカリ可溶性の化合物であることが好ましい。
【０１５８】
好ましい酸の構造としては、カルボン酸、ホスホン酸、リン酸およびスルホン酸であり、これらの酸の構造としては、酸の形態、エステル化合物、および金属塩のいずれの状態で存在してもよい。これらのエチレン性不飽和基を１個以上有する化合物は、２つ以上の酸を含有し得るが、特に１個〜２個の酸基を含有する化合物が、好ましい。
【０１５９】
上記のエチレン性不飽和基を１個以上有する化合物の中でカルボン酸基を有する化合物としては、以下のものが例示される。マレイン酸、無水マレイン酸、アクリル酸、メタクリル酸、２−（ヒドロキシメチル）アクリル酸、４−（メタ）アクリロイルオキシエチルトリメリト酸および対応する無水物、１０−メタクリロイルオキシデシルマロン酸、Ｎ−（２−ヒドロキシ−３−メタクリロイルオキシプロピル）−Ｎ−フェニルグリシンおよび４−ビニル安息香酸が挙げられる。
【０１６０】
上記のエチレン性不飽和基を１個以上有する化合物の中でホスホン酸基を有する化合物としては、ビニルホスホン酸、４−ビニルフェニルホスホン酸、４−ビニルベンジルホスホン酸、２−メタクリロイルオキシエチルホスホン酸、２−メタクリルアミドエチルホスホン酸、４−メタクリルアミド−４−メチル−フェニル−ホスホン酸、２−［４−（ジヒドロキシホスホリル）−２−オキサ−ブチル］−アクリル酸および２−［２−ジヒドロキシホスホリル）−エトキシメチル］−アクリル酸−２，４，６−トリメチル−フェニルエステルが例示される。
【０１６１】
上記のエチレン性不飽和基を１個以上有する化合物の中でリン酸エステルの化合物としては、２−メタクリロイルオキシプロピル一水素リン酸および２−メタクリロイルオキシプロピル二水素リン酸、２−メタクリロイルオキシエチル一水素リン酸および２−メタクリロイルオキシエチル二水素リン酸、２−メタクリロイルオキシエチル−フェニル−水素リン酸、ジペンタエリトリトール−ペンタメタクリロイルオキシホスフェート、１０−メタクリロイルオキシデシル−二水素リン酸、ジペンタエリトリトールペンタメタクリロイルオキシホスフェート、リン酸モノ−（１−アクリロイル−ピペリジン−４−イル）−エステル、６−（メタクリルアミド）ヘキシル二水素ホスフェートならびに１，３−ビス−（Ｎ−アクリロイル−Ｎ−プロピル−アミノ）−プロパン−２−イル−二水素ホスフェートが例示される。
【０１６２】
上記のエチレン性不飽和基を１個以上有する化合物の中でスルホン酸基を有する化合物としては、ビニルスルホン酸、４−ビニルフェニルスルホン酸または３−（メタクリルアミド）プロピルスルホン酸が挙げられる。
【０１６３】
有機−無機ハイブリッド構造の分離機能層の形成においては、化合物（Ａ）、化合物（Ｂ）および重合開始剤を含んだ反応液が使用される。この反応液を多孔性支持層上に塗布し、加水分解性基を縮合させ、かつエチレン性不飽和基を重合させることによって、これら化合物を高分子量化することができる。
【０１６４】
化合物（Ａ）が単独で縮合した場合、ケイ素原子に架橋鎖の結合が集中するので、ケイ素原子周辺とケイ素原子から離れた部分との密度差が大きくなる。その結果、分離機能層中の孔径が不均一となる傾向がある。一方、化合物（Ａ）自身の高分子量化および架橋に加え、化合物（Ｂ）が化合物（Ａ）と共重合することで、加水分解性基の縮合による架橋点とエチレン性不飽和基の重合による架橋点が適度に分散される。このように架橋点が分散することで、分離膜における孔径が均一化する。その結果、分離膜における透水性能と除去性能との良好なバランスが実現される。また、エチレン性不飽和基を１個以上有する低分子量化合物は、分離膜使用時に溶出することで膜性能低下を引き起こすことがあるが、分離機能層において化合物が高分子化されていることによって、このような膜性能低下を抑制することができる。
【０１６５】
このような製造方法において、化合物（Ａ）の含有量は、反応液に含有される固形分量１００重量部に対し１０重量部以上であることが好ましく、さらに好ましくは２０重量部〜５０重量部である。ここで、反応液に含有される固形分とは、反応液に含有される全成分のうち、溶媒および縮合反応で生成する水やアルコールなどの留去成分を除いた、得られる複合半透膜に最終的に分離機能層として含まれる成分のことを指す。化合物（Ａ）の量が充分であることで、充分な架橋度が得られ、膜ろ過時に分離機能層の成分が溶出し分離性能が低下するなどの不具合が発生するおそれが低減される。
【０１６６】
化合物（Ｂ）の含有量は、反応液に含有される固形分量１００重量部に対し９０重量部以下であることが好ましく、さらに好ましくは５０重量部〜８０重量部である。化合物（Ｂ）の含有量がこれらの範囲にあるとき、得られる分離機能層は架橋度が高くなるため、分離機能層が溶出することなく安定に膜ろ過ができる。
【０１６７】
次に、上記のような有機−無機ハイブリッド構造を有する分離機能層を多孔性支持層上に形成する方法について説明する。
