JP7067060B2 - 分離膜エレメント - Google Patents

Description

本発明は、液体、気体など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。

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

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、束ねられた多数の分離膜を備えることで、１個の分離膜エレメントあたりの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あ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の形状が提案されている。

例えば、逆浸透ろ過には、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積層体とを備える。積層体は、供給流体（例えば被処理水）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成分を分離する分離膜、および、分離膜を透過し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。

近年、造水コスト低減の要求が高まり、分離膜エレメントの高性能化が求められている。例えば、分離膜エレメントの分離性能を向上させるために、膜面の乱流効果を高め、濃度分極を抑制できるような流路材部材および分離膜エレメント構造が提案されている。

具体的には、特許文献１および特許文献２では、分離膜の供給側表面に凸部および溝を設けることによって、膜面の乱流効果を増加させた分離膜エレメントが提案されている。

特開２０１０－１２５４１８号公報 特開２０１２－０６６２３９号公報

特許文献１や特許文献２に記載の分離膜エレメントでは、膜面の乱流効果を高め、濃度分極を抑制することができるが、特に高回収率運転（回収率：エレメントに供給する供給流体量に対する透過流体量の割合）を実施する場合には、供給流体出口に近づくにつれて、供給流体の流量が少なくなることで、供給流体中の分離成分が濃縮されるとともに、膜面の乱流効果が低減することで膜面濃度が高くなり、流体の透過性能や分離性能の低下、およびスケールが発生しやすい問題がある。そこで本発明は、高回収率運転下においても膜面濃度の増加を抑制し、高い流体透過性能と分離性能とを有する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、本発明の分離膜エレメントは、有孔中心管と、供給側の面と透過側の面とを有する分離膜の、上記透過側の面が向かい合うように形成された複数の分離膜対と、上記分離膜対の上記供給側の面の間に設けられる供給側流路材と、上記分離膜対の上記透過側の面の間に設けられる透過側流路材と、を備え、上記有孔中心管のまわりに上記分離膜対、上記供給側流路材、上記透過側流路材が巻回されることで巻回体が形成され、上記分離膜対の供給側の面において、上記有孔中心管長手方向の一端面および他端面、並びに、上記有孔中心管長手方向に対し垂直な方向の内周端部および外周端部、の４箇所の端面および端部のうち、２箇所以上の端面または端部がそれぞれ５％以上開口されており、複数の上記分離膜対が、少なくとも１枚の第１分離膜対と、少なくとも１枚の第２分離膜対とで構成され、上記第１分離膜対と上記第２分離膜対とでは、開口している上記端面または上記端部の組み合わせが異なることを特徴とする。

本発明によれば、高回収率運転を行った際にも、供給流体中の分離成分濃縮の影響を低減するとともに、膜面乱流効果を増加させることで濃度分極を抑制し、分離膜エレメントの流体透過性能と分離性能とを維持することができる。

一般的な分離膜エレメントを示す分解斜視図である。 本発明に記載の分離膜エレメントの展開図の一例である。 本発明に記載の分離膜エレメントの展開図の一例である。 本発明に記載の分離膜エレメントの展開図の一例である。 本発明に記載の分離膜エレメントの展開図の一例である。 本発明に記載の分離膜エレメントの展開図の一例である。 本発明に記載の分離膜エレメントの展開図の一例である。 本発明に記載の分離膜エレメントおよび分離膜エレメント用ベッセルの横断面図の一例である。 本発明に記載の分離膜エレメントの分解斜視図の一例である。 本発明に記載の分離膜エレメントの分解斜視図の一例である。 本発明に記載の分離膜エレメントの分解斜視図の一例である。 本発明に適用される透過側流路材の横断面図の一例である。 本発明に適用されるキャップの断面図の一例である。

次に、本発明の分離膜エレメントの実施形態について、詳細に説明する。
（１）概要
図１に分離膜エレメント１の分解斜視図を示す。図１に示すように、一般的な分離膜エレメント１は、有孔中心管２、分離膜３、供給側流路材４、透過側流路材５、テレスコープ防止板７１および７２を備える。分離膜３と供給側流路材４と透過側流路材５とは、重ねられて膜ユニット６を形成している。供給側流路材４は、２枚もしくは１枚の分離膜を折りたたんだ分離膜３の間で供給側流路を形成し、透過側流路５は、２枚の分離膜３の間で透過側流路を形成する。膜ユニット６は、有孔中心管２の周囲にスパイラル状に巻回されて、巻回体６１を形成している。巻回体６１の外側には図示しないフィラメントまたはフィルムが巻き付けられている。

巻回体６１の両端には、巻回体６１がテレスコープ状に変形することを防止するために、テレスコープ防止板７１および７２が装着されているが、低圧で運転するような浄水器用途であれば、テレスコープ防止板７１および７２は備えていなくても構わない。また本発明の特定の実態形態においては、テレスコープ防止板の代わりに、キャップ７３を備えていてもよい。
（２）分離膜
＜概要＞
分離膜３としては、使用方法、目的などに応じた分離性能を有する膜が用いられる。分離膜３は、単一層であってもよいし、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、さらに多孔性支持層があってもよい。

ここで、分離機能層を有する面を供給側の面、分離機能層を有する面とは反対側の面を透過側の面と呼び、供給側の面が互いに向かい合うように形成された状態の分離膜のことを分離膜対と呼ぶ。

＜分離機能層＞
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。

分離機能層が分離機能および支持機能の両方を有する場合、分離機能層としては、セルロース、ポリフッ化ビニリデン、ポリエーテルスルホンおよびポリスルホンからなる群から選ばれるポリマーを主成分として含有する層が好ましく適用される。

一方、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点で、架橋高分子が好ましく使用される。特に、供給流体１０１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。

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できる。例えば、多孔性支持層上に多官能アミン水溶液を塗布し、余分な多官能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、重縮合が起きてポリアミド分離機能層が得られる。

＜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、樹脂が素材の場合多孔性樹脂層とも言い換えることができる。

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。

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溶液を、後述する基材（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、製造することができる。

