(57)【要約】【課題】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。【解決手段】集水管と、分離膜本体と前記分離膜本体の透過側の面に配置された、突起を有するシートである透過側流路材と、前記分離膜本体の供給側の面に対向するように配置された供給側流路材とを備え、前記透過側流路材の幅方向において、両端部から中央部にかけて、前記突起の高さが漸増するまたは漸減する分離膜エレメントとする。【選択図】図１１
2017013056.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
集水管と、
分離膜本体と、
前記分離膜本体の透過側の面に対向するように配置された、突起を有するシートである透過側流路材と、
前記分離膜本体の供給側の面に対向するように配置された供給側流路材と
を備え、
前記透過側流路材の幅方向において、両端部から中央部にかけて、前記突起の高さが漸増または漸減する分離膜エレメント。
【請求項２】
前記突起の高さが、０．１０ｍｍ以上０．４５ｍｍ以下であり、
かつ、前記透過側流路材の、幅方向中央部の領域における突起の平均高さに対する、幅方向の中点より左側領域における突起の偏差平方和と右側領域における偏差平方和の比が０．８以上１未満または１を超えて１．２以下である請求項１に記載の分離膜エレメント。
【請求項３】
前記透過側流路材の幅方向中央部の領域に配置された突起の高さの変動係数が１．５％以下であり、
かつ前記透過側流路材の幅方向両端部から中央部にかけて幅２０％以内の領域に配置された突起の高さの変動係数が２％以上１０％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】
集水管と、
分離膜本体と前記分離膜本体の透過側の面に配置された突起と、
前記分離膜本体の供給側の面に対向するように配置された供給側流路材とを備え、
前記分離膜本体の幅方向において、両端部から中央部にかけて、前記突起の高さが漸増する分離膜エレメント。
【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、製造工程における安定性の点では、十分とは言えない。
【００１０】
そこで、本発明は、分離膜エレメントの製造工程安定化に貢献する技術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】
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明によれば、集水管と、分離膜本体と前記分離膜本体の透過側の面に配置された、突起を有するシートである透過側流路材と、前記分離膜本体の供給側の面に対向するように配置された供給側流路材とを備え、前記透過側流路材の幅方向において、両端部から中央部にかけて、前記突起の高さが漸増または漸減する分離膜エレメントである。
【発明の効果】
【００１２】
分離膜エレメント製造において流路材および膜を巻囲するときには、一般的に搬送ロールまたはニップロール等のロールを用いる。本発明によると、特定の突起のみがロールに接するので、しわ発生を抑制することができ、その結果、工程の安定性が高まる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【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。
【図１２】各実施例における搬送安定性評価に関する装置模式図である。
【図１３】透過側流路材の断面模式図の一例である。
【図１４】過側流路材の断面模式図のその他の一例である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の一形態について、詳細に説明する。
【００１５】
〔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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
幅方向とはエレメントにおいて、集水管の長手方向と同一である。
【００２０】
（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。
【００２１】
＜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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
＜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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
＜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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
（１−３）透過側流路材
＜概要＞
本発明の透過側流路材は、シートと突起から構成され、シートの表面には開孔部を有する。シートの表面に開孔部が存在することで、突起のシートへの固着が強固になり、分離膜エレメントの製造時に透過側流路材をカットする工程においても、突起の剥離が生じにくく、製造プロセスを安定化させることができる。
【００３９】
シートは後述するように、表面に密溶着部と、粗溶着部および非溶着部不織布を溶着している。すなわち、シートが溶着された後に、シート表面に突起が形成される。
【００４０】
また、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。
【００４１】
＜透過側流路材＞
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。
【００４２】
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。
【００４３】
（シート）
シートとしては、突起の含浸制御や取り扱い性の観点から不織布が好ましい。
【００４４】
（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。また、シートを薄くするほど後述する突起が高くなり、透過側流路材としての流動抵抗が低下し、エレメント性能が向上する傾向にある。
【００４５】
（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。
【００４６】
シート３０２の空隙率が２０％以上９０％以下であることで、突起３０１を含浸させて固定することができ、さらにシート３０２中において水が透過できる空間を確保しやすくなる。
＜突起の構成成分＞
突起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、シートと突起が同素材であっても、異素材であってもよい。
＜＜ポリプロピレンから構成される突起＞＞
また、突起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。すなわち突起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、突起を構成する組成物中、２０〜９５重量％である。
（ｂ）前記突起の融解吸熱量（ΔＨ）が２０〜７０Ｊ／ｇである。
【００４７】
この場合、高結晶性ポリプロピレンの含有量を、突起を構成する組成物中、９５重量％以下とすることで、突起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。
【００４８】
一方、高結晶性ポリプロピレンの含有量を、突起を構成する組成物中、２０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、突起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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
