CN109070002A - 分离膜元件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种分离膜元件，是具有分离膜、和在分离膜的透过侧配置的透过侧流路件的分离膜元件，透过侧流路件为在至少一方的面具有凹凸的凹凸片状物，凹凸片状物由沿厚度方向的贯通孔所形成的开孔区域、和除该开孔区域以外的非开孔区域构成，凹凸片状物的凹部中的贯通孔的数量相对于存在于凹凸片状物的贯通孔的总数的比例为80％以上。

Description

分离膜元件

技术领域

本发明涉及为了将液体、气体等流体所包含的成分分离而使用的分离膜元件。

背景技术

在用于除去海水和碱水等所包含的离子性物质的技术中，近年来，作为用于节省能源和节省资源的工艺，采用分离膜元件的分离法的利用扩大了。采用分离膜元件的分离法中所使用的分离膜根据其孔径、分离功能方面而分类为微滤膜、超滤膜、纳滤膜、反渗透膜、正渗透膜。这些膜被用于例如由海水、碱水和包含有害物的水等制造饮用水、制造工业用超纯水、以及排水处理和有价值物质的回收等，根据作为目标的分离成分和分离性能而分别使用。

作为分离膜元件，具有各种形态，但在向分离膜的一方的面供给原水、并从另一方的面获得透过流体这一方面是共通的。分离膜元件以如下方式形成：通过具备被集束的多个分离膜，从而平均每1个分离膜元件的膜面积变大，即平均每1个分离膜元件所获得的透过流体的量变大。作为分离膜元件，根据用途、目的，提出了螺旋型、中空纤维型、板框型、旋转平膜型、平膜集成型等各种形状。

例如，反渗透过滤中广泛使用了螺旋型分离膜元件。螺旋型分离膜元件具备中心管、和卷缠在中心管周围的层叠体。层叠体通过层叠将原水(即被处理水)向分离膜表面供给的供给侧流路件、将原水所包含的成分分离的分离膜、和用于将透过分离膜并从供给侧流体分离出的透过侧流体导向中心管的透过侧流路件来形成。螺旋型分离膜元件能够对原水赋予压力，因此在能够大量取出透过流体这一方面优选使用。

对于螺旋型分离膜元件，一般而言，为了使供给侧流体的流路形成，作为供给侧流路件，主要使用高分子制的网状物。此外，作为分离膜，使用层叠型的分离膜。层叠型的分离膜具备从供给侧到透过侧层叠的由聚酰胺等交联高分子形成的分离功能层、由聚砜等高分子形成的多孔性树脂层(多孔性支持层)、由聚对苯二甲酸乙二醇酯等高分子形成的无纺布的基材。此外，作为透过侧流路件，在防止分离膜的凹陷并且使透过侧的流路形成的目的下，使用与供给侧流路件相比间隔细的被称为特里科经编织物的编织物构件。

近年来，因为对造水成本降低的要求高涨，因此要求分离膜元件的高性能化。例如，为了提高分离膜元件的分离性能、和增大平均每单位时间的透过流体量，提出了提高各流路构件等分离膜元件构件的性能。

具体而言，专利文献1中提出了具备将丝配置在无纺布上形成的流路件的分离膜元件。专利文献2中提出了将一般的膜压印成形，改善了点等膜表面方向的液体通过性的分离膜元件。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：美国专利申请公开第2012-0261333号说明书

专利文献2：日本特开2006-247453号公报

发明内容

发明所要解决的课题

然而，专利文献1中，由于在无纺布等表面具有孔的片中含浸固定有熔融了的热塑性树脂，因此制造装置大型化，工艺变得复杂，如专利文献2那样因为流路件为非多孔性，因此存在下述问题：在流路件的内部不产生空间，结果要通过的液体流被限制，所得的分离膜元件的造水量变低。因此，本发明的目的是提供：兼顾分离膜元件的制造工序稳定化与分离膜元件的高造水化的、装填有凹凸片状物的分离膜元件。

