(57)【要約】【課題】より少ないエネルギーで海水を淡水化することが可能な脱塩処理膜を提供する。【解決手段】脱塩膜と、この脱塩膜に密着して配置され、固体塩をグラフト重合した基材をとを備えたことを特徴とする脱塩処理膜。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
脱塩膜と、この脱塩膜に密着して配置され、固体塩をグラフト重合により装着している基材とを備えたことを特徴とする脱塩処理膜。
【請求項２】
前記グラフト重合により固体塩を装着した基材が、ポリアクリル酸ナトリウムのグラフト鎖が結合している基材であることを特徴とする請求項１に記載の脱塩処理膜。
【請求項３】
前記基材がセルロース、布および樹脂膜からなる群より選択されることを特徴とする請求項１または２に記載の脱塩処理膜。
【請求項４】
前記セルロースが紙であることを特徴とする請求項３に記載の脱塩処理膜。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、海水などの塩水を脱塩するための脱塩処理膜に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、海水淡水化方法においては、逆浸透膜（ＲＯ膜）法が広く実用化されている。浸透膜に対して浸透圧の逆方向に５５気圧をかけて３．５重量％海水から真水を取り出すのが逆浸透圧淡水化法（ＲＯ法）である。
【０００３】
ＲＯ法に関連して、疎水性の高分子膜に電解質モノマーを直接グラフト重合させた高分子電解質膜を利用した場合には膜通過流量が増大することが知られている。
【０００４】
他方、脱塩方法には正浸透膜海水淡水化法（ＦＯ法）と呼ばれる方法も知られている。この方法は、ＲＯ法と同様な浸透膜を用い、支持層側に海水より高濃度の炭酸アンモニウム水を配置し、圧力をかけることなく、炭酸アンモニウムの浸透圧により真水を引き込む。その後、炭酸アンモニウム溶液を６０℃に加熱し、炭酸とアンモニアを分離して水から取り除く。これにより、真水が得られる。
【０００５】
また、イオン性基または非イオン性基を有する複合半透膜が存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１−２４２１０６号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】Ｅｌ−Ｓａｙｅｄ  ｅｔ．ａｌ  ．，Ｒａｄｉａｔ．Ｐｈｙｓ．Ｃｈｅｍ．Ｖｏｌ．３３，Ｎｏ１，  ｐｐ１３−１８，  （１９８９）．Ｅ．Ｂｉｔｔｅｎｃｏｕｒｔ  ｅｔ．  ａｌ．．Ｊ．  Ａｐｐｌ．  Ｐｏｌｙ．  Ｓｃｉ．，Ｖｏｌ  ２６．  ｐｐ２８９７−２９０６  （１９８１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本実施形態は、より少ないエネルギーで海水を淡水化することが可能な脱塩処理膜を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本実施形態によると、脱塩膜と、この脱塩膜に密着して配置され、固体塩をグラフト重合した基材とを備えたことを特徴とする脱塩処理膜が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態の脱塩処理膜の１例を示す図。
【図２】試験装置を示す図。
【図３】セルの構成を示す図。
【図４】シリンジ試験装置を示す図。
【図５】シリンジ試験の結果を示す図。
【図６】高圧試験の結果を示す図。
【図７】高圧試験の結果を示す図。
【図８】シリンジ試験装置を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、実施形態に係る脱塩処理膜を詳細に説明する。
