(57)【要約】【課題】スパイラル型分離膜エレメントの圧力損失低減。【解決手段】透過流体収集管と、前記透過流体収集管の周囲に巻回された複数の分離膜と、前記分離膜を端部において閉塞する封止材と、を備える分離膜エレメントであって、前記分離膜の前記透過流体収集管の長手方向の端部の前記封止材の厚みが、透過側流路材の厚みより小さいことを特徴とする、スパイラル型分離膜エレメント。【選択図】図８Ａ
2017064598.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透過流体収集管と、
供給側の面と透過側の面とを有し、前記透過流体収集管の周囲に巻回された複数の分離膜と、
前記分離膜の供給側の面に沿って供給側流路を形成する供給側流路材と、
前記分離膜の透過側の面に沿って透過側流路を形成する透過側流路材と、
前記透過側流路を、前記分離膜の前記透過流体収集管の長手方向の端部及び長手方向に平行かつ前記透過流体収集管から遠いほうの端部において閉塞する封止材と
を備えるスパイラル型分離膜エレメントであって、
前記分離膜の前記透過流体収集管の長手方向の端部の前記封止材の厚みが、前記透過側流路材の厚みより小さいことを特徴とする、
スパイラル型分離膜エレメント。
【請求項２】
前記封止材の、前記透過流体収集管の長手方向における端部の厚みが、前記透過側流路材の厚みの１０％以上３０％以下であることを特徴とする、請求項１に記載のスパイラル型分離膜エレメント。
【請求項３】
前記透過流体収集管および前記透過流体収集管の周囲に巻回された前記分離膜を備えるスパイラル型分離膜エレメントの製造方法であって、下記工程（ａ）〜（ｄ）を備えることを特徴とするスパイラル型分離膜エレメントの製造方法。
（ａ）前記分離膜の供給側の面に沿って供給側流路材を設けて供給側流路を形成し、前記分離膜の透過側の面に沿って透過側流路材を設けて透過側流路を形成する工程、
（ｂ）隣り合う前記分離膜の透過側の面を、前記透過流体収集管の長手方向の端部において、前記封止材を塗布し、接着させる工程、
（ｃ）前記封止材を塗布したラインを、接着した隣り合う前記分離膜の供給側の面からプレスすることで、前記封止材の厚みを前記透過側流路材の厚みより小さくする工程
（ｄ）前記工程（ｃ）を経た前記分離膜を、前記透過流体収集管の周囲に巻回する工程。
【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スパイラル型分離膜エレメントに関する。
【背景技術】
【０００２】
液体、気体等の流体に含まれる成分を分離する方法としては、スパイラル型、平膜型、中空糸型エレメント等、様々な方法がある。特に、海水、かん水などに含まれるイオン性物質を取り除く水処理用途においては、一定容積の中に大きな膜面積を確保することができ、高効率で分離処理できるスパイラル型分離膜エレメントの利用が拡大している。
【０００３】
一般的に、スパイラル型分離膜エレメント（以下、単に「分離膜エレメント」と称する。）は、複数の分離膜と、分離膜を透過した流体を収集する透過流体収集管（以下、単に「収集管」と称する。）と、を備える。複数の分離膜は重ねられており、各分離膜は、その供給側の面が、隣り合う分離膜のうちの一方の供給側の面と向かい合うように配置され、かつ、その透過側の面が、隣り合う分離膜のうちの他方の透過側の面と向かい合うように配置される。
また、分離膜エレメントは、分離膜間に配置されることで流路を形成する流路材として、供給側流路材と、透過側流路材と、をさらに備える。供給側流路材は、隣り合う分離膜の供給側の面の間に挿入され、透過側流路材は、隣り合う分離膜の透過側の面の間に挿入される。隣り合う分離膜の透過側の面は、一辺（収集管の長手方向に平行かつ近接する辺）で収集管に対し開放され、残りの３辺は、隣り合う分離膜の透過側の面どうしで閉塞（封止）されている。一方、隣り合う分離膜の供給側の面は、一辺（収集管の長手方向に平行かつ近接する辺）で収集管に対し閉塞され、残りの３辺は供給側に開放されている。
