(57)【要約】      （修正有）【課題】流体分離素子使用前に、長時間のフラッシングの必要がなく、かつ効果的な脱酸素効果が得られる包装済み流体分離素子を提供する。【解決手段】分離膜、原液流路材および透過液流路材が透過液集液管の周りにスパイラル状に巻回されて分離膜巻回体を構成し、前記分離膜巻回体の両端部にテレスコープ防止板が配設された流体分離素子１が、脱酸素剤２２と共に包装部材２３内に封入されて酸素が遮断されるように密閉されてなる流体分離素子包装体であって、前記の脱酸素剤２２が、テレスコープ防止板８に備えられた緩衝部材２１における脱酸素剤配置用空隙部３１に、流体分離素子１と共に備えられてなる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体分離素子が脱酸素剤と共に包装部材内に封入されて酸素が遮断されるように密閉されてなる包装済み流体分離素子。
【請求項２】
前記流体分離素子が、分離膜、原液流路材および透過液流路材が透過液集液管の周りにスパイラル状に巻回されて分離膜巻回体を構成し、前記分離膜巻回体の両端部にテレスコープ防止板が配設されたものであることを特徴とする請求項１記載の包装済み流体分離素子。
【請求項３】
前記脱酸素剤が、前記テレスコープ防止板の少なくとも１つに備えられた緩衝部材における脱酸素剤配置用空隙部に、前記流体分離素子と共に備えられてなることを特徴とする請求項２記載の包装済み流体分離素子。
【請求項４】
脱酸素剤配置用空隙部が、緩衝部材におけるテレスコープ防止板側に備えられてなることを特徴とする請求項３記載の包装済み流体分離素子。
【請求項５】
脱酸素剤配置用空隙部が、緩衝部材におけるテレスコープ防止板と反対側に備えられ、前記緩衝部材が、前記脱酸素剤配置用空隙部側と前記テレスコープ防止板側とを貫通する貫通孔を有することを特徴とする請求項３記載の包装済み流体分離素子。
【請求項６】
分離膜、原液流路材および透過液流路材が透過液集液管の周りにスパイラル状に巻回されて分離膜巻回体を構成し、前記分離膜巻回体の両端部にテレスコープ防止板が配設された流体分離素子を保護する流体分離素子用緩衝部材であって、前記テレスコープ防止板の少なくとも１つに備えられ、脱酸素剤配置用空隙部を有することを特徴とする流体分離素子用緩衝部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体分離素子の保存に好適な包装済み流体分離素子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、海水淡水化や半導体分野における超純水用途、さらには、かん水脱塩用途や有機物分離、および廃水再利用などを始めとする膜の透過液または濃縮液を利用するさまざまな流体分離分野において、分離膜を用いた流体分離素子の使用が急速に増加してきている。
【０００３】
このような流体分離素子の形態としては、中空糸膜を用いたものや、平膜を用いたプレートフレーム型やスパイラル型の流体分離素子が挙げられる。これらの中で、スパイラル型の流体分離素子は、分離膜が透過液流路材と原液流路材と共に透過液集水管の周りにスパイラル状に巻き付けられた構造をとる。
【０００４】
このスパイラル型の流体分離素子の代表的な形態の一部分解斜視図を、図１に示す。通常、このような構成の流体分離素子は、第１の分離膜３および第２の分離膜４の３辺を互いに接着して形成した封筒状膜の膜間に、透過液流路材９を挟み込み、これに原液流路材１０を重ねて１つの膜ユニットとし、この膜ユニットを単数もしくは複数用意し、透過液集水管２の周囲にスパイラル状に巻き回すことにより製造される。封筒状膜の開口している辺は、透過液集水管２側に配置されている。
【０００５】
このスパイラル型の流体分離素子１において、原液６は、流体分離素子１の一方の端面から供給され、第１の分離膜３および第２の分離膜４で分離処理される。分離膜３、４を透過した透過液は透過液流路材９を伝って流れ（矢印１２）、透過液集水管２で集められ透過液１３として取り出される。分離膜３、４を透過しなかった原液は、原液流路材１０を伝って流れ（矢印７）、流体分離素子１の他方の端面から濃縮液１１として排出される。また、流体分離素子１の軸方向両端部に、流体分離素子がテレスコープ状にずれるのを防止するためのテレスコープ防止板８が配置されている。
【０００６】
従来、このような流体分離素子は、製造された後、外部とのシールが可能な包装部材で包装されると共に、包装体内部を減圧した形態で出荷され、実際の使用に至るまでの間、その形態で保存されている。また、流体分離素子の保存の際は、細菌やカビ等の発生を抑制するために、保存液として亜硫酸水素ナトリウムやホルマリンを含む水溶液を流体分離素子に充填する方法が提案されている（特許文献１および特許文献２参照。）。
