JP2020131158A

JP2020131158A - 分離膜エレメント及びその使用方法

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Publication number: JP2020131158A
Application number: JP2019031525A
Authority: JP
Inventors: 慎一郎吉冨; Shinichiro Yoshitomi; 茂久花田; Shigehisa Hanada
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 2019-02-25
Filing date: 2019-02-25
Publication date: 2020-08-31

Abstract

【課題】供給側流路をより長くして供給側流路内での流体流速を高めることが可能であり、安定的な透過性能と分離性能とを発揮した高回収率運転が実現可能な、分離膜エレメントを提供すること。【解決手段】本発明は、複数の分離膜と供給側流路材と透過側流路材とを備え、複数の分離膜は供給側の面同士及び透過側の面同士がそれぞれ向かい合うように配置されて重ねられ、かつ、その長手方向に巻回されており、分離膜の供給側の面同士は、分離膜の長手方向に対し垂直な方向における端面Ａ、及び、分離膜の長手方向における外周端部Ｘが、５％以上開口しており、かつ、端面Ｂ及び内周端部Ｙが閉止されており、分離膜の透過側の面同士は、端面Ａと逆側の端面が５％以上開口しており、かつ、端面Ａと同じ側の端面並びに分離膜の長手方向における外周端部及び内周端部がいずれも閉止されている、分離膜エレメントを提供する。【選択図】図２

Description

本発明は、分離膜エレメント及びその使用方法に関する。

海水及びかん水等に含まれるイオン性物質を除くための技術においては、近年、省エネルギー及び省資源のためのプロセスとして、分離膜エレメントによる分離法の利用が拡大している。分離膜エレメントによる分離法に使用される分離膜は、その孔径や分離機能の点から、精密ろ過膜、限外ろ過膜、ナノろ過膜及び逆浸透膜、正浸透膜に分類される。これらの膜は、例えば海水、かん水及び有害物を含んだ水等からの飲料水の製造、工業用超純水の製造、並びに、排水処理及び有価物の回収等に用いられており、目的とする分離成分及び分離性能によって使い分けられている。

分離膜エレメントとしては様々な形態があるが、分離膜の一方の面に供給流体を供給し、他方の面から透過流体を得る点では共通している。分離膜エレメントは、束ねられた複数の分離膜を備えることで、１個の分離膜エレメント当たりの有効膜面積が大きくなるように、つまり１個の分離膜エレメント当たりに得られる透過流体の量が大きくなるように形成されている。分離膜エレメントとしては、用途や目的に合わせて、スパイラル型、中空糸型、プレート・アンド・フレーム型、回転平膜型又は平膜集積型等の各種の形状が提案されている。

例えば、逆浸透ろ過には、図１に一例を示すようなスパイラル型分離膜エレメントが広く用いられる。スパイラル型分離膜エレメントは、有孔中心管と、有孔中心管の周囲に巻回された分離膜とを備える。分離膜は、供給流体（つまり被処理流体）を分離膜表面へ供給する供給側流路材、供給流体に含まれる分離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有孔中心管へと導くための透過側流路材が積層されることで形成される。スパイラル型分離膜エレメントは、供給流体に圧力を付与することができるので、透過流体を多く取り出すことができる点で好ましく用いられている。

そして近年では、スパイラル型分離膜エレメントのさらなる高性能化の要求に応えるべく、その内部での流体の挙動を変化させる技術が、複数提案されている（特許文献１〜４）。

国際公開第２０１８／０２１３８７号米国特許出願公開第２０１２−０１１７８７８号明細書特開平１１−１８８２４５号公報特開平５−２０８１２０号公報

しかしながら、従来のスパイラル型分離膜エレメントでは、透過流体が透過側流路及び有孔中心管の孔を経由して、有孔中心管の内部に流れ込むまでの流動抵抗が大きいことが問題視されていた。またそれに伴い、透過側流路の長さを抑制しようとすると供給側流路の長さをも抑制せねばならず、供給側流路の長さをより長くすることによる供給側流路内での流体流速を高めた高回収率運転ができないという、さらなる課題を抱えるものであった。