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、貧溶媒は調整可能である。

＜基材＞
分離膜３の強度、寸法安定性などの観点から、分離膜３は基材を有してもよい。基材としては、強度、流体透過性の点で繊維状の基材を用いることが好ましい。

基材としては、長繊維不織布および短繊維不織布それぞれを好ましく用いることができる。
（３）分離膜対
分離膜は、供給側流路材、透過側流路材と分離膜対を形成する。分離膜は、供給側流路材を挟んで供給側の面が対向するように配置される。また、透過側の面の間には透過側流路材が配置される。透過側流路は、透過流体が有孔中心管に流れるように、透過側の面の間が、巻回方向内側の一辺のみにおいて開放され、他の三辺においては封止（閉口）される。

分離膜対は長方形状である。分離膜対の巻回方向の長さと有孔中心管の長手方向の長さ（幅）は特に限定されないが、分離膜対の幅Ｗに対する長さＬの比率が大きいほど、分離膜対に流体が通過する際の流速が増加するため、濃度分極の抑制の点で好ましい。一方、分離膜対の幅Ｗに対する長さＬの比率が大きすぎると圧力損失が大きくなる。両者のバランスから、高回収率運転時においても、分離膜エレメント性能を維持するためには、分離膜対の幅Ｗに対する長さＬの比率Ｌ／Ｗは２．５以上８以下であることが好ましい。さらに好ましくは４以上６以下である。
（４）供給側流路材
供給側流路材４は、分離膜３の供給側の面に挟まれるように配置され、分離膜３に供給流体１０１および１０４を供給する流路（すなわち供給側流路）を形成する。さらに供給流体１０１および１０４の濃度分極を抑制するために、供給流体１０１および１０４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４は、フィルムやネット、あるい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よいし、あるいは分離膜３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よい。また、供給側流路材４は分離膜３と分離可能であってもよいし、分離膜３に固着していてもよい。

なお、供給側流路材４の素材は特に限定されず、分離膜３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、供給側流路材４の投影面積比は０．０３～０．８であることが好ましく、より好ましくは０．０５～０．５、さらに好ましくは、０．０８～０．３５である。

供給側流路材４の分離膜３に対する投影面積比は、供給側流路材４を膜面に垂直な方向からマイクロスコープなどによって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４の厚みが大きいと圧力損失が小さくなるが、エレメント化した場合にベッセルに充填できる膜面積が小さくなる。厚みが小さいと流路の圧力損失が大きくなり、分離性能や流体透過性能が低下してしまう。そのため、例えば流体が水である場合にはエレメントの造水能力が低下し、造水量を増加させるための運転コストが高くなる。従って、上述した各性能のバランスや運転コストを考慮すると、供給側流路材４の厚みは８０～２０００μｍであってもよく、好ましくは２００～１０００μｍである。

供給側流路材４の厚みは、市販の厚み測定器により直接測定することもできるし、あるいはマイクロスコープを用いて撮影した画像を解析することによって測定することもできる。

供給側流路材４がネットである場合、ネットは複数の糸により構成されている。複数の糸は、交点において互いに交差し、交点部分が最も厚みが大きくなる。

ネットを構成する糸の径は糸の長さ方向において一定であってもよく、長さ方向に一様に増加または減少してもよく、増加と減少を繰り返すような形態であっても構わない。糸の径が長さ方向において増加と減少を繰り返すような形態である場合、糸径が最も大きくなる箇所で複数の糸が交差するような形態であることが好ましい。糸径が最も大きくなる箇所で複数の糸が交差することによって、供給側流路の圧力損失を低くすることができる。

また、交差する複数の糸の径は同じであっても異なっていても構わない。交差する複数の糸の径が異なっている場合、厚みが一定であれば、径の小さい糸は圧力損失の低減効果が大きく、径の大きい糸は流れを乱す乱流効果が大きくなる。

上述の圧力損失と乱流効果とのバランスから、ネットを構成する糸断面の径は、（最小部の径）／（最大部の径）が０．１以上０．７以下であることが好ましく、より好ましくは０．３以上０．６以下である。

ネットを構成する糸の傾斜角は、供給流体の流れる方向に対して平行方向であれば、圧力損失を低くすることができるが、濃度分極低減効果は小さくなり、垂直方向であれば、圧力損失は高くなるが、濃度分極低減効果を大きくすることができる。圧力損失と濃度分極低減効果のバランスから、糸の傾斜角度は供給流体の平均流れ角度に対して、－６０°以上６０°以下であることが好ましい。ここで、平均流れ角度とは、１枚の分離膜対の中での流れ角度の平均値である。

複数の糸が交差する交点の間隔は、大きいほど圧力損失は小さくなり、小さいと圧力損失は大きくなる。それらのバランスから、交点間隔は、１．０ｍｍ以上１０ｍｍ以下が好ましく、１．１ｍｍ以上８ｍｍ以下がより好ましく、１．２ｍｍ以上５ｍｍ以下がさらに好ましい。

ネットを構成する糸の断面形状は特に限定されず、楕円、円、三角形、四角形、不定形などを用いることができるが、ネットと分離膜表面が接する部分の面積が小さいと分離膜表面とネットとの擦れによる分離膜性能の低下を抑制することができるうえ、流れのデッドゾーンを小さくすることができ、濃度分極を抑制することができるため、好ましい。ネットと分離膜表面が接する部分の分離膜に対する投影面積比は、０．０１以上０．２５以下であることが好ましく、０．０２以上０．２以下がより好ましい。

ネットを構成する糸の材質は、供給側流路材としての剛性を維持することができ、分離膜表面を傷つけないものであれば特に限定されず、分離膜と同素材であっても異素材であってもよく、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ乳酸、エチレン酢酸ビニル共重合体、ポリエステル、ポリウレタン、熱硬化性エラストマーなどが好ましく用いられる。

また、後述の通り、本発明の分離膜エレメントにおいては、第１分離膜対と第２分離膜対とを有する。第１分離膜対に用いられる供給側流路材と第２分離膜対とに用いられる供給側流路材とは異なっていても構わない。第１分離膜対と第２分離膜対とでは、流れの向き、流量、供給される流体の質が異なるため、それぞれに適した供給側流路材であることが、分離膜エレメント性能を向上させる点で好ましい。
（５）供給側流路
＜流れ＞
１つの分離膜エレメント１に供給される流体と、その分離膜エレメント１の供給側流路から排出する流体とを、便宜上、それぞれ供給流体１０１と濃縮流体１０３と呼ぶ。また、本発明に実施の分離膜エレメントの形態においては、ある分離膜対の濃縮流体が別の分離膜対の供給流体となるため、その途中の流体のことを中間流体１０４と呼ぶこととする。

