JP2020099859A

JP2020099859A - 膜エレメント、膜分離機器および膜エレメントの製造方法

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Publication number: JP2020099859A
Application number: JP2018238967A
Authority: JP
Inventors: 茂之森; Shigeyuki Mori; 好男松崎; Yoshio Matsuzaki; 前田　潤; Jun Maeda; 潤前田; 泰弘大川; Yasuhiro Okawa
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 2018-12-21
Filing date: 2018-12-21
Publication date: 2020-07-02
Anticipated expiration: 2038-12-21
Also published as: JP7158270B2

Abstract

【課題】ろ過膜と流路材とを熱融着する際、容易に、溶融した融着糸がろ過膜に滲み出してろ過膜が閉塞するのを抑制することができる膜エレメントの製造方法を提供する。【解決手段】流路材２１とろ過膜２２とを有する膜エレメント１２の製造方法であって、流路材２１とろ過膜２２とを重ね合わせた状態で一対の加熱部材４６，４７間に挟み、一対の加熱部材４６，４７の少なくとも一方の加熱部材の加熱面に形成された複数の突部４８と他方の加熱部材との間で厚さ方向に圧縮しながら加熱し、ろ過膜２２の表面に形成された複数の凹部４１において、融着糸を溶融させてろ過膜２２と流路材２１とを接合する。【選択図】図１３

Description

本発明は、例えば膜分離活性汚泥法（ＭＢＲ）と称される分野で汚泥と処理水との分離のために用いられる膜エレメント、膜エレメントを備えた浸漬型の膜分離機器および膜エレメントの製造方法に関するものである。

従来、この種の膜エレメントとしては、例えば図２５，図２６に示すように、第一ろ過膜１１１と、第二ろ過膜１１２と、これら両ろ過膜１１１，１１２の間に設けられた排液織布１１３と、第一ろ過膜１１１と排液織布１１３とを接着する接着性ネット１１４と、第二ろ過膜１１２と排液織布１１３とを接着する接着性ネット１１５とを有する膜エレメント１１６がある。尚、排液織布１１３は、ループを形成するように編んだ三次元構造のスペーサ布地（スペーサーファブリック）である。

第一ろ過膜１１１と第二ろ過膜１１２との間に排液織布１１３と接着性ネット１１４，１１５とを積層し、この積層体を加熱ロールや加熱板で加熱しながら圧縮することにより、接着性ネット１１４，１１５が一時的に融解し、第一接着性ネット１１４を介して第一ろ過膜１１１と排液織布１１３とが接着されるとともに、第二接着性ネット１１５を介して第二ろ過膜１１２と排液織布１１３とが接着され、膜エレメント１１６が完成する。

尚、上記のような膜エレメントは例えば下記特許文献１に記載されている。

特表２０１１−５１９７１６

しかしながら上記の従来形式では、第一ろ過膜１１１と第二ろ過膜１１２と排液織布１１３と接着性ネット１１４，１１５とを積層した積層体を加熱ロールや加熱板で加熱しながら圧縮する際、加熱温度と圧縮時の圧力等の調節が難しかった。例えば、加熱温度や圧力が高過ぎると、接着性ネット１１４，１１５が過剰に溶融してろ過膜１１１，１１２の表面に滲み出す虞があり、滲み出した接着性ネット１１４，１１５によってろ過膜１１１，１１２が閉塞してしまう。このため、接着性ネット１１４，１１５の滲み出し量が多いと、ろ過膜１１１，１１２が広い範囲で閉塞し、透過液量（単位時間当りに排水等の被処理水がろ過膜１１１，１１２を透過する量）が大幅に減少し、ろ過機能が大幅に低下する虞がある。

本発明は、ろ過膜と流路材とを熱融着する際、容易に、溶融した融着糸がろ過膜に滲み出してろ過膜が閉塞するのを抑制し、ろ過機能の低下を改善することができる膜エレメント、膜分離機器および膜エレメントの製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本第１発明は、ろ過膜と流路材とを有する膜エレメントの製造方法であって、
ろ過膜と流路材とを重ね合わせた状態で一対の加熱部材間に挟み、一対の加熱部材の少なくとも一方の加熱部材の加熱面に形成された複数の突部と他方の加熱部材との間で厚さ方向に圧縮しながら加熱し、ろ過膜の表面に形成された複数の凹部において、融着糸を溶融させてろ過膜と流路材とを接合するものである。