【０００７】
しかしながら、亜硫酸水素ナトリウムやホルマリンは、流体分離素子の使用開始時に洗浄し除去する必要があり、フラッシングが長くなる課題があった。また、ホルマリンについては厳しく排水規制がなされているため、保存液に使用したホルマリンを排水するには排水処理設備を完備する必要があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−２２４０８５号公報
【特許文献２】特開２００４−２７５９４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで、本発明の目的は、流体分離素子使用前に、長時間のフラッシングの必要がなく、かつ効果的な脱酸素効果が得られる包装済み流体分離素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、上記課題を解決せんとするものであり、脱酸素剤と共に包装部材内に封入されて酸素が遮断されるように密閉されてなる流体分離素子包装体である。
【００１１】
本発明の包装済み流体分離素子の好ましい態様によれば、分離膜、原液流路材および透過液流路材が透過液集液管の周りにスパイラル状に巻回されて分離膜巻回体を構成し、前記分離膜巻回体の両端部にテレスコープ防止板が配設された流体分離素子が、脱酸素剤と共に包装部材内に封入されて酸素が遮断されるように密閉されてなる流体分離素子包装体である。
【００１２】
本発明の包装済み流体分離素子の好ましい態様によれば、脱酸素剤が、前記テレスコープ防止板の少なくとも１つに備えられた緩衝部材における脱酸素剤配置用空隙部に、前記流体分離素子と共に備えられてなることである。
【００１３】
本発明の包装済み流体分離素子の好ましい態様によれば、前記の脱酸素剤配置用空隙部は、前記の緩衝部材における前記のテレスコープ防止板側に備えられてなることである。
【００１４】
本発明の包装済み流体分離素子の好ましい態様によれば、前記の脱酸素剤配置用空隙部が、前記の緩衝部材における前記のテレスコープ防止板と反対側に備えられ、前記の緩衝部材は、前記の脱酸素剤配置用空隙部側と前記のテレスコープ防止板側とを貫通する貫通孔を有することである。
【００１５】
本発明において、「脱酸素剤」は、固形のものをいう。固形の脱酸素剤としては、鉄系、有機系などの材料のものが挙げられるが、好ましくは、鉄系のものが良い。また、剤形は、粉末状、粒状、錠剤状、シート状などが挙げられるが、好ましくは、粉末状のものが良い。粉末状のものは、包材で包装されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によると、流体分離素子が脱酸素剤と共に包装部材内のテレスコープ防止板の少なくとも１つに備えられた緩衝部材における脱酸素剤配置用空隙部に、封入されて酸素が遮断されるよう密封されるため、流体分離素子に保存液を充填する必要がなく、使用開始時にフラッシングの時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、本発明が適用されるスパイラル型の流体分離素子の一例を示す部分破断斜視図である。
【図２】図２は、本発明が適用される包装済み流体分離素子の部分拡大図断面図である。
【図３】図３は、本発明が適用される包装済み流体分離素子の別の部分拡大図断面図である。
【図４】図４は、本発明が適用される包装済み流体分離素子のさらに別の部分拡大図断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
次に、本発明の包装済み流体分離素子の実施の形態について、図面を参照しながら説明するが、本発明はこれらの図面に示す実施態様に限定されるものではない。
【００１９】
流体分離素子の形態としては、中空糸膜を用いたものや、平膜を用いたプレートフレーム型やスパイラル型の流体分離素子が挙げられる。
【００２０】
図１は、本発明が適用されるスパイラル型流体分離素子の一例を示す部分破断した斜視図である。代表的なスパイラル型の流体分離素子１は、図１に示されるように、分離膜３、４、原液流路材１０および透過液流路材９が積層状態で、有孔の透過液集水管２の周囲にスパイラル状に巻回されて分離膜巻回体を構成し、その分離膜巻回体の両端にテレスコープ防止板８が設置され、さらに外周面を外装体５により覆われた形態をとる。
【００２１】
通常、原液６は、流体分離素子１の一方の端面から供給され、分離膜３、４で分離処理される。分離膜３、４を透過した透過液は、透過液流路材９を伝って流れ（矢印１２）、透過液集水管２から透過液１３として取り出され、一方、分離膜３、４を透過しなかった原液６は、原液流路材１０を伝って流れ（矢印７）、流体分離素子１の他方の端面から濃縮液１１として排出される。