図２～図７に分離膜エレメント１の展開図を示す。図２～図７は、有孔中心管２に巻回される前の有孔中心管２と分離膜対３１の様子を示した図であり、図２および図３では、分離膜対の一端面から供給流体もしくは中間流体が供給され（１０１、１０４）、他端面から中間流体もしくは濃縮流体が排出される（１０４、１０３）。図４および図５では、分離膜対の一端面から供給流体もしくは中間流体が供給され（１０１、１０４）、分離膜対の外周端部から中間流体もしくは濃縮流体が排出される（１０４、１０３）。図６および図７では、分離膜対の外周端部から供給流体もしくは中間流体が供給され（１０１、１０４）、一端面から中間流体もしくは濃縮流体が排出される（１０４、１０３）。

＜Ｉ型分離膜対＞
図２および図３に示した展開図を有する分離膜対を、以下、Ｉ型分離膜対と呼ぶ。

Ｉ型分離膜対においては、分離膜対に供給流体あるいは中間流体が供給される端面のことを、流入端面と呼び、濃縮流体あるいは中間流体が排出される端面のことを、排出端面と呼ぶ。

本発明の分離膜エレメントにおいて、Ｉ型分離膜対においては、排出端面の流路閉口率は０～９５％であることが好ましい。供給流体排出端面の流路閉口率が０％だと、供給流体流路の圧力損失を小さくすることができるとともに、膜面全体を有効利用することができるため、透過流体量を大きくすることができる。流路閉口率が０％よりも大きくなると、供給流体の流路が排出端面において狭くなることで、特に高回収率で運転した場合においても、供給流体の膜面線速度を大きく保つことができ、濃度分極を抑制することができる。したがって、本発明の分離膜エレメント全体での目標性能を鑑みて、適宜流路閉口率を設計することが好ましい。

排出端面の流路閉口率が０％よりも大きい場合、流路閉口部は有孔中心管の長手方向に垂直な方向を巻回方向とすると、巻回方向の最外周部から内周にかけて連続的に閉口されていてもよく、最内周部から外周にかけて連続的に閉口されていてもよく、巻回方向に間欠的に閉口されていてもよい。巻回方向に間欠的に閉口される場合、閉口部一箇所の長さは、１～１００ｍｍであることが好ましい。より好ましくは３～１０ｍｍである。また、開口部一箇所の長さは１～１００ｍｍであることが好ましく、より好ましくは３～１０ｍｍである。

閉口部一箇所の長さは、巻回方向の内側から外側に向かって一定であっても変動してもよい。また、開口部一箇所の長さも巻回方向の内側から外側に向かって一定であってもよく、徐々に広がるように変動してもよく、徐々に狭まるように変動してもよい。

また、流入端面の流路閉口率は０～９０％であることが好ましい。流入端面の流路閉口率が０％だと、供給流体流路の圧力損失を小さくすることができるととともに、膜面全体を有効利用することができるため、透過流体量を大きくすることができる。流路閉口率が０％よりも大きくなると、供給流体の膜面線速度を大きくすることができ、濃度分極を抑制することができる。

流入端面の流路閉口部は、巻回方向の最内周部から外周にかけて連続的に封止されていてもよく、巻回方向に間欠的に封止されていてもよい。

巻回方向に間欠的に閉口される場合、閉口部一箇所の長さは、１～１００ｍｍであることが好ましい、より好ましくは３～１００ｍｍである。また、開口部一箇所の長さは１～１００ｍｍであることが好ましく、より好ましくは３～１０ｍｍである。

排出端面の流路閉口部が、巻回方向の最外周部から内周にかけて連続的に封止されている場合、流入端面の流路閉口部が、巻回方向の最内周部から外周にかけて連続的に封止されていることが好ましい。そのような閉口部とすることにより、膜面全体を有効利用することができるため、好ましい。

同様に、排出端面の流路閉口部が、巻回方向の最内周部から外周にかけて連続的に封止されている場合、流入端面の流路閉口部が、巻回方向の最外周部から内周にかけて連続的に封止されていることが好ましい。そのような閉口部とすることにより、膜面全体を有効利用することができるため、好ましい。

また、流入端面よりも排出端面の方が流量が少なくなるため、流入端面と排出端面との流路閉口率では、流入端面よりも排出端面の流路閉口率が高い方が好ましい。

なお、Ｉ型分離膜対においては、分離膜対の内周端部および外周端部の流路閉口率は１００％である。分離膜対の内周端部および外周端部は、分離膜を折りたたむもしくは、接着剤で封止することによって流路が閉口されており、内周部を折りたたんだ場合は、外周端部は接着剤で封止し、外周端部を折りたたんだ場合は、内周端部を接着剤で封止することによって閉口することができる。また、内周端部および外周端部共に接着剤で封止することによっても、流路を閉口することができる。

＜逆Ｌ型分離膜対＞
また、図４および図５に示した展開図を有する分離膜対を、以下、逆Ｌ型分離膜対と呼ぶ。

逆Ｌ型分離膜対においては、分離膜対に供給流体あるいは中間流体が供給される端面のことを、流入端面と呼び、中間流体あるいは濃縮流体が排出される分離膜対の外周端部のことを、排出端部と呼ぶ。

逆Ｌ型分離膜対においては、流入端面とは反対側の端面は閉口率が１００％である。

一方、流入端面においては、流路閉口率は０～９５％であることが好ましく、流路閉口率が０％より大きい場合、流路閉口箇所は、巻回方向の外側から内側にかけて連続的であることが好ましい。

排出端部の流路閉口率は０～９５％であることが好ましく、流路閉口率が０％より大きい場合、流路閉口箇所は、流入端面側から有孔中心管の長手方向に連続的であることが好ましい。

流入端面および排出端部の流路閉口率がこの範囲内になることで、供給流体流路のショートパスを防止することができ、十分な透過流体量を得ることができる。

なお、分離膜対の内周端部の流路閉口率は１００％であり、分離膜を折りたたむ、もしくは、接着剤で封止することによって流路を閉口することができる。

＜Ｌ型分離膜対＞
また、図６および図７に示した展開図を有する分離膜対を、以下、Ｌ型分離膜対と呼ぶ。

Ｌ型分離膜対においては、分離膜対に供給流体あるいは中間流体が供給される分離膜対の外周端部のことを、流入端部と呼び、中間流体あるいは濃縮流体が排出される端面のことを排出端面と呼ぶ。