そこで本発明は、有孔中心管を必要とせず、透過側流路内での透過流体の流動抵抗を低減化することで、供給側流路をより長くして供給側流路内での流体流速を高めることが可能であり、安定的な透過性能と分離性能とを両立しながらの高回収率運転が実現可能な、分離膜エレメントを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明によれば、供給側の面と透過側の面とを有する複数の分離膜と、供給側流路材と、透過側流路材と、を備え、上記複数の分離膜は、供給側の面同士、及び、透過側の面同士がそれぞれ向かい合うように配置されて重ねられ、かつ、その長手方向に巻回されており、上記供給側流路材は、上記分離膜の供給側の面同士の間に配置され、上記透過側流路材は、上記分離膜の透過側の面同士の間に配置され、上記分離膜の供給側の面同士は、上記分離膜の長手方向に対し垂直な方向における端面Ａ及び端面Ｂの内の該端面Ａ、及び、上記分離膜の長手方向における外周端部Ｘ及び内周端部Ｙの内の外周端部Ｘが、５％以上開口しており、かつ、上記端面Ｂ及び上記内周端部Ｙが、いずれも閉止されており、上記分離膜の透過側の面同士は、上記端面Ａと逆側の端面が、５％以上開口しており、かつ、上記端面Ａと同じ側の端面、並びに、上記分離膜の長手方向における外周端部及び内周端部が、いずれも閉止されている、分離膜エレメントが提供される。

本発明の分離膜エレメントによれば、透過側流路内の流動抵抗を抑制し、供給側流路内での流体流速を顕著に高めた高回収率運転が可能となり、また供給側流路内での濃度分極が抑制されることで、ファウリングやスケールの発生が低減され、安定的な透過性能及び分離性能を維持することができる。

さらには、有効中心管が不要となるため、分離膜エレメント当たりの有効膜面積を大きくすることも可能となる。

従来の分離膜エレメントの一例を示す分解斜視図である。本発明の分離膜エレメントの構造の一例を示す模式図である。本発明の分離膜エレメントにおける供給側流路及び透過側の流路の一例を示す模式図である。本発明の分離膜エレメントにおける供給側流路及び透過側の流路の一例を示す模式図である。本発明の分離膜エレメントをベッセルに装填した状態の一例を示す模式図である。本発明の分離膜エレメントをベッセルに装填した状態の一例を示す模式図である。

以下に、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明するが、本発明はこれらによって何ら限定されるものではない。

本発明の分離膜エレメントは、供給側の面と透過側の面とを有する複数の分離膜と、供給側流路材と、透過側流路材と、を備えることを必要とする。また本発明の分離膜エレメントが備える複数の分離膜は、供給側の面同士、及び、透過側の面同士がそれぞれ向かい合うように配置されて重ねられ、かつ、図２に一例を示すように、その長手方向に巻回されている。なお図２の例においては、分離膜４はシャフト６を中心として巻回されているが、このようなシャフトは巻回後に除去されても構わない。

（１）分離膜
本発明の分離膜エレメントが備える分離膜としては、使用方法、目的等に応じた分離性能を有する膜が用いられる。分離膜は、単一層であっても構わないし、分離膜の強度又は寸法安定性等の観点から、分離機能層と基材とを備える複合膜であっても構わない。また、複合膜においては、分離機能層と基材との間に、さらに多孔性支持層があっても構わない。ここで分離膜が複合膜である場合、分離機能層を備える面を供給側の面、分離機能層を備える面とは反対側の面を透過側の面という。

分離機能層は、分離機能及び支持機能の両方を有する層であっても構わないし、分離機能のみを有していても構わない。なお、「分離機能層」とは、少なくとも分離機能を有する層をいう。

分離機能層が分離機能及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及びポリスルホンからなる群から選ばれるポリマーを主成分として含有する層が好ましい。

一方で、分離機能層としては、孔径の制御が容易であり、かつ耐久性に優れるという観点から、架橋高分子の層が好ましい。中でも、供給流体中の分離成分の分離性能に優れるという観点から、多官能アミンと多官能酸ハロゲン化物とを重縮合させて得られるポリアミド分離機能層や、有機無機ハイブリッド機能層等が好ましい。これらの分離機能層は、多孔性支持層上でモノマーを重縮合することによって形成することができる。

ポリアミドを主成分として含有する分離機能層は、公知の方法により、多官能アミンと多官能酸ハロゲン化物とを界面重縮合することで形成することができる。例えば、多孔性支持層上に多官能アミン溶液を塗布し、余分な多官能アミン溶液をエアーナイフなどで除去し、その後、多官能酸ハロゲン化物を含有する有機溶媒溶液を塗布することで、重縮合が起きてポリアミド分離機能層が形成される。