【００１２】
実施形態に係る脱塩処理膜は、脱塩膜と、この脱塩膜に密着して配置され、固体塩をグラフト重合した基材とを備える。脱塩処理膜１は、具体的には図１に示すように脱塩膜２と、この脱塩膜２に密着して配置され、固体塩３をグラフト重合した基材４とを備える。
【００１３】
このような脱塩処理膜を用いて塩水から水（真水）を取り出す脱塩処理方法は、脱塩処理膜の脱塩膜を塩水側に配置し、基材を真水側に配置する。
【００１４】
正浸透圧海水淡水化法は、基本的に海水から真水を吸収し、回収する。このため、海水よりも塩分濃度の高い溶液を浸透膜の海水と反対側に位置させ、海水の水が浸透膜を浸透するのに必要な浸透圧を誘発し、水を塩分濃度の高い溶液に移動させる。塩は、従来、塩化アンモニウムを用いている。
【００１５】
塩化アンモニウムは、水への溶解度が高く、かつ６０℃で分解し、気体としてアンモニアと二酸化炭素を放出するため、残った水は真水になる。
【００１６】
実施形態は、前記塩分濃度の高い溶液の代わりに固体塩をグラフト重合した基材を脱塩膜に密着して配置する。すなわち、脱塩膜に前記基材を密着させて配置した脱塩処理膜を用いて脱塩処理する方法において、脱塩膜を海水側に、基材を真水側に配置する。このとき、基材にグラフト重合された固体塩は海水の水が脱塩膜を浸透するのに必要な浸透圧を誘発させる作用を有する。また、固体塩は脱塩膜を浸透した水で膨潤するが、一定の温度範囲内で溶解することがない。さらに、固体塩は基材にグラフト重合されているため、基材から遊離せず、安定的に基材表面に留まる。その結果、脱塩膜から浸透した水は基材を通して真水側に安定的に移動し、回収される。つまり、塩分濃度の高い塩化アンモニウム溶液を用いる従来方法では、海水の水を、浸透膜を浸透させ、塩化アンモニウム溶液に移動させ、その後、６０℃以上で加熱してアンモニアと二酸化炭素を気体として放出する操作が必要であるが、実施形態では加熱処理が不要になる。また、従来行われているＲＯ法と比較して、同じ大きさの圧力を加えた場合であっても、速い流速で塩水から真水を生じることが可能であり、低い圧力を加えた場合においても塩水から真水を生じることが可能である。従って、従来に比較して、低エネルギーで塩水海水省エネが可能になる。
【００１７】
脱塩膜は、浸透膜として利用されている、例えば酢酸セルロース膜、ポリアミド膜などを用いることができる。脱塩膜は、４５〜２５０μｍの厚さを有することが好ましい。
【００１８】
基材は、例えば紙、木綿、キュプラ、レーヨン、銅アンモニアレーヨンのようなセルロース膜、布、樹脂膜を用いることができる。中でも、加圧下での脱塩膜の損傷を防止することが可能なろ紙のような柔軟な紙または不織布が好ましい。基材は、１〜１００μｍの厚さを有することが好ましい。或いは、ビーズ状の樹脂を基材として使用してもよい。その場合、使用される樹脂は、例えば、ポリスチレン、ポリエチレン、セルロースおよび加工セルロースなど、グラフト重合が可能な樹脂であればよい。固体塩がグラフト重合された基材を「グラフト基材」と称する。
【００１９】
基材にグラフト重合されるポリマーはあとで固体塩に加工することができ、真水に対して不溶性を示すものであればよい。重合されたポリマーは、塩の形態であってもよく、塩の形態にある重合されたポリマーが固体塩と解されてよい。例えば、固体塩は、有機塩であってもよい。有機塩の例は、アクリル酸塩、例えば、アクリル酸ナトリウム、アクリル酸カリウム、メタクリル酸塩、例えば、メタクリル酸ナトリウム、メタクリル酸カリウム、スルホン酸塩および４級アンモニウム塩などを含む。グラフト重合の形態は、基材が例えば不織布である場合、その繊維にグラフト重合される。
【００２０】