Ｌ型分離膜対においては、排出端面とは反対側の端面は閉口率が１００％である。

供給部の流路閉口率は０～９５％であることが好ましく、流路閉口率が０％より大きい場合、流路閉口箇所は、排出端面側から有孔中心管の長手方向に連続的であることが好ましい。

排出端面の流路閉口率は０～９５％であることが好ましく、流路閉口率が０％より大きい場合、流路閉口箇所は、巻回方向の外側から内側にかけて連続的であることが好ましい。

流入端部および排出端面の流路閉口率がこの範囲内であることで、供給流体流路のショートパスを抑制することができ、十分な透過流体量を得ることができる。

なお、分離膜対の内周端部の流路閉口率は１００％であり、分離膜を折りたたむ、もしくは、接着剤で封止することによって流路を閉口することができる。

＜Ｉ型－逆Ｌ型エレメント＞
本発明の分離膜エレメントの一つの形態においては、一つの分離膜エレメントの中で、Ｉ型分離膜対と逆Ｌ型分離膜対とが混在する。

Ｉ型分離膜対と逆Ｌ型分離膜対とが混在する場合、供給流体はＩ型分離膜対の一端面から供給され（１０１）、Ｉ型分離膜対の他端面に排出される（１０４）。図８に示したように、排出された流体１０４は、後述するキャップもしくは封止されたベッセルによってＵターンし、逆Ｌ型分離膜対の一端面から供給され（１０４）、逆Ｌ型分離膜対の外周端部から排出される（１０３）。すなわち、Ｉ型分離膜対による濃縮流体が逆Ｌ型分離膜対の供給流体となる。したがって、巻回体へ供給される流体の総流量よりも、各分離膜対へ供給される流体の流量の和の方が大きくなる。このような構造とすることにより、分離膜エレメント全体として高回収率で運転を行った際にも、各分離膜対の回収率を低くすることができるため、高回収率運転を行っても、分離膜エレメントの性能低下を抑制することができる。

Ｉ型分離膜対と逆Ｌ型分離膜対との枚数の比率について、逆Ｌ型分離膜対の比率が高いと、Ｉ型分離膜対の回収率は低くなり、例えば逆Ｌ型分離膜対に供給される原水の濃度は低く抑制できる。一方、逆Ｌ型分離膜対の比率が低いと、１枚の逆Ｌ型分離膜対に供給される流量が多くなるため、濃度分極の抑制効果は大きくなる。それらのバランスから、分離膜対の総数に占めるＩ型分離膜対の枚数の割合は５５～９０％であることが好ましい。より好ましくは６０～８０％である。すなわち、分離膜対の総数に占める逆Ｌ型分離膜対の枚数の割合は１０～４５％であることが好ましい。より好ましくは２０～４０％である。

＜Ｌ型－Ｉ型エレメント＞
また、本発明の分離膜エレメントの一つの形態においては、一つの分離膜エレメントの中で、Ｉ型分離膜対とＬ型分離膜対とが混在する。

Ｉ型分離膜対とＬ型分離膜対とが混在する場合、供給流体はＬ型分離膜対の外周端部から供給され（１０１）、Ｌ型分離膜対の一端面に排出される（１０４）。図８に示したように、排出された流体１０４は、後述するキャップもしくは封止されたベッセルによってＵターンし、Ｉ型分離膜対の一端面から供給され（１０４）、Ｉ型分離膜対の他端面から排出される（１０３）。すなわち、Ｌ型分離膜対による濃縮流体がＩ型分離膜対の供給流体となる。したがって、巻回体へ供給される流体の総流量よりも各分離膜対へ供給される流体の流量の和の方が大きくなる。このような構造とすることにより、分離膜エレメント全体として高回収率で運転を行った際にも、各分離膜対の回収率を低くすることができるため、高回収率運転を行っても、分離膜エレメントの性能低下を抑制することができる。

Ｉ型分離膜対とＬ型分離膜対との枚数の比率は、Ｉ型分離膜対の比率が高いと、Ｌ型分離膜対の回収率は低くなり、例えばＩ型分離膜対に供給される原水の濃度は低く抑制できる。一方、Ｉ型分離膜対の比率が低いと、１枚のＩ型分離膜対に供給される流量が多くなるため、濃度分極の抑制効果は大きくなる。それらのバランスから、分離膜対の総数に占めるＩ型分離膜対の枚数の割合は１０～４５％であることが好ましい。より好ましくは２０～４０％である。すなわち、分離膜対の総数に占めるＬ型分離膜対の枚数の割合は５５～９０％であることが好ましい。より好ましくは６０～８０％である。

＜逆Ｌ型－Ｌ型エレメント＞
本発明の分離膜エレメントの一つの形態においては、一つの分離膜エレメントの中で、Ｌ型分離膜対と逆Ｌ型分離膜対とが混在する。

Ｌ型分離膜対と逆Ｌ型分離膜対とが混在する場合、供給流体は逆Ｌ型分離膜対の一端面から供給され（１０１）、逆Ｌ型分離膜対の外周端部に排出される（１０４）。排出された流体１０４は、封止されたベッセルあるいはシール部材によってＵターンし、Ｌ型分離膜対の外周端部から供給され（１０４）、Ｌ型分離膜対の一端面から排出される（１０３）。すなわち、逆Ｌ型分離膜対の濃縮流体がＬ型分離膜対の供給流体となる。したがって、巻回体へ供給される流体の総流量よりも各分離膜対へ供給される流体の流量の和の方が大きくなる。このような構造とすることにより、分離膜エレメント全体として高回収率で運転を行った際にも、各分離膜対の回収率を低くすることができるため、高回収率運転を行っても、分離膜エレメントの性能低下を抑制することができる。