突起の融解吸熱量（ΔＨ）は２０〜７０Ｊ／ｇであるとよい。融解吸熱量（ΔＨ）は２０〜７０Ｊ／ｇであることで、シートのカールを抑えつつ、かつ突起のべたつきが抑制されるため、透過側流路材の工程通過性が良好である。
【００５２】
突起の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。
【００５３】
さらに、突起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、突起を構成する組成物中、５〜６０重量％であることが好ましい。
【００５４】
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。
【００５５】
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、突起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、突起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、シート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、突起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、突起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、突起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。
【００５６】
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突起の引張伸度は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、突起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。
【００５７】
本実施形態において、突起の引張弾性率は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、突起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、加圧運転時の突起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。
【００５８】
＜突起の形状および配置＞
＜＜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。
【００５９】
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３０１が、シート３０２に配置されている。よって、本実施形態の突起３０１の高さ（つまり厚み）が流路の溝の高さとして活用されるため、シートが薄く突起が高いほど、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３０１の間の溝やシート３０２中の表面開孔部）が広く存在するため、流動抵抗はより小さくなる傾向にある。
【００６０】
また、各図に示した形態では、不連続な複数の突起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。
【００６１】
不連続な複数の突起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。
【００６２】
図２および図３において、隣接する突起３０１の間の空間に、透過側流路５が形成される。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
図２のように突起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。
【００６６】
図３では、突起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。
【００６７】
上述したように、図２では、突起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。
【００６８】
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３０１が配置されない領域が設けられていてもよい。
【００６９】
第１方向においても、突起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３０１が配置されない領域が設けられていてもよい。
【００７０】
＜＜突起の寸法＞＞
図２〜図４において、ａ〜ｆは下記値を指す。
【００７１】
ａ：分離膜２の長さ
ｂ：分離膜２の幅方向における突起３０１の間隔
ｃ：突起の高さ（突起３０１とシートの透過側の面２２との高低差）
ｄ：突起３０１の幅
ｅ：分離膜２の長さ方向における上記突起の間隔
ｆ：突起３０１の長さ
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。
【００７２】
（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。
【００７３】
（分離膜の幅方向における突起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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
（突起の高さｃ）
高さｃとは、突起とシート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。
【００７７】
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。
【００７８】
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０．１０ｍｍ以上、０．１５ｍｍ以上または０．２０ｍｍ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、０．４５ｍｍ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、０．１０ｍｍ以上０．４５ｍｍ以下であることが好ましく、０．１５ｍｍ以上０．４５ｍｍ以下であることが好ましく、０．２０ｍｍ以上０．４５ｍｍ以下であることがさらに好ましい。
【００７９】
（幅方向における突起の高さ分布）
本発明の突起は、透過側流路材の幅方向において複数配置されている。また、透過側流路材の幅方向において、両端部から中央部にかけて、突起の高さが漸増または漸減するように配置されている。突起の高さが漸増する場合は、中央側に配置された突起は、両端部側に配置された突起よりも高い。このように突起を配置することで、分離膜エレメントの製造工程の１つである巻囲工程において、透過側流路をニップロールで一時的に固定する場合や、搬送時の突起が搬送ロールに接触した際など、突起がロールと部分的に接触することで、中央部にシワを生じさせるような応力が負荷されても、透過側流路材の幅方向両端部が拘束されないため応力を逃がしてシワの発生を抑制できる。その結果、エレメント製造工程を安定化でき、製品の収率を高めることができる。
【００８０】
なお、本発明の漸増とは、透過側流路材の任意の箇所について幅方向に切断し、幅方向２０ｍｍの領域に配置された全ての突起の高さの平均値が、両端部から中央部にかけて増加することを指す（図１３）。
【００８１】
なお、本発明の漸減とは、透過側流路材の任意の箇所について幅方向に切断し、幅方向２０ｍｍの領域に配置された全ての突起の高さの平均値が、両端部から中央部にかけて減少することを指す（図１４）。
【００８２】
（突起の高さの分布の対称性）
透過側流路材の、幅方向中央部の領域における突起の平均高さに対する、幅方向の中点より左側領域における、突起の偏差平方和と右側領域における偏差平方和の比（単に偏差平方和比とよぶこともある）は、１．０に近いほど、左側領域と右側領域で突起の高さの分布が対称に近づく。
【００８３】