【０１６８】
分離機能層形成方法として、化合物（Ａ）および化合物（Ｂ）を含有する反応液を塗布する工程、溶媒を除去する工程、エチレン性不飽和基を重合させる工程、加水分解性基を縮合させる工程を、この順に行う方法が例示される。エチレン不飽和基を重合させる工程において、加水分解性基が同時に縮合することが含まれていてもよい。
【０１６９】
まず、化合物（Ａ）および化合物（Ｂ）を含有する反応液を、後述する多孔性支持層に接触させる。かかる反応液は、通常溶媒を含有する溶液であるが、かかる溶媒は多孔性支持層を破壊せず、化合物（Ａ）、化合物（Ｂ）、および必要に応じて添加される重合開始剤を溶解するものであれば特に限定されない。この反応液に、化合物（Ａ）のモル数に対して１〜１０倍モル量の水、好ましくは１〜５倍モル量の水を、無機酸または有機酸と共に添加することでて、化合物（Ａ）の加水分解を促すことができる。
【０１７０】
反応液の溶媒としては、水、アルコール系有機溶媒、エーテル系有機溶媒、ケトン系有機溶媒および、これらを混ぜ合わせたものが好ましい。例えば、アルコール系有機溶媒として、メタノール、エトキシメタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、アミルアルコール、シクロヘキサノール、メチルシクロヘキサノール、エチレングリコールモノメチルエーテル（2-メトキシエタノール）、エチレングリコールモノアセトエステル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノアセテート、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、メトキシブタノール等が挙げられる。また、エーテル系有機溶媒として、メチラール、ジエチルエーテル、ジプロピルエーテル、ジブチルエーテル、ジアミルエーテル、ジエチルアセタール、ジヘキシルエーテル、トリオキサン、ジオキサン等が挙げられる。また、ケトン系有機溶媒として、アセトン、メチルエチルケトン、メチルプロピルケトン、メチルイソブチルケトン、メチルアミルケトン、メチルシクロヘキシルケトン、ジエチルケトン、エチルブチルケトン、トリメチルノナノン、アセトニトリルアセトン、ジメチルオキシド、ホロン、シクロヘキサノン、ダイアセトンアルコール等が挙げられる。
【０１７１】
また、溶媒の添加量は、反応液に含有される固形分量１００重量部に対し５０重量部以上であることが好ましく、８０重量部以上であることがより好ましい。溶媒の添加量が固形分量１００重量部に対して５０重量部以上であることで、良好な透水性を有する膜が得られる。また、溶媒の添加量が固形分量１００重量部に対し以下であることで、膜に欠点が生じにくいという利点がある。
【０１７２】
多孔性支持層と上記反応液との接触は、多孔性支持層上で均一にかつ連続的に行うことが好ましい。具体的には、例えば、反応液をスピンコーター、ワイヤーバー、フローコーター、ダイコーター、ロールコーター、スプレーなどの塗布装置を用いて多孔性支持層上にコーティングする方法があげられる。また多孔性支持層を、反応液に浸漬する方法を挙げることができる。
【０１７３】
浸漬させる場合、多孔性支持層と反応液との接触時間は、０．５〜１０分間の範囲内であることが好ましく、１〜３分間の範囲内であるとさらに好ましい。反応液を多孔性支持層に接触させたあとは、多孔性支持層上に液滴が残らないように十分に液切りすることが好ましい。十分に液切りすることで、膜形成後に液滴残存部分が膜欠点となって膜性能が低下することを防ぐことができる。液切りの方法としては、反応液接触後の多孔性支持層を垂直方向に把持して過剰の反応液を自然流下させる方法や、エアーノズルから窒素などの風を吹き付け、強制的に液切りする方法（つまりエアーナイフ）などを用いることができる。また、液切り後、膜面を乾燥させ、反応液の溶媒分の一部を除去することもできる。
【０１７４】
ケイ素の加水分解性基を縮合させる工程は、多孔性支持層に反応液を接触させた後に加熱処理することによって行われる。このときの加熱温度は、多孔性支持層が溶融し分離膜としての性能が低下する温度より低いことが要求される。縮合反応を速やかに進行させるために通常０℃以上で加熱を行うことが好ましく、２０℃以上がより好ましい。また、前記反応温度は、１５０℃以下が好ましく、１００℃以下がより好ましい。反応温度が０℃以上であれば、加水分解および縮合反応が速やかに進行し、１５０℃以下であれば、加水分解および縮合反応の制御が容易になる。また、加水分解または縮合を促進する触媒を添加することで、より低温でも反応を進行させることが可能である。さらに分離機能層が細孔を有するよう加熱条件および湿度条件を選定することで、縮合反応を適切に行うことができる。
【０１７５】
