(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
有孔中心管と、供給側の面と透過側の面とを有する複数の分離膜と、供給側流路材と、透過側流路材と、を備え、
前記複数の分離膜は、供給側の面同士、および、透過側の面同士がそれぞれ向かい合うように配置されて重ねられ、前記供給側流路材は、前記分離膜の供給側の面同士の間に配置され、前記透過側流路材は、前記分離膜の透過側の面同士の間に配置され、前記有孔中心管のまわりに、前記分離膜、前記供給側流路材、前記透過側流路材が、前記分離膜の長手方向に巻回されてなり、
前記分離膜の供給側の面同士は、前記有孔中心管の長手方向における端面Ａおよびその逆側の端面Ｂ、ならびに、前記有効中心管の長手方向と垂直の方向における外周端部Ｘおよび内周端部Ｙの内、前記端面Ａが外周側の端から連続的に６０〜９５％閉止しており、前記端面Ｂが内周側の端から連続的に７５〜１００％閉止されており、前記内周端部Ｙが閉止しており
前記分離膜の透過側の面同士は、前記内周端部Ｙのみが開口しており、前記外周端部Ｘ、前記端面Ａ、Ｂが閉止しており、
前記分離膜の供給側の面同士の前記端面Ａおよび前記端面Ｂの開口部の長さを、それぞれＯＬ（Ａ）およびＯＬ（Ｂ）とし、
前記分離膜の透過側の面同士の前記端面Ａおよび前記端面Ｂを閉止するための部材の、前記有孔中心管の長手方向における内側の端の、前記端面Ａおよび前記端面Ｂからの距離を、それぞれｐ（Ａ）およびｐ（Ｂ）とし、
前記分離膜の供給側の面同士の前記端面Ａおよび前記端面Ｂを閉止するための部材の、前記有孔中心管の長手方向における内側の端の、前記端面Ａおよび前記端面Ｂからの距離を、それぞれｑ（Ａ）およびｑ（Ｂ）とし、
前記分離膜の供給側の面同士の前記端面Ａおよび前記端面Ｂを閉止するための部材の、前記分離膜と接している部分の、前記有孔中心管の長手方向の幅を、それぞれｒ（Ａ）およびｒ（Ｂ）とすると、
ｐ（Ａ）≧ｑ（Ａ）かつｐ（Ｂ）≧ｑ（Ｂ）であり、
少なくとも以下の（ｉ）（ｉｉ）のいずれかの要件を満たす分離膜エレメント。
（ｉ）前記分離膜の供給側の面同士の端面Ｂを閉止するための部材において、前記内周側の端から外周側に向かって、少なくともＯＬ（Ａ）以上の長さの部分のｒ（Ｂ）が３ｍｍ以上連続して存在する。
（ｉｉ）前記分離膜の供給側の面同士の端面Ａを閉止するための部材において、前記外周側の端から内周側に向かって、少なくともＯＬ（Ｂ）以上の長さの部分のｒ（Ａ）が３ｍｍ以上連続して存在する。
【請求項２】
前記ｒ（Ａ）またはｒ（Ｂ）の変動係数が０．００以上０．２０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】
前記分離膜の供給側の面同士は、前記端面Ｂが１００％閉止されており、前記外周端部Ｘが５％以上開口している、請求項１または２に記載の分離膜エレメント。
【請求項４】
前記供給側の面同士の前記端面Ａおよび前記端面Ｂを閉止するための部材が、ウレタン系接着剤あるいはエポキシ系接着剤である、請求項１〜３のいずれか一項記載の分離膜エレメント。
【請求項５】
前記分離膜は、前記分離膜の長手方向における長さＬと前記分離膜の長手方向に対し垂直な方向における長さＷとの比であるＬ／Ｗが、２．５以上である、請求項１〜４のいずれか一項記載の分離膜エレメント。
【請求項６】
前記ｐ（Ｂ）およびｑ（Ｂ）について、ｑ（Ｂ）／ｐ（Ｂ）≧０．５である、請求項１〜５のいずれか一項記載の分離膜エレメント。
【請求項７】
前記ｐ（Ａ）およびｑ（Ａ）について、ｑ（Ａ）／ｐ（Ａ）≧０．５である、請求項１〜６のいずれか一項記載の分離膜エレメント。
【請求項８】
前記分離膜の供給側の面同士の内周側の開口部から供給流体を供給し、
前記分離膜の供給側の面同士の外周側の開口部から濃縮流体を排出する、請求項１〜７のいずれか一項記載の分離膜エレメントの使用方法。
【請求項９】
前記分離膜の供給側の面同士の外周側の開口部から供給流体を供給し、
前記分離膜の供給側の面同士の内周側の開口部から濃縮流体を排出する、請求項１〜７のいずれか一項記載の分離膜エレメントの使用方法。
【請求項１０】
請求項１〜７のいずれか一項記載の分離膜エレメントと、
前記分離膜の供給側の面同士の内周側の開口部に連通するように接続され供給流体を供給する供給流体供給部と、
前記分離膜の供給側の面同士の外周側の開口部に連通するように接続され濃縮流体を排出する濃縮流体排出部を有する水処理装置。
【請求項１１】
請求項１〜７のいずれか一項記載の分離膜エレメントと、
前記分離膜の供給側の面同士の外周側の開口部に連通するように接続され供給流体を供給する供給流体供給部と、
前記分離膜の供給側の面同士の内周側の開口部に連通するように接続され濃縮流体を排出する濃縮流体排出部を有する水処理装置。
【請求項１２】
有孔中心管と、供給側の面と透過側の面とを有する複数の分離膜と、供給側流路材と、透過側流路材と、を備え、
前記複数の分離膜は、供給側の面同士、および、透過側の面同士がそれぞれ向かい合うように配置されて重ねられ、かつ、その長手方向に巻回されており、
前記供給側流路材は、前記分離膜の供給側の面同士の間に配置され、
前記透過側流路材は、前記分離膜の透過側の面同士の間に配置され、
前記分離膜の供給側の面同士は、前記有孔中心管の長手方向における端面Ａおよび端面Ｂの内の前記端面Ａ、および、前記有効中心管の長手方向と垂直の方向における外周端部Ｘおよび内周端部Ｙの内の前記外周端部Ｘが、５％以上開口しており、かつ、前記端面Ｂおよび前記内周端部Ｙが、いずれも閉止されており、
前記分離膜の透過側の面同士は、前記内周端部Ｙのみが開口しており、かつ、前記外周端部Ｘ、前記端面Ａ、Ｂが閉止しており、
前記分離膜の透過側の面同士の前記端面Ａおよび前記端面Ｂを閉止するための部材の、前記有孔中心管の長手方向における内側の端の、前記端面Ａおよび前記端面Ｂからの距離を、それぞれｐ（Ａ）およびｐ（Ｂ）とし、
前記分離膜の供給側の面同士の前記端面Ａおよび前記端面Ｂを閉止するための部材の、前記有孔中心管の長手方向における内側の端の、前記端面Ａおよび前記端面Ｂからの距離を、それぞれｑ（Ａ）およびｑ（Ｂ）とし、
前記分離膜の供給側の面同士の前記端面Ａおよび前記端面Ｂを閉止するための部材の、前記分離膜と接している部分の、前記有孔中心管の長手方向の幅を、それぞれｒ（Ａ）およびｒ（Ｂ）とすると、以下の関係を満たす分離膜エレメント。
ｐ（Ａ）＞ｑ（Ａ）、ｐ（Ｂ）＞ｑ（Ｂ）、かつ、ｒ（Ｂ）≧３ｍｍ
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分離膜エレメントおよびその使用方法、ならびに水処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
海水およびかん水等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、および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等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等に用いられており、目的とする分離成分およ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供給流体を供給し、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、束ねられた複数の分離膜を備えることで、１個の分離膜エレメント当たりの有効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当たりに得られる透過流体の量が多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、用途や目的に合わせて、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、および平膜集積型等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、図１に一例を示すような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１は、有孔中心管２と、有孔中心管２の周囲に巻回された分離膜ユニットとを備える。分離膜ユニットは、供給流体１０１（つまり被処理流体）を分離膜表面へ供給する供給側流路材３、供給流体１０１に含まれる分離成分を分離する分離膜４、および該分離膜４を透過し供給流体１０１から分離された透過流体１０２を有孔中心管２へと導くための透過側流路材５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１は、供給流体に圧力を付与すること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】
