JP2014193460A - Separation membrane and separation membrane element - Google Patents

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Hiroho Hirozawa
洋帆 広沢
Kentaro Takagi
健太朗 高木
Shunsuke Tabayashi
俊介 田林
Yoshie Marutani
由恵 丸谷
Yoshiki Okamoto
宜記 岡本
Hiroyuki Yamada
博之 山田
Shuji Furuno
修治 古野
Tsuyoshi Hamada
剛志 浜田
Takao Sasaki
崇夫 佐々木
Masahiro Kimura
将弘 木村
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a separation membrane element which is effective to: the performance improvement of separation and removal when operating the separation membrane element under pressure; the performance improvement of the separation membrane element such as the increase of a permeated water amount per unit time and the like; and stable performance.SOLUTION: A separation membrane comprises: a separation membrane body having a supply side surface and a permeation side surface; a plurality of high flow path materials being fixed on the supply side surface of the separation membrane body and having a height H1 of 0.45 mm or more and 2 mm or less; and a low flow path material being fixed on the supply side surface of the separation membrane body, having a height H2 of 0.03 mm or more and 0.4 mm or less and being placed between the high flow path materials.

Description

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。   The present invention relates to a separation membrane element used for separating components contained in a fluid such as liquid and gas.

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、様々なものがある。例えば海水、かん水などに含まれるイオン性物質を除くための技術を例にとると、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には、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、正浸透膜などがあり、これらの膜は、例えば海水、かん水、有害物を含んだ水などから飲料水を得る場合や、工業用超純水の製造、排水処理、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。   There are various methods for separating components contained in fluid such as liquid and gas. For example, taking a technique for removing ionic substances contained in seawater, brine, and the like as an example, in recent years, the use of a separation method using a separation membrane element is expanding as a process for saving energy and resources. Separation membranes used in separation methods using separation membrane elements include microfiltration membranes, ultrafiltration membranes, nanofiltration membranes, reverse osmosis membranes, and forward osmosis membranes in terms of their pore size and separation function. Membranes are used to obtain drinking water from, for example, seawater, brine, and water containing harmful substances, and are used for the production of industrial ultrapure water, wastewater treatment, recovery of valuable materials, etc. Depending on the separation performance.

分離膜エレメントは、分離膜の一方の面に原流体を供給し、他方の面から透過水を得る点では共通している。分離膜エレメントは、各種形状からなる分離膜素子を多数束ねて膜面積を大きくし、単位エレメントあたりで多くの透過水を得ることができるように構成されており、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エレメントが製造されている。   The separation membrane element is common in that raw fluid is supplied to one side of the separation membrane and permeate is obtained from the other side. The separation membrane element is configured to bundle a large number of separation membrane elements of various shapes to increase the membrane area and to obtain a large amount of permeated water per unit element. Various elements such as molds, hollow fiber types, plate-and-frame types, rotating flat membrane types, and flat membrane integrated types are manufactured.

例えば、逆浸透ろ過に用いられる流体分離膜エレメントを例にとると、その分離膜エレメント部材は、原流体を分離膜表面へ供給する供給側流路材、原流体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からなる部材を中心管の周りに巻き付けたスパイラル型分離膜エレメントが、原流体に圧力を付与し、透過水を多く取り出す点で広く用いられている。   For example, taking a fluid separation membrane element used for reverse osmosis filtration as an example, the separation membrane element member is a supply-side flow path material that supplies the raw fluid to the separation membrane surface, and a separation that separates components contained in the raw fluid A spiral separation membrane element in which a member made of a permeate-side flow path material for guiding a permeate-side fluid that has permeated the separation membrane and separated from the supply-side fluid to the central tube is wound around the central tube. It is widely used in that it applies pressure to the fluid and extracts a large amount of permeated water.

例えば、スパイラル型逆浸透分離膜エレメントの部材としては、供給側流路材では供給側流体の流路を形成させるために主に高分子製のネットが使用され、分離膜としては、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、および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がそれぞれ供給側から透過側にかけて積層された分離膜が使用され、透過側流路材では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ている。   For example, as a member of a spiral-type reverse osmosis separation membrane element, a polymer net is mainly used for forming a supply-side fluid flow path in the supply-side flow path material, and a separation membrane such as polyamide is used. Separation functional layer made of cross-linked polymer, porous resin layer made of polymer such as polysulfone, and separation membrane in which non-woven fabric made of polymer such as polyethylene terephthalate is laminated from the supply side to the permeate side are used. In the channel material, a knitted member called a tricot having a smaller interval than the supply side channel material is used for the purpose of preventing the membrane from dropping and forming a permeate side channel.

近年、分離膜エレメントに造水コストの低減への高まりから、膜エレメントの高性能化のニーズが求められている。分離膜エレメントの分離性能、単位時間あたりの透過水量を増やす上では、各流路部材、分離膜エレメント部材の性能向上が提案されてきた。例えば、特許文献1では、平膜の表面または両面に一定方向に複数のドットを設けた平膜を積層し、集水管の外周にスパイラル状に巻回したスパイラル型膜エレメントを有するスパイラル型分離膜モジュールが開示されている。特許文献2では平膜の表面または両面に規則的な凹凸を設けられており、この凹凸が原水の流れを乱流化することが記載されている。   In recent years, the need for higher performance of membrane elements has been demanded due to the increase in water production cost of separation membrane elements. In order to increase the separation performance of the separation membrane element and the amount of permeated water per unit time, it has been proposed to improve the performance of each flow path member and separation membrane element member. For example, in Patent Document 1, a spiral separation membrane having a spiral membrane element in which a flat membrane provided with a plurality of dots in a predetermined direction is laminated on the surface or both surfaces of the flat membrane and spirally wound around the outer periphery of a water collecting pipe A module is disclosed. In Patent Document 2, it is described that regular irregularities are provided on the surface or both surfaces of a flat membrane, and the irregularities turbulent the flow of raw water.

特開2012−40487号JP 2012-40487 特表2012−518538号Special table 2012-518538

しかし、上記した分離膜エレメントは、性能の安定性が十分に高いとは言えず、使用中に分離性能が低下することがある。   However, the separation membrane element described above cannot be said to have sufficiently high performance stability, and the separation performance may deteriorate during use.

そこで、本発明は、特に高い圧力をかけて分離膜エレメントを運転した時の分離除去性能を安定化させることのできる分離膜および分離膜エレメントを提供することを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a separation membrane and a separation membrane element that can stabilize the separation and removal performance when the separation membrane element is operated under a particularly high pressure.

上記目的を達成するため、本発明は以下の構成をとる。すなわち、本発明の分離膜は、供給側の面と透過側の面とを有する分離膜本体と、前記分離膜本体の供給側の面上に固着し、高さが0.45mm以上2mm以下の複数の高流路材と、前記分離膜本体の供給側の面に固着し、高さが0.03mm以上0.4mm以下であり、前記高流路材の間に配置される低流路材と、を備える。   In order to achieve the above object, the present invention has the following configuration. That is, the separation membrane of the present invention is fixed to a separation membrane body having a supply side surface and a permeation side surface, and a supply side surface of the separation membrane body, and has a height of 0.45 mm to 2 mm. A plurality of high flow path materials and a low flow path material that is fixed to the supply side surface of the separation membrane main body and has a height of 0.03 mm to 0.4 mm and is disposed between the high flow path materials And comprising.

また、この分離膜は、集水管と、上記集水管の周囲に巻囲された上記分離膜を含む分離膜エレメントに適用可能である。   The separation membrane is applicable to a separation membrane element including a water collection pipe and the separation membrane wound around the water collection pipe.

本発明の構成によれば、高さの大きい流路材と高さの小さい流路材とが、1枚の分離膜の供給側の面に設けられる。高さの大きい流路材により、膜面方向における原水の乱流が起き、高さの小さい流路材により、膜面に垂直な方向における原水の乱流が生じる。その結果、濃度分極の発生が抑えられるので、安定した分離性能を保つことができる。   According to the configuration of the present invention, the channel material having a large height and the channel material having a small height are provided on the surface on the supply side of one separation membrane. A turbulent flow of raw water in the direction of the membrane surface occurs due to the channel material having a large height, and a turbulent flow of raw water in a direction perpendicular to the membrane surface occurs due to the channel material having a small height. As a result, the occurrence of concentration polarization is suppressed, so that stable separation performance can be maintained.

本発明の分離膜エレメントの一部を展開した斜視図である。It is the perspective view which expanded a part of separation membrane element of this invention. 本発明の分離膜エレメントの展開斜視図である。It is an expansion | deployment perspective view of the separation membrane element of this invention. 格子状粒状物パターンを模式的に示す平面図である。It is a top view which shows a lattice-like granular material pattern typically. 千鳥状粒状物パターンを模式的に示す平面図である。It is a top view which shows a staggered granular material pattern typically. 供給側流路材の一例を示す平面図である。It is a top view which shows an example of a supply side channel material. 供給側流路材の他の例を示す平面図である。It is a top view which shows the other example of the supply side channel material. 供給側流路材のさらに他の例を示す平面図である。It is a top view which shows the other example of the supply side channel material. 供給側流路材のさらに他の例を示す平面図である。It is a top view which shows the other example of the supply side channel material. 供給側流路材のさらに他の例を示す平面図である。It is a top view which shows the other example of the supply side channel material. 供給側流路材のさらに他の例を示す平面図である。It is a top view which shows the other example of the supply side channel material. 供給側流路材のさらに他の例を示す平面図である。It is a top view which shows the other example of the supply side channel material. 供給側流路材のさらに他の例を示す平面図である。It is a top view which shows the other example of the supply side channel material. 供給側流路材のさらに他の例を示す平面図である。It is a top view which shows the other example of the supply side channel material. 供給側流路材のさらに他の例を示す平面図である。It is a top view which shows the other example of the supply side channel material. 供給側流路材のさらに他の例を示す平面図である。It is a top view which shows the other example of the supply side channel material. 供給側流路材のさらに他の例を示す平面図である。It is a top view which shows the other example of the supply side channel material. 供給側流路材のさらに他の例を示す平面図である。It is a top view which shows the other example of the supply side channel material. 供給側流路材のさらに他の例を示す平面図である。It is a top view which shows the other example of the supply side channel material. 実施例1での供給側流路材配置を示す平面図である。FIG. 3 is a plan view showing a supply-side channel material arrangement in Example 1. 実施例11での供給側流路材配置を示す平面図である。FIG. 10 is a plan view showing a supply-side channel material arrangement in Example 11. 分離膜の一例を示す横断面図である。It is a cross-sectional view showing an example of a separation membrane.

以下、本発明の実施の一形態について、詳細に説明する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail.

〔1.分離膜エレメント〕
次に、スパイラル型分離膜エレメントの形態の一例について、図1を参照して説明する。
[1. Separation membrane element)
Next, an example of the form of the spiral separation membrane element will be described with reference to FIG.

図1に示すように、分離膜エレメント1は、集水管2、分離膜3、供給側流路材4、透過側流路材5、上流側端板7および下流側端板8を備える。分離膜エレメント1は、原水101を透過水102と濃縮水103とに分離することができる。   As shown in FIG. 1, the separation membrane element 1 includes a water collection pipe 2, a separation membrane 3, a supply-side channel material 4, a permeation-side channel material 5, an upstream end plate 7, and a downstream end plate 8. The separation membrane element 1 can separate the raw water 101 into the permeated water 102 and the concentrated water 103.

集水管2は、一方向(図中のx軸方向)に長い円筒状の部材である。集水管2の側面には複数の孔が設けられている。   The water collecting pipe 2 is a cylindrical member that is long in one direction (the x-axis direction in the figure). A plurality of holes are provided on the side surface of the water collecting pipe 2.

分離膜3は、上述したような所望の分離性能を有する膜であればよい。分離膜3は、原水101に接する供給側の面31と透過水102に接する透過側の面32を有する。   The separation membrane 3 may be a membrane having the desired separation performance as described above. The separation membrane 3 has a supply-side surface 31 in contact with the raw water 101 and a permeation-side surface 32 in contact with the permeated water 102.

供給側流路材は、分離膜3の供給側の面31に設けられる。供給側流路材には、後述するように、高流路材41A、低流路材41Bおよび端部流路材42が含まれる。   The supply-side channel material is provided on the supply-side surface 31 of the separation membrane 3. The supply-side channel material includes a high channel material 41A, a low channel material 41B, and an end channel material 42, as will be described later.

透過側流路材5としては、従来の流路材が適用可能であり、例えばトリコット等の編み物が用いられる。透過側流路材5は後述の封筒状膜6において、向かい合う2つの透過側の面32の間に配置される。ただし、透過側流路材5は、分離膜3の間に透過側流路を形成できる他の部材に変更可能である。また、分離膜3として凹凸が形成された分離膜を用いることで、透過側流路材5を省略することもできる。透過側流路材の詳細および他の例については後述する。   As the permeation side channel material 5, a conventional channel material can be applied, and for example, a knitted fabric such as tricot is used. The permeate-side channel material 5 is disposed between two opposing permeate-side surfaces 32 in an envelope-like film 6 described later. However, the permeate-side channel material 5 can be changed to another member that can form a permeate-side channel between the separation membranes 3. Moreover, the permeation | transmission side channel material 5 can also be abbreviate | omitted by using the separation membrane in which the unevenness | corrugation was formed as the separation membrane 3. FIG. Details of the permeation side channel material and other examples will be described later.

封筒状膜6は、透過側の面32が内側になるように重ね合わされた2枚の分離膜3により、または折り畳まれた1枚の分離膜3により形成される。封筒状膜6の平面形状は長方形であり、分離膜3は3辺において閉じ、1辺が開口している。封筒状膜6は、その開口部が集水管2を向くように配置され、さらに集水管2の周囲に巻き付けられる。分離膜エレメント1においては、複数の封筒状膜6が重なるように巻回されている。封筒状膜6の外側の面は供給側の面31であり、隣り合う封筒状膜6は供給側の面31が向かい合うように配置される。つまり、隣り合う封筒状膜6の間には供給側流路が形成され、封筒状膜6の内側には透過側流路が形成される。   The envelope-like membrane 6 is formed by two separation membranes 3 that are overlapped so that the permeation side surface 32 is on the inside, or by one folded separation membrane 3. The planar shape of the envelope membrane 6 is a rectangle, and the separation membrane 3 is closed on three sides, and one side is open. The envelope-like membrane 6 is arranged so that the opening thereof faces the water collecting pipe 2, and is further wound around the water collecting pipe 2. In the separation membrane element 1, a plurality of envelope membranes 6 are wound so as to overlap each other. The outer surface of the envelope-shaped film 6 is a supply-side surface 31, and the adjacent envelope-shaped films 6 are arranged so that the supply-side surfaces 31 face each other. That is, a supply-side flow path is formed between adjacent envelope-shaped films 6, and a permeate-side flow path is formed inside the envelope-shaped film 6.

上流側端板7および下流側端板8は、それぞれ、巻回体の上流側端部21および下流側端部22に取り付けられる。   The upstream end plate 7 and the downstream end plate 8 are attached to the upstream end 21 and the downstream end 22 of the wound body, respectively.