【００２２】
また、分離膜３、４は、供給流体と透過流体の混合を防止するために、膜端部３辺が接着剤により封止された封筒状膜となっている。
【００２３】
このようにして組み立てられた流体分離素子は、通常、評価工程と保存液注入工程を経て、梱包工程に搬送される。
【００２４】
図２に、本発明が適用される包装済み流体分離素子の一例を示す。図２において、包装済み流体分離素子は、流体分離素子１が脱酸素剤２２と共に包装部材２３内に封入されて酸素が遮断されるように密閉されてなる流体分離素子包装体である。脱酸素剤２２は、流体分離素子１の胴体部、透過液集水管２内部、またはテレスコープ防止板８の少なくとも１つに備えられた緩衝部材２１のテレスコープ防止板８側に設置することができるが、より効果的な脱酸素効果を得るためには、脱酸素剤２２を緩衝部材２１のテレスコープ防止板８に接触させて同梱することが好ましい。緩衝部材２１は、輸送時の振動や衝撃によるテレスコープ防止板８の損傷防止のため配置される。
【００２５】
そこで、本発明では、テレスコープ防止板８に備えられた緩衝部材２１に脱酸素剤２２配置用の脱酸素剤配置用空隙部３１を設けたものである。また、この脱酸素剤配置用空隙部３１は、緩衝部材２１におけるテレスコープ防止板８側または／および流体分離素子１側に備えられていることが好ましい。緩衝部材２１は、流体分離素子１の両端に配置されていても良いし、片端でも良い。
【００２６】
また、脱酸素剤配置用空隙部３１の深さＨは、脱酸素剤２２の厚みを１とすると、最低でも１．５以上と十分に深くとることが好ましい。また、脱酸素剤配置用空隙部３１の幅Ｗは、テレスコープ防止板８の直径を１とすると、最大でも０．９５よりも小さくすることが好ましい。
【００２７】
深さＨが浅すぎると、脱酸素剤２２が流体分離素子１端面やテレスコープ防止板８に接触してしまう可能性がある。また、幅Ｗがテレスコープ防止板８の直径と同等またはそれ以上になると、脱酸素剤２２に流体分離素子１の自重がかかり、酸化した鉄分が溶出して流体分離素子１端面やテレスコープ防止板８に接触してしまい、付着や色移りする可能性が考えられる。また、脱酸素剤配置用空隙部３１の形状は、略円形、略四角形および略台形等いずれの形状をとっても良い。
【００２８】
また、流体分離素子包装体内の酸素量は、流体分離素子のサイズや構成によって違いはあるが、約１〜１６Ｌ前後であることから、各酸素量に見合った酸素吸入が可能な脱酸素剤を用いることが好ましい。また、流体分離素子内部には性能評価時の水分等が残存している可能性が高いため、耐水性の包材で包装されていることが好ましい。
【００２９】
次に、図３と図４に、本発明の方法で包装された流体分離素子の別の一例を示す。図３において、脱酸素剤配置用空隙部４２が、緩衝部材２１におけるテレスコープ防止板８と反対側に備えられ、かつ緩衝部材２１は、脱酸素剤配置用空隙部４２側とテレスコープ防止板８側とを貫通する貫通孔４１を１つ以上有する。貫通孔４１を配置し、空気（酸素）の通気孔を設けることによって、より短期間での効率的な脱酸素効果が期待できる。ここで、脱酸素剤配置用空隙部４２の深さ、幅および形状に特に規制はない。脱酸素剤２２は、テープおよび接着剤で緩衝部材２１に固定しても良いし、そのままでも良い。また、緩衝部材２１は、テレスコープ防止板８の三方を保護するような形状に限定されるものではなく、図４に示すように、テレスコープ防止板８の端面と脱酸素剤２２の間に位置し、貫通孔４１を有していれば、いずれの形状をとっても良い。
【００３０】
また、本発明において流体分離素子１は、酸素が遮断されるように包装部材２３によって密封包装される。
【００３１】
包装部材２３は、酸素透過度を規制するとともに、包装部材２３自体の強度を高め、かつ、包装部材２３で流体分離素子１の表面を傷つけないようにするために、少なくとも、外部衝撃吸収層と酸素侵入防止層と流体分離素子表面損傷防止層を含む３層以上の構造になっているものであることが好ましい。外部衝撃吸収層は複数層とすれば、さらに強度が上昇するのでより好ましい態様である。また、包装部材２３を上記のように複数層とする場合には、上記の各層は互いに接着されていても良いし、互いに独立した（単に重ね合わせた）積層を構成しても良いが、特に、後者のように独立した層構造をとる方が、亀裂が発生した場合に、より伝播を防止することができる。
【００３２】