そして近年では、スパイラル型分離膜エレメントのさらなる高性能化の要求に応えるべく、その内部での流体の挙動を変化させる技術が、複数提案されている（特許文献１〜３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開第２０１８／０２１３８７号
【特許文献２】国際公開第２０１７／０１９２８２号
【特許文献３】米国特許出願公開第２０１２／０１１７８７８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記の特許文献に示されるような供給流体を高流速化したスパイラル型分離膜エレメントでは、通常の分離膜エレメントよりも供給流体の圧力損失が大きくなるので、巻回体が変形してしまうテレスコーピングが起こりやすく、そのため供給流体のショートパスが起こってしまい分離性能が充分に発揮されない問題があった。又、供給側に高圧が印加された際には、図１３の分離膜ユニット部分断面模式図に示すように、透過側への膜面の落ち込み（透過側と供給側の圧力差により透過側へ膜面が押される現象）が生じたりや、供給側閉止部材６など端部を閉止している部材の変形が起こり、膜面が損傷し、分離性能が著しく低下してしまう問題もあった。【０００８】
そこで、本発明は、供給流体の圧力損失が大きいような場合でも巻回体の変形や膜面の損傷を防ぎ、安定的な透過性能と分離性能とを両立しながらの運転が可能な、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】
【０００９】
上記目的を達成するための本発明は、主に、以下のいずれかの構成を具備する。
（１）有孔中心管と、供給側の面と透過側の面とを有する複数の分離膜と、供給側流路材と、透過側流路材と、を備え、
前記複数の分離膜は、供給側の面同士、および、透過側の面同士がそれぞれ向かい合うように配置されて重ねられ、前記供給側流路材は、前記分離膜の供給側の面同士の間に配置され、前記透過側流路材は、前記分離膜の透過側の面同士の間に配置され、前記有孔中心管のまわりに、前記分離膜、前記供給側流路材、前記透過側流路材が、前記分離膜の長手方向に巻回されてなり、
前記分離膜の供給側の面同士は、前記有孔中心管の長手方向における端面Ａおよびその逆側の端面Ｂ、ならびに、前記有効中心管の長手方向と垂直の方向における外周端部Ｘおよび内周端部Ｙの内、前記端面Ａが外周側の端から連続的に６０〜９５％閉止しており、前記端面Ｂが内周側の端から連続的に７５〜１００％閉止されており、前記内周端部Ｙが閉止しており
前記分離膜の透過側の面同士は、前記内周端部Ｙのみが開口しており、前記外周端部Ｘ、前記端面Ａ、Ｂが閉止しており、
前記分離膜の供給側の面同士の前記端面Ａおよび前記端面Ｂの開口部の長さを、それぞれＯＬ（Ａ）およびＯＬ（Ｂ）とし、
前記分離膜の透過側の面同士の前記端面Ａおよび前記端面Ｂを閉止するための部材の、前記有孔中心管の長手方向における内側の端の、前記端面Ａおよび前記端面Ｂからの距離を、それぞれｐ（Ａ）およびｐ（Ｂ）とし、
前記分離膜の供給側の面同士の前記端面Ａおよび前記端面Ｂを閉止するための部材の、前記有孔中心管の長手方向における内側の端の、前記端面Ａおよび前記端面Ｂからの距離を、それぞれｑ（Ａ）およびｑ（Ｂ）とし、
前記分離膜の供給側の面同士の前記端面Ａおよび前記端面Ｂを閉止するための部材の、前記分離膜と接している部分の、前記有孔中心管の長手方向の幅を、それぞれｒ（Ａ）およびｒ（Ｂ）とすると、
ｐ（Ａ）≧ｑ（Ａ）かつｐ（Ｂ）≧ｑ（Ｂ）であり、
少なくとも以下の（ｉ）（ｉｉ）のいずれかの要件を満たす分離膜エレメント。
（ｉ）前記分離膜の供給側の面同士の端面Ｂを閉止するための部材において、前記内周側の端から外周側に向かって、少なくともＯＬ（Ａ）以上の長さの部分のｒ（Ｂ）が３ｍｍ以上連続して存在する。
（ｉｉ）前記分離膜の供給側の面同士の端面Ａを閉止するための部材において、前記外周側の端から内周側に向かって、少なくともＯＬ（Ｂ）以上の長さの部分のｒ（Ａ）が３ｍｍ以上連続して存在する。
（２）  前記分離膜の供給側の面同士の内周側の開口部から供給流体を供給し、
前記分離膜の供給側の面同士の外周側の開口部から濃縮流体を排出する、前記（１）に記載の分離膜エレメントの使用方法。
（３）  前記（１）に記載の分離膜エレメントと、
前記分離膜の供給側の面同士の内周側の開口部に連通するように接続され供給流体を供給する供給流体供給部と、
前記分離膜の供給側の面同士の外周側の開口部に連通するように接続され濃縮流体を排出する濃縮流体排出部を有する水処理装置。
（４）  前記（１）に記載の分離膜エレメントと、
前記分離膜の供給側の面同士の外周側の開口部に連通するように接続され供給流体を供給する供給流体供給部と、
前記分離膜の供給側の面同士の内周側の開口部に連通するように接続され濃縮流体を排出する濃縮流体排出部を有する水処理装置。
（５）  有孔中心管と、供給側の面と透過側の面とを有する複数の分離膜と、供給側流路材と、透過側流路材と、を備え、
前記複数の分離膜は、供給側の面同士、および、透過側の面同士がそれぞれ向かい合うように配置されて重ねられ、かつ、その長手方向に巻回されており、
前記供給側流路材は、前記分離膜の供給側の面同士の間に配置され、
前記透過側流路材は、前記分離膜の透過側の面同士の間に配置され、
前記分離膜の供給側の面同士は、前記有孔中心管の長手方向における端面Ａおよび端面Ｂの内の前記端面Ａ、および、前記有効中心管の長手方向と垂直の方向における外周端部Ｘおよび内周端部Ｙの内の前記外周端部Ｘが、５％以上開口しており、かつ、前記端面Ｂおよび前記内周端部Ｙが、いずれも閉止されており、
前記分離膜の透過側の面同士は、前記内周端部Ｙのみが開口しており、かつ、前記外周端部Ｘ、前記端面Ａ、Ｂが閉止しており、
前記分離膜の透過側の面同士の前記端面Ａおよび前記端面Ｂを閉止するための部材の、前記有孔中心管の長手方向における内側の端の、前記端面Ａおよび前記端面Ｂからの距離を、それぞれｐ（Ａ）およびｐ（Ｂ）とし、
前記分離膜の供給側の面同士の前記端面Ａおよび前記端面Ｂを閉止するための部材の、前記有孔中心管の長手方向における内側の端の、前記端面Ａおよび前記端面Ｂからの距離を、それぞれｑ（Ａ）およびｑ（Ｂ）とし、
前記分離膜の供給側の面同士の前記端面Ａおよび前記端面Ｂを閉止するための部材の、前記分離膜と接している部分の、前記有孔中心管の長手方向の幅を、それぞれｒ（Ａ）およびｒ（Ｂ）とすると、以下の関係を満たす分離膜エレメント。【００１０】
ｐ（Ａ）＞ｑ（Ａ）、ｐ（Ｂ）＞ｑ（Ｂ）、かつ、ｒ（Ｂ）≧３ｍｍ
【発明の効果】
【００１１】
本発明の分離膜エレメントによれば、透過側への膜面の落ち込みや、積層された複数の分離膜同士の端部を閉止している部材の変形、さらには膜面損傷を防ぐことができ、供給流体の圧力損失が大きいような場合でも、供給側流路内での流体流速を高めた高回収率運転が可能となり、又、供給側流路内での濃度分極が抑制されることで、ファウリングやスケールの発生が減少し、安定的な透過性能および分離性能を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】分離膜エレメントの一例を示す分解斜視図である。
【図２】本発明の分離膜エレメントの構造の一例を示す模式図（分離膜ユニットの展開図）である。
【図３】分離膜ユニット巻囲後に外部から接着剤を塗布することにより供給側の端面Ｂを閉止した場合の、分離膜ユニット断面の一例を示す模式図（展開図）である。
【図４】分離膜ユニット巻囲前に接着剤を塗布することにより供給側の端面Ｂを閉止した場合の、分離膜ユニット断面の一例を示す模式図（展開図）である。
【図５】本発明の分離膜エレメントをベッセルに装填した状態の一例を示す模式図である。
【図６】本発明の分離膜エレメントをベッセルに装填した状態の一例を示す模式図である。
【図７】本発明の分離膜エレメントの逆Ｌ型の使用方法の一例を示す模式図（分離膜ユニットの展開図）である（（ａ）供給側、（ｂ）透過側）。