基材に対する固体塩のグラフト率は、例えば、２％〜５０％であってよく、基材によって異なり、不織布の場合には、好ましくは２％〜５％である。ここで、グラフト率とは、基材についてのグラフト重合前後の重量比であり、これは、基材に対してグラフト重合を行った後に増加した重量を表す。
【００２１】
基材への固体塩のグラフト率は、海水の塩濃度より高くするために基材に対して十分に大きくすることが好ましいが、目詰まりを起こすこともあるので、これは、基材の透過水量とトレードオフの関係にある。
【００２２】
グラフト基材と脱塩膜との密着は、グラフト基材と脱塩膜の両方に存在する孔における液体通過を妨げないように、達成されればよく、例えば、接着剤による周辺部での接着および貼り付け、枠などの支持体による抑え込み、ネットおよび単なる配置でも高圧下圧着により達成されればよい。
【００２３】
また、グラフト基材と脱塩膜とを密着させる際には、高圧下で膜に問題なければ脱塩膜の活性層側に配置させることが好ましい。
【００２４】
実施形態において、塩水は例えば海水である。処理される塩水の塩濃度は、例えば、０．５％〜５％であればよい。
【００２５】
実施形態において、基材側にあらかじめ真水を接触させることが好ましい。基材側に真水を接触させることにより、基材にグラフト重合された固体塩が予め真水で膨潤し、塩水の水による脱塩膜の浸透を助長し、脱塩処理時間を短縮することが可能になる。
【００２６】
実施形態において、必要に応じて塩水側から脱塩処理膜に向けて圧力を付加してもよい。
【００２７】
実施形態を脱塩処理のために使用する場合には、例えば、密閉処理容器中で、海水と真水とに脱塩処理膜の両面がそれぞれ接するように配置されて使用されればよい。密閉処理容器の形状は、矩形状、円柱形状、円錐形状、角柱形状、角錐形状など中空である種々の形状であってもよい。
【００２８】
例
例１
（１）基材への固体塩のグラフト重合
基材として、ろ紙（桐山ロート用Ｎｏ．５Ｂ，４０φｍｍ）を使用し、そこにアクリル酸をグラフト重合して、アルカリ処理してアクリル酸塩を固体塩として形成した。詳しくは次のように行った。
【００２９】
ろ紙（桐山ロート用Ｎｏ．５Ｂ，４０φｍｍ）をガラス管に入れ、脱気後アルゴンガスで置換した。この状態で、ポリスチレンビーズにコバルト６０からのガンマ線を室温で吸収線量１５ｋＧｙ照射した。このガラス管に、アルゴンガスのバブリングにより脱気したアクリル酸水溶液（５０重量％）を添加した。次に、ガラス管を封じ、３０℃で５時間保持した。得られたグラフト重合したろ紙を精製水で洗浄した。４０℃で真空乾燥後のグラフト重合したろ紙重量からグラフト率３．６％を算出した。加工したろ紙は１規定のＮａＯＨに一晩つけて、その後純水を流しながら２時間以上洗浄して、固体塩がグラフトされた基材を得た。これを以降の実験に用いた。
【００３０】
（２）真水での高圧試験
上記（１）で作製した固体塩がグラフトされた基材を使用して高圧試験を行った。
【００３１】
高圧試験は、図２のように行った。試験装置３１は、ポンプ（図示せず）と、第１の接続コネクタ３２と、セル３３と、圧力計３４と、第２の接続コネクタ３５と、第１の圧力解放弁３６と、第２の圧力解放弁３７を具備する。これらの部材を、互いに液体の流通が可能に接続した。
【００３２】
セル３３の構成を図３に示す。セル３３は、液体が通る流路を有する第１の支持部材４１、第１の支持部材４１からの液体を受ける目皿４２を備える第２の支持部材４３、第１の支持部材４１と第２の支持部材４３内の目皿４２上部側面とに、第１の支持部材４１側からこの順で挟み込まれた脱塩膜４５とろ紙４６、および第１の支持部材４１に取り付けられたパッキンの役割を果たすＯリング４４を備える。第１の支持部材４１の流路の開口部４７から流入した水は、脱塩膜４５およびろ紙４６を通過して目皿４２に流れ込み、その後、目皿４２の底部から第２の支持部材４３の外部に向けて開口された流出口から排出され、流量が測定された。なお、ブランク試験では、セル内にろ紙を配置しなかった。