なお、分離膜エレメント1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。   The separation membrane element 1 can include members other than those described above. For example, the periphery of the wound body of the separation membrane may be covered with another member such as a film.

原水101は、上流側端板7を介して分離膜3の供給側の面31に供給される。分離膜3を透過した透過水102は、透過側流路材5により封筒状膜6内に形成された流路を通って、集水管2へと流れ込む。集水管2を流れた透過水は、端板8を通って分離膜エレメント1の外部に排出される。また、濃縮水103は、供給側の面31間を通って端板8から外部に排出される。こうして、原水101は、透過水102と濃縮水103とに分離される。   The raw water 101 is supplied to the surface 31 on the supply side of the separation membrane 3 via the upstream end plate 7. The permeated water 102 that has permeated the separation membrane 3 flows into the water collecting pipe 2 through a flow path formed in the envelope-shaped membrane 6 by the permeate-side flow path material 5. The permeated water that has flowed through the water collecting pipe 2 is discharged to the outside of the separation membrane element 1 through the end plate 8. Further, the concentrated water 103 is discharged from the end plate 8 to the outside through the space 31 on the supply side. Thus, the raw water 101 is separated into the permeated water 102 and the concentrated water 103.

以下、各部材の詳細について説明する。   Details of each member will be described below.

〔2.分離膜〕
(2−1)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。以下では、説明の便宜上、分離膜本体30と、分離膜本体30の供給側の面に固着した流路材との複合体を分離膜3と称する。
[2. Separation membrane)
(2-1) Overview A separation membrane is a membrane that can separate components in a fluid supplied to the surface of the separation membrane and obtain a permeated fluid that has permeated the separation membrane. Hereinafter, for convenience of explanation, a complex of the separation membrane main body 30 and the flow path material fixed to the supply side surface of the separation membrane main body 30 is referred to as a separation membrane 3.

本書において、分離膜本体30の「供給側の面」とは、分離膜本体の2つの面のうち、原流体が供給される側の表面を意味する。「透過側の面」とは、その逆側の面を意味する。分離膜本体が、基材及び分離機能層を備える場合は、一般的に、分離機能層側の面が供給側の面であり基材側の面が透過側の面である。   In this document, the “supply side surface” of the separation membrane body 30 means a surface on the side to which the raw fluid is supplied, of the two surfaces of the separation membrane body. The “transmission side surface” means the opposite side surface. When the separation membrane main body includes a base material and a separation functional layer, generally, the surface on the separation functional layer side is the surface on the supply side, and the surface on the base material side is the surface on the transmission side.

図中にx軸、y軸、z軸の方向軸を示す。x軸を幅方向、y軸を長さ方向と称することがある。図1等に示すように、分離膜本体30は長方形であり、幅方向および長さ方向は、分離膜本体30の外縁に平行である。また、高さ方向は幅方向および長さ方向に垂直である。   The x-axis, y-axis, and z-axis direction axes are shown in the figure. The x-axis may be referred to as the width direction and the y-axis may be referred to as the length direction. As shown in FIG. 1 and the like, the separation membrane main body 30 is rectangular, and the width direction and the length direction are parallel to the outer edge of the separation membrane main body 30. The height direction is perpendicular to the width direction and the length direction.

分離膜3は、エレメントにおいて、分離膜3は、集水管2の周囲に巻回されており、その幅方向が集水管2の長手方向に沿うように配置される。その結果、分離膜3は、その長さ方向が巻回方向に沿うように配置される。「巻回方向の内側」及び「巻回方向の外側」とはそれぞれ、分離膜において集水管に近い側及び遠い側と言い換えることもできる。   The separation membrane 3 is an element, and the separation membrane 3 is wound around the water collecting pipe 2 and arranged so that the width direction thereof is along the longitudinal direction of the water collecting pipe 2. As a result, the separation membrane 3 is arranged such that its length direction is along the winding direction. The “inner side in the winding direction” and “outer side in the winding direction” can also be referred to as the side closer to the water collecting pipe and the far side in the separation membrane, respectively.

(2−2)分離膜本体
<概要>
分離膜本体30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。分離膜本体30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、複合膜においては、分離機能層と基材との間に、多孔性支持層が形成されていてもよい。
(2-2) Separation membrane body <Overview>
As the separation membrane body 30, a membrane having separation performance according to the method of use, purpose, and the like is used. The separation membrane main body 30 may be formed of a single layer or a composite membrane including a separation functional layer and a base material. In the composite membrane, a porous support layer may be formed between the separation functional layer and the substrate.

<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、分離機能層の厚みが5nm以上300nm以下であることが好ましい。
<Separation function layer>
The thickness of the separation functional layer is not limited to a specific numerical value, but is preferably 5 nm or more and 3000 nm or less in terms of separation performance and transmission performance. In particular, in a reverse osmosis membrane, a forward osmosis membrane, and a nanofiltration membrane, the thickness of the separation functional layer is preferably 5 nm or more and 300 nm or less.

分離機能層の厚みは、これまで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。   The thickness of the separation functional layer can be based on the conventional method for measuring the thickness of the separation membrane. For example, the separation membrane is embedded with resin, and an ultrathin section is prepared by cutting the separation membrane, and the obtained section is subjected to processing such as staining. Thereafter, the thickness can be measured by observing with a transmission electron microscope. Further, when the separation functional layer has a pleat structure, measurement can be made at intervals of 50 nm in the cross-sectional length direction of the pleat structure located above the porous support layer, the number of pleats can be measured, and the average can be obtained. it can.

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。   The separation function layer may be a layer having both a separation function and a support function, or may have only a separation function. The “separation function layer” refers to a layer having at least a separation function.

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。   When the separation functional layer has both a separation function and a support function, a layer containing cellulose, polyvinylidene fluoride, polyether sulfone, or polysulfone as a main component is preferably applied as the separation functional layer.

なお、本書において、「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%以上であることを意味する。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。   In this document, “X contains Y as a main component” means that the Y content in X is 50% by mass, 70% by mass, 80% by mass, 90% by mass, or 95% by mass. It means that it is more than%. In addition, when there are a plurality of components corresponding to Y, the total amount of these components only needs to satisfy the above range.

一方、多孔性支持層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、原流体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。   On the other hand, as the porous support layer separating functional layer, a crosslinked polymer is preferably used in terms of easy control of the pore diameter and excellent durability. In particular, a polyamide separation functional layer obtained by polycondensation of a polyfunctional amine and a polyfunctional acid halide, an organic / inorganic hybrid functional layer, and the like are preferably used in that the separation performance of components in the raw fluid is excellent. These separation functional layers can be formed by polycondensation of monomers on the porous support layer.

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。   For example, the separation functional layer can contain polyamide as a main component. Such a film is formed by interfacial polycondensation of a polyfunctional amine and a polyfunctional acid halide by a known method. For example, by applying a polyfunctional amine aqueous solution to the porous support layer, removing the excess amine aqueous solution with an air knife or the like, and then applying an organic solvent solution containing a polyfunctional acid halide, the polyamide separation functional layer Is obtained.

また、分離機能層は、Si元素などを有する有機−無機ハイブリッド構造を有してもよい。有機無機ハイブリッド構造を有する分離機能層は、例えば、以下の化合物(A)、(B):
(A)エチレン性不飽和基を有する反応性基および加水分解性基がケイ素原子に直接結合したケイ素化合物、ならびに
(B)前記化合物(A)以外の化合物であってエチレン性不飽和基を有する化合物
を含有することができる。具体的には、分離機能層は、化合物(A)の加水分解性基の縮合物ならびに化合物(A)および/または(B)のエチレン性不飽和基の重合物を含有してもよい。すなわち、分離機能層は、
・化合物(A)のみが縮合および/または重合することで形成された重合物、
・化合物(B)のみが重合して形成された重合物、並びに
・化合物(A)と化合物(B)との共重合物
のうちの少なくとも1種の重合物を含有することができる。なお、重合物には縮合物が含まれる。また、化合物(A)と化合物(B)との共重合体中で、化合物(A)は加水分解性基を介して縮合していてもよい。
Further, the separation functional layer may have an organic-inorganic hybrid structure containing Si element or the like. Examples of the separation functional layer having an organic-inorganic hybrid structure include the following compounds (A) and (B):
(A) a silicon compound in which a reactive group and a hydrolyzable group having an ethylenically unsaturated group are directly bonded to a silicon atom, and (B) a compound other than the compound (A) and having an ethylenically unsaturated group Compounds can be included. Specifically, the separation functional layer may contain a condensate of the hydrolyzable group of the compound (A) and a polymer of the ethylenically unsaturated group of the compounds (A) and / or (B). That is, the separation functional layer is
A polymer formed by condensation and / or polymerization of only the compound (A),
-The polymer formed by superposing | polymerizing only a compound (B), and-At least 1 sort (s) of polymer of the copolymer of a compound (A) and a compound (B) can be contained. The polymer includes a condensate. In the copolymer of the compound (A) and the compound (B), the compound (A) may be condensed through a hydrolyzable group.

ハイブリッド構造は、公知の方法で形成可能である。ハイブリッド構造の形成方法の一例は次のとおりである。化合物(A)および化合物(B)を含有する反応液を多孔性支持層に塗布する。余分な反応液を除去した後、加水分解性基を縮合させるためには、加熱処理すればよい。化合物(A)および化合物(B)のエチレン性不飽和基の重合方法としては、熱処理、電磁波照射、電子線照射、プラズマ照射を行えばよい。重合速度を速める目的で分離機能層形成の際に重合開始剤、重合促進剤等を添加することができる。   The hybrid structure can be formed by a known method. An example of a method for forming a hybrid structure is as follows. A reaction solution containing the compound (A) and the compound (B) is applied to the porous support layer. In order to condense the hydrolyzable group after removing the excess reaction solution, heat treatment may be performed. As a polymerization method of the ethylenically unsaturated groups of the compound (A) and the compound (B), heat treatment, electromagnetic wave irradiation, electron beam irradiation, and plasma irradiation may be performed. For the purpose of increasing the polymerization rate, a polymerization initiator, a polymerization accelerator and the like can be added during the formation of the separation functional layer.

なお、いずれの分離機能層についても、使用前に、例えばアルコール含有水溶液、アルカリ水溶液によって膜の表面を親水化させてもよい。   For any separation functional layer, the surface of the membrane may be hydrophilized with an alcohol-containing aqueous solution or an alkaline aqueous solution, for example, before use.

<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。
<Porous support layer>
The porous support layer is a layer that supports the separation functional layer, and is also referred to as a porous resin layer.

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。   Although the material used for a porous support layer and its shape are not specifically limited, For example, you may form on a board | substrate with porous resin. As the porous support layer, polysulfone, cellulose acetate, polyvinyl chloride, epoxy resin or a mixture and laminate of them is used, and polysulfone with high chemical, mechanical and thermal stability and easy to control pore size. Is preferably used.

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膜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の投影面積円相当径を有することが好ましい。   The porous support layer gives mechanical strength to the separation membrane, and does not have separation performance like a separation membrane for components having a small molecular size such as ions. The pore size and pore distribution of the porous support layer are not particularly limited. For example, the porous support layer may have uniform and fine pores, or the side on which the separation functional layer is formed. It may have a pore size distribution such that the diameter gradually increases from the surface to the other surface. In any case, the projected area equivalent circle diameter of the pores measured using an atomic force microscope or an electron microscope on the surface on the side where the separation functional layer is formed is 1 nm or more and 100 nm or less. preferable. In particular, from the viewpoint of interfacial polymerization reactivity and retention of the separation functional layer, the pores on the surface of the porous support layer on which the separation functional layer is formed preferably have a projected area circle equivalent diameter of 3 nm to 50 nm.

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、0.02mm以上0.5mm以下の範囲にあることが好ましく、より好ましくは0.03mm以上0.3mm以下である。   The thickness of the porous support layer is not particularly limited, but for reasons such as giving strength to the separation membrane, it is preferably in the range of 0.02 mm to 0.5 mm, more preferably 0.03 mm to 0.3 mm. It is as follows.

多孔性支持層の形態は、走査型電子顕微鏡や透過型電子顕微鏡、原子間顕微鏡により観察できる。例えば走査型電子顕微鏡で観察するのであれば、基材から多孔性支持層を剥がした後、これを凍結割断法で切断して断面観察のサンプルとする。このサンプルに白金または白金−パラジウムまたは四塩化ルテニウム、好ましくは四塩化ルテニウムを薄くコーティングして3〜6kVの加速電圧で、高分解能電界放射型走査電子顕微鏡(UHR−FE−SEM)で観察する。高分解能電界放射型走査電子顕微鏡は、日立製S−900型電子顕微鏡などが使用できる。得られた電子顕微鏡写真に基づいて、多孔性支持層の膜厚、表面の投影面積円相当径を測定することができる。   The form of the porous support layer can be observed with a scanning electron microscope, a transmission electron microscope, or an atomic microscope. For example, when observing with a scanning electron microscope, after peeling off the porous support layer from the substrate, it is cut by the freeze cleaving method to obtain a sample for cross-sectional observation. The sample is thinly coated with platinum, platinum-palladium, or ruthenium tetrachloride, preferably ruthenium tetrachloride, and observed with a high-resolution field emission scanning electron microscope (UHR-FE-SEM) at an acceleration voltage of 3 to 6 kV. A Hitachi S-900 electron microscope or the like can be used as the high-resolution field emission scanning electron microscope. Based on the obtained electron micrograph, the film thickness of the porous support layer and the projected area equivalent circle diameter of the surface can be measured.

多孔性支持層の厚み、孔径は、平均値であり、多孔性支持層の厚みは、断面観察で厚み方向に垂直な方向に0.02mm間隔で測定し、20点測定の平均値である。また、孔径は、200個の孔について測定された、各投影面積円相当径の平均値である。   The thickness and pore diameter of the porous support layer are average values, and the thickness of the porous support layer is measured at intervals of 0.02 mm in a direction perpendicular to the thickness direction by cross-sectional observation, and is an average value of 20 points. Moreover, a hole diameter is an average value of each projected area circle equivalent diameter measured about 200 holes.

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、上記ポリスルホンの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。   Next, a method for forming the porous support layer will be described. For example, the porous support layer is prepared by pouring an N, N-dimethylformamide (hereinafter referred to as DMF) solution of the above polysulfone into a constant thickness on a substrate to be described later, for example, a densely woven polyester cloth or non-woven cloth. It can be produced by molding and wet coagulating it in water.

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される。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。   The porous support layer is “Office of Saleen Water Research and Development Progress Report” no. 359 (1968). In addition, in order to obtain a desired form, the polymer concentration, the temperature of the solvent, and the poor solvent can be adjusted.

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得ることができる。   For example, a predetermined amount of polysulfone is dissolved in DMF to prepare a polysulfone resin solution having a predetermined concentration. Next, this polysulfone resin solution is applied to a substrate made of polyester cloth or nonwoven fabric to a substantially constant thickness, and after removing the surface solvent in the air for a certain period of time, the polysulfone is coagulated in the coagulation liquid. Can be obtained.

