(57)【要約】  本発明は、フィルタエレメントおよびその製造方法に関する。方法は、コアチューブを提供することと、コアチューブの周りに膜を巻くこととを含む。膜は、多孔質基材と、多孔質基材の上にあるフィルタ層とを含む。本発明はまた、対応するフィルタエレメントに関する。本発明に関連するフィルタエレメントは、同じ体積の内部にさらに多くの膜を収容することができ、高いスループットおよび高い塩排除をもたらす。
2019500213.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィルタエレメントを作成する方法であって、
コアチューブを提供することと、
コアチューブの周りに膜を巻くことであって、膜は多孔質基材と多孔質基材上のフィルタ層とを含み、多孔質基材は５０から１０００ミクロンの平均細孔径を有する、膜を巻くことと
を含む方法。
【請求項２】
膜を折り畳むことと、
折り畳まれた膜内に供給スペーサを挿入して、膜のエンベロープを提供することと、
コアチューブの周りに膜のエンベロープを巻くことと
をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
バッキング層とフィルタ層とを含むフィルタシートを提供し、フィルタシートを折り畳むことと、
折り畳まれたフィルタシート内に供給スペーサを挿入して、フィルタシートのエンベロープを提供することと、
コアチューブの周りにフィルタシートのエンベロープを巻くことと
をさらに含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
膜のエンベロープおよびフィルタシートのエンベロープが、コアチューブの周りに交互に巻かれている、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
バッキング層とフィルタ層とを含むフィルタシートを提供することと、
供給スペーサを提供することと、
膜、フィルタシート、および供給スペーサを順番に積み重ね、次いでそれらをコアチューブの周りに巻くことと
をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
多孔質基材が、１００から１０００ミクロンの平均細孔径を有する、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
膜が、２８０から１０００ミクロン、３００から８００ミクロン、または３００から５００ミクロンの厚さを有する、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
多孔質基材の一方面が流路を含み、多孔質基材の別の面が多孔質構造を含む、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
フィルタエレメントであって、
コアチューブと、
コアチューブの周りに巻かれた膜であって、膜は多孔質基材と多孔質基材上のフィルタ層とを含み、多孔質基材は５０から１０００ミクロンの平均細孔径を有する、膜と、
コアチューブの周りに巻かれた供給スペーサと、
場合により、コアチューブの周りに巻かれたリード多孔質基材と、
場合により、バッキング層およびフィルタ層を含むフィルタシートと
を含むフィルタエレメント。
【請求項１０】
フィルタシートおよび膜が、コアチューブの周りに交互に巻かれている、請求項９に記載のフィルタエレメント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、フィルタエレメントおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、フィルタエレメント内の濾過部品は、多孔質基材およびフィルタシートを含む。ここで、フィルタシートは、バッキング層およびフィルタ層を含む、バッキング材（例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ））上にフィルタ層を形成する溶液を塗布することによって製造される。バッキング材の平均細孔径は、典型的には５０ミクロン未満である。しかしながら、このフィルタエレメントは、厚さが大きく、同じ体積を有するフィルタエレメントよりも活性領域が少ない。
【０００３】