【００３３】
図３に示すように、実験では、ポンプから試験装置３１のセル３３に純水を流し、浸透圧が１ＭＰａとなるように、ポンプならびに第１の圧力開放弁１と第２の圧力開放弁を調節した。浸透膜にはＲＯ膜の日東電工製ＥＳ２０を使用した。
【００３４】
結果を表１および２に示す。３０分の水通過後に、５分間に流れる水の量を流量として５回の測定をして平均値を求めた。流量は、目皿４２を経て第２の支持部材４３の外部に流出した水の量を測定して得た。
【表１】
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【００３５】
上記（１）と同様な方法により、グラフト率の異なる固体塩がグラフトされた基材を製造した。これを用いて、上記（２）に記載された方法と同様に試験を行った。その結果を表２に示す。使用した固体塩がグラフトされた基材のそれぞれのグラフト率は、２．４％、３．２％および３．７％であった。
【表２】
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【００３６】
表２に示すようにグラフト率の違いによる５分間流量について、ろ紙なしのブランクで得られた５分間流量に対する増加量として示した。グラフト率が２．４％の場合に最も多くの流量が得られた。これは、ろ紙なしの場合の流量に比較して、１割程度の増量であった。また、分散分析によるｐ値は０．０５％以下であったことから、グラフト基材を使用した場合、ブランクの場合と比較して何れの場合においても統計学的に有意に流量を増加した。また、グラフト率３．７％の場合においては、増加量が「−」の値を示したが、これは目詰まりにより圧損のほうが大きくなったためであると推定された。
【００３７】
例２
ろ紙シリンジ試験結果
図４（ａ）を参照しながら、シリンジ試験装置の作製について説明する。まず、２本の１ｍｌのディスポーザブルの樹脂シリンジ５１および５２を用意した。これらの樹脂シリンジ５１および５２のそれぞれの先端をそれぞれ切り落とした（Ｓ１）。得られた２つの切断されたシリンジ５１および５２の取っ手部位を互いに向い合せてその間に２枚のゴムラバーと１枚の脱塩膜を挟み込んだ。挟み込みは、第１のシリンジ５１、第１のゴムラバー５３、グラフト基材５４、脱塩膜５５、第２のゴムラバー５６、第２のシリンジ５２とこの順番になるように行い、クリップ（図示せず）で固定した（Ｓ２）。これによりシリンジ試験装置５７を得た（Ｓ３）。脱塩膜５５としてＲＯ膜である日東電工製ＥＳ２０を使用した。グラフト基材５４は、グラフト重合でポリアクリル酸を導入し、ＮａＯＨで処理したろ紙を使用した。第１および第２のゴムラバー５３および５６は板状のゴムラバーを使用し、図４（ｂ）に示すように、ゴムラバーには、直径５ｍｍの円形穴を開口した。
【００３８】
次に、このシリンジ試験装置５７の第１のシリンジ５１の開口部５８から純水を注入した。純粋の注入は、脱塩膜５５に接するまで行った。これを放置し、６時間後まで、第１のシリンジ５１から第２のシリンジ５２への水の動きを観測した。
【００３９】
結果を図５に示す。図５から分かるように、第１のシリンジ５１内に注入された純水は、グラフト基材５４により吸引され、第２のシリンジ５２の内部に少しずつ移動した。このとき、第１のシリンジ５１内に添加された純水のｐＨも、第２のシリンジ内に移動した液体のｐＨも共に中性であることが確認された。このことから、第１のシリンジ５１内から第２のシリンジ５２内への液体の移動は、不純物イオンの混入によるものではないことが明らかになった。一方、同様のシリンジ試験装置であって、しかしながらグラフト基材５４が、脱塩膜５５に接しないように配置されたシリンジ試験装置の場合では、第１のシリンジ５１から第２のシリンジ５２への液体の移動は観察されなかった。