化合物（Ａ）および化合物（Ｂ）のエチレン性不飽和基を有する化合物のエチレン性不飽和基の重合方法としては、熱処理、電磁波照射、電子線照射、プラズマ照射により行うことができる。ここで電磁波とは赤外線、紫外線、Ｘ線、γ線などを含む。重合方法は適宜最適な選択をすればよいが、ランニングコスト、生産性などの点から電磁波照射による重合が好ましい。電磁波の中でも赤外線照射や紫外線照射が簡便性の点からより好ましい。実際に赤外線または紫外線を用いて重合を行う際、これらの光源は選択的にこの波長域の光のみを発生する必要はなく、これらの波長域の電磁波を含むものであればよい。しかし、重合時間の短縮、重合条件の制御などのしやすさの点から、これらの電磁波の強度がその他の波長域の電磁波に比べ高いことが好ましい。
【０１７６】
電磁波は、ハロゲンランプ、キセノンランプ、ＵＶランプ、エキシマランプ、メタルハライドランプ、希ガス蛍光ランプ、水銀灯などから発生させることができる。電磁波のエネルギーは重合できれば特に制限しないが、特に高効率で低波長の紫外線は薄膜形成性が高い。このような紫外線は低圧水銀灯、エキシマレーザーランプにより発生させることができる。分離機能層の厚み、形態はそれぞれの重合条件によっても大きく変化することがあり、電磁波による重合であれば電磁波の波長、強度、被照射物との距離、処理時間により大きく変化することがある。そのためこれらの条件は適宜最適化を行う必要がある。
【０１７７】
重合速度を速める目的で分離機能層形成の際に重合開始剤、重合促進剤等を添加することが好ましい。ここで、重合開始剤、重合促進剤とは特に限定されるものではなく、用いる化合物の構造、重合手法などに合わせて適宜選択されるものである。
【０１７８】
重合開始剤を以下例示する。電磁波による重合の開始剤としては、ベンゾインエーテル、ジアルキルベンジルケタール、ジアルコキシアセトフェノン、アシルホスフィンオキシドもしくはビスアシルホスフィンオキシド、α−ジケトン（例えば、９，１０−フェナントレンキノン）、ジアセチルキノン、フリルキノン、アニシルキノン、４，４’−ジクロロベンジルキノンおよび４，４’−ジアルコキシベンジルキノン、およびショウノウキノンが、例示される。熱による重合の開始剤としては、アゾ化合物（例えば、２，２’−アゾビス（イソブチロニトリル）（ＡＩＢＮ）もしくはアゾビス−（４−シアノバレリアン酸））、または過酸化物（例えば、過酸化ジベンゾイル、過酸化ジラウロイル、過オクタン酸ｔｅｒｔ−ブチル、過安息香酸ｔｅｒｔ−ブチルもしくはジ−（ｔｅｒｔ−ブチル）ペルオキシド）、さらに芳香族ジアゾニウム塩、ビススルホニウム塩、芳香族ヨードニウム塩、芳香族スルホニウム塩、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム、アルキルリチウム、クミルカリウム、ナトリウムナフタレン、ジスチリルジアニオンが例示される。なかでもベンゾピナコールおよび２，２’−ジアルキルベンゾピナコールは、ラジカル重合のための開始剤として特に好ましい。
【０１７９】
過酸化物およびα−ジケトンは、開始を加速するために、好ましくは、芳香族アミンと組み合わせて使用される。この組み合わせはレドックス系とも呼ばれる。このような系の例としては、過酸化ベンゾイルまたはショウノウキノンと、アミン（例えば、Ｎ，Ｎ−ジメチル−ｐ−トルイジン、Ｎ，Ｎ−ジヒドロキシエチル−ｐ−トルイジン、ｐ−ジメチル−アミノ安息香酸エチルエステルまたはその誘導体）との組み合わせである。さらに、過酸化物を、還元剤としてのアスコルビン酸、バルビツレートまたはスルフィン酸と組み合わせて含有する系もまた好ましい。
【０１８０】
次いで、これを約１００〜２００℃で加熱処理すると重縮合反応が起こり、多孔性支持層表面にシランカップリング剤由来の分離機能層が形成される。加熱温度は、多孔性支持層の素材にもよるが、高すぎると溶解が起こり多孔性支持層の細孔が閉塞するため、最終的に得られる分離膜の造水量が低下する。一方低すぎた場合には、重縮合反応が不十分となり分離機能層の溶出により除去率が低下するようになる。
【０１８１】
なお上記の製造方法において、シランカップリング剤とエチレン性不飽和基を１個以上有する化合物とを高分子量化する工程は、シランカップリング剤の重縮合工程の前に行っても良いし、後に行っても良い。また、同時に行っても良い。
【０１８２】
このようにして得られた有機−無機ハイブリッド構造を有する分離膜は、このままでも使用できるが、使用する前に例えばアルコール含有水溶液、アルカリ水溶液によって膜の表面を親水化させることが好ましい。
【０１８３】
＜後処理＞
上述したｉ）及びｉｉ）のいずれの分離膜においても、分離機能層は、透過性能、除去性能などの基本性能を向上させる上で、塩素含有化合物、酸、アルカリ、亜硝酸、カップリング剤などによる化学処理を施されてもよい。さらに洗浄によって、未重合のモノマーが除かれてもよい。
【０１８４】
＜凹凸部の形成＞