さらに、既存のフィルタエレメントは、高い塩排除率と高いスループットとの間の良好なバランスを達成することができないことが多い。米国特許出願公開第２００４０２２２１５８Ａ１号明細書は、内部勾配のらせん巻き構成要素を用いた水軟化のためのナノ濾過システムを開示している。構成要素は、塩排除率は高いがスループットが低い膜と、スループットは高いが塩排除率が低い膜との組合せからなり、２つの膜の間の塩排除およびスループット性能を提供する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００４／０２２２１５８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
現在の技術にみられる既存のフィルタエレメントは、目下、適用要件を完全に満たすことができない。例えば、特定の用途では、当業者は依然として、フィルタエレメントの厚さを減らし、フィルタエレメントの構造を単純化し、および／またはさらに高いスループットおよびさらに高い塩排除率を提供することを望むことがある。したがって、新しいフィルタエレメントおよびその製造方法を提供することが必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
一方で、本発明のいくつかの実施形態は、フィルタエレメントの製造方法に関する。この方法は、コアチューブを提供することと、コアチューブの周りに膜を巻くこととを含む。膜は、多孔質基材と、多孔質基材の上にあるフィルタ層とを含む。多孔質基材は５０から１，０００ミクロンの平均細孔径を有する。
【０００７】
一方、本発明のいくつかの実施形態は、コアチューブと、このコアチューブの周りに巻かれた膜とを含むフィルタエレメントを提供し、この膜は、多孔質基材と、多孔質基材の上に形成されたフィルタ層とを含み、平均細孔径が５０から１，０００ミクロンであり、フィルタエレメントはさらに、コアチューブの周りに巻かれた供給スペーサを含む。
【０００８】
場合により、コアチューブの周りに巻かれたリード多孔質基材と、さらに場合により、バッキング層およびフィルタ層を含むフィルタシートとを含むフィルタエレメントを提供する。
【０００９】
本発明の他の特徴および態様は、以下の詳細な説明、図面および特許請求の範囲から、さらに明らかになるであろう。
【００１０】
本発明は、図面を用いて本発明の実施形態を説明することにより、さらによく理解することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】流路の多孔質基材の形状の走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）を含む本発明のいくつかの実施形態を示す。
【図２】多孔質構造を含む図１の多孔質基材の別の形状のＳＥＭを示す。
【図３】本発明のいくつかの実施形態の膜製造方法の図である。
【図４】本発明のいくつかの他の実施形態の膜製造方法の図である。
【図５】本発明のさらに他の実施形態の膜製造方法の図である。
【図６】本発明のいくつかの実施形態のフィルタ部品製造方法の図である。
【図７】本発明のいくつかの他の実施形態のフィルタ部品製造方法の図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下は、本発明の好ましい実施形態の説明である。他に定義されない限り、請求項および明細書で使用される技術用語または科学用語は、本発明が属する技術分野の当業者によって理解されるように、通常の意味で解釈されるべきである。「１つ（ｏｎｅ）」、「１つ（ａ）」などの用語は限定を意味するものではなく、少なくとも１つの存在を示すものである。「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」などの用語は、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」または「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という単語が先行する要素または物の存在が、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」または「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」の後に列挙される要素または対象物およびそれらの等価物を包含し、他の要素または対象物を排除するものではないことを意味することを意図している。「組み合わされた（ｃｏｍｂｉｎｅｄ）」、「接続された（ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ）」、「結合された（ｃｏｕｐｌｅｄ）」などの用語は、物理的または機械的接続に限定されず、直接的または間接的接続に限定されない。
【００１３】