【００４０】
このような結果から、このシリンジ試験装置５７において、グラフト基材５４が水を吸引するという機能を有していることが明らかになった。このようなグラフト基材５４を、それに密着する脱塩膜を間に介して海水などの塩水に向かわせることにより、グラフト基材側に水を吸引することが可能となる。
【００４１】
例３
例１の（１）と同様な方法により作製したグラフト基材を使用し、真水の代わりに１重量％の塩水を使用したことを除いて、例１の（２）に記載の方法と同様に高圧試験を行った。脱塩膜としてＲＯ膜の日東電工製ＥＳ２０を使用した。結果を図６に示す。図６に示されるように、第２の支持部材４３から流出される液体の流量が安定した２００分程度のところを見ると、ブランクに比較して、４％の流量の増加が確認された。
【００４２】
同様に、０．５重量％塩水を第１の支持部材４１の開口部１７に注入して高圧実験を行った。脱塩膜として、ＲＯ膜である日東電工製ＥＳ２０を使用した。その結果を図７に示す。図７に示すように、第２の支持部材４３から流出される液体の流量が安定した１５０分程度のところを見ると、ブランクに比較して、１８％の流量の増加が確認された。
【００４３】
例４
布を用いたグラフト基材
基材としてナイロン布（５×３ｃｍ角）使用した。これをガラス管に入れ、脱気後アルゴンガスで置換した。この状態で、ナイロン布にコバルト６０からのガンマ線を室温で吸収線量１５ｋＧｙ照射した。このガラス管に、アルゴンガスのバブリングにより脱気したアクリル酸水溶液（５０体積％）とモール塩０．１ｇを添加した。次に、ガラス管を封じ、３０℃で３３時間保持した。得られたグラフト重合したナイロン布を精製水で洗浄した。４０℃で真空乾燥後のグラフト重合したナイロン布重量からグラフト率３６％を算出した。これをグラフト基材として使用した。
【００４４】
このグラフト基材を用いて、上記の例１の（２）に記載された高圧試験と同様な方法により、真水を用いて試験した。その結果、ブランクよりも回収液量の増加が確認された。しかしながら、同時に使用した脱塩膜の表面に、グラフト基材に具備されるナイロン布の表面の布目が残っていることが観察されたため、脱塩膜が損傷した恐れがあるとして、この結果を採用しなかった。
【００４５】
例５
不織布を用いたグラフト基材
基材として樹脂膜（不織布）を使用した。ＰＰ（ポリプロピレン）芯鞘ＰＥ（ポリエチレン）不織布（倉敷繊維加工  ＥＸ０２、５×３ｃｍ角）をガラス管に入れ、脱気後アルゴンガスで置換した。この状態で、不織布にコバルト６０からのガンマ線を室温で吸収線量１５ｋＧｙ照射した。このガラス管に、アルゴンガスのバブリングにより脱気したアクリル酸水溶液（５０体積％）とモール塩０．１ｇを添加した。次に、ガラス管を封じ、３０℃で４時間保持した。得られたグラフト重合した不織布を精製水で洗浄した。４０℃で真空乾燥後のグラフト重合した不織布重量からグラフト率３７．５％を算出した。これをグラフト基材として使用した。
【００４６】
このグラフト基材を用いて、例１の（２）に記載された高圧試験と同様な方法により、真水を用いて試験した。その結果、ブランクよりも回収液量の７〜８％の増加が確認された。また、例２に記載されたシリンジ試験も行った。その結果、未加工の不織布と比較して５．５％〜１１％の範囲の増量を確認できた。
【００４７】
例６
ビーズを使用した基材