分離膜に高低差を付与する方法としては特に限定されないが、分離膜を封筒状膜にした際に、帯状端部となる以外の部分にエンボス成形、水圧成形、カレンダ加工などの方法を用いることができる。また、分離膜全体に高低差を付与した後、帯状端部となる部分をプレス加工により平滑化し、帯状端部の分離膜表面平均高低差を５０μｍ以下とすることも出来る。さらに、分離膜の成形時や成形後に４０〜１５０℃の熱処理を施すことで、分離機能層や多孔性支持層および基材の成形性を高めることができる。その結果、成形による分離膜の構造破壊を抑制できるだけでなく、凹凸形状保持性を向上させることができる。成型時の熱処理温度は、分離膜から基材のみをはがし取り、基材のＤＳＣを測定することでポリエステル繊維の熱処理温度を公知の方法を用いて同定することができる。
【０１８５】
分離膜を凹凸成形する工程は、分離膜製造におけるどの段階で行われてもよい。すなわち、分離膜を凹凸成形する工程としては、例えば、分離機能層が形成される前に多孔性支持層を凹凸加工する工程、基材のみを凹凸加工する工程、多孔性支持層および基材を積層した積層体を凹凸加工する工程、または分離機能層が形成された分離膜を凹凸加工する工程が挙げられる。
【０１８６】
２．分離膜エレメントの製造
＜供給側流路材の形成＞
供給側流路材８の形成における樹脂の塗布方法は、分離膜の供給側の面の帯状端部に目的のパターンで配置できる方法であれば特に限定されないが、例えばノズル型のホットメルトアプリケーター、スプレー型のホットメルトアプリケーター、フラットノズル型のホットメルトアプリケーター、ロール型コーター、グラビア法、押出型コーター、印刷、噴霧等が挙げられる。
【０１８７】
樹脂を塗布する工程は、分離膜製造におけるどのタイミングで行われてもよい。例えば、分離膜を作製する前の段階で支持膜を加工する工程、又は、支持膜および基材の積層体を加工する工程、分離膜を加工する工程等において、樹脂を塗布することができる。
【０１８８】
熱融着法としては、熱風溶着、熱板溶着、レーザー溶着、高周波溶着、誘導加熱溶着、スピン溶着、振動溶着、超音波溶着、ＤＳＩ成形などを用いることができる。
【０１８９】
樹脂の種類、熱融着等の熱処理時の温度などを変更することによって、供給側流路材８の断面形状、厚み（高低差）等を調整することができる。
【０１９０】
＜透過側流路材の形成＞
透過側流路材の形成方法としては特に限定されないが、連続形状の場合、あらかじめ加工しておいた流路材を分離膜の透過流体側に積層する方法が好ましい。不連続形状の場合、上述の供給側流路材の形成と同様に透過側流路材を構成する材料を分離膜の透過流体側に直接、印刷、噴霧、アプリケーター塗布、ホットメルト加工などにより配置する方法が用いられる。
【０１９１】
＜エレメントの組み立て＞
従来のエレメント製作装置を用いて、例えば、リーフ数２６枚、有効面積３７ｍ２の８インチエレメントを作製することができる。エレメント作製方法としては、参考文献（特公昭４４−１４２１６、特公平４−１１９２８、特開平１１−２２６３６６）に記載される方法を用いることができる。
【０１９２】
分離膜は重ねられ、集水管の周囲に巻き付けられながら、貼り合わされる。分離膜同士の接着に用いられる接着剤は、粘度が４０ＰＳ（Poise）以上１５０ＰＳ以下の範囲内であることが好ましく、さらに５０ＰＳ以上１２０ＰＳ以下がより好ましい。接着剤粘度が高すぎる場合には、積層したリーフを集水管に巻囲する際に、シワが発生し易くなって分離膜エレメントの性能が損なわれ易くなる。逆に、接着剤粘度が低すぎる場合は、リーフの端部（接着面部分）から接着剤が流出して装置を汚す他、不要な部分に付着して分離膜エレメントの性能を損なうと共に、流出した接着剤の処理作業により作業効率が著しく低下する。
【０１９３】
接着剤の塗布量は、リーフを集水管に巻囲した後に、分離膜上で接着剤が付着する領域の幅が、１０ｍｍ以上１００ｍｍ以下になるように調整されてもよい。塗布幅が１０ｍｍ以上であることで、接着不良の発生が抑制される。よって、供給流体の一部が透過側に流入することが抑制される。一方で、接着剤は、分離膜が巻回される時に広がることで分離に関わる分離膜の面積（すなわち有効膜面積）を低減させることがある。これに対して、接着剤が付着する領域の幅が１００ｍｍ以下であることで、有効膜面積を確保することができる。
【０１９４】
接着剤としてはウレタン系接着剤が好ましく、粘度を４０ＰＳ以上１５０ＰＳ以下の範囲とするには、主剤のイソシアネートと硬化剤のポリオールとを、イソシアネート：ポリオール＝１：１〜１：５の割合で混合したものが好ましい。接着剤の粘度は、予め主剤、硬化剤単体、及び配合割合を規定した混合物の粘度をＢ型粘度計（ＪＩＳ  Ｋ  ６８３３）で測定したものである。
【０１９５】
ＶＩ．分離膜エレメントの使用
分離膜エレメントは、直列または並列に接続され、圧力容器に収納されることで、分離膜モジュールに適用される。
【０１９６】
また、上記の分離膜エレメントおよびモジュールは、それらに流体を供給するポンプ、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。
