(57)【要約】高い圧力をかけて分離膜エレメントを運転した時の分離除去性能を安定化させることのできる分離膜エレメントを提供する。供給側の面および透過側の面を有し、透過側の面同士が向かい合うように配置されることで分離膜対を形成する分離膜と、前記分離膜の前記透過側の面の間に設けられ、空隙を有するシートと、前記シート上に設けられた複数の突起物とを有する透過側流路材と、を備え、前記突起物は樹脂を含有し、前記樹脂の一部が前記シートに含浸しており、前記シートの幅方向の両側端部に、前記突起物が設けられていない帯状領域が設けられており、前記分離膜対において、分離膜の透過側の面の間は、前記帯状領域を介して、接着剤によって封止されている分離膜エレメント。
2015016253.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
供給側の面および透過側の面を有し、透過側の面同士が向かい合うように配置されることで分離膜対を形成する分離膜と、
前記分離膜の前記透過側の面の間に設けられ、空隙を有するシートと、前記シート上に設けられた複数の突起物とを有する透過側流路材と、を備え、
前記突起物は樹脂を含有し、前記樹脂の一部が前記シートに含浸しており、
前記シートの幅方向の両側端部に、前記突起物が設けられていない帯状領域が設けられており、
前記分離膜対において、分離膜の透過側の面の間は、前記帯状領域を介して、接着剤によって封止されている
分離膜エレメント。
【請求項２】
前記帯状領域の幅が、前記シートの幅方向における前記複数の突起物の間隔よりも広い請求項１に記載の分離膜エレメント。
【請求項３】
前記帯状領域の幅が０．２５ｍｍ以上７０ｍｍ以下である請求項１または２に記載の分離膜エレメント。
【請求項４】
前記シートの厚みが０．０３ｍｍ以下である請求項１〜３のいずれかに記載の分離膜エレメント。
【請求項５】
前記シートの厚みは０．３ｍｍ以上０．４ｍｍ以下であり、前記シートの空隙率は３０％以上である請求項１〜４のいずれかに記載の分離膜エレメント。
【請求項６】
前記シートの厚みは０．０２ｍｍ以上０．２５ｍｍ以下であり、かつ前記シートの空隙率は９０％以下である請求項１〜５のいずれかに記載の分離膜エレメント。
【請求項７】
前記突起物の高さｃと、前記シートの厚みＨ１および前記突起物の高さｃの和Ｈ０（Ｈ０＝Ｈ１＋ｃ）との比（ｃ／Ｈ０）が０．０５以上０．７以下である請求項１〜６のいずれかに記載の分離膜エレメント。
【請求項８】
前記突起物の高さｃと、前記シートの厚みＨ１および前記突起物の高さｃとの和Ｈ０（Ｈ０＝Ｈ１＋ｃ）との比（ｃ／Ｈ０）が０．０５以上０．１３以下かつ、前記シートの空隙率が３０％以上９０％以下である請求項７に記載の分離膜エレメント。
【請求項９】
前記突起物の高さｃと、前記シートの厚みＨ１および前記突起物の高さｃとの和Ｈ０（Ｈ０＝Ｈ１＋ｃ）との比（ｃ／Ｈ０）が０．１３を超えて０．７以下かつ、前記シートの空隙率が２０％以上８０％以下である  請求項７に記載の分離膜エレメント。
【請求項１０】
前記突起物は、前記集水管の長手方向に対して垂直方向に連続している  請求項１〜９のいずれか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に関する。
【背景技術】
【０００２】
海水およびかん水などに含まれるイオン性物質を除くための技術においては、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、正浸透膜に分類される。これらの膜は、例えば海水、かん水および有害物を含んだ水などからの飲料水の製造、工業用超純水の製造、並びに排水処理および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】
分離膜エレメントとしては様々な形態があるが、分離膜の一方の面に原水を供給し、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、束ねられた多数の分離膜を備えることで、１個の分離膜エレメントあたりの膜面積が大きくなるように、つまり１個の分離膜エレメントあたりに得られる透過流体の量が大きくなるように形成されている。分離膜エレメントとしては、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の形状が提案されている。【０００４】
例えば、逆浸透ろ過には、スパイラル型分離膜エレメントが広く用いられる。スパイラル型分離膜エレメントは、中心管と、中心管の周囲に巻き付けられた積層体とを備える。積層体は、原水（つまり被処理水）を分離膜表面へ供給する供給側流路材、原水に含まれる成分を分離する分離膜、及び分離膜を透過し供給側流体から分離された透過側流体を中心管へと導くための透過側流路材が積層されることで形成される。スパイラル型分離膜エレメントは、原水に圧力を付与することができるので、透過流体を多く取り出すことができる点で好ましく用いられている。【０００５】
スパイラル型分離膜エレメントでは、一般的に、供給側流体の流路を形成させるために、供給側流路材として、主に高分子製のネットが使用される。また、分離膜として、積層型の分離膜が用いられる。積層型の分離膜は、供給側から透過側に積層された、ポリアミドなどの架橋高分子からなる分離機能層、ポリスルホンなどの高分子からなる多孔性樹脂層（多孔性支持層）、ポリエチレンテレフタレートなどの高分子からなる不織布の基材を備えている。また、透過側流路材としては、分離膜の落ち込みを防き、かつ透過側の流路を形成させる目的で、供給側流路材よりも間隔の細かいトリコットと呼ばれる編み物部材が使用される。【０００６】
近年、造水コストの低減への要求の高まりから、分離膜エレメントの高性能化が求められている。例えば、分離膜エレメントの分離性能の向上、および単位時間あたりの透過流体量の増大のために、各流路部材等の分離膜エレメント部材の性能向上が提案されている。【０００７】
具体的には、特許文献１では、透過側流路材として、凹凸賦形されたシートを備える分離膜エレメントが提案されている。特許文献２では、分離膜上に配置されたベーンと称されるエラストマーから構成される流路材によって、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必要としない分離膜エレメントが提案されている。また、特許文献３では、糸を不織布上に配置した流路材を備えた分離膜エレメントが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−２４７４５３号公報
【特許文献２】特表２０１２−５１８５３８号公報
【特許文献３】米国特許出願公開第２０１２−０２６１３３３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、上記した分離膜エレメントは、分離性能、特に長期間にわたり運転を行った際の安定性能の点では、十分とは言えない。
そこで、本発明は、特に高い圧力をかけて分離膜エレメントを運転した時の分離除去性能を安定化させることのできる分離膜エレメントを提供することを目的とする。
【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、空隙率が２０％以上９０％以下のシートと、空隙率が５％以下の複数の突起物から構成される透過側流路材とを備える。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によって、高効率かつ安定した透過側流路を形成することができ、分離成分の除去性能と高い透過性能を有する高性能、高効率の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】膜リーフの一形態を示す概略構成図である。
【図２】シートの長さ方向（第２方向）において連続的に設けられた突起物を備える透過側流路材を示す平面図である。
【図３】シートの長さ方向（第２方向）において不連続的に設けられた突起物を備える透過側流路材を示す平面図である。
【図４】図２および図３の分離膜の断面図である。
【図５】分離膜エレメントの一形態を示す展開斜視図である。
【図６】分離膜の断面模式図である。
【図７】分離膜の概略構成を示す断面図である。
【図８】分離膜エレメントの第１形態を示す一部展開斜視図である。
【図９】分離膜エレメントの第２形態を示す一部展開斜視図である。
【図１０】分離膜エレメントの第３形態を示す一部展開斜視図である。
【図１１】透過側流路材を膜リーフに配置する方法の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の一形態について、詳細に説明する。
〔１．分離膜〕
（１−１）分離膜の概要
分離膜とは、分離膜表面に供給される流体中の成分を分離し、分離膜を透過した透過流体を得ることができる膜である。分離膜は流路を形成するようにエンボス加工や樹脂などを配置されたものも含むことができる。また、分離膜は、流路を形成できず分離機能のみを発現するものであってもよい。
【００１４】
このような分離膜の例として、本発明の分離膜の実施形態の一例を含む膜リーフの分解斜視図を図１に示す。図１において、膜リーフ４は、複数の分離膜２ａ、２ｂを含む。分離膜２ａは供給側の面２１ａと透過側の面２２ａを有し、分離膜２ｂは供給側の面２１ｂと透過側の面２２ｂを有している。重ねられた２枚の分離膜２ａ、２ｂは、一方の分離膜２ａの供給側の面２１ａと、他方の分離膜２ｂの供給側の面２１ｂとが対向するように配置される。また、さらにその上に重ねられた他の分離膜２ｃは、その分離膜の透過側の面２２ｃが、その下の分離膜２ｂの透過側の面２２ｂに対向するように配置される。２１ｃは分離膜２ｃの供給側の面である。本書において、分離膜の「供給側の面」とは、分離膜の２つの面のうち、原水が供給される側の表面を意味する。「透過側の面」とは、その逆側で、分離膜を透過した透過流体が排出される側の表面を意味する。後述するように分離膜２が、図７に示すように、基材２０１、多孔性支持層２０２及び分離機能層２０３を備える場合は、一般的に、分離機能層２０３側の面が供給側の面２１であり、基材２０１側の面が透過側の面２２である。
【００１５】
図７において、分離膜２は、基材２０１、多孔性支持層２０２および分離機能層２０３の積層体として記載されている。上述した通り、分離機能層２０３の外に開放された面が供給側の面２１、基材２０１の外に開放された面が透過側の面２２である。
【００１６】
図１、図２、図３、図４、図５、図６にｘ軸、ｙ軸、ｚ軸の方向軸を示す。ｘ軸を第１方向、ｙ軸を第２方向と称することがある。図１に示すように、分離膜２は長方形であり、第１方向および第２方向は、分離膜２の外縁に平行である。第１方向を幅方向と称し、第２方向を長さ方向と称することがある。また図１中、第１方向（幅方向）をＣＤの矢印で表わし、第２方向（長さ方向）をＭＤの矢印で表わす。
【００１７】
（１−２）分離膜
＜概要＞
分離膜としては、使用方法、目的等に応じた分離性能を有する膜が用いられる。分離膜は、単一層によって形成されていてもよいし、分離機能層と基材とを備える複合膜であってもよい。また、図７に示すように、複合膜においては、分離機能層２０３と基材２０１との間に、多孔性支持層２０２が形成されていてもよい。
【００１８】
＜分離機能層＞
分離機能層の厚みは具体的な数値に限定されないが、分離性能と透過性能の点で５ｎｍ以上３０００ｎｍ以下であることが好ましい。特に逆浸透膜、正浸透膜、ナノろ過膜では５ｎｍ以上３００ｎｍ以下であることが好ましい。
【００１９】
分離機能層の厚みは、通常の分離膜の膜厚測定法に準ずることができる。例えば、分離膜を樹脂により包埋し、それを切断することで超薄切片を作製し、得られた切片に染色などの処理を行う。その後、透過型電子顕微鏡により観察することで、厚みの測定が可能である。また、分離機能層がひだ構造を有する場合、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、ひだの数を２０個測定し、その平均から求めることができる。
【００２０】
分離機能層は、分離機能および支持機能の両方を有する層であってもよいし、分離機能のみを備えていてもよい。なお、「分離機能層」とは、少なくとも分離機能を備える層を指す。
分離機能層が分離機能および支持機能の両方を有する場合、分離機能層としては、セルロース、ポリフッ化ビニリデン、ポリエーテルスルホン、またはポリスルホンを主成分として含有する層が好ましく適用される。
【００２１】
なお、本明細書において、「ＸがＹを主成分として含有する」とは、ＸにおけるＹの含有率が、５０質量％以上、７０質量％以上、８０質量％以上、９０質量％以上、又は９５質量％以上である場合を意味する。また、Ｙに該当する複数の成分が存在する場合は、それら複数の成分の合計量が、上述の範囲を満たせばよい。
【００２２】
一方、多孔性支持層で支持される分離機能層としては、孔径制御が容易であり、かつ耐久性に優れるという点で架橋高分子が好ましく使用される。特に、原水中の成分の分離性能に優れるという点で、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、有機無機ハイブリッド機能層などが好適に用いられる。これらの分離機能層は、多孔性支持層上でモノマーを重縮合することによって形成可能である。
【００２３】
例えば、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。このような膜は、公知の方法により、多官能アミンと多官能酸ハロゲン化物とを界面重縮合することで形成される。例えば、多孔性支持層に多官能アミン水溶液を塗布し、余分なアミン水溶液をエアーナイフなどで除去し、その後、多官能酸ハロゲン化物を含有する有機溶媒溶液を塗布することで、ポリアミド分離機能層が得られる。