【図８】本発明の分離膜エレメントのＬ型の使用方法の一例を示す模式図（分離膜ユニットの展開図）である（（ａ）供給側、（ｂ）透過側）。
【図９】本発明の分離膜エレメントの逆Ｓ型の使用方法の一例を示す模式図（分離膜ユニットの展開図）である（（ａ）供給側、（ｂ）透過側）。
【図１０】本発明の分離膜エレメントのＳ型の使用方法の一例を示す模式図（分離膜ユニットの展開図）である（（ａ）供給側、（ｂ）透過側）。
【図１１】本発明の分離膜エレメントの逆ＳＬ型の使用方法の一例を示す模式図（分離膜ユニットの展開図）である（（ａ）供給側、（ｂ）透過側）。
【図１２】本発明の分離膜エレメントのＳＬ型の使用方法の一例を示す模式図（分離膜ユニットの展開図）である（（ａ）供給側、（ｂ）透過側）。
【図１３】膜面の落ち込みの一例を示す模式図（分離膜ユニットの部分断面展開図）である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明するが、本発明はこれらによって何ら限定されるものではない。また、本明細書においては、本発明の分離膜エレメントの概略構成を説明するにあたり図１を用いるが、図１に示す分離膜エレメントには、本発明における各分離膜ユニットの供給流体や透過流体の流路は反映されておらず、それらは図２〜１２を用いて詳細を説明する。
【００１４】
本発明の分離膜エレメントは、図１、図２に示すように、有孔中心管２と、供給側の面１０と透過側の面１１とを有する複数の分離膜４と、供給側流路材３と、透過側流路材５と、を備えることを必要とする。又、本発明の分離膜エレメント１Ａが備える複数の分離膜４は、供給側の面１０同士、および、透過側の面１１同士がそれぞれ向かい合うように配置されて重ねられ、かつ、図１に一例を示すように、その長手方向に巻回されている。なお、本発明においては、説明の便宜上、複数の分離膜４の間に供給側流路材３もしくは透過側流路材５を挟んだ状態のものを分離膜ユニットと称する。
【００１５】
（１）分離膜
本発明の分離膜エレメント１Ａが備える分離膜４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４は、単一層であっても構わないし、分離膜４の強度または寸法安定性等の観点から、分離機能層と基材とを備える複合膜であっても構わない。又、複合膜においては、分離機能層と基材との間に、さらに多孔性支持層があっても構わない。ここで分離膜４が複合膜である場合、分離機能層を備える面を供給側の面１０、分離機能層を備える面とは反対側の面を透過側の面１１という。
【００１６】
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構わないし、分離機能のみを有していても構わない。なお、「分離機能層」とは、少なくとも分離機能を有する層をいう。
【００１７】
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およびポリスルホンからなる群から選ばれるポリマーを主成分として含有する層が好ましい。
【００１８】
一方で、分離機能層としては、孔径の制御が容易であり、かつ耐久性に優れるという観点から、架橋高分子の層が好ましい。中でも、供給流体１０１中の分離成分の分離性能に優れるという観点から、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得られるポリアミド分離機能層や、有機無機ハイブリッド機能層等が好ましい。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することができる。
【００１９】
ポリアミドを主成分として含有する分離機能層は、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することができる。例えば、多孔性支持層上に多官能アミン溶液を塗布し、余分な多官能アミン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、重縮合が起きてポリアミド分離機能層が形成される。
【００２０】
多孔性支持層に使用される素材や、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材上に形成されたものでも構わない。多孔性支持層としては、例えば、ポリスルホン、酢酸セルロース、ポリ塩化ビニル、エポキシ樹脂若しくはそれらの混合物の層、または、それらの層を積層したものが挙げられるが、化学的、機械的および熱的に安定性が高く、孔径が制御しやすい、ポリスルホンを含有する層が好ましい。
【００２１】
ポリスルホンを含有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溶液を、基材（例えば、密に織ったポリエステル不織布）の上に一定の厚みに注型し、それを水中で湿式凝固させることによって形成することができる。
【００２２】
又、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、溶媒の温度または貧溶媒は、適宜調整可能である。
【００２３】
分離膜４の基材としては、強度または流体透過性の観点から、繊維状の基材を用いることが好ましく、長繊維不織布または短繊維不織布を用いることがより好ましい。
【００２４】
本発明の分離膜エレメントを構成するためには分離膜４は長方形状に形成される。そして、そのような形状の分離膜４が、図１に示すように、有孔中心管２の周りに巻回される。分離膜４の巻回方向の長さ、すなわち分離膜４の長手方向における長さＬと、分離膜４の長手方向に垂直な方向における長さＷ（すなわち、有孔中心管２の長手方向の長さ）と、の比であるＬ／Ｗの値が大きいほど、分離膜４を供給流体１０１が通過する際の流速が増加するため、濃度分極の抑制の観点から好ましい。具体的には、Ｌ／Ｗの値は、２．５以上であることが好ましい。なお上記長さＬは、７５０ｍｍ以上であることが好ましい。
【００２５】
（２）供給側流路材
本発明の分離膜エレメント１Ａが備える供給側流路材３は、分離膜４の供給側の面１０同士の間に挟まれるように配置され、分離膜４に供給流体を供給する流路（すなわち供給側流路）を形成する。供給側流路材３は、供給流体１０１の濃度分極を抑制するために、供給流体１０１の流れを乱すような形状になっていることが好ましい。
【００２６】
供給側流路材３は、フィルム若しくはネット、または、空隙を有するシートに凸状物が設けられたような連続形状を有している部材であっても構わないし、あるいは、分離膜４に対して０より大きく１未満である投影面積比を示す、不連続形状を有するものであっても構わない。又、供給側流路材３は分離膜４と分離可能であっても構わないし、分離膜４に固着していても構わない。
【００２７】
なお、供給側流路材３の素材は特に限定されず、分離膜４と同素材であっても異素材であっても構わない。
【００２８】
供給側流路に関しては、流路を安定に形成することも重要であるが、通過する流体が透過側流路よりも多量であるため、圧力損失を低減することも重要である。そのため、分離膜４に対する供給側流路材３の投影面積比は、０．０３〜０．８０であることが好ましく、０．０５〜０．５０であることがより好ましく、０．０８〜０．３５であることがさらに好ましい。
【００２９】
分離膜４に対する供給側流路材３の投影面積比は、供給側流路材３を膜面に垂直な方向からマイクロスコープで撮影した画像を解析することによって算出することができる。
【００３０】
供給側流路材３の厚みが過度に大きいと、分離膜エレメント１Ａ当たりの有効膜面積が小さくなる。一方で、供給側流路材３の厚みが過度に小さいと、供給側流路の圧力損失が大きくなり、分離性能や透過性能が低下してしまう。そのため、供給側流路材３の厚みは０．０８〜２．０ｍｍが好ましく、０．２０〜１．００ｍｍがより好ましい。
【００３１】
供給側流路材３の厚みは、市販の厚み測定器により直接測定することができる。
【００３２】
（３）透過側流路材
本発明の分離膜エレメント１Ａが備える透過側流路材５は、分離膜４の透過側の面１１同士の間に挟まれるように配置され、分離膜４を透過した流体を透過側出口端面まで導く流路（すなわち透過側流路）を形成する。
【００３３】