【０００４】
供給流体は、巻回され円柱状になった分離膜エレメントの一方の端面（収集管の長手方向に直角な端面の一方）から流入し、供給側流路材により形成された供給側流路の中を通り、濾過されなかった（分離膜を透過しなかった）流体は、濃縮流体となり、もう一方の端面（収集管の長手方向に直角な端面のもう一方）から流出する。
分離膜エレメントは、供給流体に高い圧力を付与するほど、分離膜の裏表の面に大きな圧力差を作ることができ、分離膜を透過する流体の量を増やすことができ、透過流体を多く取り出すことができる。
【０００５】
供給流体が供給側流路を通過する際に発生する抵抗（つまり圧力損失）の増加は、供給流体の圧力低下につながり、分離膜エレメントの造水量（１つの分離膜エレメントにおける１日あたりの透過流体生成量）の低下につながるため、これまで、圧力損失の低減を目的とした構造を有する供給側流路材が、種々報告されている（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００６】
一方、本発明者らの知見によれば、分離膜エレメント端部において、供給流体が分離膜エレメントに流入（または流出）する際にも、流路の急激な縮小（または拡大）により圧力損失が発生し、エレメント造水量の低下につながるが、その圧力損失低減を目的とした取り組みは少ない。
【０００７】
特許文献３では、セラミックスフィルター用のハニカム構造体において、エレメント端面の封止部を外側に向かって突出させることで、流入部での供給流体の流れをスムーズにし、圧力損失を低減する方法が示されている。
しかし、本発明者らの知見によれば、この方法は、スパイラル型分離膜エレメントの分野では、封止部がスパイラル状をしていることによる突出部製作性の難しさや、突出部が存在すると端面上に端板を設け難くなるなどの理由により、実用し難く、現状、スパイラル型分離膜エレメントの流入部の圧力損失低減については、有用な方法は示されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０００−０００４３７号公報
【特許文献２】実開昭５９−４４５０６号公報
【特許文献３】特開２０１２−９１０９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、分離膜エレメント端部において、供給流体が分離膜エレメント内に流入（または流出）する際に発生する圧力損失の低減を図ることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、本発明は、下記の構成からなる。すなわち、
透過流体収集管と、
供給側の面と透過側の面とを有し、前記透過流体収集管の周囲に巻回された複数の分離膜と、
前記分離膜の供給側の面に沿って供給側流路を形成する供給側流路材と、
前記分離膜の透過側の面に沿って透過側流路を形成する透過側流路材と、
前記透過側流路を、前記分離膜の前記透過流体収集管の長手方向の端部及び長手方向に平行かつ前記透過流体収集管から遠いほうの端部において閉塞する封止材と
を備えるスパイラル型分離膜エレメントであって、
前記分離膜の前記透過流体収集管の長手方向の端部の前記封止材の厚みが、前記透過側流路材の厚みより小さいことを特徴とする、
スパイラル型分離膜エレメント。
前記封止材の、前記透過流体収集管の長手方向における端部の厚みが、前記透過側流路材の厚みの１０％以上３０％以下であることを特徴とする、請求項１に記載のスパイラル型分離膜エレメント。
【００１１】
前記透過流体収集管および前記透過流体収集管の周囲に巻回された前記分離膜を備えるスパイラル型分離膜エレメントの製造方法であって、下記工程（ａ）〜（ｄ）を備えることを特徴とするスパイラル型分離膜エレメントの製造方法。
【００１２】
（ａ）前記分離膜の供給側の面に沿って供給側流路材を設けて供給側流路を形成し、前記分離膜の透過側の面に沿って透過側流路材を設けて透過側流路を形成する工程、