【００２４】
また、分離機能層は、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もよい。有機−無機ハイブリッド構造を有する分離機能層は、例えば、以下の化合物（Ａ）、（Ｂ）を含有することができる：
（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、ならびに
（Ｂ）前記化合物（Ａ）以外の化合物であってエチレン性不飽和基を有する化合物。
具体的には、分離機能層は、化合物（Ａ）の加水分解性基の縮合物ならびに化合物（Ａ）および／または（Ｂ）のエチレン性不飽和基の重合物を含有してもよい。すなわち、分離機能層は、
・化合物（Ａ）のみが縮合および／また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）との共重合物中で、化合物（Ａ）は加水分解性基を介して縮合していてもよい。
【００２５】
ハイブリッド構造は、公知の方法で形成可能である。ハイブリッド構造の形成方法の一例は次のとおりである。化合物（Ａ）および化合物（Ｂ）を含有する反応液を多孔性支持層に塗布する。余分な反応液を除去した後、加水分解性基を縮合させるためには、加熱処理すればよい。化合物（Ａ）および化合物（Ｂ）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、プラズマ照射を行えばよい。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できる。
なお、いずれの分離機能層についても、使用前に、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てもよい。
【００２６】
＜多孔性支持層＞
多孔性支持層は、分離機能層を支持する層であり、多孔性樹脂層とも言い換えられる。
多孔性支持層に使用される材料やその形状は特に限定されないが、例えば、多孔性樹脂によって基板上に形成されてもよい。多孔性支持層としては、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、積層したものが使用され、化学的、機械的、熱的に安定性が高く、孔径が制御しやすいポリスルホンを使用することが好ましい。
【００２７】
多孔性支持層は、分離膜に機械的強度を与え、かつイオン等の分子サイズの小さな成分に対して分離機能層のような分離性能を有さない。多孔性支持層の有する孔のサイズおよび孔の分布は特に限定されないが、例えば、多孔性支持層は、均一で微細な孔を有してもよいし、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（基材側）にかけて径が徐々に大きくなるような孔径の分布を有してもよい。また、いずれの場合でも、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測定された細孔の投影面積円相当径は、１ｎｍ以上１００ｎｍ以下であることが好ましい。特に界面重合反応性および分離機能層の保持性の点で、多孔性支持層において分離機能層が形成される側の表面における孔は、３ｎｍ以上５０ｎｍ以下の投影面積円相当径を有することが好ましい。
【００２８】
多孔性支持層の厚みは特に限定されないが、分離膜に強度を与えるため等の理由から、２０μｍ以上５００μｍ以下の範囲にあることが好ましく、より好ましくは３０μｍ以上３００μｍ以下である。
【００２９】
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、原子間力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、基材から多孔性支持層を剥がした後、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３ｋＶ〜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に基づいて、多孔性支持層の膜厚、表面の投影面積円相当径を測定することができる。
【００３０】
多孔性支持層の厚みおよび孔径は、平均値であり、多孔性支持層の厚みは、断面観察で厚み方向に直交する方向に２０μｍ間隔で測定し、２０点測定の平均値である。また、孔径は、２００個の孔について測定された、各投影面積円相当径の平均値である。
【００３１】
次に、多孔性支持層の形成方法について説明する。多孔性支持層は、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、例えば密に織ったポリエステル布あるいは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。
【００３２】
多孔性支持層は、”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形成することができる。なお、所望の形態を得るために、ポリマー濃度、溶媒の温度、貧溶媒は調整可能である。
【００３３】
例えば、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を調製する。次いで、このポリスルホン樹脂溶液をポリエステル布あるいは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とによって多孔性支持層を得ることができる。
【００３４】
＜基材＞
分離膜の強度、寸法安定性等の観点から、分離膜は基材を有することができる。基材としては、強度、凹凸形成能および流体透過性の点で繊維状基材を用いることが好ましい。
基材としては、長繊維不織布及び短繊維不織布のいずれも好ましく用いることができる。特に、長繊維不織布は、優れた製膜性を有するので、高分子重合体の溶液を流延した際に、その溶液が過浸透により裏抜けすること、多孔性支持層が剥離すること、さらには基材の毛羽立ち等により膜が不均一化すること、及びピンホール等の欠点が生じることを抑制できる。また、基材が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からなることにより、短繊維不織布と比べて、高分子溶液流延時に繊維の毛羽立ちによって起きる膜の不均一化および膜欠点の発生を抑制することができる。さらに、分離膜は、連続製膜されるときに、製膜方向に対し張力がかけられるので、寸法安定性に優れる長繊維不織布を基材として用いることが好ましい。
【００３５】
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、強度を保つことで膜破れ等を防ぐ高い効果が実現されるだけでなく、分離膜に凹凸を付与する際の、多孔性支持層と基材とを含む積層体としての成形性も向上し、分離膜表面の凹凸形状が安定するので好ましい。
【００３６】
より具体的には、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°以上２５°以下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°以上９０°以下であることが好ましい。
【００３７】
分離膜の製造工程や分離膜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が、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、収縮は顕著である。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°以上９０°以下であると、熱による幅方向の変化を抑制することもでき、好ましい。
【００３８】
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る。具体的には、繊維配向度とは、連続製膜を行う際の製膜方向、つまり不織布基材の長手方向と、不織布基材を構成する繊維の長手方向との間の角度の平均値である。つまり、繊維の長手方向が製膜方向と平行であれば、繊維配向度は０°である。また、繊維の長手方向が製膜方向に直角であれば、すなわち不織布基材の幅方向に平行であれば、その繊維の配向度は９０°である。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。
【００３９】
繊維配向度は以下のように測定される。まず、不織布からランダムに小片サンプル１０個を採取する。次に、そのサンプルの表面を走査型電子顕微鏡で１００〜１０００倍で撮影する。撮影像の中で、各サンプルあたり１０本の繊維を選び、不織布の長手方向を０°としたときの、繊維の長手方向の角度を測定する。ここで、不織布の長手方向とは、不織布製造時の“Ｍａｃｈｉｎｅ  ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ”を指す。また、不織布の長手方向は、多孔性支持層の製膜方向および図１、図５のＭＤ方向に一致する。図１、図５のＣＤ方向は、不織布製造時の“Ｃｒｏｓｓ  ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ”に一致する。
【００４０】
こうして、１枚の不織布あたり計１００本の繊維について、角度の測定が行われる。こうして測定された１００本の繊維について、長手方向の角度から平均値を算出する。得られた平均値の小数点以下第一位を四捨五入して得られる値が、繊維配向度である。
【００４１】
基材と多孔性支持層との厚みの合計は、３０μｍ以上３００μｍ以下の範囲内、または５０μｍ以上２５０μｍ以下の範囲内にあるように、基材の厚みが選択されることが好ましい。
【００４２】
（１−３）透過側流路材
＜概要＞
本発明の透過側流路材は、空隙率が２０％以上９０％以下のシートと空隙率が５％以下の複数の突起物から構成されており、複数の突起物はシートと一体的に形成されている。透過側流路材がこのような構成を有することで、透過側の流動抵抗を低減でき、かつ高い流路安定性を両立することができる。具体的には、シートおよび複数の突起物の空隙率が上記範囲にあることで、シートの空隙および複数の突起物によって形成される溝の流動抵抗を低減できる。また、透過側流路材の形成プロセスの都合上、突起物の配置精度が不十分で溝が閉塞するような形状になった場合においても、シートの空隙が流路となり透過水はシートを介して別の溝へ移動することができる。
【００４３】
本発明の透過側流路材は、図１１に示すように、膜リーフ４の透過側の面２２に配置される。この時、突起物が透過側の面２２に接するか、またはシートが透過側の面２２に接するかは、膜リーフ４の巻囲時または膜リーフ４の積層時に、異なる透過側の面２２に突起物とシートが接触して、結局は同一の状態となるため特に限定されない。透過側流路材の構成の詳細は以下のとおりである。
【００４４】
＜帯状端部＞
図４において、透過側流路材３１におけるシート３０２には、その端部に突起物３０１が配置されていない帯状領域３０３が設けられている。この帯状領域３０３を帯状端部と称する。
帯状端部は、シート３０２に突起物３０１が設けられていない部分である。これによって、一方の分離膜の透過側の面と他方の分離膜の透過側の面は、このような帯状領域３０３を介して接着される。帯状領域３０３を介することで、突起物によるリーフ接着剤の浸透阻害が生じず、リーフ接着剤の塗布ムラや接着不良を無くし分離膜同士の封止性を高めることができる。
【００４５】
帯状端部の幅は分離膜エレメントサイズや運転圧力、透過側流路材の厚み、リーフ接着剤の塗布量に応じて決定できるが、突起物３０１により形成される溝幅（ＣＤ方向）より広い方がよく、特に０．２５ｍｍ〜７０ｍｍの範囲で適宜変更できる。この範囲であれば、シートに突起物が固着した透過側流路材を用いても良好な封止性を得ることができるとともに、リーフ接着剤による分離膜の有効膜面積（分離膜エレメントに装填した分離膜のうち、分離機能を発現する分離膜の総面積）低下を防ぐことができる。
【００４６】
＜透過側流路材を構成するシート＞
透過側流路材を構成するシート３０２は、分離膜エレメントにおいて、図１１のように第２方向が巻回方向と一致するように配置されることが好ましい。つまり、図８、図９、図１０の分離膜エレメントにおいて、シート３０２は、第１方向（分離膜の幅方向）が集水管６の長手方向に平行であり、第２方向（分離膜の長さ方向）が集水管６の長手方向に直交するように配置されることが好ましい。
【００４７】
また、透過側流路材を構成するシートは、分離膜の透過側の面同士を接着する領域に存在する。つまり、２枚の分離膜は、透過側流路材を構成するシートを間に挟んで接着されており、その接着部分の少なくとも一部において、分離膜間に当該シートが存在することが好ましい。図１１では、透過側流路材を構成するシート３０２の大きさと分離膜の大きさとは同一であるが、実際には、シートの方が大きくても良いし、分離膜の方が大きくてもよい。分離膜の方が大きい場合は、シートが壁となるため接着剤の広がりを抑制することができる。
【００４８】
（透過側流路材を構成するシートの厚み斑）
透過側流路材を構成するシート３０２の厚み斑は０．０３ｍｍ以下が好ましく、０．０２ｍｍ以下がさらに好ましい。厚み斑が大きいほどリーフ接着剤の広がりが大きい傾向にあり、上述したような有効膜面積や封止性が低下する。なお、シートの厚み斑は市販の厚み計（例えばミツトヨ社製シックネスゲージ  品番５４７−４０１、キーエンス社製デジタルマイクロスコープ  型番ＶＨＸ−１１００）を用いて測定でき、例えばシート幅に対して３０均等分の位置について厚みを測定し、その最大値と最小値の差を厚み斑とすることができる。