本明細書では、用語「コアチューブ」は、フィルタエレメントに使用されるチューブを指し、これは、一般に中空であり、濾液の流れのために壁に穴を有する。
【００１４】
本明細書では、用語「多孔質基材」は、多孔質構造を有する基材を指す。いくつかの実施形態では、この多孔質基材は、導水基材から構成される。本明細書では、用語「導水基材」は、多孔質構造を有するポリマー基材を指す。このポリマーは、限定するものではないが、エチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリテトラフルオロエチレン、ポリオレフィン、ポリエステル、またはそれらの任意の組合せを含む。
【００１５】
いくつかの実施形態では、この多孔質基材１は非対称構造を有し、この構造の一方面２は多くの流路３を含み（図１参照）、他方面４は多孔質構造５を含む（図２参照）。
【００１６】
いくつかの実施形態では、多孔質基材の厚さは、２００から５００ミクロン、２５０から４００ミクロン、または３００から３５０ミクロンである。いくつかの実施形態では、この多孔質基材の平均厚さは、５０から１，０００ミクロン、１００から１，０００ミクロン、１５０から８００ミクロン、１５０から４００ミクロン、１５０から３００ミクロン、または３５０から１，０００ミクロンであり得る。平均細孔径は、以下の方法を用いて測定することができる。多孔質基材が繊維状多孔質基材である場合、ＧＢ／Ｔ  ２６７９．１４−１９９６に従って測定する。多孔質基材が非繊維状多孔質基材である場合、光学顕微鏡または電子顕微鏡の直接測定法を用いて測定する。
【００１７】
繊維状多孔質基材の例には、限定するものではないが、不織布が挙げられる。非繊維状多孔質基材の例には、限定するものではないが、織布が挙げられる。
【００１８】
本明細書では、用語「供給スペーサ」は、多孔質構造を有するポリマー基材を指す。このポリマーは、限定するものではないが、エチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリテトラフルオロエチレン、ポリオレフィン、ポリエステル、またはそれらの任意の組合せを含む。
【００１９】
いくつかの実施形態では、供給スペーサは、多孔質基材と同じ構造および材料を使用してもよく、それらは互いに交換することができる。いくつかの実施形態では、供給スペーサは、２００から５００ミクロン、２５０から４００ミクロン、または３００から３５０ミクロンの厚さを有する。いくつかの実施形態では、供給スペーサの平均細孔径は、５０から１，０００ミクロン、１００から１，０００ミクロン、１５０から８００ミクロン、１５０から４００ミクロン、１５０から３００ミクロン、または３５０から１，０００ミクロンである。
【００２０】
いくつかの実施形態では、供給スペーサは、多孔質基材とは異なる構造を有する。いくつかの実施形態では、供給スペーサの両側は同じ構造を有し、両方とも同じ多孔質構造を有する。
【００２１】
いくつかの実施形態では、膜は、多孔質基材ならびに多孔質基材の表面上に形成されるフィルタ層を含む（すなわち、片面膜）。この膜の厚さは、１００から１，０００ミクロン、２８０から８００ミクロン、または３００から３５０ミクロンであってよい。
【００２２】
いくつかの実施形態では、この膜は、多孔質基材ならびに多孔質基材の両面に形成されるフィルタ層を含む（すなわち、両面膜）。この膜の厚さは、１００から１，０００ミクロン、２８０から８００ミクロン、または３００から４５０ミクロンであってよい。
【００２３】
本発明の実施形態に関連する膜は、導水性および濾過性の両機能を有してもよい。既知の膜（例えば、フィルタシート）と比較して、この膜は、フィルタエレメントの厚さを減少させることができるだけでなく、スループットと塩排除率との間の良好なバランスを有することができる。
【００２４】
本明細書では、用語「フィルタ層」は、一般に、精密濾過（ＭＦ）、限外濾過（ＵＦ）、ナノ濾過（ＮＦ）、逆浸透（ＲＯ）、順浸透（ＦＯ）、およびガス分離などの原理を用いて濾過を行うことができる層を指す。いくつかの実施形態では、フィルタ層は、限定するものではないが、精密濾過層、限外濾過層、ナノ濾過層、逆浸透層、順浸透層、およびそれらの任意の組合せを含む。
【００２５】
いくつかの実施形態では、このフィルタ層は、溶液凝固の方法を用いて形成される。いくつかの実施形態では、膜は、図３に示す方法を使用して製造される。まず、多数の細孔を有する多孔質基材を用意する。多孔質基材を操作台の上に置き、流路を含む面を操作台に向けて多孔質基材を置く。予備充填溶液（ｐｒｅ−ｆｉｌｌｉｎｇ  ｓｏｌｕｔｉｏｎ）３１を使用して、多孔質基材を充填する。
【００２６】