透過側流路材５は、透過側流路の流動抵抗を低減し、かつ加圧ろ過下においても分離膜４の透過流体流路への落ち込みを抑制し、流路を安定に形成するため、その横断面積比が０．３〜０．７５であることが好ましく、０．４〜０．６であることがより好ましい。透過側流路材５としては、例えば、従来のトリコット、繊維の目付量を低減した緯編物、不織布のような多孔性シートに突起物を配置したシート、または、フィルムや不織布を凹凸加工した凹凸加工シートが挙げられる。
【００３４】
ここで、透過側流路材の横断面積比について説明する。透過側流路材を分離膜エレメントに装填した際、集水管の長手方向に沿って透過側流路材の凸部を通るように切断し、その断面について、凸部の中心と隣接する凸部の中心との距離（ピッチとも言う）と透過側流路材の高さの積に対する、凸部の中心と隣接する凸部の中心との間に占める透過側流路材の横断面積との比が横断面積比である。具体的な測定方法としては、上述のように透過側流路材を切断し、顕微鏡画像解析装置を用いて算出することができる。
【００３５】
上記のような特定の横断面積比を有する透過側流路材５を本発明の分離膜エレメント１Ａに配置することにより、透過側流路の流動抵抗をより低減することができる。それに伴い、流動抵抗が大きい流路材を含む分離膜エレメントと対比で、同じ回収率で運転した際、供給流体１０１の流速が速まり濃度分極を小さくでき、特に高回収率運転下における濃度分極の増加やスケールの発生をさらに抑制することができる。
【００３６】
透過側流路材５の厚みが過度に大きいと、分離膜エレメント１Ａ当たりの有効膜面積が小さくなる。一方で、透過側流路材５の厚みが過度に小さいと、透過側流路の圧力損失が大きくなる。そのため、透過側流路材５の厚みは０．０５〜０．５０ｍｍが好ましく、０．１０〜０．４０ｍｍがより好ましい。
【００３７】
透過側流路材５の厚みは、市販の厚み測定器により直接測定することができる。
【００３８】
透過側流路材５の素材は、スパイラル状により容易に巻回することを可能とするため、その圧縮弾性率が、０．１〜５．０ＧＰａであることが好ましい。その圧縮弾性率が０．１〜５．０ＧＰａである素材としては、例えば、ポリエステル、ポリエチレンまたはポリプロピレンが挙げられる。
【００３９】
透過側流路材５の圧縮弾性率は、精密万能試験機を用いて圧縮試験を行い、応力ひずみ線図を作成することによって測定することができる。
【００４０】
（４）分離膜エレメント
＜分離膜エレメントの概要＞
本発明の分離膜エレメントは、供給側流路が長くとれるスパイラル型分離膜エレメントであるが、かかる分離膜エレメントにおいて、上記分離膜４の供給側の面１０同士は、図２の分離膜ユニット展開図に例示するように、上記有孔中心管２の長手方向における端面Ａおよび逆側の端面Ｂ、上記有孔中心管２の長手方向と垂直の方向における外周端部Ｘおよび内周端部Ｙの内、上記端面Ａが外周側の端から連続的に６０〜９５％閉止しており、上記端面Ｂが内周側の端から連続的に７５〜１００％閉止しており、上記内周端部Ｙが閉止している。すなわち、分離膜４の供給側の面１０同士は、端面Ａにおける内周端部近傍が開口しているとともに、端面Ｂにおける外周端部近傍および／または外周端部Ｘが開口している。一方、上記分離膜４の透過側の面１１同士は、上記内周端部Ｙのみが開口しており、その他の外周端部Ｘ、端面Ａ、Ｂは閉止している必要がある。重ねられた複数の分離膜をこのように接着することにより、供給流体１０１の流れを巻回方向とすることができる。そのため、特に上記分離膜４の、巻回方向における長さＬと上記有効中心管２の長手方向における長さＷとの比であるＬ／Ｗが、２．５以上の分離膜エレメント１Ａにおいては、有孔中心管２に対して平行に供給流体１０１が流れる従来の分離膜エレメント１に対して、供給流体１０１の流速を高めることができ、よりファウリングやスケーリングに強いエレメントとすることができる。また、分離膜４の透過側の面１１同士の内周端部Ｙは、圧力損失低減の観点から、９０％以上開口していることが好ましい。
【００４１】
図５および図６は、本発明の分離膜エレメント１Ａをベッセル２３に装填した状態の一例を示す模式図である。図５および図６に示す態様における分離膜エレメント１Ａは、積層され巻回された分離膜ユニットの外周面に、流体を通過させる複数の孔を有する多孔性部材２０が、さらに巻回されている。多孔性部材２０としては、例えば、ネット、または孔性フィルム等が挙げられる。
【００４２】
なお図５および図６に示す態様においては、ベッセル２３内で供給流体１０１、透過流体１０２、濃縮流体１０３が混合されることがないよう、分離膜エレメント１Ａとベッセル２３との隙間に、ブラインシール２２が配置されている。
【００４３】
＜逆Ｌ型分離膜エレメント＞
本発明の分離膜エレメント１Ａには、供給流体の流れ方向の点で分類された複数種の分離膜エレメントが包含される。そのうちの一種が逆Ｌ型分離膜エレメントである。逆Ｌ型分離膜エレメントにおける分離膜の接着箇所およびその使用方法の一態様では、図７（分離膜ユニットの展開図）に示すように、分離膜４の供給側の面１０同士の上記端面Ａの開口部から供給流体１０１を供給し、分離膜４の供給側の面１０同士の外周端部Ｘの開口部から濃縮流体１０３を排出する。このような使用方法が適用される分離膜エレメント１Ａを、ここでは逆Ｌ型分離膜エレメントという。
【００４４】
逆Ｌ型分離膜エレメントにおいて、分離膜４の供給側の面１０同士は、例えば上記端面Ａおよび外周端部Ｘが５％以上開口しており、かつ、上記端面Ｂおよび上記内周端部Ｙが、いずれも閉止されていることが好ましい。また、分離膜４の透過側の面１１同士は、上記内周端部Ｙのみ開口し、かつ、外周端部Ｘ、端面Ａ、Ｂはいずれも閉止されている必要がある。すなわち、逆Ｌ型分離膜エレメントでは、分離膜４の供給側の面１０同士の上記端面Ｂは完全に閉止される。一方、分離膜４の供給側の面１０同士の上記端面Ａは、供給側流路内の供給流体１０１の流れを均質化する観点から、上記内周端部の近傍が開口しており、５〜４０％開口していることがより好ましい。なお上記端面Ａにおいて開口した部分（開口部）は一箇所に限定されず、複数に分かれていても構わない。分離膜の供給側の面１０同士の上記外周端部Ｘは、濃縮流体１０３出口近傍の流速を高めるため、開口率を小さくしても構わない。なお外周端部Ｘにおける開口部も一箇所に限定されず、複数に分かれていても構わない。本発明において開口率とは、該開口部が設けられた分離膜の辺における、分離膜４の全長さに対する開口部の長さの比である。開口部長さＯＬ（Ａ）は図７に示すように開口部の内周端から外周端までの長さであり、開口部が複数に分かれている場合には、最も内周側の開口部の内周端から、最も外周側の開口部の外周端までの長さとする。
【００４５】
＜Ｌ型分離膜エレメント＞
本発明の分離膜エレメント１ＡにはＬ型分離膜エレメントも包含される。Ｌ型分離膜エレメントにおける分離膜の接着箇所およびその使用方法の一態様では、図８（分離膜ユニットの展開図）に示すように、分離膜４の供給側の面１０同士の上記外周端部Ｘの開口部から供給流体１０１を供給し、分離膜４の供給側の面１０同士の上記端面Ａの開口部から濃縮流体１０３を排出する。このような使用方法が適用される分離膜エレメント１Ａを、ここではＬ型分離膜エレメントという。
【００４６】
Ｌ型分離膜エレメントにおいて、分離膜４の供給側の面１０同士は、例えば、上記端面Ａおよび外周端部Ｘが５％以上開口しており、かつ、上記端面Ｂおよび上記内周端部Ｙが、いずれも閉止されていることが好ましい。また、分離膜４の透過側の面１１同士は、上記内周端部Ｙのみ開口し、かつ、外周端部Ｘ、端面Ａ、Ｂはいずれも閉止されている必要がある。すなわち、Ｌ型分離膜エレメントでは、分離膜４の供給側の面１０同士の上記端面Ｂは完全に閉止される。そして、Ｌ型分離膜エレメントは逆Ｌ型分離膜エレメントと同様の接着方法となるが、分離膜４の供給側の面１０同士の上記端面Ａから濃縮流体１０３を排出することになるので、上記端面Ａの上記内周端部Ｙの近傍の開口率は逆Ｌ型分離膜エレメントの場合よりも小さいことが好ましい。同様に分離膜４の供給側の面１０同士の上記外周端部Ｘは、供給流体１０１を供給するため、外周端部Ｘの開口率は９０％以上とすることが好ましい。なお、上記端面Ａおよび外周端部Ｘにおける開口部は、いずれも、一箇所に限定されず、複数に分かれていても構わない。開口部長さＯＬ（Ａ）は図８に示すように開口部の内周端から外周端までの長さである。
【００４７】
＜逆Ｓ型分離膜エレメント＞
