WO2023048052A1 - 分離膜エレメント - Google Patents

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fibrous
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water
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剛士 誉田
茂久 花田
健太朗 高木
秀 谷口
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東レ株式会社
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    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D63/00—Apparatus in general for separation processes using semi-permeable membranes
    • B01D63/10—Spiral-wound membrane modules
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A20/00—Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
    • Y02A20/124—Water desalination
    • Y02A20/131—Reverse-osmosis

Definitions

  • the porosity of the supply-side channel material can be increased, and the pressure loss in the supply-side channel can be reduced.
  • the thick part is determined as follows.
  • the fibrous material A or the fibrous material B is observed from the following directions (1) and (2) of the channel material on the supply side, the fibrous material is located at the center of any two adjacent intersection points P Draw a line (perpendicular) LP that intersects perpendicularly with each other, and divide the perpendicular into 20 equal parts.
  • (1) A direction perpendicular to the plane on which the fibrous rows X and Y are arranged
  • the average value Av is 0.075 mm.
  • This average value Av serves as a critical value, and a section having a fiber diameter (average value) larger than the average value Av in each section divided into 20 equal parts is defined as a large diameter portion. Let the remaining part be a small diameter part. And let the part which a large diameter part cross
  • the average thickness of the channel material on the supply side is preferably 0.30 mm or more and 4.0 mm or less, more preferably 0.45 mm or more and 2.0 mm or less. If the average thickness of the channel material on the supply side is within this range, the pressure loss does not become too large, and a sufficient amount of material such as foulant that can accumulate on the membrane surface and the channel material on the supply side does not clog easily. It is possible to ensure stable operation of the separation membrane element for a long period of time without increasing the power required for the pump by suppressing clogging of the supply side channel by impurities in the supply water and foulants such as microorganisms. Become. If the feed-side channel material is thinner than this range, pressure loss increases and fouling tends to progress. If the feed-side channel material is thicker than this range, the area of a separation membrane that can be mounted on a separation membrane element with a fixed outer diameter is extremely reduced, and there is a risk that the separation membrane element will not exhibit sufficient water permeability.
  • the ratio of the distance LV between the supply-side channel material and the separation membrane to the thickness DC of the supply-side channel material is preferably greater than 0% and 10% or less, more preferably 2% or more and 8% or less, and even more preferably. It is 5% or more and 7% or less. If the ratio of the distance LV between the separation membranes to the thickness D C of the channel material on the supply side is within this range, not only is the turbidity enhanced and the adhesion of dirt suppressed, but also a vortex flow is formed on the membrane surface. , it is possible to reduce the pressure loss of the feed water flow while suppressing the membrane surface salt concentration polarization.
  • the channel material on the supply side is observed from above in the thickness direction (that is, the plane of the channel material on the supply side), and the distance can be measured, for example, with a microscope.
  • the cross-sectional shape of the fibers of the channel material on the supply side is not particularly limited, and various shapes such as circular, elliptical, and streamlined are conceivable. A shape in which a part of is not missing is preferable.
  • the material of the channel material on the supply side is not particularly limited, but thermoplastic resins are preferable from the viewpoint of moldability, and polyethylene and polypropylene are particularly preferable because they are less likely to damage the surface of the separation membrane and are inexpensive.
  • the fibrous material A and the fibrous material B of the supply-side channel material may be made of the same material, or may be made of different materials.
  • a supply side channel material in which fibrous material A or fibrous material B has a large diameter portion and a small diameter portion, two inner and outer holes having a large number of holes are provided. While rotating the spinneret in the opposite direction, resin is supplied at a predetermined resin discharge pressure to form a tubular net having a network structure. method can be adopted. As a result, the fibrous material between the intersection points is stretched and becomes thin, and the fibrous material has a large diameter portion and a small diameter portion.