（ｂ）隣り合う前記分離膜の透過側の面を、前記透過流体収集管の長手方向の端部において、前記封止材を塗布し、接着させる工程、
（ｃ）前記封止材を塗布したラインを、接着した隣り合う前記分離膜の供給側の面からプレスすることで、前記封止材の厚みを前記透過側流路材の厚みより小さくする工程
（ｄ）前記工程（ｃ）を経た前記分離膜を、前記透過流体収集管の周囲に巻回する工程。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の分離膜エレメントは、エレメント端部において分離膜どうしを閉塞（封止）し、供給流体（または濃縮流体）の透過側流路への流入を防止する役割を果たす封止材の厚みを小さくすることにより、供給流体（または濃縮流体）が分離膜エレメントに流入（または流出）する際に発生する渦による圧力損失を低減することで、エレメントの造水性能を向上させる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の一形態におけるスパイラル型分離膜エレメントの構造を示す概略図
【図２】分離膜エレメント内部での、流体の流れを示した概略図
【図３Ａ】供給側流路材として用いられるドット形状の凹凸の上面図
【図３Ｂ】供給側流路材として用いられるドット形状の凹凸の断面図
【図４Ａ】透過側流路材として用いられるトリコットの上面図
【図４Ｂ】透過側流路材として用いられるトリコットの断面図
【図５Ａ】透過側流路材として用いられるストライプ形状の凹凸の上面図
【図５Ｂ】透過側流路材として用いられるストライプ形状の凹凸の断面図
【図６】本発明の実施の一形態におけるスパイラル型分離膜エレメントの構造を示す概略図
【図７】本発明の実施の一形態におけるスパイラル型分離膜エレメントの流体の流入および流出の様子示す概略図
【図８Ａ】本発明の実施の一形態におけるスパイラル型分離膜エレメントの上流側端部の断面模式図
【図８Ｂ】従来のスパイラル型分離膜エレメントの上流側端部の断面模式図
【図９Ａ】本発明の実施の一形態におけるスパイラル型分離膜エレメントの下流側端部の断面模式図
【図９Ｂ】従来のスパイラル型分離膜エレメントの下流側端部の断面模式図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明のスパイラル型分離膜エレメント（以下、単に「分離膜エレメント」と称する。）の実施態様の一例について、図面を参照しながら説明する。
【００１６】
図１に示すように、分離膜エレメント１００は、分離膜１と、供給側流路材２と、透過側流路材３と、透過流体収集管４（以下、単に「収集管」と称する。）と、供給側端板７および透過側端板８を備える。分離膜エレメント１００は、図示しない手段で供給される供給流体１０１を透過流体１０２と濃縮流体１０３とに分離することができる。
【００１７】
収集管４は、一方向（図中のｘ軸方向）に長い円筒状の部材である。収集管４の側面には透過流体を収集管内部に導入するための複数の収集孔５が設けられている。
【００１８】
分離膜１は、所望の分離性能を有する膜であればいずれでもよい。分離膜としては、ＮＦ（Ｎａｎｏｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ）膜またはＲＯ（Ｒｅｖｅｒｓｅ Ｏｓｍｏｓｉｓ）膜が好ましく用いられる。分離膜は、たとえば、ｉ）基材と、分離機能層と、基材と分離機能層との間に配置された多孔性支持層とを備えていてもよいし、あるいは、ｉｉ）分離機能層と基材とを備えていて、基材と分離機能層との間に多孔性支持層が設けられていない構成であってもよい。なお、ｉｉ）の分離膜は、ｉ）の分離膜における多孔性支持層と同様の構成を有する層を分離機能層として備えてもよい。
分離膜１は、図２に示すように、供給流体１０１に接する供給側の面１１と透過流体１０２に接する透過側の面１２を有する。供給側流路に供給流体が供給されると、供給流体は、分離膜を供給側の面１１から透過側の面１２側へ透過した透過流体と、供給側流路に留まる濃縮流体１０３とに分離される。たとえば、上述したｉ）の分離膜の場合、分離機能層が供給側の面として配置され、基材が透過側の面として配置されることが多い。