Ｌ型分離膜対と逆Ｌ型分離膜対との枚数の比率について、Ｌ型分離膜対の比率が高いと、逆Ｌ型分離膜対の回収率は低くなり、例えばＬ型分離膜対に供給される原水の濃度は低く抑制できる。一方、Ｌ型分離膜対の比率が低いと、１枚のＬ型分離膜対に供給される流量が多くなるため、濃度分極の抑制効果は大きくなる。それらのバランスから、分離膜対の総数に占める逆Ｌ型分離膜対の枚数の割合は５５～９０％であることが好ましい。より好ましくは６０～８０％である。すなわち、分離膜対の総数に占めるＬ型分離膜対の枚数の割合は１０～４５％であることが好ましい。より好ましくは２０～４０％である。

＜封止＞
分離膜対の一端面および他端面における流路閉口は、巻回前に端面を接着剤などで封止する、もしくは巻回後に端面を接着剤などで封止する、あるいは端面に封止部分を有するキャップやテレスコープ防止板を嵌め込むことによって閉口することができる。

分離膜対の外周端部の流路閉口は、分離膜を折りたたむ、巻回前に外周端部を接着剤やテープで封止する、もしくは巻回後に端面を接着剤やテープで封止することによって閉口することができる。

分離膜対の外周端部の流路閉口は、分離膜を折りたたむ、巻回前に内周端部を接着剤やテープで封止することによって閉口することができる。

接着剤などによる封止は、接着剤またはホットメルトなどによる接着、熱またはレーザによる融着などにより行うことができる。封止に用いられる接着剤は、粘度が４～１５Ｐａ・ｓの範囲内であることが好ましく、さらに５～１２Ｐａ・ｓがより好ましい。分離膜３にしわが発生すると、分離膜エレメント１の性能が低下することがあるが、接着剤粘度が１５Ｐａ・ｓ以下であることで、分離膜３を有孔中心管２に巻回するときに、しわが発生しにくくなる。また、接着剤粘度が４Ｐａ・ｓ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は付着する危険性が低下する。

接着剤の塗布量は、分離膜３が有孔中心管２に巻回された後に、接着剤が塗布される部分の幅が２～３０ｍｍ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、有効膜面積も比較的大きく確保することができる。

接着剤としてはウレタン系接着剤やシリコン系接着剤が好ましい。ウレタン系接着剤の場合、粘度を４０～１５０Ｐａ・ｓ以下の範囲とするには、主剤のイソシアネートと硬化剤のポリオールとが、イソシアネート：ポリオール＝１：１～１：５の割合で混合されたものが好ましい。接着剤の粘度は、予め主剤、硬化剤単体、および、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。

キャップによる封止は、あらかじめ所定の形状に形成したキャップを分離膜エレメントの巻回体端部にはめ込むことによって行われる。この際、分離膜エレメントの巻回体端部とキャップの流路封止部の間に隙間が生じないようにする必要がある。分離膜エレメントの巻回体端部とキャップの流路封止部との間に隙間が生じないようにし、かつ供給側端部の封止を行うことができる構造であれば、テレスコープ防止板をキャップとして用いることができる。

また、供給流体が巻回体の端面でＵターンする際に用いられるキャップは上述の流路閉口用のキャップと一体化されていてもよい。Ｕターン用のキャップは、巻回体の端部にはめ込まれ、一端面から排出された供給流体を別の一端面へと供給するための流路を確保する。Ｕターン用のキャップの形状は、特に限定されないが、図８に示したようにＵターン時の圧力損失抑制の点で、流路が丸みを帯びている形状となっていることが好ましい。

キャップの材質は、所定の形状に形成可能であり、供給流体の封止が可能な強度を有していれば特に限定されないが、成型の容易性と強度、コストの面で樹脂が好ましく用いられる。それらの点において、樹脂の素材としては、ＡＢＳ、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレンが好ましく用いられる。

Ｉ型－逆Ｌ型エレメントおよびＬ型－Ｉ型エレメントにおいて、エレメント最外周部には、供給流体や濃縮流体の流路確保および巻回体の径を維持するために、ネットや多孔性フィルムなどで覆われていることが好ましい。一方、逆Ｌ型－Ｌ型エレメントにおいては、Ｕターンをベッセルで行う場合は同様にネットや多孔性フィルムで覆われていることが好ましいが、分離膜対よりも長い供給側流路材を用いることにより、分離膜エレメント内でＵターンすることもできる。その場合においては、エレメント最外周部は非透水性シートで覆われていることが好ましい。非透水性シートは、水を透過しないシートであれば、特に限定されないが、厚みや製作性の点で、フィルムが好適に用いられる。

なお、本発明の分離膜エレメントの実施形態においては、供給流体が流入する箇所は分離膜対の一端面、他端面、外周端部の３箇所としているが、供給流体を流入あるいは排出することができる第２の有孔中心管を設けるなど、分離膜対の内周端部から供給流体を流入あるいは排出できる構造を有する分離膜エレメントを用いることにより、より多様なパターンの分離膜対の組み合わせを有することができる。
（６）透過側流路材
透過側流路材５は、分離膜３の透過側の面に挟まれるように配置され、分離膜３を透過した流体を有孔中心管２の孔２１まで導く透過側流路を形成する役割を担う。

透過側流路材５は、透過側流路の流動抵抗を低減し、かつ加圧ろ過下においても分離膜３の透過流体流路への落ち込みを抑制し、流路を安定に形成される点では、透過側流路材の横断面積比が０．３～０．７５であることが好ましく、０．４～０．６であることがより好ましい。透過側流路材の種類は限定されず、従来のトリコットを流路が広がるように厚くした緯編物や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、フィルムや不織布を凹凸加工した凹凸加工シートなどを用いることができる。

特定の横断面積比を有する透過側流路材を本発明の分離膜エレメントに配置することにより、透過側流路の流動抵抗をより低減することができ、それに伴い、流動抵抗が大きい流路材を含む分離膜エレメントと、同じ回収率で運転した際、供給流体の流速が速まり濃度分極を小さくでき、特に高回収率運転下における濃度分極の増加やスケールの発生をさらに抑制することができる。

一般的な分離膜エレメントは回収率３０％以下で運転するが、本発明の分離膜エレメントでは回収率３５％以上においても安定に作動することができ、回収率が高くなるほど従来の分離膜エレメントに対して優位性を発現することができる。

