JPWO2015115575A1 - 分離膜、シート流路材および分離膜エレメント - Google Patents
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Abstract
Description
そこで、本発明は、低圧力・高温条件下で運転を実施しても良好な造水性能を発揮しつつ、かつ取扱性や品質に優れた分離膜またはシート流路材を提供することを目的とする。
第1の発明は、供給側の面と透過側の面とを有する分離膜本体と、前記分離膜本体の前記透過側の面に固着する透過側流路材と、を備える分離膜であって、前記透過側流路材はポリプロピレンを主たる成分として構成され、かつ下記要件(a)〜(c)を満たす、分離膜である。
(a)軟化点温度が60℃以上である。
(b)標準状態における引張伸度が10%以上である。
(c)50℃湿潤下における降伏点応力が2MPa以上である。
(d)示差走査熱量計(DSC)にて測定される組成物の結晶化ピーク温度が30℃以上である。
(e)DSCにより結晶化に基づく発熱ピークが確認できない場合、30℃における半結晶化時間が10分以下である。
(a)軟化点温度が60℃以上である。
(b)標準状態における引張伸度が10%以上である。
(c)50℃湿潤下における降伏点応力が2MPa以上である。
(d)示差走査熱量計(DSC)にて測定される組成物の結晶化ピーク温度が40℃以上である。
(e)DSCにより結晶化に基づく発熱ピークが確認できない場合、30℃における半結晶化時間が10分以下である。
1.分離膜
本発明の分離膜エレメントに用いられる分離膜としては、以下に述べる各種形態の分離膜を適用することができる。図面を参照しながら各形態について説明するが、以下において、他の図面を参照して説明した要素については、同符号を付してその説明を省略することがある。
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。分離膜は、分離膜本体と、分離膜本体上に配置された流路材とを備える。
(1−2−1)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、単層であっても、基材および分離機能層を備える複合膜であってもよい。
分離機能層13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5〜3000nm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5〜300nmであることが好ましい。
(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/または化合物(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。
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、アルカリ性水溶液によって膜の表面を親水化させてもよい。
以下の構成は、分離機能と支持機能とが1つの層で実現される場合における分離機能層(図3参照)、および分離機能と支持機能とが別々の層で実現される場合における多孔性支持層(図2参照)に適用可能である。
基材11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。繊維状基材としては、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発生を抑制できる。また、基材が熱可塑性長繊維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、連続製膜される時に、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。
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°〜25°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°〜90°であることが好ましい。
分離機能層を備えた分離膜本体の製造方法としては、例えば、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、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。
図1に示したように、透過側流路材(以下、単に「流路材」ともいう)4は、分離膜本体30の透過側の面18に固着している。具体的には、透過側流路材4は、透過側流路15を形成するように設けられる。「透過側流路を形成するように設けられる」とは、分離膜が後述の分離膜エレメントに組み込まれたときに、分離膜本体を透過した透過流体が集水管に到達できるように、流路材が形成されていることを意味する。
(a)軟化点温度が60℃以上である。
(b)標準状態における引張伸度が10%以上である。
(c)50℃湿潤下における降伏点応力が2MPa以上である。
透過側流路材の軟化点温度を60℃以上とすることで、例えば分離膜を積み重ねた状態、あるいは紙管等で巻き取った状態で、高温環境下で保管した場合でも、流路材は軟化変形しにくい。そのため、高温環境下で保管した場合でも、分離膜の品質変動を抑制することが可能となる。更には、保管した分離膜を用いてエレメントを作成する際、透過側流路材と向かいあう面(原水側の面)への流路材の接着が抑制され、分離膜エレメント作成工程での取扱性が良好となる。更には、分離膜エレメントを高温下で長期加圧運転しても、透過側流路材の軟化変形を抑制でき、分離膜エレメントの性能が安定する。軟化点温度は70℃以上であることが好ましく、80℃以上であることがさらに好ましい。
透過側流路材の標準状態における引張伸度が10%以上である場合、透過側流路材は十分な柔軟性を有しているため、分離膜をロール搬送したり、巻取機で巻き取っても、流路材の破損や破壊を抑制できる。すなわち取扱性が良好で高品質な分離膜を得ることがでる。引張伸度は15%以上であることが好ましく、20%以上であることが更に好ましい。また、引張伸度は、高いほど破壊に要するエネルギーが高くなり、靭性の点からは好ましいが、過度に高くすると、定応力下での変形量が大きくなってしまうため、1000%以下が好ましく、800%以下がより好ましい。
透過側流路材の50℃湿潤下における降伏点応力を2MPa以上とすることで、分離膜エレメントを高温加圧条件下で運転しても、流路材の変形を大きく抑制できるため、分離膜エレメントの性能は良好となる。変形量を抑制するためには、材料の弾性率を指標として議論する場合が多いが、材料の弾性率が高くても、降伏点応力が低いことも十分に有り得る。つまり弾性率が低くても、降伏点応力が高ければ、変形量を抑制できる。そこで本発明者らは、降伏点応力に着目し、降伏点応力と分離膜エレメント性能(流路材の変形量)の関係を鋭意検討した結果、本願発明を完成するに至った。降伏点応力は、3MPa以上であることが好ましく、4MPa以上であることが更に好ましい。変形量抑制の観点から、降伏点応力は高ければ高いほど好ましいが、実質的に20MPa以上を達成することは困難である。