【００１９】
供給側流路材２は、分離膜１の供給側の面１１の間に供給流体が流れる流路（隙間）を設けるために挿入されるスペーサーである。供給側流路材２としては、スペーサーの機能を有するものであればいずれでも良いが、網目の構造をもつネットが、安価で、かつスペーサーの機能も十分に果たすことから好ましい。
供給側流路材の厚みは、薄くすれば、供給流体の膜面線速度が大きくなり膜面の流れが乱れるので、膜表面で供給流体の濃度差が生じることで供給流体が分離膜へ透過するのを妨げる働きをする濃度分極が小さくなり、エレメントの性能が向上し好ましい。一方、供給流体中の不純物や微生物などのファウリング物質が供給側流路を閉塞してエレメント性能が低下し、エレメントの圧力損失が大きくなるという観点から、供給側流路材は薄くし過ぎることなく、供給側流路材の平均厚みは、０．１ｍｍ以上が好ましい。
そこで、供給側流路材の平均厚みは、０．１ｍｍ以上０．７ｍｍ以下、好ましくは０．２５ｍｍ以上０．５ｍｍ以下、であることが明らかとなっている。
このとき、供給側流路材を５ｃｍ×５ｃｍの大きさのサンプルになるよう切り出し、厚みを１つのサンプルから３０箇所測定し、これを３つのサンプルについて行い、各サンプルで得られた値の平均値を、供給側流路材の平均厚みと定義することが好ましい。
ただし、供給側流路材２は、分離膜１の供給側の面１１の間に供給流体が流れる隙間を設けられるものであれば、他の部材に変更可能である。また、分離膜１として凹凸が形成された分離膜を用いることで、その凹凸が流路の機能を果たすために、供給側流路材２を省略することもできる。凹凸が形成された分離膜を用いる場合は、流動抵抗の低減、濃度分極の低減、およびファウリングの低減を考慮したとき、その凹凸が、図３Ａ、図３Ｂに示すように、ドット状であることが好ましい。
透過側流路材３は、分離膜１の透過側の面１２の間に透過流体が流れる流路（隙間）を設けるために挿入されるスペーサーである。透過側流路材３としては、スペーサーの機能を有するものであればいずれでも良いが、流動抵抗が少なく透過流体が流れやすい構造が好ましく、表面に凹凸構造を形成するトリコットが最も一般的に用いられる。トリコットは、図４Ａ、図４Ｂに示すように、編目の方向に垂直な断面において、糸が凸部となり分離膜を支持し、糸と糸の間の領域が凹部となり、分離膜を透過した透過流体の流路を形成している。
透過側流路材の厚みは、厚くすれば、流路が大きくなることで流動抵抗が小さくなり、透過流体が流れやすくなり好ましい。一方、一定容積中に確保できる膜面積の観点から、透過側流路材を厚くし過ぎることなく、透過側流路材の平均厚みは、０．５ｍｍ以下が好ましい。
そこで、透過側流路材の平均厚みは、０．１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下、好ましくは０．２ｍｍ以上０．４ｍｍ以下、であることが明らかとなっている。
このとき、透過側流路材を５ｃｍ×５ｃｍの大きさのサンプルになるよう切り出し、厚みを１つのサンプルから３０箇所測定し、これを３つのサンプルについて行い、各サンプルで得られた値の平均値を、供給側流路材の平均厚みと定義することが好ましい。
ただし、透過側流路材３は、分離膜１の透過側の面の間に透過流体が流れる隙間を設けられるものであれば、他の部材に変更可能である。また、分離膜１として凹凸が形成された分離膜を用いることで、その凹凸が流路の機能を果たすために、透過側流路材３を省略することもできる。凹凸が形成された分離膜を用いる場合は、流動抵抗の低減を考慮したとき、その凹凸が、図５Ａ、図５Ｂに示すような、ストライプ状であることが好ましい。