用于解决课题的手段

为了达到上述目的，根据本发明，提供一种分离膜元件，是具有分离膜、和在上述分离膜的透过侧配置的透过侧流路件的分离膜元件，上述透过侧流路件为在至少一方的面具有凹凸的凹凸片状物，上述凹凸片状物由沿厚度方向的贯通孔所形成的开孔区域、和除该开孔区域以外的非开孔区域构成，

上述凹凸片状物的凹部中的上述贯通孔的数量相对于存在于上述凹凸片状物的上述贯通孔的总数的比例为80％以上。

此外，根据本发明的优选方案，提供一种分离膜元件，是具有分离膜、和在上述分离膜的透过侧配置的透过侧流路件的分离膜元件，上述透过侧流路件为在至少一方的面具有凹凸的凹凸片状物，上述凹凸片状物由沿厚度方向的贯通孔所形成的开孔区域、和除该开孔区域以外的非开孔区域构成，凹部中的上述贯通孔所形成的开孔面积相对于凸部和凹部中的上述贯通孔所形成的开孔面积的合计(贯通孔的面积的分布)为85％以上。

此外，根据本发明的优选方案，提供一种分离膜元件，上述透过侧流路件中的凹凸配置在上述透过侧流路件的一方的面。

此外，根据本发明的优选方案，提供权利要求1或2所述的分离膜元件，上述凹凸片状物的凹部中的上述贯通孔的开孔面积相对于上述凹凸片的凹部的面积为3％以上且20％以下。

此外，根据本发明的优选方案，提供一种分离膜元件，在与上述凸部的长度方向垂直并且在长度方向上通过凸部中心的横截面中，上述凸部的横截面积相对于上述凸部的宽度与高度的积之比为0.6以上且0.99以下。

此外，根据本发明的优选方案，提供一种分离膜元件，上述凸部的横截面积相对于上述凸部的宽度与高度的积之比为0.9以上且0.99以下。

此外，根据本发明的优选方案，提供一种分离膜元件，上述贯通孔的平均孔径为0.1mm以上且0.5mm以下。

此外，根据本发明的优选方案，提供一种分离膜元件，上述凹凸片以无拉伸聚丙烯作为主成分。

发明的效果

根据本发明，通过流路截面形状的均匀性高并且对凹凸片状物赋予贯通孔，从而易于将透过水导向透过侧流路，能够提高凹凸片状物的厚度方向的透过水的流动性，减轻流动方向的透过水与凹凸片状物的摩擦，因此与不具有贯通孔的情况相比，能够降低透过侧流路的阻力、提高分离膜元件的造水量。

附图说明

图1是表示本发明的分离膜元件的一例的示意图。

图2是表示能够适用于本发明的透过侧流路件的一例的立体图。

图3是表示流路沿一个方向排列的透过侧流路件的一例的立体图。

图4是凹凸片的横截面图的一例。

图5是凹凸片中的凸部的横截面图的一例。

图6是表示凹凸片的贯通孔的图的一例。

具体实施方式

接下来，对本发明的分离膜元件的实施方式详细地说明。

＜分离膜元件的概要＞

分离膜元件的制造方法没有限定，如图1所示，能够将供给侧流路件1用分离膜2夹入，使透过侧流路件3层叠而制成一组单元，螺旋状地卷围在集水管4周围而获得分离膜元件5。

在本发明中，支持受到原水压力的分离膜透过侧的透过侧流路件3为被赋形的凹凸片状物，并且凸部6主要具有支持分离膜的作用，凹部7具有大量贯通孔，因此主要能够赋予厚度方向的水的流动性。

这里，所谓被赋形，是指在将以使片状物变形而在该状态下固定的形态、使由与片状物相同种类或不同种类的原材料形成的物体与其表面接合的形态、对片状物进行蚀刻的形态等被赋形的片状物(凹凸片状物)用分离膜夹着的情况下，以在凹凸片状物与分离膜之间形成流路空间的方式进行处理。即，通过将片状物赋形，能够获得凹凸片状物。

