(57)【要約】【課題】  逆洗が可能で、膜の破断や劣化時に、熱可塑性樹脂製ろ板を再利用して膜の張り替えを行うことができる膜エレメントを得る。【解決手段】  熱可塑性樹脂製ろ板２の周縁に設けた外周平滑面２２とこの外周平滑面２２によって囲まれる内側を少なくとも２つに区画する区画平滑面２３とによって、合成樹脂繊維からなる不織布を支持体とした微孔性ろ過膜１を接合した膜エレメントであり、前記平滑面に凹部が形成されるように、平滑面の形状に対応した熱板３を当接させ、その温度を、前記支持体となる不織布の融点以下で、熱可塑性樹脂製ろ板２のビカット軟化温度以上に制御し、この熱板３によって微孔性ろ過膜１を介して熱可塑性樹脂製ろ板２を加圧して接合する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
合成樹脂繊維からなる不織布を支持体とした微孔性ろ過膜を、熱可塑性樹脂製ろ板の周縁に設けた外周平滑面と、前記外周平滑面によって囲まれる内側を少なくとも２つに区画する区画平滑面とによって接合したことを特徴とする膜エレメント。
【請求項２】
請求項１記載の膜エレメントにおいて、熱可塑性樹脂製ろ板の外周平滑面と区画平滑面は、支持体となる不織布を溶融させずに微孔性ろ過膜と接合されたことによって凹部が形成されていることを特徴とする膜エレメント。
【請求項３】
請求項１または２記載の膜エレメントにおいて、微孔性ろ過膜と熱可塑性樹脂製ろ板の外周平滑面と区画平滑面とは、温度制御された熱板によって、微孔性ろ過膜を介して前記熱可塑性樹脂製ろ板を加圧して接合したものであることを特徴とする膜エレメント。
【請求項４】
請求項３記載の膜エレメントにおいて、微孔性ろ過膜と熱可塑性樹脂製ろ板とは、両者が接合される外周平滑面と区画平滑面の形状に対応する熱板によって、微孔性ろ過膜を介して熱可塑性樹脂製ろ板を加圧して接合したものであることを特徴とする膜エレメント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、上水や廃水などのろ過または濃縮に用いられる膜分離装置の膜エレメントに関するもので、さらに詳しく言えば、短辺が０．５ｍ程度、長辺が１ｍ程度の平板状の膜エレメントに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
上記のような膜分離装置としては、所定の間隔（５〜１０ｍｍ）で複数の平板状の膜エレメントを平行に配置した浸漬型膜分離装置が知られている。このような浸漬型膜分離装置は、前述した平板状の膜エレメントの各々に設けられた、被処理水をろ過して得たろ過処理水を集水して引き出すろ過処理水吸引管を共通に接続して一つの膜ユニットとして、あるいは前記膜ユニットを複数個接続して膜ユニット集合体として、被処理水槽内の被処理水中に浸漬し、ろ過処理水吸引管を負圧にすることによって被処理水をろ過して、ろ過処理水を得るものである。また、このような浸漬型膜分離装置は、膜エレメントの個数を増減させることによって有効膜面積を増減させて多様なろ過容量に対応させることができるので、小規模なろ過から大規模な廃水処理施設におけるろ過に至るまでの多様な用途に用いられている。このような浸漬型膜分離装置に用いられる平板状の膜エレメントとしては、たとえば、一端が前記ろ板の表面に開口するとともに他端がろ過処理水吸引管に連通するろ過処理水流路を形成した矩形平板状の樹脂製ろ板の表面を有機ろ過膜で覆い、前記ろ板と有機ろ過膜との間に所定の間隙が形成できるようにスペーサが配置されたものがある。
【０００３】