透過側流路材３は、図６に示すように分離膜１と封止材９で構成される封筒状膜対６において、向かい合う２つの透過側の面１２の間に配置される。このとき、封止材９が塗布された分離膜１の３辺のうち向かい合う２辺においては、透過側流路材３が封止材の塗布ラインよりも内側になるよう配置される。すなわち、分離膜の透過側の面どうしが、封止材９によって閉塞される。
封筒状膜対６は、透過側の面１２が内側になるように重ね合わされた２枚の分離膜により、または折り畳まれた１枚の分離膜１により形成される。封筒状膜対６の平面形状は長方形であり、封筒状膜対６は３辺が封止材９によって閉塞され、１辺が開放されている。封筒状膜対６は、その開放部が収集管４を向くように配置され、さらに収集管４の周囲に巻き付けられる。ここで、封止材９によって閉塞された３辺とは、封筒状膜対６を収集管４の周囲に巻き付けた際に収集管４の長手方向の端部に位置する分離膜１の辺（２辺）、及び、収集管４の長手方向に平行かつ収集管４から遠いほうの分離膜１の端部の辺をいう。分離膜エレメントにおいては、複数の封筒状膜対６が重なるように巻回されている。封筒状膜対６の外側の面は供給側の面１１であり、隣り合う封筒状膜対６は供給側の面１１が向かい合うように配置され、その間に、供給側流路材２が配置される。つまり、隣り合う封筒状膜対６の間には供給側流路が形成され、封筒状膜対６の内側には透過側流路が形成される。
また、重なり合う２枚の封筒状膜対６の向かい合う分離膜は、収集管の長手方向に平行かつ近接する辺で、封止材９によって封止され、これにより、供給流体が収集管に対し閉塞される。このとき、重なり合う２枚の封筒状膜対６の向かい合う分離膜は、収集管の長手方向に平行かつ近接する辺で、連続する１枚の分離膜であっても構わない。
ここで、封止材９とは、隣り合う２枚の分離膜の間を、接着することで、分離膜間を密封できる材料を指す。
【００２０】
封止材としては、酸やアルカリなどの薬液洗浄に耐えるものであれば、特に限定されず、市販されているものを用いることができる。また、封止材の形態としては、例えば、接着剤、接着テープ、熱接着フィルムなどが挙げられる。
【００２１】
封止材として用いられる接着剤としては、瞬間接着剤、並びに、２液混合タイプ、ホットメルト系、熱可塑性樹脂系、熱硬化性樹脂系、エマルジョン系およびエラストマー系の接着剤を含む公知の接着剤が挙げられる。
また、分離膜間を封止する方法としては、封止材を用いた接着に限らず、加熱、レーザーおよび超音波などによる溶着等が挙げられる。溶着とは、分離膜１を熱によって溶かし、加圧して冷却することで接着させることを指す。
【００２２】
供給側端板７および透過側端板８は、それぞれ、巻回体の上流側端部および下流側端部に取り付けられる。
【００２３】
なお、分離膜エレメントは、上述した以外の部材を備えることができる。例えば、分離膜の巻回体の周囲は、フィルム等の他部材で覆われていてもよい。
【００２４】
図１に示すように、供給流体１０１は、供給側端板７を介して分離膜１の供給側の面１１の間にある供給側流路材内に供給される。供給側流路材内から分離膜１を透過した透過流体１０２は、透過側流路材３により封筒状膜対６内に形成された流路を通って、収集孔５を通り収集管４へと流れ込む。収集管４を流れた透過流体は、下流側端板８を通って、透過流体１０２として、分離膜エレメント１００の外部に排出される。また、分離膜を透過しなかった供給流体は、濃縮流体１０３となり、供給側の面１１の間を通って下流側端板８から外部に排出される。こうして、供給流体１０１は、透過流体１０２と濃縮流体１０３とに分離される。
【００２５】
図７に、エレメント上流側端部で、供給流体１０１が、分離膜エレメント内部に流入する様子と、エレメント下流側端部で、濃縮流体１０３が、分離膜エレメント外部に流出する様子と、を示す。
図８Ａに、本発明の分離膜エレメントの上流側端部の、図７に示したＤ−Ｄ’断面の模式図を示す。図８Ｂに、従来の分離膜エレメントの上流側端部の、図７に示したＤ−Ｄ’断面の模式図を示す。どちらも、供給流体が、封筒状膜対６の間に流入し、供給側流路内に流入している様子を示している。