多孔性支持層に使用される素材や、その形状は特に限定されないが、例えば、多孔性樹脂によって基材上に形成されても構わない。多孔性支持層としては、例えば、ポリスルホン、酢酸セルロース、ポリ塩化ビニル、エポキシ樹脂若しくはそれらの混合物の層、又は、それらの層を積層したものが挙げられるが、化学的、機械的及び熱的に安定性が高く、孔径が制御しやすい、ポリスルホンを含有する層が好ましい。

ポリスルホンを含有する多孔性支持層は、例えば、ポリスルホンのＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド溶液を、基材（例えば、密に織ったポリエステル不織布）の上に一定の厚みに注型し、それを水中で湿式凝固させることによって形成することができる。

また多孔性支持層は、“オフィス・オブ・セイリーン・ウォーター・リサーチ・アンド・ディベロップメント・プログレス・レポート”Ｎｏ．３５９（１９６８）に記載された方法に従って形成することができる。なお、所望の形態を得るために、ポリマー濃度、溶媒の温度又は貧溶媒は、適宜調整可能である。

分離膜の基材としては、強度又は流体透過性の観点から、繊維状の基材を用いることが好ましく、長繊維不織布又は短繊維不織布を用いることがより好ましい。

分離膜は長方形状である。分離膜の巻回方向の長さ、すなわち分離膜の長手方向における長さＬと、分離膜の長手方向に垂直な方向における長さＷと、の比であるＬ／Ｗの値が大きいほど、分離膜を流体が通過する際の流速が増加するため、濃度分極の抑制の観点から好ましい。具体的には、Ｌ／Ｗの値は、２．５以上であることが好ましい。なお上記長さＬは、７５０ｍｍ以上であることが好ましい。

（２）供給側流路材
本発明の分離膜エレメントが備える供給側流路材は、分離膜の供給側の面同士の間に挟まれるように配置され、分離膜に供給流体を供給する流路（すなわち供給側流路）を形成する。供給側流路材は、供給流体の濃度分極を抑制するために、供給流体の流れを乱すような形状になっていることが好ましい。

供給側流路材は、フィルム若しくはネット、又は、空隙を有するシートに凸状物が設けられたような連続形状を有している部材であっても構わないし、あるいは、分離膜に対して０より大きく１未満である投影面積比を示す、不連続形状を有するものであっても構わない。また、供給側流路材は分離膜と分離可能であっても構わないし、分離膜に固着していても構わない。

なお、供給側流路材の素材は特に限定されず、分離膜と同素材であっても異素材であっても構わない。

供給側流路では、流路を安定に形成することも重要であるが、通過する流体が透過側流路よりも多量であるため、圧力損失を低減することも重要である。そのため、分離膜に対する供給側流路材の投影面積比は、０．０３〜０．８０であることが好ましく、０．０５〜０．５０であることがより好ましく、０．０８〜０．３５であることがさらに好ましい。

分離膜に対する供給側流路材の投影面積比は、供給側流路材を膜面に垂直な方向からマイクロスコープで撮影した画像を解析することによって算出することができる。

供給側流路材の厚みが過度に大きいと、分離膜エレメント当たりの有効膜面積が小さくなる。一方で、供給側流路材の厚みが過度に小さいと、供給側流路の圧力損失が大きくなり、分離性能や透過性能が低下してしまう。そのため、供給側流路材の厚みは８０〜２０００μｍが好ましく、２００〜１０００μｍがより好ましい。

供給側流路材３の厚みは、市販の厚み測定器により直接測定することができる。

（３）透過側流路材
本発明の分離膜エレメントが備える透過側流路材は、分離膜の透過側の面同士の間に挟まれるように配置され、分離膜を透過した流体を透過側出口端面まで導く流路（すなわち透過側流路）を形成する。

透過側流路材としては、例えば、従来のトリコット、繊維の目付量を低減した緯編物、不織布のような多孔性シートに突起物を配置したシート、又は、フィルムや不織布を凹凸加工した凹凸加工シートが挙げられる。