【００４９】
（透過側流路材を構成するシートの空隙率）
透過側流路材を構成するシート３０２の空隙率は２０％以上９０％以下が好ましく、４５％以上８０％以下が特に好ましい。ここで、空隙率とは、基材の単位体積当たりの空隙の割合をいい、所定の見かけ体積を有する基材に純水を含ませたときの重量から、基材の乾燥時の重量を差し引いた値を、基材の見かけ体積で除した値を百分率（％）で表すことで得ることができる。
【００５０】
シート３０２の空隙率が９０％を超えると、流動抵抗は低くなるものの突起物３０１の含浸が進みやすく裏抜けが発生してシート３０２の厚みが不均一化する。また、リーフ同士を接着する接着剤が広がりやすく、分離膜エレメント形成後に接着剤が塗布されていない領域、すなわち、加圧ろ過が有効に機能する領域（有効膜面積）が小さくなり、分離膜エレメントの造水量が低下する。また、シート３０２の空隙率が２０％を下回ると、逆に突起物３０１や接着剤の含浸が進行し難く、突起物３０１がシート３０２から剥離して流路が形成できないことや、接着剤の含浸が不十分になり易いため、供給水が透過側流路へ流入してしまい分離性能が低下する。さらに、透過水がシート３０２を透過し難くなり、透過水が突起物３０１間の溝やシート３０２内の流路へ到達せず、結果的に、分離膜エレメントの造水量が大幅に低下する。
【００５１】
＜透過側流路材を構成するシートの厚みＨ１＞
透過側流路材を構成するシートの厚みは０．２ｍｍ以下であることが好ましい。なぜなら、２枚の分離膜の透過側の面の間を封止するために、シートには接着剤が含浸することが好ましいからである。ただし、透過側流路材を構成するシートの厚みが０．２ｍｍを超えても、シートの空隙率が８０％以上であれば、分離膜間を接着剤で封止することができる。また、透過側流路材を構成するシートの厚みが０．０２ｍｍ以上であることで、シートの強度を確保することができるので、シートの破損を抑制することができる。
【００５２】
特に、透過側流路材を構成するシートの厚みが０．０２ｍｍ以上０．２ｍｍ以下であれば、空隙率は２０％以上８０％以下であることが好ましく、シートの厚みが０．０２ｍｍを超えて０．４ｍｍ以下であれば、空隙率は３０％以上９０％以下であることがより好ましい。
【００５３】
突起物の高さｃ（後述する）と、シートの厚みＨ１との関係について説明する。突起物の高さｃと、シートの厚みＨ１と突起物の高さｃとの和Ｈ０（Ｈ０＝Ｈ１＋ｃ）との比（ｃ／Ｈ０）は、０．０５以上であることが好ましい。これによって、広い流路を確保できるからである。一方で、比（ｃ／Ｈ０）が０．７以下であることで、張力を負荷しながら、シートを巻き取った際に、突起物によるシートの破壊や傷を防ぐことができるために好ましい。これは、比（ｃ／Ｈ０）が大きいほど突起物のシートへの負荷が大きく、かつシートの物理的耐久性が小さくなるためである。
【００５４】
比（ｃ／Ｈ０）が０．１３以下である場合、シートの空隙率は３０％以上９０％以下であることが好ましい。また、比（ｃ／Ｈ０）が０．１３を超え（または０．１５以上であって）、かつ０．７以下である場合は、シートの空隙率は２０％以上かつ８０％以下であることが好ましい。
【００５５】
＜突起物＞
（突起物３０１の空隙率）
一方、突起物３０１の空隙率（段落００４９参照）は５％以下であることが好ましく、２％以下がさらに好ましい。突起物３０１には加圧ろ過時やシートの巻取時に圧力が集中する。仮に突起物３０１が変形すると、流路となる複数の突起物３０１によって形成される溝が狭くなるので、流動抵抗が増加する。しかし、空隙率が５％以下であることで、圧縮時にも突起物が変形しにくい。
【００５６】
＜突起物の構成成分＞
透過側流路材を構成する材料、すなわちシートおよび突起物を構成する成分としては、具体的な物質には限定されないが、樹脂が好ましく用いられる。具体的には、耐薬品性の点で、エチレン酢酸ビニル共重合体樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィンやポリオレフィン共重合体などが好ましい。また、透過側流路材の材料として、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエーテルスルホン、ポリアクリロニトリル、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、エチレン−ビニルアルコール共重合体、ポリスチレン、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ブタジエン−アクリロニトリル共重合体、ポリアセタール、ポリメチルメタクリレート、メタクリル−スチレン共重合体、酢酸セルロール、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリブタジエンテレフタレートやフッ素樹脂（三フッ化塩化エチレン、ポリフッ化ビニリデン、四フッ化エチレン、四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン共重合、四フッ化エチレン−パーフルオロアルコキシエチレン共重合、四フッ化エチレン−エチレン共重合など）などのポリマーも選択できる。なお、これらの材料は、単独もしくは２種類以上からなる混合物として用いられる。特に、熱可塑性樹脂は成形が容易であるため、均一な形状の透過側流路材を形成することができ、シートと突起物が同素材であっても、異素材であってもよい。
【００５７】
透過側流路材の材料として複合材も適用可能である。複合材として、母材として上述の樹脂を含有し、さらに充てん材を含有する材料が挙げられる。透過側流路材の圧縮弾性率は、母材に多孔質無機物などの充てん材を添加することで高められる。具体的にはケイ酸ナトリウム、ケイ酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム等のアルカリ土類金属のケイ酸塩、シリカ、アルミナ、酸化チタン等の金属酸化物、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム等のアルカリ土類金属の炭酸塩、純硅石、硅石粉、ケイソー土、ワラストナイト、セピオライト、アタパルジャイト、カオリン、クレー、ベントナイト、石膏、タルク、等などを充てん材として用いることができる。なお、充てん材の添加量は、本発明の効果を損なわない範囲であれば特に限定されない。
【００５８】
＜＜ポリプロピレンから構成される透過側流路材＞＞
また、透過側流路材が以下の構成を取ることで、耐圧性および柔軟性のバランスを両立でき、運転安定性を向上することができる。すなわち透過側流路材は高結晶性ポリプロピレンを含んでもよく、かつ下記要件（ａ）および（ｂ）を満たしてもよい。
（ａ）高結晶性ポリプロピレンの含有量が、透過側流路材を構成する組成物中、４０〜９５重量％である。
（ｂ）前記流路材の融解吸熱量（ΔＨ）が２０〜７０Ｊ／ｇである。
この場合、高結晶性ポリプロピレンの含有量を、透過側流路材を構成する組成物中、９５重量％以下とすることで、透過側流路が形成された分離膜のカールを抑制できる。それによって、分離膜の取扱性が向上し、例えば分離膜エレメントの製造工程の一つである、封筒状膜を積層する工程での通過性が格段に良くなる。高結晶性ポリプロピレンの含有量は８５重量％以下であることがより好ましく、７５重量％以下であることが更に好ましい。
【００５９】
一方、高結晶性ポリプロピレンの含有量を、透過側流路材を構成する組成物中、４０重量％以上とすることで、分離膜のカールが改善されるだけでなく、例えば本発明の分離膜エレメントを、２ＭＰａを超えるような加圧条件で運転しても、透過側流路材の圧縮変形を抑制でき、その結果、分離膜エレメント性能（特に造水性能）の低下を抑制でき、安定した性能を発現できる。圧縮変形量を抑制する点から、高結晶性ポリプロピレンの含有量は、４５重量％以上であることがより好ましく、５０重量％であることが更に好ましい。
【００６０】
高結晶性ポリプロピレンとは、例えばプロピレン単独重合体；プロピレンランダム共重合体；プロピレンブロック共重合体等が挙げられ、これらを単独で、または２種以上混合して用いてもよい。また高結晶性ポリプロピレンの融点は１４０℃以上であることが好ましく、１５０℃以上であることがより好ましい。なお融点は、示差走査熱量計（ＤＳＣ）にて測定される値である。たとえば、試料を、セイコーインスツルメンツ社製  熱機械分析装置ＴＭＡ／ＳＳ−６０００等の熱分析装置を用いて、プローブ：針入プローブ、測定荷重：１０ｇ、昇温速度：５℃／分の条件で評価に供することで融点を測定することができる。
【００６１】
更には高結晶性ポリプロピレンのメルトフローレイト（ＭＦＲ）は１０〜２０００ｇ／１０分であることが好ましい。ＭＦＲをこのような範囲とすることで、透過側流路材の溶融成形が容易となる。また溶融成形温度を低く設定することが可能となり、その結果、溶融成形時の分離膜本体の熱による損傷や分離膜性能の低下を抑制でき、さらには分離膜本体の透過側の面への固着性が良好となる。高結晶性ポリプロピレンのＭＦＲは３０〜１８００ｇ／１０分であることがより好ましく、５０〜１５００ｇ／分であることが更に好ましい。なおＭＦＲはＪＩＳ−Ｋ７２００（１９９９）に則って２３０℃、荷重２．１６ｋｇの条件下で測定した値である。
【００６２】
透過側流路材の融解吸熱量（ΔＨ）は２０〜７０Ｊ／ｇであるとよい。透過側流路材のΔＨが２０Ｊ／ｇより小さい場合、分離膜のカールは十分に抑制されるが、一方、透過側流路材を構成する組成物の結晶化が非常に遅くなるため、透過側流路材がべたついてしまう。その結果、ロール搬送の際、透過側流路材がロールに接着したり、ロールとの接触により透過側流路材が変形してしまう。更には、巻取機で巻き取り、その後、巻き出した場合、透過側流路材が分離膜の分離機能層側に付着してしまう等、分離膜ロールの巻き出し性が著しく悪化し、分離膜の取扱性が大きく低下する。更には加圧運転下での圧縮変形量が大きくなってしまう。
【００６３】
一方、透過側流路材のΔＨが７０Ｊ／ｇより大きい場合、透過側流路材を構成する組成物の結晶化が速いため、透過側流路を形成する際、透過側流路材を構成する組成物の冷却、固化に伴う体積変化量が非常に大きくなり、その結果、分離膜は大きくカールしてしまう。更には、透過側流路材は非常に脆くなってしまい、ロール搬送時に透過側流路材の破壊が発生する。
【００６４】
透過側流路材のΔＨは、２５〜６５Ｊ／ｇであることがより好ましく、３０〜６０Ｊ／ｇであることが更に好ましい。なお融解吸熱量は、示差走査熱量計（ＤＳＣ）にて測定される数値である。例えば、パーキンエルマー社製示差走査熱量計ＤＳＣ−７型を用いて測定し、試料１０ｍｇを、昇温速度１０℃／分にて２０℃から２２０℃まで昇温し、２２０℃で１０分間保持した後、降温速度１０℃／分にて２０℃まで降温させる測定において、降温した際に観測される、結晶化に基づく発熱量とすることができる。
【００６５】
さらに、透過側流路材を構成する組成物には、低結晶性α−オレフィン系ポリマーを含むことが好ましく、その含有量は、透過側流路材を構成する組成物中、５〜６０重量％であることが好ましい。
【００６６】
本発明の低結晶性α−オレフィン系ポリマーとは、非晶性または低結晶性のα−オレフィン系ポリマーであり、例えばアタクチックポリプロピレンや立体規則性が低いアイソタクチックポリプロピレン等の低結晶性ポリプロピレン；エチレンおよび炭素数３〜２０のα−オレフィンからなる群から選ばれたエチレン・α−オレフィン共重合体（炭素数３〜２０のα−オレフィンとしては、直鎖状及び分岐状のα−オレフィンが含まれ、具体的には、直鎖状のα−オレフィンとしては、プロピレン、１−ブテン、１−ペンテン、１−ヘキセン、１−へプテン、１−オクテン、１−ノネン、１−デセン、１−ウンデセン、１−ドデセン、１−トリデセン、１−テトラデセン、１−ペンタデセン、１−ヘキサデセン、１−ヘプタデセン、１−オクタデセン、１−ノナデセン、１−エイコセン等が例示され、分岐状のα−オレフィンとしては、３−メチル−１−ブテン、３−メチル−１−ペンテン、４−メチル−１−ペンテン、２−エチル−１−ヘキセン、２，２，４−トリメチル−１−ペンテン等が挙げられる）；（Ｂ−３）市販品として、三井化学株式会社製「タフマー」、住友化学株式会社製「タフセレン」等のプロピレン・オレフィン共重合体等を例示できる。本発明においては、これらのうち１種または２種以上を用いることができる。なかでも低結晶性α−オレフィン系ポリマー（Ｂ）としては、高結晶性ポリプロピレンとの良好な相溶性、汎用性、分離膜のカール改善効果等の観点から、低結晶性ポリプロピレンおよびプロピレン・オレフィン共重合体がより好ましい。
【００６７】
本実施形態において、低結晶性α−オレフィン系ポリマー（Ｂ）の含有量は、透過側流路材を構成する組成物に対して、５〜６０重量％であることが好ましい。低結晶性α−オレフィン系ポリマーの含有量を５重量％以上とすることで、透過側流路材に柔軟性を付与でき、また高結晶性ポリプロピレンの結晶化速度を遅延させることができ、その結果、分離膜のカールを抑制できる。一方、低結晶性α−オレフィン系ポリマーの含有量が６０重量％を超えると、分離膜のカールを大きく改善できるものの、透過側流路材の柔軟性が著しく高くなり、例えば２ＭＰａを超えるような加圧条件で運転すると、透過側流路材の圧縮変形量が大きくなり、その結果、流路閉塞によって、分離膜エレメント性能（特に造水性能）が大きく低下する。低結晶性α−オレフィン系ポリマーの含有量は、透過側流路材の柔軟性および加圧下における圧縮変形性の点から、１０〜５５重量％であることがより好ましく、１５〜５０重量％であることが更に好ましい。
【００６８】