<基材>
分離膜本体30の強度、寸法安定性等の観点から、分離膜本体30は基材を有してもよい。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。
<Base material>
From the viewpoint of the strength and dimensional stability of the separation membrane main body 30, the separation membrane main body 30 may have a base material. As the base material, it is preferable to use a fibrous base material in terms of strength, unevenness forming ability and fluid permeability.

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。   As a base material, both a long fiber nonwoven fabric and a short fiber nonwoven fabric can be used preferably. In particular, since the long fiber nonwoven fabric has excellent film-forming properties, when the polymer solution is cast, the solution penetrates through the permeation, the porous support layer peels off, and Can suppress the film from becoming non-uniform due to fluffing of the substrate and the like, and the occurrence of defects such as pinholes. In addition, since the base material is made of a long-fiber non-woven fabric composed of thermoplastic continuous filaments, compared to short-fiber non-woven fabrics, it suppresses the occurrence of non-uniformity and film defects caused by fiber fluffing during casting of a polymer solution. be able to. Furthermore, since the separation membrane is tensioned in the film-forming direction when continuously formed, it is preferable to use a long-fiber nonwoven fabric excellent in dimensional stability as a base material.

長繊維不織布は、成形性、強度の点で、多孔性支持層とは反対側の表層における繊維が、多孔性支持層側の表層の繊維よりもたて配向であることが好ましい。そのような構造によれば、強度を保つことで膜破れ等を防ぐ高い効果が実現されるだけでなく、分離膜に凹凸を付与する際の、多孔性支持層と基材とを含む積層体としての成形性も向上し、分離膜表面の凹凸形状が安定するので好ましい。   In the long-fiber nonwoven fabric, it is preferable that the fibers in the surface layer on the side opposite to the porous support layer have a vertical orientation with respect to the fibers in the surface layer on the porous support layer side in terms of moldability and strength. According to such a structure, not only a high effect of preventing membrane breakage by maintaining strength is realized, but also a laminate comprising a porous support layer and a substrate when imparting irregularities to the separation membrane The moldability is improved, and the uneven shape on the surface of the separation membrane is stabilized, which is preferable.

より具体的には、長繊維不織布の、多孔性支持層とは反対側の表層における繊維配向度は、0°以上25°以下であることが好ましく、また、多孔性支持層側表層における繊維配向度との配向度差が10°以上90°以下であることが好ましい。   More specifically, the fiber orientation degree in the surface layer on the side opposite to the porous support layer of the long-fiber nonwoven fabric is preferably 0 ° or more and 25 ° or less, and the fiber orientation in the surface layer on the porous support layer side. The degree of orientation difference with respect to the degree is preferably 10 ° or more and 90 ° or less.

分離膜の製造工程やエレメントの製造工程においては加熱する工程が含まれるが、加熱により多孔性支持層または分離機能層が収縮する現象が起きる。特に連続製膜において張力が付与されていない幅方向において、収縮は顕著である。収縮することにより、寸法安定性等に問題が生じるため、基材としては熱寸法変化率が小さいものが望まれる。不織布において多孔性支持層とは反対側の表層における繊維配向度と多孔性支持層側表層における繊維配向度との差が10°以上90°以下であると、熱による幅方向の変化を抑制することもでき、好ましい。   The separation membrane manufacturing process and the element manufacturing process include a heating process, but a phenomenon occurs in which the porous support layer or the separation functional layer contracts due to the heating. In particular, the shrinkage is remarkable in the width direction where no tension is applied in continuous film formation. Since shrinkage causes problems in dimensional stability and the like, a substrate having a small rate of thermal dimensional change is desired. In the nonwoven fabric, when the difference between the fiber orientation degree on the surface layer opposite to the porous support layer and the fiber orientation degree on the porous support layer side surface layer is 10 ° or more and 90 ° or less, the change in the width direction due to heat is suppressed. Can also be preferred.

ここで、繊維配向度とは、多孔性支持層を構成する不織布基材の繊維の向きを示す指標である。具体的には、繊維配向度とは、連続製膜を行う際の製膜方向、つまり不織布基材の長手方向と、不織布基材を構成する繊維との間の角度の平均値である。つまり、繊維の長手方向が製膜方向と平行であれば、繊維配向度は0°である。また、繊維の長手方向が製膜方向に直角であれば、すなわち不織布基材の幅方向に平行であれば、その繊維の配向度は90°である。よって、繊維配向度が0°に近いほどたて配向であり、90°に近いほどよこ配向であることを示す。   Here, the fiber orientation degree is an index indicating the direction of the fibers of the nonwoven fabric substrate constituting the porous support layer. Specifically, the fiber orientation degree is an average value of angles between the film forming direction when continuous film formation is performed, that is, the longitudinal direction of the nonwoven fabric base material, and the fibers constituting the nonwoven fabric base material. That is, if the longitudinal direction of the fiber is parallel to the film forming direction, the fiber orientation degree is 0 °. If the longitudinal direction of the fiber is perpendicular to the film forming direction, that is, if it is parallel to the width direction of the nonwoven fabric substrate, the degree of orientation of the fiber is 90 °. Accordingly, the fiber orientation degree is closer to 0 °, and the fiber orientation is closer to 90 °.

繊維配向度は以下のように測定される。まず、不織布からランダムに小片サンプル10個を採取する。次に、そのサンプルの表面を走査型電子顕微鏡で100〜1000倍で撮影する。撮影像の中で、各サンプルあたり10本を選び、不織布の長手方向(たて方向、製膜方向)を0°としたときの角度を測定する。つまり1つの不織布あたり計100本の繊維について、角度の測定が行われる。こうして測定された100本の繊維についての角度から平均値を算出する。得られた平均値の小数点以下第一位を四捨五入して得られる値が、繊維配向度である。   The degree of fiber orientation is measured as follows. First, 10 small piece samples are randomly collected from the nonwoven fabric. Next, the surface of the sample is photographed at 100 to 1000 times with a scanning electron microscope. In the photographed image, 10 samples are selected for each sample, and the angle when the longitudinal direction (vertical direction, film forming direction) of the nonwoven fabric is set to 0 ° is measured. That is, the angle is measured for a total of 100 fibers per nonwoven fabric. An average value is calculated from the angles of 100 fibers thus measured. The value obtained by rounding off the first decimal place of the obtained average value is the fiber orientation degree.

基材の厚みは、0.03mm以上0.3mm以下の範囲内、または0.05mm以上0.25mm以下の範囲内となる程度に設定されることが好ましい。   The thickness of the base material is preferably set to an extent that is in the range of 0.03 mm to 0.3 mm, or in the range of 0.05 mm to 0.25 mm.

(2−3)供給側流路材
分離膜の供給側の面に設けられる流路材について以下に説明する。図1に示すように、分離膜3が重ねられることで、分離膜間に、供給側流路材により流路が形成される。
(2-3) Supply-side channel material The channel material provided on the supply-side surface of the separation membrane will be described below. As shown in FIG. 1, the separation membrane 3 is overlapped, so that a flow path is formed between the separation membranes by the supply-side flow path material.

<高流路材41A>
高流路材41Aは、1枚の分離膜に対して複数設けられる。高流路材41Aは、主に分離膜間のスペーサとして機能することで、供給側の流路を形成する。また、高流路材41Aは、原水の流れを水平方向(膜面方向)へ乱す役割を果たす。高流路材41Aは、向かい合う供給側の面の片方だけに形成されていてもよいし、両方に形成されていてもよい。
<High channel material 41A>
A plurality of high flow path materials 41A are provided for one separation membrane. The high flow path material 41A mainly functions as a spacer between the separation membranes to form a supply-side flow path. Further, the high flow path material 41A plays a role of disturbing the flow of raw water in the horizontal direction (film surface direction). The high flow path material 41A may be formed on only one of the faces on the supply side facing each other, or may be formed on both.

(高さ)
高流路材41Aの高さH1(図21参照)は、流動抵抗と分離膜エレメントに充填する膜リーフ数とを考慮して決定される。高さが大きい方が流路における流動抵抗が小さくなり、分離特性および水透過性能を高めることができる。特に、高流路材41Aの高さは0.45mm以上または0.5mm以上であることが好ましい。また、高さが小さい方が、1つのエレメント当たりの分離膜リーフ数を多くすることができるので、エレメントの造水能力が高まり、運転にかかるコストを低く抑えながら大きな造水量を得ることができる。特に、高流路材の高さは2mm以下または1mm以下であることが好ましい。
(height)
The height H1 (see FIG. 21) of the high flow path material 41A is determined in consideration of the flow resistance and the number of membrane leaves filled in the separation membrane element. The larger the height, the smaller the flow resistance in the flow path, and the separation characteristics and the water permeation performance can be improved. In particular, the height of the high flow path member 41A is preferably 0.45 mm or more or 0.5 mm or more. In addition, the smaller the height, the greater the number of separation membrane leaves per element, so that the water production capacity of the element is increased, and a large amount of water production can be obtained while keeping operating costs low. . In particular, the height of the high flow path material is preferably 2 mm or less or 1 mm or less.

なお、分離膜リーフ(単にリーフと呼ぶこともある)とは、エレメントに組み込まれるのに適した長さに裁断された、2枚一組の分離膜である。分離膜リーフは、分離膜の折り畳みまたは貼り合わせなどによって形成される。   A separation membrane leaf (sometimes simply referred to as a leaf) is a set of two separation membranes cut to a length suitable for incorporation into an element. The separation membrane leaf is formed by folding or bonding the separation membrane.

供給側供給側流路材の高さは、市販の形状測定システムなどを用いて計測できる。例えば、レーザー顕微鏡による断面からの厚み測定、キーエンス製高精度形状測定システムKS−1100などで測定することができる。測定は供給側供給側流路材が存在する任意の箇所について実施し、各高さの値を総和した値を測定総箇所の数で割って求めることができる。   The height of the supply-side supply-side channel material can be measured using a commercially available shape measurement system or the like. For example, the thickness can be measured from a cross section with a laser microscope, or measured with a high-precision shape measuring system KS-1100 manufactured by Keyence. The measurement can be performed at an arbitrary location where the supply-side supply-side channel material is present, and a value obtained by summing up the height values can be divided by the total number of measurement locations.

(形状)
分離膜全体における高流路材41Aの形状は、ドットのような不連続状、網型のような連続状など特に限定されないが、流動抵抗を小さくするために不連続状が好ましい。
(shape)
The shape of the high flow path material 41A in the entire separation membrane is not particularly limited, such as a discontinuous shape such as a dot or a continuous shape such as a net shape, but a discontinuous shape is preferable in order to reduce the flow resistance.

不連続状の場合、個々の高流路材41Aの形状は特に限定されず、流路の流動抵抗を少なくし、かつ分離膜に原流体を供給、透過させる際の流路を安定化させるように変更可能である。例えば、高流路材41Aの平面形状(分離膜の表面上部から観察した形状)は、楕円、円、長円、台形、三角形、長方形、正方形、平行四辺形、菱形、不定形であってもよい。また、高流路材41Aの立体的形状としては、高さ方向において、分離膜本体30の表面に近付くほど幅が狭くなる形状、供給側流路材の幅が一定な形状、分離膜本体30の表面に近付くほど幅が広がる形状のいずれも選択できるが、幅が広がるほど膜表面の流速が速くなるため、乱流強度が増すことにより濃度分極が抑制されるため特に好ましい。分離膜本体30の表面から70μm間の形状が特に重要であり、この範囲において、上述の形状であることが好ましい。   In the case of a discontinuous shape, the shape of the individual high flow path material 41A is not particularly limited, so that the flow resistance of the flow path is reduced, and the flow path when supplying and permeating the original fluid to the separation membrane is stabilized. Can be changed. For example, the planar shape of the high channel material 41A (the shape observed from the upper surface of the separation membrane) may be an ellipse, a circle, an ellipse, a trapezoid, a triangle, a rectangle, a square, a parallelogram, a rhombus, and an indefinite shape. Good. The three-dimensional shape of the high flow path material 41A includes a shape in which the width becomes narrower as it approaches the surface of the separation membrane body 30 in the height direction, a shape in which the width of the supply-side flow path material is constant, and the separation membrane body 30 Any shape that expands as it approaches the surface of the film can be selected. However, as the width increases, the flow velocity on the film surface increases, and this is particularly preferable because concentration polarization is suppressed by increasing the turbulence intensity. A shape between 70 μm from the surface of the separation membrane main body 30 is particularly important, and in this range, the above-mentioned shape is preferable.

(直径、アスペクト比およびピッチ)
高さと同様の理由から高流路材41Aの長さ(長さ方向つまりMDにおける大きさの最大値)および幅(幅方向つまりCDにおける大きさの最大値)は0.1mm以上30mm以下が好ましく、より好ましくは0.2mm以上10mm以下である。膜表面上部から観察したときの高流路材41Aアスペクト比は1以上15以下である。なお、アスペクト比は高流路材41Aの幅を長さで除した値である。長さ方向とは、Machine Direction(MD)を指し、幅方向とはCross Direction(CD)を指す。
(Diameter, aspect ratio and pitch)
For the same reason as the height, the length (the maximum value of the size in the MD direction) and the width (the maximum value of the size in the MD) and the width (the maximum value in the CD direction) of the high flow path member 41A are preferably 0.1 mm or more and 30 mm or less. More preferably, it is 0.2 mm or more and 10 mm or less. The aspect ratio of the high flow path material 41A when observed from the upper part of the film surface is 1 or more and 15 or less. The aspect ratio is a value obtained by dividing the width of the high flow path material 41A by the length. The length direction refers to Machine Direction (MD), and the width direction refers to Cross Direction (CD).

また、高流路材41A間のピッチは樹脂直径の10分の1から50倍の間で適宜設計すると良い。ピッチとは、ある供給側流路材における最も高い点と、この供給側流路材に隣接する別の供給側流路材の最も高い点との水平距離のことである。   Further, the pitch between the high flow path materials 41A may be appropriately designed between 1/10 and 50 times the resin diameter. The pitch is a horizontal distance between the highest point in a certain supply-side channel material and the highest point of another supply-side channel material adjacent to this supply-side channel material.