透過側流路材５の厚みは、厚ければ圧力損失を小さくすることができるものの、分離膜エレメント１の容器に充填できる膜面積が減少してしまう。薄ければ、分離膜エレメント１に充填可能な膜面積は大きくなるものの、圧力損失は大きくなってしまう。それらのバランスから、透過側流路材５の厚みは、好ましくは０．１ｍｍ～０．５ｍｍであり、より好ましくは０．２ｍｍ～０．４ｍｍである。

透過側流路材５の厚みは、市販の厚み測定器により直接測定することができる。

透過側流路材５の素材は、有孔中心管２に容易に巻回できるものであればよく、透過側流路材５の圧縮弾性率は、０．１～５ＧＰａであることが好ましい。圧縮弾性率がこの範囲内であれば、透過側流路材５を有孔中心管２に容易に巻回することができる。具体的には、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレンなどが好ましく用いられる。

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り、測定することができる。

第１分離膜対に用いられる透過側流路材と第２分離膜対に用いられる透過側流路材とは異なっていても構わない。第１分離膜対と第２分離膜対とでは、透過流体量が異なるため、それぞれに適した透過側流路材であることが、分離膜エレメント性能を向上させる点で好ましい。
（７）有孔中心管
有孔中心管２は、その中を透過流体が流れるように構成されていればよく、材質、形状は特に限定されない。有孔中心管２の径は、大きければ、分離膜エレメント１の充填可能な膜面積が減少してしまい、小さければ、有孔中心管２の内部を透過流体が流れる際の流動抵抗が大きくなってしまう。有孔中心管２の径は、透過流体の流量に応じて適宜設計されるが、好ましくは１０～５０ｍｍ、さらに好ましくは１５～４０ｍｍである。有孔中心管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。
（８）水処理システム
上記の分離膜エレメントは、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、例えばＲＯ浄水器やかん水淡水化用水処理システム、海水淡水化用水処理システムに適用することができる。上記の分離膜エレメントは、１本のベッセル内に１本のエレメントのみが装填されていてもよく、１本のベッセル内に７本程度の複数の分離膜エレメントが直列に接続されるように装填されていてもよい。また、複数の分離膜エレメントが直列に接続される場合、複数本の分離膜エレメントのうちのある本数分だけ上記の分離膜エレメントが接続されていてもよい
１本のベッセル内に１本の上記分離膜エレメントが装填される場合、分離膜エレメントがベッセルに装填された後の分離膜エレメントとベッセルとの隙間は、ブラインシールやベッセル内の形態によって、供給流体１０１、透過流体１０２、濃縮流体１０３、中間流体１０４の４つの区画に分けられ、それぞれが混合することのないようにすることで、上記の分離膜エレメントの性能を発揮することができる。

ブラインシールによって区画する場合は、ブラインシールを２つ用いることにより区画することができる。ベッセル内の形態によって区画する場合は、例えば、円筒状ベッセルの一端面側を供給流体流路とし、他端面側の最内周部の区画を透過流体流路、真ん中の区画を中間流体流路、最外周部の区画を濃縮流体流路とすることにより、区画することができる。

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。
（透過側流路材の横断面積比）
分離膜エレメントに装填した透過側流路材を、有孔中心管の長手方向と平行な方向に沿って、透過側流路材の凸部を通るように切断した。その横断面について、高精度形状測定システム（キーエンス社製；ＫＳ－１１００）を用いて、測定した凸部の中心と隣接する凸部の中心との距離と、透過側流路材の厚みの積に対する、凸部の中心線と隣接する凸部の中心線との間に占める透過側流路材の横断面積との比を算出し、無作為に選択し算出した３０箇所の比の平均値を、横断面積比とした。
（造水量）
分離膜エレメントについて、供給水として、濃度２００ｐｐｍ、ｐＨ７．０のＮａＣｌ水溶液を用い、運転圧力０．４１ＭＰａ、温度２５℃の条件下で６０分間運転した後に１分間のサンプリングを行い、造水量（Ｌ／ｍｉｎ）を測定した。
（回収率）
造水量の測定において、所定の時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。
（除去率（ＴＤＳ除去率））
造水量の測定における１分間の運転で用いた供給水およびサンプリングした透過水について、ＴＤＳ濃度を電気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／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％のＮ，Ｎ－ジメチルホルムアミド溶液を１８０μｍの厚みで室温（２５℃）にキャストし、ただちに純水中に浸漬して５分間放置し、８０℃の温水で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。

その後、多孔性支持層ロールを巻き出し、ｍ－ＰＤＡの３．８質量％水溶液中に２分間浸漬し、該支持層を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０．１７５質量％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。次に、膜から余分な溶液を除去するために膜を１分間垂直に保持して液切りした。その後、９０℃の熱水で２分間洗浄した分離膜ロールを得た。

このように得られた分離膜を、長さ１．４ｍ、幅０．２５ｍに６枚分裁断し、折りたたみ、ネット（厚み０．３ｍｍ、ピッチ：１．５ｍｍ×１．５ｍｍ）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。６枚のうち、４枚をＩ型分離膜対、２枚を逆Ｌ型分離膜対とし、Ｉ型分離膜対は、一端面および他端面の閉口率０％、内周端部および外周端部の閉口率が１００％となるように折りたたみ、接着剤塗布を行った。逆Ｌ型分離膜対は、他端面の閉口率が７０％とな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、一端面は閉口率１００％、内周端部は閉口率１００％、外周端部は閉口率０％とした。

透過側流路材は、スリット幅０．５ｍｍ、ピッチ０．９ｍｍの櫛形シムを装填したアプリケーターを用いて、バックアップロールを２０℃に温度調節しながら、分離膜エレメントとした場合に巻回方向の内側端部から外側端部まで有孔中心管の長手方向に対して垂直になるよう直線状に、高結晶性ＰＰ（ＭＦＲ１０００ｇ／１０分、融点１６１℃）６０質量％と低結晶性α－オレフィン系ポリマー（出光興産株式会社製；低立体規則性ポリプロピレン「Ｌ－ＭＯＤＵ・Ｓ４００」（商品名））４０質量％からなる組成物ペレットを樹脂温度２０５℃、走行速度１０ｍ／ｍｉｎで直線状に不織布上に塗布することで作製した。不織布は厚み０．０７ｍｍ、目付量が３５ｇ／ｍ^２、エンボス柄（φ１ｍｍの円形、ピッチ５ｍｍの格子状）であった。