これによると、ろ過膜と流路材とが、凹部において、溶融した融着糸によって熱融着される。このため、溶融した融着糸は、ろ過膜の凹部に滲み出すが、凹部以外の表面に滲み出すことは抑制される。これにより、容易に、溶融した融着糸がろ過膜の表面に滲み出してろ過膜が閉塞してしまう部分の面積を減らすことができるため、透過液量の減少が抑制され、ろ過機能の低下を改善することができる。

本第２発明における膜エレメントの製造方法は、加熱部材がロールであるものである。

本第３発明は、ろ過膜と流路材とが接合された膜エレメントであって、
流路材は、糸を三次元構造に編んだ編物から成り、その内部に、ろ過膜を透過した透過液が流れる空隙を有し、
ろ過膜と流路材との接合面に融着糸が含まれており、
ろ過膜の表面に複数の凹部が形成され、
凹部における融着糸が溶融することにより、ろ過膜と流路材とが凹部において接合されているものである。

これによると、凹部を圧縮するとともに加熱して、凹部における融着糸を溶融することにより、ろ過膜と流路材とが、凹部において、溶融した融着糸によって熱融着される。このため、溶融した融着糸は、ろ過膜の凹部に滲み出すが、凹部以外の表面に滲み出すことは抑制される。これにより、容易に、溶融した融着糸がろ過膜の表面に滲み出してろ過膜が閉塞してしまう部分の面積を減らすことができるため、透過液量の減少が抑制され、ろ過機能の低下を改善することができる。

本第４発明における膜エレメントは、ろ過膜は流路材に接合される膜側接合面を有し、
融着糸が膜側接合面に含まれているものである。

本第５発明における膜エレメントは、流路材はろ過膜に接合される流路材側接合面を有し、
融着糸が流路材側接合面に含まれているものである。

本第６発明における膜エレメントは、ろ過膜と流路材とが凹部において熱融着され、
凹部におけるろ過膜と流路材との熱融着部分の面積がろ過膜の表面積の２０％以下である。

これによると、透過液量の減少を抑制することができる。

本第７発明における膜エレメントは、融着糸の材質がポリオレフィン系樹脂である。

本第８発明は、上記第１発明から第５発明のいずれか１項に記載の膜エレメントを備えた膜分離機器であって、
複数の膜エレメントを支持する支持部材を備え、
支持部材は内部に集水空間を有し、
各膜エレメントの端部が集水空間に挿入され、
透過液が流路材内の空隙を通って支持部材の集水空間に流れ込むものである。

これによると、膜分離機器を被処理液中に浸漬させた状態で、ろ過運転を行うことにより、被処理液は、膜エレメントのろ過膜を一次側から二次側へ通過してろ過され、その後、透過液として、流路材の内部の空隙に流れ込み、流路材内の空隙を通って、膜エレメントの端部から支持部材の集水空間に流出する。

以上のように本発明によると、容易に、溶融した融着糸がろ過膜の表面に滲み出してろ過膜が閉塞してしまう部分の面積を減らすことができ、透過液量の減少が抑制され、ろ過機能の低下を改善することができる。

本発明の第１の実施の形態における複数台の膜分離機器を用いた膜分離装置の正面図である。同、膜分離機器の斜視図である。同、膜分離機器の断面図である。同、膜分離機器の一部拡大断面図である。同、膜分離機器の膜エレメントの構成を示す一部切欠き斜視図である。同、膜エレメントの断面を拡大した模式図であり、凹部が形成されていない箇所を示す。同、膜エレメントの断面を拡大した模式図であり、凹部が形成されている箇所を示す。同、膜エレメントの流路材の断面を拡大した模式図である。図８におけるＸ−Ｘ矢視図であり、流路材のフェースを拡大した模式図である。同、膜エレメントのろ過膜の断面を拡大した模式図である。同、膜エレメントのろ過膜の構成を示す一部切欠き斜視図である。同、膜エレメントの製造方法を示す側面図である。同、膜エレメントの製造方法を示す側面図である。本発明の第２の実施の形態における膜エレメントのろ過膜の断面を拡大した模式図である。同、膜エレメントのろ過膜の構成を示す一部切欠き斜視図である。本発明の第３の実施の形態における膜エレメントのろ過膜の不織布の低融点糸の断面を拡大した模式図である。本発明の第４の実施の形態における膜エレメントの断面を拡大した模式図であり、凹部が形成されていない箇所を示す。同、膜エレメントの断面を拡大した模式図であり、凹部が形成されている箇所を示す。本発明の第５の実施の形態における膜エレメントの流路材のフェイスの経糸の断面を拡大した模式図である。本発明の第６の実施の形態における膜エレメントの製造方法を示す平面図である。同、膜エレメントの製造方法を示す側面図である。本発明の第７の実施の形態における膜エレメントの断面を拡大した模式図であり、凹部が形成されている箇所を示す。同、膜エレメントの製造方法を示す側面図である。本発明の第８の実施の形態における膜エレメントの断面を拡大した模式図であり、凹部が形成されている箇所を示す。従来の膜エレメントの斜視図である。同、膜エレメントの構成を示す一部切欠き斜視図である。