(パターン)
高流路材41Aのパターンは流路を確保し、かつ原水の水平方向の流れを乱すものであれば特に限定されず、目的に応じていわゆる格子状や千鳥状などにパターン化でき、あるいはその組み合わせでも良いが、千鳥状であると、分離膜に原流体を均一に供給できるため好ましい。分離膜に原流体を均一に供給できると、膜面での乱流効果(攪拌効果)が大きくなり、濃度分極等による分離性能の低下が生じ難くなる。なお、本発明の分離膜をエレメント巻囲する際には、折りや接着により分離膜の供給面が対になるようにしてリーフを作製する。この時、片方の面のみに供給側流路材が配置されていても良く、あるいは2枚の分離膜に固着された供給側流路材で所望の配置がなされていても良い。
(pattern)
The pattern of the high flow path material 41A is not particularly limited as long as it secures the flow path and disturbs the flow of the raw water in the horizontal direction, and can be patterned in a so-called lattice shape or zigzag pattern according to the purpose, or A combination may be used, but a staggered shape is preferable because the raw fluid can be uniformly supplied to the separation membrane. If the raw fluid can be uniformly supplied to the separation membrane, the turbulent flow effect (stirring effect) on the membrane surface becomes large, and the separation performance is hardly lowered due to concentration polarization or the like. When the separation membrane of the present invention is wrapped around the element, a leaf is produced so that the supply surfaces of the separation membrane are paired by folding or bonding. At this time, the supply-side channel material may be disposed only on one surface, or a desired arrangement may be made with the supply-side channel material fixed to the two separation membranes.

格子状とは図3の分離膜3のように、直近の4個のドット411、412、413、414が略正方形を形成するように互いに略垂直な少なくとも二方向に一定のピッチで形成される態様を意味し、千鳥状とは図4の分離膜3ように直近の3個のドット415、416、417が略正三角形の頂点を形成するように少なくとも三方向に一定のピッチで形成される態様を意味する。   The lattice shape is formed at a constant pitch in at least two directions substantially perpendicular to each other so that the nearest four dots 411, 412, 413, and 414 form a substantially square shape as in the separation membrane 3 of FIG. A staggered pattern means a three-dot pattern 415, 416, and 417 formed at a constant pitch in at least three directions so as to form the apex of a substantially equilateral triangle as in the separation membrane 3 of FIG. Means embodiment.

具体的には高流路材41Aと、その高流路材に原水の流れ方向で近接する2つの高流路材41Aとをそれぞれ結ぶ直線の間の角度(図5、図6中にαで示す)は、20°以上160°以下であることが好ましく、35°以上80°以下であることがより好ましい。   Specifically, an angle between straight lines connecting the high flow path material 41A and the two high flow path materials 41A adjacent to the high flow path material in the flow direction of the raw water (α in FIGS. 5 and 6). Is preferably 20 ° or more and 160 ° or less, and more preferably 35 ° or more and 80 ° or less.

高流路材41Aのピッチが行方向と列方向とで等しい場合、格子状であれば図5のようにこの角度αは45°であり、図6のように千鳥状であればこの角度αは90°となる。   When the pitch of the high flow path material 41A is equal in the row direction and the column direction, the angle α is 45 ° as shown in FIG. 5 if it is a lattice shape, and this angle α if it is staggered as shown in FIG. Is 90 °.

なお、ある高流路材に対して「近接する2つの高流路材」としては、基準とする1つの高流路材41Aから、原水の流れ方向において離れており、かつ基準となる高流路材との距離が最も小さい2つの高流路材が選択される。このとき、2つの高流路材の両方が、基準となる高流路材の上流側から選択されるか、または下流側から選択される。   Note that “two adjacent high flow channel materials” with respect to a certain high flow channel material are separated from one reference high flow channel material 41A in the flow direction of the raw water and serve as a reference high flow material. Two high flow path materials having the smallest distance from the road material are selected. At this time, both of the two high flow path materials are selected from the upstream side of the reference high flow path material or selected from the downstream side.

例えば、図5では、基準となる高流路材413に対して、それに近接する高流路材を2つ選択する場合、基準となる高流路材の下流側にある高流路材の中から、最も近い1つの高流路材411と、2番目に近い高流路材412とが選択される。また、図6の千鳥状の例では、基準となる高流路材417の下流側にある高流路材の中から、最も近く、同じ距離だけ離れた2つの高流路材415および416が選択される。すなわち、基準となる高流路材と、それに近接する2つの高流路材41Aとの距離は異なると等しい場合がある。   For example, in FIG. 5, when two high flow path materials close to the reference high flow path material 413 are selected, the middle of the high flow path material on the downstream side of the reference high flow path material is selected. Therefore, the closest one high flow path material 411 and the second closest high flow path material 412 are selected. In the zigzag example of FIG. 6, the two high flow path members 415 and 416 that are the closest and the same distance apart from the high flow path material on the downstream side of the reference high flow path material 417 are the same. Selected. That is, the distance between the reference high flow path material and the two high flow path materials 41A adjacent thereto may be equal if they are different.

<低流路材41B>
(高さ)
低流路材41Bの高さH2(図21)は、高流路材41Aの高さH1よりも小さいことが好ましい。このような低流路材41Bが設けられることで、高流路材41Aの間に原水が流れる空隙を確保することができる。つまり、供給側流路の高さ(つまり深さ)を確保することで流動抵抗を抑えることができる。その結果、高い造水量が得られる。このような低流路材41Bが設けられていると、原水が低流路材41Bを越えるときに、原水の流れる方向が高さ方向(膜面に垂直な方向)において変動する。
<Low channel material 41B>
(height)
The height H2 (FIG. 21) of the low flow path material 41B is preferably smaller than the height H1 of the high flow path material 41A. By providing such a low flow path material 41B, a gap through which raw water flows can be secured between the high flow path materials 41A. That is, the flow resistance can be suppressed by ensuring the height (that is, the depth) of the supply-side flow path. As a result, a high amount of fresh water can be obtained. When such a low flow path material 41B is provided, when the raw water exceeds the low flow path material 41B, the flow direction of the raw water varies in the height direction (direction perpendicular to the membrane surface).

こうして、原水の流れには、高流路材41Aによる膜面方向の乱れだけでなく、低流路材41Bによる高さ方向の乱れも生じる。こうして、濃度分極が効果的に抑制される。   Thus, in the flow of raw water, not only the disturbance in the film surface direction due to the high flow path material 41A but also the disturbance in the height direction due to the low flow path material 41B occurs. Thus, concentration polarization is effectively suppressed.

低流路材41Bの高さH2が0.03mm以上であることで、原水の流れを高さ方向に乱す効果が得られるので好ましく、高さH2が0.1mm以上であることがより好ましい。   The height H2 of the low flow path material 41B is preferably 0.03 mm or more because an effect of disturbing the flow of raw water in the height direction is obtained, and the height H2 is more preferably 0.1 mm or more.

また、低流路材の高さH2は、0.4mm以下であると、高流路材41Aの間の流路を確保して、流動抵抗の増加を抑えることができるので好ましい。高さH2は、0.3mm以下であることがより好ましい。   In addition, it is preferable that the height H2 of the low flow path material is 0.4 mm or less because a flow path between the high flow path materials 41A can be secured and an increase in flow resistance can be suppressed. The height H2 is more preferably 0.3 mm or less.

特に、流動抵抗を抑えつつ膜面方向および高さ方向に乱流を発生させるためには、H1とH2の比が、
0.1≦(H2/H1)≦0.9
を満たすことが好ましく、特に
0.1≦(H2/H1)≦0.4
を満たすことが好ましい。
In particular, in order to generate turbulent flow in the film surface direction and height direction while suppressing flow resistance, the ratio of H1 and H2 is:
0.1 ≦ (H2 / H1) ≦ 0.9
Preferably 0.1 ≦ (H2 / H1) ≦ 0.4.
It is preferable to satisfy.

低流路材41Bは、向かい合う分離膜の供給側の面の両方に設けられてもよいし、片方のみに設けられてもよい。   The low flow path material 41B may be provided on both surfaces on the supply side of the separation membrane facing each other, or may be provided only on one side.

(形状)
分離膜全体における低流路材41Bの形状は、ドットのような不連続状、網型のような連続状、高流路材41Aと連続する形状など特に限定されない。
(shape)
The shape of the low flow path material 41B in the entire separation membrane is not particularly limited, such as a discontinuous shape such as dots, a continuous shape such as a net shape, or a shape continuous with the high flow path material 41A.

低流路材41Bの高さ方向の形状としては、分離膜本体30の表面に近付くほど幅が狭くなる形状、供給側流路材の幅が一定な形状、分離膜本体30の表面に近付くほど幅が広がる形状のいずれも選択できる。特に、分離膜本体30の表面に近づくほど幅が広がる形状は、膜表面の流速が速くなるため、乱流強度が増すことにより濃度分極が抑制されるので、特に好ましい。特に、分離膜本体30の表面から70μm間の形状が重要であり、この範囲において上述の形状であることが好ましい。   The shape of the low flow path material 41B in the height direction is such that the width becomes narrower as it approaches the surface of the separation membrane body 30, the shape where the width of the supply side flow path material is constant, and the closer to the surface of the separation membrane body 30 Any of the wide shapes can be selected. In particular, a shape whose width increases as it approaches the surface of the separation membrane main body 30 is particularly preferable because the flow velocity on the membrane surface increases, and concentration polarization is suppressed by increasing the turbulent strength. In particular, the shape between 70 μm from the surface of the separation membrane main body 30 is important, and the above-mentioned shape is preferable within this range.

不連続状の場合、個々の高流路材41Aの形状は特に限定されず、流路の流動抵抗を少なくし、かつ原水の流れを高さ方向に乱すように変更可能であり、高流路材41Aと同様の形状を適用できる。   In the case of a discontinuous shape, the shape of each high flow path material 41A is not particularly limited, and can be changed so as to reduce the flow resistance of the flow path and disturb the flow of raw water in the height direction. A shape similar to that of the material 41A can be applied.

また、低流路材41Bは高流路材41Aと連続していても良い。この場合、図7のようにいずれの方向に連続していても良く、あるいは図8〜図10のように一方の方向に連続していても良い。特にこれらの形態においては、高流路材の間をつなぐように、低流路材が連続して形成されている。   The low flow path material 41B may be continuous with the high flow path material 41A. In this case, it may be continuous in any direction as shown in FIG. 7, or may be continuous in one direction as shown in FIGS. Particularly in these forms, the low flow path material is continuously formed so as to connect the high flow path materials.

(寸法およびアスペクト比)
高さと同様の理由から低流路材41Bの長さ(長さ方向つまりMDにおける大きさの最大値)0.1mm以上30mm以下が好ましく、より好ましくは0.2mm以上10mm以下である。低流路材41Bの幅(幅方向つまりCDにおけるの大きさの最大値)は特に限定されない。低流路材41Bが高流路材41Aと連続していない場合の膜表面上部から観察したときのアスペクト比は1以上15以下が好ましい。アスペクト比は低流路材41Bの幅を長さで除した値である。
(Dimensions and aspect ratio)
For the same reason as the height, the length of the low flow path material 41B (length direction, that is, the maximum value in the MD) is preferably 0.1 mm or more and 30 mm or less, and more preferably 0.2 mm or more and 10 mm or less. The width of the low flow path material 41B (the maximum value in the width direction, that is, the CD size) is not particularly limited. The aspect ratio when observed from the upper part of the film surface when the low channel material 41B is not continuous with the high channel material 41A is preferably 1 or more and 15 or less. The aspect ratio is a value obtained by dividing the width of the low flow path material 41B by the length.

(パターン)
低流路材41Bのパターンは原水の高さ方向の流れを乱すものであれば特に限定されず、例えば図11のように複数の高流路材41Aの間に単独で介在してもよく、図12のように複数介在してもよい。原水の流れ方向だけでなく高さ方向の流れを乱すことで濃度分極を効率よく抑制することができ、分離膜エレメントの造水性や溶質の除去性能を高めることができる。
(pattern)
The pattern of the low flow path material 41B is not particularly limited as long as it disturbs the flow in the height direction of the raw water. For example, it may be interposed between a plurality of high flow path materials 41A as shown in FIG. A plurality may be interposed as shown in FIG. By disturbing not only the flow direction of raw water but also the flow in the height direction, concentration polarization can be efficiently suppressed, and the water-making property and solute removal performance of the separation membrane element can be enhanced.

高流路材41Aと連続している場合は、例えば千鳥状に配置された高流路材41Aの長さ方向へ連続しており、図13のように高流路材41Aよりも径が大きい場合や図14のように同等のパターン、図15のように径が小さくても良い。   When it is continuous with the high flow path material 41A, for example, it is continuous in the length direction of the high flow path material 41A arranged in a staggered manner, and has a larger diameter than the high flow path material 41A as shown in FIG. In this case, an equivalent pattern may be used as shown in FIG.

<端部流路材>
分離膜3の供給側の面において、端部に帯状領域33および34が設けられてもよい。図1および図2に示すような帯状領域が分離膜3の端部に存在することにより、分離膜エレメントの原水の流入が容易になり、加圧ろ過を長時間継続しても安定に運転できる。
<End channel material>
On the supply side surface of the separation membrane 3, band-shaped regions 33 and 34 may be provided at the end portions. 1 and FIG. 2 is present at the end of the separation membrane 3 to facilitate the inflow of raw water of the separation membrane element, and can be stably operated even if pressure filtration is continued for a long time. .

帯状領域33および34の縁は分離膜3の縁と一致する必要はなく、帯状領域が分離膜の縁から離れていてもよい。ただし、帯状領域33と分離膜の上流側の縁との距離、および帯状領域34と分離膜の下流側の縁との距離は、例えば、x軸方向における分離膜3の幅W0の5%以下、または1%以下である。このように、供給側流路材4がx軸方向における分離膜の縁の近傍、特に上流側の縁の近傍に設けられていることで、供給側の面31に対して原水101が効率よく供給される。   The edges of the strip regions 33 and 34 do not need to coincide with the edges of the separation membrane 3, and the strip regions may be separated from the edges of the separation membrane. However, the distance between the strip region 33 and the upstream edge of the separation membrane, and the distance between the strip region 34 and the downstream edge of the separation membrane are, for example, 5% or less of the width W0 of the separation membrane 3 in the x-axis direction. Or 1% or less. As described above, the supply-side channel material 4 is provided in the vicinity of the edge of the separation membrane in the x-axis direction, particularly in the vicinity of the upstream edge, so that the raw water 101 is efficiently supplied to the supply-side surface 31. Supplied.

また、帯状領域が設けられる「端部」は、具体的には、分離膜3のx軸方向における縁からx軸方向における分離膜3の幅W0の20%以内の領域を指す。つまり、端部流路材42は、分離膜3のx軸方向における縁から、x軸方向における分離膜3の幅W0の20%の範囲内に配置されている。   In addition, the “end portion” where the band-like region is provided specifically refers to a region within 20% of the width W0 of the separation membrane 3 in the x-axis direction from the edge in the x-axis direction of the separation membrane 3. That is, the end channel material 42 is disposed within a range of 20% of the width W0 of the separation membrane 3 in the x-axis direction from the edge of the separation membrane 3 in the x-axis direction.

また、帯状領域33の幅W1および帯状領域34の幅W2のそれぞれが、幅W0の1%以上であることで、原流体が供給側の面31に安定的に供給される。   In addition, since the width W1 of the belt-like region 33 and the width W2 of the belt-like region 34 are each 1% or more of the width W0, the raw fluid is stably supplied to the supply-side surface 31.