(B−1)ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス、アタクチックポリプロピレンワックス、フィッシャー・トロプシュワックス等の合成ワックス;
(B−2)テルペン、水素化テルペン、芳香族変性テルペン、芳香族変性水素化テルペン等のテルペン系樹脂;
(B−3)出光興産株式会社製「アイマーブ」(商品名)、荒川化学工業株式会社製「アルコン」(商品名)、東ソー株式会社製「ペトコール」、「ペトロタック」(いずれも商品名)等の水素化石油樹脂;
(B−4)パラフィンワックス、マイクロワックス等の石油ワックス;
(B−5)カルナウバロウ、ミツロウ等の天然ワックス;
(B−6)ロジン、水添ロジン、重合ロジン、ロジンエステル等のロジン系樹脂;
等を例示できるが、これらに限定されない。またこれらを単独で、または2種以上混合して用いてもよい。
組成物の結晶化ピーク温度を30℃以上とすることで、分離膜本体に透過側流路材を成形する場合、冷却過程において、樹脂組成物の結晶化が速やかに進行する。そのため、流路材を成形加工した後、分離膜を積層した場合や紙管等に巻き取った場合でも、透過側流路材が向かいあう面(原水側)に接着しないため、分離膜エレメント製造工程における取扱性や分離膜品質が良好となる。更には透過側流路材が形成された分離膜をロール搬送した際、透過側流路材とロールが接触しても、流路材の変形やロールへの流路材の貼り付きが抑制される。組成物の結晶化ピーク温度は、35℃以上であることが好ましく、40℃以上であることが更に好ましい。
半結晶化時間を10分以下とすることで、透過側流路材の結晶化(固化)が十分に進行するため、前述と同様、分離膜を積層した場合や巻き取った場合に透過側流路材の変形やロールへの貼り付きを抑制できる等、工程通過性が良好となる。また加工速度のアップ等、生産性向上の観点から、組成物の30℃における半結晶化時間は、7分以下であることが好ましく、5分以下であることが更に好ましい。
これに対して、「不連続」とは、流路材を分離膜本体から剥離すると、流路材が複数の部分に分かれる状態である。便宜上、1枚の分離膜本体上で分かれた個々の部分、および1つの分離膜本体上に設けられた流路材全体のいずれも、「流路材」と呼ぶことがある。
例えばトリコット等の編物が流路材として用いられた場合、流路の高さは編物の厚みよりも小さくなる。これに対して、不連続な流路材の厚みは全て、流路の高さとして活用されるので、不連続な流路材は、連続な形状よりも、流動抵抗を低減し、造水量を増加させることができる。
図4および図9に示すように、流路材42は、上部が略半球形状である円柱形の部材であって、格子状に配置されている。図5に示す個々の流路材43の形状は図4に示した流路材42の形状と同じであるが、図5では、流路材43は千鳥状に配置されている。
透過側流路材を分離膜本体に設ける工程は、分離膜製造のどの時点で行われてもよい。例えば、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。
(2−1)概要
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(日本国特公昭44−14216号公報、日本国特公平4−11928号公報、日本国特開平11−226366号公報)に記載される方法を採用することができる。
分離膜3は、透過側の面を内側に向けた矩形状の封筒状膜5を形成する。封筒状膜5は、透過水が集水管6に流れるように、その一辺のみにおいて開口し、他の三辺においては封止される。透過水はこの封筒状膜5によって供給水から隔離される。
(2−2−1)概要
封筒状膜は、上記した分離膜が、透過側の面が互いに対向するように配置され、分離膜の透過側の面の少なくとも幅方向両端部の間が封止部により封止されることにより封筒状に形成される。
よって、壁状物である透過側流路材4は、分離膜3を構成する分離膜本体30の透過側の面18において、少なくとも集水管6の長手方向に沿って不連続状に配置される。つまり、透過側流路15は、巻回方向において分離膜3の外側端部から内側端部まで連続するように形成される。その結果、透過水8が集水管6の中心パイプへ到達し易く、すなわち流動抵抗が小さくなるので、大きな造水量が得られる。
透過側の面において、または供給側の面において、互いに対向する分離膜は、2枚の異なる分離膜であってもよいし、1枚の膜が折り畳まれたものであってもよい。
<封止部の形態>
以下、封筒状膜の封止部について説明する。分離膜の透過側の面の間を封止する封止部は、その少なくとも一部が、膜面方向(x−y平面方向)において流路材よりも外側に配置されていてもよい。
図13に示したように、分離膜本体の透過側の面の巻回方向の外側端部と幅方向の両端部に接着剤を塗布して構成された分離膜3を巻回すると、接着剤が分離膜間に広がり、第2封止部312,313の投影図(接着領域)には複数の凹凸が存在するようになる。これは、接着剤の塗布量のばらつきに由来するものである。「複数の凹凸が存在する」とは、凸部と凹部のいずれか、または両方を含み、凸部と凹部の高さの差が0.5mm以上を有した状態の構造が、2つ以上存在することを意味する。第2封止部の投影図が複数の凹凸を含むとき、接着剤は良好に広がっており、接着剤の高さが均一となり、結果封筒状膜全体の封止性も均一になっている。このとき、第2封止部の幅(凹凸部の幅)の変動係数は10%以下であると好ましく、5%以下であるとさらに好ましい。凹凸部の幅の変動係数が10%以下であることで、膜の無効化部分を最小限に抑えることができ、高い造水量を得られる。凹凸部の幅の変動係数は、後述の実施例に記載の方法で測定可能である。
封止部を設ける方法として、吐出ノズルを巻回方向側端部に沿って移動させながら接着剤を吐出させていき、巻囲して接着剤を硬化させる方法など、従来公知の方法が挙げられる。接着剤の塗布幅を変更する方法としては、吐出ノズルを一定速度で移動させつつ、徐々に吐出量を変更する方法や、吐出量を一定にして移動速度を変更する方法が挙げられる。また、吐出ノズルを端部から遠ざけていく方法、近づけていく方法、あるいはその組み合わせによっても達成できる。
封止部の少なくとも一部は、分離膜の透過側の面上に配置された接着支持体、および接着支持体上に配置された接着剤層を備えていてもよい。特に封止部の形成として液状の接着剤を使用する場合、接着支持体を備えることにより、余分な接着剤を吸収し、接着剤の過度な広がりを抑制する効果がある。接着支持体を設ける位置、数、その形状等は、具体的な構成に限定されるものではない。
封止部31における接着支持体10の位置は、特に限定されるものではない。例えば、封止部31のうちの一部にのみ、接着支持体10が設けられていてもよい。
図18では、このような例として、接着支持体10が第1封止部311のみに設けられ、上流側封止部312および下流側封止部313には設けられていない。