上記した浸漬型膜分離装置には、気泡を発生させる散気装置が膜ユニットまたは膜ユニット集合体の下方に設けられており、発生した気泡が膜エレメントの間を上昇することによってクロスフローを生成させ、このクロスフローにより、ろ過の進行に伴って膜面に形成されるケーク層を除去するようにしている。このような膜エレメントでは、上記したクロスフローに伴う圧力を受けるため、樹脂製ろ板の表面を覆って設けられる、有機ろ過膜が剥離しないように、従来より、樹脂製ろ板の周縁部に有機ろ過膜を接着剤で固着させる方法が用いられてきたが、このような固着方法は、有機ろ過膜の支持体となる不織布に接着剤が含浸することによって樹脂製ろ板に固着されるため、固化した接着剤の強度、耐久性、耐薬品性などによって固着の強度が左右されるため、比較的固着強度が弱いという問題や、溶剤によって作業環境が悪化したり、乾燥・固化に時間がかかるなどの問題がある。また、テープにより固着させる方法も用いられてきたが、物理的な固定であるため、前記ろ過膜が剥離しやすいという問題がある。そのため、特許文献１、２のような製造方法が提案されている。
【特許文献１】特許第３０２８９００号公報
【特許文献２】特開２００１−１２０９５８号公報  上記特許文献１には、熱可塑性樹脂製ろ板と有機ろ過膜とを超音波を用いて溶着する方法が開示され、上記特許文献２には、溶着部の熱可塑性樹脂製ろ板に複数の凸部を設け、各凸部において溶着強度に差を設けることで、溶着時に微孔性有機ろ過膜に加わる熱による疲労破壊を抑制する方法が開示されている。
【０００４】
なお、特許文献１では、その［００１０］に、飽和ポリエステルなどからなる不織布を濾過膜２の支持材とし、この支持材をＡＢＳ樹脂などからなる濾板１に超音波で融着させる際に、１４０℃より低い温度であれば、濾板１が溶融し、溶融した樹脂が不織布に含浸して濾板１に濾過膜２を固定することができ、１４０℃より高い温度であれば、濾板１と不織布がともに溶融して濾板１に濾過膜２を固定することができるとあるが、加熱が不均一になる超音波の融着において、１４０℃より低い温度に制御することは、膜エレメントの安定した性能を確保する点で好ましくなく、１４０℃より高い温度に制御されていたと考えられる。このことは、特許文献２に、超音波溶着時において、基材となる合成樹脂繊維からなる不織布の一部が溶融して疲労破壊が生じるとあることからも明らかである。また、特許文献２では、その［０００７］〜［０００８］、図１０および図１１に、従来技術として、回転するロータリホーン３１によって、ろ過膜２２Ｂをろ板２２Ａに押圧し、超音波を用いて溶着することが開示され、止水部Ｓにおいて、ろ板２２Ａを溶かして溝状に窪ませて、ろ過膜２２Ｂをろ板２２Ａに溶着させることの記載があるが、疲労破壊が起こりやすいという記載から、基材となる合成樹脂繊維からなる不織布の一部が溶融しているものと考えられる。
【０００５】
上記した特許文献１や２に開示された方法は、いずれも熱可塑性樹脂製ろ板とろ過膜とを超音波を用いて溶着するものであり、基材となる合成樹脂繊維からなる不織布の溶融による疲労破壊を防止しようというものではない。特許文献２では、熱可塑性樹脂製ろ板に凸部を設け、この凸部で超音波溶着すれば、疲労破壊の防止効果は認められるが、ろ過膜が破断した場合には、超音波溶着の際に熱可塑性樹脂製ろ板の凸部が変形しているため、膜を張り替えることができず、膜エレメントごと取り替えなければならず、コストや廃棄物処理の点で好ましくないという問題があった。また、このような超音波溶着によって、前述したような大型の膜エレメントを作製することは、設備が大型化してコストが高くなるという問題があった（特許文献３、４参照）。
【特許文献３】特開平５−６８９４３号公報（第３頁［０００２］欄）
【特許文献４】特開昭５８−３０３７８号公報（第２頁右上欄第１５行〜左下欄第７行）  また、上記したように、ろ過膜が破断した場合に、膜を張り替えるといったことやろ過の進行に伴って膜面に形成されるケーク層を除去して再利用するといったことは、コストや廃棄物処理の点で注目されており、本願発明者らは、先に、膜を張り替えることを可能にした膜エレメントの発明を完成させ（特願２００５−４６３７８）、その後ろ過の進行に伴って膜面に形成されるケーク層を除去して再利用ができる膜エレメントの開発に取り組んできた。
【０００６】