幅方向中央部の領域とは、分離膜に装填されている透過側流路材の幅を計測し、透過側流路材の幅の１０％に相当する長さを、透過側流路材の幅方向における中点から左右に広げた領域である。すなわち、本領域に配置されている突起の高さを測定し、その総和を測定数で除した値が幅方向中央部の領域における突起の平均高さとなる。幅方向の中点より左側領域および右側領域とは特に指定されるものでなく、測定する方向により逆となる。
【００８４】
偏差平方和とは、各測定値から、各測定値の合計を、測定数で除して算出した平均値を引き、２乗した値の合計である。
【００８５】
突起の幅が同等の場合、突起の高さが高くなるほど透過側流路材の剛性が高くなるが、上述したように中央部の突起がロールと部分的に接触した際に、ロールと接触していない領域の透過側流路材の剛性が左右で同等になるため、搬送や製造工程が安定化する。このような理由から、透過側流路材の、幅方向中央部の領域における突起の平均高さに対する、幅方向の中点より左側領域における、突起の偏差平方和と右側領域における偏差平方和の比は好ましくは０．８以上１未満または１を超えて１．２以下であり、さらに好ましくは０．９〜１．１である。
【００８６】
（突起の高さ分布の違い）
透過側流路材の幅方向中央部の領域に配置された突起の高さの変動係数（単に中央部の変動係数とよぶこともある）は１．５％以下が好ましく、かつ前記透過側流路材の幅方向両端部から中央部にかけて幅２０％以内の領域に配置された突起の高さの変動係数（単に両端部の変動係数とよぶこともある）は２％以上１０％以下が好ましい。
【００８７】
各領域の突起の高さ分布が本範囲の変動係数であることで、つまり、幅方向中央部に比べて両端部の方が、突起の高さの変動が大きいことで、中央部透過側流路材の剛性が搬送や製造工程に更に適したものとなる。
【００８８】
変動係数は、突起の高さを測定して算出することができ、突起の高さの標準偏差を突起の高さの平均値で除した値である。
【００８９】
幅方向中央部の領域とは、分離膜に装填されている透過側流路材の幅を計測し、透過側流路材の幅の２０％に相当する長さを、透過側流路材の幅方向における中点から左右に広げた領域である。
【００９０】
（分離膜の透過側面への突起の固着）
上述した突起は、分離膜の透過側に直接固着されていてもよい。この場合、シートが不要であるため、シート厚みの分だけ突起を高くすることができ、透過側流路を広げてエレメントの造水性を更に向上させることができる。
【００９１】
（流路材の幅ｄ）
突起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。
【００９２】
突起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。
【００９３】
突起３０１の幅ｄが第２方向での突起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。
【００９４】
突起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３０１は「壁状物」とも称される。
【００９５】
（分離膜の長さ方向における突起の間隔ｅ）
第２方向（分離膜の長さ方向）における突起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３０１間の最短距離である。図２に示すように、突起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。
【００９６】
（突起の長さｆ）
突起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３０１の長さｆは、分離膜の長さａ以下であればよい。突起３０１の長さｆが分離膜の長さａと同等のときは、突起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。
【００９７】
（突起の形状）
突起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。
【００９８】
突起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。
【００９９】
突起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。
【０１００】
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３０１の断面において、その上辺が丸みを帯びていても良い。
【０１０１】
突起３０１は熱可塑性樹脂で形成可能である。突起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。
【０１０２】
また、突起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。
【０１０３】
また、突起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。
【０１０４】
また、突起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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
突起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３０１の形状を自由に調整することができる。
【０１０７】
図２では、突起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）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）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。
【０１０８】
（投影面積比）
分離膜の透過側の面に対する突起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。
【０１０９】
（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。
【０１１０】
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。
【０１１１】
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。
【０１１２】
欠点率は、図６では、（Ｌ３／Ｌ１）×１００（％）で表される。
【０１１３】
なお、図６では説明の便宜上、領域Ｒ３に突起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が設けられた領域であってもよい。
【０１１４】
図６は、透過側流路材の巻回方向外側の端部を、突起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。
【０１１５】
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３０１のＭＤ方向の長さ（すなわち領域Ｒ２の長さ）をＬ２、突起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。
【０１１６】
〔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。
【０１１７】
（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。
【０１１８】
よって、図５に示すように、突起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。
【０１１９】
「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。
【０１２０】
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。
【０１２１】
＜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。
【０１２２】
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。