さらに、帯状領域の幅W1とW2との合計は、幅W0の10%〜60%程度に設定されてもよい。幅W0に対する幅W1とW2との合計の比率が60%以下であることで、流動抵抗および圧力損失が低減される。また、この比率が10%以上であることで、乱流効果によって濃度分極発生を抑制することができる。さらに、幅W1およびW2は、それぞれがW0の10%以上であってもよい。   Furthermore, the sum of the widths W1 and W2 of the belt-like regions may be set to about 10% to 60% of the width W0. When the total ratio of the widths W1 and W2 to the width W0 is 60% or less, the flow resistance and the pressure loss are reduced. Moreover, when this ratio is 10% or more, the occurrence of concentration polarization can be suppressed by the turbulent flow effect. Further, the widths W1 and W2 may each be 10% or more of W0.

このような形態の例として、本実施形態において、帯状領域33および34の形状および大きさは同一である。つまり、図17における幅W1とW2とは同一である。また、幅W1およびW2はそれぞれ一定である。   As an example of such a form, in this embodiment, the shape and magnitude | size of the strip | belt-shaped area | regions 33 and 34 are the same. That is, the widths W1 and W2 in FIG. 17 are the same. The widths W1 and W2 are constant.

このように、供給側の面31の端部に端部流路材42が配置されていることで、向かい合う2つの供給側の面31の間で原水101の流路が確保される。なお、本実施形態では、1つの供給側の面31に2つの帯状領域33および34が設けられているが、本発明はこの形態に限定されるものではなく、帯状領域は、x軸方向における一方の端部、つまり上流側または下流側の一方の端部にのみ設けられていてもよい。   As described above, the end flow path member 42 is disposed at the end of the supply-side surface 31, so that the flow path of the raw water 101 is secured between the two supply-side surfaces 31 facing each other. In the present embodiment, two strip regions 33 and 34 are provided on one supply-side surface 31, but the present invention is not limited to this form, and the strip region is in the x-axis direction. It may be provided only at one end, that is, one end on the upstream side or the downstream side.

端部流路材42の材料、形状等の構成としては、上述の高供給側流路材41および低流路材41Bと同様の構成が適用可能である。ただし、1枚の分離膜において、端部流路材42と、高流路材41Aおよび低流路材41Bとについて、適用される形状、材料は同一であってもよいし、互いに異なっていてもよい。また、端部流路材42の寸法は、高流路材41Aまたは低流路材41Bについて上述した高さ/幅の比を満たさなくてもよいが、満たすことが好ましい。   As the configuration of the material and shape of the end channel material 42, the same configuration as the above-described high supply side channel material 41 and low channel material 41B can be applied. However, in one separation membrane, the applied shape and material may be the same or different from each other for the end channel material 42, the high channel material 41A, and the low channel material 41B. Also good. Moreover, although the dimension of the edge part flow-path material 42 does not need to satisfy | fill the ratio of height / width mentioned above about the high flow-path material 41A or the low flow-path material 41B, it is preferable to satisfy | fill.

個々の端部流路材42は、直線状であって、その長手方向は、集水管2の長手方向(x軸方向)に対して斜めに配置される。特に、図2では端部流路材42は互いに平行に配置されている。つまり、図17において、端部流路材42はストライプ形状を呈している。   Each end channel material 42 is linear, and the longitudinal direction thereof is arranged obliquely with respect to the longitudinal direction (x-axis direction) of the water collecting pipe 2. In particular, in FIG. 2, the end channel materials 42 are arranged in parallel to each other. That is, in FIG. 17, the end channel material 42 has a stripe shape.

「斜め」とは、平行な配置および垂直な配置から外れることを意味する。つまり、端部流路材42の長手方向とx軸方向との間の角度θは、0°より大きく90°未満である。なお、角度θは鋭角の絶対値を指す。つまり、x軸に対して互いに線対称な2つの樹脂体は、同じ角度θを示す。   “Oblique” means deviating from a parallel arrangement and a vertical arrangement. That is, the angle θ between the longitudinal direction of the end channel material 42 and the x-axis direction is greater than 0 ° and less than 90 °. Note that the angle θ indicates an absolute value of an acute angle. That is, two resin bodies that are line-symmetric with respect to the x-axis exhibit the same angle θ.

角度θが90°未満であることで、原流体101の流れが乱されるので、濃度分極が起こりにくく、良好な分離性能が実現される。角度θが0°より大きいことで、濃度分極の抑制効果がより高まる。また、角度θが、60°以下であることで、原流体の流動抵抗が比較的低く、かつ濃度分極に対して高い抑制効果を得ることができる。さらに、流動抵抗を低減しつつ、乱流効果を生むために、15°より大きく45°以下であることがより好ましい。   When the angle θ is less than 90 °, the flow of the raw fluid 101 is disturbed, so that concentration polarization hardly occurs and good separation performance is realized. When the angle θ is larger than 0 °, the effect of suppressing concentration polarization is further increased. Further, when the angle θ is 60 ° or less, the flow resistance of the raw fluid is relatively low, and a high suppression effect on the concentration polarization can be obtained. Furthermore, in order to produce a turbulent flow effect while reducing the flow resistance, it is more preferably greater than 15 ° and 45 ° or less.

端部流路材42は、向かい合う供給側の面の両方に、互いに交差するように配置されることで流路の高さをより大きく確保することができる。具体的には、上述のとおり斜めのストライプ状に配置された端部流路材42は、折り畳みや貼り合わせによって分離膜リーフとしたときに図18のようなクロス構造を形成するので、供給側流路の安定性を向上させることができる。   The end channel material 42 is arranged so as to intersect with each other on both surfaces of the supply side facing each other, thereby ensuring a larger channel height. Specifically, as described above, the end channel material 42 arranged in an oblique stripe form forms a cross structure as shown in FIG. 18 when folded or bonded to form a separation membrane leaf. The stability of the flow path can be improved.

なお、ストライプ状の配置において、上流側の流路材と下流側の流路材とは、平行であってもよいし、非平行であってもよい。例えば、ストライプ状の配置において、上流側の流路材と下流側の流路材とは、y軸に関して線対称であってもよいし、非対称であってもよい。   In the striped arrangement, the upstream channel material and the downstream channel material may be parallel or non-parallel. For example, in the striped arrangement, the upstream-side channel material and the downstream-side channel material may be line symmetric or asymmetric with respect to the y-axis.

上述の高流路材および低流路材は、以上に述べた帯状端部33および34の間に配置される。   The above-described high flow path material and low flow path material are disposed between the strip-shaped end portions 33 and 34 described above.

<流路材の形成方法>
高流路材、低流路材および端部流路材を分離膜の供給側の面に配置する方法は特に限定されないが、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、グラビア法、押出型コーター、印刷、噴霧などの方法が用いられる。
<Formation method of channel material>
The method of arranging the high flow path material, the low flow path material, and the end flow path material on the surface on the supply side of the separation membrane is not particularly limited, but a nozzle type hot melt applicator, a spray type hot melt applicator, a flat nozzle type Such methods as hot melt applicator, roll type coater, gravure method, extrusion type coater, printing and spraying are used.

<材料>
流路材を構成する成分としては特に限定されないが、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共重合ポリオレフィンなどが好ましく、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂などのポリマーも選択できる。ただし、熱可塑性樹脂であれば成形が容易であるため、流路材の形状を均一にできる。
<Material>
Although it does not specifically limit as a component which comprises a flow-path material, From the point of chemical resistance, polyolefin, such as ethylene vinyl acetate copolymer resin, polyethylene, and polypropylene, and copolymer polyolefin are preferable, such as urethane resin and epoxy resin. A polymer can also be selected. However, since a thermoplastic resin is easy to mold, the shape of the channel material can be made uniform.

〔3.透過側流路材〕
透過側流路材5は、透過水が有孔集水管に到達することができるように構成されていればよく、形状、大きさ、素材等は具体的な構成に限定されるものではない。
[3. Permeate side channel material)
The permeate-side channel material 5 only needs to be configured so that permeated water can reach the perforated water collecting pipe, and the shape, size, material, and the like are not limited to a specific configuration.

透過側流路材5は、分離膜と異なる組成を有することで、圧力に対して分離膜よりも高い耐性を示すことができる。具体的には、透過側流路材5は、特に分離膜の面方向に垂直な方向における圧力に対して、分離膜よりも高い形状保持力を有する材料で形成されることが好ましい。これによって、透過側流路材5は、繰り返しの通水又は高圧下での通水を経ても、透過側流路を確保することができる。   By having a composition different from that of the separation membrane, the permeation-side channel material 5 can exhibit higher resistance to pressure than the separation membrane. Specifically, it is preferable that the permeation side flow path member 5 is formed of a material having a shape holding force higher than that of the separation membrane, particularly with respect to pressure in a direction perpendicular to the surface direction of the separation membrane. As a result, the permeate-side flow path member 5 can ensure a permeate-side flow path even after repeated water flow or water flow under high pressure.

例えば、透過側流路材5として、トリコット、目の粗いネット状物、棒状、円柱状、ドット状物、発泡物、粉末状物、それらの組み合わせなどが使用することができる。組成としては特に限定されないが、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、ポリポリプロピレンなどのポリオレフィンや共重合ポリオレフィン、ポリエステル、ウレタン、エポキシなどの樹脂などが好ましく、熱可塑性樹脂だけでなく、熱や光による硬化性樹脂を使用することもできる。これらを単独もしくは2種類以上からなる混合物として用いることができる。ただし、熱可塑性樹脂であれば成形が容易であるため、流路材の形状を均一にできる。   For example, as the permeate-side flow path member 5, a tricot, a net-like material having a coarse mesh, a rod shape, a columnar shape, a dot shape, a foamed material, a powdery material, a combination thereof, or the like can be used. The composition is not particularly limited, but from the viewpoint of chemical resistance, ethylene vinyl acetate copolymer resins, polyolefins such as polyethylene and polypolypropylene, resins such as copolymer polyolefins, polyesters, urethanes, and epoxies are preferable, and thermoplastic resins. In addition, a curable resin by heat or light can be used. These can be used alone or as a mixture of two or more. However, since a thermoplastic resin is easy to mold, the shape of the channel material can be made uniform.

母材としてこれらの樹脂を含有し、さらに充てん材を含有する複合材も、適用可能である。流路材の圧縮弾性率は、母材に多孔質無機物などの充てん材を添加することで高められる。具体的にはケイ酸ナトリウム、ケイ酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム等のアルカリ土類金属のケイ酸塩、シリカ、アルミナ、酸化チタン等の金属酸化物、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム等のアルカリ土類金属の炭酸塩等を充てん材として用いることができる。なお、充てん材の添加量は、本発明の効果を損なわない範囲であれば特に限定されない。   A composite material containing these resins as a base material and further containing a filler is also applicable. The compression elastic modulus of the channel material can be increased by adding a filler such as a porous inorganic material to the base material. Specifically, alkaline earth metal silicates such as sodium silicate, calcium silicate and magnesium silicate, metal oxides such as silica, alumina and titanium oxide, and alkaline earth metals such as calcium carbonate and magnesium carbonate. Carbonate or the like can be used as a filler. In addition, the addition amount of a filler will not be specifically limited if it is a range which does not impair the effect of this invention.

分離膜3中に、より具体的には基材中に、透過側流路材5の成分が含浸していてもよい。分離膜の基材側、すなわち透過側に流路材5を配置し、ホットメルト法などで基材側から加熱すると、分離膜の裏側から表側に向かって透過側流路材5の含浸が進行する。含浸が進行するにつれて流路材と基材との接着が強固になり、加圧ろ過しても流路材が基材から剥離しにくくなる。   In the separation membrane 3, more specifically, the base material may be impregnated with the components of the permeation-side flow path member 5. When the flow path material 5 is disposed on the base material side of the separation membrane, that is, the permeation side, and heated from the base material side by a hot melt method or the like, the permeation of the permeation side flow path material 5 proceeds from the back side to the front side of the separation membrane. To do. As the impregnation progresses, the adhesion between the flow path material and the base material becomes stronger, and the flow path material becomes difficult to peel off from the base material even under pressure filtration.

ただし、透過側流路材5の成分が分離機能層(供給側の面31)の近傍まで含浸していると、加圧ろ過した際に含浸した流路材が分離機能層を破壊してしまう。そのため、透過側流路材5の成分が基材に含浸している場合、基材の厚みに対する透過側流路材5の含浸厚みの割合(すなわち含浸率)は、5%以上95%以下の範囲であることが好ましく、10%以上80%以下の範囲であることがより好ましく、20%以上60%以下の範囲であることがさらに好ましい。なお、含浸厚みとは流路材最大含浸厚みを指し、流路材最大含浸厚みとは、1つの断面において、その流路材に対応する含浸部の厚みの最大値を意味する。   However, if the components of the permeate-side channel material 5 are impregnated to the vicinity of the separation functional layer (supply-side surface 31), the impregnated channel material destroys the separation functional layer when pressure filtered. . Therefore, when the base material is impregnated with the components of the permeation side flow path member 5, the ratio of the impregnation thickness of the permeation side flow path member 5 to the thickness of the base material (that is, the impregnation rate) is 5% or more and 95% or less. The range is preferably 10% to 80%, and more preferably 20% to 60%. The impregnation thickness refers to the maximum impregnation thickness of the flow path material, and the maximum impregnation thickness of the flow path material means the maximum value of the thickness of the impregnation portion corresponding to the flow path material in one cross section.

透過側流路材5の含浸厚みは、例えば、透過側流路材5を構成する材料の種類(より具体的には樹脂の種類)及び/又は材料の量を変更することで、調整可能である。また、透過側流路材5をホットメルト法によって設ける場合には、処理温度等を変更することによっても、含浸厚みを調整することができる。   The impregnation thickness of the permeate-side channel material 5 can be adjusted by changing the type of material (more specifically, the type of resin) and / or the amount of material constituting the permeate-side channel material 5, for example. is there. Moreover, when providing the permeation | transmission side flow-path material 5 with a hot-melt method, impregnation thickness can be adjusted also by changing process temperature etc.

なお、透過側流路材5の含浸部を含む基材を示差走査熱量測定といった熱分析に供することにより、基材とは別に透過側流路材5の成分に起因するピークが得られれば、流路材5が基材に含浸していることを確認することができる。   In addition, if the peak resulting from the component of the permeation | transmission side flow path material 5 is obtained separately from a base material by using for the thermal analysis such as differential scanning calorimetry, the base material containing the impregnation part of the permeation side flow path material 5 is obtained. It can be confirmed that the channel material 5 is impregnated in the base material.