また本発明において、分離膜本体の透過側の面に固着する透過側流路材には、発明の目的を損なわない範囲で、熱流動性向上剤、フィラー、酸化防止剤、滑剤等の添加剤を１種類あるいは２種類以上含んでいてもよい。
【００６９】
熱流動性向上剤としては、例えば、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス、アタクチックポリプロピレンワックス、フィッシャー・トロプシュワックス等の合成ワックス；パラフィンワックス、マイクロワックス等の石油ワックス；カルナウバロウ、ミツロウ等の天然ワックス；ロジン、水添ロジン、重合ロジン、ロジンエステル等のロジン系樹脂；テルペン、水素化テルペン、芳香族変性テルペン、芳香族変性水素化テルペン等のテルペン系樹脂；出光興産株式会社製「アイマーブ」（商品名）、荒川化学工業株式会社製「アルコン」（商品名）、東ソー株式会社製「ペトコール」、「ペトロタック」（いずれも商品名）等の水素化石油樹脂等を例示できるが、これらに限定されない。またこれらを単独で、または２種以上混合して用いてもよい。これらのうち、組成物の熱流動性向上効果、高結晶性ポリプロピレンとの相溶性、加熱溶融時の組成物の耐熱分解性の点から、合成ワックス、テルペン系樹脂、水素化石油樹脂が好ましい。またその含有量は、透過側流路材を構成する組成物の溶融粘度を調整するため、適宜設定できるが、透過側流路材の耐圧性低下や流路材表面へのブリードアウトの発生を防ぐことを考慮すると、透過側流路材を構成する組成物中、５０重量％以下であることが好ましく、４０重量％以下であることがより好ましい。
【００７０】
酸化防止剤としては、フェノール系化合物；リン系化合物；ヒンダードアミン系化合物；イオウ系化合物等を例示できるが、これらに限定されない。またこれらを単独で、または２種以上を混合して用いてもよい。透過側流路材の成形時、組成物の熱分解を抑制する点から、含有量は、透過側流路材を構成する組成物に対して、０．００１〜１重量％であることが好ましい。
【００７１】
滑剤としては、ステアリン酸アミド、オレイン酸アミド、エルカ酸アミド、エチレンビスステアリン酸アミド等の脂肪酸アミド系化合物；ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸亜鉛等の金属せっけん；脂肪酸エステル系化合物等を例示できるが、これらに限定されない。また、これらを単独で、また２種以上を混合して用いてもよい。
【００７２】
フィラーとしては、炭酸カルシウム、タルク、アルミナ、シリカ、マイカ、クレー等無機系化合物等を例示できるが、これらに限定されない。またこれらを単独で、また２種以上を混合して用いてもよい。透過側流路材の成形性、組成物の増粘、加工装置の摩耗の点から、含有量は、透過側流路材を構成する組成物に対して、３〜３０重量％であることが好ましい。
【００７３】
本実施形態において、分離膜本体の透過側の面に固着する透過側流路材の引張伸度は５％以上であることが好ましい。引張伸度が５％以上である場合、分離膜をロール搬送したり、巻取機に巻き取っても、流路材の破損や破壊を抑制でき、高品質な分離膜を得ることができ、またエレメント製造工程において、取扱性が良好となる。引張伸度は７％以上であることがより好ましく、１０％以上であることが更に好ましい。また、引張伸度は、高いほど破壊に要するエネルギーが高くなり、靭性の点からは好ましいが、過度に高くすると、定応力下での変形量が大きくなってしまうため、３００％以下が好ましく、２００％以下がより好ましい。
【００７４】
本実施形態において、分離膜本体の透過側の面に固着する透過側流路材の引張弾性率は０．２〜２．０ＧＰａであることが好ましい。引張弾性率を０．２ＧＰａ以上とすることで、分離膜エレメントを２．０ＭＰａを超えるような加圧条件下で運転しても、流路材の圧縮変形量を抑制でき、その結果、造水性能の低下を抑制できる。引張弾性率は、０．２５ＧＰａ以上であることがより好ましく、０．３０ＧＰａ以上であることが更に好ましい。引張弾性率は高ければ高いほど、加圧運転時の流路材の圧縮変形量を抑制できるが、実質的に２．０ＧＰａ以上を達成することは困難である。
【００７５】
＜突起物の形状および配置＞
＜＜概要＞＞
従来広く用いられているトリコットは編み物であり、立体的に交差した糸で構成されている。つまり、トリコットは、二次元的に連続した構造を有している。このようなトリコットが透過側流路材として適用された場合、流路の高さはトリコットの厚みよりも小さくなる。すなわち、溝とならない割合が多い構造である。
【００７６】
これに対して、本発明の構成の例として、図２等に示す突起物３０１が、空隙を有するシート３０２に配置されている。よって、本実施形態の突起物３０１の高さ（つまり厚み）が流路の溝の高さとして活用され、さらにシート３０２が空隙を有するため流路として活用できる。よって、本実施形態の流路材と同じ厚みを有するトリコットが適用された場合よりも、流路（突起物３０１の間の溝やシート３０２中の空隙）が広く存在するため、流動抵抗はより小さくなる。
【００７７】
また、各図に示した形態では、不連続な複数の突起物３０１が、１つのシート３０２上に固着されている。「不連続」とは、複数の流路材が、間隔を置いて設けられている状態である。つまり、１枚の突起物３０１をシート３０２から剥離すると、互いに分かれた複数の突起物３０１が得られる。これに対して、ネット、トリコットおよびフィルム等の部材は、流路がシート３０２から分離されても、連続した一体の形状を示す。
【００７８】
不連続な複数の突起物３０１が設けられていることで、分離膜２は、後述の分離膜エレメント１００に組み込まれたときに、圧力損失を低く抑えることができる。このような構成の一例として、図２では、突起物３０１は第１方向（シート３０２の幅方向）においてのみ不連続に形成されおり、図３では第１方向（シート３０２の幅方向）および第２方向（分離膜の長さ方向）のいずれにおいても不連続に形成されている。
【００７９】
図２および図３において、隣接する突起物３０１の間の空間に、透過側流路５が形成される。
透過側流路材３１は、図２に示す形態では、第１方向において不連続に設けられると共に、第２方向において、シート３０２の一端から他端まで連続するように設けられる。つまり、図５のように分離膜エレメントにシート３０２が組み込まれたときに、突起物３０１は、巻回方向におけるシート３０２の内側端部から外側端部まで連続するように配置される。巻回方向の内側とは、分離膜において集水管６に近い側であり、巻回方向の外側とは、分離膜において集水管６から遠い側である。
【００８０】
流路材が「第２方向において連続する」とは、図２のように流路材が途切れることなく設けられている場合と、図３のように、流路材が途切れる箇所はあるが、流路材が実質的に連続している場合の両方を包含する。「実質的に連続する」形態とは、好ましくは、図３に示すように、第２方向における流路材の間隔ｅ（つまり流路材において途切れている部分の長さ）が５ｍｍ以下であることを満たす。特に、間隔ｅは、１ｍｍ以下を満たすことがより好ましく、０．５ｍｍ以下であることがさらに好ましい。また、第２方向において並ぶ一列の流路材の先頭から最後尾までに含まれる間隔ｅの合計値が、１００ｍｍ以下であることが好ましく、３０ｍｍ以下であることがより好ましく３ｍｍ以下であることがさらに好ましい。なお、図２の形態では、間隔ｅは０（ゼロ）である。
【００８１】
図２のように突起物３０１が第２方向に途切れずに設けられている場合、加圧ろ過時に膜落ち込みが抑制される。膜落ち込みとは、膜が流路に落ち込んで流路を狭めることである。
【００８２】
図３では、突起物３０１は、第１方向だけでなく第２方向においても不連続に設けられている。つまり、突起物３０１は、長さ方向において間隔をおいて設けられている。ただし、上述したように、突起物３０１が第２方向において実質的に連続していることで、膜落ち込みが抑制される。しかしながら、このように、２つの方向において不連続な突起物３０１が設けられることで、流路材と流体との接触面積が小さくなるので圧力損失が小さくなる。この形態は、透過側流路５が分岐点を備える構成であるとも言い換えられる。つまり、図３の構成において、透過流体は、透過側流路５を流れながら、突起物３０１やシート３０２によって分けられ、さらに下流で合流することができる。
【００８３】
上述したように、図２では、突起物３０１が、第２方向においてシート３０２の一端から他端まで連続するように設けられている。また、図３では第２方向において突起物３０１は複数の部分に分割されているが、これらの複数の部分が、シート３０２の一端から他端まで並ぶように設けられている。
【００８４】
流路材が「シートの一端から他端まで設けられている」とは、突起物３０１がシート３０２の縁まで設けられている形態と、縁近傍において突起物３０１が設けられていない領域がある形態との両方を包含する。つまり、突起物３０１は、透過側の流路を形成できる程度に、第２方向に渡って分布していればよく、シート３０２において、突起物３０１が設けられない部分があってもよい。例えば、透過側の面において、分離膜と接着された部分（接触部分と言い換えられる。）には、突起物３０１が設けられる必要はない。また、その他の仕様上または製造上の理由により、分離膜の端部などの一部の箇所に、突起物３０１が配置されない領域が設けられていてもよい。
【００８５】
第１方向においても、突起物３０１は、シート３０２の全体にわたってほぼ均等に分布することができる。ただし、第２方向における分布と同様に、透過側の面における分離膜との接着部分には、突起物３０１が設けられる必要はない。また、その他の仕様上または製造上の理由により、シート３０２の端部などの一部の箇所に、突起物３０１が配置されない領域が設けられていてもよい。
【００８６】
＜＜突起物の寸法＞＞
図２〜図４において、ａ〜ｆは下記値を指す。
ａ：分離膜２の長さ
ｂ：分離膜２の幅方向における突起物３０１の間隔
ｃ：突起物の高さ（突起物３０１とシートの透過側の面２２との高低差）
ｄ：突起物３０１の幅
ｅ：分離膜２の長さ方向における上記突起物の間隔
ｆ：突起物３０１の長さ
【００８７】
値ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆの測定には、例えば、市販の形状測定システムまたはマイクロスコープなどを用いることができる。各値は、１枚の分離膜において３０箇所以上で測定を行い、それらの値を総和した値を測定総箇所の数で割って平均値を算出することで求められる。このように、少なくとも３０箇所における測定の結果得られる各値が、以下に記載する範囲を満たせばよい。
【００８８】
（分離膜の長さａ）
長さａは、第２方向（分離膜の長さ方向）における分離膜２の一端から他端までの距離である。この距離が一定でない場合、１枚の分離膜２において３０箇所以上の位置でこの距離を測定し、平均値を求めることで長さａを得ることができる。
【００８９】
（分離膜の幅方向における突起物３０１の間隔ｂ）
第１方向（分離膜の幅方向）において隣接する突起物３０１の間隔ｂは、透過側流路５の幅に相当する。１つの断面において１つの透過側流路５の幅が一定でない場合、つまり隣り合う２つの突起物３０１の側面が平行でない場合は、１つの断面内で、１つの透過側流路５の幅の最大値と最小値の平均値を測定し、その平均値を算出する。図４に示すように、第２方向に垂直な断面において、突起物３０１は上が細く下が太い台形状を示す場合、まず、隣接する２つの突起物３０１の上部間の距離と下部間の距離を測定して、その平均値を算出する。任意の３０箇所以上の断面において、隣接する２つの突起物３０１の間隔を測定して、それぞれの断面において平均値を算出する。そして、こうして得られた平均値の相加平均値をさらに算出することで、間隔ｂが算出される。
【００９０】
間隔ｂが大きくなるにつれて圧力損失が小さくなるものの、膜落ち込みが生じやすくなる。逆に間隔ｂが小さいほど膜落ち込みが生じにくくなるが、圧力損失は大きくなる。圧力損失を考慮すると、間隔ｂは０．０５ｍｍ以上、０．２ｍｍ以上、または０．３ｍｍ以上であることが好ましい。また、膜落ち込みの抑制という面では、間隔ｂは５ｍｍ以下、３ｍｍ以下、２ｍｍ以下、または０．８ｍｍ以下であることが好ましい。
【００９１】
これらの上限および下限は任意に組み合わせられる。例えば、間隔ｂは、０．０５ｍｍ  以上５ｍｍ以下であることが好ましく、この範囲であれば、膜落ち込みを抑えながら圧力損失を小さくすることができる。間隔ｂはより好ましくは、０．０５ｍｍ以上３ｍｍ以下であり、０．２ｍｍ以上２ｍｍ以下であり、さらに好ましくは０．３ｍｍ以上０．８ｍｍ以下である。
【００９２】
（突起物の高さｃ）
高さｃとは、突起物とシート３０２の表面との高低差である。図４に示すように、高さｃは、第２方向に垂直な断面における、突起物３０１の最も高い部分とシート３０２の透過側面との高さの差である。すなわち、突起物の高さとしては、基材中に含浸している部分の厚みは考慮しない。高さｃは、３０箇所以上の突起物３０１について高さを測定し、平均して得られる値である。突起物の高さｃは、同一の平面内における流路材の断面の観察によって得られてもよいし、複数の平面における流路材の断面の観察によって得られてもよい。
【００９３】
高さｃは、分離膜エレメントの使用条件および目的などに応じて適宜選択できるが、例えば以下のように設定されてもよい。
高さｃが大きい方が流動抵抗は小さくなる。よって、高さｃは０．０３ｍｍ以上、０．０５ｍｍ以上または０．１ｍｍ以上であることが好ましい。その一方で、高さｃが小さい方が、１つの分離膜エレメント当たりに充填される膜の数が多くなる。よって、高さｃは、０．８ｍｍ以下、０．４ｍｍ以下または０．３２ｍｍ以下であることが好ましい。これらの上限および下限は組み合わせ可能であり、例えば、高さｃは、０．０３ｍｍ以上０．８ｍｍ以下（３０μｍ以上８００μｍ以下）であることが好ましく、０．０５ｍｍ以上０．４ｍｍ以下であることが好ましく、０．１ｍｍ以上０．３２ｍｍ以下であることがさらに好ましい。