直径１ｍｍのポリスチレンビーズ３０ｇをガラス管に入れ、脱気後アルゴンガスで置換した。この状態で、ポリスチレンビーズにコバルト６０からのガンマ線を室温で吸収線量１５ｋＧｙ照射した。このガラス管に、アルゴンガスのバブリングにより脱気したアクリル酸水溶液（５０体積％）を添加した。次に、ガラス管を封じ、３０℃で３３時間保持した。得られたグラフト重合したビーズをメタノールに２４時間浸漬しデカンテーションにより洗浄した。４０℃で真空乾燥後のビーズ重量からグラフト率を算出した。グラフト率（Ｇ重量％）は下記の式で表わされる。
【００４８】
グラフト率（Ｇｒａｆｔｉｎｇ  ）＝１００×（Ｗｇ−Ｗ０）／Ｗ０
Ｗ０：グラフト前の乾燥状態の重量（ｇ）
Ｗｇ：グラフト後の乾燥状態の重量（ｇ）
このように、グラフト率が３．５％と１．４％のポリスチレンビーズを基剤として用いたグラフト基材を作製した。
【００４９】
このグラフト重合は直径１ｍｍのポリスチレンビーズに、ガンマ線を当てたのち、アクリル酸をグラフト重合させたものである。
【００５０】
例７
グラフト基材の吸引性と脱塩膜の方向性について試験を行った。まず、上述の例２に記載した方法と同様に、シリンジ試験装置を作成した。このシリンジ試験装置により行われるシリンジ試験は、室温で行った。一般的に、シリンジ試験とは、直径５ｍｍの円形の穴の開いたゴム板に挟んだ浸透膜の両側に水を満たして、浸透圧により膜を通過した水量をシリンジのメモリで読む方法である。
【００５１】
図８に示したシリンジ試験装置５７において、第１のシリンジ５１と第２のシリンジ５２との間には脱塩膜５５が配置された。グラフト基材５４が使用される場合、例６において製造されたビーズを使用した基材をグラフト基材５４として使用し、第１のシリンジ５１内に配置した。表３に、脱塩膜５５の構成と、第１および第２のシリンジ中の液体、およびグラフト基材５４の有無と存在する場合には、そのグラフト率、並びに第１および第２のシリンジ中の液体の移動速度および移動方向（即ち、内容物の増加または減少）を纏めて記載した。
【表３】
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【００５２】
表３においては、使用した脱塩膜の構成を「膜構成」として記載した。表中の「Ｓ:支持層」および「Ａ:活性層」は使用された脱塩膜、例えば、ＲＯ膜を構成している２つの膜、即ち、支持膜および活性膜をそれぞれ示している。また、「Ａ／Ｓ」の記載は、脱塩膜の方向を示すものであり、「Ａ／Ｓ」の記載により、活性層が第１のシリンジ側を向き、支持層が第２のシリンジ側を向くように配置されていることを示す。
【００５３】
実験番号１、３、４〜９においては、脱塩膜としてＲＯ膜である日東電工のＥＳ２０を使用した。実験番号２においては、脱塩膜としてＲＯ膜であるＳＷＣ７０を使用した。
【００５４】
実験番号１、２、３、４、５においては、何れかのシリンジに食塩水を含ませた。
【００５５】
実験番号６〜９においては、例６に記載の方法により作製したポリスチレンビーズにグラフト重合を施して得たものをグラフト基材として液体に分散して使用した。このグラフト重合したビーズは、それぞれ、０．１規定のＮａＯＨ水溶液で５分間処理し、水洗したのち、濾過して濡れたままシリンジ試験機に装填した。表３に示す条件下で、第１シリンジ内の液体の変化と、第２のシリンジ内の液体の変化とを観察した。
【００５６】
実験番号１では、第１のシリンジ内に３．５％の塩水を注入し、第２のシリンジ内に真水を注入した。その結果、第１のシリンジ内の液体は増量し、０．０８ｍｌ／ｈの速度で第１のシリンジの開口部５８方向に液面が移動した。一方、第２のシリンジ内の液体は減少し、０．１５ｍｌ／ｈの速度で液面は脱塩膜の方向、即ち、第１のシリンジ方向に移動した。
【００５７】
実験番号２では、第１のシリンジ内に真水を注入し、第２のシリンジ内に３．５％の塩水を注入した。その結果、第１のシリンジ内の液体は減少し、０．０７ｍｌ／ｈの速度で脱塩膜の方向、即ち、第２のシリンジ方向に液面が移動した。一方、第２のシリンジ内の液体は増加し、０．０２８ｍｌ／ｈの速度で第２のシリンジ開口部９１の方向に液面は移動した。