流路材5の基材への含浸率は、走査型電子顕微鏡や透過型電子顕微鏡、原子間顕微鏡により、流路材5が存在する分離膜の断面を観察して流路材含浸厚みと基材厚みを算出することができる。例えば走査型電子顕微鏡で観察するのであれば分離膜を流路材5と共に深さ方向に切断し、断面を走査型電子顕微鏡で観察して、流路材含浸厚みと基材厚みを測定する。そして、基材中の流路材5が最も含浸している流路材最大含浸厚みと基材厚みの比から算出できる。なお、含浸深さを算出する場合の「基材厚み」とは、最大含浸厚みを測定した部分と同一箇所における基材の厚みである。   The rate of impregnation of the channel material 5 into the base material is determined by observing the cross section of the separation membrane where the channel material 5 is present with a scanning electron microscope, a transmission electron microscope, or an atomic microscope, The material thickness can be calculated. For example, when observing with a scanning electron microscope, the separation membrane is cut in the depth direction together with the channel material 5, and the cross section is observed with a scanning electron microscope to measure the channel material impregnation thickness and the substrate thickness. And it can calculate from ratio of channel material maximum impregnation thickness and substrate thickness which channel material 5 in a substrate impregnates most. The “base material thickness” when calculating the impregnation depth is the thickness of the base material at the same location as the portion where the maximum impregnation thickness was measured.

透過側流路材5は、連続形状であってもよいし、不連続形状であってもよい。   The permeate-side channel material 5 may have a continuous shape or a discontinuous shape.

透過側流路材5として、連続形状を有する部材の例として、トリコットについては既に挙げた。連続の定義についてはすでに述べた。連続形状を有する部材としては、他に、織物、編み物(ネット等)、不織布、多孔性材料(多孔性フィルム等)などが挙げられる。   As the permeation-side channel material 5, tricot has already been mentioned as an example of a member having a continuous shape. We have already mentioned the definition of continuity. Other examples of the member having a continuous shape include woven fabric, knitted fabric (net, etc.), non-woven fabric, porous material (porous film, etc.) and the like.

また、不連続の定義についても既に述べたとおりである。不連続な流路材の形状としては、具体的には、ドット状、粒状、線状、半球状、柱状(円柱状、角柱状等を含む)、又は壁状等が挙げられる。1枚の分離膜上に設けられた、線状又は壁状の複数の流路材は、互いに交差しないように配置されていればよく、具体的には、互いに平行に配置されてもよい。   The definition of discontinuity is also as already described. Specific examples of the shape of the discontinuous flow path material include a dot shape, a granular shape, a linear shape, a hemispherical shape, a columnar shape (including a columnar shape, a prismatic shape, and the like), a wall shape, and the like. The plurality of linear or wall-like flow path materials provided on one separation membrane may be arranged so as not to cross each other, and specifically, may be arranged parallel to each other.

不連続形状の透過側流路材を構成する個々の樹脂体の形状は、特に限定されないが、透過水流路の流動抵抗を少なくし、かつ分離膜エレメントに原流体を供給、透過させた際の流路を安定化させることが好ましい。不連続形状の透過側流路材の一単位を分離膜の透過側の面に垂直な方向から観察した平面視形状としては、例えば、楕円、円、長円、台形、三角形、長方形、正方形、平行四辺形、菱形、不定形が挙げられる。また、分離膜の面方向に垂直な断面において、透過側流路材は、上部から下部に向かって(つまり、厚み方向における透過側流路材の頂点から、透過側流路材が設けられた分離膜に向かって)、幅が広がる形状、狭まる形状、一定の幅を示す形状のいずれであってもよい。   The shape of the individual resin bodies constituting the discontinuous permeate flow path material is not particularly limited, but the flow resistance of the permeate flow path is reduced, and the raw fluid is supplied to and passed through the separation membrane element. It is preferable to stabilize the flow path. For example, an elliptical shape, a circular shape, an oval shape, a trapezoidal shape, a triangular shape, a rectangular shape, a square shape, Examples include parallelograms, rhombuses, and irregular shapes. Further, in the cross section perpendicular to the surface direction of the separation membrane, the permeation side flow path material is provided from the top to the bottom (that is, from the top of the permeation side flow path material in the thickness direction). Toward the separation membrane), the shape may be any of a shape having a wide width, a shape having a narrow width, and a shape having a constant width.

分離膜エレメントにおける透過側流路材の厚みは0.03mm以上1mm以下であることが好ましく、より好ましくは0.05mm以上0.7mm以下、さらに好ましくは0.05mm以上0.5mm以下であり、これらの範囲であれば安定した透過水の流路を確保することができる。   The thickness of the permeation side channel material in the separation membrane element is preferably 0.03 mm or more and 1 mm or less, more preferably 0.05 mm or more and 0.7 mm or less, further preferably 0.05 mm or more and 0.5 mm or less, Within these ranges, a stable permeate flow path can be secured.

透過側流路材の厚みは、例えばホットメルト加工法で不連続形状の透過側流路材を配置させる場合では処理温度や選択するホットメルト用の樹脂を変更することで、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調整することができる。   The thickness of the permeate-side channel material is the required separation characteristics by changing the processing temperature and the hot-melt resin to be selected, for example, when discontinuous permeate-side channel material is placed by the hot melt processing method. And can be adjusted freely to satisfy the conditions of transmission performance.

〔4.集水管〕
集水管2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2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。
[4. (Catchment pipe)
The water collecting pipe 2 only needs to be configured so that permeated water flows therethrough, and the material, shape, size, and the like are not particularly limited. As the water collecting pipe 2, for example, a cylindrical member having a side surface provided with a plurality of holes is used.

〔5.分離膜エレメントの製造方法〕
(5−1)分離膜本体の製造
分離膜本体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。
[5. Method for manufacturing separation membrane element]
(5-1) Manufacture of separation membrane body The manufacturing method of the separation membrane body has been described above, but it is summarized as follows.

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本体の連続シートを作製する。   The resin is dissolved in a good solvent, and the resulting resin solution is cast on a substrate and immersed in pure water to combine the porous support layer and the substrate. Thereafter, as described above, a separation functional layer is formed on the porous support layer. Furthermore, chemical treatment such as chlorine, acid, alkali, nitrous acid, etc. is performed to enhance separation performance and permeation performance as necessary, and the monomer is washed to produce a continuous sheet of the separation membrane body.

(5−2)供給側流路材の配置
分離膜の製造方法は、分離膜本体の供給側の面に、供給側流路材を固着する工程を備える。この工程は、分離膜製造のどの時点で行われてもよい。例えば、供給側流路材は、基材上に多孔性支持層が形成される前に設けられてもよいし、多孔性支持層が設けられた後であって分離機能層が形成される前に設けられてもよいし、分離機能層が形成された後、上述の化学処理が施される前または後に行われてもよい。
(5-2) Arrangement of Supply Side Channel Material The method for manufacturing a separation membrane includes a step of fixing the supply side channel material to the supply side surface of the separation membrane body. This step may be performed at any time during the manufacture of the separation membrane. For example, the supply-side channel material may be provided before the porous support layer is formed on the substrate, or after the porous support layer is provided and before the separation functional layer is formed. It may be provided, or may be performed before or after the above-described chemical treatment is performed after the separation functional layer is formed.

流路材を配置する方法は上述したとおりである。   The method of arranging the channel material is as described above.

(5−3)透過側流路の形成
透過側流路材の形成には、供給側流路材の形成と同じ方法およびタイミングを適用することができる。
(5-3) Formation of Permeation Side Channel Material The same method and timing as the formation of the supply side channel material can be applied to the formation of the transmission side channel material.

透過側流路がトリコ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、この分離膜と透過側流路材とを重ね合わせればよい。   When the permeate-side channel is a continuously formed member such as a tricot, after the separation membrane is manufactured by arranging the permeate-side channel material in the separation membrane body, What is necessary is just to overlap with a road material.

(5−4)分離膜の積層および巻回
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、特公平4−11928、特開平11−226366)に記載される方法を用いることができる。詳細には以下の通りである。
(5-4) Lamination and winding of separation membrane A conventional element manufacturing apparatus can be used for manufacturing a separation membrane element. In addition, as an element manufacturing method, a method described in a reference (Japanese Patent Publication No. 44-14216, Japanese Patent Publication No. 4-11928, Japanese Patent Laid-Open No. 11-226366) can be used. Details are as follows.

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貼り合わせることで、封筒状膜が形成される。上述したように、封筒状膜は三辺が封止される。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。   An envelope-like membrane is formed by folding and bonding one separation membrane so that the permeation side faces inward or by stacking two separation membranes so that the permeation side faces inward. . As described above, the envelope film is sealed on three sides. Sealing can be performed by bonding with an adhesive or hot melt, or by fusion with heat or laser.

封筒状膜の形成に用いられる接着剤は、粘度が40Poise以上150Poise以下の範囲内であることが好ましく、さらに50Poise以上120Poise以下がより好ましい。分離膜にしわが発生すると、分離膜エレメントの性能が低下することがあるが、接着剤粘度が、150Poise以下であることで、分離膜を集水管に巻囲するときに、しわが発生しにくくなる。また、接着剤粘度が40Poise以上である場合、分離膜間からの接着剤の流出が抑制され、不要な部分に接着剤が付着する危険性が低下する。   The adhesive used for forming the envelope-shaped film preferably has a viscosity in the range of 40 poise to 150 poise, and more preferably 50 poise to 120 poise. When the separation membrane is wrinkled, the performance of the separation membrane element may be reduced. However, when the adhesive viscosity is 150 poise or less, wrinkles are less likely to occur when the separation membrane is wrapped around the water collection pipe. . Moreover, when the adhesive viscosity is 40 poise or more, the outflow of the adhesive from between the separation membranes is suppressed, and the risk that the adhesive adheres to unnecessary portions is reduced.

接着剤の塗布量は、分離膜が集水管に巻囲された後に、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、原流体の透過側への流入が抑制される。また、有効膜面積も比較的大きく確保することができる。   The amount of the adhesive applied is preferably such that the width of the portion to which the adhesive is applied after the separation membrane is wound around the water collecting pipe is 10 mm or more and 100 mm or less. As a result, the separation membrane is securely bonded, and the inflow of the raw fluid to the permeate side is suppressed. Also, a relatively large effective membrane area can be secured.

接着剤としてはウレタン系接着剤が好ましい。特に、粘度を40Poise以上150Poise以下の範囲とするには、接着剤が、主剤としてのイソシアネートと硬化剤としてのポリオールとを、ポリオール/イソシアネートの重量比が1以上5以下になるように含有することが好ましい。接着剤の粘度は、予め主剤、硬化剤単体、及び配合割合を規定した混合物の粘度をB型粘度計(JIS K 6833)で測定される。   As the adhesive, a urethane-based adhesive is preferable. In particular, for the viscosity to be in the range of 40 poise to 150 poise, the adhesive contains an isocyanate as the main agent and a polyol as the curing agent so that the weight ratio of polyol / isocyanate is 1 or more and 5 or less. Is preferred. The viscosity of the adhesive is measured with a B-type viscometer (JIS K 6833) by measuring the viscosity of the main agent, the curing agent alone, and a mixture in which the blending ratio is defined in advance.

こうして接着剤が塗布された分離膜は、封筒状膜の閉口部分が巻回方向内側に位置するように配置され、集水管の周囲に分離膜を巻きつけられる。こうして、分離膜がスパイラル状に巻回される。   The separation membrane thus coated with the adhesive is arranged so that the closed portion of the envelope-like membrane is located on the inner side in the winding direction, and the separation membrane is wound around the water collecting pipe. Thus, the separation membrane is wound in a spiral shape.

(5−5)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。
(5-5) Other steps The method of manufacturing a separation membrane element may include further winding a film, a filament, and the like around the outer periphery of the separation membrane wound body formed as described above. Further steps such as edge cutting for aligning the end of the separation membrane in the longitudinal direction of the water collecting pipe, attachment of an end plate, and the like may be included.

〔6.分離膜エレメントの利用〕
分離膜エレメントは、さらに、直列または並列に接続して圧力容器に収納されることで、分離膜モジュールとして使用されてもよい。
[6. (Use of separation membrane element)
The separation membrane element may be further used as a separation membrane module by being connected in series or in parallel and housed in a pressure vessel.

また、上記の分離膜エレメント、モジュールは、それらに流体を供給するポンプや、その流体を前処理する装置などと組み合わせて、流体分離装置を構成することができる。この分離装置を用いることにより、例えば原水を飲料水などの透過水と膜を透過しなかった濃縮水とに分離して、目的にあった水を得ることができる。   In addition, the separation membrane element and module described above can be combined with a pump that supplies fluid to them, a device that pretreats the fluid, and the like to form a fluid separation device. By using this separation device, for example, raw water can be separated into permeated water such as drinking water and concentrated water that has not permeated through the membrane, and water suitable for the purpose can be obtained.

流体分離装置の操作圧力は高い方が除去率は向上するが、運転に必要なエネルギーも増加すること、また、分離膜エレメントの供給流路、透過流路の保持性を考慮すると、膜モジュールに被処理水を透過する際の操作圧力は、0.2〜5MPaが好ましい。供給される原水の温度は、高くなると塩除去率が低下するが、低くなるにしたがい膜透過流束も減少するので、5〜45℃が好ましい。また、原水のpHが中性領域にある場合、原水が海水などの高塩濃度の液体であっても、マグネシウムなどのスケールの発生が抑制され、また、膜の劣化も抑制される。   The higher the operating pressure of the fluid separator, the higher the removal rate, but the energy required for operation also increases, and considering the retention of the separation membrane element supply channel and permeation channel, the membrane module The operating pressure when passing through the water to be treated is preferably 0.2 to 5 MPa. As the temperature of the raw water supplied increases, the salt removal rate decreases, but the membrane permeation flux decreases as the temperature decreases. Moreover, when the pH of the raw water is in a neutral region, even if the raw water is a high salt concentration liquid such as seawater, the generation of scales such as magnesium is suppressed, and the deterioration of the membrane is also suppressed.

分離膜エレメントによって処理される流体は特に限定されないが、水処理に使用する場合、原水としては、500mg/L以上100g/L以下のTDS(Total Dissolved Solids:総溶解固形分)を含有する海水、かん水、排水等の液状混合物が挙げられる。一般に、TDSは総溶解固形分量を指し、「質量÷体積」あるいは「重量比」で表される。定義によれば、0.45μmのフィルターで濾過した溶液を39.5〜40.5℃の温度で蒸発させ残留物の重さから算出できるが、より簡便には実用塩分(S)から換算する。   The fluid to be treated by the separation membrane element is not particularly limited, but when used for water treatment, as raw water, seawater containing 500 mg / L to 100 g / L TDS (Total Dissolved Solids), Examples of the liquid mixture include brine and drainage. In general, TDS refers to the total dissolved solid content, and is expressed as “mass ÷ volume” or “weight ratio”. According to the definition, the solution filtered through a 0.45 μm filter can be calculated from the weight of the residue by evaporating at a temperature of 39.5 to 40.5 ° C., but more simply converted from the practical salt content (S). .

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。   The present invention will be described in more detail with reference to the following examples. However, the present invention is not limited to these examples.

(透過側の高さ)
キーエンス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さを解析した。0.01mm以上の高さのある30箇所を測定し、各高さの値を総和した値を測定総箇所の数で割って求めた。
(Transmission side height)
The average height was analyzed from the measurement result on the transmission side of 5 cm × 5 cm using Keyence high-precision shape measurement system KS-1100. Thirty points with a height of 0.01 mm or more were measured, and the total value of each height was divided by the number of total points.