以下、本発明における実施の形態を、図面を参照して説明する。

（第１の実施の形態）
第１の実施の形態では、図１に示すように、１は膜ろ過を行う浸漬型の膜分離装置であり、有機性排水等の被処理液２中に浸漬されて処理槽３内に設置されている。膜分離装置１は、上下方向に積み重ねられた複数台の膜分離機器５（膜ろ過モジュールとも言う）と、最下段に設けられた散気装置６とを有している。

図２，図３に示すように、膜分離機器５は、左右一対の集水ケース１１（支持部材の一例）と、これら両集水ケース１１間に支持されている複数の膜エレメント１２と、前後一対の連結板１３とを有している。集水ケース１１は内部に集水空間１５を有する中空状の部材である。また、連結板１３は両集水ケース１１の前端部間および後端部間にそれぞれ設けられている。

尚、下位の膜分離機器５の集水ケース１１内の集水空間１５と上位の膜分離機器５の集水ケース１１内の集水空間１５とは連通口１６によって連通している。

膜エレメント１２は、所定の長さＡと所定の幅Ｂを有する四角形の可撓性のあるシート状の部材であり、上端縁部１２ａと下端縁部１２ｂと左端縁部１２ｃと右端縁部１２ｄとを備えている。尚、上端縁部１２ａと下端縁部１２ｂとは封止（密封）されており、左端縁部１２ｃと右端縁部１２ｄとは封止されていない。

集水ケース１１の内側壁１７には、上下方向に細長い複数の貫通孔が形成され、各膜エレメント１２の封止されていない左右両端縁部１２ｃ，１２ｄが各貫通孔に挿入されて集水空間１５内に突入している。

図５〜図１１に示すように、膜エレメント１２は、流路材２１と、流路材２１の表裏両面に接合されたろ過膜２２とを有している。

図５〜図９に示すように、流路材２１は、糸を三次元構造に編んだ編物からなるスペーサーファブリックであり、表裏一対のフェイス２５と、一対のフェイス２５をつなぐ多数本のパイル糸２７とを有している。フェイス２５は、ろ過膜２２に接合される流路材側接合面を有しており、多数本の互いに縦横に交差する経糸２９（フェイス糸）と緯糸３０（フェイス糸）とで構成された編物である。尚、パイル糸２７は経糸２９および緯糸３０に結合している。

流路材２１の内部におけるパイル糸２７間には、ろ過膜２２を透過した透過液３３が流れる微小な空隙３２が形成されている。

パイル糸２７およびフェイス２５の経糸２９と緯糸３０にはそれぞれ、約２４０℃〜２８０℃の軟化点Ｔ１を有するポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）製の高融点糸が用いられている。

尚、上記のようなスペーサーファブリックからなる流路材２１の糸使いは、例えば、フェイス２５の経糸２９が「５６Ｔ２４」、緯糸３０が「８４Ｔ２４」、パイル糸２７が「５６Ｔ１」、パイル糸２７の密度が約３７９本／ｃｍ^２である。また、図８に示すように、膜エレメント１２を製作する前の流路材２１の単体での厚さＤは例えば約１ｍｍ〜５ｍｍである。

尚、上記「５６Ｔ２４」とは、撚り合わせた糸の太さが５６ｄｔｅｘ、撚り糸数が２４本であることを表しており、「８４Ｔ２４」とは、撚り合わせた糸の太さが８４ｄｔｅｘ、撚り糸数が２４本であることを表しており、「５６Ｔ１」とは、糸の太さが５６ｄｔｅｘ、撚り糸数が１本（すなわちモノフィラメント糸）であることを表している。

図６，図７，図１０，図１１に示すように、ろ過膜２２は、多数の微細孔を有する多孔質の膜シート３４を外面側に有するとともに、この膜シート３４を支持する不織布３５を内面側に有しており、これら膜シート３４と不織布３５とを積層したものである。