【０１９７】
流体分離装置の操作圧力は高い方が脱塩率は向上するが、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被処理水を透過する際の操作圧力は、０．２ＭＰａ以上８ＭＰａ以下が好ましい。供給水温度は、高くなると塩脱塩率が低下するが、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。また、原流体ｐＨは、高くなると海水などの高塩濃度の供給水の場合、マグネシウムなどのスケールが発生する恐れがあり、また、高ｐＨ運転による膜の劣化が懸念されるため、中性領域での運転が好ましい。
【０１９８】
分離膜エレメントによって処理される流体は特に限定されないが、水処理に使用する場合、供給水としては、海水、かん水、廃水等の５００ｍｇ／Ｌ〜１００ｇ／Ｌ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」あるいは「重量比」で表される。定義によれば、０．４５ミクロン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】
【０１９９】
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。【０２００】
（分離膜による造水量）
分離膜によって供給水を透過水と濃縮水とに分離したときに得られた透過水量を、分離膜の造水量として、膜面１平方メートルにおける１日あたりの透水量（立方メートル）を造水量（ｍ３／ｍ２／日）として表した。【０２０１】
（分離膜による脱塩率）
供給水および透過水の電気伝導率を測定し、脱塩率を下式により算出した。
脱塩率（ＴＤＳ除去率）（％）＝{１−(透過水ＴＤＳ濃度)／(供給水ＴＤＳ濃度)｝×１００
（分離膜エレメントによる造水量）
分離膜エレメントによって供給水を透過水と濃縮水とに分離したときに得られた透過水量を、分離膜エレメント造水量として、１本のエレメントにおける１日あたりの透水量（立方メートル）を造水量（ｍ３／日）として表した。【０２０２】
（分離膜エレメントによる脱塩率）
供給水、透過水、及び濃縮水の電気伝導率を測定し、脱塩率を下式により算出した。
脱塩率（ＴＤＳ除去率）（％）＝{１−(２×透過水ＴＤＳ濃度)／(供給水ＴＤＳ濃度＋濃縮水ＴＤＳ濃度)｝×１００
（分離膜表面の高低差）
キーエンス製高精度形状測定システムＫＳ−１１００を用い、帯状端部および帯状端部以外（凹凸部）の１ｃｍ×１ｃｍの表面測定結果から平均の高低差を解析した。凸部において最も高さが高い部分と、その凸分に隣接する凹部において最も低い部分との高低差を測定し、平均の高低差を求めた。なお、帯状端部については、１μｍ未満の高低差は省き、１μｍ以上の高低差のある箇所を測定した。また、帯状端部以外（凹凸領域）については、１０μｍ未満の高低差は省き、１０μｍ以上の高低差のある箇所を測定した。こうして、帯状端部および凹凸領域のそれぞれで測定された高さの合計値を、測定総箇所の数（１００箇所）で割って相加平均値を求めた。以上の作業を３つのサンプルについて行い、分離膜表面の高低差として、各サンプルで得られた値の平均値を算出した。【０２０３】
（基材の繊維配向度）
不織布からランダムに小片サンプル１０個を採取し、走査型電子顕微鏡で１００〜１０００倍の写真を撮影し、各サンプルから無作為に２０本ずつ、計１００本の繊維について、不織布の長手方向（縦方向）を０°とし、不織布の幅方向（横方向）を９０°としたときの角度を測定し、それらの平均値を、小数点以下第一位を四捨五入して繊維配向度として求めた。【０２０４】
（実施例１）
ポリエステル長繊維からなる不織布（糸径：１デシテックス、厚み：約９０μｍ、通気度：１ｃｃ／ｃｍ２／ｓｅｃ、多孔性支持層側表層での繊維配向度：４０°、多孔性支持層とは反対側の表層での繊維配向度：２０°）上に、室温（２５℃）で、１７．０重量％ポリスルホンを含有するジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）溶液を１５０μｍの厚みでキャストした。キャスト後、ただちに純水中に浸漬して、純水中で５分間放置することによって、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。【０２０５】
その後に、多孔性支持膜ロールを巻き出し（ほどき）、ポリスルホン表面に、ｍ−フェニレンジアミン３．５重量％、ε−カプロラクタム１．５重量％の水溶液を塗布した。その後、エアーノズルによって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。次に、トリメシン酸クロリド０．１６５重量％を含む２５℃のｎ−デカン溶液を、多孔性支持膜の表面が完全に濡れるように塗布した。その後、膜から余分な溶液をエアーブローで除去し、８５℃の熱水で洗浄して分離膜連続シートを得た。【０２０６】