＜具有贯通孔的凹凸片状物＞

在使用凹凸片状物作为流路件的情况下，特别是如螺旋型元件的透过侧流路件那样，在从凹凸片状物的表面和背面的任一方向，流入从分离膜过滤出的水(透过水)的情况下，优选在凹凸片状物的厚度方向具有贯通孔。通过在凹凸片状物的厚度方向具有贯通孔，能够易于将透过水导向透过侧流路，提高凹凸片状物的厚度方向的透过水的流动性，减轻流动方向的透过水与凹凸片状物的摩擦，因此与不具有贯通孔的情况相比能够降低透过侧流路的阻力。如果透过侧流路的阻力被降低，则分离膜元件对运转压力的压降(压力损失)减小，因此实际上成为分离膜的过滤压力的有效压力提高，能够提高分离膜元件的造水量。

＜贯通孔＞

贯通孔如上述那样有助于易于将透过水导向透过侧流路、降低透过侧流路的阻力。另外，所谓贯通孔，是指在凹凸片状物中在厚度方向具有孔的部分，绕将表面的孔的中心与背面的孔的中心连结的中心轴线形成有与表面的孔的形状或背面的孔的形状相似的空间的物质。

＜贯通孔的平面形状＞

所谓贯通孔的平面形状，是从凹凸片状物的表面或背面观察贯通孔时的形状。平面形状没有特别限定，但在贯通孔与分离膜的透过侧接触的情况下，在加压过滤时，分离膜易于向贯通孔下沉变形。因此，优选使平面形状为圆形而使分离膜的变形均匀，从而抑制由变形引起的分离膜的机械性破坏。

另外，任意1个贯通孔的平面形状在凹凸片状物的表面与背面能够不同。

(贯通孔的长度和宽度)

关于贯通孔的长度K和宽度J，即贯通孔的平面形状中的长度(相当于长度方向即分离膜元件的卷围方向。称为MD上的大小的最大值)和宽度(宽度方向即CD上的大小的最大值。所谓CD，相当于与分离膜元件的卷围方向正交的方向)，从提高凹凸片状物的厚度方向上的透过水的流动性、和抑制加压过滤时的分离膜向贯通孔凹陷的观点考虑，优选为0.01mm以上且0.5mm以下，更优选为0.05mm以上且0.3mm以下(参照图6)。

(贯通孔的平均孔径)

贯通孔的平均孔径能够使用例如キーエンス社制高精度形状测定系统KS-1100，从凹凸面观察凹凸片状物的贯通孔，测定贯通孔的面积和圆周长，由4×面积/圆周长算出贯通孔的孔径。

此外，基于与贯通孔的长度和宽度同样的理由，平均孔径优选为0.01mm以上且0.5mm以下，更优选为0.05mm以上且0.2mm以下。

(贯通孔的长宽(aspect,长径)比)

关于贯通孔的平面形状中的长宽比，基于与贯通孔的长度和宽度同样的理由，优选为0.2以上且5以下。另外，所谓长宽比，为贯通孔的长度(MD)和宽度(CD)的比率，能够由长度/宽度表示。

(贯通孔的图案(图形))

在凹凸片状物设置贯通孔的位置能够以表现本发明效果的方式进行调整。这是因为根据分离膜元件的大小、运转条件不同，而被处理的水量不同，被处理的水越多则需要越多贯通孔。然而，不需要将贯通孔均等地设置在凹凸片状物的整面。

作为贯通孔的图案的标准，能够在使装填有凹凸片状物的分离膜元件运转的条件下，算出或测定凹凸片状物的平面方向上的压力损失，以使得由例如哈根-泊肃叶式算出的贯通孔的压力损失成为5％以下的方式确定贯通孔的平面形状中的直径、间距。

然而，凹凸片状物的凹部中的贯通孔的数量相对于存在于凹凸片状物的贯通孔的总数的比例(贯通孔的数量的分布)需要为80％以上。原因是：通过在凹凸片状物的凹部即与凸部相比薄的部分大量设置贯通孔，从而具有水从分离膜向透过侧流路通过时的距离变短、阻力被降低的倾向。