【０１２３】
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。
【０１２４】
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。
【０１２５】
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。
【０１２６】
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。
【０１２７】
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。
【０１２８】
（２−３）透過側流路
上述したように、分離膜２は突起３０１を備えている。突起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。
【０１２９】
（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。
【０１３０】
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。
【０１３１】
（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。
【０１３２】
（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。
【０１３３】
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。
【０１３４】
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。
【０１３５】
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。
【０１３６】
なお、便宜上、図８、図９、図１０では、突起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。
【０１３７】
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。
【０１３８】
（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。
【０１３９】
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。
【０１４０】
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。
【０１４１】
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。
【０１４２】
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。
【０１４３】
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。
【０１４４】
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。
【０１４５】
（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。
【０１４６】
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。
【０１４７】
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。
【０１４８】
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。
【０１４９】
〔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。
【０１５０】
（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。
【０１５１】
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。
【０１５２】
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。
【０１５３】
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。
【０１５４】
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。
【０１５５】
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。
【０１５６】
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。
【０１５７】
（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。
【０１５８】
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。
【０１５９】
「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。
【０１６０】
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。
【０１６１】
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。
【０１６２】
（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。
【０１６３】
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。
【０１６４】
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。
【０１６５】
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。
【０１６６】
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。
【０１６７】
（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。
【０１６８】
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。
【０１６９】
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。
【０１７０】
（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。
【実施例】
【０１７１】
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。
【０１７２】
（シートの厚みおよび突起の高さ）
シートの厚みと突起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の高さとした。
【０１７３】
（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。
【０１７４】
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）。
【０１７５】
（密溶着部間のピッチ）
キーエンス社製高精度形状測定システムＫＳ−１１００を用い、ある密溶着部の重心位置と、この密溶着部に隣接する別の密溶着部の重心位置との水平距離を５０箇所について測定した。
【０１７６】
（マイクロスコープ法による密溶着率および表面開孔率）
キーエンス社製高精度形状測定システムＫＳ−１１００を用い、倍率１００倍で透過側流路材突起が固着した面から撮影し、テクスチャの数値をゼロにして画像を白黒化した。得られたデジタル画像を画像解析ソフト（ＩｍａｇｅＪ）で解析した。得られた画像の突起が固着していない領域について、密溶着率または表面開孔率（％）＝１００×（密溶着部または開孔部の面積／切り出し面積）として算出した。この操作を３０回繰り返し、その平均値を密溶着率または表面開孔率とした。