従来の流入部では、図８Ｂに示したように、分離膜１の端部の封止材９の厚みＨ９が透過側流路材３の厚みＨ３以上になっており、供給流体が封筒状膜対６の間に流入する際に、前記封筒状膜の封止端部に衝突して流れが乱れることとなる。結果として、封止端部で図８Ｂに示したような渦２０が大きく形成され、圧力損失となる。
このとき、封止材を３ｃｍ×３ｃｍの大きさのサンプルになるよう切り出し、封止材端部の厚みを１つのサンプルから３０箇所測定し、これを３つのサンプルについて行い、各サンプルで得られた値の平均値を、封止材９の厚みＨ９と定義することが好ましい。これに対し、本発明の流入部では、図８Ａに示したように、透過側流路材３の端部が、封止材９の透過側流路側の端部よりも内側に位置され、分離膜１の端部の封止材９の厚みＨ９が、透過側流路材３の厚みＨ３より小さくなっており、供給流体が封筒状膜対６の間に流入する際の、流れの乱れが小さくなる。結果として、本発明の分離膜エレメントの上流側端部では、封止端部で形成される渦２０が従来よりも小さくなり、圧力損失が低減される。
図９Ａに、本発明の分離膜エレメントの下流側端部の、図７に示したＥ−Ｅ’断面の模式図を示す。図９Ｂに、従来の分離膜エレメントの上流側端部の、図７に示したＥ−Ｅ’断面の模式図を示す。どちらも、濃縮流体が、封筒状膜対６の間から流出し、供給側流路内から流出している様子を示している。
従来の流出部では、流入部と同様に、図９Ｂに示したように、分離膜１の端部の封止材９の厚みＨ９が透過側流路材３の厚みＨ３以上になっており、濃縮流体が封筒状膜対６の間から流出する際に、拡大した流れが前記封筒状膜の封止端部に巻き込み、封止端部で渦３０が大きく形成され、圧力損失となる。
これに対し、本発明の流出部では、図９Ａに示したように、透過側流路材３の端部が、封止材９の透過側流路側の端部よりも内側に位置され、分離膜１の端部の封止材９の厚みＨ９が、透過側流路材３の厚みＨ３より小さくなっており、供給流体が封筒状膜対６の間から流出する際の、流れの巻き込みが小さくなる。結果として、本発明の分離膜エレメントの下流側端部では、封止端部で形成される渦３０が従来よりも小さくなり、圧力損失が低減される。
また、供給流体１０１が供給側流路材２に流入する際に発生する圧力上昇部４０に関して、従来の形態においては、図８Ｂに示したように、前記圧力上昇が供給側流路材端部で発生する。一方、本発明の形態では、図８Ａに示したように、分離膜の供給側の面１１と供給側流路材２の間の領域で発生する。分離膜の供給側の面近傍で上昇した圧力は、供給流体が分離膜を透過するために使用されるため、造水性能の向上に寄与する。その点においても本発明の形態は優れているといえる。
このとき、封筒状膜対６の封止材端部の厚みＨ９は、小さくすれば、エレメント端部での供給流体の流入（または濃縮流体の流出）で形成される渦が小さくなることで、圧力損失が小さくなり、好ましい。また、封筒状膜対６の封止材端部の厚みＨ９が、透過側流路材３の厚みＨ３より１０％以上の大きさであると、封止材の接着性を確保でき、流体が封止材による閉塞部を通過してしまうリーク不良を抑制することができ、好ましい。
そこで、封筒状膜対６の封止材端部の厚みＨ９は、透過側流路材３の厚みＨ３より小さく１０％以上であることが好ましく、透過側流路材３の厚みＨ３の３０％以下１０％以上であることがさらに好ましい。このような範囲にすることで、エレメント端部での供給流体の流入（または濃縮流体の流出）で形成される渦を小さくすることができ、圧力損失が小さくなり、好ましい。
＜製造方法＞
分離膜エレメント１００の製造方法は、以下の工程を含む。
（ａ）分離膜１と封止材９から、透過側流路材３を内包するように封筒状膜対６を加工する工程
（ｂ）透過側流路材を内包した封筒状膜対６と供給側流路材２を積層し、収集管４の周囲に巻囲する工程、
分離膜エレメントの製造方法は、その他に、分離膜１を製造する工程、供給側流路材２を製造する工程、透過側流路材３を製造する工程、工程（ｂ）の後に端板等の他の部材を装着する工程など、さらなる工程を含んでもよい。