不織布３５は、坪量が２０〜５００ｇ／ｍ^２であり、流路材２１のフェイス２５に接合する膜側接合面３６を有している。また、不織布３５は、パイル糸２７およびフェイス２５の経糸２９と緯糸３０の各軟化点Ｔ１以下の軟化点Ｔ２を有する複数の低融点糸３７（融着糸の一例）と、低融点糸３７よりも高い軟化点Ｔ３を有する複数の高融点糸３８とを含んでいる。これにより、膜側接合面３６には複数の低融点糸３７が含まれている。

低融点糸３７としては、約８０℃〜１２０℃の軟化点Ｔ２を有するポリエチレン（ＰＥ）製の糸が用いられている。また、高融点糸３８としては、約２４０℃〜２８０℃の軟化点Ｔ３を有するポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）製の糸が用いられている。尚、不織布３５は、ポリエチレンとポリエチレンテレフタラートの２種類の綿を混合した後、分散および熱圧延したサーマルボンド不織布である。

また、膜シート３４の材質には、約３３０℃〜３５０℃の軟化点Ｔ４を有するポリテトラフルオロエチレン（ｅＰＴＦＥ）が用いられている。膜シート３４の軟化点Ｔ４は、流路材２１のパイル糸２７および経糸２９と緯糸３０の各軟化点Ｔ１、不織布３５の低融点糸３７の軟化点Ｔ２、不織布３５の高融点糸３８の軟化点Ｔ３のいずれの軟化点よりも高い。すなわち、各軟化点は、Ｔ２<Ｔ１，Ｔ３<Ｔ４の関係にある。

図３〜図５，図７に示すように、両ろ過膜２２の表面にはそれぞれ、複数の凹部４１が同じ位置に形成されている。各凹部４１における不織布３５の低融点糸３７が溶融することにより、ろ過膜２２と流路材２１とが凹部４１において熱融着され接合されている。尚、凹部４１が形成されていない箇所では、ろ過膜２２と流路材２１とは融着されていない。

図４に示すように、凹部４１はろ過膜２２の表面に千鳥状に配列されており、凹部４１同士の間隔は、間隔Ｃ１が例えば約３〜１０ｍｍ程度、間隔Ｃ２が例えば約４〜１５ｍｍ程度に設定されている。また、凹部４１の直径は約３ｍｍ以下、凹部４１の深さは約１〜３ｍｍ程度に設定されている。また、凹部４１における片方のろ過膜２２と流路材との熱融着部分の総面積が片方のろ過膜２２の表面積の２０％以下である。

図１２に示すように、４５は膜エレメント１２の製造に使用されるロール装置である。ロール装置４５は一対の回転自在な加熱ロール４６，４７（加熱部材の一例）を有している。両加熱ロール４６，４７の外周面（加熱面の一例）にはそれぞれ複数（多数）の突部４８が設けられている。尚、ロール装置４５は、一方の加熱ロール４６の突部４８の位相と他方の加熱ロール４７の突部４８の位相とが合うように両加熱ロール４６，４７が回転するように構成されている。

以下に、ロール装置４５を用いた膜エレメント１２の製造方法について説明する。

図１２に示すように、両方のろ過膜２２間に流路材２１を挟み、これらろ過膜２２と流路材２１とを重ね合わせた状態で、図１３に示すように、一対の回転する加熱ロール４６，４７間に挟んで挿通する。これにより、重なり合った流路材２１と両方のろ過膜２２とを、一方の加熱ロール４６の突部４８と他方の加熱ロール４７の突部４８との間で厚さ方向に圧縮しながら加熱することで、両方のろ過膜２２の表面にそれぞれ複数の凹部４１が形成され、これら凹部４１において、ろ過膜２２の不織布３５に含まれている低融点糸３７が熱で溶融する。これにより、図７に示すように、ろ過膜２２と流路材２１とが凹部４１において熱融着され接合される。

尚、このときの加熱温度（加熱ロール４６，４７の温度）は、低融点糸３７の軟化点Ｔ２よりも高温で且つパイル糸２７および経糸２９と緯糸３０の軟化点Ｔ１並びに高融点糸３８の軟化点Ｔ３よりも低温に設定されており、例えば、約１３０〜２００℃に設定され、さらには１５０〜１７０℃が好適である。

このようにして接合されたろ過膜２２と流路材２１とを所定の大きさに切断することにより、膜エレメント１２が製造される。

上記のような膜エレメント１２の製造方法では、加熱ロール４６，４７を用いて凹部４１を圧縮するとともに加熱して、凹部４１における低融点糸３７を溶融することにより、ろ過膜２２と流路材２１とが、凹部４１において、溶融した低融点糸３７によって熱融着される。