本発明の分離膜エレメント１Ａには、逆Ｓ型分離膜エレメントも包含される。逆Ｓ型分離膜エレメントにおける分離膜の接着箇所およびその使用方法の一態様では、図９（分離膜ユニットの展開図）に示すように、分離膜４の供給側の面１０同士の上記端面Ａの内周近傍の開口部から供給流体１０１を供給し、分離膜４の供給側の面１０同士の上記端面Ｂの外周近傍の開口部から濃縮流体１０３を排出する。このような使用方法が適用される分離膜エレメント１Ａを、ここでは逆Ｓ型分離膜エレメントという。
【００４８】
逆Ｓ型分離膜エレメントでは、分離膜４の供給側の面１０同士の上記外周端部Ｘは完全に閉止される。分離膜４の供給側の面１０同士の供給流体１０１が供給される上記端面Ａは、供給側流路内の供給流体１０１の流れを均質化する観点から、上記内周端部Ｙの近傍が開口しており、５〜４０％開口していることがより好ましい。なお上記端面Ａにおいて開口した部分（開口部）は一箇所に限定されず、複数に分かれていても構わない。分離膜４の供給側の面１０同士の濃縮流体１０３が排出される上記端面Ｂは、供給側流路内の供給流体１０１の流れを均質化する観点から、上記外周端部Ｘの近傍が開口しており、濃縮流体１０３出口近傍の流速を高めるため、供給側の端面よりも開口率を小さくしても構わない。なお、上記端面Ｂにおける開口部も一箇所に限定されず、複数に分かれていても構わない。開口部長さＯＬ（Ａ）およびＯＬ（Ｂ）は、図９に示すように開口部の内周端から外周端までの長さであり、開口部がそれぞれの端面において複数に分かれている場合には、それぞれの端面において、最も内周側の開口部の内周端から、最も外周側の開口部の外周端までの長さとする。
【００４９】
＜Ｓ型分離膜エレメント＞
本発明の分離膜エレメント１Ａには、Ｓ型分離膜エレメントも包含される。Ｓ型分離膜エレメントにおける分離膜の接着箇所およびその使用方法の一態様では、図１０（分離膜ユニットの展開図）に示すように、分離膜４の供給側の面１０同士の上記端面Ｂの外周近傍の開口部から供給流体１０１を供給し、分離膜４の供給側の面１０同士の上記端面Ａの内周近傍の開口部から濃縮流体１０３を排出する。このような使用方法が適用される分離膜エレメント１Ａを、ここではＳ型分離膜エレメントという。
【００５０】
Ｓ型分離膜エレメントでは、分離膜４の供給側の面１０同士の上記外周端部Ｘは完全に閉止される。Ｓ型分離膜エレメントは逆Ｓ型分離膜エレメントと同様の接着方法となるが、分離膜４の供給側の面１０同士の上記端面Ａの内周端部Ｙの近傍の開口部から濃縮流体１０３を排出することになるので、上記端面Ａの内周端部の近傍の開口率は逆Ｓ型分離膜エレメントの場合よりも小さいことが好ましい。同様に分離膜４の供給側の面１０同士の上記端面Ｂの外周端部Ｘ近傍の開口部は、供給流体１０１を供給するので、内周端部Ｙ近傍の開口部よりも大きいことが好ましい。なお端面Ａ、Ｂにおける開口部は、いずれも、一箇所に限定されず、複数に分かれていても構わない。開口部長さＯＬ（Ａ）およびＯＬ（Ｂ）は、図１０に示すように開口部の内周端から外周端までの長さであり、開口部がそれぞれの端面において複数に分かれている場合には、それぞれの端面において、最も内周側の開口部の内周端から、最も外周側の開口部の外周端までの長さとする。
【００５１】
＜逆ＳＬ型分離膜エレメント＞
本発明の分離膜エレメント１Ａには、逆ＳＬ型分離膜エレメントも包含される。逆ＳＬ型分離膜エレメントにおける分離膜の接着箇所およびその使用方法の一態様では、図１１（分離膜ユニットの展開図）に示すように、分離膜４の供給側の面１０同士の上記端面Ｂの外周近傍および分離膜４の供給側の面１０同士の上記外周端部Ｘが開口しており、分離膜４の供給側の面１０同士の上記端面Ａの内周近傍が開口している。この分離膜エレメント１Ａにおいて、内周端部Ｙ近傍の端面Ａの開口部から供給流体１０１を供給する使用方法を逆ＳＬ型エレメントという。この分離膜エレメントは、逆Ｓ型と逆Ｌ型を組み合わせたような分離膜エレメント、すなわち、上述の逆Ｓ型分離膜エレメントと逆Ｌ型分離膜エレメントとを足し合わせたような形態となっている。外周端部Ｘの開口位置については限定されない。開口部長さＯＬ（Ａ）およびＯＬ（Ｂ）は図１１に示すように開口部の内周端から外周端までの長さである。
【００５２】
＜ＳＬ型分離膜エレメント＞
本発明の分離膜エレメント１Ａには、ＳＬ型分離膜エレメントも包含される。ＳＬ型分離膜エレメントにおける分離膜の接着箇所およびその使用方法の一態様では、図１２（分離膜ユニットの展開図）に示すように、分離膜４の供給側の面１０同士の上記端面Ｂの外周近傍および分離膜４の供給側の面１０同士の上記外周端部Ｘが開口しており、分離膜４の供給側の面１０同士の上記端面Ａの内周近傍が開口している。この分離膜エレメント１Ａにおいて、外周端部Ｘおよび端面Ｂの開口部から供給流体１０１を供給する使用方法をＳＬ型エレメントという。この分離膜エレメントはＳ型とＬ型を組み合わせたような分離膜エレメント、すなわち、上述のＳ型分離膜エレメントとＬ型分離膜エレメントとを足し合わせたような形態となっている。外周端部Ｘの開口位置については限定されない。開口部長さＯＬ（Ａ）およびＯＬ（Ｂ）は図１２に示すように開口部の内周端から外周端までの長さである。
【００５３】
＜分離膜の閉止方法・閉止箇所＞
上述の各種分離膜エレメントを製造するにあたり、分離膜４の供給側の面１０同士の、有孔中心管２の長手方向の端面Ａおよび端面Ｂを閉止する方法としては、巻囲前に行う場合と巻囲後に行う方法がある。巻囲前に行う方法としては、接着剤による接着、ホットメルト樹脂による接着、粘着テープによる接着、が挙げられる。巻囲後に行う場合は、外部から接着剤を塗布し接着する方法などが挙げられる。
【００５４】
また、有孔中心管２の長手方向の端面Ａおよび端面Ｂには、図１に示すように、巻回体のテレスコーピングを防ぐため端板２１を装着しても良い。端面Ａに装着される端板２１には、流体が出入りするため、孔が存在することが必要である。端面Ｂに装着される端板２１には、端面Ｂから流体が出入りする場合は孔が存在しており、端面Ｂから流体が出入りしない場合は孔が存在してもしなくてもどちらでも良い。端板２１の素材としては、例えば、ＡＢＳ、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンまたはポリプロピレンが挙げられる。
【００５５】
分離膜４の供給側の面１０同士の内周端部Ｙ若しくは外周端部Ｘを閉止する方法としては、例えば、接着剤による接着、ホットメルト樹脂による接着、粘着テープによる接着、分離膜４の折り畳み、が挙げられる。
【００５６】
一方、分離膜４の透過側の面１１同士の、有孔中心管２の長手方向と垂直の方向の外周端部Ｘおよび内周端部Ｙを閉止する方法としては、例えば、接着剤による接着、ホットメルト樹脂による接着、粘着テープによる接着などが挙げられる。
【００５７】
供給側の面１０同士および透過側の面１１同士を閉止するための供給側閉止部材６および透過側閉止部材７としては、接着強度や硬化時の硬度、ハンドリング性などを加味し、ウレタン系接着剤、または、エポキシ系接着剤を使用することが望ましい。また、接着剤の硬化前の粘度は、その取り扱いを容易なものとしつつ、分離膜４を巻回する際のしわの発生を抑制する観点から、４〜１５Ｐａ・ｓであることが好ましく、５〜１２Ｐａ・ｓであることがより好ましい。
【００５８】
以上のように、有孔中心管２、分離膜４、供給側流路材３および透過側流路材５を配置し端部Ｘ、Ｙおよび端面Ａ、Ｂを閉止または開口することによって、供給流体１０１の流れを分離膜４の長手方向に沿う方向にすることができるため、供給流体１０１を高流速化したスパイラル型分離膜エレメントとすることができる。しかし、単純に上述の方法で供給流体１０１を高流速化したスパイラル型分離膜エレメントとしただけでは、通常の分離膜エレメント１よりも供給流体１０１の圧力損失が大きくなるので、巻回体が変形してしまうテレスコーピングが起こりやすく、そのため供給流体１０１のショートパスが起こってしまい分離性能が充分に発揮されない問題があった。また、供給側流路に高圧が印加された際に、透過側へ膜面が押されることによる透過側への膜面の落ち込みや、端部を閉止している部材の変形が起こることにより膜面の機能層が損傷し、分離性能が著しく低下してしまう問題もあった。
【００５９】