図19では、このような例として、接着支持体10が、封止部31の内側、すなわち分離膜3における有効膜部分の全体を覆うように設けられている。このとき、接着支持体として、後述する突起物が固着されたシートといった透過側流路材を使用することもできる。
上記したように、第1実施形態の封筒状膜は、透過側流路材を備えた分離膜本体により構成されるが、分離膜本体と透過側流路材を一体化せずにそれぞれを別の部材より構成することもできる。以下に、本発明の第2実施形態について説明する。
(3−1)分離膜本体
第2実施形態における分離膜本体は、第1実施形態で用いることのできるものと同様の成分及び構成により形成することができる。
第2実施形態において、突起物が固着されたシート(以下、「突起物固着シート」ともいう)は透過側流路材として採用することができる。図21に示すように、シート19上に突起物20が固着されたシート流路材47は、透過側流路材として2つの分離膜本体30Bの透過側の面18に配置される。
(a)軟化点温度が60℃以上である。
(b)標準状態における引張伸度が10%以上である。
(c)50℃湿潤下における降伏点応力が2MPa以上である。
突起物の軟化点温度を60℃以上とすることで、例えば突起物固着シートを積み重ねた状態、あるいは紙管等で巻き取った状態で、高温環境下で保管した場合でも、突起物は軟化変形しにくい。そのため、高温環境下で保管した場合でも、突起物固着シートの品質変動を抑制することが可能となる。更には、保管した突起物固着シートを用いてエレメントを作成する際、突起物と向かいあう面(原水側の面)への突起物の接着が抑制され、分離膜エレメント作成工程での取扱性が良好となる。更には、分離膜エレメントを高温下で長期加圧運転しても、突起物の軟化変形を抑制でき、分離膜エレメントの性能が安定する。軟化点温度は70℃以上であることが好ましく、80℃以上であることがさらに好ましい。
突起物の引張伸度が10%以上である場合、突起物は十分な柔軟性を有しているため、突起物固着シートをロール搬送したり、巻取機で巻き取っても、突起物の破損や破壊を抑制できる。すなわち取扱性が良好で高品質な突起物固着シートを得ることができる。引張伸度は15%以上であることが好ましく、20%以上であることが更に好ましい。また、引張伸度は、高いほど破壊に要するエネルギーが高くなり、靭性の点からは好ましいが、過度に高くすると、定応力下での変形量が大きくなってしまうため、1000%以下が好ましく、800%以下がより好ましい。
突起物の50℃湿潤下における降伏点応力を2MPa以上とすることで、分離膜エレメントを高温加圧条件下で運転しても、突起物の変形を大きく抑制できるため、分離膜エレメントの性能は良好となる。降伏点応力は、3MPa以上であることがより好ましく、4MPa以上であることが更に好ましい。変形量抑制の観点から、降伏点応力は高ければ高いほど好ましいが、実質的に20MPa以上を達成することは困難である。
これらのうち、組成物の熱流動性向上効果、ポリプロピレン(A)との相溶性、加熱溶融時の組成物の耐熱分解性の点から、(B−1)合成ワックス、(B−2)テルペン系樹脂、(B−3)水素化石油樹脂が好ましい。またその含有量は、突起物を構成する組成物の溶融粘度を調整するため、適宜設定できるが、高温下における耐圧性、引張伸度の低下や突起物表面へのブリードアウトの発生を防ぐことを考慮すると、組成物中、ポリプロピレン含有量より少ないことが好ましく、具体的には40重量%以下であることが好ましく、35重量%以下であることがより好ましく、30重量%以下であることが更に好ましい。
シートに固着された突起物における結晶核剤(D)の好ましい含有量は、0.01〜1.00重量%の範囲である。結晶核剤の含有量を0.01重量%以上とすることで、突起物を構成する組成物の結晶化速度を促進できるため、例えば突起物の溶融成形工程における成形性や取扱性、および突起物の機械的特性や耐熱性を向上することができる。一方、結晶核剤の含有量が1.00重量%を超えると、もはや結晶化速度の向上効果が期待できず、経済性の観点から好ましくない。結晶核剤の含有量は0.02〜0.80重量%であることがより好ましく、0.04〜0.60重量%であることが更に好ましい。
組成物の結晶化ピーク温度を30℃以上とすることで、シートに突起物を成形する場合、冷却過程において、樹脂組成物の結晶化が速やかに進行する。そのため、突起物を成形加工した後、突起物固着シートを積層した場合や紙管等に巻き取った場合でも、突起物が向かいあう面(原水側)に接着しないため、分離膜エレメント製造工程における取扱性や、突起物固着シートの品質が良好となる。更には突起物固着シートをロール搬送した際、突起物とロールが接触しても、突起物の変形やロールへの突起物の貼り付きが抑制される。組成物の結晶化ピーク温度は、35℃以上であることが好ましく、40℃以上であることが更に好ましい。
半結晶化時間を10分以下とすることで、突起物の結晶化(固化)が十分に進行するため、前述と同様、突起物固着シートを積層した場合や巻き取った場合に突起物の変形やロールへの貼り付きを抑制できる等、工程通過性が良好となる。また加工速度のアップ等、生産性向上の観点から、組成物の30℃における半結晶化時間は、7分以下であることが好ましく、5分以下であることが更に好ましい。
図22および図27に示すように、突起物21は、上部が略半球形状である円柱形の部材であって、格子状に配置されている。図23に示す個々の突起物22の形状は図22に示した突起物21の形状と同じであるが、図23では、突起物22は千鳥状に配置されている。
シート上に突起物を設ける方法や加熱によって樹脂を突起物に加工する場合、上記「(1−4)透過側流路材の形成」の項に記載した要件を好ましく採用できる。
第2実施形態において、分離膜エレメントの構成については第1実施形態と同様である。
第2実施形態において、封筒状膜は、分離膜本体の透過側の面と、突起物が固着されたシート流路材を介して互いに対向するように配置され、分離膜本体の透過側の面の少なくとも幅方向両端部の間が封止部により封止されることにより封筒状に形成される。
集水管の周囲に封筒状膜(分離膜)を巻回するときは、封筒状膜を、リーフの閉じられた端部、つまり封筒状膜の閉口部分が集水管を向くように配置する。このような配置で集水管の周囲に分離膜を巻きつけることで、分離膜をスパイラル状に巻回する。
集水管にトリコットを巻回しておくと、エレメント巻回時に集水管へ塗布した接着剤が流動し難く、リークの抑制につながり、さらには集水管周辺の流路が安定に確保される。なお、トリコットは集水管の円周より長く巻回しておけばよい。
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。
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。