膜面に形成されるケーク層を除去する方法としては、ろ過処理水を得る側から薬液を注入してケーク層を被処理水側に剥離させる薬液洗浄法や、ろ過処理水を得る側から加圧した水を被処理水側に圧送してケーク層を被処理水側に押し出す逆洗法が知られているが、平板状の膜エレメントでは、逆洗時に加圧した水を被処理水側に圧送する際に、有機ろ過膜と熱可塑性樹脂製ろ板法との溶着部が剥離することがあるため、逆洗法ではなく薬液洗浄法が採用されている（特許文献５参照）。なお、逆洗時の圧力に耐え得る平膜構造体についての提案もある（特許文献６参照）。
【特許文献５】特開２０００−３１２８１５号公報
【特許文献６】特開平７−０３１８５７号公報  上記した薬液洗浄法を採用する場合であっても、特許文献５の［０００５］によれば、膜面全体に薬液が浸透しにくいといった問題がある、ろ過処理水側に薬液を注入した状態でクロスフローによるろ過を行うことは強度の点で問題がある、といった指摘がなされており、平板状の膜エレメントにおいては、特許文献５に記載の発明によって、膜エレメントのままでケーク層を薬液洗浄によって除去することは実現できたとしても、ケーク層を逆洗によって除去することまでは実現していないと考えられ、前記特願２００５−４６３７８の発明によって、膜エレメントの膜を張り替えて熱可塑性樹脂製ろ板のみの再利用を実現したのが現状であると思われる。
【０００７】
また、上記した特許文献６に開示された平膜構造体は、逆洗時の圧力に耐え得るとのことであるが、この平膜構造体は縦及び横の寸法が３００ｍｍであること（［００１３］）、平膜１、１間に納められている透過液流路材２がプラスチックネット、織布、厚手の不織布等で、該平膜１、１は３で示された接着部分で透過液流路材２に相互に接着されていること（［００１０］）、から、逆洗時の圧力を受けても、平膜構造体はフレキシブルな動きによって該圧力を緩和する作用があることが考えられる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記特許文献５の［００１９］によれば、支持基材と膜との間を複数の互いに連通した区画に分けるように接着または融着することによって、各区画における膜の膨らみ容積ΔＶを小さくし、少ない薬液注入量で膜全体の内面をもれなく薬液に接触させてケーク層を完全に剥離除去できるということであるが、クロスフローの場合には、その圧力を受けて、有機ろ過膜の微孔中に、被処理水中の夾雑物が次々に押し込まれるようにして蓄積されてケーク層が形成されるため、初期のケーク層の場合には、このような薬液洗浄によって除去することはできても、夾雑物が次々に押し込まれるように蓄積されたケーク層の場合には、このような薬液洗浄であっても除去することができないという問題があった。
【０００９】
また、上記した特許文献６に開示された平膜構造体は、逆洗時の圧力に耐え得るものではあるが、その寸法は縦及び横が３００ｍｍであって、平膜１、１が透過液流路材２の両面に接着されていることから、逆洗時の圧力に対してフレキシブルな動きをすることで逆洗を可能にしているものであると言えるので、このような平膜構造体が逆洗可能であるということから、短辺寸法が０．５ｍ程度、長辺寸法が１ｍ程度の、フレキシブルな動きができない熱可塑性樹脂製ろ板の両面に微孔性ろ過膜を配置した膜エレメントも逆洗が可能であるとは言えず、このことが問題であった。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、上記した課題に鑑みてなされたもので、熱可塑性樹脂製ろ板の両面にと微孔性有機ろ過膜を接合した膜エレメントを改良し、逆洗を可能にすることを目的とする。
【００１１】