このため、溶融した低融点糸３７は、ろ過膜２２の凹部４１に滲み出すが、凹部４１以外の表面に滲み出すことは抑制される。これにより、容易に、溶融した低融点糸３７がろ過膜２２の表面に滲み出してろ過膜２２が閉塞してしまう部分の面積を減らすことができる。このため、透過液量の減少が抑制され、ろ過機能の低下を減少することができる。

尚、凹部４１における片方のろ過膜２２と流路材２１との熱融着部分の総面積を片方のろ過膜２２の表面積の２０％以下にすることで、透過液量の減少が大幅に抑制され、ろ過機能の低下を大幅に改善することができる。

このようにして製造された膜エレメント１２では、図７に示すように、凹部４１においてろ過膜２２と流路材２１とが熱融着されているため、流路材２１の内部の微小な空隙３２は凹部４１において閉塞している。

図１〜図３に示すように、膜エレメント１２が備えられた膜分離機器５を、被処理液２中に浸漬した状態で、ろ過運転を行う。これにより、被処理液２は、膜エレメント１２のろ過膜２２を一次側から二次側へ通過してろ過され、その後、透過液３３として、流路材２１の内部の微小な空隙３２に流れ込み、この空隙３２を通って膜エレメント１２の流路材２１の左右両端縁部１２ｃ，１２ｄから集水ケース１１内の集水空間１５に流出し、連通孔１６を通って最上位の膜分離機器５の集水ケース１１内から処理槽３の外部へ取り出される。

尚、上記のように透過液３３が流路材２１の内部の微小な空隙３２を流れる際、図７に示すように、この空隙３２は凹部４１において閉塞しているため、図４に示すように、透過液３３は凹部４１の周囲を流れて膜エレメント１２の左右両端縁部１２ｃ，１２ｄから集水ケース１１内の集水空間１５に流出する。

（第２の実施の形態）
以下に、第２の実施の形態を図１４，図１５に基づいて説明する。尚、先述した第１の実施の形態における部材と同じ部材については、同一の符号を付記して、詳細な説明を省略する。

ろ過膜２２の不織布３５は複数本（多数本）の糸５２を有している。これらの糸５２のそれぞれは複数本の構成糸を撚ることにより形成されている。このような糸５２を形成している複数本の構成糸の１本以上が、パイル糸２７およびフェイス２５の経糸２９と緯糸３０の各軟化点Ｔ１以下の軟化点Ｔ２を有する低融点糸（融着糸の一例）である。尚、低融点糸としてはポリエチレン（ＰＥ）製の糸が用いられている。

以下、上記構成における作用を説明する。

膜エレメント１２を製作する際、一対の加熱ロール４６，４７を用いて、流路材２１とろ過膜２２とを、不織布３５の糸５２に含まれている低融点糸の軟化点Ｔ２以上で且つパイル糸２７および経糸２９と緯糸３０の軟化点Ｔ１以下の温度に加熱する。

これにより、凹部４１において、ろ過膜２２の不織布３５の糸５２に含まれている低融点糸が熱で溶融し、ろ過膜２２と流路材２１とが凹部４１において熱融着され接合される。

上記第１および第２の実施の形態では、低融点糸３７の材質にポリエチレンを用いているが、これに限定されるものではなく、ポリエチレン以外のポリオレフィン系樹脂を用いてもよい。また、流路材２１を構成するパイル糸２７、経糸２９、緯糸３０の材質および高融点糸３８の材質にそれぞれポリエチレンテレフタラートを用いているが、これに限定されるものではなく、例えばポリエチレンテレフタラート以外のポリエステル系樹脂を用いてもよい。
（第３の実施の形態）
以下に、第３の実施の形態を図１６に基づいて説明する。尚、先述した第１の実施の形態における部材と同じ部材については、同一の符号を付記して、詳細な説明を省略する。

不織布３５の低融点糸３７は、芯材５５と、芯材５５を覆う鞘材５６とで形成されている。鞘材５６は流路材２１のパイル糸２７および経糸２９と緯糸３０の軟化点Ｔ１以下の軟化点Ｔ２を有している。尚、鞘材５６としては、約８０℃〜１２０℃の軟化点Ｔ２を有するポリエチレン（ＰＥ）製の鞘材が用いられている。

また、芯材５５は鞘材５６の軟化点Ｔ２よりも高い軟化点Ｔ３を有している。尚、芯材５５としては、約２４０℃〜２８０℃の軟化点Ｔ３を有するポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）製の芯材が用いられている。