【００９４】
また、隣り合う２つの流路材の高さの差が小さいことが好ましい。高さの差が大きいと加圧ろ過時に分離膜の歪みが生じるので、分離膜に欠陥が発生することがある。隣接する２つの流路材の高低差は、０．１ｍｍ以下（１００μｍ以下）であることが好ましく、０．０６ｍｍ以下であることがより好ましく、０．０４ｍｍ以下であることがさらに好ましい。
同様の理由から、シート３０２に設けられた全ての突起物３０１の最大高低差は０．２５ｍｍ以下であることが好ましく、特に好ましくは０．１ｍｍ以下であり、さらに好ましくは０．０３ｍｍ以下である。
【００９５】
（流路材の幅ｄ）
突起物３０１の幅ｄは、次のように測定される。まず、第１方向（分離膜の幅方向）に垂直な１つの断面において、１つの突起物３０１の最大幅と最小幅の平均値を算出する。つまり、図４に示すような上部が細く下部が太い突起物３０１においては、流路材下部の幅と上部の幅を測定し、その平均値を算出する。このような平均値を少なくとも３０箇所の断面において算出し、その相加平均を算出することで、１枚の膜当たりの幅ｄを算出することができる。
【００９６】
突起物３０１の幅ｄは、好ましくは０．２ｍｍ以上であり、より好ましくは０．３ｍｍ以上である。幅ｄが０．２ｍｍ以上であることで、分離膜エレメントの運転時に突起物３０１やシート３０２に圧力がかかっても、流路材の形状を保持することができ透過側流路が安定的に形成される。幅ｄは、好ましくは２ｍｍ以下であり、より好ましくは１．５ｍｍ以下である。幅ｄが２ｍｍ以下であることで、透過側の流路を十分確保することができる。
【００９７】
突起物３０１の幅ｄが第２方向での突起物３０１の間隔ｂよりも広いことで、流路材にかかる圧力を分散することができる。
突起物３０１は、その長さがその幅よりも大きくなるように形成されている。このように長い突起物３０１は「壁状物」とも称される。
【００９８】
（分離膜の長さ方向における突起物の間隔ｅ）
第２方向（分離膜の長さ方向）における突起物３０１の間隔ｅは、第２方向（分離膜の長さ方向）において隣り合う突起物３０１間の最短距離である。図２に示すように、突起物３０１が第２方向において分離膜２の一端から他端まで（分離膜エレメント内では、巻回方向の内側端部から外側端部まで）連続して設けられている場合、間隔ｅは０ｍｍである。また、図３に示すように、突起物３０１が第２方向において途切れている場合、間隔ｅは、好ましくは５ｍｍ以下であり、より好ましくは１ｍｍ以下であり、さらに好ましくは０．５ｍｍ以下である。間隔ｅが上記範囲内であることで、膜落ち込みが生じても膜への機械的負荷が小さく、流路閉塞による圧力損失を比較的小さくすることができる。なお、間隔ｅの下限は、０ｍｍである。
【００９９】
（突起物の長さｆ）
突起物３０１の長さｆは、分離膜２の長さ方向（つまり第２方向）における突起物３０１の長さである。長さｆは、１枚の分離膜２内で、３０個以上の突起物３０１の長さを測定し、その平均値を算出することで求められる。突起物３０１の長さｆは、分離膜の長さａ以下であればよい。突起物３０１の長さｆが分離膜の長さａと同等のときは、突起物３０１が分離膜２の巻回方向内側端部から外側端部へ連続的に設けられていることを指す。長さｆは、好ましくは１０ｍｍ以上であり、より好ましくは２０ｍｍ以上である。長さｆが１０ｍｍ以上であることで、圧力下でも流路が確保される。
【０１００】
（突起物の形状）
突起物３０１の形状は特に限定されないが、流路の流動抵抗を少なくし、透過させた際の流路を安定化させるような形状が選択され得る。これらの点で、分離膜の面方向に垂直ないずれかの断面において、突起物３０１の形状は、直柱状や台形状、曲柱状、あるいはそれらの組み合わせでもよい。
【０１０１】
突起物３０１の断面形状が台形の場合、上底の長さと下底の長さとの差が大きすぎると、小さい方に接する膜で加圧ろ過時の膜落込みが生じやすくなる。例えば、流路材の上底の方が下底よりも短い場合、その間の流路においては、上部の幅は下部の幅よりも広い。よって、上の膜が下に向かって落ち込みやすい。そこで、このような落ち込みを抑制するために、流路材の下底の長さに対する上底の長さの比率は０．６以上１．４以下が好ましく、０．８以上１．２以下がさらに好ましい。
【０１０２】
突起物３０１の形状は、流動抵抗を低減する観点から、後述の分離膜面に対して垂直な直柱状であることが好ましい。また、突起物３０１は、高い箇所ほど幅が小さくなるように形成されていてもよいし、逆に高い箇所ほど幅が広くなるように形成されていてもよいし、分離膜表面からの高さによらず、同じ幅を有するように形成されていてもよい。
ただし、加圧ろ過時の流路材潰れが著しくない範囲であれば、突起物３０１の断面において、その上辺が丸みを帯びていても良い。
【０１０３】
突起物３０１は熱可塑性樹脂で形成可能である。突起物３０１が熱可塑性樹脂であれば、処理温度および選択する熱可塑性樹脂の種類を変更することで、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流路材の形状を調整することができる。
【０１０４】
また、突起物３０１の分離膜の平面方向における形状は、図２および図３に示すように、全体として直線状であってもよく、その他の形状として、例えば曲線状、鋸歯状、波線状であってもよい。また、これらの形状において、突起物３０１は破線状やドット状であってもよい。流動抵抗を低減する観点からドット状や破線状が好ましいが、流路材が途切れるために加圧ろ過時の膜落ち込みが発生する箇所が多くなるため、用途に応じて適宜設定すれば良い。
【０１０５】
また、突起物３０１のシート３０２の平面方向における形状が直線状である場合、隣り合う流路材は、互いに略平行に配置されていてもよい。「略平行に配置される」とは、例えば、流路材が分離膜上で交差しないこと、隣り合う２つの流路材の長手方向のなす角度が０°以上３０°以下であること、上記角度が０°以上１５°以下であること、及び上記角度が０°以上５°以下であること等を包含する。
【０１０６】
また、突起物３０１の長手方向と集水管６の長手方向との成す角度は、６０°以上１２０°以下であることが好ましく、７５°以上１０５°以下であることがより好ましく、８５°以上９５°以下であることがさらに好ましい。流路材の長手方向と集水管の長手方向との成す角度が上記範囲であることで、透過水が効率良く集水管に集められる。
【０１０７】
流路を安定して形成するには、分離膜エレメントにおいて分離膜が加圧されたときの分離膜の落ち込みを抑制できることが好ましい。そのためには、分離膜と流路材との接触面積が大きいこと、つまり分離膜の面積に対する流路材の面積（分離膜の膜面に対する流路材の投影面積）が大きいことが好ましい。一方で、圧力損失を低減させるには、流路の断面積が広いことが好ましい。流路の断面としては、流路の長手方向に対して垂直な分離膜と流路材との接触面積を大きく確保しつつ、かつ流路の断面積を広く確保するには、流路の断面形状は凹レンズ状であることが好ましい。また、突起物３０１は、巻回方向に垂直な方向での断面形状において、幅に変化のない直柱状であってもよい。また、分離膜性能に影響を与えない範囲内であれば、突起物３０１は、巻回方向に垂直な方向での断面形状において、幅に変化があるような台形状の壁状物、楕円柱、楕円錐、四角錐あるいは半球のような形状であってもよい。
【０１０８】
突起物３０１の形状は、図２、図３、図４に示す形状に限定されるものではない。シート３０２に、例えばホットメルト法のように、溶融した材料を固着させることで流路材を配置する場合は、処理温度や選択するホットメルト用樹脂の種類を変更することで、要求される分離特性および透過性能の条件を満足できるように、突起物３０１の形状を自由に調整することができる。
【０１０９】
図２では、突起物３０１の平面形状は、長さ方向において直線状である。ただし、突起物３０１は、分離膜２の表面に対して凸であり、かつ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、他の形状に変更可能である。すなわち、流路材（突起物）の平面方向における形状は、曲線状および波線状等であってもよい。また、１つの分離膜に含まれる複数の流路材（突起物）が、幅および長さの少なくとも一方が互いに異なるように形成されていてもよい。
【０１１０】
（投影面積比）
分離膜の透過側の面に対する突起物３０１の投影面積比は、特に透過側流路の流動抵抗を低減し、流路を安定に形成させる点では、０．０３以上０．８５以下であることが好ましく、０．１５以上０．８５以下であることがより好ましく、０．２以上０．７５以下であることがさらに好ましく、０．３以上０．６以下であることがさらに好ましい。なお、投影面積比とは、分離膜と透過側流路材を５ｃｍ×５ｃｍで切り出し、透過側流路材を分離膜の面方向に平行な平面に投影した時に得られる流路材の投影面積を、切り出し面積（２５ｃｍ２）で割った値である。
【０１１１】
（欠点率）
図５に示すように、分離膜を透過した水は透過側流路５を通過して集水管６に集められる。分離膜において、集水管から遠い領域、つまり巻回方向外側の端部近傍の領域（図５における右側端部に近い領域）を透過した水は、集水管６に向かう間に、巻回方向において、より内側の領域を透過した水と合流し、集水管６へ向かう。よって、透過側流路においては、集水管６から遠い方が、存在する水量が少ない。
【０１１２】
そのため、巻回方向外側の端部近傍の領域において、透過側流路材が存在せず、その領域での流動抵抗が高くなっても、分離膜エレメント全体の造水量に与える影響は軽微である。同様の理由で、巻回方向外側の端部近傍の領域において、流路材の形成精度が低く、流路材を形成する樹脂が第１方向（分離膜の幅方向）において連続して塗布されていても、分離膜エレメントとしての造水量に与える影響は小さい。この領域において、分離膜の面方向（ｘ−ｙ平面）において、流路材を形成する樹脂が隙間無く塗布されている場合も同様である。
【０１１３】
よって、図６に示すように、透過側流路材の巻回方向外側の端部から突起物３０１の巻回方向外側の端部までの距離、つまり、分離膜２の巻回方向外側端部に設けられた領域であって、透過側流路が形成されていない領域である、領域Ｒ３の第２方向（分離膜の長さ方向）における長さＬ３が、透過側流路材の第２方向における長さＬ１（上述の“ａ”に相当する。）に対して占める割合は、０％以上３０％以下が好ましく、０％以上１０％以下がさらに好ましく、０％以上３％以下が特に好ましい。この割合を欠点率と称する。領域Ｒ２は透過側流路が形成されている領域である。
【０１１４】
欠点率は、図６では、（Ｌ３／Ｌ１）×１００（％）で表される。
なお、図６では説明の便宜上、領域Ｒ３に突起物３０１が設けられていない形態を示している。ただし、領域Ｒ３は、幅方向に連続な突起物が設けられた領域であってもよい。
【０１１５】
図６は、透過側流路材の巻回方向外側の端部を、突起物３０１の長さ方向に切断した断面図である。図６において、シート３０２に突起物３０１が固着し、透過側流路材の巻回方向外側端部の手前まで延在している。なお、図６では説明の便宜上、突起物３０１が長さ方向に連続に設けられている形態を示しているが、突起物３０１として上述の種々の形態が適用されることは、すでに述べたとおりである。
【０１１６】
図６において、透過側流路材が設けられている領域をＲ２、突起物３０１（透過側流路材）が設けられていない領域をＲ３で示している。また分離膜２のＭＤ方向の長さをＬ１、突起物３０１のＭＤ方向の長さ（すなわち領域Ｒ２の長さ）をＬ２、突起物３０１が存在しない領域Ｒ３のＭＤ方向の長さをＬ３で示している。ここでＭＤ方向は、分離膜の長さ方向および分離膜の巻回方向を表す。
【０１１７】
〔２．分離膜エレメント〕
（２−１）概要
図５に示すように、分離膜エレメント１００は、集水管６と、上述したいずれかの構成を備えて集水管６の周囲に巻回された分離膜２を備える。
【０１１８】
（２−２）分離膜
＜概要＞
図５に示すように、分離膜２は、集水管６の周囲に巻回されており、分離膜２の幅方向が集水管６の長手方向に沿うように配置される。その結果、分離膜２は、長さ方向が巻回方向に沿うように配置される。
【０１１９】
よって、図５に示すように、突起物３０１は、分離膜２の透過側の面２２において、少なくとも集水管６の長手方向に対して不連続状に配置される。つまり、透過側流路５は、巻回方向において分離膜の外側端部から内側端部まで連続するように形成される。その結果、透過水が中心の集水管６へ到達し易く、すなわち流動抵抗が小さくなるので、大きな造水量が得られる。
【０１２０】
「巻回方向の内側」及び「巻回方向の外側」は、図５に示す通りである。つまり、「巻回方向の内側端部」及び「巻回方向の外側端部」とはそれぞれ、分離膜２において集水管６に近い方の端部、及び遠い方の端部に該当する。
【０１２１】
上述したように、流路材は分離膜の縁まで達していなくてもよいので、例えば、図５において、巻回方向における封筒状膜（分離膜２）の外側端部、及び集水管長手方向における封筒状膜（分離膜２）の端部では、流路材が設けられていなくてもよい。
【０１２２】
＜膜リーフおよび封筒状膜＞
図１に示すように、分離膜は、膜リーフ４（本書において、単に「リーフ」と称することがある。）を形成する。リーフ４において分離膜２ａは、供給側の面２１ａが、図示しない供給側流路材を挟んで他の分離膜２ｂの供給側の面２１ｂと対向するように、配置される。膜リーフ４において、互いに向かい合う分離膜の供給側の面の間には供給側流路が形成される。
【０１２３】