透過側流路材の厚みが過度に大きいと、分離膜エレメント当たりの有効膜面積が小さくなる。一方で、透過側流路材の厚みが過度に小さいと、透過側流路の圧力損失が大きくなる。そのため、透過側流路材の厚みは０．０５〜０．５０ｍｍが好ましく、０．１０〜０．４０ｍｍがより好ましい。

透過側流路材の厚みは、市販の厚み測定器により直接測定することができる。

透過側流路材の素材は、スパイラル状により容易に巻回することを可能とするため、その圧縮弾性率が、０．１〜５．０ＧＰａであることが好ましい。その圧縮弾性率が０．１〜５．０ＧＰａである素材としては、例えば、ポリエステル、ポリエチレン又はポリプロピレンが挙げられる。

透過側流路材５の圧縮弾性率は、精密万能試験機を用いて圧縮試験を行い、応力ひずみ線図を作成することによって測定することができる。

本発明の分離膜エレメントが備える透過側流路材にトリコットを使用する場合は、長手方向をＣＤ（ＣｒｏｓｓＤｉｒｅｃｔｉｏｎ）とすることが好ましいが、長手方向をＭＤ（ＭａｃｈｉｎｅＤｉｒｅｃｔｉｏｎ）としても構わない。

（４）分離膜エレメント
本発明の分離膜エレメントにおいては、上記分離膜の供給側の面同士は、上記分離膜の長手方向に対し垂直な方向における端面Ａ及び端面Ｂの内の該端面Ａ、及び、上記分離膜の長手方向における外周端部Ｘ及び内周端部Ｙの内の外周端部Ｘが、５％以上開口しており、かつ、上記端面Ｂ及び上記内周端部Ｙが、いずれも閉止されている必要がある。また本発明の分離膜エレメントにおいては、上記分離膜の透過側の面同士は、上記端面Ａと逆側の端面が、５％以上開口しており、かつ、上記端面Ａと同じ側の端面、並びに、上記分離膜の長手方向における外周端部及び内周端部が、いずれも閉止されている必要がある。

従来の分離膜エレメントでは、図１に示すように透過流体１０２は透過側流路内を有孔中心管２に向かってスパイラル状に進むため、分離膜４がその巻回方向に長ければ長いほど、透過側流路内の流動抵抗は大きくなる。

一方で本発明の分離膜エレメントは、図３及び図４にその一例を示す、上記のような構成が採られることで、分離膜の巻囲方向、すなわちその長手方向における、分離膜の長さＬの値が大きくなっても、透過側流路内の流動抵抗が変化しない。このため、供給側流路内の流体流速を高めるため上記Ｌの値を大きくすることが可能となり、スケールやファウリングの生じにくい、透過性能に優れた分離膜エレメントを実現することができる。さらには、従来の分離膜エレメントのように有孔中心管を備える必要がないことから、その分だけ分離膜エレメント当たりの有効膜面積を大きくすることができる。

分離膜の供給側の面同士、又は、透過側の面同士の端面を閉止する方法としては、例えば、接着剤による接着、分離膜の折り畳み、又は、分離膜を巻回した後にキャップ若しくはテレスコープ防止板を嵌合させる方法が挙げられる。

また分離膜の供給側の面同士、又は、透過側の面同士の内周端部若しくは外周端部を閉止する方法としては、例えば、分離膜の折り畳み、又は、接着剤若しくはテープによる接着が挙げられる。

図３及び図４に示す例では、端面並びに内周端部及び外周端部は、接着剤７により必要箇所が閉止されている。接着剤７により必要箇所が閉止される部分の幅は、有効膜面積をできるだけ確保する観点から、２〜３０ｍｍが好ましい。

接着剤としては、例えば、ウレタン系接着剤又はシリコン系接着剤が挙げられる。接着剤の粘度は、その取り扱いを容易なものとしつつ、分離膜を巻回する際のしわの発生を抑制する観点から、４〜１５Ｐａ・ｓであることが好ましく、５〜１２Ｐａ・ｓであることがより好ましい。

分離膜の供給側の面同士の上記端面Ａは、供給側流路内の供給流体の流れを均質化する観点から、上記内周端部の近傍が開口していることが好ましく、５〜４０％開口していることがより好ましい。なお開口した部分（開口部）は一箇所に限定されず、複数に分かれていても構わない。