【００５８】
実験番号３では、第１のシリンジ内に３．５％の塩水を注入し、第２のシリンジ内に真水を注入した。その結果、第１のシリンジ内の液体は増加し、０．１４ｍｌ／２４ｈの速度で第１のシリンジの開口部５８方向に液面が移動した。一方、第２のシリンジ内の液体は減少し、０．０２８ｍｌ／２４ｈの速度で脱塩膜の方向、即ち、第１のシリンジの方向に液面は移動した。
【００５９】
実験番号４では、第１のシリンジ内に１％の塩水を注入し、第２のシリンジ内に真水を注入した。その結果、第１のシリンジ内の液体は増加し、０．０８ｍｌ／ｈの速度で第１のシリンジの開口部５８方向に液面が移動した。一方、第２のシリンジ内の液体は減少し、０．０２８ｍｌ／ｈの速度で脱塩膜の方向、即ち、第１のシリンジの方向に液面が移動した。
【００６０】
実験番号５では、第１のシリンジ内に真水を注入し、第２のシリンジ内に１％の塩水を注入した。その結果、第１のシリンジ内の液体は減少し、０．０４ｍｌ／ｈの速度で脱塩膜の方向、即ち、第２のシリンジの方向に液面が移動した。一方、第２のシリンジ内の液体は増加し、０．００１ｍｌ／ｈの速度で第２のシリンジ開口部９１の方向に液面が移動した。
【００６１】
実験番号６では、第１のシリンジ内に真水と３．５％のグラフト率のビーズを用いたグラフト基材を注入し、第２のシリンジ内に真水を注入した。その結果、第１のシリンジ内の液体は増加し、０．０７２ｍｌ／２４ｈの速度で第１のシリンジの開口部５８方向に液面が移動した。一方、第２のシリンジ内の液体は減少し、０．１１ｍｌ／２４ｈの速度で脱塩膜の方向、即ち、第１のシリンジの方向に液面が移動した。
【００６２】
実験番号７では、第１のシリンジ内に真水を注入し、第２のシリンジ内に真水と３．５％のグラフト率のビーズを用いたグラフト基材を注入した。その結果、第１のシリンジ内の液体は減少し、０．０７３ｍｌ／２４ｈの速度で脱塩膜の方法、即ち、第２のシリンジの方向に液面が移動した。一方、第２のシリンジ内の液体は増加し、０．０４２ｍｌ／２４ｈの速度で第２のシリンジ開口部９１の方向に液面が移動した。
【００６３】
実験番号８では、第１のシリンジ内に真水と１．４％のグラフト率のビーズを用いたグラフト基材を注入し、第２のシリンジ内に真水を注入した。その結果、第１のシリンジ内の液体は増加し、０．０５３ｍｌ／２４ｈの速度で第１のシリンジの開口部５８方向に液面が移動した。一方、第２のシリンジ内の液体は減少し、０．１１ｍｌ／２４ｈの速度で脱塩膜の方向、即ち、第１のシリンジの方向に液面が移動した。
【００６４】
実験番号９では、第１のシリンジ内に真水を注入し、第２のシリンジ内に真水と１．４％のグラフト率のビーズを用いたグラフト基材を注入した。その結果、第１のシリンジ内の液体は減少し、０．００３ｍｌ／２４ｈの速度で脱塩膜の方向、即ち、第２のシリンジの方向に液面が移動した。一方、第２のシリンジ内の液体は増加し、液面は、０．０２ｍｌ／２４ｈの速度で第２のシリンジ開口部９１の方向に液面が移動した。
【００６５】
実験番号１と２とでは、液体の移動は反対向きであった。この結果から、活性層側に塩水を配置する方が、吸水速度が速いことが分かる。
【００６６】
ビーズを用いたグラフト基材の方が、ろ紙を使用した他の実験結果に比べて、移動速度が遅い。これは例えばろ紙などの膜状のグラフト基材の場合、隙間からの蒸発で液体の移動速度が速まったためであると考えられる。
【００６７】
表３の実験番号３では、高圧運転用の日東電工のＲＯ膜ＳＷＣ７０を用いた。この場合、ＥＳ２０に比べて液体の移動が遅いが、同様の方向への液体の移動が観察された。