さらに、図１に示すように、２枚の膜リーフ４が重ねられることで、分離膜２ｂの透過側の面２２ｂに他の膜リーフの分離膜２ｃの透過側の面２２ｃとが対向するように配置されることで、膜リーフ４は封筒状膜を形成する。封筒状膜は、向かい合う透過側の面が対向するように配置された２枚１組（分離膜２ｂと２ｃからなるもの）の分離膜である。封筒状膜は長方形状であり、透過水が集水管６に流れるように、透過側の面の間が分離膜の長方形状において、巻回方向内側の一辺のみにおいて開放され、他の三辺においては封止される。透過水はこの封筒状膜によって原水から隔離される。
【０１２４】
封止としては、接着剤またはホットメルトなどにより接着されている形態、加熱またはレーザなどにより融着されている形態、およびゴム製シートが挟みこまれている形態が挙げられる。接着による封止は、最も簡便で効果が高いために特に好ましい。
【０１２５】
また、分離膜の供給側の面において、巻回方向における内側端部は、折りたたみ又は封止により閉じられている。分離膜の供給側面が、折り畳まれているのではなく封止されていることで、分離膜の端部における撓みが発生しにくい。折り目近傍での撓みの発生が抑制されることで、巻囲したときに分離膜間での空隙の発生およびこの空隙によるリークの発生が抑制される。
【０１２６】
こうしてリークの発生が抑制されることで、封筒状膜の回収率が向上する。封筒状膜の回収率は、次のように求められる。すなわち、水中で分離膜エレメントのエアリークテスト（air leak test）を行って、リークが発生した封筒状膜数をカウントする。そのカウント結果に基づいて、（エアリークが発生した封筒状膜の数／評価に供した封筒状膜の数）の比率を、封筒状膜の回収率として算出する。
【０１２７】
具体的なエアリークテストの方法は、以下のとおりである。分離膜エレメントの中心パイプの端部を封止し、もう一方の端部から空気を注入する。注入された空気は集水管の孔を通過して分離膜の透過側に到達するが、上記のように分離膜の折りたたみが不十分で折り目近傍で撓みが生じたりして空隙が存在すると、空気がその空隙を移動してしまう。その結果、分離膜の供給側へ空気が移動し、分離膜エレメントの端部（供給側）から水中に空気が到達する。このようにエアリークを気泡の発生として確認することができる。
【０１２８】
折り畳みによって膜リーフを形成する場合、リーフが長いほど（つまり元の分離膜が長いほど）分離膜の折りたたみに要する時間は長い。しかし、分離膜の供給側面を、折り畳みでなく封止することで、リーフが長くても製造時間の増大を抑制することができる。
【０１２９】
なお、膜リーフおよび封筒状膜において、互いに対向する分離膜（図１における分離膜２ｂおよび２ｃ）は、同じ構成を備えてもよいし、異なる構成を備えてもよい。すなわち、分離膜エレメントにおいて、向かい合う２枚の透過側の面のうち、少なくとも一方に上述の透過側流路材が設けられていればよいので、透過側流路材を備える分離膜と、透過側流路材を備えない分離膜とが交互に重ねられていてもよい。ただし、説明の便宜上、分離膜エレメントおよびそれに関係する説明においては、「分離膜」は、透過側流路材を備えない分離膜（たとえば分離膜と同じ構成を備える膜）を含む。
【０１３０】
透過側の面において、または供給側の面において、互いに対向する分離膜は、２枚の異なる分離膜であってもよいし、１枚の膜が折りたたまれたものであってもよい。
【０１３１】
（２−３）透過側流路
上述したように、分離膜２は突起物３０１を備えている。突起物３０１によって、封筒状膜の内側、つまり向かい合う分離膜の透過側の面の間には、透過側流路が形成される。
【０１３２】
（２−４）供給側流路
（流路材）
分離膜エレメント１００は、向かい合う分離膜の供給側の面の間に、分離膜２に対する投影面積比が０を超えて１未満となる供給側流路材（図８および図９の番号３２参照）を備える。供給側流路材の投影面積比は０．０３以上０．５０以下であることが好ましく、さらに好ましくは０．１０以上０．４０以下、特に好ましくは、０．１５以上０．３５以下である。投影面積比が０．０３以上０．５０以下であることで、流動抵抗が比較的小さく抑えられる。なお、投影面積比とは、分離膜と供給側流路材を５ｃｍ×５ｃｍで切り出し、供給側流路材を分離膜の面方向に平行な平面に投影した時に得られる流路材の投影面積を、切り出し面積（２５ｃｍ２）で割った値である。
【０１３３】
供給側流路材の高さは、後述するように各性能のバランスや運転コストを考慮すると０．５ｍｍを超えて２．０ｍｍ以下が好ましく、０．６ｍｍ以上１．０ｍｍ以下がさらに好ましい。
【０１３４】
供給側流路材の形状は特に限定されず、連続形状を有していてもよいし、不連続な形状を有していてもよい。連続形状を有する流路材としては、フィルムおよびネットといった部材が挙げられる。ここで、連続形状とは、実質的に流路材の全範囲において連続であることを意味する。連続形状には、造水量が低下するなどの不具合が生じない程度に、流路材の一部が不連続となる箇所が含まれていても良い。また、「不連続」の定義については、透過側の流路材について説明したとおりである（段落００７７参照）。なお、供給側流路材の材料は特に限定されず、分離膜と同素材であっても異素材であっても良い。
【０１３５】
（凹凸加工）
また、分離膜の供給側の面に供給側流路材を配置する代わりに、エンボス成形、水圧成形、カレンダ加工といった方法で分離膜の供給側に高低差を付与することができる。
【０１３６】
エンボス成形法としては、例えばロールエンボス加工などが挙げられ、これを実施する際の圧力や処理温度は、分離膜の融点に応じて適宜決定することができる。例えば分離膜がエポキシ樹脂を含む多孔性支持層を有する場合では、線圧１０ｋｇ／ｃｍ以上６０ｋｇ／ｃｍ以下であることが好ましく、加熱温度４０℃以上１５０℃以下が好ましい。また、ポリスルホン等の耐熱性樹脂を含む多孔性支持層を有する場合、線圧１０ｋｇ／ｃｍ以上７０ｋｇ／ｃｍ以下であることが好ましく、ロール加熱温度７０℃以上１６０℃以下が好ましい。ロールエンボス加工ならばいずれの場合も巻き取り速度１ｍ／分以上２０ｍ／分以下が好ましい。
【０１３７】
エンボス加工を施す場合、ロールの柄の形状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、表面上部から観察した形では、楕円、円、長円、台形、三角形、長方形、正方形、平行四辺形、菱形、不定形があり、立体的には表面上部からの形をそのまま表面方向に賦形したもの、広がる形で賦形したもの、狭める形で賦形したものが用いられる。
【０１３８】
エンボス加工によって付与できる分離膜の供給側表面の高低差は、分離特性や水透過性能が要求される条件を満足するように加圧熱処理条件を変更することで自由に調整することができる。しかしながら、分離膜の供給側表面の高低差が深すぎると流動抵抗が小さくなるが、分離膜エレメントを作製した場合に、１つの分離膜エレメントに充填できる膜リーフ数が少なくなる。分離膜の供給側表面の高低差が小さいと流路の流動抵抗が大きくなり、分離特性や水透過性能が低下してしまう。そのため、分離膜エレメントの造水能力が低下し、造水量を増加させるための運転コストが高くなる。
【０１３９】
従って、上述した各性能のバランスや運転コストを考慮すると、分離膜においては、分離膜の供給側表面の高低差は、好ましくは０．５ｍｍを超えて２．０ｍｍ以下が好ましく、０．６ｍｍ以上１．０ｍｍ以下がさらに好ましい。
【０１４０】
分離膜の供給側表面の高低差は、上述した分離膜透過側の高低差の場合と同手法で求めることができる。
【０１４１】
溝幅（供給側流路材の間隔）は好ましくは０．２ｍｍ以上１０ｍｍ以下であり、より好ましくは０．５ｍｍ以上３ｍｍ以下である。
【０１４２】
ピッチは、溝幅の１０分の１倍以上５０倍以下の間で適宜設計すると良い。溝幅とは高低差が存在する表面で沈下している部位の間隔であり、ピッチとは、高低差が存在する表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。
【０１４３】
エンボス加工によって凸となる部分の投影面積比（凸となる部分を分離膜の面方向に平行な面に投影した時に得られる投影面積の比率）は、供給側流路材の場合と同様の理由から、０．０３以上０．５以下であることが好ましく、さらに好ましくは０．１０以上０．４０以下、特に好ましくは、０．１５以上０．３５以下である。
【０１４４】
分離膜の面における「高低差」とは、分離膜の表面と流路材の頂点との高低差（つまり流路材の高さ）であり、分離膜が凹凸加工されている場合は、凹部と凸部との高低差である。
【０１４５】
（２−５）集水管
集水管６（図８ないし１０参照）は、その中を透過水が流れるように構成されていればよく、材質、形状、大きさ等は特に限定されない。集水管６としては、例えば、複数の孔が設けられた側面を有する円筒状の部材が用いられる。
【０１４６】
（２−６）第１形態
より具体的な形態として、図８ないし図１０に、第１ないし第３の形態の分離膜エレメント１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃを示す。図８は、第１形態の分離膜エレメント１００Ａを部分的に分解して示す説明図であり、集水管６の周りに、複数枚の分離膜２が巻回されている。また、分離膜エレメント１００Ａは、上述した構成に加えて、さらに以下の構成を備える。
【０１４７】
すなわち、分離膜エレメント１００Ａは、その両端に孔付端板９２を両端（すなわち第１端および第２端）に備える。また、分離膜エレメント１００Ａにおいて、巻囲された分離膜（以下、「巻囲体」と称する。）の外周面には、外装体８１が巻囲されている。
なお、後述の孔無し端板９１は原水が通過可能な孔を備えていないのに対して、孔付端板９２は、原水を通過させることができる複数の孔を備える。
【０１４８】
また、分離膜２は、封筒状膜１１を形成しており、封筒状膜１１の内側には、上述したとおり、突起物３０１が配置されている。封筒状膜１１の間には、供給側流路材３２が配置されている。
【０１４９】
なお、便宜上、図８、図９、図１０では、突起物３０１（透過側流路材）はドット形状として示されるが、上述したように透過側流路材の形状は、この形状に限定されない。
【０１５０】
次に、分離膜エレメント１００Ａを用いた水処理について説明する。分離膜エレメント１００Ａの第１端から供給された原水１０１は、端板９２の孔を通って、供給側流路に流入する。こうして、分離膜２の供給側の面に接触した原水１０１は、分離膜２によって、透過水１０２と濃縮水１０３とに分離される。透過水１０２は、透過側流路を経て、集水管６に流入する。集水管６を通った透過水１０２は、分離膜エレメント１００Ａの第２端から分離膜エレメント１００Ａの外へと流出する。濃縮水１０３は、供給側流路を通って、第２端に設けられた端板９２の孔から分離膜エレメント１００Ａの外部へ流出する。
【０１５１】
（２−７）第２形態
図９を参照して、本実施形態の分離膜エレメント１００Ｂについて説明する。なお、既に説明した構成要素については、同符号を付してその説明を省略する。
【０１５２】
分離膜エレメント１００Ｂは、第１端に配置され、かつ孔を有さない端板９１と、第２端に配置され、かつ孔を有する端板９２とを備える。また、分離膜エレメント１００Ｂは、巻囲された分離膜２の最外面にさらに巻き付けられた多孔性部材８２を備える。
【０１５３】
多孔性部材８２としては、原水を通過させることができる複数の孔を有する部材が用いられる。多孔性部材８２に設けられたこれらの孔は、原水の供給口と言い換えられてもよい。多孔性部材８２は、複数の孔を有していれば、その材質、大きさ、厚み、剛性等は、特に限定されるものではない。多孔性部材８２として、比較的小さい厚みを有する部材を採用することで、分離膜エレメントの単位体積当たりの膜面積を増大させることができる。
【０１５４】
多孔性部材８２の厚みは、例えば１ｍｍ以下、０．５ｍｍ以下、又は０．２ｍｍ以下である。また、多孔性部材８２は、巻囲体の外周形状に沿うように変形することができる、柔軟性又は可撓性を有する部材であってもよい。より具体的には、多孔性部材８２として、ネット、多孔性フィルム等が適用可能である。ネット及び多孔性フィルムは、巻囲体を内部に収容できるように筒状に形成されていてもよいし、長尺状であって、巻囲体の周囲に巻き付けられていてもよい。
【０１５５】
多孔性部材８２は、分離膜エレメント１００Ｂの外周面に配置される。多孔性部材８２がこのように設けられることで、孔が分離膜エレメント１００Ｂの外周面に設けられる。「外周面」とは、特に、分離膜エレメント１００Ｂの外周面全体のうち、上述の第１端の面及び第２端の面を除く部分であるとも言える。本実施形態では、多孔性部材８２は、巻囲体の外周面のほぼ全体を覆うように配置される。
【０１５６】
本実施形態によると、分離膜エレメント１００Ｂの外周面（巻囲体の外周面）から多孔性部材８２を介して原水が供給される。よって、分離膜エレメント１００Ｂが繰り返し運転されても、又は分離膜エレメント１００Ｂが高圧条件下で運転されても、巻囲された分離膜２等が長手方向に押し出されることによる巻囲体の変形（いわゆるテレスコープ）の抑制が可能である。さらに本実施形態では、原水が圧力容器（図示しない）と分離膜エレメントの間の隙間から供給されるので、原水の異常な滞留の発生が抑制される。
【０１５７】
分離膜エレメント１００Ｂにおいては、第１端の端板が孔無し端板９１なので、第１端の面からは、分離膜エレメント１００Ｂ内に原水は流入しない。原水１０１は、分離膜２に対して、分離膜エレメント１００Ｂの外周面から、多孔性部材８２を介して供給される。こうして供給された原水１０１は、分離膜によって透過水１０２と濃縮水１０３に分けられる。透過水１０２は、集水管６を通って、分離膜エレメント１００Ｂの第２端から取り出される。濃縮水１０３は、第２端の孔付端板９２の孔を通って、分離膜エレメント１００Ｂ外に流出する。