不織布３５の高融点糸３８は低融点糸３７の鞘材５６よりも高い軟化点Ｔ３を有している。尚、高融点糸３８としては、約２４０℃〜２８０℃の軟化点Ｔ３を有するポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）製の糸が用いられている。

また、不織布３５は、上記低融点糸３７の原料樹脂と上記高融点糸３８の原料樹脂を溶融、紡糸させて得られる連続した長い繊維２種を直接集積して得たフリースを経由するスパンボンド不織布であってもよいし、上記低融点糸３７からなる綿と高融点糸３８からなる綿とを分散および熱圧延したサーマルボンド不織布であってもよい。

以下、上記構成における作用を説明する。

膜エレメント１２を製作する際、一対の加熱ロール４６，４７を用いて、流路材２１とろ過膜２２とを、不織布３５の低融点糸３７の鞘材５６の軟化点Ｔ２以上で且つパイル糸２７および経糸２９と緯糸３０の軟化点Ｔ１以下の温度に加熱する。

これにより、凹部４１において、ろ過膜２２の不織布３５の低融点糸３７の鞘材５６が熱で溶融し、ろ過膜２２と流路材２１とが凹部４１において熱融着され接合される。

この際、芯材５５は鞘材５６の軟化点Ｔ２よりも高い軟化点Ｔ３を有するため、加熱温度を芯材５５の軟化点Ｔ３の温度よりも低くすることにより、芯材５５が軟化するのを防止することができる。これにより、鞘材５６よりも可撓性が低い（又は反発力が高い或いは弾性が高い）樹脂を用いて芯材５５を構成することにより、不織布３５の反発力或いは弾性が向上する。

上記第３の実施の形態では、鞘材５６の材質にポリエチレンを用いているが、これに限定されるものではなく、ポリエチレン以外のポリオレフィン系樹脂を用いてもよい。また、芯材５５の材質にポリエチレンテレフタラートを用いているが、これに限定されるものではなく、例えばポリエチレンテレフタラート以外のポリエステル系樹脂を用いてもよい。
（第４の実施の形態）
以下に、第４の実施の形態を図１７，図１８に基づいて説明する。尚、先述した第１の実施の形態における部材と同じ部材については、同一の符号を付記して、詳細な説明を省略する。

図８，図９，図１７，図１８に示すように、流路材２１のフェイス２５の経糸２９はパイル糸２７および緯糸３０の各軟化点Ｔ１以下の軟化点Ｔ２を有する低融点糸（融着糸の一例）である。尚、低融点糸としてはポリエチレン（ＰＥ）製の糸が用いられている。

フェイス２５はろ過膜２２に接合される流路材側接合面を有しており、これにより、流路材側接合面（フェイス２５）には複数の低融点糸（経糸２９）が含まれている。

また、パイル糸２７および緯糸３０にはそれぞれ、軟化点Ｔ１を有するポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）製の高融点糸が用いられている。

また、ろ過膜２２は、膜シート３４を有しているが、不織布３５を有していない。

以下、上記構成における作用を説明する。

膜エレメント１２を製作する際、一対の加熱ロール４６，４７を用いて、流路材２１とろ過膜２２とを、フェイス２５の経糸２９の軟化点Ｔ２以上で且つパイル糸２７および緯糸３０の軟化点Ｔ１以下の温度に加熱する。

これにより、凹部４１において、フェイス２５の経糸２９が熱で溶融し、ろ過膜２２と流路材２１とが凹部４１において熱融着され接合される。

上記第４の実施の形態では、フェイス２５の経糸２９に低融点糸を用い、緯糸３０に高融点糸を用いているが、経糸２９に高融点糸を用い、緯糸３０に低融点糸を用いてもよい。また、経糸２９と緯糸３０との両者に低融点糸を用いてもよい。

また、経糸２９と緯糸３０との少なくともいずれかの糸が低融点糸と高融点糸とを撚ることによって形成されていてもよい。
（第５の実施の形態）
以下に、第５の実施の形態を図１９に基づいて説明する。尚、先述した第１の実施の形態における部材と同じ部材については、同一の符号を付記して、詳細な説明を省略する。

流路材２１のフェイス２５の経糸２９は、芯材５９と、芯材５９を覆う鞘材６０とで形成されている。鞘材６０は流路材２１のパイル糸２７および緯糸３０の軟化点Ｔ１以下の軟化点Ｔ２を有している。尚、鞘材６０としては、約８０℃〜１２０℃の軟化点Ｔ２を有するポリエチレン（ＰＥ）製の鞘材が用いられている。