分離膜の供給側の面同士の上記外周端部Ｘは、外周端部Ｘの開口部から供給流体が供給される場合には、圧力損失低減の観点から、９０％以上開口していることが好ましい。外周端部が濃縮流体排出部となる場合、濃縮流体出口付近の流速を高めるため、開口率を小さくしても構わない。なお開口部は一箇所に限定されず、複数に分かれていても構わない。

分離膜の透過側の面同士の上記端面Ｂは、圧力損失低減の観点から、９０％以上開口していることが好ましい。

図５及び図６は、本発明の分離膜エレメントをベッセルに装填した状態の一例を示す模式図である。図５及び図６における本発明の分離膜エレメントは、巻回された分離膜の外面にさらに、流体を通過させる複数の孔を有する、多孔性部材２０が巻回されている。多孔性部材としては、例えば、ネット又は孔性フィルム等が挙げられる。

また図５における本発明の分離膜エレメントには、圧力差による分離膜エレメントの変形（テレスコーピング）を防ぐ観点から、孔付端板２１が装着されている。孔付端板の素材としては、例えば、ＡＢＳ、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン又はポリプロピレンが挙げられる。

なお図５においては、ベッセル内で供給流体１０１、透過流体１０２、濃縮流体１０３が混合されることがないよう、分離膜エレメントとベッセル２３との隙間に、ブラインシール２２が配置されている。

（５）分離膜エレメントの使用方法
本発明の分離膜エレメントの使用方法の一態様では、図３に示すように、分離膜の供給側の面同士の上記端面Ａの開口部から供給流体を供給し、分離膜の供給側の面同士の外周端部Ｘの開口部から濃縮流体を排出する。このような使用方法が適用される分離膜エレメントを、ここでは逆Ｌ型の分離膜エレメントという。

本発明の分離膜エレメントの使用方法の他の態様では、図４に示すように、分離膜の供給側の面同士の上記外周端部Ｘの開口部から供給流体を供給し、分離膜の供給側の面同士の上記端面Ａの開口部から濃縮流体を排出する。このような使用方法が適用される分離膜エレメントを、ここではＬ型の分離膜エレメントという。

以下に実施例によって本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によって何ら限定されるものではない。

（初期造水量及び造水量低下率）
供給流体として水道水を用い、運転圧力０．５５ＭＰａ、温度２５℃の条件下で６０分間運転した後に１分間の透過水のサンプリングを行い、初期造水量（Ｌ／ｍｉｎ）を測定した。その後、１００時間運転を行った後の造水量を同様に測定し、下記式から造水量低下率を算出した。

造水量低下率（％）＝１００×（１−（１００時間運転後の造水量）／（初期造水量））
（回収率）
造水量の測定において、１分間に供給した供給水量と透過水量との比率を回収率とした。

（ＴＤＳ除去率）
初期造水量の測定における１分間のサンプリングに供した供給水及びサンプリングした透過水について、総溶解固形分（以下、「ＴＤＳ」）の濃度を電気伝導率測定によりそれぞれ測定し、下記式からＴＤＳ除去率を算出した。

ＴＤＳ除去率（％）＝１００×｛１−（透過水中のＴＤＳ濃度／供給水中のＴＤＳ濃度）｝
（実施例１）
ポリエチレンテレフタレート繊維からなる不織布（糸径：１デシテックス、厚み：約０．０９ｍｍ、密度：０．８０ｇ／ｃｍ^３）上にポリスルホンの１５．２質量％Ｎ−ジメチルホルムアミド溶液を１８０μｍの厚みで室温（２５℃）にてキャストし、直ちに純水中に浸漬して５分間放置し、８０℃の温水に１分間浸漬することによって、繊維補強ポリスルホン支持層からなる、多孔性支持層（厚み：０．１３ｍｍ）を作製した。

多孔性支持層をｍ−フェニレンジアミンの３．８質量％水溶液中に２分間浸漬した後、垂直方向にゆっくりと引き上げ、エアーノズルから窒素を吹き付けて多孔性支持層表面から余分な水溶液を取り除いた後、トリメシン酸クロリドの０．１７５質量％ｎ−デカン溶液を表面が完全に濡れるように塗布して１分間静置し、さらに１分間垂直に保持して液切りした。その後、９０℃の熱水で２分間洗浄して、分離膜を得た。