另外，通过使得凹部中的由贯通孔所形成的开孔面积相对于凸部和凹部中的由贯通孔所形成的开孔面积的合计成为85％以上，能够维持凸部的耐压性并赋予厚度方向的水的流动性。

＜贯通孔的平面部＞

所谓贯通孔的平面部，是露出到凹凸片状物的表面或背面的部分。在贯通孔的平面部，在贯通孔的周围可以在沿平面扩展的方向存在隆起部。

＜凸部的刚直化＞

凹凸片状物中的凸部在加压过滤时支持分离膜，因此需要耐压性。为了使其耐压性提高，能够将凸部(特别是凸部与凹部的边界区域)部分地熔融，在凹凸片状物中的凸部分别变更形态。

＜贯通孔的赋予＞

作为对凹凸片状物赋予贯通孔的方法，可举出针刺、激光加工等穿孔处理。作为激光加工，可举出YAG、半导体、CO2、准分子、超短脉冲等。

＜槽部中的开孔率＞

关于贯通孔的开孔面积的总和相对于槽部的面积的比例，从提高凹凸片状物的强度并且透过水从凹凸面向槽部流入时的流动阻力的观点考虑，优选为3％以上且20％以下，进一步优选为6％以上且13％以下。

＜凹凸片状物的厚度＞

图4中的凹凸片状物的厚度H0优选为0.1mm以上且1mm。关于厚度的测定，电磁式、超声波式、磁力式、光透过式等各种方式的膜膜厚测定仪被市售，但只要是非接触的方式，就能够为任何方式。随机在10处进行测定并以其平均值进行评价。通过为0.1mm以上，从而具备作为透过侧流路件的强度，即使负荷应力也能够进行操作而不会引起凹凸的崩塌、破裂。此外，厚度为1mm以下时，能够不损害向集水管的卷围性，而使能够插入到元件内的分离膜、流路件数增加。

＜凹凸片状物的凸部的高度、槽宽度和槽长度＞

图4中的凹凸片状物的凸部的高度H1优选为0.05mm以上且0.8mm以下，槽宽度D优选为0.02mm以上且0.8mm以下。凸部的高度、槽宽度D能够通过用市售的显微镜等观察凹凸片状物的横截面来测定。

由凸部的高度、槽宽度D、和被层叠了的分离膜形成的空间能够成为流路，通过凸部的高度、槽宽度D在上述范围，从而能够抑制加压过滤时的膜凹陷并降低流动阻力，获得耐压性和造水性能优异的分离膜元件。

此外，在凸部如点状那样、在MD和CD的任一方向上凸部都被分离配置那样的情况下(参照图2)，槽长度E能够与槽宽度D同样设定。

＜凹凸片状物的凸部的宽度和长度＞

图4中的凹凸片状物的凸部的宽度W优选为0.1mm以上，更优选为0.3mm以上。通过宽度W为0.2mm以上，从而即使在分离膜元件的运转时对凸部301、凹凸片状物302施加压力，也能够保持凸部的形状，稳定地形成透过侧流路。宽度W优选为1mm以下，更优选为0.7mm以下。通过使宽度W为1mm以下，能够充分确保分离膜的透过侧的面侧的流路。

凸部301的宽度W如下那样测定。首先，在与第1方向(分离膜的CD)垂直的1个截面中，算出1个凸部301的最大宽度和最小宽度的平均值。即，在图5所示那样的上部细下部粗的凸部301中，测定流路件下部的宽度和上部的宽度，算出其平均值。在至少30处的截面中算出这样的平均值，算出其算术平均，从而能够算出平均每1片膜的宽度W。

另外，在凸部如点状那样、在MD和CD的任一方向上凸部都分离配置那样的情况下(参照图2)，长度X能够与宽度W同样设定。

＜凹凸片状物的材料＞

作为片状物的形态，能够使用编织物、机织物、多孔性膜、无纺布、网状物等，特别是在无纺布的情况下，由于由构成无纺布的纤维彼此形成的成为流路的空间扩大，因此水易于流动，其结果是，分离膜元件的造水能力提高，因此是优选的。