これに対して、本発明においては、図３、図４の分離膜ユニット断面図（但しいずれの図も端面Ｂ側の端部を示している）ならびに図７〜図１２の分離膜ユニットの展開図に例示するように、分離膜エレメント１Ａが、分離膜４の供給側の面１０同士の端面Ａおよび端面Ｂの開口部の長さをそれぞれＯＬ（Ａ）およびＯＬ（Ｂ）とし、分離膜４の透過側の面１１同士の端面Ａおよび端面Ｂを閉止するための透過側閉止部材７の、有孔中心管２の長手方向における内側の端の、該端面Ａおよび端面Ｂからの距離をそれぞれｐ（Ａ）およびｐ（Ｂ）とし、分離膜４の供給側の面１０同士の端面Ａおよび端面Ｂを閉止するための供給側閉止部材６の、有孔中心管２の長手方向における内側の端の、該端面Ａおよび端面Ｂからの距離をそれぞれｑ（Ａ）およびｑ（Ｂ）とし、分離膜４の供給側の面１０同士の端面Ａおよび端面Ｂを閉止するための供給側閉止部材６の、分離膜４と接している部分の、有孔中心管２の長手方向の幅をそれぞれｒ（Ａ）およびｒ（Ｂ）とすると、ｐ（Ａ）≧ｑ（Ａ）かつｐ（Ｂ）≧ｑ（Ｂ）であり、かつ、少なくとも以下の（ｉ）（ｉｉ）のいずれかの要件を満たすものとする。
（ｉ）分離膜４の供給側の面１０同士の端面Ｂを閉止するための供給側閉止部材６において、内周側の端から外周側に向かって、少なくともＯＬ（Ａ）以上の長さの部分のｒ（Ｂ）が３ｍｍ以上連続して存在する。
（ｉｉ）分離膜４の供給側の面１０同士の端面Ａを閉止するための供給側閉止部材６において、外周側の端から内周側に向かって、少なくともＯＬ（Ｂ）以上の長さの部分のｒ（Ａ）が３ｍｍ以上連続して存在する。
【００６０】
ここで、ｐ、ｑ、ｒは、それぞれ、分離膜ユニットを展開した状態で、巻囲方向に向かって２０ｍｍ間隔で測定した平均値である。また、内周、外周とは、分離膜ユニットを展開した状態で有孔中心管２に最も近い部分を内周、有孔中心管２から最も遠い部分を外周という。
【００６１】
本発明においては、分離膜４の全域においてｐ（Ａ）≧ｑ（Ａ）かつｐ（Ｂ）≧ｑ（Ｂ）とすることにより、分離膜４の供給側の面１０の有効膜部分に供給側閉止部材６が接しないため、膜面の損傷を防ぐことができる。
【００６２】
そして、例えば図７、９、１１に示すように、端面Ａの内周端に設けた長さＯＬ（Ａ）の開口部から供給流体を流入せしめる場合、該開口部とは逆側の端面Ｂの内周側の供給側閉止部材６で流動抵抗による荷重を支えることになる。また、例えば図１０、１２に示すように、端面Ｂに設けた長さＯＬ（Ｂ）の開口部から供給流体を流入せしめる場合は、該開口部とは逆側の端面Ａの供給側閉止部材６で流動抵抗による荷重を支えることになる。また、例えば図８に示すように、外周端部Ｘに設けた開口部から供給流体を流入せしめる場合は、端面Ａおよび端面Ｂの両方の供給側閉止部材６で流動抵抗により荷重を支えることになるが、開口部が存在する端面Ａの逆側（すなわち端面Ｂ）の供給側閉止部材６の部分が最も弱くなる。そして供給側閉止部材６の接着が弱い場合、その部分から分離膜エレメントが変形してしまうことになる。しかしながら、本発明では、上記（ｉ）および（ｉｉ）の少なくとも一方を満たすことによって、分離膜の供給側の面同士の閉止をより強固にすることができ、分離膜エレメント１Ａに大きな流動抵抗がかかった際にも、巻回体の変形を防ぐことができる。
【００６３】
逆Ｌ型およびＬ型分離膜エレメントの場合は、供給側の面１０同士の開口部が端面Ａに存在するため、上記（ｉ）を満たす必要がある。逆Ｓ型、Ｓ型、逆ＳＬ型，およびＳＬ型分離膜エレメントの場合、特により供給流体１０１が高圧となる流体が供給される側の端面とは逆側の端面を強固にする必要がある。すなわち、逆Ｓ型および逆ＳＬ型であれば少なくとも上記（ｉ）、Ｓ型およびＳＬ型であれば少なくとも上記（ｉｉ）を満たす必要がある。
【００６４】
ここで、分離膜の供給側の面同士の端面ＡおよびＢに対して、巻囲後に外部から接着剤を塗布し接着する際は、上記（ｉ）および（ｉｉ）を満たすためにｒ（Ａ）およびｒ（Ｂ）を３ｍｍ以上にする部分では、外部から圧力を加えて接着剤を押し込む、あるいは反対側の端面より吸引し接着剤を吸い込むなどの操作を行うことが好ましい。
【００６５】
また、分離膜４の透過側の面１１同士のｐ（Ａ）およびｐ（Ｂ）は、有効膜面積をできるだけ確保しつつ強度を保つため、５〜３０ｍｍが好ましい。
【００６６】
ｐ（Ｂ）とｑ（Ｂ）の比率については、有効膜面積以外の供給側流路を狭め、より高流速で供給流体１０１を流すため、ｑ（Ｂ）／ｐ（Ｂ）≧０．５とすることが好ましい。ｐ（Ａ）とｑ（Ａ）の比率についても、同様の理由で、ｑ（Ａ）／ｐ（Ａ）≧０．５とすることが好ましい。ｑ／ｐはエレメント内を２０ｍｍ間隔で測定した平均値である。
【００６７】
さらに、３ｍｍ以上である上記ｒ（Ａ）またはｒ（Ｂ）の変動係数が０．００以上０．２０以下であれば、圧力損失により加わる荷重をより均一に支えることができ、ｒ（Ａ）またはｒ（Ｂ）が３ｍｍに近いような状況でも分離膜エレメントの変形をより確実に防ぐことができる。変動係数は、巻囲方向に向かって２０ｍｍ間隔でｒ（Ａ）またはｒ（Ｂ）を測定し、その標準偏差を平均値で除した値である。
【００６８】
＜水処理装置＞
本発明の分離膜エレメント１Ａは、例えばＲＯ浄水器などの水処理装置に適用することができる。図７、９、１１に例示した逆Ｌ型、逆Ｓ型、逆ＳＬ型分離膜エレメントの場合、上記分離膜４の供給側の面１０同士の上記端面Ａの内周側の開口部から供給流体１０１を供給し、上記分離膜４の供給側の面１０同士の上記端面Ｂまたは外周端部Ｘまたはその両方の開口部から濃縮流体を排出するように水処理装置に接続される。そのため、分離膜４の供給側の面１０同士の内周側の開口部（前記端面Ａの内周側の開口部）に連通するように供給流体供給部が接続され、分離膜４の供給側の面１０同士の外周側の開口部（上記端面Ｂまたは外周端部Ｘまたはその両方の開口部）に連通するように濃縮流体排出部が接続される。
【００６９】
一方、Ｌ型、Ｓ型、ＳＬ型分離膜エレメントの場合、上記分離膜４の供給側の面１０同士の上記端面Ｂまたは外周端部Ｘまたはその両方の開口部から供給流体１０１を供給し、上記分離膜４の供給側の面１０同士の上記端面Ａの内周側の開口部から濃縮流体１０３を排出するように水処理装置に接続される。そのため、分離膜４の供給側の面１０同士の外周側の開口部（上記端面Ｂまたは外周端部Ｘまたはその両方の開口部）に連通するように供給流体供給部が接続され、分離膜４の供給側の面１０同士の内周側の開口部（前記端面Ａの内周側の開口部）に連通するように濃縮流体排出部が接続される。
【実施例】
【００７０】
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何ら限定されるものではない。【００７１】
（ｐ（Ａ）、ｐ（Ｂ）、ｑ（Ａ）、ｑ（Ｂ）、ｒ（Ａ）、ｒ（Ｂ））
ｐ（Ａ）、ｐ（Ｂ）、ｑ（Ａ）、ｑ（Ｂ）、ｒ（Ａ）、ｒ（Ｂ）の測定は、分離膜エレメントの巻囲をほどき、分離膜エレメントを展開した状態で行う。巻囲方向に向かって２０ｍｍ間隔でノギスを用い測定し、平均値を算出する。なお、分離膜エレメントの展開にあたっては、分離膜の供給側の面同士を接着している接着剤を剥がしながら、分離膜ユニットを伸ばすようにして展開する。【００７２】
（ＯＬ（Ａ）、ＯＬ（Ｂ））
ＯＬ（Ａ）、ＯＬ（Ｂ）の測定は、分離膜エレメントの巻囲をほどき、分離膜エレメントを展開した状態で、ノギスを用い測定する。【００７３】
（初期造水量および造水量低下率）
供給流体として水道水を用いた。運転圧力０．２ＭＰaで濃縮水バルブを開放し、３０分間のフラッシング運転を行った。その後、運転圧力０．５５ＭＰａ、温度２５℃の条件下で６０分間運転した後に１分間の透過水のサンプリングを行い、初期造水量（Ｌ／ｍｉｎ）を測定した。その後、１００時間運転を行った後の造水量を同様に測定し、下記式から造水量低下率を算出した。【００７４】
造水量低下率（％）＝１００×（１−（１００時間運転後の造水量）／（初期造水量））
（回収率）
初期造水量の測定において、１分間に供給した供給水量と透過水量との比率を回収率とした。【００７５】
（ＴＤＳ除去率）
初期造水量の測定における１分間のサンプリングに供した供給水およびサンプリングした透過水について、総溶解固形分（以下、「ＴＤＳ」）の濃度を電気伝導率測定によりそれぞれ測定し、下記式からＴＤＳ除去率を算出した。【００７６】
ＴＤＳ除去率（％）＝１００×｛１−（透過水中のＴＤＳ濃度／供給水中のＴＤＳ濃度）｝
（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１５．２質量％Ｎ−ジメチルホルムアミド溶液を１８０μｍの厚みで室温（２５℃）にてキャストし、直ちに純水中に浸漬して５分間放置し、８０℃の温水に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層からなる、多孔性支持層（厚み：０．１３ｍｍ）を作製した。【００７７】