透過側流路材を分離膜本体から剥離させた試料を、セイコーインスツルメンツ社製熱機械的装置TMA/SS−6000を用いて、プローブ:針入プローブ、測定荷重:10g、昇温速度:5℃/分の条件で軟化点温度を測定した。測定回数は5回とし、その平均値を軟化点温度とした。
透過側流路材を分離膜本体から剥離させた試料を、温度20℃、湿度65%の環境下において、株式会社島津製作所製オートグラフ「AG−50NISMS」(商品名)を用い、試料長10cm、引張速度10cm/minの条件で引張試験を行った。最大荷重の示す点の伸度を流路材の伸度[%]とした。測定回数は5回とし、その平均値を伸度とした。
透過側流路材を分離膜本体から剥離させた試料を、別に設けた容器に入れ、水(50±2℃)中に10分間浸漬させた。その後、試料を容器から引きあげた後、速やかに、株式会社島津製作所製オートグラフ「AG−50NISMS」(商品名)を用い、試料長10cm、引張速度10cm/minの条件で、引張試験を行った。得られた応力−歪曲線より、降伏時の応力を測定に供した試料の断面積で除した値を降伏点応力とし、その時の伸度を降伏点における伸度とした。測定回数は5回とし、その平均値を降伏点応力および降伏点における伸度とした。
パーキンエルマー社製示差走査熱量計DSC−7型を用いて測定した。透過側流路材を構成する樹脂組成物試料10mgを、昇温速度10℃/分にて20℃から220℃まで昇温し、220℃で10分間保持した後、降温速度10℃/分にて20℃まで降温させた。この測定において、降温した際に観測される、結晶化に基づく発熱ピークのピークトップ温度を結晶化温度とした。測定回数は3回であり、その平均値を結晶化温度とした。
パーキンエルマー社製示差走査熱量計DSC−7型を用いて測定した。透過側流路材を構成する樹脂組成物試料10mgを、昇温速度10℃/分にて20℃から220℃まで昇温し、次いで220℃で10分間保持した後、降温速度10℃/分にて30℃まで降温させ、その後、30℃で30分間保持させた。この時得られる全結晶化熱量の1/2に達するまでの時間を半結晶化時間とした。測定回数は3回であり、その平均値を半結晶化時間とした。なお、例えば30℃で結晶化しない場合は、便宜的に30℃以外の等温結晶化温度で測定を数点実施し、その外挿値より半結晶化時間を求めた。
分離膜本体の基材側に透過側流路材を固着させる加工工程において、加工速度2m/分で長さ1mの加工を5回実施した。具体的には、溶融した樹脂を分離膜本体基材側に塗布し、その後、直径50mmのロールを介して搬送し(抱き角180度)、加工部がロールを通過した後、搬送を停止した。
次に、透過側流路材が加工された分離膜の長さ方向の中心部で180度折り曲げて1分間保持し、その後、折り曲げを解除し、元の状態に戻し、流路材の欠点箇所(破損箇所、剥離箇所)を数え上げた。
<評価基準>
優:0≦欠点箇所≦2
良:2<欠点箇所≦5
不良:5<欠点箇所
分離膜本体の基材側に透過側流路材を固着させる加工工程において、またはシート上に突起物を固着させる加工工程において、加工速度2m/分で長さ1mの加工を実施した。具体的には、溶融した樹脂を分離膜本体基材側またはシート上に塗布し、その後、直径50mmのロールを介して搬送し(抱き角180度)、加工部がロールを通過した後、搬送を停止した。なお評価に供した樹脂が結晶化ピーク温度を有していない場合には、搬送停止後、スリットヒーターで熱処理を10分間実施した。
その後、速やかに透過側流路材が加工された分離膜またはシート流路材を切り出して、10cm四方のサンプル片を2枚作成して積層し、そのサンプル片に0.05kgf/cm2の荷重を付与し、温度50℃、湿度95%RHに設定された恒温恒湿槽に24時間保管した。
透過側流路材が加工された分離膜またはシート流路材については、保管前後で、厚み測定器を用いて、流路材10か所の高さを測定し、下式を用いて高さ変動率を算出した。
高さ変動率[%]={(保管後の高さ−保管前の高さ)/(保管前の高さ)}×100
<評価基準>
優:0%≦高さ変動率≦2%であり、サンプル片同士が固着していない
良:2%<高さ変動率≦5%、またはサンプル片同士が軽度に固着している
不良:5%<高さ変動率、またはサンプル片同士が固着している
走査型電子顕微鏡「S−800」(商品名、株式会社日立製作所製)を用いて10個の任意の透過側流路材の断面を500倍で写真撮影した。撮影された画像において、隣り合う透過側流路材の間隔を測定した。
株式会社東洋精機製作所製キャピラリーレオメーター「キャピログラフ1B」(商品名)を用い、L=40mm、D=1mmのダイを用いて、温度180℃、剪断速度24sec−1で測定した値を溶融粘度[Pa・s]とした。溶融粘度測定に供したペレットは、測定前に100℃の温度で8時間の真空乾燥を行い、また溶融時間5分として測定した。
分離膜透過側の幅方向両端部における封止部の幅は、得られた分離膜エレメントを解体し、各端部の封止部の幅を膜長さ方向に1mm単位でメジャーで測定していき、その平均値と標準偏差を算出して、標準偏差/平均値とした値を封止部幅の変動係数とした。
運転を終えた分離膜エレメントを解体し、図14に示したように、各分離膜における第2封止部312,313を長さ方向に対し直交するように2等分割し、それぞれの部分における第2封止部の面積S1およびS2をメジャーにより求めた。次いでそれぞれの部分における値の差を求め、一方の面積で除した値を、第2封止部の投影面積差とした。
また、図15に示したように、各分離膜を幅方向に対して直交するように2等分割し、それぞれの部分における封止部311,312,313の面積の和をメジャーにより求め、それぞれS3、S4とした。次いでS3、S4の差を求め、一方の面積で除した値を、封止部の投影面積差とした。
運転を終えた分離膜エレメントを解体し、各分離膜においてろ過に使用された部分の面積を、メジャーを用いて求めた。
スパイラル型分離膜エレメントに、供給水として濃度500mg/L、pH6.5の食塩水を用い、実施例記載の圧力条件下で24時間運転(温度25℃)し、その後、同条件で10分間の運転を行うことで透過水(p1)を得た。次いで温度を50℃に変更し、さらに24時間連続運転を行い、その後、同条件で10分間の運転を行うことで透過水(p2)を得た。得られた透過水量(p1、p2)から、分離膜エレメントあたり、かつ1日あたりの透水量(立方メートル)を造水量[m3/日](25℃条件:P1、50℃条件:P2)とし、下記式により造水量比を算出した。
造水量比=P2/P1
また、供給水、得られた透過水の電気伝導度を、東亜電波工業株式会社製電気伝導度計を用いて測定し、実用塩分(S)を測定した。こうして得られた実用塩分を塩濃度とみなして、下記式を用いることで、TDS除去率(25℃条件:R1、50℃条件:R2)を求めた。
TDS除去率(%)=100×{1−(透過水中のTDS濃度/供給水中のTDS濃度)}
初期造水量および初期脱塩率評価を実施したエレメントについて、濃度500mg/L、pH6.5の食塩水を用い、温度50℃、実施例記載の圧力条件下で、1分間運転して運転を終了するサイクル(発停)を5000回繰り返した。そして、温度25℃、実施例記載の圧力条件下で10分間の運転を行うことで透過水(p3)を得て、長期評価後の造水量[m3/日]P3を求めた。また、供給水および透過水の電気伝導度を測定し、上記式から、長期評価後のTDS除去率R3を求めた。