此外，关于作为凹凸片状物的材料的聚合物的材质，只要是保持作为透过侧流路件的形状的、成分向透过水中的溶出少的材质，就没有特别限定，可举出例如：尼龙等聚酰胺系、聚酯系、聚丙烯腈系、聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃系、聚氯乙烯系、聚偏二氯乙烯系、聚氟乙烯系等合成树脂，如果考虑可耐高压化的强度、亲水性，则特别优选使用聚烯烃系、聚酯系。

特别是在将膜进行凹凸成形的情况下，通过使用以低熔点并且结晶性低、成形比较容易的无拉伸聚丙烯膜作为主成分的材料，能够获得加压过滤时的耐压性优异的流路件。

＜由凹凸片状物形成的流路＞

在凹凸片状物的两面配置有分离膜时，凸部与相邻的凸部的空间能够成为透过水的流路。流路可以为：通过凹凸片状物本身被赋形加工成波纹板状、矩形波状、三角波状等、或凹凸片状物的一面平坦且其它表面被加工成凹凸状、或在凹凸片状物表面凹凸形状地层叠其它构件而形成的流路。

＜凹凸片状物的成形方法＞

为了构成流路，在片状物表面形成凹凸形状的方法之一有压印加工。所谓压印加工，是对加热到聚合物的玻化温度以上的聚合物，压入同样地加热到聚合物的玻化温度以上的具有凹凸形状的模具。另外，模具一般是金属制，通过切削加工而施加凹凸形状。是通过在对模具施加了压力的状态下冷却，将模具从聚合物取下，从而在聚合物表面将与模具相反的凹凸转印于片状物表面的加工方法。

通过对片状物实施压印加工，从而能够获得如图2所示那样的点状地成形了柱状突起的凹凸片状物。在点的排列配置成交错型的情况下，受到原水压力时的应力被分散，有利于抑制塌陷。另外，图2中记载了截面(相对于片平面为平行面)为圆的圆柱状突起，但可以为多边形、椭圆等，对截面形状没有特别限定。此外，不同截面的凸部可以混合存在。此外，可以为图3所示那样的具有槽沿一个方向排列而连续的槽的凹凸形状。

在与卷绕方向垂直的方向上的截面形状中，可以为宽度具有变化那样的梯形状的壁状物、椭圆柱、椭圆锥、四角锥或半球那样的形状。

本发明所使用的分离膜能够通过公知的方法制造。这样获得的分离膜与凹凸片状物以将凹凸片状物接触分离膜的里侧并支持分离膜的方式配置，进行卷围而获得分离膜元件。

片状物即成形前的凹凸片状物最好使用与成形后的片状物的重量同等的片状物。对宽度、厚度没有特别限定，关于宽度，优选为与凹凸片状物同等，关于厚度，优选使用比成形后的厚度(即，在凹凸片的厚度方向上最远的距离)的三分之一厚的厚度。

作为装填于分离膜元件的分离膜，只要是反渗透膜、超滤膜、微滤膜、气体分离膜等表现分离特性的分离膜，就能够使用。

此外，作为分离膜元件的形态，没有特别限定，特别是对于要求优异的耐压性、液体、气体的通过性的螺旋型元件，本发明的凹凸片状物能够发挥功能。

＜凹凸片状物的凸部的横截面形状＞

图5是凸部的横截面图(相对于片平面为垂直面)。该横截面与凸部的长度方向垂直，并且在长度方向上通过凸部中心。在该横截面中，凸部的横截面积S相对于凸部的宽度W与高度H1之积的比(横截面积比A)优选为0.6以上且0.99以下。即，横截面积比A由A＝S/(W×H1)表示，并且优选满足0.6≤A≤0.99，进一步优选满足0.8≤A≤0.99，特别优选满足0.9≤A≤0.99。

另外，所谓宽度W，是截面中的宽度的最大值，所谓高度H1，是截面中的高度的最大值。因此，在图4的例子中，横截面形状为梯形，宽度的最大值W相当于梯形的底边的长度，高度的最大值H1相当于梯形的高度。另外，如图4的例子那样，横截面形状为在厚度方向扩大的形状，即底边W在横截面的宽度中变得最长。