【００２６】
上記工程（ａ）では、分離膜１の透過側の面１２の３辺に、接着剤を塗布し（あるいは封止材９となる他の材料を配置し）、分離膜１の透過側の面１２上に、接着剤を塗布した３辺のうち向かい合う２辺において、透過側流路材３が接着剤の塗布ラインよりも内側になるよう配置し、さらにその上に分離膜１を、接着剤を塗布した分離膜と透過側の面１２が向い合わせになるように、配置する。接着剤が固化すると、１枚の透過側流路材３を内包する２枚の分離膜１で形成された封筒状膜対６が得られる。このとき、接着剤が固化する前に、封筒状膜対６の供給側の面から接着剤が塗布されたラインをプレスすることにより、封止材９の厚みＨ９を透過側流路材３の厚みＨ３より小さくすることができる。このとき、接着剤の塗布量は、所望の厚みＨ９に見合う量を塗布する必要がある。
塗布量を多くすれば、分離膜間を封止するに足る接着力が得やすくなる。
一方、少なくすれば、プレスしたときの接着剤が必要以上に広がることを防ぐことができ、有効膜面積を多く確保できる。
【００２７】
工程（ｂ）では、封止された方が同じ方向を向くように、封筒状膜対６を重ねる。封筒状膜対６の間には、つまり分離膜１の供給側の面１１の間には、供給側流路材２が配置される。こうして重ねられた封筒状膜対６と供給側流路材２を、封筒状膜対６の工程（ａ）で封止されなかった１辺が内側になるようにして、収集管４の周囲に巻回する。
【００２８】
その後、巻回体の外側にフィラメントを巻き付けたり、収集管４の長手方向両端に端板を取り付けたりして、分離膜エレメントが製造される。
【実施例】
【００２９】
本発明は以下の実施例によってなんら限定されるものではない。
（分離膜の作製）
ポリエチレンテレフタレート繊維から抄紙法で得られた不織布（糸径：１デシテックス、厚み：９０μｍ、通気度：０．９ｃｃ／ｃｍ２／ｓｅｃ）を基材とし、基材上に、ポリスルホンの１６．０重量％、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）溶液を、室温（２５℃）で、１８０μｍの厚みでキャストした。キャスト後、ただちに純水中に浸漬して５分間放置した。こうし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１３５μｍ）ロールを作製した。
【００３０】
多孔性支持層ロールを巻きだし（ほどき）、ポリスルホン支持膜の表面に、ｍ−ＰＤＡ１．５重量％、ε−カプロラクタム５．０重量％の水溶液を塗布した。エアーノズルから窒素を吹き付けることで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−ヘキサン溶液を、支持膜表面が完全に濡れるように塗布した。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、２％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３分間処理し、半乾燥状態の分離膜ロールを得た。
【００３１】
こうして、基材、ポリスルホン製支持膜、ポリアミド製分離機能層が順に積層された分離膜が得られた。
【００３２】
（封止材端部の厚み）
表面から分離膜をはがした封止材を、３ｃｍ×３ｃｍの大きさのサンプルになるよう切り出した。キーエンス製高精度形状測定システムＫＳ−１１００を用いて、封止材端部の厚みを１つのサンプルから３０箇所測定し、これを３つのサンプルについて行い、封止材端部の厚みとして、各サンプルで得られた値の平均値を得た。
（供給側流路材および透過側流路材の厚み）
流路材を５ｃｍ×５ｃｍの大きさのサンプルになるよう切り出した。キーエンス製高精度形状測定システムＫＳ−１１００を用いて、流路材の厚みを１つのサンプルから３０箇所測定し、これを３つのサンプルについて行い、流路材の厚みとして、各サンプルで得られた値の平均値を得た。
【００３３】
（脱塩率（ＴＤＳ除去率））