【０１５８】
（２−８）第３形態
図１０を参照して、本実施形態の分離膜エレメント１００Ｃについて説明する。なお、既に説明した構成要素については、同符号を付してその説明を省略する。
【０１５９】
分離膜エレメント１００Ｃは、第１端および第２端にそれぞれ配置され、孔を有する端板９２を備える以外は、第２形態のエレメントと同一である。また、分離膜エレメント１００Ｃは、分離膜エレメント１００Ｂと同様に、多孔性部材８２を備える。
【０１６０】
この構成により、本実施形態では、原水１０１は、多孔性部材８２の孔を通って分離膜エレメント１００Ｃの外周面から巻囲体に供給されるだけでなく、第１端の孔付端板９２の孔を通って、分離膜エレメント１００Ｃの第１端から巻囲体に供給される。透過水１０２及び濃縮水１０３は、第１形態の分離膜エレメント１００Ａと同様に、第２端から分離膜エレメント１００Ｃの外部に排出される。
【０１６１】
分離膜エレメント１００Ｃの一端（つまり孔を有する端板９２）だけでなく、分離膜エレメント１００Ｃの外周面からも多孔性部材８２を介して巻囲体に原水が供給されるので、巻囲体の変形の抑制が可能である。また、本形態においても、原水が圧力容器と分離膜エレメントの間の隙間から供給されるので、異常な滞留の発生が抑制される。
【０１６２】
〔３．分離膜エレメントの製造方法〕
分離膜エレメントの製造方法における各工程について、以下に説明する。
（３−１）分離膜の製造および後加工
分離膜の製造方法については上述したが、簡単にまとめると以下のとおりである。
良溶媒に樹脂を溶解し、得られた樹脂溶液を基材にキャストして純水中に浸漬して多孔性支持層と基材を複合させる。その後、上述したように、多孔性支持層上に分離機能層を形成する。さらに、必要に応じて分離性能、透過性能を高めるべく、塩素、酸、アルカリ、亜硝酸などの化学処理を施し、さらにモノマー等を洗浄し分離膜の連続シートを作製する。
【０１６３】
なお、化学処理の前または後で、エンボス等によって分離膜に凹凸を形成してもよいし、樹脂によって分離膜の透過側の面および／または供給側の面に、流路材を形成してもよい。
分離膜に凹凸加工を施す場合は、エンボス成形、水圧成形、カレンダ加工といった方法で分離膜の供給側に高低差を付与することもできる。
【０１６４】
エンボス成形法としては、例えばロールエンボス加工などが挙げられ、これを実施する際の圧力や処理温度は、分離膜の融点に応じて適宜決定することができる。例えば分離膜がエポキシ樹脂を含む多孔性支持層を有する場合では、線圧１０ｋｇ／ｃｍ以上６０ｋｇ／ｃｍ以下であることが好ましく、加熱温度４０℃以上１５０℃以下が好ましい。また、ポリスルホン等の耐熱性樹脂を含む多孔性支持層を有する場合、線圧１０ｋｇ／ｃｍ以上７０ｋｇ／ｃｍ以下であることが好ましく、ロール加熱温度７０℃以上１６０℃以下が好ましい。ロールエンボス加工ならばいずれの場合も巻き取り速度１ｍ／分以上２０ｍ／分以下が好ましい。
【０１６５】
エンボス加工を施す場合、ロールの柄の形状は特に限定されないが、流路の圧力損失を少なくし、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、表面上部から観察した形では、楕円、円、長円、台形、三角形、長方形、正方形、平行四辺形、菱形、不定形等が採用される。また、立体的には高さの高い箇所ほど幅が小さくなるように形成されていてもよいし、逆に高い箇所ほど幅が広くなるように形成されていてもよいし、高さによらず同じ幅で形成されていてもよい。
エンボス加工によって付与できる分離膜の供給側表面の高低差は、分離特性や水透過性能が要求される条件を満足するように加圧熱処理条件を変更することで自由に調整することができる。
【０１６６】
なお、以上に述べたように、供給側流路の形成が、供給側流路材を分離膜本体に固着することで行われる場合、または膜を凹凸加工することで行われる場合は、これら供給側流路の形成工程が分離膜の製造方法における一工程と見なされてもよい。
【０１６７】
供給側流路がネット等の連続的に形成された部材である場合は、分離膜本体に透過側流路材が配置されることで分離膜が製造された後、この分離膜と供給側流路材とを重ね合わせればよい。
【０１６８】
流路材を配置する方法は、例えば、柔らかな材料を分離膜上に配置する工程と、それを硬化する工程とを備える。具体的には、流路材の配置には、紫外線硬化樹脂、化学重合、ホットメルト、乾燥等が利用される。特に、ホットメルトは好ましく用いられ、具体的には、熱により樹脂等の材料を軟化する（つまり熱溶融する）工程、軟化した材料を分離膜上に配置する工程、この材料を冷却により硬化することで分離膜上に固着させる工程を含む。
【０１６９】
流路材を配置する方法としては、例えば、塗布、印刷、噴霧等が挙げられる。また、使用される機材としては、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、押出型コーター、印刷機、噴霧器などが挙げられる。
【０１７０】
（３−２）膜リーフの形成
膜リーフは、上述したように、供給側の面が内側を向くように分離膜を折りたたむことで形成されてもよいし、別々の２枚の分離膜を、供給側の面が向かい合うように貼り合わせることで形成されてもよい。
【０１７１】
分離膜エレメントの製造方法は、分離膜の巻回方向における内側端部を、供給側の面において封止する工程を備えることが好ましい。封止する工程においては、２枚の分離膜を、互いの供給側の面が向かい合うように重ねる。さらに、重ねられた分離膜の巻回方向における内側端部、つまり図５における左側端部を、透過水が集水管６に流入可能なように封止する。
【０１７２】
「封止」する方法としては、接着剤またはホットメルトなどによる接着、加熱またはレーザなどによる融着、およびゴム製シートを挟みこむ方法が挙げられる。接着による封止は、最も簡便で効果が高いために特に好ましい。
【０１７３】
このとき、重ねられた分離膜の内側に、分離膜とは別に形成された供給側流路材を配置してもよい。上述したように、エンボスまたは樹脂塗布等によって分離膜の供給側の面にあらかじめ高低差を設けることで、供給側流路材の配置を省略することもできる。
【０１７４】
供給側の面の封止と透過側の面の封止（封筒状膜の形成）とは、どちらかが先に行われてもよいし、分離膜を重ねながら、供給側の面の封止と透過側の面の封止とを並行して行ってもよい。ただし、巻回時における分離膜でのシワの発生を抑制するためには、隣り合う分離膜が巻回によって長さ方向にずれることを許容するように、幅方向端部における接着剤またはホットメルトの固化等、つまり封筒状膜を形成するための固化等を、巻回の終了後に完了させることが好ましい。
【０１７５】
（３−３）封筒状膜の形成
１枚の分離膜を透過側面が内側を向くように折り畳んで、かつ対向する分離膜の間に上述の突起物を備えるシートを挟んで、貼り合わせることで、または２枚の分離膜を透過側面が内側を向くように重ねて、かつ一枚の分離膜ともう一枚の分離膜の間に上述の突起物を備えるシートを挟んで貼り合わせることで、封筒状膜を形成することができる。長方形状の封筒状膜においては、長さ方向の一端のみが開口するように、他の３辺を封止する。封止は、接着剤またはホットメルト等による接着、熱またはレーザによる融着等により実行できる。
このとき、封止されている部分では、分離膜の間にシートが存在してもよいし、シートは分離膜の封止部分より内側に配置されていてもよい。
【０１７６】
封筒状膜の形成に用いられる接着剤は、粘度が４０Ｐ（ポアズ）以上１５０Ｐ（ポアズ）  以下の範囲内であることが好ましく、さらに５０Ｐ（ポアズ）以上１２０Ｐ（ポアズ）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ときに、しわが発生し易くなる。しわは、分離膜エレメントの性能を損なうことがある。逆に、接着剤粘度が低すぎる場合には、リーフの端部から接着剤が流出して装置を汚すことがある。また、接着すべき部分以外に接着剤が付着すると、分離膜エレメントの性能が損なわれると共に、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。
【０１７７】
接着剤の塗布量は、膜リーフを集水管に巻囲した後に、接着剤が塗布される部分の幅が１０ｍｍ以上１００ｍｍ以下であるような量であることが好ましい。これによって、分離膜が確実に接着されるので、原水の透過側への流入が抑制される。また、分離膜エレメントの有効膜面積も比較的大きく確保することができる。
【０１７８】
接着剤としてはウレタン系接着剤が好ましく、粘度を４０Ｐ（ポアズ）以上１５０Ｐ（ポアズ）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／ポリオールの重量比率が１／５以上１以下となるように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。
【０１７９】
封止部分にシートが存在する場合、シート内に染みこんだ接着剤によって、シートを介して分離膜同士が接着することができる。また、封止部分にはシートがない場合は、分離膜は直接貼り合わされる。
【０１８０】
（３−４）分離膜の巻回
分離膜エレメントの製造には、従来のエレメント製作装置を用いることができる。また、エレメント作製方法としては、参考文献（特公昭４４−１４２１６号公報、特公平４−１１９２８号公報、特開平１１−２２６３６６号公報）に記載される方法を用いることができる。詳細は以下の通りである。
【０１８１】
集水管の周囲に分離膜を巻回するときは、分離膜を、リーフの閉じられた端部、つまり封筒状膜の閉口部分が集水管を向くように配置する。このような配置で集水管の周囲に分離膜を巻きつけることで、分離膜をスパイラル状に巻回する。
【０１８２】
集水管にトリコットや基材のようなスペーサーを巻回しておくと、分離膜エレメント巻囲時に集水管へ塗布した接着剤が流動し難く、リークの抑制につながり、さらには集水管周辺の流路が安定に確保される。なお、スペーサーは集水管の円周より長く巻回しておけばよい。
【０１８３】
（３−５）その他の工程
分離膜エレメントの製造方法は、上述のように形成された分離膜の巻回体の外側に、フィルムおよびフィラメント等をさらに巻きつけることを含んでいてもよいし、集水管の長手方向における分離膜の端を切りそろえるエッジカット、端板の取り付け等のさらなる工程を含んでいてもよい。
【０１８４】
〔４．分離膜エレメントの利用〕
分離膜エレメントは、さらに、直列または並列に接続して圧力容器に収納されることで、分離膜モジュールとして使用されてもよい。
【０１８５】
また、上記の分離膜エレメント、分離膜モジュールは、それらに流体を供給するポンプや、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、例えば原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。
【０１８６】
流体分離装置の操作圧力は高い方が除去率は向上するが、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、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５ＭＰａ以下が好ましい。原水温度が高くなると塩除去率が低下するが、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、原水のｐＨが中性領域にある場合、原水が海水などの高塩濃度の液体であっても、マグネシウムなどのスケールの発生が抑制され、また、膜の劣化も抑制される。
【０１８７】
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、原水としては、海水、かん水、排水等の５００ｍｇ／Ｌ以上１００ｇ／Ｌ以下の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」で表されるが、１Ｌを１ｋｇと見なして「重量比」で表されることもある。定義によれば、０．４５μｍのフィルターで濾過した溶液を３９．５℃以上４０．５℃以下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】
【０１８８】
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。【０１８９】
（シートの厚みおよび突起物の高さ）
シートの厚みと突起物の高さはキーエンス社製高精度形状測定システムＫＳ−１１００で測定した。具体的には、突起物の高さは、キーエンス社製高精度形状測定システムＫＳ−１１００を用い、５ｃｍ×５ｃｍの透過側の測定結果から平均の高低差を解析した。１０μｍ以上の高低差のある３０箇所を測定し、各高さの値を総和した値を測定総箇所（３０箇所）の数で割って求めた値を突起物の高さとした。【０１９０】
（透過側流路材のピッチおよび間隔、幅、長さ）
キーエンス社製高精度形状測定システムＫＳ−１１００を用い、分離膜の透過側における流路材の頂点から、隣の流路材の頂点までの水平距離を２００箇所について測定し、その平均値をピッチとして算出した。
また、間隔ｂ、ｅ、幅ｄ、長さｆについては、ピッチを測定した写真において、上述の方法で測定した（図２および図３参照）。【０１９１】
（空隙率）
乾燥したサンプルの見かけ体積（ｃｍ３）を測定し、続いてそのサンプルに純水を含ませて重量を測定した。水を含んだサンプル重量からサンプルの乾燥時の重量を差し引いた値、つまり基材の空隙に入り込んだ水の重量（ｇ：すなわち水の体積ｃｍ３）を算出し、サンプルの見かけ体積で除した百分率（％）として、空隙率を得た。【０１９２】
（シートの厚み斑）