本明細書では、用語「予備充填溶液」は、フィルタ層のその後の塗布を容易にするために、多孔質基材内の細孔を充填するために使用される充填溶液を指す。いくつかの実施形態では、予備充填溶液は、水、有機溶媒、またはその２つの組合せを含む。いくつかの実施形態では、有機溶媒は、アルコール、グリセリン、エチレングリコール、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、Ｎ−メチルピロリン（ＮＭＰ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、ジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）、またはそれらの組合せを含む。いくつかの実施形態では、アルコールは、メタノール、エタノール、イソプロパノール、またはそれらの組合せを含む。
【００２７】
予備充填溶液を充填した後、多孔質基材から余剰の予備充填溶液を除去することにより、予備充填溶液が多孔質基材の下部領域を占め（図３の符号３２参照）、予備充填溶液を運ぶ流路を含む面を有する多孔質基材が得られる。続いて、予備充填溶液を運ぶ多孔質基材上に、フィルタ層を形成する溶液を注ぎ、急速に凝固させ、多孔質基材の上にフィルタ層３３を形成する。フィルタ層を多孔質基材の上に直接形成することによって、膜を形成する。いくつかの実施形態では、フィルタ層を形成するこの溶液は、限定するものではないが、ポリスルホン（ＰＳＵ）、ポリプロピレン、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＦ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、セルロースアセテート（ＣＡ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリテトラフルオロエチレン、ナイロン、ポリビニルホルマール、またはそれらの組合せを含む。
【００２８】
いくつかの実施形態では、この膜は、図４に示す連続鋳造の方法を使用して製造される。まず、多数の細孔を有する多孔質基材を用意する。この多孔質基材の両端は、それぞれ、一対のローラ、すなわちローラ４１および４３の周りに巻かれている。多孔質基材は、ローラ４１上に巻き出され、ローラ４３上に再度巻かれ、それによって２つのローラ間で動作することができる。一列の平行ノズル４２が一対のローラの間に配置され、ノズル４２が予備充填溶液を含む容器に流体的に接続されている（図示せず）。ノズルのロールの幅は、多孔質基材の幅と一致する。
【００２９】
動作中、多孔質基材は、ローラ４１から巻き出され、予備充填溶液の塗布に適した速度で平行ノズル４２を通過し、次いでローラ４３の周りに再度巻かれる。平行ノズル４２を通過する際に、平行ノズルは、様々な流量を使用して多孔質基材上に予備充填溶液を噴霧して、予備充填溶液を運ぶ流路を含む面に多孔質基材を提供してもよい。
【００３０】
続いて、多孔質基材は、予備充填溶液が塗布された多孔質基材の表面上にフィルタ層を形成する溶液をコーティングするコーティングヘッド（図示せず）を通過する。ローラ４３の周りに再度巻かれる前に、フィルタ層を形成する溶液は凝固し、多孔質基材上に滑らかで均一なフィルタ層を形成し、それにより膜を形成する。
【００３１】
いくつかの実施形態では、この膜は、図５に示す連続鋳造の方法を使用して製造される。図５に示すように、まず、多数の細孔を有する多孔質基材を用意する。この多孔質基材の一端がローラ５１の周りに巻かれ、動作中、多孔質基材がローラ５１から巻き出される。巻き出された多孔質基材は、予備充填溶液を含む容器５２内で浸漬コーティングされ、それによって予備充填溶液が多孔質基材を占めることが可能になる。容器５２を出た後、予備充填溶液を含む多孔質基材は、一対のニップロールを通過し、多孔質基材の表面から余剰の予備充填溶液が絞り出され、多孔質基材の中間部のみに予備充填溶液が残り、それによって多孔質基材の中間部のみを占める予備充填溶液層が形成される。
【００３２】
続いて、予備充填溶液が多孔質基材の中間部のみを占める多孔質基材は、一対のスロットダイコーティングヘッド５４および５５を通過する。ここで、フィルタ層を形成する溶液が、多孔質基材の表面上に噴霧される。フィルタ層を形成する溶液は、予備充填溶液を含む多孔質基材の表面に部分的に浸透し、凝固後に、多孔質基材の両面に滑らかで均一なフィルタ層を形成する。
【００３３】