ポリエチレンテレフタレート長繊維からなる不織布(繊度:1.1dtex、厚み:90μm、通気度:1cc/cm2/sec、繊維配向度:多孔性支持層側表層40°、多孔性支持層とは反対側の表層20°)上に、ポリスルホン15.0重量%のジメチルホルムアミド(DMF)溶液を180μm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分間放置し、厚さ130μmの繊維補強ポリスルホン多孔性支持膜ロールを作成した。
その後、多孔性支持膜のポリスルホンがキャストされた面に、メタフェニレンジアミン(1.8重量%)・ε−カプロラクタム(4.5重量%)水溶液を塗布し、続いて、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0.06重量%を含む25℃のn−デカン溶液を膜表面が完全に濡れるように塗布した。その後、膜から余分な溶液をエアブローで除去し、熱水洗浄(80℃)後、エアブローで液切りして分離膜本体である分離膜連続シートを得た。
ポリプロピレンおよび添加剤を表に示す重量比率で、あらかじめブレンドした後、二軸押出機(テクノベル社製KZW−15)を用いて180℃で溶融混練した。押出機ダイから吐出されたストランド状の樹脂は水槽内で十分に冷却させ、続いて5mm程度にカッティングして組成物ペレットを得た。
アイソタクチックポリプロピレン(プライムポリマー社製、温度230℃、荷重2.16kg条件でのMFR1000g/10分)、低立体規則アイソタクチックポリプロピレン(出光興産社製「L−MODU(S400)」)、フィラー(日本タルク社製微粉タルク「ミクロエースP−3」)からなる組成物ペレットを170℃で溶融させた後、ギアポンプにより、櫛形シム(スリット幅0.4mm、ピッチ0.8mm)が装填されたアプリケーターに溶融樹脂を供給した。
次いで、櫛形シムから溶融樹脂を吐出させ、分離膜本体シートの透過側に透過側流路材をストライプ状に2m/分の速度で加工し、その後、直径50mmのロールを介して搬送し(抱き角180度)、加工部がロールを通過した後、搬送を停止した。
分離膜の品質・取扱性評価を実施したところ、引張伸度が高く、柔軟性に優れているため、欠点箇所は1か所であり、極めて良好な品質・取扱性を有していた。
また、分離膜の保管性評価を実施したところ、高さ変動率は1.9%(評価前:270μm、評価後:265μm)、また固着はしておらず、保管性は極めて良好であった。
その後、封筒状膜の開口部側の所定部分を有孔集水管の外周面に接着し、さらにスパイラル状に巻囲することで巻囲体を作製した。巻囲体の外周面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、フィラメントワインディングを行い、直径8インチエレメントを作製した。
運転後、分離膜エレメントを解体したところ、第2封止部の投影図は複数の凹凸を含んでいた。上述した方法で封止部の幅の変動係数、第2封止部の長さ方向の投影面積差、封止部の幅方向の投影面積差、および分離膜の有効膜面積をそれぞれ測定した。エレメント性能および各パラメーターは表1の通りであった。
実施例1において、透過側流路材をポリエステル系編物(トリコット)に変更し、実施例1と同様に分離膜エレメント(直径8インチエレメント)を作成した。該分離膜エレメントを用いて実施例1の条件で造水量評価を行った結果、造水量比は1.43であった。
運転後、分離膜エレメントを解体したところ、第2封止部の投影図は複数の凹凸を含んでいた。上述した方法で封止部の幅の変動係数、第2封止部の長さ方向の投影面積差、封止部の幅方向の投影面積差、および分離膜の有効膜面積をそれぞれ測定した。エレメント性能および各パラメーターは表3の通りであった。
透過側流路材を構成する樹脂を、アイソタクチックポリプロピレン(プライムポリマー社製、温度230℃、荷重2.16kg条件でのMFR1000g/10分)、低立体規則アイソタクチックポリプロピレン(出光興産社製「L−MODU(S400)」)、テルペン系水素化樹脂(ヤスハラケミカル社製「クリアロンP−125」)からなる組成物に、および、ウレタン系接着剤の塗布幅を変更し、分離膜間の封止として接着剤を塗布した後、接着支持体としてポリエチレンテレフタレート製短繊維不織布(目付:75g/m2、厚み:280μm、見掛け密度:0.27g/cm3、幅:30mm)を、塗布した接着剤の内側、すなわち有効膜側へ配置した以外は、実施例1と同様に分離膜エレメントを作製し、評価を行った。
分離膜の品質・取扱性評価を実施したところ、欠点箇所は3か所であったが、良好な品質・取扱性を有していた。また、分離膜の保管性評価を実施したところ、高さ変動率は1.2%(評価前:255μm、評価後:252μm)、また固着はしておらず、保管性は極めて良好であった。
運転後、分離膜エレメントを解体したところ、第2封止部の投影図は複数の凹凸を含んでいた。上述した方法で封止部の幅の変動係数、第2封止部の長さ方向の投影面積差、封止部の幅方向の投影面積差、および分離膜の有効膜面積をそれぞれ測定した。エレメント性能および各パラメーターは表1の通りであった。
以下を変更した以外は、実施例1と同様にして、分離膜エレメントを作製した。
すなわち、透過側流路材を構成する樹脂を、アイソタクチックポリプロピレン(プライムポリマー社製、温度230℃、荷重2.16kg条件でのMFR1000g/10分)、低立体規則アイソタクチックポリプロピレン(出光興産社製「L−MODU(S600)」)、水素化石油樹脂(荒川化学工業社製「アルコンP−140」、結晶核剤(ADEKA社製「アデカスタブNA−21」)からなる組成物に変更した。また、リーフとして1辺が開口するように供給側の面を内側にして折り畳まれた幅300mmかつ長さ1100mmのものを1枚作製し、ABS集水管として幅300mm、径17mm、孔数12個×直線状1列のものを使用して、2インチのエレメントを作製した。さらに、ウレタン系接着剤の塗布位置を、分離膜幅方向端部より30mm内側に変更した。
分離膜の品質・取扱性評価を実施したところ、引張伸度が低いため、欠点箇所は5か所であったが、良好な品質・取扱性を有していた。また、分離膜の保管性評価を実施したところ、高さ変動率は1.7%(評価前:283μm、評価後:278μm)、また固着はしておらず、保管性は極めて良好であった。
運転後、分離膜エレメントを解体したところ、第2封止部の投影図は複数の凹凸を含んでいた。上述した方法で封止部の幅の変動係数、第2封止部の長さ方向の投影面積差、封止部の幅方向の投影面積差、および分離膜の有効膜面積をそれぞれ測定した。エレメント性能および各パラメーターは表1の通りであった。
実施例3において、透過側流路材をポリエステル系編物(トリコット)に変更し、実施例1と同様に分離膜エレメント(直径2インチエレメント)を作成した。該分離膜エレメントを用いて実施例3の条件で造水量評価を行った結果、造水量比は1.43であった。