シートに突起物が固着した透過側流路材について、ＣＤ方向にサンプルカットした。キーエンス社製デジタルマイクロスコープ ＶＨＸ１１００を用いて、シート幅に対して３０均等分の位置について、倍率５０倍でシート厚みを測定し、その最大値と最小値の差を厚み斑とした。【０１９３】
（透過側流路材の帯状端部の幅）
透過側流路材の幅方向（ＣＤ方向）における２つの帯状端部について、シートの端部から突起物までの距離を、キーエンス社製デジタルマイクロスコープ ＶＨＸ１１００を用いて倍率５０倍で測定していき、距離が最も短いものから１０番目に短いものまでの平均値をそれぞれ算出し、さらにその平均値を帯状端部の幅とした。
帯状端部の幅＝（１方の帯状端部の幅の平均値＋他方の帯状端部の幅の平均値）／２【０１９４】
（耐久性）
分離膜エレメント内に残存した水を大方除き、集水管の一端から真空ポンプを用いて−１００ｋＰａの圧力で真空吸引を行った。真空度９０ｋＰａ（すなわち、圧力―９０ｋＰａ）になった段階で、真空ポンプと分離膜エレメントとをつなぐ配管に設けられたコックを閉じてエレメント内部の圧力を保持した。その後、下記基準によって、エレメントのシール性を評価した。１５秒後のエレメント真空度が高いものほどシール性が高いことになり、本発明では優、良、可を合格とした。
優：１５秒後のエレメント真空度が７５ｋＰａを超えて９０ｋＰａ以下
良：１５秒後のエレメント真空度が６５ｋＰａを超えて７５ｋＰａ以下
可：１５秒後のエレメント真空度が５５ｋＰａを超えて６５ｋＰａ以下
不可：１５秒後のエレメント真空度が５５ｋＰａ以下
上記の評価はエレメント１５本について実施し、最も多く得られた結果を耐久性とした。【０１９５】
（巻回体の巻出性）
透過側流路材（幅１ｍ）、すなわち突起物を配置したシートを巻出張力３０Ｎ、巻取張力３０Ｎで１００ｍ巻き取り、室温で１週間保管した。その後、透過側流路材を巻き出し、突起物の対面するシートへの付着の確認や突起物の高さ変化を測定した。【０１９６】
（造水量）
分離膜または分離膜エレメントについて、供給水として、濃度１，０００ｍｇ／Ｌ、ｐＨ６．５のＮａＣＬ水溶液を用い、運転圧力０．７ＭＰａ、温度２５℃の条件下で１００時間運転した後に１０分間のサンプリングを行い、膜の単位面積あたり、かつ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。【０１９７】
（脱塩率（ＴＤＳ除去率））
造水量の測定における１０分間の運転で用いた原水およびサンプリングした透過水について、ＴＤＳ濃度を伝導率測定により求め、下記式からＴＤＳ除去率を算出した。
ＴＤＳ除去率（％）＝１００×｛１−（透過水中のＴＤＳ濃度／原水中のＴＤＳ濃度）｝【０１９８】
（欠点率）
欠点率は、「分離膜の長さ方向において透過側流路が形成されていない領域の長さ」を「分離膜の長さ」で除した数値である。【０１９９】
（実施例１）
ポリエチレンテレフタレート繊維からなる不織布（糸径：１デシテックス、厚み：約０．０９ｍｍ、密度０．８０ｇ／ｃｍ３）上にポリスルホンの１５．０重量％のＤＭＦ溶液を１８０μｍの厚みで室温（２５℃）にてキャストし、ただちに純水中に浸漬して５分間放置し、８０℃の温水で１分間浸漬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０．１３ｍｍ）を作製した。【０２００】
その後、多孔性支持層ロールを巻き出し、ポリスルホン表面に、ｍ−ＰＤＡ（メタフェニレンジアミン）の１．８重量％、ε−カプロラクタム４．５重量％水溶液中を塗布し、エアーノズルから窒素を吹き付け支持膜表面から余分な水溶液を取り除いた後、トリメシン酸クロリド０．０６重量％を含む２５℃のｎ−デカン溶液を表面が完全に濡れるように塗布した。【０２０１】
その後、膜から余分な溶液をエアーブローで除去し、５０℃の熱水で洗浄して、５％のグリセリン水溶液に１分浸漬した後、１００℃の熱風オーブンで３０秒間処理し、半乾燥状態の分離膜ロールを得た。【０２０２】
このように得られた分離膜を、分離膜エレメントでの有効面積が３７．０ｍ２となるように折り畳み断裁加工し、ネット（厚み：０．７ｍｍ、ピッチ：５ｍｍ×５ｍｍ、繊維径：３５０μｍ、投影面積比：０．１３）を供給側流路材として幅９００ｍｍかつリーフ長８００ｍｍで２６枚のリーフを作製した。【０２０３】
一方で、突起物をシート（不織布、糸径：１デシテックス、厚み：０．０２ｍｍ、空隙率６０％、厚み斑０．００３ｍｍ）全体に渡って形成した。すなわち、バックアップロールを１５℃に温度調節しながら、グラビアロールを用いて、ポリプロピレン（商品名：Ｓ１０ＣＬ、プライムポリマー社製）を、シートに塗布して透過側流路材を作製した。樹脂温度は２２０℃であり、加工速度は６．０ｍ／分であった。グラビアロールの表面に彫刻されたパターンは、千鳥型に並んだ直径０．５ｍｍの半球型のドットであり、ドットのピッチは１．０ｍｍであった。帯状端部の距離は２５ｍｍであった。【０２０４】
得られた突起物の形状は、シートの厚みと突起物の高さの合計が０．２６ｍｍであり、流路材幅が０．５ｍｍであり、第１方向および第２方向において隣接する流路材の間隔が０．４ｍｍであり、ピッチが０．９ｍｍであった。ここで、ピッチとは、透過側の面において、２００箇所で計測された、分離膜の凸部の頂点から近接する凸部の頂点までの水平距離の平均値である。【０２０５】
得られたリーフの透過側面に透過側流路材を積層し、ＡＢＳ（アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン）製集水管（幅：１，０２０ｍｍ、径：３０ｍｍ、孔数４０個×直線状１列）にスパイラル状に巻き付け、外周にさらにフィルムを巻き付けた。テープで固定した後に、エッジカット、端板の取り付けおよびフィラメントワインディングを行うことで、直径が８インチの分離膜エレメントを作製した。なお、端板は両方とも孔付き端板であった。つまり、本実施例では、図８に示す第１形態の分離膜エレメントを作製した。【０２０６】
分離膜エレメントを圧力容器に入れて、濃度１，０００ｍｇ／Ｌ、ｐＨ６．５のＮａＣＬ水溶液を用い、運転圧力０．７ＭＰａ運転温度２５℃、ｐＨ６．５で運転（回収率１５％）したところ、造水量および脱塩率、耐久性は表１の通りであり、巻出性も良好であった。【０２０７】
（実施例２）
以下、特に言及しない条件については、実施例１と同様にして分離膜を作製した。
樹脂に窒素ガスを送り込みながら突起物をシートに配置し、突起物の空隙率を４％とした以外は全て実施例１と同様にして、分離膜および分離膜エレメントを作製した。
分離膜エレメントを圧力容器に入れて、上述の条件で運転を行って透過水を得たところ、造水量および脱塩率、耐久性は表１の通りであり、巻出性も良好であった。【０２０８】
（実施例３〜１１）
シートを表１〜３の通りの不織布とし、突起物を表１〜３の通りにした以外は全て実施例１と同様にして、分離膜および分離膜エレメントを作製した。
分離膜エレメントを圧力容器に入れて、上述の条件で運転を行って透過水を得たところ、造水量および脱塩率、耐久性は表１〜３の通りであり、巻出性も良好であった。【０２０９】
（実施例１２）
シートを不織布（糸径：１デシテックス、厚み：約０．１ｍｍ、空隙率５５％）とし、突起物の高さを０．１６ｍｍとし、突起物をシートの長さ方向に連続的に配置した以外は全て実施例１と同様にして、分離膜および分離膜エレメントを作製した。
分離膜エレメントを圧力容器に入れて、上述の条件で運転を行って透過水を得たところ、造水量および脱塩率、耐久性は表３の通りであり、巻出性も良好であった。【０２１０】
（実施例１３〜１６）
シートを表４の通りの不織布とし、突起物を表４の通りとした以外は全て実施例１と同様にして、分離膜および分離膜エレメントを作製した。  分離膜エレメントを圧力容器に入れて、上述の条件で運転を行って透過水を得たところ、造水量および脱塩率、耐久性は表４の通りであり、巻出性も良好であった。【０２１１】
（実施例１７、１８）
シートを表５の通りの不織布とし、突起物を表５の通りとした以外は全て実施例１と同様にして、分離膜および分離膜エレメントを作製した。なお、実施例１とは帯状領域の幅の差の分だけ有効膜面積は異なった。
分離膜エレメントを圧力容器に入れて、上述の条件で運転を行って透過水を得たところ、造水量および脱塩率、耐久性は表５の通りであり、巻出性も良好であった。【０２１２】
（実施例１９、２０）
分離膜の有効面積が０．５ｍ２となるように折り畳み断裁加工し、ネット（厚み：５１０μm、ピッチ：２ｍｍ×２ｍｍ、繊維径：２５５μｍ、投影面積比：０．２１）を供給側流路材とし、表５の透過側流路材を用いて幅２３０ｍｍで２枚のリーフを作製した。
その後、ＡＢＳ製集水管（幅：３００ｍｍ、外径：１７ｍｍ、孔数８個×直線状２列）に巻き付けながら２枚のリーフをスパイラル状に巻き付け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、端板取りつけを行い、２インチエレメントを作製した。
分離膜エレメントを圧力容器に入れて、上述の条件で運転を行って透過水を得たところ、造水量および脱塩率、耐久性は表５の通りであり、巻出性も良好であった。【０２１３】
（比較例１）
シートを表６の通りの不織布とし、突起物を表６の通りとした以外は全て実施例１と同様にして、分離膜および分離膜エレメントを作製した。
分離膜エレメントを圧力容器に入れて、上述の条件で運転を行って透過水を得たところ、有効膜面積の低下により造水量は低下し、造水量、脱塩率および耐久性は表６の通りであり、巻出性は良好であった。【０２１４】
（比較例２）
実施例１と同様にして、分離膜を作製した。続いて、樹脂に窒素ガスを送り込みながら突起物をシートに配置し、突起物の空隙率を６０％とした以外は全て比較例１と同様にして、分離膜エレメントを作製した。
分離膜エレメントを圧力容器に入れて、上述の条件で運転を行って透過水を得たところ、突起物が圧縮して流路が縮小してしまい、造水量は著しく低下し、造水量および脱塩率は表６の通りであった。また、巻回体を巻き出したところ、突起物の高さが５％小さくなっていた。なお、エアリークはなかった。【０２１５】
（比較例３）
実施例１と同様にして、分離膜を作製した。続いて、シートとして二軸延伸ポリエステルフィルム（東レ製ルミラー、厚み０．０３ｍｍ）を使用したことした以外は全て比較例１と同様にして、分離膜エレメントを作製した。
分離膜エレメントを圧力容器に入れて、上述の条件で運転を行って透過水を得たところ、リーフ間の接着が十分でなくエアリークが生じた。また、造水量は測定が不可能なほど多く、脱塩率は表６の通りであった。また、シートの空隙率が低すぎるため突起物がシートに押しつぶされていたため、巻出しの際に一部の突起物がシートに転写していた。【０２１６】
表１ないし表５に示す結果から明らかなように、本発明の実施例１ないし２０の分離膜エレメントは、長時間にわたり運転しても、高い脱塩率を有する充分な量の透過水を得ることができ、優れた分離性能を安定して備えていると言える。【０２１７】
【表１】
2015016253.tif 000003
【０２１８】
【表２】
2015016253.tif 000004
【０２１９】
【表３】
2015016253.tif 000005
【０２２０】
【表４】
2015016253.tif 000006
【０２２１】
【表５】
2015016253.tif 000007
【０２２２】
【表６】
2015016253.tif 000008
【産業上の利用可能性】
【０２２３】
本発明の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】
【０２２４】
１  分離膜
１１  封筒状膜
２  分離膜
２ａ  分離膜
２ｂ  分離膜
２ｃ  分離膜
２１  供給側の面
２１ａ  供給側の面
２１ｂ  供給側の面
２１ｃ  供給側の面
２２  透過側の面
２２ａ  透過側の面
２２ｂ  透過側の面
２２ｃ  透過側の面
２０１  基材
２０２  多孔性支持層
２０３  分離機能層
３１  透過側流路材
３２  供給側流路材
３０１  突起物
３０２  シート
３０３  帯状領域
４  膜リーフ
５  透過側流路
６  集水管
７  分離膜
７１  供給側の面
７２  透過側の面
８１  外装体
８２  多孔性部材
９１  端板（孔無）
９２  端板（孔有）
１００  分離膜エレメント
ａ  分離膜（リーフ）長さ
ｂ  透過側流路材の幅方向間隔
ｃ  透過側流路材の高低差
ｄ  透過側流路材の幅
ｅ  透過側流路材の長さ方向の間隔
ｆ  透過側流路材の長さ
Ｒ２  分離膜において巻回方向内側から外側に並んだ透過側流路材の先頭から最後尾までを含む領域
Ｒ３  分離膜の巻回方向外側端部において透過側流路材が設けられていない領域
Ｌ１  分離膜全体の長さ（上記長さａ）
Ｌ２  領域Ｒ２の長さ
Ｌ３  領域Ｒ３の長さ
１００Ａ  分離膜エレメント（第１形態）
１００Ｂ  分離膜エレメント（第２形態）
１００Ｃ  分離膜エレメント（第３形態）
１０１  原水
１０２  透過水
１０３  濃縮水
【図１】
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【図２】
2015016253.tif 000010
【図３】
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【図４】
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【図５】
2015016253.tif 000013
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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