いくつかの実施形態では、本発明に関連するフィルタエレメントは、コアチューブ６１を提供し、コアチューブの周りに膜（図６の６２、６４または図７の７２を参照）を巻く方法を用いて製造される。膜は、多孔質基材と、多孔質基材の上に形成されたフィルタ層とを含む。いくつかの実施形態では、コアチューブは、リード多孔質基材の一端の周りに巻かれる。このリード多孔質基材は、膜の展開を容易にするとともに、コアチューブの周りに膜を巻くのを容易にすることができる。
【００３４】
いくつかの実施形態では、図６に示すように、まず、回転軸上に設置されたコアチューブ６１を用意する。コアチューブ６１は、多孔質基材６５の一端を巻き上げて導く。いくつかの実施形態では、膜６２および６４を２つに折り畳んで、滑らかで均一なフィルタ層表面が内側に面するようにする。次いで、供給スペーサ６３を折り畳まれた膜に挿入し、互いに隣接している折り畳まれた膜の開口縁を接着し、それによって膜エンベロープを提供する。リード多孔質基材６５上に、製造された膜エンベロープを積層する。いくつかの実施形態では、膜エンベロープの外縁または膜エンベロープの縁に近い部分が一緒に接着され、それによって膜エンベロープが定位置に固定される。最後に、コアチューブの周りに膜エンベロープを巻き上げ、コアチューブ６１、膜６２および６４、供給スペーサ６３ならびにリード多孔質基材６５を含むフィルタエレメントを形成する。
【００３５】
いくつかの実施形態では、図７に示すように、回転アクセル上に設置されたコアチューブ７１が用意される。いくつかの実施形態では、コアチューブ７１は、リード多孔質基材の一端の周りに巻かれ得る。フィルタシート７３および膜７２を用意する。いくつかの実施形態では、膜７２を上記のように２つに折り畳んで、滑らかで均一なフィルタ層表面が内側に面するようにする。いくつかの実施形態では、供給スペーサは、折り畳まれた膜に挿入される。いくつかの実施形態では、互いに隣接している折り畳まれた膜の開口縁を一緒に接着し、膜エンベロープを提供する。同じ方法を使用して、フィルタシートエンベロープを作成する。
【００３６】
フィルタシートは、バッキング層およびフィルタ層を含むバッキング材（例えば、ＰＥＴ）上に、フィルタ膜を形成する溶液を塗布することによって製造される。バッキング層の平均細孔径は、多孔質基材の平均細孔径よりも小さい。いくつかの実施形態では、バッキング層の平均細孔径は、１００ミクロン未満、８０ミクロン未満、または５０ミクロン未満である。
【００３７】
製造された膜エンベロープおよびフィルタシートエンベロープをコアチューブ上に積層し、巻き上げる。いくつかの実施形態では、製造された膜エンベロープおよびフィルタシートエンベロープは、非交互に積層される。いくつかの実施形態では、製造された膜エンベロープおよびフィルタシートエンベロープは、交互に積層される。
【００３８】
いくつかの実施形態では、膜エンベロープおよびフィルタシートエンベロープの外縁または縁に近い部分は、一緒に接着されて、膜エンベロープおよびフィルタシートエンベロープが定位置に固定される。コアチューブの周りに膜エンベロープおよびフィルタシートエンベロープを巻き上げ、コアチューブ７１、膜７２、フィルタシート７３、および供給スペーサを含むフィルタエレメントを形成する。いくつかの実施形態では、フィルタエレメントは、リード多孔質基材を含んでもよい。
【００３９】
いくつかの実施形態では、フィルタエレメントは、コアチューブ６１と、コアチューブ６１の周りに巻かれた１つ以上の膜（図６の６２および６４参照）と、供給スペーサと、任意のリード多孔質基材とを含む。いくつかの実施形態では、膜６２および６４は、１つまたは２つのフィルタ層を含む。いくつかの実施形態では、リード多孔質基材の一端がコアチューブの周りに巻かれる。いくつかの実施形態では、供給スペーサは、折り畳まれた膜の間に挿入される。
【００４０】
いくつかの実施形態では、フィルタエレメントは、コアチューブ７１と、コアチューブ７１の周りに巻かれた１つ以上の膜（図７の７２参照）と、供給スペーサと、任意の１つ以上のフィルタシート７３と、任意のリード多孔質基材とを含む。いくつかの実施形態では、膜７２は、１つまたは２つのフィルタ層を含む。いくつかの実施形態では、フィルタシート７３は、１つ以上の膜７２と一緒にコアチューブ７１の周りに非交互に巻かれる。いくつかの実施形態では、フィルタシート７３は、１つ以上の膜７２と一緒にコアチューブ７１の周りに交互に巻かれる。いくつかの実施形態では、リード多孔質基材の一端がコアチューブの周りに巻かれる。いくつかの実施形態では、供給スペーサは、折り畳まれた膜またはフィルタシートの間に挿入される。
【００４１】