こうして得られた分離膜を、ＴＤＳ濃度３．５％海水、運転圧力５．５ＭＰａ、運転温度２５℃、ｐＨ６．５で運転した。その結果、分離膜性能は、脱塩率９９．２％、造水量０．７５ｍ３／ｍ２／日であった。【０２０７】
その後、連続シートを適切な大きさに切断し、封筒状膜における帯状端部の幅が７０ｍｍとなるように、シート状分離膜の端部以外の領域に、エンボス加工により分離膜に高低差を付与した。エンボス加工は、８０℃に予熱した分離膜を１００ｋｇ／ｃｍ２の圧力で９５℃に加熱したエンボスロールの間を通過させることで行った。【０２０８】
続いて表面に高低差を設けたシート状分離膜の有孔集水管の長手方向の両側の帯状端部にウレタン系接着剤（イソシアネート：ポリオール＝１：３）を塗布した後、１辺が開口するように折りたたみ、重ね合わせて、分離膜エレメントでの有効面積が３７ｍ２になるように、幅９３０ｍｍで２６枚の封筒状膜を作製した。封筒状膜帯状端部の分離膜表面平均高低差Ｘは１８μｍ、封筒状膜帯状端部以外の分離膜表面平均高低差Ｙは３５０μｍであった。【０２０９】
その後、封筒状膜の開口部側の所定部分を有孔集水管の外周面に接着し、スパイラル状に巻囲した分離膜エレメントを作製し、外周にフィルムを巻き付け、テープで固定した後に、エッジカット、端板取りつけ、フィラメントワインディングを行い、８インチエレメントを作製した。該エレメントを圧力容器に入れて、ＴＤＳ濃度３．５％海水、運転圧力５．５ＭＰａ、運転温度２５℃、ｐＨ６．５で運転（回収率１５％）した。その結果、脱塩率９９．２％、造水量２０．８ｍ３／日であった。【０２１０】
（実施例２〜１６）
実施例２ではシート状分離膜全面にエンボス加工を行い、その後シート状分離膜の両端部を加熱プレス（１．０ＭＰａ、９５℃）して、封筒状膜帯状端部の分離膜表面平均高低差を４２μｍとした以外は、実施例１と同様の方法でエレメントを作製し評価を行った。その結果、脱塩率９９．０％、造水量２０．１ｍ３／日であり、海水脱塩用途として使用できるスパイラル型分離膜エレメントが得られた。【０２１１】
実施例３では封筒状膜帯状端部以外の分離膜表面平均高低差を９１０μｍとする以外は、実施例１と同様の方法でエレメントを作製し評価を行った。その結果、脱塩率９９．０％、造水量２３．３ｍ３／日であり、海水脱塩用途として使用できるスパイラル型分離膜エレメントが得られた。【０２１２】
実施例４では封筒状膜帯状端部以外の分離膜表面平均高低差を１９２０μｍとする以外は、実施例１と同様の方法でエレメントを作製し評価を行った。その結果、脱塩率９６．０％、造水量２５．２ｍ３／日であり、脱塩率が若干低下した。【０２１３】
実施例５では封筒状膜帯状端部以外の分離膜表面平均高低差を１１０μｍとする以外は、実施例１と同様の方法でエレメントを作製し評価を行った。その結果、脱塩率９６．５％、造水量１７．６ｍ３／日であり、脱塩率、造水量が若干低下した。【０２１４】
実施例６では、シート状分離膜全面にエンボス加工を行い分離膜表面平均高低差を１９２０μｍとし、その後シート状分離膜の両端部を加熱プレス（１．０ＭＰａ、９５℃）して、封筒状膜帯状端部の分離膜表面平均高低差を４８μｍとする以外は、実施例１と同様の方法でエレメントを作製し評価を行った。その結果、脱塩率９５．４％、造水量２４．２ｍ３／日であり、脱塩率が若干低下した。【０２１５】
実施例７ではシート状分離膜の凹凸形状を菱形凸形状とする以外は、実施例１と同様の方法でエレメントを作製し評価を行った。その結果、脱塩率９８．９％、造水量２０．０ｍ３／日であり、脱塩率、造水量が若干低下した。【０２１６】
実施例８では基材を長繊維不織布から抄紙法で得られた不織布に変更した以外は、実施例１と同様の方法でエレメントを作製し評価を行った。その結果、分離膜表面に凹凸を付与する際の成形性が低下したため、脱塩率９７．９％、造水量１９．５ｍ３／日であり、脱塩率、造水量が若干低下した。【０２１７】
実施例９では基材の繊維配向度が多孔性支持層側表層：２０°、多孔性支持層とは反対側の表層：４０°の基材に変更した以外は、実施例１と同様にした。【０２１８】
その結果、分離膜表面に凹凸を付与する際の成形性が低下したため、脱塩率が９７．８％、造水量１９．８ｍ３／日であり、脱塩率、造水量が若干低下した。【０２１９】
実施例１０では、エンボス加工を行ったシート状分離膜の帯状両側端部に対してノズル式ホットメルト加工機でエチレン酢酸ビニル共重合樹脂（７０１Ａ）を、分離膜供給面（原流体側）に間隔５．０ｍｍ、線幅１．０ｍｍ、高さ４００μｍ、斜行角度θ  ４５°、塗布幅７０ｍｍでストライプ状に熱融着し、供給側流路材を配置した以外は、実施例１と同様にした。【０２２０】
その結果、分離膜供給面に対する原流体の供給効率をさらに高めることが出来たため、脱塩率が９９．２％、造水量２２．８ｍ３／日であり、造水量が増加した。【０２２１】