  • the method of manufacturing the net of the present embodiment is not limited to these, and includes a method of compressing and deforming the fibrous material between the intersections by embossing, imprinting, pressing, etc., and casting a molten resin in a mold. It may be manufactured using a method of taking out and a 3D printer.
  • the material for the channel material on the permeation side is not limited, and tricot, nonwoven fabric, a porous sheet to which projections are fixed, a film with irregularities formed and perforated, and a nonwoven fabric with irregularities can be used. Also, projections functioning as permeate-side channel materials may be fixed to the permeate side of the separation membrane.
  • the envelope-shaped membrane 5 can be formed by bonding separation membrane leaves together.
  • the separation membrane leaf may be formed by folding the separation membrane so that the feed side faces inward, or by folding two separate separation membranes so that the feed sides face each other. It may be formed by stacking and sealing the periphery of the separation membrane.
  • the separation function layer has both a separation function and a support function
  • the separation function layer is a layer containing as a main component a polymer selected from the group consisting of cellulose, polyvinylidene fluoride, polyethersulfone and polysulfone. preferable.
  • Porous support layers include, for example, layers of polysulfone, cellulose acetate, polyvinyl chloride, epoxy resins or mixtures thereof, or laminates thereof, but are chemically, mechanically and thermally
  • a porous support layer containing polysulfone can be produced, for example, by casting a solution of polysulfone in N,N-dimethylformamide onto a substrate (for example, a tightly woven polyester nonwoven fabric) to a certain thickness and then submerging it in water. It can be formed by wet coagulation.
  • a fibrous substrate as the substrate of the separation membrane, and it is more preferable to use a long fiber nonwoven fabric or a short fiber nonwoven fabric.
  • the separation membrane element and separation membrane module described above can be combined with a pump that supplies fluid to them, a device that pre-processes the fluid, and the like to form a fluid separation device.
  • feed water can be separated into permeated water such as drinking water and concentrated water that has not permeated the membrane, so that desired water can be obtained.
  • the separation membrane element was placed in a pressure vessel, and a saline solution with a concentration of 5000 ppm and an aqueous NaCl solution with a pH of 6.5 were used as the feed water, and the operating pressure was 1.2 MPa and the temperature was 25°C for 30 minutes. Sampling was performed, and the water permeation rate (gallon) per day was expressed as the water production rate (GPD (gallon/day)). Note that the recovery rate was set to 8%.
  • the cock of the permeated water piping is closed, and the operation is performed in a state in which membrane filtration cannot be performed substantially, that is, in a state in which all the feed water is discharged as concentrated water, and the element differential pressure (kPa ) was measured.
  • Example 1> (Preparation of supply side channel material by procedure P) Polypropylene is used as the material, and while the inner and outer mouthpieces with many small holes are rotated in opposite directions, molten resin is supplied from the extruder at a predetermined discharge pressure to produce a cylindrical shape with a network structure. molded the net. After cooling and solidification, a supply-side channel material having the structure shown in Table 1 was produced by a method in which longitudinal stretching and lateral stretching were successively performed in a heating furnace. By changing the molten resin discharge pressure from the extruder, take-up speed, longitudinal stretching/transverse stretching ratio, and temperature in the heating furnace, the structure was controlled so that the shape of the channel material on the supply side was finally obtained as shown in Table 1.
  • the separation membrane thus obtained was folded and cut with the feed side surface facing inward so that the effective area of the separation membrane element was 8 m 2 . 0.8 mm) to prepare a plurality of separation membrane leaves.
  • tricot thickness: 0.26 mm
  • a PVC polyvinyl chloride
  • edge cutting was performed on both ends and end plates were attached to produce a separation membrane element with a diameter of 4 inches, in which feed water was supplied from one side and concentrated water was discharged. .
  • Examples 2 to 14> A separation membrane element was produced in the same manner as in Example 1, except that the structure of the channel material on the supply side was controlled as shown in Table 1 to produce the channel material on the supply side. The separation membrane element was placed in a pressure vessel and each performance was evaluated under the same conditions as in Example 1. Table 1 shows the results.