(供給側流路材のピッチおよび間隔)
走査型電子顕微鏡(S−800)(日立製作所製)を用いて30個の任意の流路材断面を500倍で写真撮影した。分離膜の供給側における高い箇所の最も高いところから近接する高い箇所の最も高い箇所までの水平距離を200箇所について測定し、その平均値をピッチとした。また、直近の流路材間の間隔は、最短距離を200箇所について測定し、その平均値を算出することで求めた。
(Pitch and spacing of supply side channel material)
Using a scanning electron microscope (S-800) (manufactured by Hitachi, Ltd.), 30 sections of any flow channel material were photographed at 500 times. The horizontal distance from the highest part of the high part on the supply side of the separation membrane to the highest part of the adjacent high part was measured at 200 parts, and the average value was taken as the pitch. Moreover, the interval between the latest flow path materials was determined by measuring the shortest distance at 200 locations and calculating the average value.

(流路材の投影面積比)
流路材と共に分離膜を5cm×5cmで切り出し、レーザ顕微鏡(倍率10〜500倍の中から選択)を用い、ステージを移動させて、該流路材の全投影面積を測定した。該流路材を分離膜透過側または供給側から投影した時に得られる投影面積を切り出し面積で割った値を投影面積比とした。
(Projected area ratio of channel material)
The separation membrane was cut out together with the channel material at 5 cm × 5 cm, and the stage was moved using a laser microscope (selected from 10 to 500 times magnification) to measure the total projected area of the channel material. The projected area ratio obtained by dividing the projected area obtained when the channel material was projected from the separation membrane permeation side or the supply side was taken as the projected area ratio.

(流路材のアスペクト比)
1つの流路材について、レーザ顕微鏡(倍率10〜500倍の中から選択)を用い、ステージを移動させて流路材上部を撮影し、長さ(長さ方向つまりMDにおける大きさの最大値)および幅(幅方向つまりCDにおける大きさの最大値)を測定し、幅を長さで除した値をアスペクト比とした。
(Aspect ratio of channel material)
For one channel material, use a laser microscope (select from 10 to 500 times magnification), move the stage and photograph the upper part of the channel material, and the length (length direction, that is, the maximum size in MD) ) And width (width direction, that is, the maximum value in the CD), and the value obtained by dividing the width by the length was defined as the aspect ratio.

(造水量)
分離膜または分離膜エレメントを用いて、原水として濃度2,000mg/LかつpH6.5の食塩水を用いて、運転圧力1.5MPa、運転温度25℃として100時間運転した後に10分間のサンプリングを行い、膜の単位面積あたり、かつ1日あたりの透水量(立方メートル)を造水量(m3/日)として表した。
(Water production)
Using a separation membrane or separation membrane element, using saline solution having a concentration of 2,000 mg / L and pH 6.5 as raw water, operating for 100 hours at an operating pressure of 1.5 MPa and an operating temperature of 25 ° C., then sampling for 10 minutes The amount of water permeation (cubic meter) per unit area of the membrane and per day was expressed as the amount of water produced (m3 / day).

(脱塩率(TDS除去率))
造水量測定でサンプリングした透過水と原水のTDS濃度を伝導率測定により求め、下記式からTDS除去率を算出した。
TDS除去率(%)=100×{1−(透過水中のTDS濃度/原水中のTDS濃度)}
なお、1時間後の測定値と2時間後の測定値で0.1%以上の変化をした場合に、その結果を付記した。
(Desalination rate (TDS removal rate))
The TDS concentration of permeated water and raw water sampled by measuring the amount of fresh water was determined by conductivity measurement, and the TDS removal rate was calculated from the following formula.
TDS removal rate (%) = 100 × {1- (TDS concentration in permeated water / TDS concentration in raw water)}
In addition, when the measured value after 1 hour and the measured value after 2 hours changed 0.1% or more, the result was added.

(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、通気度:1cc/cm2/sec)上にポリスルホンの15.0重量%のDMF溶液を0.18mm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)ロールを作製した。
Example 1
On a non-woven fabric made of polyethylene terephthalate fibers (yarn diameter: 1 dtex, thickness: about 0.09 mm, air permeability: 1 cc / cm 2 / sec), a 15.0 wt% DMF solution of polysulfone at a thickness of 0.18 mm at room temperature ( 25 ° C.) and immediately immersed in pure water and allowed to stand for 5 minutes to prepare a porous support layer (thickness: 0.13 mm) roll made of a fiber-reinforced polysulfone support membrane.

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の2.2重量%水溶液中に2分間浸漬し、該支持膜を垂直方向にゆっくりと引き上げた。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0.196重量%を含むn−デカン溶液を表面が完全に濡れるように塗布して1分間静置した。その後、膜から余分な溶液をエアブロー除去し、85℃の熱水で洗浄し、エアブローで液切りして、ロール状に巻かれた分離膜本体を得た。   Thereafter, the porous support layer roll was unwound and immersed in a 2.2 wt% aqueous solution of m-PDA on the polysulfone surface for 2 minutes, and the support membrane was slowly pulled up in the vertical direction. Nitrogen was blown from the air nozzle to remove the excess aqueous solution from the surface of the support film, and then an n-decane solution containing 0.196% by weight of trimesic acid chloride was applied so that the surface was completely wetted and allowed to stand for 1 minute. Thereafter, excess solution was removed from the membrane by air blowing, washed with hot water at 85 ° C., drained by air blowing, and a separation membrane body wound in a roll shape was obtained.

次いで、分離膜本体の供給側の面(つまりn−デカン溶液が塗布された面)に、図19に示す形態の供給側流路材を形成した。具体的には、グラビアロールを用い、かつバックアップロールを20℃に温度調節しながらポリオレフィン系ホットメルト接着剤(商品名:PHC−9275、積水フーラー社製)を樹脂温度140℃、走行速度5.0m/minで分離膜本体に塗布した。   Next, a supply-side channel material having the form shown in FIG. 19 was formed on the supply-side surface of the separation membrane main body (that is, the surface to which the n-decane solution was applied). Specifically, a polyolefin hot melt adhesive (trade name: PHC-9275, manufactured by Sekisui Fuller) was used at a resin temperature of 140 ° C. and a running speed of 5 while using a gravure roll and adjusting the temperature of the backup roll to 20 ° C. It applied to the separation membrane main body at 0 m / min.

高流路材41Aの平面形状は楕円であり、高流路材41Aの高さは0.7mmであり、長さは0.5mmであり、アスペクト比は2であり、長さ方向のピッチは3mmであった。原水の流れ方向に近接する2つの高流路材41Aとで形成する角度は90°(表中には形成角と記載))であり、膜表面から70μmの間での領域において、供給側流路材の幅は膜表面に近づくにつれて広がっていた。   The planar shape of the high channel material 41A is an ellipse, the height of the high channel material 41A is 0.7 mm, the length is 0.5 mm, the aspect ratio is 2, and the pitch in the length direction is It was 3 mm. The angle formed by the two high flow path materials 41A close to the flow direction of the raw water is 90 ° (described as the formation angle in the table), and in the region between 70 μm from the membrane surface, the supply side flow The width of the road material increased as it approached the membrane surface.

また、低流路材41Bの平面形状は円であり、高さは0.25mmであり、長さは0.4mmであり、アスペクト比は1であった。低流路材は、2つの高流路材41Aの間に、長さ方向において中間に位置するように、1つずつ配置された。膜表面から70μmの間での幅は、高さ方向に広がっていた。   Moreover, the planar shape of the low flow path material 41B was a circle, the height was 0.25 mm, the length was 0.4 mm, and the aspect ratio was 1. The low flow path materials were arranged one by one between the two high flow path materials 41A so as to be located in the middle in the length direction. The width between 70 μm from the film surface spread in the height direction.

なお、高流路材および低流路材は、分離膜リーフにおいて向かい合う2つの供給側の面のうち、片方にのみ配置されるように、形成された。   In addition, the high flow path material and the low flow path material were formed so as to be arranged on only one of the two supply-side surfaces facing each other in the separation membrane leaf.

該ドットを配置した分離膜を43cm2に切り取り、圧力容器に入れて、上述の条件で運転したところ、造水量および脱塩率は0.99m3/m2/dayおよび99.0%であった。   The separation membrane on which the dots were arranged was cut out to 43 cm 2, put in a pressure vessel, and operated under the above-mentioned conditions.

以下、実施例および比較例の結果を表1〜表3に示す。   The results of Examples and Comparative Examples are shown in Tables 1 to 3 below.

(実施例2)
実施例1で得た分離膜ロールを、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、さらに断裁することで、幅1,000mmの分離膜リーフを得た。上述のとおり、高流路材および低流路材は、分離膜リーフにおいて互いに対向する供給側の面の片方のみに配置された。
(Example 2)
The separation membrane roll obtained in Example 1 was folded so that the effective area of the separation membrane element was 37.0 m 2 and further cut to obtain a separation membrane leaf having a width of 1,000 mm. As described above, the high flow path material and the low flow path material are disposed only on one of the supply-side surfaces facing each other in the separation membrane leaf.

透過側流路材としてトリコット(厚み:0.3mm、溝幅:0.2mm、畦幅:0.3mm、溝深さ:0.105mm)を間に挟んで、26枚の分離膜リーフを重ねた。   Twenty-six separation membrane leaves are stacked with a tricot (thickness: 0.3 mm, groove width: 0.2 mm, ridge width: 0.3 mm, groove depth: 0.105 mm) as the permeate side channel material It was.

透過側流路材としてトリコット(厚み:0.3mm、溝幅:0.2mm、畦幅:0.3mm、溝深さ:0.105mm)を間に挟んで、26枚の分離膜リーフを重ねた。得られた積層対を、ABS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た。さらに外周にフィルムを巻き付け、テープで固定した後に、エッジカット、端板取りつけ、およびフィラメントワインディングを行い、8インチエレメントを作製した。分離膜エレメントにおける有効膜面積は37.0m2であった。   Twenty-six separation membrane leaves are stacked with a tricot (thickness: 0.3 mm, groove width: 0.2 mm, ridge width: 0.3 mm, groove depth: 0.105 mm) as the permeate side channel material It was. The obtained laminated pair was spirally wound around a water collecting pipe made of ABS (width: 1,020 mm, diameter: 30 mm, number of holes 40 x one straight line). Further, a film was wound around the outer periphery and fixed with tape, and then edge cutting, end plate attachment, and filament winding were performed to produce an 8-inch element. The effective membrane area of the separation membrane element was 37.0 m2.

該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たところ、造水量および脱塩率は31.2m3/dayおよび98.7%だった。   When the element was put in a pressure vessel and operated under the above-mentioned conditions, the amount of water produced and the desalting rate were 31.2 m 3 / day and 98.7%.

(実施例3)
高流路材41Aの、原水の流れ方向に近接する2つの高流路材41Aとで形成する角度を25°としたこと以外は全て実施例1と同様に分離膜を作製した。
(Example 3)
A separation membrane was prepared in the same manner as in Example 1 except that the angle formed between the two high flow path members 41A adjacent to the flow direction of the raw water of the high flow path member 41A was 25 °.

その後、実施例2と同様にして、8インチエレメントを作製した。   Thereafter, an 8-inch element was produced in the same manner as in Example 2.

該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たところ、造水量および脱塩率は28.5m3/dayおよび99.1%だった。   When the element was put in a pressure vessel and operated under the above-mentioned conditions, the amount of water produced and the desalting rate were 28.5 m 3 / day and 99.1%.

(実施例4)
高流路材41Aの、原水の流れ方向に近接する2つの高流路材41Aとで形成する角度を150°としたこと以外は全て実施例1と同様に分離膜を作製した。
Example 4
A separation membrane was prepared in the same manner as in Example 1 except that the angle formed between the two high flow path members 41A adjacent to the flow direction of the raw water of the high flow path member 41A was 150 °.

その後、実施例2と同様にして、8インチエレメントを作製した。   Thereafter, an 8-inch element was produced in the same manner as in Example 2.

該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たところ、造水量および脱塩率は32.6m3/dayおよび98.0%だった。   When the element was put in a pressure vessel and operated under the above-mentioned conditions, the amount of water produced and the desalting rate were 32.6 m 3 / day and 98.0%.

(実施例5)
高流路材41Aのアスペクト比を1としたこと以外は全て実施例1と同様に分離膜を作製した。
(Example 5)
A separation membrane was prepared in the same manner as in Example 1 except that the aspect ratio of the high flow path material 41A was set to 1.

その後、実施例2と同様にして、8インチエレメントを作製した。   Thereafter, an 8-inch element was produced in the same manner as in Example 2.

該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たところ、造水量および脱塩率は30.9m3/dayおよび99.0%だった。   When the element was put in a pressure vessel and operated under the above-mentioned conditions, the amount of water produced and the desalting rate were 30.9 m 3 / day and 99.0%.

(実施例6)
高流路材41Aのアスペクト比を10としたこと以外は全て実施例1と同様に分離膜を作製した。
(Example 6)
A separation membrane was prepared in the same manner as in Example 1 except that the aspect ratio of the high flow path material 41A was set to 10.

その後、実施例2と同様にして、8インチエレメントを作製した。   Thereafter, an 8-inch element was produced in the same manner as in Example 2.

該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たところ、造水量および脱塩率は31.7m3/dayおよび98.4%だった。   When the element was put in a pressure vessel and operated under the above-mentioned conditions, the amount of water produced and the desalination rate were 31.7 m 3 / day and 98.4%.

(実施例7)
高流路材41Aの高さを0.45mmとしたこと以外は全て実施例1と同様に分離膜を作製した。
(Example 7)
A separation membrane was prepared in the same manner as in Example 1 except that the height of the high flow path material 41A was 0.45 mm.

その後、実施例2と同様にして、8インチエレメントを作製した。   Thereafter, an 8-inch element was produced in the same manner as in Example 2.

該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たところ、造水量および脱塩率は27.0m3/dayおよび99.0%だった。   When the element was placed in a pressure vessel and operated under the above-mentioned conditions, the amount of water produced and the desalting rate were 27.0 m 3 / day and 99.0%.

(実施例8)
高流路材41Aの高さを1.6mmとしたこと以外は全て実施例1と同様に分離膜を作製した。
(Example 8)
A separation membrane was prepared in the same manner as in Example 1 except that the height of the high flow path material 41A was 1.6 mm.

その後、実施例2と同様にして、8インチエレメントを作製した。   Thereafter, an 8-inch element was produced in the same manner as in Example 2.

該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たところ、造水量および脱塩率は32.9m3/dayおよび98.1%だった。   When the element was put in a pressure vessel and operated under the above-mentioned conditions, the amount of water produced and the desalting rate were 32.9 m 3 / day and 98.1%.

(実施例9)
低流路材41Bの高さを0.05mmとしたこと以外は全て実施例1と同様に分離膜を作製した。
Example 9
A separation membrane was prepared in the same manner as in Example 1 except that the height of the low flow path material 41B was 0.05 mm.

その後、実施例2と同様にして、8インチエレメントを作製した。   Thereafter, an 8-inch element was produced in the same manner as in Example 2.