すなわち、本発明は、合成樹脂繊維からなる不織布を支持体とした微孔性ろ過膜を、熱可塑性樹脂製ろ板の周縁に設けた外周平滑面と、前記外周平滑面によって囲まれる内側を少なくとも２つに区画する区画平滑面によって接合した膜エレメント（請求項１）であり、前記膜エレメントにおいて、熱可塑性樹脂製ろ板の外周平滑面と区画平滑面は、支持体となる不織布を溶融させずに微孔性ろ過膜と接合されたことによって凹部が形成されたもの（請求項２）であり、前記各膜エレメントにおいて、微孔性ろ過膜と熱可塑性樹脂製ろ板の外周平滑面と区画平滑面とは、温度制御された熱板によって、微孔性ろ過膜を介して熱可塑性樹脂製ろ板を加圧して接合したもの（請求項３）であり、前記（請求項３）膜エレメントにおいて、微孔性ろ過膜と熱可塑性樹脂製ろ板とは、両者が接合される外周平滑面と区画平滑面の形状に対応する熱板によって、微孔性ろ過膜を介して熱可塑性樹脂製ろ板を加圧して接合したもの（請求項４）である。なお、微孔性ろ過膜と熱可塑性樹脂製ろ板とが接合される外周平滑面には少なくとも四隅にＲを設けるのがよく、前記熱板は、支持体となる不織布の融点以下で、熱可塑性樹脂製ろ板のビカット軟化温度以上に温度制御し、あるいは支持体となる不織布の荷重たわみ温度以下の温度に制御するのがよい。また、前記各膜エレメントにおいて、支持体となる不織布の材質はポリエステルまたはポリプロピレンであり、熱可塑性樹脂製ろ板の材質はポリエチレン、ＡＢＳまたはポリ塩化ビニルであることが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
上記した発明（請求項１）は、微孔性ろ過膜を外周平滑面と区画平滑面とによって接合しているから、前記ろ板に微孔性ろ過膜を接合するための加工を不要にでき、膜エレメントのコスト低減に寄与することができるとともに、ろ板側から微孔性ろ過膜に圧力が加わっても微孔性ろ過膜の剥離を防止することができる。また、上記した発明（請求項２）は、前述した効果に加えて、支持体となる不織布を溶融させずに微孔性ろ過膜と熱可塑性樹脂製ろ板とを接合し、外周平滑面と区画平滑面とに凹部を形成するようにしているから、凹部にろ過膜を引き込んでろ過膜の緊張状態に保持することができ、ろ過性能の均一化に寄与できる膜エレメントを得ることができる。また、上記した発明（請求項３）は、熱板による加圧によって、ろ過膜を緊張状態にして熱可塑性樹脂製ろ板に接合できる膜エレメントを得ることができる。また、上記した発明（請求項４）は、前述した効果に加えて、熱板による加圧を一動作で行うことができ、製造工程の簡素化に寄与することができ、大型の膜エレメントの作製時にも有利である。なお、外周平滑面の少なくとも四隅にＲを設けると、前述した効果の向上に寄与することができ、熱板の温度を、支持体となる不織布の融点以下で、熱可塑性樹脂製ろ板のビカット軟化温度以上に温度制御すると、支持体となる不織布を溶融させず、熱可塑性樹脂製ろ板を軟化させる温度範囲であるから、不織布および熱可塑性樹脂製ろ板が溶融して混合した状態にならず、軟化した熱可塑性樹脂製ろ板に不織布による表面の凹凸が圧入された状態で接合でき、不織布の強度を維持したまま、熱可塑性樹脂製ろ板の表面も形状も大きく変形することなく、熱可塑性樹脂製ろ板と微孔性ろ過膜とを接合することができ、微孔性ろ過膜の破断や劣化時において、熱可塑性樹脂製ろ板を再利用して高分子ろ過膜の張り替えをも可能であり、さらに、該温度を、支持体となる不織布の荷重たわみ温度以下に温度制御すると、不織布の強度をより良好な状態に維持できる膜エレメントを得ることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を、その実施の形態に基づいて説明する。
【００１４】
図１は本発明の膜エレメントの形状を示した斜視図である。図示した如く、熱可塑性樹脂製ろ板２は、その表裏の両面（図は表面のみを示しているが、裏面も同じ）に、微孔性ろ過膜１によってろ過されて得られたろ過処理水を流すための流路２１と、前記ろ板２の周縁に設けた外周平滑面２２と、前記外周平滑面２２によって囲まれる内側を２区画する区画平滑面２３とが設けられており、前記外周平滑面２２と区画平滑面２３とに、合成樹脂繊維からなる不織布を支持体とした、微孔を形成した微孔性ろ過膜１が、位置決めライン２２ａ、２３ａを目印にして張設されたものである。