このように得られた分離膜を、長さＬが１２００ｍｍ、長さＷが２００ｍｍとなるように複数断裁加工し、ネット（厚み：０．５ｍｍ、ピッチ：３ｍｍ×３ｍｍ）を供給側流路材として、ネット構成糸の傾斜角度が巻回方向に対して４５°となるように配置した。

分離膜の供給側の面同士は、図３に示すように、分離膜の長手方向に対し垂直な方向における端面Ａが２０％開口するように、巻回方向の外側から内側にかけて連続的に接着剤を塗布した。逆側の端面Ｂは、全面閉止されるように連続的に接着剤を塗布し、内周端部Ｙが折り目となるように、分離膜の透過側の面を内側にして折り畳んだ。分離膜の透過側の面同士は、図３に示すように、端面Ａと逆側の端面が、全面開口するようにし、その他の端面等が全面閉止されるように連続的に接着剤を塗布した。

分離膜の透過側の面にトリコット（厚み：２６０μｍ、溝幅：２００μｍ、畦幅：３００μｍ、溝深さ：１０５μｍ）を透過側流路材として積層して、ＡＢＳ（アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン）製のシャフト（幅：３００ｍｍ、外径：１０ｍｍ）にスパイラル状に巻囲してから、スパイラル状になった分離膜エレメントの外周面を、筒状に連続押し出し成形されたネット（厚み：０．５ｍｍ、ピッチ：２ｍｍ×２ｍｍ、繊維径：０．２５ｍｍ、投影面積比：０．２１）で被覆した。被覆された分離膜エレメントの両端のエッジカットを行った後、外周面にブラインシールとして機能するＯリングの付いた、孔付端板を装着して分離膜エレメントを作製した。

分離膜エレメントをベッセルに入れて、回収率９０％にて各性能を評価したところ、結果は表１のとおりであった。

（実施例２及び３）
供給側流路の端面Ａの開口率を表１のとおりにした以外は全て実施例１と同様にして、分離膜及び分離膜エレメントを作製した。

分離膜エレメントをベッセルに入れて、実施例１と同条件で各性能を評価したところ、結果は表１のとおりであった。

（実施例４〜６）
供給側流路の端面Ａの開口率を表１のとおりにし、使用形態を逆Ｌ型にした以外は全て実施例１と同様にして、分離膜及び分離膜エレメントを作製した。

（実施例７〜９）
分離膜の枚数、分離膜の大きさを表２のとおりにし、それに合わせて流路材の大きさや分離膜エレメント外径を表２のとおりにした以外は全て実施例１と同様にして、分離膜及び分離膜エレメントを作製した。

分離膜エレメントをベッセルに入れて、実施例１と同条件で各性能を評価したところ、結果は表２のとおりであった。

（実施例１０〜１２）
分離膜の枚数、分離膜の大きさを表２のとおりにし、それに合わせて流路材の大きさや分離膜エレメント外径を表２のとおりにし、使用形態を逆Ｌ型にした以外は全て実施例１と同様にして、分離膜及び分離膜エレメントを作製した。

（実施例１３及び１４）
実施例１と同様にして、分離膜及び分離膜エレメントを作製した。

分離膜エレメントをベッセルに入れて、回収率を表３のとおりにした以外は実施例１と同条件で各性能を評価したところ、結果は表３のとおりであった。

（実施例１５及び１６）
使用形態を逆Ｌ型とした以外は全て実施例１と同様にして、分離膜及び分離膜エレメントを作製した。

（実施例１７）
供給側流路の厚みを表３のとおりにした以外は全て実施例１と同様にして、分離膜及び分離膜エレメントを作製した。

分離膜エレメントをベッセルに入れて、実施例１と同条件で各性能を評価したところ、結果は表３のとおりであった。

（実施例１８）
供給側流路の厚みを表３のとおりにし、使用形態を逆Ｌ型にした以外は全て実施例１と同様にして、分離膜及び分離膜エレメントを作製した。

（実施例１９及び２０）
透過側流路の端面Ｂの開口率を表１のとおりにした以外は全て実施例１と同様にして、分離膜及び分離膜エレメントを作製した。

分離膜エレメントをベッセルに入れて、実施例１と同条件で各性能を評価したところ、結果は表４のとおりであった。

（実施例２１及び２２）
透過側流路の端面Ｂの開口率を表１のとおりにし、使用形態を逆Ｌ型にした以外は全て実施例１と同様にして、分離膜及び分離膜エレメントを作製した。