いくつかの実施形態では、膜およびフィルタシートを折り畳む必要はない。膜、フィルタシート、および供給スペーサが順番に積み重ねられ、次いでコアチューブの周りに巻かれる。いくつかの実施形態では、膜およびフィルタシートが適切なサイズに切り取られた後に、膜およびフィルタシートを折り畳む必要はない。膜、フィルタシート、および供給スペーサが順番に積み重ねられ、次いでコアチューブの周りに巻かれる。
【００４２】
本発明の膜を含まないフィルタエレメントと比較して、本発明のいくつかの実施形態の膜は従来のフィルタシートではない。それらはバッキング層を省略し、フィルタ層は多孔質基材の上に直接形成され、既存の技術に必要とされるフィルタシート上に多孔質基材を密着させる手順を排除し、工程を単純化するとともに、材料のコストを大幅に削減する。本発明のいくつかの実施形態では、密着工程がないために、通常のフィルタエレメントと比較して、膜を巻き上げるために要する時間を２５％短縮することができる。
【００４３】
同時に、本発明のいくつかの実施形態に関連するフィルタエレメントの厚さは、本発明の実施形態に関連する膜を含まないフィルタエレメントよりも薄い。同じ体積では、本発明のいくつかの実施形態に関連するフィルタエレメントは、さらに多くの膜を収容することができ、それによって、さらに大きな活性濾過領域を含むことができる。したがって、本発明のいくつかの実施形態のフィルタエレメントは、さらに高いスループットおよび塩排除率を達成することができる。本発明のいくつかの実施形態のフィルタエレメントはまた、顕著な耐圧性を有する。本発明のいくつかの実施形態では、フィルタエレメントの厚さを減少させるために、導水のために使用される余分な多孔質基材を排除するか、導水基材のみを有し、それによって、さらに大きな活性濾過領域を提供することが可能である。
【００４４】
実験例
例１：膜の製造
図３に示すように、厚さ２５０ミクロンの導水基材を用意する。この基材は、約１５０から４００ミクロンの平均細孔径を有する多数の細孔を含む。導水基材は、一方面が流路を含み、他方面が多孔質構造を有する非対称構造（図１および図２参照）を有する。導水基材をガラスプレートの上に注意深く置き、流路を含む導水基材の面をガラスプレートに向けて置く。
【００４５】
導水基材を充填するための予備充填溶液として水を使用し、ゴムローラからの圧力を用いて、水を含む導水基材に濾紙または吸収パッドを接触させ、余剰の水を吸収する。これにより、水が導水基材の下部領域を占め、水を含む導水基材が形成される。
【００４６】
予備充填溶液を含む導水基材上に１７％（ｗｔ／ｖｏｌ）のポリスルホン（ＰＳＵ）（溶媒としてＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミドを含む）を注ぎ、次いで、これを速やかにヒドロゲル浴に移動させ、凝固ＰＳＵ溶液を用いてフィルタ層を形成する。フィルタ層は、導水基材の上に直接形成される。ＰＳＵ限外濾過層と導水基材とを含む膜を水中に浸して保存する。
【００４７】
測定したところ、この膜の厚さは約３５０ミクロンであり、これは、１３０ミクロンのＵＦフィルタシートと２５０ミクロンの導水基材とを一緒に接着することによって製造されたフィルタエレメントの厚さの約９０％である。
【００４８】
さらに、製造された膜は、ピンホール欠陥が目立たないだけでなく、均一で滑らかな膜表面を有することが観察されている。
【００４９】
例２：二重層膜の製造
厚さ３５０ミクロンの導水基材を用意する。この基材は、約１５０から４００μｍの平均細孔径を有する多数の細孔を含む。導水基材は、一方面が流路を含み、他方面が多孔質構造を有する非対称構造を有する。
【００５０】
導水基材をガラスプレートの上に置き、流路を含む導水基材の面をガラスプレートに向けて置く。導水基材を充填するための予備充填溶液として水を使用し、ゴムローラからの圧力を用いて、水を含む導水基材に濾紙または吸収パッドを接触させ、余剰の水を吸収する。
【００５１】
予備充填溶液を含む導水基材上に１７％（ｗｔ／ｖｏｌ）のポリスルホン（ＰＳＵ）（溶媒としてＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミドを含む）を注ぎ、次いで、これを速やかにヒドロゲル浴に移動させ、凝固ＰＳＵ溶液を用いて膜を得る。
【００５２】
得られた膜をガラスプレート上に置き、流路を含む面を上にして、予備充填溶液を流路側に充填する。続いて、ゴムローラからの圧力を用いて、充填溶液を含む導水基材に濾紙または吸収パッドを接触させ、余剰の水を吸収する。
【００５３】
再度、予備充填溶液を含む導水基材上に１７％（ｗｔ／ｖｏｌ）のポリスルホン（ＰＳＵ）（溶媒としてＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミドを含む）を注ぎ、次いで、これを速やかにヒドロゲル浴に移動させ、凝固ＰＳＵ溶液を用いて膜を得る。