包装部材２３の外部衝撃吸収層に、さらに独立した外部衝撃吸収層を持たせる方法としては、２枚以上の袋を用意しても良いし、包装部材２３にさらにシートを巻きつける方法でも良い。これらの袋やシートは、損傷防止の観点から厚みは５０μｍ以上３００μｍ未満であることが好ましい。材質は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ナイロンおよびポリエステル等からなるものを使用することができる。
【００３３】
酸素侵入防止層は、温度２３℃、相対湿度６５％における酸素透過度が５ｍｌ／ｍ２・ｄ・ａｔｍ以下であることが好ましく、より好ましくは、１ｍｌ／ｍ２・ｄ・ａｔｍ以下である。酸素透過度は、低いことが望ましい。
【００３４】
また、上記外部衝撃吸収層、酸素侵入防止層および流体分離素子表面損傷防止層には、例えば、それぞれナイロンフィルム、エチレン−ビニルアルコール共重合樹脂フィルム、およびポリエチレンフィルムからなるものを使用することができる。また、外部衝撃吸収層の厚みは、１０μ以上が好ましく、より好ましくは、１０〜１００μｍの範囲である。酸素侵入防止層の厚みは、５μｍ以上が好ましく、より好ましくは、５〜３０μｍの範囲である。流体分離素子表面損傷防止層の厚みは、１０μｍ以上であることが好ましく、より好ましくは１０〜１５０μｍの範囲である。
【００３５】
また、本発明の流体分離素子包装体の包装体内部圧は、−１０〜−１００ｋＰａに減圧することが好ましい。包装体内部圧を減圧することにより、その内部に残留する細菌やカビが残留した酸素によって繁殖することをより効果的に防止することができる。
【００３６】
スパイラル型流体分離素子の用途としては、主に海水淡水化や半導体分野における超純水用途、一般かん水用途や有機物分離等があるが、分離膜の種類によっては保存用薬液と反応して性能が低下するもの等もあり、薬液を入れずに包装することが好ましい場合がある。また、超純水用途等、特に処理水質要求の厳しい用途に用いられる流体分離素子に対しては、運転開始時の処理水中へのＴＯＣ溶出量（有機炭素化合物などの不純物によって影響を受ける）を低く抑えることが求められるため、薬液を入れずに包装、保存することが望ましい。本発明によれば、かかる問題を解決することが可能である。
【実施例】
【００３７】
次に、具体例を挙げて本発明の包装済み流体分離素子について説明するが、本発明は実施例により限定されるものではない。
【００３８】
＜実施例１＞
まず、分離膜として、東レ株式会社製“ＴＭ８２０−４００”に使用されている海水淡水化用逆浸透膜を使用し、原液流路材として、厚さ０．８６ｍｍのポリエチレン製ネット、透過液流路材としてはトリコットを使用して、これら一対を図１に示すような構成として２６枚重ね合わせ、外径３８．１ｍｍの透過液集液管の周りにスパイラル状に巻かれた有効膜面積４００ｆｔ２、外径８インチのスパイラル型流体分離素子を製造した。そして、保存液を使用せずに、三菱ガス化学製脱酸素剤“エージレス”（登録商標）（鉄系水分依存型：酸素吸収量２Ｌ品）を、流体分離素子の両端に設置したＡＢＳ製テレスコープ防止板に備えられた、緩衝部材の脱酸素剤配置用空隙部に各１個ずつ挿入した。この流体分離素子をナイロンフィルム／エチレン−ビニルアルコール共重合樹脂フィルム／ポリエチレンフィルムからなる厚み１４０μｍ、酸素透過度１ｍｌ／ｍ２・ｄ・ａｔｍの包装部材に封入し、大気圧に比べ−１１ｋＰａで減圧密閉し、更に外側に厚み１５０μｍのポリエチレン製袋を同じく−１１ｋＰａで密封後、１ヶ月間保管した。包装体開封時、流体分離素子の端面等に、カビ等の発生が見られないことを確認した。該この流体分離素子を純水中で、操作圧力０．５ＭＰａで運転したところ、濃縮水の濃度およびｐＨレベルが純水と同レベルに達するまでの運転時間は３分であった。
【００３９】
＜比較例１＞
実施例１の三菱ガス化学製脱酸素剤“エージレス”（登録商標）（鉄系水分依存型：酸素吸収量２Ｌ品）を用いずに、保存液として１％重亜硫酸ソーダ水溶液を充填し、１ヶ月間保管していた実施例１と同型の８インチスパイラル型流体分離素子を、純水中で、操作圧力０．５ＭＰａで運転したところ、濃縮水の濃度およびｐＨレベルが純水と同レベルに達するまでに、運転時間３０分を要した。また、包装体開封時、実施例１と同様、流体分離素子の端面等にカビ等の発生が見られないことを確認した。
【符号の説明】
【００４０】
１：流体分離素子
２：透過液集水管
３、４：分離膜
５：外装材
６、７：原液
８：テレスコープ防止板
９：透過液流路材
１０：原液流路材
１１：濃縮水
１２、１３：透過水
２１：緩衝部材
２２：脱酸素剤
２３：包装部材
３１：脱酸素剤配置用空隙部
４１：貫通孔
４２：脱酸素剤配置用空隙部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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