所谓横截面积比A1为0.99以下，表示：在凸部的1个横截面形状中，宽度和高度的至少一者不是一定的。即，对于满足该式的流路件的横截面而言，存在与一边的长度为W并且与其正交的边的长度为h0的长方形的外缘相比、向内侧凹进的部分。

对于边的长度为W和H1的长方形的流路件而言，A为“1”。在该情况下，由于凸部的角接近于直角，因此在加压运转时凸部的直角部分使分离膜断裂而丧失分离特性。

与此相对，如果设置有满足上述要件的凸部，则在加压运转时能够稳定地支持分离膜，并且负荷于凸部的应力在凸部整体变得均匀，因此即使在相同运转压力下，也具有凸部的变形变小的倾向。基于这样的理由，在凸部的横截面中，凸部的横截面积S相对于凸部的宽度W与高度H1之积的比(横截面积比A)优选为0.6以上且0.99以下。

实施例

以下通过实施例进一步详细地说明本发明，但本发明不受这些实施例任何限定。

(凹凸片状物的厚度和凸部的高度)

凹凸片状物的厚度和凸部的高度由キーエンス社制高精度形状测定系统KS-1100测定。具体而言，使用キーエンス社制高精度形状测定系统KS-1100，根据5cm×5cm的测定结果解析平均的高低差。对具有10μm以上的高低差的30处进行测定，将各高度的值求和而得的值除以测定总共位置(30处)的数目而求出的值作为凸部的高度。

(凹凸片状物的凸部的宽度/长度和凹部的槽宽度/槽长度)

使用キーエンス社制高精度形状测定系统KS-1100，对200处测定从分离膜的透过侧中的流路件的顶点到相邻的流路件的顶点的水平距离，将其平均值算出为间距P。(参照图4)。

(凸部的横截面积比)

使用キーエンス社制高精度形状测定系统KS-1100，对凹凸片状物中的任意凸部，测定了图5所示那样的凸部的横截面积。接着，算出横截面积相对于通过上述方法测定的凸部的宽度、高度之积的比率，将任意凸部30处的平均值作为横截面积比。

(贯通孔的数量的分布)

对于具有贯通孔的凹凸片状物，使用キーエンス社制高精度形状测定系统KS-1100，测定存在于观察到的区域的贯通孔的总数，并测定了凹凸片状物的凹部中的贯通孔数量。进而，计算凹凸片状物的凹部中的贯通孔的数量相对于存在于凹凸片状物的贯通孔的总数的比例，作为贯通孔的数量的分布。

(贯通孔的面积的分布)

对于具有贯通孔的凹凸片状物，使用キーエンス社制高精度形状测定系统KS-1100，测定了存在于观察到的区域的贯通孔的总面积，并测定了凹凸片状物的凹部中的贯通孔的总面积。进而，计算凹凸片状物的凹部中的贯通孔的总面积/贯通孔的总面积，作为贯通孔的面积的分布。

(贯通孔的平均孔径)

使用キーエンス社制高精度形状测定系统KS-1100，从凹凸面观察凹凸片状物的贯通孔，测定贯通孔的面积和圆周长，根据4×面积/圆周长算出贯通孔的孔径。对于任意贯通孔，将该操作重复进行合计100次，通过Σ(贯通孔的孔径)/100算出贯通孔的平均孔径。

(槽部中的开孔率)

使用キーエンス社制高精度形状测定系统KS-1100，从凹凸面观察凹凸片状物的贯通孔，对于任意槽部，算出测定位置处的槽部的面积(包含贯通孔)相对于相邻的50个贯通孔的总面积的比。对于其它99处的槽，也实施该操作，将其平均值作为槽部中的开孔率。

(贯通孔的间距)

使用キーエンス社制高精度形状测定系统KS-1100，从凹凸面观察凹凸片状物的贯通孔，测定20处在MD上相邻的任意贯通孔的中心间距离，通过Σ(相邻的任意贯通孔的中心间距离)/20算出贯通孔的间距。

(贯通孔的长宽比)