該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たところ、造水量および脱塩率は32.0m3/dayおよび98.0%だった。   When the element was put in a pressure vessel and operated under the above-described conditions, the amount of water produced and the desalting rate were 32.0 m 3 / day and 98.0%.

(実施例10)
低流路材41Bの高さを0.4mmとしたこと以外は全て実施例1と同様に分離膜を作製した。
(Example 10)
A separation membrane was prepared in the same manner as in Example 1 except that the height of the low flow path material 41B was 0.4 mm.

その後、実施例2と同様にして、8インチエレメントを作製した。   Thereafter, an 8-inch element was produced in the same manner as in Example 2.

該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たところ、造水量および脱塩率は31.0m3/dayおよび98.7%だった。   When the element was placed in a pressure vessel and operated under the above-described conditions, the amount of water produced and the desalting rate were 31.0 m 3 / day and 98.7%.

(実施例11)
低流路材41Bを、図20のように長さ方向に連続させたこと以外は全て実施例1と同様に分離膜を作製した。
(Example 11)
A separation membrane was prepared in the same manner as in Example 1 except that the low flow path material 41B was continuous in the length direction as shown in FIG.

その後、実施例2と同様にして、8インチエレメントを作製した。   Thereafter, an 8-inch element was produced in the same manner as in Example 2.

該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たところ、造水量および脱塩率は30.0m3/dayおよび99.2%だった。   When the element was put in a pressure vessel and operated under the above-described conditions, the amount of water produced and the desalting rate were 30.0 m 3 / day and 99.2%.

(実施例12)
分離膜本体の供給側の両端部に、端部流路材を設けたこと以外は全て実施例1と同様に分離膜ロールを作製した。端部流路材として、斜行角40°、線幅1mm、高さ0.415mm、ピッチ3mmのストライプ状に、ホットメルトを塗布した。端部流路材が形成された領域は、図2に示すように帯状であり、この帯状領域の幅は40mmであった。また、帯状領域は、供給側の面で向かい合う2枚の分離膜の両方に、互いに重なるように形成された。重なる端部流路材の高さの合計値は0.83mmであった。
(Example 12)
A separation membrane roll was produced in the same manner as in Example 1 except that the end channel material was provided at both ends on the supply side of the separation membrane main body. As an end channel material, hot melt was applied in a stripe shape with an oblique angle of 40 °, a line width of 1 mm, a height of 0.415 mm, and a pitch of 3 mm. The region where the end channel material was formed was a strip shape as shown in FIG. 2, and the width of the strip region was 40 mm. Further, the belt-like region was formed so as to overlap each other on both of the two separation membranes facing each other on the supply side surface. The total height of the overlapping end channel materials was 0.83 mm.

なお、ドットは、エレメントに組み込んだときに向かい合う供給側の面の一方のみに設け、端部流路材は、向かい合う供給側の面の両方に設けた。   The dots were provided only on one of the supply-side surfaces facing each other when incorporated in the element, and the end channel material was provided on both the supply-side surfaces facing each other.

その後、実施例2と同様にして、8インチエレメントを作製した。   Thereafter, an 8-inch element was produced in the same manner as in Example 2.

該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たところ、造水量および脱塩率は30.6m3/dayおよび99.0%だった。   When the element was put in a pressure vessel and operated under the above-mentioned conditions, the amount of water produced and the desalting rate were 30.6 m 3 / day and 99.0%.

(実施例13)
トリコットの代わりに分離膜透過側にスリット幅0.5mm、ピッチ1.0mmの櫛形シムを装填したアプリケーターを用いて、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かつ、バックアップロールを20℃に温度調節しながらエチレン酢酸ビニル共重合体樹脂(商品名:701A)を樹脂温度130℃、走行速度5.5m/minで直線状に塗布して、高さ0.3、流路材幅0.9mm、集水管の長手方向における流路材間隔0.5mm、ピッチ1.0mm、投影面積比0.50の流路材を分離膜の全体に固着させた。
(Example 13)
An envelope membrane that is perpendicular to the longitudinal direction of the water collection tube when used as a separation membrane element using an applicator loaded with a comb-shaped shim having a slit width of 0.5 mm and a pitch of 1.0 mm on the separation membrane permeation side instead of a tricot In this case, the ethylene vinyl acetate copolymer resin is linear from the inner end to the outer end in the winding direction so as to be perpendicular to the longitudinal direction of the water collecting pipe and the temperature of the backup roll is adjusted to 20 ° C. (Product name: 701A) was applied linearly at a resin temperature of 130 ° C. and a running speed of 5.5 m / min, with a height of 0.3, a channel material width of 0.9 mm, and a channel material in the longitudinal direction of the water collecting pipe A channel material having an interval of 0.5 mm, a pitch of 1.0 mm, and a projected area ratio of 0.50 was fixed to the entire separation membrane.

こうして得られた分離膜ロールを用いて、実施例2と同様にして、8インチエレメントを作製した。   Using the separation membrane roll thus obtained, an 8-inch element was produced in the same manner as in Example 2.

該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たところ、造水量および脱塩率は34.2m3/dayおよび98.5%だった。   When the element was put in a pressure vessel and operated under the above-described conditions, the amount of water produced and the desalting rate were 34.2 m 3 / day and 98.5%.

(実施例14)
基材を長繊維不織布に変更したこと以外は、全て実施例1と同様の方法で分離膜ロールを作製した。基材の繊維配向度は、多孔性支持層側表層で20°、多孔性支持層とは反対側の表層で40°であった。なお、ドットは、エレメントに組み込んだときに向かい合う供給側の面の一方のみに設け、帯状領域は、向かい合う供給側の面の両方に設けた。
(Example 14)
A separation membrane roll was produced in the same manner as in Example 1 except that the base material was changed to a long fiber nonwoven fabric. The fiber orientation degree of the substrate was 20 ° on the surface layer on the porous support layer side and 40 ° on the surface layer on the side opposite to the porous support layer. The dots were provided only on one of the supply-side surfaces facing each other when incorporated in the element, and the band-like regions were provided on both the supply-side surfaces facing each other.

こうして得られた分離膜ロールを用いて、実施例2と同様にして、8インチエレメントを作製した。   Using the separation membrane roll thus obtained, an 8-inch element was produced in the same manner as in Example 2.

該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たところ、造水量および脱塩率は31.5m3/dayおよび98.7%だった。   When the element was put in a pressure vessel and operated under the above-mentioned conditions, the amount of water produced and the desalting rate were 31.5 m 3 / day and 98.7%.

(実施例15)
バックアップロール温度を5℃に変更し、さらに高流路材41Aおよび低流路材41Bにおいて膜表面から70μmの領域において、供給側流路材の幅は膜表面に近づくにつれて狭める形状にしたこと以外は全て実施例1と同様に分離膜を作製した。
(Example 15)
Other than changing the backup roll temperature to 5 ° C. and further reducing the width of the supply channel material as it approaches the membrane surface in the region of 70 μm from the membrane surface in the high channel material 41A and the low channel material 41B Were prepared in the same manner as in Example 1.

その後、実施例2と同様にして、8インチエレメントを作製した。   Thereafter, an 8-inch element was produced in the same manner as in Example 2.

該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たところ、造水量および脱塩率は28.2m3/dayおよび98.0%だった。   When the element was put in a pressure vessel and operated under the above-mentioned conditions, the amount of water produced and the desalting rate were 28.2 m 3 / day and 98.0%.

(実施例16)
バックアップロール温度を12℃に変更し、高流路材41Aおよび低流路材41Bにおいて膜表面から70μmの間で幅を高さ方向に一定にしたこと以外は全て実施例1と同様に分離膜を作製した。
(Example 16)
Separation membrane as in Example 1 except that the backup roll temperature was changed to 12 ° C. and the width of the high flow channel material 41A and the low flow channel material 41B was constant in the height direction between 70 μm from the membrane surface. Was made.

その後、実施例2と同様にして、8インチエレメントを作製した。   Thereafter, an 8-inch element was produced in the same manner as in Example 2.

該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たところ、造水量および脱塩率は30.0m3/dayおよび98.3%だった。   When the element was put into a pressure vessel and operated under the above-mentioned conditions, the amount of water produced and the desalting rate were 30.0 m 3 / day and 98.3%.

(実施例17〜20)
グラビアロールを変更し、低流路材41Bの形状を表3および4の通りにしたこと以外は全て実施例1と同様に分離膜を作製した。
(Examples 17 to 20)
A separation membrane was prepared in the same manner as in Example 1 except that the gravure roll was changed and the shape of the low flow path material 41B was as shown in Tables 3 and 4.

その後、実施例2と同様にして、8インチエレメントを作製した。   Thereafter, an 8-inch element was produced in the same manner as in Example 2.

該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たところ、造水量および脱塩率は表3および表4の通りだった。   When the element was placed in a pressure vessel and operated under the above-mentioned conditions, the amount of water produced and the desalination rate were as shown in Tables 3 and 4.

(比較例1)
供給側に不連続な流路材を配置せず、ネット(厚み:0.7mm、ピッチ:4mm×4mm、繊維径:0.35mm、投影面積比:0.20)を使用したこと以外は全て実施例2と同様に分離膜ロールを作製した。
(Comparative Example 1)
All except that discontinuous channel material is not arranged on the supply side, and a net (thickness: 0.7 mm, pitch: 4 mm × 4 mm, fiber diameter: 0.35 mm, projected area ratio: 0.20) is used. A separation membrane roll was produced in the same manner as in Example 2.

該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たところ、造水量および脱塩率は27.5m3/dayおよび99.0%であった。   When the element was put in a pressure vessel and operated under the above-mentioned conditions, the amount of water produced and the desalting rate were 27.5 m 3 / day and 99.0%.

(比較例2)
低流路材41Bを配置しなかったこと以外は全て実施例2と同様に分離膜ロールを作製した。
(Comparative Example 2)
A separation membrane roll was produced in the same manner as in Example 2 except that the low flow path material 41B was not arranged.

こうして得られた分離膜ロールを用いて、実施例2と同様にして、8インチエレメントを作製した。   Using the separation membrane roll thus obtained, an 8-inch element was produced in the same manner as in Example 2.

該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たところ、造水量および脱塩率は31.3m3/dayおよび94.9%だった。   When the element was put in a pressure vessel and operated under the above-mentioned conditions, the amount of water produced and the desalting rate were 31.3 m 3 / day and 94.9%.

結果から明らかなように、実施例の分離膜および分離膜エレメントは、高造水性能、安定運転性能、優れた除去性能を有している。   As is clear from the results, the separation membrane and the separation membrane element of the examples have high water production performance, stable operation performance, and excellent removal performance.

本発明の膜エレメントは、特に、かん水や海水の脱塩に好適に用いることができる。   The membrane element of the present invention can be suitably used particularly for brine or seawater desalination.

1 分離膜エレメント
2 集水管
21 分離膜エレメントの上流側の端部
22 分離膜エレメントの下流側の端部
3 分離膜
30 分離膜本体
31 分離膜の供給側の面
32 分離膜の透過側の面
33,34 帯状領域
41A、 高流路材
41B 低流路材
42 端部流路材
5 透過側流路材
6 封筒状膜
7 上流側の端板
8 下流側の端板
101 原水
102 透過水
103 濃縮水
H1 高流路材の高さ
H2 低流路材の高さ
W0 集水管長手方向(幅方向)における分離膜の幅
W1、W2 同方向における帯状領域の幅
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Separation membrane element 2 Water collecting pipe 21 End part on the upstream side of the separation membrane element 22 End part on the downstream side of the separation membrane element 3 Separation membrane 30 Separation membrane body 31 Surface on the supply side of the separation membrane 32 Surface on the permeation side of the separation membrane 33, 34 Band-like region 41A, high flow channel material 41B low flow channel material 42 end flow channel material 5 permeate side flow channel material 6 envelope-shaped membrane 7 upstream end plate 8 downstream end plate 101 raw water 102 permeate water 103 Concentrated water H1 Height of the high flow path material H2 Height of the low flow path material W0 Width of the separation membrane in the longitudinal direction (width direction) of the water collecting pipe W1, W2 Width of the band-like region in the same direction

Claims (7)

供給側の面と透過側の面とを有する分離膜本体と、
前記分離膜本体の供給側の面上に固着し、高さH1が0.45mm以上2mm以下の複数の高流路材と、
前記分離膜本体の供給側の面に固着し、高さH2が0.03mm以上0.4mm以下であり、前記高流路材の間に配置される低流路材と、
を備える分離膜。
A separation membrane body having a supply side surface and a permeate side surface;
A plurality of high flow path materials fixed on the supply side surface of the separation membrane main body and having a height H1 of 0.45 mm to 2 mm;
A low flow path material that is fixed to the supply-side surface of the separation membrane body, has a height H2 of 0.03 mm to 0.4 mm, and is disposed between the high flow path materials;
A separation membrane comprising:
前記高流路材の高さH1と低流路材の高さH2とが、0.1≦(H2/H1)≦0.9を満たす
請求項1に記載の分離膜。
The separation membrane according to claim 1, wherein a height H1 of the high flow path material and a height H2 of the low flow path material satisfy 0.1 ≦ (H2 / H1) ≦ 0.9.
平面視において、前記高流路材および低流路材の少なくとも一方のアスペクト比が1以上15以下である
請求項1または2に記載の分離膜。
3. The separation membrane according to claim 1, wherein an aspect ratio of at least one of the high flow path material and the low flow path material is 1 or more and 15 or less in plan view.
前記高流路材と、原水の流れ方向でその高流路材に近接する2つの高流路材とを結ぶ直線が形成する角度が、20°以上160°以下である
請求項1〜3のいずれかに記載の分離膜。
The angle formed by a straight line connecting the high flow path material and two high flow path materials adjacent to the high flow path material in the flow direction of the raw water is 20 ° or more and 160 ° or less. The separation membrane according to any one of the above.
前記低流路材が2つの前記高流路材の間で連続するように配置されている
請求項1〜4のいずれかに記載の分離膜。
The separation membrane according to any one of claims 1 to 4, wherein the low flow path material is disposed so as to be continuous between the two high flow path materials.
前記分離膜の少なくとも一部は、前記分離膜本体の供給側の面で、前記集水管の長手方向における少なくとも一方の端部に、端部流路材が固着した帯状領域を備える、請求項1〜5のいずれかに記載の分離膜。   2. At least a part of the separation membrane is provided with a belt-like region to which an end channel material is fixed at least at one end in the longitudinal direction of the water collecting pipe on the supply side surface of the separation membrane main body. The separation membrane according to any one of -5. 集水管と、
前記集水管の周囲に巻囲された請求項1〜6のいずれかに記載の分離膜を含む分離膜エレメント。
Water collecting pipe,
The separation membrane element containing the separation membrane in any one of Claims 1-6 wound around the said water collection pipe | tube.
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CN114452824A (en) * 2022-03-10 2022-05-10 远大健康科技(天津)有限公司 Membrane element and preparation method thereof, filter element and water purifier

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