【００６８】
実験番号４および５の結果から、１％の塩水の場合にも同様に、膜の活性層の側に塩水を置いたほうが、水の移動が速いことが分かる。
【００６９】
実験番号６および８に示すように、グラフト率３．５％のほうが１．４％の場合よりも吸水速度が速くなっていた。実験番号６および７で、膜の方向が重要であることが確認できた。
【００７０】
例８
膜方向の重要性確認
ナイロン布（５×３ｃｍ角）をガラス管に入れ、脱気後アルゴンガスで置換した。この状態で、ナイロン織布にコバルト６０からのガンマ線を室温で吸収線量１０ｋＧｙ照射した。このガラス管に、アルゴンガスのバブリングにより脱気したアクリル酸水溶液（５０体積％）を添加した。次に、ガラス管を封じ、３０℃で４時間保持した。得られたグラフト重合したナイロン布をメタノール中及び水中にそれぞれ１２時間浸漬することで洗浄した。４０℃で真空乾燥後のグラフト重合したナイロン布重量からグラフト率５５．２％を算出した。これによりグラフト基材を得た。
【００７１】
次に、このアクリル酸を５５．２％グラフト重合したナイロン布を１Ｎ、ＮａＯＨで１晩処理し、真水でよく洗ったものを用いてシリンジ試験を行った。シリンジ試験は、このナイロン布の繊維をほぐし、３本をＲＯ膜の活性層側に接するように配置して行った。この結果、２４時間で０．０３ｍｌの水の移動を観測した。
【００７２】
ＲＯ膜の向きを逆にした場合、即ち、ＲＯ膜の活性層側とは反対の面に同様に３本のグラフとされたナイロン繊維を配置した場合、２４時間で変化は無かった。また未加工の同じナイロン布では効果の無いことも確認した。以上のようにＲＯ膜の向きも重要であることが確認された。
【００７３】
参考にグラフト率１２．３％のナイロン布で、同様の処理をし、横置きでシリンジ試験した結果、この場合、布の小片（３ｍｍｘ３，ｍｍ）で行ったが、約６時間で、０．０４ｍｌの水の移動を観測した。このことにより吸水効果があること、すなわち浸透圧が誘起されていることを確認した。
【００７４】
例９
綿布（平織）に例８と同様のグラフト重合処理し、９．７％のグラフト率でポリアクリル酸をグラフトした。これを１Ｎ、ＮａＯＨ水溶液に１時間浸漬し、多量の流水で洗浄後、高圧試験を行った。
【００７５】
３０℃、１ＭＰａ，２ｍｌ／ｍｉｎの送液で、５分間の透過水量を真水で３回重量測定した。この結果、平均でＥＳ２０膜のみのときに１．７２ｇであったのに、この布をおいた場合には１．８４ｇの重量になり、７％の増加となった。未加工の布では１．５２ｇの水量で、減少したことから圧損が大きいと推定した。この場合、圧損を考慮して未加工布からの増加分では２２％の増加と言え、本実施形態による効果が大きいことが示された。即ち、速い流速で塩水を真水にすることが可能である。
【００７６】
以上の例における結果から、本実施形態によれば、速い流速で塩水を真水にすることが可能であることが明らかになった。
【符号の説明】
【００７７】
１．脱塩処理膜    ２．脱塩膜    ３．固体塩    ４．基材
３１．試験装置    ３２．第１の接続コネクタ    ３３．セル    ３４．圧力計
３５．第２の接続コネクタ    ３６．第１の圧力解放弁    ３７．第２の圧力解放弁
４１．第１の支持部材    ４２．目皿    ４３．第２の支持部材    ４５．脱塩膜
４６．ろ紙
５１．第１のシリンジ    ５２．第２のシリンジ    ５３．第１のゴムラバー
５４．グラフト基材、５５．脱塩膜、５６．第２のゴムラバー
５７．シリンジ試験装置    ９１．第２のシリンジの開口部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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