実施例１１では、ストライプ加工の斜行角度θを２０°に変更した以外は、実施例１０と同様の方法でエレメントを作製し評価を行った。その結果、脱塩率９９．１％、造水量２２．４ｍ３／日であった。【０２２２】
実施例１２では、樹脂の塗布パターンを格子状のドット（間隔７．０ｍｍで直径１．０ｍｍφ、高さ４００μｍ、塗布幅７０ｍｍ）に変更した以外、実施例１０と同様の方法でエレメントを作製した。その結果、脱塩率９９．２％、造水量２１．９ｍ３／日であった。【０２２３】
実施例１３では、透過側流路材としてトリコット（厚み：３００μm、溝幅：２５０μm、畦幅：２５０μm、溝深さ：１０５μm）を配置した以外は、実施例１と同様にした。【０２２４】
その結果、透過流体の流動効率を高めることが出来たため、脱塩率が９９．１％、造水量２３．８ｍ３／日であり、造水量が増加した。【０２２５】
実施例１４では、透過側流路材として、エンボス加工を行ったシート状分離膜の凹凸部（帯状両側端部以外）に対して、ノズル式ホットメルト加工機でエチレン酢酸ビニル共重合樹脂（ＲＨ−１７３）を、分離膜透過面側（透過原流体側）に高さ１４０μｍ、断面形状が台形状でその上底および下底が０．４ｍｍおよび０．６ｍｍ、溝幅０．４ｍｍ、間隔１．０ｍｍになるように透過水集水管の長手方向にストライプ状に熱融着し配置した以外は、実施例１と同様にした。【０２２６】
その結果、透過流体の流動効率をさらに高めることが出来たため、脱塩率が９９．１％、造水量２５．０ｍ３／日であり、造水量が増加した。【０２２７】
実施例１５では、透過側流路材としてトリコット（厚み：３００μm、溝幅：２５０μm、畦幅：２５０μm、溝深さ：１０５μm）を配置した以外は、実施例１０と同様にした。【０２２８】
その結果、透過流体の流動効率を高めることが出来たため、脱塩率が９９．２％、造水量２４．３ｍ３／日であり、造水量が増加した。【０２２９】
実施例１６では、透過側流路材として、エンボス加工を行ったシート状分離膜の凹凸部（帯状両側端部以外）に対して、ノズル式ホットメルト加工機でエチレン酢酸ビニル共重合樹脂（ＲＨ−１７３Ａ）を、分離膜透過面側（透過原流体側）に高さ１４０μｍ、断面形状が台形状でその上底および下底が０．４ｍｍおよび０．６ｍｍ、溝幅０．４ｍｍ、間隔１．０ｍｍになるように透過水集水管の長手方向にストライプ状に熱融着し配置した以外は、実施例１０と同様にした。【０２３０】
その結果、透過流体の流動効率をさらに高めることが出来たため、脱塩率が９９．２％、造水量２７．１ｍ３／日であり、造水量が増加した。
（実施例１７）
樹脂として２酢酸セルロース（ＣＤＡ）および３酢酸セルロース（ＣＴＡ）とを、溶媒としてのアセトンおよびジオキサンとを用い、添加剤としてメタノール、マレイン酸（ＭＡ）、ブタンテトラカルボン酸（ＢＴＣ）を添加し、これらを４５℃の温度下で十分に攪拌し、ＣＤＡ：１０重量％、ＣＴＡ：７重量％、アセトン２５重量％、ジオキサン４５重量％、メタノール：１０重量％、ＭＡ：１重量％、ＢＴＣ：２重量％となる原液を得た。      【０２３１】
次に、上記原液を２５℃に冷却した後、ポリエステル長繊維からなる不織布（糸径：１デシテックス、厚み：約９０μｍ、通気度：１ｃｃ／ｃｍ２／ｓｅｃ、繊維配向度：多孔性支持層側表層４０°、多孔性支持層とは反対側の表層２０°）上に２００μｍの膜厚で塗布し、風速０．２ｍ／秒の風をあてながら６０秒間溶媒の蒸発を行った後、１５℃の凝固浴中に３０分間浸漬して樹脂を凝固させ、さらに９５℃の温水中で５分間熱処理を行い、基材上に多孔質樹脂層（分離機能層）が形成された分離膜を得た。得られた分離膜を、ＴＤＳ濃度３．５％海水、運転圧力５．５ＭＰａ、運転温度２５℃、ｐＨ６．５で運転した。その結果、分離膜性能は、脱塩率９９．３％、造水量０．４５ｍ３／ｍ２／日であった。上記分離膜を用いて実施例１と同様の方法でエレメントを作製し評価を行った。その結果、脱塩率９９．３％、造水量１６．２ｍ３／日であった。【０２３２】
（実施例１８〜２０）
実施例１８では、シート状分離膜を封筒状膜にした際、帯状端部の幅が４０ｍｍとなるようにシート状分離膜の端部以外の箇所にエンボス加工を行い、分離膜エレメントでの有効面積が０．５ｍ２になるように、幅２８０ｍｍで２枚の封筒状膜を作製した以外は、実施例１と同様の方法で２インチエレメントを作製し評価を行った。その結果、脱塩率９９．３％、造水量０．２９ｍ３／日であった。【０２３３】
実施例１９では、エンボス加工を行ったシート状分離膜の帯状両側端部に対してノズル式ホットメルト加工機でエチレン酢酸ビニル共重合樹脂（７０１Ａ）を、分離膜供給面（原流体側）に間隔５．０ｍｍ、線幅１．０ｍｍ、高さ４００μｍ、斜行角度θ  ４５°、塗布幅４０ｍｍでストライプ状に熱融着し、供給側流路材を配置した以外は、実施例１８と同様にした。【０２３４】
その結果、分離膜供給面に対する原流体の供給効率をさらに高めることが出来たため、脱塩率が９９．３％、造水量０．３２ｍ３／日であり、造水量が増加した。【０２３５】