透過側流路材を構成する樹脂を、低立体規則アイソタクチックポリプロピレン(出光興産社製「L−MODU(S400)」)、結晶核剤(ADEKA社製「アデカスタブNA−11」)からなる組成物に変更し、かつウレタン系接着剤の塗布位置を、分離膜の幅方向端部より35mm内側に変更した以外は、実施例1と同様に分離膜エレメントを作製し、評価を行った。
運転後、分離膜エレメントを解体したところ、第2封止部の投影図は複数の凹凸を含んでいた。上述した方法で封止部の幅の変動係数、第2封止部の長さ方向の投影面積差、封止部の幅方向の投影面積差、および分離膜の有効膜面積をそれぞれ測定した。エレメント性能および各パラメーターは表1の通りであった。
以下を変更した以外は、実施例3と同様にして、分離膜エレメントを作製した。
すなわち、透過側流路材を構成する樹脂を、低立体規則アイソタクチックポリプロピレン(出光興産社製「L−MODU(S400)」)、フィラー(日本タルク社製微粉タルク「ミクロエースP−3」)からなる組成物に変更した。分離膜シート間の封止として接着剤を塗布した後、接着支持体としてポリエチレンテレフタレート製短繊維不織布(目付:75g/m2、厚み:280μm、見掛け密度:0.27g/cm3、幅:30mm)を、塗布した接着剤の内側、すなわち有効膜側へ配置した。
分離膜の品質・取扱性評価を実施したところ、引張伸度が非常に高いため、欠点箇所はなく、良好な品質・取扱性を有していた。また、分離膜の保管性評価を実施したところ、高さ変動率は2.5%(評価前:295μm、評価後:288μm)、また軽度に固着はしていたが、保管性は極めて良好であった。
運転後、分離膜エレメントを解体したところ、第2封止部の投影図は複数の凹凸を含んでいた。上述した方法で封止部の幅の変動係数、第2封止部の長さ方向の投影面積差、封止部の幅方向の投影面積差、および分離膜の有効膜面積をそれぞれ測定した。エレメント性能および各パラメーターは表1の通りであった。
透過側流路材を構成する樹脂を、低立体規則アイソタクチックポリプロピレン(出光興産社製「L−MODU(S600)」)、テルペン系水素化樹脂(ヤスハラケミカル社製「クリアロンP−125」)からなる組成物ペレットを160℃で溶融させた後、ギアポンプにより、櫛形シム(スリット幅0.4mm、ピッチ0.8mm)が装填されたアプリケーターに溶融樹脂を供給した。
次いで、櫛形シムから溶融樹脂を吐出させ、分離膜本体シートの透過側に透過側流路材をストライプ状に2m/分の速度で加工し、その後、直径50mmのロールを介して搬送し(抱き角180度)、加工部がロールを通過した後、搬送を停止した。続いてスリットヒーター(30℃)で10分間熱処理を実施した。
運転後、分離膜エレメントを解体したところ、第2封止部の投影図は複数の凹凸を含んでいた。上述した方法で封止部の幅の変動係数、第2封止部の長さ方向の投影面積差、封止部の幅方向の投影面積差、および分離膜の有効膜面積をそれぞれ測定した。エレメント性能および各パラメーターは表1の通りであった。
透過側流路材を構成する樹脂を、低立体規則アイソタクチックポリプロピレン(出光興産社製「L−MODU(S400)」)に、および、ウレタン系接着剤の塗布幅を変更した以外は、実施例6と同様に分離膜エレメントを作製し、評価を行った。
また、分離膜の保管性評価を実施したところ、高さ変動率は2.8%(評価前:285μm、評価後:277μm)、また軽度に固着はしていたが、保管性は良好であった。
運転後、分離膜エレメントを解体したところ、第2封止部の投影図は複数の凹凸を含んでいた。上述した方法で封止部の幅の変動係数、第2封止部の長さ方向の投影面積差、封止部の幅方向の投影面積差、および分離膜の有効膜面積をそれぞれ測定した。エレメント性能および各パラメーターは表1の通りであった。
透過側流路材を構成する樹脂を、低立体規則アイソタクチックポリプロピレン(出光興産社製「L−MODU(S600)」)、水素化石油樹脂(荒川化学工業社製「アルコンP−140」からなる組成物に変更し、かつウレタン系接着剤の塗布位置を、分離膜の幅方向端部より35mm内側に変更した以外は、実施例1と同様に分離膜エレメントを作製し、評価を行った。
運転後、分離膜エレメントを解体したところ、第2封止部の投影図は複数の凹凸を含んでいた。上述した方法で封止部の幅の変動係数、第2封止部の長さ方向の投影面積差、封止部の幅方向の投影面積差、および分離膜の有効膜面積をそれぞれ測定した。エレメント性能および各パラメーターは表1の通りであった。
分離膜エレメントでの性能評価を実施した結果、造水量比は1.35であり、高温高圧下でも極めて良好な性能を有していた。
アイソタクチックポリプロピレン(温度230℃、荷重2.16kg条件でのMFR1000g/10分)、低立体規則アイソタクチックポリプロピレン(「L−MODU(S400)」)、フィラー(「ミクロエースP−3」)からなる組成物ペレットを170℃で溶融させた後、ギアポンプにより、櫛形シム(スリット幅0.4mm、ピッチ0.8mm)が装填されたアプリケーターに溶融樹脂を供給した。
次いで、櫛形シムから溶融樹脂を吐出させ、シート(ポリエチレンテレフタレート長繊維不織布、単糸繊度1.2dtex、厚み55μm、目付け28g/m2)上に突起物をストライプ状に8.5m/分の速度で加工し、フリーロールを介して、巻取機に巻き取り、シートロールを得た(巻取張力15N/m、巻き取りに使用したコア径3インチ)。シートロールからシート10mを巻出し、突起物固着シート(シート流路材)を得た。
また、突起物固着シートの保管性評価を実施したところ、高さ変動率は1.9%(評価前:270μm、評価後:265μm)、また固着はしておらず、保管性は極めて良好であった。
運転後、分離膜エレメントを解体したところ、第2封止部の投影図は複数の凹凸を含んでいた。上述した方法で封止部の幅の変動係数、第2封止部の長さ方向の投影面積差、封止部の幅方向の投影面積差、および分離膜の有効膜面積をそれぞれ測定した。エレメント性能および各パラメーターは表2の通りであった。
以下を変更した以外は、実施例9と同様にして、分離膜エレメントを作製した。
すなわち、突起物を構成する樹脂を、アイソタクチックポリプロピレン(プライムポリマー社製、温度230℃、荷重2.16kg条件でのMFR1000g/10分)、低立体規則アイソタクチックポリプロピレン(出光興産社製「L−MODU(S400)」)、テルペン系水素化樹脂(ヤスハラケミカル社製「クリアロンP−125」)からなる組成物に変更した。また、シート流路材として幅300mmかつシート長1100mmのものを1枚作製し、ABS集水管として幅300mm、径17mm、孔数12個×直線状1列のものを使用して、2インチのエレメントを作製した。このとき、シート流路材の幅は230mmとした。さらに、ウレタン系接着剤の塗布位置を、分離膜シートの幅方向端部より30mm内側に変更した。