（比較例１）
実施例１で得られた分離膜を、長さＬが１０００ｍｍ、長さＷが２００ｍｍとなるように複数断裁加工し、実施例１と同様のネットを供給側流路材として、実施例１と同様に配置した。このとき、分離膜の供給側の面同士は、実施例１と同様に接着剤を塗布し、分離膜を折り畳んだ。分離膜の透過側の面同士は、内周端部が全面開口するようにし、その他の端面等が全面閉止されるように連続的に接着剤を塗布した。実施例１と同様に透過側流路材としてトリコットを積層し、ＡＢＳ製有孔中心管（幅：３００ｍｍ、外径：１７ｍｍ）にスパイラル状に巻囲し、その後は実施例１と同様にして、分離膜エレメントを作製した。

（比較例２及び３）
端面Ａの開口率を表４のとおりにした以外は全て比較例１と同様にして、分離膜及び分離膜エレメントを作製した。

（比較例４〜６）
端面Ａの開口率を表４のとおりにし、使用形態を逆Ｌ型にした以外は全て比較例１と同様にして、分離膜及び分離膜エレメントを作製した。

（比較例７）
図１に示すような一般的な使用形態（Ｉ型）となるように、分離膜の供給側流路の面同士の接着剤の塗布をせず、スパイラル状になった分離膜エレメントの外周面を液密なフィルムで被覆した以外は全て比較例１と同様にして、分離膜及び分離膜エレメントを作製した。

１分離膜エレメント（Ｉ型）
１Ａ分離膜エレメント
２有孔中心管
３供給側流路材
４分離膜
５透過側流路材
６シャフト
７接着剤
１０分離膜の供給側の面
１１分離膜の透過側の面
２０多孔性部材
２１孔付端板
２２ブラインシール
２３ベッセル
１０１供給流体
１０２透過流体
１０３濃縮流体
Ａ、Ｂ分離膜の長手方向に対し垂直な方向における端面
Ｘ分離膜の長手方向における外周端部
Ｙ分離膜の長手方向における内周端部
Ｌ供給側流路の長さ（分離膜の長手方向における長さ）
Ｗ供給側流路の幅（分離膜の長手方向に対し垂直な方向における長さ）

Claims

供給側の面と透過側の面とを有する複数の分離膜と、供給側流路材と、透過側流路材と、を備え、
前記複数の分離膜は、供給側の面同士、及び、透過側の面同士がそれぞれ向かい合うように配置されて重ねられ、かつ、その長手方向に巻回されており、
前記供給側流路材は、前記分離膜の供給側の面同士の間に配置され、
前記透過側流路材は、前記分離膜の透過側の面同士の間に配置され、
前記分離膜の供給側の面同士は、前記分離膜の長手方向に対し垂直な方向における端面Ａ及び端面Ｂの内の該端面Ａ、及び、前記分離膜の長手方向における外周端部Ｘ及び内周端部Ｙの内の外周端部Ｘが、５％以上開口しており、かつ、前記端面Ｂ及び前記内周端部Ｙが、いずれも閉止されており、
前記分離膜の透過側の面同士は、前記端面Ａと逆側の端面が、５％以上開口しており、かつ、前記端面Ａと同じ側の端面、並びに、前記分離膜の長手方向における外周端部及び内周端部が、いずれも閉止されている、分離膜エレメント。
前記分離膜の供給側の面同士の前記端面Ａが、５〜４０％開口している、請求項１記載の分離膜エレメント。
前記分離膜の透過側の面同士の前記端面Ａと逆側の端面が、９０％以上開口している、請求項１又は２記載の分離膜エレメント。
前記分離膜の長手方向における長さＬと、前記分離膜の長手方向に対し垂直な方向における長さＷと、の比であるＬ／Ｗが、２．５以上である、請求項１〜３のいずれか一項記載の分離膜エレメント。
前記端面Ａの開口部から供給流体を供給し、
前記外周端部Ｘの開口部から濃縮流体を排出する、請求項１〜４のいずれか一項記載の分離膜エレメントの使用方法。
前記外周端部Ｘの開口部から供給流体を供給し、
前記端面Ａの開口部から濃縮流体を排出する、請求項１〜４のいずれか一項記載の分離膜エレメントの使用方法。