使用キーエンス社制高精度形状测定系统KS-1100，测定贯通孔的长度(MD)和宽度(CD)，算出长度/宽度。对于任意贯通孔，在30处重复该操作，通过Σ(长度/宽度)/30算出贯通孔的长宽比(参照图6)。

(造水量A)

关于分离膜元件，作为供给水，使用浓度3.5wt％、pH6.5的NaCl水溶液，在运转压力4.1MPa、温度25℃的条件下进行15分钟运转(回收率15％)后进行1分钟的取样，将膜的每单位面积并且每1天的透水量并且每1天的透水量(加仑)作为造水量A(GPD(加仑/天))来表示。

(除去率A(TDS除去率A))

关于造水量A的测定中的1分钟运转中使用的原水和取样出的透过水，通过传导率测定求出TDS浓度，由下述式算出TDS除去率。

TDS除去率(％)＝100×{1-(透过水中的TDS浓度/原水中的TDS浓度)}

(造水量B)

关于造水量A的测定结束后的分离膜元件，作为供给水，使用浓度3.5wt％、pH6.5的NaCl水溶液，在运转压力10MPa、温度25℃的条件下进行30分钟运转后，再次在造水量A的条件下测定造水量，作为造水量B。

(除去率B(TDS除去率B))

关于造水量B的测定中的1分钟运转中使用的原水和取样出的透过水，通过传导率测定求出TDS浓度，由下述式算出TDS除去率。

TDS除去率(％)＝100×{1-(透过水中的TDS浓度/原水中的TDS浓度)}

(具有贯通孔的凹凸片状物的制作)

对无拉伸聚丙烯膜(東レ制トレファン)实施压印加工和CO2激光加工，获得了具有贯通孔的凹凸片状物。具体而言，用通过切削加工而形成了槽的金属模具夹入无拉伸聚丙烯膜，以140℃/2分钟/15MPa保压，以40℃冷却后从模具取出。

接着，使用3D-Axis CO2激光打标机MLZ9500，从凹凸压印片的非凹凸面，对凹凸中的凹部进行激光加工而获得了贯通孔。另外，关于贯通孔，在实施例1～8中以间距2mm设置于各槽，在实施例9中设置在各凸部的CD上的中间。

(实施例1)

在由聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维形成的无纺布(线径(丝径)：1分特，厚度：约0.09mm，密度0.80g/cm³)上以180μm的厚度以室温(25℃)流延聚砜的15.2质量％的DMF溶液，立即浸渍在纯水中并放置5分钟，用80℃的温水浸渍1分钟从而制作出由纤维增强聚砜支持膜形成的多孔性支持层(厚度0.13mm)。

然后，将多孔性支持层卷进行开卷，在m-PDA的3.8重量％水溶液中浸渍2分钟，将该支持膜沿垂直方向慢慢提升，从空气喷嘴吹附氮气而从支持膜表面除去多余的水溶液后，以表面完全润湿的方式涂布包含1,3,5-三苯甲酰氯0.175重量％的正癸烷溶液而静置1分钟。接下来，为了从膜除去多余的溶液，将膜保持垂直1分钟而排液。然后，用90℃的热水洗涤2分钟而获得了分离膜卷。

将这样获得的分离膜以分离膜元件中的有效面积成为0.5m²的方式折叠并进行切断加工，以网状物(厚度：0.5mm，间距：3mm×3mm，纤维直径：250μm，投影面积比：0.25)作为供给侧流路件，以宽度260mm并且叶片(leaf)长1200mm制作出1片叶片。

在所得的叶片的透过侧面层叠作为透过侧流路件的表1所示的凹凸片状物，螺旋状地卷缠于ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)制集水管(宽度：350mm，直径：18mm，孔数量10个×直线状1列)，在外周进一步卷缠膜。在用带固定后，进行切边、端板的安装，从而制作出直径为2英寸的分离膜元件。

将分离膜元件放入到压力容器中，在上述条件下评价了各性能，结果如表1所述。

【表1】

(实施例2～18)

使凹凸片状物如表1～表3所述，除此以外，全部与实施例1同样地操作，制作出分离膜和分离膜元件。

将分离膜元件放入到压力容器中，在上述条件下评价了各性能，结果如表1～表3所述。

【表2】

【表3】

(比较例1)