【０１７７】
（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。
【０１７８】
（偏差平方和比）
透過側流路材の任意の箇所について幅方向に切断し、幅方向２０ｍｍの各領域に配置された全ての突起の高さをキーエンス社製高精度形状測定システムＫＳ−１１００を用いて測定し、各領域における突起の高さの平均値を算出した。また、領域の平均値を合計し、領域数で除して得た全平均値を算出した。これらの値を用いて中点より左側領域および右側領域偏差平方和を算出し、その比率を偏差平方和比とした。
【０１７９】
（中央部および両端部の変動係数）
透過側流路材の任意の箇所について幅方向に切断し、中央部および両端部について突起の高さをキーエンス社製高精度形状測定システムＫＳ−１１００を用いて測定した。そして、突起の高さの標準偏差を突起の高さの平均値で除した値を算出し変動係数とした。
【０１８０】
（搬送安定性）
図１２に示す搬送系において、速度５ｍ／ｍｉｎ、張力１００Ｎで透過側流路材（膜に突起が固着している場合は、突起が固着した分離膜）を２０ｍ搬送し、ＣＰＣを強制作動させ、巻出し部を搬送方向右方向へ１０ｍｍ移動（速度２０ｍｍ／ｓ）させた。その後、直ちに搬送を張力維持の状態で急停止し、オンライン接触式厚み計（山文電気社製、型式：ＴＭＥ―Ｒ）を幅方向に走行させ、フリーロールのトップ位置に生じたシワの内、最も厚いシワについて評価した。
【０１８１】
なお、抱角αは９０°であり、突起がフリーロールと接触するように透過側流路材を装置に取り付けた。
【０１８２】
（工程通過性）
ロボットアームで透過側流路材（膜に突起が固着している場合は、突起が固着した分離膜）の原反ロールの両端持ちながら１．５ｍ引出し、ロボットアームから０．５ｍの位置でニップロールにより固定して、ロボットアーム側で透過側流路材を幅方向全長について上部から押切裁断した。引き続き、ロボットアームで透過側流路材を持ち直して引出し、同様の動作を１００回繰り返した。その後、原反ロールの幅に対する切断面の幅方向の長さの比を算出し、本工程における透過側流路材の位置ズレを評価した。値が１より大きいほど位置ズレが大きく、すなわち透過側流路材を幅方向に対して斜めの状態で裁断しており、工程通過性が悪いことになる。
【０１８３】
（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。
【０１８４】
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１．９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。
【０１８５】
その後、膜から余分な溶液をエアーブローで除去し、５０℃の熱水で洗浄し分離膜ロールを得た。
【０１８６】
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。
【０１８７】
一方で、突起をシート全体に渡って形成した。すなわち、スリット幅０．３ｍｍ、ピッチ０．６ｍｍの櫛形シムを装填したアプリケーターを用いて、バックアップロール（逆クラウン型、すなわち、口金とロール間のクリアランスは、中央部は両端部に比べて広くなる）を２０℃に温度調節しながら、分離膜エレメントとした場合に集水管の長手方向に対して垂直かつ封筒状膜とした場合に巻回方向の内側端部から外側端部まで集水管の長手方向に対して垂直になるよう直線状に、高結晶性ＰＰ（ＭＦＲ１０００ｇ／１０分、融点１６１℃）６０重量％と低結晶性α−オレフィン系ポリマー（出光興産株式会社製；低立体規則性ポリプロピレン「Ｌ−ＭＯＤＵ・Ｓ４００」（商品名））４０重量％からなる組成物ペレットを樹脂温度２０５℃、走行速度１１ｍ／ｍｉｎで直線状に塗布した。なお、シートは厚み：５０μｍ、目付２５ｇ／ｍ２、エンボス不織布（柄：千鳥ダイヤ型、ピッチ２０ｍｍ）であった。
【０１８８】
得られた突起の形状は、中央部においてシートの厚みと突起の高さの合計が０．２６ｍｍであり、流路材幅が０．３ｍｍ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０．３ｍｍであり、ピッチが０．６ｍｍであった。
【０１８９】
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。
【０１９０】
分離膜エレメントを圧力容器に入れて、濃度１，０５０ｍｇ／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、搬送安定性および工程通過性は表１の通りであった。
【０１９１】
（実施例２〜９）
突起物の形状を表１、表２および表２の通りに変更したこと以外は、全て実施例１と同様にして、分離膜エレメントを作製した。
【０１９２】
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、搬送安定性および工程通過性は表１および２の通りであった。
【０１９３】
（実施例１０）
突起物を分離膜の透過側に固着し、シート状の透過側流路材を配置しなかったこと以外は、全て実施例１と同様にして、分離膜エレメントを作製した。
【０１９４】
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、搬送安定性および工程通過性は表３の通りであった。
【０１９５】
（実施例１１）
バックアップロールを変更（クラウン型、すなわち、口金とロール間のクリアランスは、中央部は両端部に比べて狭くなる）したこと以外は、全て実施例１と同様にして、分離膜エレメントを作製した。
【０１９６】
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、搬送安定性および工程通過性は表３の通りであった。
【０１９７】
（比較例１）
装置のバックアップロールを通常の円筒型に変更したこと以外は全て実施例１と同様にして、分離膜エレメントを作製した。
【０１９８】
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、搬送安定性および工程通過性は表３の通りであった。
【０１９９】
（比較例２）
バックアップロールを研磨し、口金とロール間のクリアランスが、一方の端部から他方の端部にかけて漸増させたこと以外は全て実施例１と同様にして、分離膜エレメントを作製した。
【０２００】
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、搬送安定性および工程通過性は表３の通りであった。
【０２０１】
表１〜表３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１１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。
【０２０２】
【表１】
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【０２０３】
【表２】
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【０２０４】
【表３】
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【産業上の利用可能性】
【０２０５】
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】
【０２０６】
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
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
１１１  フリーロール
１１２  巻出部（駆動）
１１３  巻取部（駆動）
１１４  蛇行制御装置（ＣＰＣ）
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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