この位置決めライン２２ａ、２３ａは必ずしも設ける必要はないが、設ける場合は、マーカー等でラインを引くのがよい。また、前記流路２１は、ろ板２の短辺側の一端に設けた集水管２４に集まるように設けられており、この集水管２４を負圧にすることによってろ過処理水が取り出せるようにしているが、図１に示したように、微孔性ろ過膜１と熱可塑性樹脂製ろ板２との間にポリプロピレン繊維などの不織布をろ液流路材として介在させ、ろ過処理水の流れが円滑になるようにすることもできる。なお、外周平滑面２２と区画平滑面２３とは必ずしも全体が平滑面である必要はなく、微孔性ろ過膜１を超音波溶着するためのろ板のような凸部があって、その頂部のみを平滑面にしたものであってもよい。前記微孔性ろ過膜１は合成樹脂繊維からなる不織布を支持体とし、この支持体に熱可塑性樹脂を含浸させることによって微孔が形成されている。
【００１５】
前記微孔性ろ過膜１は、以下に述べる接合方法によって、熱可塑性樹脂製ろ板２の両面に張設することができる。すなわち、図２（ａ）に示した如く、線状の熱板３を、微孔性ろ過膜１が配された熱可塑性樹脂製ろ板２の平滑面の上（位置決めライン２２ａ、２３ａの上）に配置して加圧すると、図２（ｂ）に示した如く、ろ板２が軟化して凹部２５が形成され、該凹部２５に微孔性ろ過膜１が引き込まれて両者が接合されるので、その後、図２（ｃ）に示した如く、熱板３を元に戻すと、熱板３の加圧によって形成された凹部２５を残した状態で両者が接合された膜エレメントを得ることができる。ここで、凹部２５に微孔性ろ過膜１が引き込まれて両者が接合される状態とは、図３の矢印で示したように、位置決めライン２２ａ、２３ａに沿って形成される凹部に向かって両側から微孔性ろ過膜１が引き込まれる状態を言うもので、これにより、ろ板２の凹部２５によって微孔性ろ過膜１を張設することができる。また、前記微孔性ろ過膜１をろ板２に張設するのは、支持体となる不織布を溶融させずに、ろ板２と微孔性ろ過膜１とを接合するもので、詳細については後述する。ここで、微孔性ろ過膜１と外周平滑面２２との接合は被処理水側とろ過処理水側とを隔離することを目的とするのに対し、微孔性ろ過膜１と区画平滑面２３との接合は後述する逆洗時の耐久性を確保することを目的とするものであるから、前者の接合は連続的にしなければならないのに対し、後者の接合は逆洗時の耐久性が確保できる範囲で断続的にしてもよい（これにより、微孔性ろ過膜１と区画平滑面２３とを接合する熱板も、それぞれが断続的に接合できる形状にすることができる）。
【００１６】
上記した如く、位置決めライン２２ａ、２３ａに沿って線状の熱板３を配置し、該熱板３による加圧によって微孔性ろ過膜１を張設する際、前記位置決めライン２２ａ、２３ａに対応した形状の熱板を用いれば、１回の動作でろ板２に微孔性ろ過膜１を張設することができ、しかも該位置決めライン２２ａ、２３ａに沿って形成される凹部２５に微孔性ろ過膜１を引き込むように張設しているので、張設の効果を高めることができる。また、このような張設の効果をさらに高め、四隅に皺が生じないようにするには、前述した形状の熱板の少なくとも四隅（外周平滑面の四隅）にＲを設け、微孔性ろ過膜１と熱可塑性樹脂製ろ板２とが接合された外周平滑面の四隅にＲを有した凹部が形成されるようにすればよい。なお、このようなＲは、外周平滑面の四隅以外に、外周平滑面と区画平滑面との交点を設けてもよい。このような接合方法に対し、超音波を用いた接合では、位置決めライン２２ａ、２３ａに対応した形状のホーンを用いるといったことはできないため、各辺ごとに複数回の動作をさせることによって接合しなければならず、四隅にＲを設けることによって、張設の効果を高めたり、皺が生じないようにしたり、ということは期待できない。また、超音波を用いて、短辺が０．５ｍ程度、長辺が１ｍ程度の大型の膜エレメントを作製することは装置が大型化するといった問題があるため、大規模な廃水処理施設用の膜エレメントを安価に作製できるという点からも、本発明は有利である。
【００１７】