对于透过侧流路件，使用了具有连续形状的特里科经编织物(厚度：260μm，槽宽度：400μm，垄宽度：300μm，槽深度：105μm，聚对苯二甲酸乙二醇酯制)，除此以外，全部与实施例1同样地制作出分离膜元件。

将分离膜元件放入到压力容器中，在上述条件下评价了各性能，结果如表4所述。即，特里科经编织物具有在造水量B的评价时膜的功能层被破坏、除去率降低的倾向。

(比较例2)

使用了具有与实施例1同等的凹凸形状的、在无纺布上设置有热塑性树脂的片，除此以外，全部与实施例1同样地制作出分离膜元件。

将分离膜元件放入到压力容器中，在上述条件下评价了各性能，结果如表4所述。即，由于无纺布为具有大量空隙的结构，因此在加压过滤时发生由压缩引起的致密化，厚度方向的阻力增加，因此造水量显著降低。

(比较例3)

使贯通孔的配置如表3所述变更，除此以外，全部与实施例1同样地制作出分离膜元件。

将分离膜元件放入到压力容器中，在上述条件下评价了各性能，结果如表4所述。即，由于在凸部大量配置贯通孔，因此在加压过滤了时凸部变形，透过侧流路的阻力变大，造水量降低了。

表4

由表1～表4所示的结果明确了：本发明的实施例1～18的分离膜元件即使以高压力运转，也能够获得具有高除去性能的充分量的透过水，能够说稳定具备优异的分离性能。

符号的说明

1 供给侧流路件

2 分离膜

3 透过侧流路件

4 集水管

5 分离膜元件

6 凸部

7 凹部

8 贯通孔

A 横截面积比

D 槽宽度

E 槽长度

H0 凹凸片状物的厚度

H1 凹凸片状物的凸部的高度

J 贯通孔的宽度

K 贯通孔的长度

S 凹凸片状物的凸部的横截面积

W 凹凸片状物的凸部的宽度

X 凹凸片状物的凸部的长度。

Claims (8)

1.一种分离膜元件，是具有分离膜、和在所述分离膜的透过侧配置的透过侧流路件的分离膜元件，所述透过侧流路件为在至少一方的面具有凹凸的凹凸片状物，所述凹凸片状物由沿厚度方向的贯通孔所形成的开孔区域、和除所述开孔区域以外的非开孔区域构成，

所述凹凸片状物的凹部中的所述贯通孔的数量相对于存在于所述凹凸片状物的所述贯通孔的总数的比例即贯通孔的数量的分布，为80％以上。

2.一种分离膜元件，是具有分离膜、和在所述分离膜的透过侧配置的透过侧流路件的分离膜元件，所述透过侧流路件为在至少一方的面具有凹凸的凹凸片状物，所述凹凸片状物由沿厚度方向的贯通孔所形成的开孔区域、和除所述开孔区域以外的非开孔区域构成，

凹部中的所述贯通孔所形成的开孔面积相对于凸部和凹部中的所述贯通孔所形成的开孔面积的合计即贯通孔的面积的分布，为85％以上。

3.根据权利要求1或2所述的分离膜元件，所述凹凸片状物的凹部中的所述贯通孔的开孔面积相对于所述凹凸片的凹部的面积，为3％以上且20％以下。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的分离膜元件，所述透过侧流路件中的凹凸配置在所述透过侧流路件的一方的面。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的分离膜元件，所述凸部以沿一个方向连续的方式设置，在与所述凸部的长度方向垂直的截面中，所述凸部的横截面积相对于所述凸部的宽度与高度的积之比为0.6以上且0.99以下。

6.根据权利要求5所述的分离膜元件，所述凸部的横截面积相对于所述凸部的宽度与高度的积之比为0.9以上且0.99以下。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的分离膜元件，所述贯通孔的平均孔径为0.01mm以上且0.5mm以下。

8.根据权利要求1～7中任一项所述的分离膜元件，所述凹凸片以无拉伸聚丙烯作为主成分。