多孔性支持層をｍ−フェニレンジアミンの３．８質量％水溶液中に２分間浸漬した後、垂直方向にゆっくりと引き上げ、エアーノズルから窒素を吹き付けて多孔性支持層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の０．１７５質量％ｎ−デカン溶液を表面が完全に濡れるように塗布して１分間静置し、さらに１分間垂直に保持して液切りした。その後、９０℃の熱水で２分間洗浄して、分離膜を得た。【００７８】
このように得られた分離膜を、折り目が内周端部Ｙとなるように、かつ、供給側を内側にして折りたたんだ際、分離膜ユニットにおける分離膜の巻回方向の長さＬが１２００ｍｍ、有効中心管２の長手方向における長さＷが２５０ｍｍとなるように、複数枚断裁加工した。そして、裁断した分離膜の上に、ネット（厚み：０．５ｍｍ、ピッチ：３ｍｍ×３ｍｍ）を供給側流路材として、ネット構成糸の傾斜角度が巻回方向に対して４５°となるように、配置した。【００７９】
分離膜の供給側の面同士は、図７に示すように、分離膜の長手方向に対し垂直な方向における端面Ａが２０％開口するように、巻回方向の外側から内側にかけて連続的にウレタン系接着剤を塗布した。端面Ｂは、全面閉止されるように連続的にウレタン系接着剤を塗布した。そして、内周端部Ｙが折り目となるように、分離膜を、供給側の面を内側にして折り畳んだ。分離膜の透過側の面同士は、内周端部が全面開口し、その他の端面等が全面閉止されるように、連続的にウレタン系接着剤を塗布した。この際に、ｐ（Ａ）＞ｑ（Ａ）かつｐ（Ｂ）＞ｑ（Ｂ）となるように、端面Ａおよび端面Ｂの透過側の接着剤を供給側よりも内側に塗布した。【００８０】
透過側流路材は、スリット幅０．５ｍｍ、ピッチ０．９ｍｍの櫛形シムを装填したアプリケーターを用いて、以下のとおり作製した。すなわち、バックアップロールを２０℃に温度調節しながら、分離膜エレメントとした場合に巻回方向の内側端部から外側端部まで有孔中心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質量％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質量％からなる組成物ペレットを、樹脂温度２０５℃、走行速度１０ｍ／ｍｉｎで不織布上に塗布することで作製した。不織布は厚み０．０７ｍｍ、目付量が３５ｇ／ｍ２、エンボス柄（φ１ｍｍの円形、ピッチ５ｍｍの格子状）であった。【００８１】
作製した透過側流路材を裁断し、上述の、供給流路材を挟んだ分離膜の透過側の面に配置して、それらをＡＢＳ（アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン）製の有孔中心管（幅：３００ｍｍ、径：１８ｍｍ、孔数１０個×直線状１列）にスパイラル状に巻囲した。スパイラル状になった分離膜エレメントの外周面には、孔を有するフィルムを巻きつけた。なお、このフィルムには、フィルムの中央部の幅２００ｍｍの箇所に、幅（長径）４０ｍｍ、高さ（短径）１０ｍｍの孔が、幅方向（分離膜エレメントの周方向に相当）に４箇所、高さ方向（分離膜エレメントの長手方向に相当）に４箇所設けられている。フィルムが被覆された分離膜エレメントの両端のエッジカットを行った後、外周面に供給流体と濃縮流体を分離するブラインシールを装着し、分離膜エレメントを作製した。【００８２】
得られた分離膜エレメントにおける各閉止部材による接着幅の平均値は、ｐ（Ａ）＝２０ｍｍ、ｑ（Ａ）＝１５ｍｍ、ｐ（Ｂ）＝２０ｍｍ、ｑ（Ｂ）＝１５ｍｍ、ｒ（Ｂ）＝１５ｍｍであった。【００８３】
そして最後に、流体のショートパスを防止するため、端面Ａおよび端面Ｂの外周付近に接着剤を塗布した。【００８４】
分離膜エレメントをベッセルに入れて、使用形態を逆Ｌ型とし、回収率９０％にて各性能を評価したところ、結果は表１のとおりであった。【００８５】
【表１】
0006973650.tif 000002
【００８６】
（実施例２〜５）
上記端面Ａおよび端面Ｂを接着するための接着剤の塗布位置および塗布量を変更し、ｐ（Ａ）、ｑ（Ａ）、ｐ（Ｂ）、ｑ（Ｂ）、ｒ（Ａ）、ｒ（Ｂ）を表１のとお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。【００８７】
分離膜エレメントをベッセルに入れて、実施例１と同条件で各性能を評価したところ、結果は表１のとおりであった。【００８８】
【表２】
0006973650.tif 000003
【００８９】
（実施例６〜１０）
上記端面Ａおよび端面Ｂを接着するための接着剤の塗布位置および塗布量を変更し、ｐ（Ａ）、ｑ（Ａ）、ｐ（Ｂ）、ｑ（Ｂ）、ｒ（Ａ）、ｒ（Ｂ）を表２のとお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。【００９０】
分離膜エレメントをベッセルに入れて、使用形態をＬ型とした以外は実施例１と同条件で各性能を評価したところ、結果は表２のとおりであった。【００９１】
【表３】
0006973650.tif 000004
【００９２】
（実施例１１）
実施例１と同様にして各部材の準備を行い、巻囲前に分離膜の供給側の面に接着剤を塗布しなかったこと以外は実施例１と同様にして、分離膜エレメントを巻囲した。巻囲したエレメントの長手方向の端面Ｂ側に外側から接着剤を塗布し、端面Ａ側から真空ポンプで吸引し、接着剤を供給側流路の奥まで（有孔中心管の長手方向に）浸透させた。分離膜の供給側の面の端面Ａ側は、原水側の開口率が２０％となるように接着剤を塗布し（吸引は行わず）、分離膜エレメントを作製した。【００９３】
分離膜エレメントをベッセルに入れて、実施例１と同条件で各性能を評価したところ、結果は表３のとおりであった。【００９４】
（実施例１２）
実施例１１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。【００９５】
分離膜エレメントをベッセルに入れて、使用形態をＬ型とした以外は実施例１と同条件で各性能を評価したところ、結果は表３のとおりであった。【００９６】
（実施例１３）
巻きつける対の分離膜および部材の枚数を３枚とし、巻囲径を３インチ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。【００９７】
分離膜エレメントをベッセルに入れて、実施例１と同条件で各性能を評価したところ、結果は表３のとおりであった。【００９８】
（実施例１４〜１６）
端面Ａの開口部の開口率を表３のとお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。【００９９】
分離膜エレメントをベッセルに入れて、実施例１と同条件で各性能を評価したところ、結果は表３のとおりであった。【０１００】
【表４】
0006973650.tif 000005
【０１０１】
（実施例１７）
ＬおよびＷが表４の通りになるように膜および流路材を裁断し、巻きつける対の膜と流路材の枚数を２枚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。【０１０２】
分離膜エレメントをベッセルに入れて、実施例１と同条件で各性能を評価したところ、結果は表４のとおりであった。【０１０３】
（実施例１８）
分離膜の供給側の面に関し、端面Ｂの分離膜エレメント外周部近傍の開口幅を２００ｍｍとし、かつ、外周面に巻き付けるフィルムを孔が存在しない非透水性のものに変更することにより外周端部Ｘの開口幅を０ｍｍ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。【０１０４】
分離膜エレメントをベッセルに入れて、使用形態を逆Ｓ型とした以外は実施例１と同条件で各性能を評価したところ、結果は表４のとおりであった。【０１０５】
（実施例１９）
分離膜の供給側の面に関し、端面Ｂの分離膜エレメント外周部近傍の開口幅を１００ｍｍとし、かつ、外周端部Ｘが端面Ｂ側から連続的に１００ｍｍ開口するようにウレタン接着剤を塗布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。【０１０６】
分離膜エレメントをベッセルに入れて、使用形態を逆ＳＬ型とした以外は実施例１と同条件で各性能を評価したところ、結果は表４のとおりであった。【０１０７】
（実施例２０）