上記した凹部は５０〜５００μｍの深さ（不織布の厚さの３０〜３００％）で、０．５〜２５ｍｍの幅であればよく、好ましくは１００〜３００μｍの深さで、１．５〜５ｍｍの幅であればよい。また、Ｒを設ける場合は、その曲率半径を２〜２０ｍｍとするのがよく、好ましくは３〜１０ｍｍとするのがよい。凹部の深さが５００μｍより大であると、圧入に伴う機械的なストレスによって不織布が劣化することがあり、５０μｍより小であると、熱可塑性樹脂製ろ板２に対する不織布の圧入が十分でなく溶着強度が確保できなくなるという問題があり、凹部の幅が０．５ｍｍより小であると、溶着時に熱板の温度が低下して適正な温度での溶着が困難になるという問題があり、２５ｍｍより大であると、圧入に伴う変位が大きくなって微孔性ろ過膜１の四隅に皺が発生することがあり、曲率半径が２ｍｍより小であると、微孔性ろ過膜１の四隅に皺が発生するという問題が考えられ、２０ｍｍより大であると、皺の発生は防止できるが、微孔性ろ過膜１の有効ろ過面積が低下するという問題が考えられる。なお、凹部の深さの測定方法は後述する。
【００１８】
上記した微孔性ろ過膜１としては、たとえば、平均孔径０．４μｍの微孔が多数形成された、株式会社ユアサコーポレーション（現株式会社ジーエス・ユアサコーポレーション）製のユミクロン膜が使用できる。なお、このような平均孔径の微孔性ろ過膜１は、ＪＩＳ  Ｋ  ３８０２の定義から精密ろ過膜と呼ばれるものである。また、上記したろ板２にはアクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合（ＡＢＳ）樹脂製のものを用いた。
【００１９】
上記した微孔性ろ過膜１は支持体となるポリエチレンテレフタレートの融点が約２５０℃であり、熱可塑性樹脂製ろ板２にＡＢＳ樹脂を用いると、そのビカット軟化温度は約１１０℃であるから、図２（ａ）の熱板３の温度を、前記支持体となる不織布の融点以下で、前記ろ板の熱可塑性樹脂のビカット軟化温度以上の温度に制御し、図２（ｂ）のように、微孔性ろ過膜１を介してろ板２を加圧すると、微孔性ろ過膜１とろ板２とが軟化し、軟化したろ板２の樹脂中に支持体が圧入されて凹部２５が形成されるので、ここで図２（ｃ）のように、加圧を終わらせて微孔性ろ過膜１とろ板２とを接合する。なお、上記したろ板２の材質であるＡＢＳ樹脂のビカット軟化温度は、ＪＩＳ  Ｋ  ７２０６（熱可塑性プラスチックのビカット軟化温度試験方法）にその試験方法が規定されているので詳細な説明は省略する。これに対し、超音波溶着では、図４（ａ）〜（ｃ）に示したように、ろ板２の凸部２６上で微孔性ろ過膜１を介して超音波ホーン４を作動させて、該凸部２６で微孔性ろ過膜１とろ板２とを接合するものである。
【実施例１】
【００２０】
幅が２０ｍｍ、長さが５００ｍｍの線状の熱板を用いてＡＢＳ樹脂からなるろ板に前記微孔性ろ過膜を線状に接合するのに、熱板の温度を約２５０℃以下、約１１０℃以上に制御する場合、すなわち支持体となる不織布の融点＞熱板の温度≧熱可塑性樹脂製ろ板のビカット軟化温度にする場合において、熱板の温度を２１０℃、１８０℃および１５０℃に制御して微孔性ろ過膜に０．５ＭＰａの圧力を約１０秒間加えてろ板に微孔性ろ過膜を接合した後、微孔性ろ過膜がろ板から剥離するかどうかを引張試験で調査した。結果は、いずれの温度の場合も、２０ｍｍ幅で１５Ｎまでは微孔性ろ過膜が樹脂製ろ板から剥離せず、膜エレメントとして実用に耐える値であることがわかった。このことから、熱板の温度を上記した範囲に制御すると、ろ板の熱可塑性製樹脂と微孔性ろ過膜の樹脂との混合樹脂（ろ板の樹脂が主体）が接合部に形成され、ろ板に支持体の不織布による表面の凹凸が圧入された状態になって、支持体の強度を低下させることなく接合部の強度の確保が図れたものと考えられる。なお、上記した引張試験の際に、ＪＩＳ  Ｌ  １９１３（一般短繊維不織布試験方法）に基づいて引張強さを測定したところ、熱板を用いて溶着した本発明品は、超音波で溶着した従来品に対して約３０％強度が向上していることがわかった。