運転後、分離膜エレメントを解体したところ、第2封止部の投影図は複数の凹凸を含んでいた。上述した方法で封止部の幅の変動係数、第2封止部の長さ方向の投影面積差、封止部の幅方向の投影面積差、および分離膜の有効膜面積をそれぞれ測定した。エレメント性能および各パラメーターは表2の通りであった。
突起物を構成する樹脂を、アイソタクチックポリプロピレン(プライムポリマー社製、温度230℃、荷重2.16kg条件でのMFR1000g/10分)、低立体規則アイソタクチックポリプロピレン(出光興産社製「L−MODU(S600)」)、水素化石油樹脂(荒川化学工業社製「アルコンP−140」、結晶核剤(ADEKA社製「アデカスタブNA−21」)からなる組成物に変更し、かつウレタン系接着剤の塗布位置を、分離膜シートの幅方向端部より35mm内側に変更した以外は、実施例9と同様に分離膜エレメントを作製し、評価を行った。
運転後、分離膜エレメントを解体したところ、第2封止部の投影図は複数の凹凸を含んでいた。上述した方法で封止部の幅の変動係数、第2封止部の長さ方向の投影面積差、封止部の幅方向の投影面積差、および分離膜の有効膜面積をそれぞれ測定した。エレメント性能および各パラメーターは表2の通りであった。
突起物を構成する樹脂を、低立体規則アイソタクチックポリプロピレン(出光興産社製「L−MODU(S400)」)、結晶核剤(ADEKA社製「アデカスタブNA−11」)からなる組成物に変更し、かつウレタン系接着剤の塗布位置を、分離膜シートの幅方向端部より45mm内側に変更した以外は、実施例9と同様に分離膜エレメントを作製し、評価を行った。
運転後、分離膜エレメントを解体したところ、第2封止部の投影図は複数の凹凸を含んでいた。上述した方法で封止部の幅の変動係数、第2封止部の長さ方向の投影面積差、封止部の幅方向の投影面積差、および分離膜の有効膜面積をそれぞれ測定した。エレメント性能および各パラメーターは表2の通りであった。
突起物を構成する樹脂を、低立体規則アイソタクチックポリプロピレン(出光興産社製「L−MODU(S400)」)、フィラー(日本タルク社製微粉タルク「ミクロエースP−3」)からなる組成物に、および、ウレタン系接着剤の塗布幅、および、シートの幅を918mmに変更した以外は、実施例9と同様に分離膜エレメントを作製し、評価を行った。
運転後、分離膜エレメントを解体したところ、第2封止部の投影図は複数の凹凸を含んでいた。上述した方法で封止部の幅の変動係数、第2封止部の長さ方向の投影面積差、封止部の幅方向の投影面積差、および分離膜の有効膜面積をそれぞれ測定した。エレメント性能および各パラメーターは表2の通りであった。
突起物を構成する樹脂を、低立体規則アイソタクチックポリプロピレン(出光興産社製「L−MODU(S600)」)、テルペン系水素化樹脂(ヤスハラケミカル社製「クリアロンP−125」)からなる組成物ペレットを160℃で溶融させた後、ギアポンプにより、櫛形シム(スリット幅0.4mm、ピッチ0.8mm)が装填されたアプリケーターに溶融樹脂を供給した。
次いで、櫛形シムから溶融樹脂を吐出させ、分離膜本体シートの透過側に透過側流路材をストライプ状に2m/分の速度で加工し、その後、直径50mmのロールを介して搬送し(抱き角180度)、加工部がロールを通過した後、搬送を停止した。続いてスリットヒーター(30℃)で10分間熱処理を実施した。
運転後、分離膜エレメントを解体したところ、第2封止部の投影図は複数の凹凸を含んでいた。上述した方法で封止部の幅の変動係数、第2封止部の長さ方向の投影面積差、封止部の幅方向の投影面積差、および分離膜の有効膜面積をそれぞれ測定した。エレメント性能および各パラメーターは表2の通りであった。
突起物を構成する樹脂を、低立体規則アイソタクチックポリプロピレン(出光興産社製「L−MODU(S400)」)に、シート流路材の幅を300mmに変更した以外は、実施例10と同様に分離膜エレメントを作製し、評価を行った。
また、突起物固着シートの保管性評価を実施したところ、高さ変動率は2.8%(評価前:285μm、評価後:277μm)、また軽度に固着はしていたが、保管性は良好であった。
運転後、分離膜エレメントを解体したところ、第2封止部の投影図は複数の凹凸を含んでいた。上述した方法で封止部の幅の変動係数、第2封止部の長さ方向の投影面積差、封止部の幅方向の投影面積差、および分離膜の有効膜面積をそれぞれ測定した。エレメント性能および各パラメーターは表2の通りであった。
突起物を構成する樹脂を、低立体規則アイソタクチックポリプロピレン(出光興産社製「L−MODU(S600)」)、水素化石油樹脂(荒川化学工業社製「アルコンP−140」からなる組成物に変更し、かつウレタン系接着剤の塗布位置を、分離膜シートの幅方向端部より35mm内側に変更した以外は、実施例9と同様に分離膜エレメントを作製し、評価を行った。
運転後、分離膜エレメントを解体したところ、第2封止部の投影図は複数の凹凸を含んでいた。上述した方法で封止部の幅の変動係数、第2封止部の長さ方向の投影面積差、封止部の幅方向の投影面積差、および分離膜の有効膜面積をそれぞれ測定した。エレメント性能および各パラメーターは表2の通りであった。
透過側流路材を構成する樹脂を、低立体規則アイソタクチックポリプロピレン(出光興産社製「L−MODU(S600)」)、テルペン系水素化樹脂(ヤスハラケミカル社製「クリアロンP−125」)からなる組成物に変更した以外は、実施例6と同様に分離膜エレメントを作製し、評価を行った。
分離膜の品質・取扱性評価を実施したところ、欠点箇所は2箇所であり、良好な品質・取扱性を有していた。また、分離膜の保管性評価を実施したところ、高さ変動率は6.2%(評価前:304μm、評価後:285μm)、また強固に固着しており、保管性は不良であった。
運転後、分離膜エレメントを解体したところ、第2封止部の投影図は複数の凹凸を含んでいた。上述した方法で封止部の幅の変動係数、第2封止部の長さ方向の投影面積差、封止部の幅方向の投影面積差、および分離膜の有効膜面積をそれぞれ測定した。エレメント性能および各パラメーターは表3の通りであった。
透過側流路材を構成する樹脂を、アイソタクチックポリプロピレン(プライムポリマー社製、温度230℃、荷重2.16kg条件でのMFR1000g/10分)、低立体規則アイソタクチックポリプロピレン(出光興産社製「L−MODU(S400)」)、水素化石油樹脂(荒川化学工業社製「アルコンP−100」)からなる組成物に変更した以外は、実施例1と同様に分離膜エレメントを作製し、評価を行った。
運転後、分離膜エレメントを解体したところ、第2封止部の投影図は複数の凹凸を含んでいた。上述した方法で封止部の幅の変動係数、第2封止部の長さ方向の投影面積差、封止部の幅方向の投影面積差、および分離膜の有効膜面積をそれぞれ測定した。エレメント性能および各パラメーターは表3の通りであった。
透過側流路材を構成する樹脂を、アイソタクチックポリプロピレン(プライムポリマー社製、温度230℃、荷重2.16kg条件でのMFR1000g/10分)に変更し、分離膜間の封止として接着剤を塗布した後、接着支持体としてポリエチレンテレフタレート製短繊維不織布(目付:75g/m2、厚み:280μm、見掛け密度:0.27g/cm3、幅:30mm)を、塗布した接着剤の内側、すなわち有効膜側へ配置した以外は、実施例1と同様に分離膜エレメントを作製し、評価を行った。