また、芯材５９は鞘材６０の軟化点Ｔ２よりも高い軟化点Ｔ３を有している。尚、芯材５９としては、約２４０℃〜２８０℃の軟化点Ｔ３を有するポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）製の芯材が用いられている。

以下、上記構成における作用を説明する。

膜エレメント１２を製作する際、一対の加熱ロール４６，４７を用いて、流路材２１とろ過膜２２とを、経糸２９の鞘材６０の軟化点Ｔ２以上で且つパイル糸２７および緯糸３０の軟化点Ｔ１以下の温度に加熱する。

これにより、凹部４１において、経糸２９の鞘材６０が熱で溶融し、ろ過膜２２と流路材２１とが凹部４１において熱融着され接合される。

この際、芯材５９は鞘材６０の軟化点Ｔ２よりも高い軟化点Ｔ３を有するため、加熱温度を芯材５９の軟化点Ｔ３の温度よりも低くすることにより、芯材５９が軟化するのを防止することができる。これにより、鞘材６０よりも可撓性が低い（又は反発力が高い或いは弾性が高い）樹脂を用いて芯材５９を構成することにより、フェイス２５の反発力或いは弾性が向上する。

上記第５の実施の形態では、フェイス２５の経糸２９を芯材５９と鞘材６０との二重構造にしているが、緯糸３０を芯材５９と鞘材６０との二重構造にしてもよい。或いは、経糸２９と緯糸３０との両者を芯材５９と鞘材６０との二重構造にしてもよい。

上記第５の実施の形態では、鞘材６０の材質にポリエチレンを用いているが、これに限定されるものではなく、ポリエチレン以外のポリオレフィン系樹脂を用いてもよい。また、芯材５９の材質にポリエチレンテレフタラートを用いているが、これに限定されるものではなく、例えばポリエチレンテレフタラート以外のポリエステル系樹脂を用いてもよい。

上記第４および第５の実施の形態では、図１７，図１８に示すように、ろ過膜２２は膜シート３４を有するとともに不織布３５を有していないが、上記第１〜第３の実施の形態（図６参照）と同様に、膜シート３４と不織布３５とを有するろ過膜２２であってもよい。
（第６の実施の形態）
以下に、第６の実施の形態を図２０，図２１に基づいて説明する。尚、先述した第１の実施の形態における部材と同じ部材については、同一の符号を付記して、詳細な説明を省略する。

ロール装置４５の一方の加熱ロール４６の外周面に、回転軸心方向Ｅに所定間隔Ｇをあけて複数の鍔部６３が全周にわたり設けられている。また、他方の加熱ロール４７にも同様に鍔部６３が設けられている。

以下、上記構成における作用を説明する。

膜エレメント１２を製造する際、ろ過膜２２と流路材２１とを重ね合わせた状態で、一対の回転する加熱ロール４６，４７間に挟んで挿通する。これにより、重なり合った流路材２１と両方のろ過膜２２とを、一方の加熱ロール４６の突部４８と他方の加熱ロール４７の突部４８との間で厚さ方向に圧縮しながら加熱することで、両方のろ過膜２２の表面にそれぞれ複数の凹部４１が形成されるとともに、一方の加熱ロール４６の鍔部６３と他方の加熱ロール４７の鍔部６３との間で厚さ方向に圧縮しながら加熱することで、両方のろ過膜２２の表面にそれぞれ複数本の直線状凹部６４が形成される。

これら凹部４１および直線状凹部６４において、ろ過膜２２と流路材２１とが熱融着され接合される。

その後、図２０の仮想線に示すように、熱融着されたろ過膜２２と流路材２１とを所定の長さＡおよび所定の幅Ｂに切断することにより、図３に示すように、封止（密封）された上端縁部１２ａと下端縁部１２ｂおよび封止されていない左端縁部１２ｃと右端縁部１２ｄとを有する膜エレメント１２が容易に製造される。
（第７の実施の形態）
上記第１〜第６の実施の形態では、図７に示すように、膜エレメント１２の両ろ過膜２２の表面にそれぞれ、複数の凹部４１を形成しているが、以下に説明する第７の実施の形態では、図２２に示すように、膜エレメント１２のいずれか片方のろ過膜２２の表面のみに複数の凹部４１を形成している。各凹部４１において、上記第１〜第６の実施の形態と同様に、ろ過膜２２と流路材２１とが熱融着され接合されている。

また、図２３に示すように、加熱ロール４６，４７のうち、一方の加熱ロール４６の外周面には複数の突部４８が設けられているが、他方の加熱ロール４７の外周面には突部４８が設けられていない。