実施例１と同様にして各部材の準備を行い、巻囲前に分離膜の供給側の面に接着剤を塗布しなかったこと以外は実施例１と同様にして、分離膜エレメントを巻囲した。次に、巻囲したエレメントの長手方向の端面Ｂ側の内周２０％の部分に外側からウレタン系接着剤を塗布し、端面Ｂ側の外周８０％部分をマスキングしたうえで端面Ａ側から真空ポンプで吸引することで、接着剤を有孔中心管の長手方向に浸透させた。その後、端面Ｂ側の外周８０％の部分にウレタン系接着剤を塗布し（吸引は行わず）、さらに、端面Ａ側の開口部が内側から連続的に２０％となるように端面Ａ側に接着剤を塗布した（吸引は行わず）。【０１０８】
分離膜エレメントをベッセルに入れて、使用形態を逆Ｌ型とした以外は実施例１と同条件で各性能を評価したところ、結果は表４のとおりであった。【０１０９】
【表５】
0006973650.tif 000006
【０１１０】
（実施例２１）
実施例１８と同様にして分離膜エレメントを作製した。【０１１１】
分離膜エレメントをベッセルに入れて、使用形態を逆Ｓ型とした以外は実施例１と同条件で各性能を評価したところ、結果は表５のとおりであった。【０１１２】
（実施例２２）
分離膜の供給側の面に関し、端面Ｂの分離膜エレメント外周部近傍の開口幅を１００ｍｍとし、かつ、外周端部Ｘが端面Ａ側から連続的に１００ｍｍ開口するようにウレタン接着剤を塗布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。【０１１３】
分離膜エレメントをベッセルに入れて、使用形態をＳＬ型とした以外は実施例１と同条件で各性能を評価したところ、結果は表５のとおりであった。【０１１４】
【表６】
0006973650.tif 000007
【０１１５】
（比較例１）
実施例１と同様にして各部材の準備を行い、巻囲前に分離膜の供給側の面に接着剤を塗布しなかったこと以外は実施例１と同様にして、分離膜エレメントを巻囲した。巻囲したエレメントの長手方向の端面Ｂ側に外側から接着剤を塗布した。このとき、吸引や押し込み等の作業は行わなかった。長手方向の端面Ａ側は、原水側の開口率が２０％となるように接着剤を塗布し、分離膜エレメントを作製した。【０１１６】
分離膜エレメントをベッセルに入れて、実施例１と同条件で各性能を評価したところ、結果は表６のとおりであった。該エレメントでは、吸引や押し込み等の作業を行わなかったので、ｒ（Ｂ）が１ｍｍと小さいことによりフラッシング操作時に分離膜エレメントが変形し、ショートパスが起こったと考えられる。【０１１７】
（比較例２）
上記端面Ａおよび端面Ｂを接着するための接着剤の塗布位置および塗布量を変更し、ｐ（Ａ）、ｑ（Ａ）、ｐ（Ｂ）、ｑ（Ｂ）、ｒ（Ａ）、ｒ（Ｂ）を表６のとお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。【０１１８】
分離膜エレメントをベッセルに入れて、実施例１と同条件で各性能を評価したところ、結果は表６のとおりであった。該エレメントでは、開口部と逆側のｒ（Ｂ）が２ｍｍと小さいことによりフラッシング操作時に分離膜エレメントが変形し、ショートパスが起こったと考えられる。【０１１９】
（比較例３）
上記端面Ａおよび端面Ｂを接着するための接着剤の塗布位置および塗布量を変更し、ｐ（Ａ）、ｑ（Ａ）、ｐ（Ｂ）、ｑ（Ｂ）、ｒ（Ａ）、ｒ（Ｂ）を表６のとお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。【０１２０】
分離膜エレメントをベッセルに入れて、実施例１と同条件で各性能を評価したところ、結果は表６のとおりであった。該エレメントでは、ｑ（Ａ）／ｐ（Ａ）が２となっており供給側接着剤が有効膜部分にかかっているため、フラッシング時に膜面損傷が起こったと考えられる。【０１２１】
（比較例４）
上記端面Ａおよび端面Ｂを接着するための接着剤の塗布位置および塗布量を変更し、ｐ（Ａ）、ｑ（Ａ）、ｐ（Ｂ）、ｑ（Ｂ）、ｒ（Ａ）、ｒ（Ｂ）を表６のとお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。【０１２２】
分離膜エレメントをベッセルに入れて、実施例１と同条件で各性能を評価したところ、結果は表６のとおりであった。該エレメントでは、ｑ（Ｂ）／ｐ（Ｂ）が２となっており供給側接着剤が有効膜部分にかかっているため、フラッシング時に膜面損傷が起こったと考えられる。【０１２３】
（比較例５）
上記端面Ａおよび端面Ｂを接着するための接着剤の塗布位置および塗布量を変更し、ｐ（Ａ）、ｑ（Ａ）、ｐ（Ｂ）、ｑ（Ｂ）、ｒ（Ａ）、ｒ（Ｂ）を表６のとお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。【０１２４】
分離膜エレメントをベッセルに入れて、実施例１と同条件で各性能を評価したところ、結果は表６のとおりであった。該エレメントでは、ｑ（Ａ）／ｐ（Ａ）およびｑ（Ｂ）／ｐ（Ｂ）が２となっており供給側接着剤が有効膜部分にかかっているため、フラッシング時に膜面損傷が起こったと考えられる。【０１２５】
【表７】
0006973650.tif 000008
【０１２６】
（比較例６）
上記端面Ａおよび端面Ｂを接着するための接着剤の塗布位置および塗布量を変更し、ｐ（Ａ）、ｑ（Ａ）、ｐ（Ｂ）、ｑ（Ｂ）、ｒ（Ａ）、ｒ（Ｂ）を表７のとお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。【０１２７】
分離膜エレメントをベッセルに入れて、使用方法をＬ型とした以外は実施例１と同条件で各性能を評価したところ、結果は表７のとおりであった。該エレメントでは、ｑ（Ａ）／ｐ（Ａ）およびｑ（Ｂ）／ｐ（Ｂ）が２となっており供給側接着剤が有効膜部分にかかっているため、フラッシング時に膜面損傷が起こったと考えられる。開口部と逆側のｒ（Ａ）およびｒ（Ｂ）が２ｍｍと小さいことによりフラッシング操作時に分離膜エレメントが変形し、ショートパスが起こったと考えられる。【０１２８】
（比較例７）
図１に示すような一般的な使用形態（Ｉ型）となるように、分離膜の供給側の面同士の接着をせず、スパイラル状になった分離膜エレメントの外周面を液密なフィルムで被覆した以外は全て実施例１と同様にして、分離膜及び分離膜エレメントを作製した。【０１２９】
分離膜エレメントをベッセルに入れて、実施例１と同条件で各性能を評価したところ、結果は表７のとおりであった。該エレメントは通常のＩ型エレメントであり、本発明のエレメントに対して供給側流速が遅いため、膜面の濃度分極が発生しＴＤＳ除去率の低下およびスケール生成による造水量低下がみられたと考えられる。
【符号の説明】
【０１３０】
１  分離膜エレメント（Ｉ型）
１Ａ  分離膜エレメント
２  有孔中心管
３  供給側流路材
４  分離膜
５  透過側流路材
６  供給側閉止部材
７  透過側閉止部材
１０  分離膜の供給側の面
１１  分離膜の透過側の面
２０  多孔性部材
２１  孔付端板
２２  ブラインシール
２３  ベッセル
１０１  供給流体
１０２  透過流体
１０３  濃縮流体
Ａ、Ｂ  有孔中心管の長手方向における端面
Ｘ  有孔中心管の長手方向に対し垂直な方向における外周端部
Ｙ  有孔中心管の長手方向に対し垂直な方向における内周端部
Ｌ  供給側流路の長さ（有孔中心管の長手方向に対し垂直な方向における分離膜の長さ）
Ｗ  供給側流路の幅（有孔中心管の長手方向における分離膜の長さ）
ＯＬ  分離膜の供給側の面同士の端面Ａおよび端面Ｂの開口部長さ
【図１】
0006973650.tif 000009
【図２】
0006973650.tif 000010
【図３】
0006973650.tif 000011
【図４】
0006973650.tif 000012
【図５】
0006973650.tif 000013
【図６】
0006973650.tif 000014
【図７】
0006973650.tif 000015
【図８】
0006973650.tif 000016
【図９】
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【図１０】
0006973650.tif 000018
【図１１】
0006973650.tif 000019
【図１２】
0006973650.tif 000020
【図１３】
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