作製した透過側流路材を裁断し、分離膜の透過側の面に配置して、ＡＢＳ（アクリロニトリル－ブタジエン－スチレン）製有孔中心管（幅：３５０ｍｍ、径：１８ｍｍ、孔数１０個×直線状１列）にスパイラル状に巻き付け、外周端部に供給流体排出口を有するフィルムを巻きつけた。供給流体排出口はフィルムの中央部の幅２００ｍｍの箇所に幅４０ｍｍ、高さ１０ｍｍの孔が幅方向に４箇所設けられ、高さ方向に４箇所設けられている。得られた巻回体の両端のエッジカットを行った後、巻回体の一端面にキャップを取り付け、有効膜面積が１．５４ｍ^２、直径が３インチの分離膜エレメントを作製した。

分離膜エレメント１本をベッセルに入れて、回収率９０％にて、分離膜エレメントの一端面から供給流体を供給し、上述の条件で各性能を評価したところ、結果は表１の通りであった。
（実施例２）
分離膜対の枚数を５枚とし、Ｉ型分離膜対３枚、逆Ｌ型分離膜対２枚に変更した以外は、実施例１と同様に分離膜エレメントを作製し、性能を評価した。結果は表１の通りであった。
（実施例３）
分離膜対の枚数を４枚として、Ｉ型分離膜対３枚、逆Ｌ型分離膜対１枚に変更した以外は、実施例１と同様に分離膜エレメントを作製し、性能を評価した。結果は表１の通りであった。
（実施例４）
Ｉ型分離膜対の枚数を５枚、逆Ｌ型分離膜対の枚数を１枚に変更した以外は、実施例１と同様に分離膜エレメントを作製し、性能を評価した。結果は表１の通りであった。
（実施例５）
分離膜エレメントの外径を８インチ、幅０．９２ｍとし、分離膜対の枚数を２４枚、Ｉ型分離膜対１６枚、逆Ｌ型分離膜対８枚に変更することで、有効膜面積を２８．０ｍ^２にし、有孔中心管を幅：１０５０ｍｍ、径２８ｍｍ、孔数４０個×直線状２列に変更した以外は、実施例１と同様に分離膜エレメントを作製し、性能を評価した。結果は表１の通りであった。
（実施例６）
６枚の分離膜対のうち、５枚をＬ型分離膜対、１枚をＩ型分離膜対とし、Ｌ型分離膜対は、一端面の閉口率９０％とな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、他端面の閉口率０％、外周端部の閉口率１００％とした。Ｉ型分離膜対は、外周端部の閉口率１００％、一端面および他端面の閉口率０％とした以外は、実施例１と同様に分離膜エレメントを作製した。得られた分離膜エレメントの外周端部から供給流体を供給し、性能を評価した。結果は表１の通りであった。
（実施例７）
分離膜エレメントの外径を８インチ、幅０．９２ｍとし、分離膜対の枚数を２４枚、Ｌ分離膜対１６枚、Ｉ型分離膜対８枚に変更することで、有効膜面積を２８．０ｍ^２にし、有孔中心管を幅：１０５０ｍｍ、径２８ｍｍ、孔数４０個×直線状２列に変更した以外は、実施例６と同様に分離膜エレメントを作製し、性能を評価した。結果は表１の通りであった。
（実施例８）
６枚の分離膜対のうち、５枚を逆Ｌ型分離膜対、１枚をＬ型分離膜とし、逆Ｌ型分離膜対は、一端面の閉口率９０％とな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、他端面の閉口率１００％、外周端部の閉口率０％とした。Ｌ型分離膜対は、他端面の閉口率９０％とな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、一端面の閉口率１００％、外周端部の閉口率０％とした以外は、実施例１と同様に分離膜エレメントを作製し、性能を評価した。結果は表１の通りであった。
（実施例９）
分離膜エレメントの外径を８インチ、幅０．９２ｍとし、分離膜対の枚数を２４枚、逆Ｌ分離膜対１６枚、Ｌ型分離膜対８枚に変更することで、有効膜面積を２８．０ｍ^２にし、有孔中心管を幅：１０５０ｍｍ、径２８ｍｍ、孔数４０個×直線状２列に変更した以外は、実施例８と同様に分離膜エレメントを作製し、性能を評価した。結果は表１の通りであった。
（実施例１０）
透過側流路材の横断面積比を０．７５に変更した以外は、実施例１と同様に分離膜エレメントを作製し、性能を評価した。結果は表１の通りであった。
（実施例１１）
回収率７５％で運転した以外は、実施例１と同様に分離膜エレメントを作製し、性能を評価した。結果は表２の通りであった。
（実施例１２）
回収率５０％で運転した以外は、実施例１と同様に分離膜エレメントを作製し、性能を評価した。結果は表２の通りであった。
（実施例１３）
回収率３０％で運転した以外は、実施例１と同様に分離膜エレメントを作製し、性能を評価した。結果は表２の通りであった。
（実施例１４）
４枚のＩ型分離膜対の他端面の閉口率が５０％となるように間欠的に接着剤を塗布した以外は、実施例１と同様に分離膜エレメントを作製し、性能を評価した。結果は表２の通りであった。
（実施例１５）
４枚のＩ型分離膜対の他端面の閉口率が１０％とな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以外は、実施例１と同様に分離膜エレメントを作製し、性能を評価した。結果は表２の通りであった。
（実施例１６）
４枚のＩ型分離膜対の他端面の閉口率が１０％とな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、一端面の閉口率が５０％となるように巻回方向の内側から外側にかけて連続的に接着剤と塗布した以外は、実施例１と同様に分離膜エレメントを作製し、性能を評価した。結果は表２の通りであった。
（実施例１７）
逆Ｌ型分離膜対の供給側流路材のピッチを２．５ｍｍ×２．５ｍｍに変更した以外は、実施例１と同様に分離膜エレメントを作製し、性能を評価した。結果は表２の通りであった。
（実施例１８）
逆Ｌ型分離膜対の供給側流路材のピッチを２．０ｍｍ×３．０ｍｍに変更することで、ネット構成糸の傾斜角度を５６°に変更した以外は、実施例１と同様に分離膜エレメントを作製し、性能を評価した。結果は表２の通りであった。
（実施例１９）
分離膜対の長さを０．９５ｍ、第１分離膜対の枚数を３枚、第２分離膜対の枚数を１枚に変更した以外は、実施例１と同様に分離膜エレメントを作製し、性能を評価した。結果は表２の通りであった。
（実施例２０）
分離膜対の長さを０．４２ｍ、第１分離膜対の枚数を６枚、第２分離膜対の枚数を３枚に変更した以外は、実施例１と同様に分離膜エレメントを作製し、性能を評価した。結果は表２の通りであった。
（実施例２１）
分離膜対の長さを１．２６ｍ、第１分離膜対の枚数を２枚、第２分離膜対の枚数を１枚に変更した以外は、実施例１と同様に分離膜エレメントを作製し、性能を評価した。結果は表３の通りであった。
（実施例２２）
分離膜対の長さを１．２６ｍ、分離膜対の幅を０．１５ｍ、第１分離膜対の枚数を６枚、第２分離膜対の枚数を３枚に変更した以外は、実施例１と同様に分離膜エレメントを作製し、性能を評価した。結果は表３の通りであった。
（比較例１）
６枚の分離膜対全てをＩ型分離膜対に変更した以外は、実施例１と同様に分離膜エレメントを作製し、巻回体の一端面から供給し、他端面から排出するように供給流体を供給し、性能を評価した。結果は表３の通りであった。
（比較例２）
６枚の分離膜対全てをＬ型分離膜対に変更した以外は、実施例１と同様に分離膜エレメントを作製し、巻回体の外周端部から供給し、一端面から排出するように供給流体を供給し、性能を評価した。結果は表３の通りであった。
（比較例３）
２４枚の分離膜対全てをＩ型分離膜対に変更した以外は、実施例５と同様に分離膜エレメントを作製し、巻回体の一端面から供給し、他端面から排出するように供給流体を供給し、性能を評価した。結果は表３の通りであった。
（比較例４）
２４枚の分離膜対全てをＬ型分離膜対の変更した以外は、実施例７と同様に分離膜エレメントを作製し、巻回体の一端面から供給し、他端面から排出するように供給流体を供給し、性能を評価した。結果は表３の通りであった。