以下に、膜エレメント１２の製造方法について以下に説明する。

図２３に示すように、両方のろ過膜２２間に流路材２１を挟み、これらろ過膜２２と流路材２１とを重ね合わせた状態で、一対の回転する加熱ロール４６，４７間に挟んで挿通する。これにより、重なり合った流路材２１と両方のろ過膜２２とを、一方の加熱ロール４６の突部４８と他方の加熱ロール４７の外周面との間で厚さ方向に圧縮しながら加熱することで、片方のろ過膜２２の表面に複数の凹部４１が形成され、図２２に示すように、これら凹部４１において、上記第１〜第６の実施の形態と同様に、ろ過膜２２と流路材２１とが熱融着され接合される。

このようにして製造された膜エレメント１２によって、上記第１〜第６の実施の形態と同様な作用および効果を得ることができる。
（第８の実施の形態）
上記第１の実施の形態では、図７に示すように、複数の凹部４１がそれぞれ両ろ過膜２２の表面の同じ位置に形成されているが、第８の実施の形態では、図２４に示すように、一方のろ過膜２２の表面に形成された凹部４１の位置と他方のろ過膜２２の表面に形成された凹部４１の位置とが、膜エレメント１２の厚さ方向に直交する方向において、ずれていてもよい。

上記各実施の形態では、図６，図７に示すように、流路材２１の表裏両面にそれぞれろ過膜２２を接合しているが、ろ過膜２２を流路材２１の表裏いずれか一方の面に接合し、他方の面側を水密にしてもよい。

上記各実施の形態では、各軟化点Ｔ１〜Ｔ４を指標にしているが、軟化点Ｔ１〜Ｔ４の代わりに融点を指標にしてもよい。尚、融点を指標にする場合であっても、軟化点Ｔ１〜Ｔ４と同様の温度の高低関係が成立する。

また、上記各実施の形態において示したポリエチレン、ポリエチレンテレフタラート、ポリテトラフルオロエチレン等の材質および数値は、一例であって、これらに限定されるものではない。

５膜分離機器
１１集水ケース（支持部材）
１２膜エレメント
１５集水空間
２１流路材
２２ろ過膜
２９経糸（融着糸）
３２空隙
３３透過液
３６膜側接合面
３７低融点糸（融着糸）
４１凹部
４６，４７加熱ロール（加熱部材）
４８突部

Claims

ろ過膜と流路材とを有する膜エレメントの製造方法であって、
ろ過膜と流路材とを重ね合わせた状態で一対の加熱部材間に挟み、一対の加熱部材の少なくとも一方の加熱部材の加熱面に形成された複数の突部と他方の加熱部材との間で厚さ方向に圧縮しながら加熱し、ろ過膜の表面に形成された複数の凹部において、融着糸を溶融させてろ過膜と流路材とを接合することを特徴とする膜エレメントの製造方法。
加熱部材がロールであることを特徴とする請求項１記載の膜エレメントの製造方法。
ろ過膜と流路材とが接合された膜エレメントであって、
流路材は、糸を三次元構造に編んだ編物から成り、その内部に、ろ過膜を透過した透過液が流れる空隙を有し、
ろ過膜と流路材との接合面に融着糸が含まれており、
ろ過膜の表面に複数の凹部が形成され、
凹部における融着糸が溶融することにより、ろ過膜と流路材とが凹部において接合されていることを特徴とする膜エレメント。
ろ過膜は流路材に接合される膜側接合面を有し、
融着糸が膜側接合面に含まれていることを特徴とする請求項３記載の膜エレメント。
流路材はろ過膜に接合される流路材側接合面を有し、
融着糸が流路材側接合面に含まれていることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の膜エレメント。
ろ過膜と流路材とが凹部において熱融着され、
凹部におけるろ過膜と流路材との熱融着部分の面積がろ過膜の表面積の２０％以下であることを特徴とする請求項３から請求項５のいずれか１項に記載の膜エレメント。
融着糸の材質がポリオレフィン系樹脂であることを特徴とする請求項３から請求項６のいずれか１項に記載の膜エレメント。
上記請求項３から請求項７のいずれか１項に記載の膜エレメントを備えた膜分離機器であって、
複数の膜エレメントを支持する支持部材を備え、
支持部材は内部に集水空間を有し、
各膜エレメントの端部が集水空間に挿入され、
透過液が流路材内の空隙を通って支持部材の集水空間に流れ込むことを特徴とする膜分離機器。