【００５４】
測定したところ、製造された膜の厚さは約４５０ミクロンである。さらに、製造された膜は、ピンホール欠陥が目立たないだけでなく、均一で滑らかな膜表面を有することが観察されている。
【００５５】
例３：フィルタエレメントの製造
図６に示すように、例１から製造された膜を使用して、表面は滑らかで均一なＰＳＵフィルタ層を含む。
【００５６】
まず、回転軸上に設置されたコアチューブを用意し、ＰＥＴ製の導水基材の一端をコアチューブの周りに巻き上げる。例１で製造された膜を２つに折り畳んで、滑らかで均一なＰＳＵフィルタ膜表面が内側を向くようにする。続いて、供給スペーサを折り畳まれた膜に挿入し、互いに隣接している折り畳まれた膜の開口縁を一緒に接着して、膜エンベロープを提供する。
【００５７】
製造された膜エンベロープを導水基材上に積層し、膜エンベロープの外縁または縁に近い部分を一緒に接着し、膜エンベロープを定位置に固定する。最後に、コアチューブの周りに膜エンベロープを巻き上げ、コアチューブと、膜と、ＰＥＴ導水基材と、供給スペーサとを含むフィルタエレメントを形成する。
【００５８】
例３で製造されたフィルタエレメントは、個々の密着工程を必要としないため、導水基材を密着させることを必要とするフィルタエレメントと比較して、膜を巻き上げるのに要する時間を２５％短縮することができる。同時に、同じ体積で、さらに多くの膜（約５％から１０％）を収容することができる。したがって、同じ体積のエレメントでは、さらに大きな活性濾過領域を収容することができる。
【００５９】
例４：フィルタエレメントの製造
図７に示すように、例１から２で製造された膜を使用して、表面は滑らかで均一なＰＳＵフィルタ層を有する。
【００６０】
まず、回転軸上に設置されたコアチューブを用意し、ＰＥＴ製の導水基材の一端をコアチューブの周りに巻き上げる。例１で製造された膜を２つに折り畳んで、滑らかで均一なＰＳＵフィルタ膜表面が内側を向くようにする。続いて、供給スペーサを折り畳まれた膜に挿入し、互いに隣接している折り畳まれた膜の開口縁を一緒に接着して、膜エンベロープを提供する。同じ方法を使用して、フィルタシートエンベロープを作成する。
【００６１】
製造された膜エンベロープおよびフィルタシートエンベロープを導水基材上に交互に積層し、膜エンベロープの外縁または縁に近い部分を一緒に接着して、膜エンベロープを定位置に固定する。最後に、コアチューブの周りに膜エンベロープを巻き上げ、コアチューブと、膜と、フィルタシートと、ＰＥＴ導水基材と、供給スペーサとを含むフィルタエレメントを形成する。
【００６２】
個々の密着工程がないため、導水基材を密着させることを必要とするフィルタエレメントと比較して、膜を巻く時間を通常のフィルタエレメントよりも２５％短縮することができる。同時に、同じ体積で、さらに多くの膜（約１６％）を収容することができる。したがって、同じ体積のエレメントでは、さらに大きな活性濾過領域を収容することができる。
【００６３】
例５：例４で製造されたフィルタエレメントに対して性能試験を実施する。
【００６４】
２，０００ｐｐｍのＮａＣｌ溶液を用いて２２０ｐｓｉの圧力下で、例４で製造されたフィルタエレメントを試験した。例４で製造されたフィルタエレメントは、高いスループット（約１２６ＧＤＰ（１日あたりのガロン））および高い塩排除率（９６．７％）を示す。フィルタシートのみを含むフィルタエレメントと比較して、例４で製造されたフィルタエレメントは約１８％のスループットを有する。フィルタエレメントの試験を１８０時間継続して、加圧下でフィルタエレメントの安定性を試験した。試験の終わりに、フィルタエレメントのスループットは１００ＧＰＤであり、塩排除率は９７．８％であり、膜は圧力下で耐久性があることを示した。
【００６５】
本発明は、その特定の実施形態を参照して示され、記載されてきたが、当業者であれば、多くの修正および変形が可能であることを理解するであろう。したがって、添付の特許請求の範囲は、それらが本発明の真の精神および範囲内にある限り、そのような修正および変形のすべてを包含することが意図されていることが理解されるべきである。
【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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【国際調査報告】
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