【００２１】
上記した実施例１では熱板の温度を支持体となるポリエチレンテレフタレートの不織布の融点である約２５０℃以下にしているが、熱板の加圧によって形成された凹部では微孔性ろ過膜とろ板が熱的なストレスと機械的なストレスを受けている。熱的なストレスによる支持体の劣化に対しては熱板の温度を前述した温度に制御することによって影響を抑えているが、機械的なストレスによる支持体の劣化に対しては考慮していない。そこで、このような機械的なストレスによる支持体の劣化を抑えるために、支持体と同材質の試験片に、ＪＩＳ  Ｋ  ７１９１−２（プラスチック−荷重たわみ温度の試験方法−第２部：プラスチック及びエボナイト）を適用してその荷重たわみ温度を求め、熱板の温度を、この荷重たわみ温度以下に制御する。すなわち、上記したポリエチレンテレフタレートから作製した試験片を、前記ＪＩＳの規定のＢ法によって試験したところ、荷重たわみ温度は約１９５℃であった。この荷重たわみ温度から、上記した実施例１においては、熱板の温度を支持体となるポリエチレンテレフタレートの不織布の融点である約２５０℃以下、好ましくは約１９５℃以下にするのがよい。
【実施例２】
【００２２】
次に、上記した実施例１の結果に基づき、短辺が０．５ｍ、長辺が１ｍのＡＢＳ樹脂からなるろ板に微孔性ろ過膜としてのユミクロン膜を以下のように張設して膜エレメント、すなわち、（１）熱板によって外周平滑面のみを接合したもの、（２）図４に示した超音波によって外周平滑面のみを接合（超音波ホーンは既存のものを使用し、各辺で複数回動作させて接合）したもの、（３）図２に示した熱板によって外周平滑面と区画平滑面とを接合したもの、を作製した。そして、これらの膜エレメントの集水管と水道の蛇口とを耐圧ホースで接続し、蛇口を徐々に開放しながら、ろ板側から微孔性ろ過膜に向かって水を流し、微孔性ろ過膜がろ板から剥離したときの水圧を測定したところ、（１）の膜エレメントは８０ｋＰａ、（２）の膜エレメントは４０ｋＰａであったのに対し、（３）の膜エレメントでは蛇口を最大まで開放しても微孔性ろ過膜がろ板から剥離せず、そのときの水圧である２７０ｋＰａ以上の圧力に耐えられることがわかった。このことから、上記（３）の膜エレメントであれば、逆洗に耐えられるものと推定できる。
【００２３】
上記した実施例から、本発明によれば、逆洗に耐えられる大型の平膜型の膜エレメントを得ることができるが、その溶着部の形状を、熱板によって微孔性ろ過膜をろ板に接合した場合と超音波によって微孔性ろ過膜をろ板に接合した場合とについて調べてみると、熱板によって接合した場合は、不織布は図５（ａ）の断面写真ように凹部が形成されるが、凹部の底部（断面写真図５（ｂ）で示した図５（ａ）のＢ部の拡大写真）と凹部の縁部（断面写真図５（ｃ）で示した図５（ａ）のＣ部の拡大写真）からわかるように、不織布の繊維が密になっているかどうかの違いはあるが、不織布の繊維の断面形状は変化していない。これに対して、超音波によって接合した場合は、不織布は図６（ａ）の断面写真ように凸部に接合される部分（断面写真図６（ｂ）で示した図６（ａ）のＢ部の拡大写真）と接合されない部分（断面写真図６（ｃ）で示した図６（ａ）のＣ部の拡大写真）からわかるように、不織布の繊維の断面形状が変化している。このように不織布の繊維の断面形状に差異が認められるのは、熱板による溶着では、熱板の温度が不織布の溶融温度より低いために熱による不織布の劣化が生じていないのに対し、超音波による溶着では、このような温度制御ができていないために熱による不織布の劣化が生じていることによるものと考えられる。なお、熱板によって不織布をろ板に溶着した場合の凹部の深さは、電子顕微鏡で断面を観察し、凹部の底部の上面（図５（ａ）のＸ部）と凹部の縁部の上面（図５（ａ）のＹ部）との間を距離で測定した。また、図５（ａ）と図６（ａ）の不織布の上方と下方には、微孔性ろ過膜を粘着テープ上に立設させてその断面写真を撮影したため、粘着テープに開いている孔が写っているが、これは本発明と関係するものではない。