１ 分離膜エレメント
２ 有孔中心管
２１ 孔
３ 分離膜
３１ 分離膜対
４ 供給側流路材
５ 透過側流路材
６ 膜ユニット
６１ 巻回体
７１、７２ テレスコープ防止板
７３ キャップ
８ 流路閉口部
１０１ 供給流体
１０２ 透過流体
１０３ 濃縮流体
１０４ 中間流体
Ｈ 透過側流路材の厚み
Ｐ 透過側流路材の凸部の中心と隣接する凸部の中心との間隔
Ｓ 透過側流路材の凸部の横断面積

Claims (5)

1. 有孔中心管と、
   供給側の面と透過側の面とを有する分離膜の、前記透過側の面が向かい合うように形成された複数の分離膜対と、
   前記分離膜対の前記供給側の面の間に設けられる供給側流路材と、
   前記分離膜対の前記透過側の面の間に設けられる透過側流路材と、を備え、
   前記有孔中心管のまわりに前記分離膜対、前記供給側流路材、前記透過側流路材が巻回されることで巻回体が形成され、
   前記分離膜対の供給側の面において、前記有孔中心管長手方向の一端面および他端面、並びに、前記有孔中心管長手方向に対し垂直な方向の内周端部および外周端部、の４箇所の端面および端部のうち、２箇所以上の端面または端部がそれぞれ５％以上開口されており、
   複数の前記分離膜対が、少なくとも１枚の第１分離膜対と、少なくとも１枚の第２分離膜対とで構成され、
   前記第１分離膜対と前記第２分離膜対とでは、開口している前記端面または前記端部の組み合わせが異なり、
   前記第１分離膜対と前記第２分離膜対の供給側の面において、開口している前記端面または前記端部の組み合わせが、
   ｉ）前記第１分離膜対の一端面および他端面が開口されており、前記外周端部が閉口されており、
   前記第２分離膜対の一端面が開口されており、他端面が閉口されており、前記外周端部が開口されている、
   または、
   ｉｉ）前記第１分離膜対の一端面が開口されており、他端面が閉口されており、前記外周端部が開口されており、
   前記第２分離膜対の一端面および他端面が開口されており、前記外周端部が閉口されている、
   であり、
   前記第１分離膜対から排出された流体を前記第２分離膜対に供給するためのＵターン用のキャップが前記巻回体の一端面に設けられている、
   分離膜エレメント。
2. 有孔中心管と、
   供給側の面と透過側の面とを有する分離膜の、前記透過側の面が向かい合うように形成された複数の分離膜対と、
   前記分離膜対の前記供給側の面の間に設けられる供給側流路材と、
   前記分離膜対の前記透過側の面の間に設けられる透過側流路材と、
   を備え、
   前記有孔中心管のまわりに前記分離膜対、前記供給側流路材、前記透過側流路材が巻回されることで巻回体が形成され、
   前記分離膜対の供給側の面において、前記有孔中心管長手方向の一端面および他端面、並びに、前記有孔中心管長手方向に対し垂直な方向の内周端部および外周端部、の４箇所の端面および端部のうち、２箇所以上の端面または端部がそれぞれ５％以上開口されており、
   複数の前記分離膜対が、少なくとも１枚の第１分離膜対と、少なくとも１枚の第２分離膜対とで構成され、
   前記第１分離膜対と前記第２分離膜対とでは、開口している前記端面または前記端部の組み合わせが異なり、
   前記第１分離膜対および前記第２分離膜対の一端面が開口されており、他端面が閉口されており、前記外周端部が開口されており、
   前記巻回体の外周に流路材が設けられており、該流路材の外周が非透水性シートで被覆されている、
   分離膜エレメント。
3. 前記分離膜対の総数に占める前記第１分離膜対の割合が、５５～９０％である、
   請求項１または２に記載の分離膜エレメント。
4. 前記分離膜対の幅Ｗと前記分離膜対の長さＬとの比（Ｌ／Ｗ）が、２．５以上８以下である、
   請求項１～３のいずれか一項に記載の分離膜エレメント。
5. 前記第１分離膜対の前記供給側の面の間に設けられる前記供給側流路材と、前記第２分離膜対の前記供給側の面の間に設けられる前記供給側流路材が異なる、
   請求項１～４のいずれか一項に記載の分離膜エレメント。

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