運転後、分離膜エレメントを解体したところ、第2封止部の投影図は複数の凹凸を含んでいた。上述した方法で封止部の幅の変動係数、第2封止部の長さ方向の投影面積差、封止部の幅方向の投影面積差、および分離膜の有効膜面積をそれぞれ測定した。エレメント性能および各パラメーターは表3の通りであった。
突起物を構成する樹脂を、低立体規則アイソタクチックポリプロピレン(出光興産社製「L−MODU(S600)」)、テルペン系水素化樹脂(ヤスハラケミカル社製「クリアロンP−125」)からなる組成物に変更した以外は、実施例14と同様に分離膜エレメントを作製し、評価を行った。
突起物固着シートの品質・取扱性評価を実施したところ、欠点箇所は2箇所であり、良好な品質・取扱性を有していた。また、突起物固着シートの保管性評価を実施したところ、高さ変動率は6.2%(評価前:304μm、評価後:285μm)、また強固に固着しており、保管性は不良であった。
運転後、分離膜エレメントを解体したところ、第2封止部の投影図は複数の凹凸を含んでいた。上述した方法で封止部の幅の変動係数、第2封止部の長さ方向の投影面積差、封止部の幅方向の投影面積差、および分離膜の有効膜面積をそれぞれ測定した。エレメント性能および各パラメーターは表3の通りであった。
突起物を構成する樹脂を、アイソタクチックポリプロピレン(プライムポリマー社製、温度230℃、荷重2.16kg条件でのMFR1000g/10分)、低立体規則アイソタクチックポリプロピレン(出光興産社製「L−MODU(S400)」)、水素化石油樹脂(荒川化学工業社製「アルコンP−100」)からなる組成物に変更した以外は、実施例9と同様に分離膜エレメントを作製し、評価を行った。
運転後、分離膜エレメントを解体したところ、第2封止部の投影図は複数の凹凸を含んでいた。上述した方法で封止部の幅の変動係数、第2封止部の長さ方向の投影面積差、封止部の幅方向の投影面積差、および分離膜の有効膜面積をそれぞれ測定した。エレメント性能および各パラメーターは表3の通りであった。
突起物を構成する樹脂を、アイソタクチックポリプロピレン(プライムポリマー社製、温度230℃、荷重2.16kg条件でのMFR1000g/10分)に変更した以外は、実施例10と同様に分離膜エレメントを作製し、評価を行った。
運転後、分離膜エレメントを解体したところ、第2封止部の投影図は複数の凹凸を含んでいた。上述した方法で封止部の幅の変動係数、第2封止部の長さ方向の投影面積差、封止部の幅方向の投影面積差、および分離膜の有効膜面積をそれぞれ測定した。エレメント性能および各パラメーターは表3の通りであった。
2: 供給側流路材
3: 分離膜
30,30A,30B:分離膜本体
31:封止部
311:巻回方向外側端部の封止部(第1封止部)
312:幅方向外側の封止部(第2封止部)の上流側部分
313:幅方向外側の封止部(第2封止部)の下流側部分
4,42〜46:透過側流路材
5: 封筒状膜
51:分離膜リーフ
6: 集水管
7: 供給水(原流体)
8: 透過水
9: 濃縮水
10:接着支持体
11:基材
12:多孔性支持層
13:分離機能層
15:透過側流路
17:供給側の面
18:透過側の面
19:シート
20〜25:突起物
47:シート流路材
Claims (13)
- 供給側の面と透過側の面とを有する分離膜本体と、前記分離膜本体の前記透過側の面に固着する透過側流路材と、を備える分離膜であって、
前記透過側流路材はポリプロピレンを主たる成分として構成され、かつ下記要件(a)〜(c)を満たす、分離膜。
(a)軟化点温度が60℃以上である。
(b)標準状態における引張伸度が10%以上である。
(c)50℃湿潤下における降伏点応力が2MPa以上である。 - 前記透過側流路材を構成する組成物に関して、下記要件(d)または(e)を満たす、請求項1に記載の分離膜。
(d)示差走査熱量計(DSC)にて測定される組成物の結晶化ピーク温度が30℃以上である。
(e)DSCにより結晶化に基づく発熱ピークが確認できない場合、30℃における半結晶化時間が10分以下である。 - 前記分離膜本体が、基材、前記基材上に形成された多孔性支持層、および前記多孔性支持層上に形成された分離機能層を備える、請求項1または2に記載の分離膜。
- 突起物がシートに固着されたシート流路材であって、前記突起物は、ポリプロピレンを主たる成分として構成され、かつ下記要件(a)〜(c)を満たす、シート流路材。
(a)軟化点温度が60℃以上である。
(b)標準状態における引張伸度が10%以上である。
(c)50℃湿潤下における降伏点応力が2MPa以上である。 - 前記突起物を構成する組成物に関して、下記要件(d)または(e)を満たす、請求項4に記載のシート流路材。
(d)示差走査熱量計(DSC)にて測定される組成物の結晶化ピーク温度が30℃以上である。
(e)DSCにより結晶化に基づく発熱ピークが確認できない場合、30℃における半結晶化時間が10分以下である。 - 集水管と、前記集水管に開口側から巻回された封筒状膜とを備えた分離膜エレメントであって、
前記封筒状膜は、請求項1〜3のいずれか1項に記載の分離膜が、透過側の面が互いに対向するように配置され、前記透過側の面の少なくとも幅方向両端部の間が封止部により封止されて形成されるものである、分離膜エレメント。 - 集水管と、前記集水管に開口側から巻回された封筒状膜とを備えた分離膜エレメントであって、
前記封筒状膜は、供給側の面と透過側の面とを有する分離膜本体を、前記透過側の面が請求項5または6に記載のシート流路材を介して互いに対向するように配置され、前記透過側の面の少なくとも幅方向両端部の間が封止部により封止されて形成されるものである、分離膜エレメント。 - 前記分離膜本体が、基材、前記基材上に形成された多孔性支持層、および前記多孔性支持層上に形成された分離機能層を備える、請求項7に記載の分離膜エレメント。
- 前記封止部が接着剤により形成される、請求項6〜8のいずれか1項に記載の分離膜エレメント。
- 前記封止部の投影図が複数の凹凸を含み、かつ、前記凹凸の幅の変動係数が10%以下である、請求項6〜9のいずれか1項に記載の分離膜エレメント。
- 前記封止部の幅が、5mm以上60mm以下である、請求項10に記載の分離膜エレメント。
- 前記封筒状膜を長さ方向に対して直交するよう2等分割したときに、分割線を対称の軸として比較した前記分離膜の幅方向両端部に設けられた前記封止部の投影面積の差が15%以下である、請求項6〜11のいずれか1項に記載の分離膜エレメント。
- 前記封筒状膜を幅方向に対して直交するよう2等分割したときに、分割線を対称の軸として比較した前記封止部の投影面積の差が15%以下である、請求項6〜12のいずれか1項に記載の分離膜エレメント。
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