【００２４】
また、熱板によって接合した膜エレメントであれば、図７に示した如く、ろ板から古い微孔性ろ過膜を剥がしても、接合面は平滑面であるため、剥がした位置とは異なる位置に位置決めラインを設け、この位置決めラインに熱板を当てて、新しい微孔性ろ過膜を接合すればよく、微孔性ろ過膜を張り替えることによって膜エレメントの再生ができる。これに対し、超音波によって接合した膜エレメントでは、図８に示したように、ろ板から古い微孔性ろ過膜を剥がすと、剥がした位置に変形した凸部が残り、再生のためにはこのような凸部を超音波溶着ができるように整形することが必要である（なお、前述した凸部を位置決めラインとして熱板を用いて溶着した場合も、凸部を平面にしたうえで微孔性ろ過膜を張り替えることになる）。このため、熱板によって接合した膜エレメントは微孔性ろ過膜を張り替えることによる再生の点で有利であるだけでなく、微孔性ろ過膜を張り替えるまでの間に適宜逆洗を行えば、長期間の使用が可能となって、コストの点でも有利であり、廃棄して新品と交換する場合においても、廃棄物処理の点でも有利である。
【００２５】
上記した実施例では、支持体にポリエチレンテレフタレートの不織布を使用したが、他のポリエステル系やポリプロピレンなどの合成繊維からなる不織布が使用できる。ポリプロピレンを使用した場合は、その融点が１７０℃であるため、熱板の温度は１７０℃以下、好ましくは、その荷重たわみ温度である１３０℃以下にするのがよい。また、ろ板にＡＢＳ樹脂を使用したが、ポリ塩化ビニルやポリエチレン系のものであってもよい。ポリ塩化ビニルの場合、熱板の温度を、そのビカット軟化温度である８０℃以上にするのがよく、ポリエチレン系の場合、たとえば、高密度ポリエチレンであれば、熱板の温度を、その融点である１００℃以上にするのがよい。いずれの場合であっても、組み合わせる材質に応じて、支持体となる不織布の融点以下（あるいはその材料が融点を持たない非結晶性のものではビカット軟化温度とし、その温度以下）で、熱可塑性樹脂製ろ板のビカット軟化温度以上（あるいはその材料が融点を持つ場合は、その融点以上）に、熱板の温度を制御すればよい。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
上記した如く、本発明は、平膜型の膜エレメントの逆洗が可能であり、微孔性ろ過膜を張り替えることによる再生も可能であるという特徴を有するから、産業上の利用可能性が大である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明に係る膜エレメントの斜視図。
【図２】本発明に係る膜エレメントの作製手順の要部を示す図。
【図３】本発明に係る膜エレメントの平面図。
【図４】従来の膜エレメントの作製手順の要部を示す図。
【図５】本発明の膜エレメントの溶着部の断面図。
【図６】従来の膜エレメントの溶着部の断面図。
【図７】本発明に係る膜エレメントにおける微孔性ろ過膜の張り替えを説明するための図。
【図８】従来の膜エレメントにおける微孔性ろ過膜の張り替えを説明するための図。
【符号の説明】
【００２８】
１      微孔性ろ過膜
２      熱可塑性樹脂製ろ板
３      熱板
２１    流路
２２    外周平滑面
２３    区画平滑面
【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７】
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【図８】
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【図５】
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【図６】
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