実施例２０では、透過側流路材として、エンボス加工を行ったシート状分離膜の凹凸部（帯状両側端部以外）に対して、ノズル式ホットメルト加工機でエチレン酢酸ビニル共重合樹脂（ＲＨ−１７３）を、分離膜透過面側（透過原流体側）に高さ１４０μｍ、断面形状が台形状でその上底および下底が０．４ｍｍおよび０．６ｍｍ、溝幅０．４ｍｍ、間隔１．０ｍｍになるように透過水集水管の長手方向にストライプ状に熱融着し配置した以外は、実施例１８と同様にした。【０２３６】
その結果、分離膜透過面に対する透過流体の流動効率をさらに高めることが出来たため、脱塩率が９９．２％、造水量０．３６ｍ３／日であり、造水量が増加した。【０２３７】
（比較例１〜４）
比較例１ではシート状分離膜全面にエンボス加工を行い、封筒状膜帯状端部の分離膜表面平均高低差を３５０μｍとする以外は、実施例１と同様の方法でエレメントを作製し評価を行った。その結果、脱塩率８８．０％、造水量２４．０ｍ３／日であり、脱塩率が大幅に低下した。【０２３８】
比較例２ではシート状分離膜全面にエンボス加工を行い、その後シート状分離膜の両端部の平滑化加熱プレス条件を１．０ＭＰａ、７０℃にした。その結果、封筒状膜帯状端部の分離膜表面平均高低差を本願発明の範囲外となり、脱塩率９５．２％、造水量２３．１ｍ３／日であり、脱塩率が大幅に低下した。【０２３９】
比較例４では、シート状分離膜の両端部のみにエンボス加工を行い、封筒状膜帯状端部の分離膜表面平均高低差を９０μｍとし、封筒状膜帯状端部以外の分離膜表面高低差を１８μｍとする以外は、実施例１と同様の方法でエレメントを作製し評価を行った。その結果、脱塩率８２．２％、造水量１４．８ｍ３／日であり、脱塩率、造水量共に低下した。【０２４０】
比較例５では、シート状分離膜にエンボス加工を行わず、封筒状膜帯状端部および封筒状膜帯状端部以外の分離膜表面高低差を１８μｍとする以外は、実施例１と同様の方法でエレメントを作製し評価を行った。その結果、シート状分離膜同士が密着し供給側および透過側流路が確保できずエレメント性能を測定できなかった。【０２４１】
【表１】
2012091027.tif 000003
【０２４２】
【表２】
2012091027.tif 000004
【産業上の利用可能性】
【０２４３】
本発明の分離膜および分離膜エレメントは、特に、かん水や海水の脱塩に好適に用いることができる。
【符号の説明】
【０２４４】
１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ：分離膜エレメント
２                          ：供給側流路材（ネット）
３、３ａ、３ｂ、１０、１４  ：分離膜
４                          ：透過側流路材（トリコット）
５ａ、５ｂ                  ：封筒状膜
６                          ：有孔集水管
７、９、３３                ：帯状端部
８、４１、４２              ：供給側流路材（樹脂）
４１１、４２１              ：樹脂体
１１、１５                  ：基材
１２                        ：多孔性支持層
１３、１６                  ：分離機能層
３４                        ：分離膜供給側の面
３５                        ：分離膜透過側面
Ｘ              ：帯状端部の分離膜表面高低差
Ｙ              ：帯状端部以外の分離膜表面高低差
【図１】
2012091027.tif 000005
【図６】
2012091027.tif 000006
【図７】
2012091027.tif 000007
【図８】
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【図９】
2012091027.tif 000009
【図１０】
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【図１１】
2012091027.tif 000011
【図１２】
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【図１３】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2012091027.tif 000017
【国際調査報告】
2012091027.tif 000018
2012091027.tif 000019
2012091027.tif 000020
2012091027.tif 000021
2012091027.tif 000022
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