供給流体として食塩水を用い、食塩濃度：５００ｍｇ／Ｌ、運転圧力：０．７５ＭＰａ、運転温度：２５℃、ｐＨ７でエレメント運転（回収率１５％）した。このときの透過流体中の塩濃度を測定することにより、次の式から求めた。
ＴＤＳ除去率（％）＝１００×｛１−（透過流体中のＴＤＳ濃度／原流体中のＴＤＳ濃度）｝。
【００３４】
（造水量）
脱塩率の測定と同条件でエレメントを運転した。このとき、１つの分離膜エレメントにおける１日あたりの透過流体量（立方メートル）を、造水量（ｍ３／日）として表した。
【００３５】
（実施例１）
上述した分離膜と、透過側流路材としてトリコットと、封止材としてウレタン系接着剤（イソシアネート：ポリオール＝１：３）と、を使用して、幅９３０ｍｍの２６枚の封筒状膜対を作製した。
その後、封筒状膜対と、供給側流路材として厚さ０．４ｍｍのネットと、を使用して、有効膜面積が３７．０ｍ２になるように、図１に示したような分離膜エレメントを作製した。
【００３６】
このとき、図８Ａおよび図９Ａに示した透過側流路材の厚みＨ３と封止材の厚みＨ９は、Ｈ３＝０．３ｍｍ、Ｈ９＝０．０３ｍｍであり、透過側流路材と封止材の厚みの比は、Ｈ９／Ｈ３＝０．１であった。
【００３７】
このエレメントを圧力容器に入れ、上述の条件で運転したところ、脱塩率９９．３５％、造水量４８．４ｍ３／日であった。各条件およびエレメントの評価結果を、他の実施例等とともに表１に示す。
【００３８】
【表１】
2017064598.tif 000003
【００３９】
（実施例２）
実施例２では、Ｈ３＝０．３ｍｍ、Ｈ９＝０．０９ｍｍであり、透過側流路材と封止材の厚みの比が、Ｈ９／Ｈ３＝０．３である以外は、実施例１と同様の方法でエレメントを作製し評価を行った。その結果、脱塩率９９．２５％、造水量４７．９ｍ３／日であった。
【００４０】
（実施例３）
実施例３では、Ｈ３＝０．３ｍｍ、Ｈ９＝０．１２ｍｍであり、透過側流路材と封止材の厚みの比が、Ｈ９／Ｈ３＝０．４である以外は、実施例１と同様の方法でエレメントを作製し評価を行った。その結果、脱塩率９９．２８％、造水量４６．２ｍ３／日であった。
【００４１】
（実施例４）
実施例４では、Ｈ３＝０．３ｍｍ、Ｈ９＝０．１８ｍｍであり、透過側流路材と封止材の厚みの比が、Ｈ９／Ｈ３＝０．６である以外は、実施例１と同様の方法でエレメントを作製し評価を行った。その結果、脱塩率９９．３０％、造水量４５．５ｍ３／日であった。
【００４２】
（比較例１）
比較例１では、Ｈ３＝０．３ｍｍ、Ｈ９＝０．３ｍｍであり、透過側流路材と封止材の厚みの比が、Ｈ９／Ｈ３＝１．０である以外は、実施例１と同様の方法でエレメントを作製し評価を行った。その結果、脱塩率９９．２５％、造水量４３．６ｍ３／日であった。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明のスパイラル型分離膜エレメントは、特に、かん水や海水の塩除去に好適に用いることができる。
【符号の説明】
【００４４】
１        分離膜
１１      分離膜の供給流体側の面
１２      分離膜の透過流体側の面
２        供給側流路材
３        透過側流路材
４        透過流体収集管
５        収集孔
６        封筒状膜対
７        上流側端板
８        下流側端板
９        封止材
１００    スパイラル型分離膜エレメント
１０１    供給流体
１０２    透過流体
１０３    濃縮流体
２０      流入側封止端部で発生する渦
３０      流出側封止端部で発生する渦
４０      供給流体が供給側流路材に流入する際に発生する圧力上昇部
Ｈ３      透過側流路材の厚み
Ｈ９      封止材端部の厚み
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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