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Abstract

本発明は、供給側流路の圧力損失及び濃度分極を抑制しながら、長期間の運転においても、ファウリングを抑制できる分離膜エレメントを提供する。本発明の分離膜エレメントは、分離膜、供給側流路材および透過側流路材が、集水管の周りに巻回されており、供給側流路材は、一方向に並んだ、繊維状物Ａから構成される複数の繊維状列Ｘ、および前記繊維状列Ｘとは異なる方向に並んだ、繊維状物Ｂから構成される複数の繊維状列Ｙとが互いに立体交差して交点部を形成したネット形状であり、交点部は交点部以外の部分よりも太径の繊維で構成されており、（１）繊維状列Ｘおよび繊維状列Ｙが並んでいる平面に垂直な方向、および（２）繊維状列Ｘおよび繊維状列Ｙが並んでいる平面に垂直な平面であって、かつ、交点部から構成される四角形の対角線のうち、最も長い対角線と平行な平面に垂直な方向、のそれぞれの方向から交点部の１つを投影したとき、投影図の凸包の面積に対する前記投影図の面積の割合がいずれも９０％以上である。

Description

分離膜エレメント
　本発明は、不純物を含む種々の液体から不純物を分離するため、特に海水の淡水化、かん水の脱塩、超純水の製造または排水処理などに用いるための分離膜エレメントに関するものである。
　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、逆浸透膜および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原水を供給し、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、集水管と、集水管の周囲に巻き付けられた分離膜ユニットとを備える。分離膜ユニットは、供給水としての原水（つまり被処理水）を分離膜表面へ供給する供給側流路材、原水に含まれる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流体を集水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、原水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。
　分離膜エレメントを用いて供給水を処理する際に、長期間分離膜エレメントを運転していると、供給水中の有機物やゴミなどの汚れ物質（ファウラント）が分離膜や供給側流路材に詰まっていくことがある（ファウリング）。ファウリングが生じると、圧力損失の増大やそれに伴う造水量の低下が引き起こされる。
　このようなファウリングによるエレメント性能低下を抑制するためには、例えば供給側流路材の厚さを厚くし、供給水が通過する供給側流路を広くすることでファウラントが詰まる箇所を少なくすることが挙げられる。しかし、供給側流路材の厚さを厚くするだけでは、供給側流路材の構成繊維が膜面に接しているため、繊維の周囲に汚れが堆積していき、ファウリングは進行してしまう。また、エレメント性能を高めるためには、供給側流路の圧力損失を下げつつ、膜面で供給水中の溶存塩が濃縮されることにより膜面塩濃度が局所的に高くなる現象（いわゆる、濃度分極現象）をできるだけ抑制するのが好ましい。
　そこで、供給側流路材による分離膜エレメントの性能向上が提案されている。具体的には、特許文献１では、供給側流路材中の繊維状物の交点と交点の間の繊維を細くすることで、圧力損失やファウリング性を低減させたネットが提案されている。
日本国特許第４１１９４２５号公報
　しかし、上記した分離膜エレメントは、供給側流路材の交点部に汚れが局所的に溜まりやすく、分離膜エレメントを長期間運転したときに供給側流路が部分的に閉塞する場合があった。
　そこで、本発明は、供給側流路の圧力損失及び濃度分極現象を抑制しながら、長期間の運転を行ったときにも、ファウリングを抑制できる分離膜エレメントを提供することを課題とする。
　上記課題を解決するため、本発明によれば、集水管、供給側の面と透過側の面とを有する分離膜、前記供給側の面に配置された供給側流路材、および前記透過側の面に配置された透過側流路材を備え、前記分離膜、前記供給側流路材および前記透過側流路材が、前記集水管の周りに巻回された分離膜エレメントであって、前記供給側流路材は、一方向に並んだ、繊維状物Ａから構成される複数の繊維状列Ｘ、および前記繊維状列Ｘとは異なる方向に並んだ、繊維状物Ｂから構成される複数の繊維状列Ｙとが互いに立体交差して交点部を形成したネット形状であり、前記交点部は前記交点部以外の部分よりも太径の繊維で構成されており、以下の（１）及び（２）のそれぞれの方向から前記交点部の１つを投影したとき、投影方向と垂直な平面に投影される投影図の凸包の面積に対する前記投影図の面積の割合が、いずれも９０％以上である分離膜エレメントが提供される。
（１）前記繊維状列Ｘおよび前記繊維状列Ｙが並んでいる平面に垂直な方向
（２）前記繊維状列Ｘおよび前記繊維状列Ｙが並んでいる平面に垂直な平面であって、かつ、前記交点部から構成される四角形の対角線のうち、最も長い対角線と平行な平面に垂直な方向
　また、本発明の好ましい形態によれば、前記分離膜エレメントは、前記交点部の、前記投影図の凸包の面積に対する前記投影図の面積の割合が、前記（１）及び（２）のいずれの方向から投影したときにも９５％以上であるのが好ましい。
　また、本発明の好ましい形態によれば、前記分離膜エレメントは、前記交点部の形状が楕円球形状または略球状であるのが好ましい。
　本発明によって、ファウリングが生じやすい供給側流路材の交点部における供給水の流動性を高めつつ、供給側流路の圧力損失や濃度分極を抑制できるため、運転安定性に優れた分離膜エレメントを得ることができる。
図１は、分離膜エレメントの一例を示す一部展開斜視図である。 図２は、本発明の供給側流路材の一例を示す平面図である。 図３は、本発明の供給側流路材の一例を示す断面図である。 図４は、ある形状に対する凸包を説明するための模式図である。 図５は、ある形状に対する凸包を説明するための模式図である。
　以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
　尚、本明細書において、「質量」は「重量」と同義である。
　＜分離膜エレメント＞
　本発明の分離膜エレメントは、少なくとも集水管と、分離膜と、供給側流路材と、透過側流路材とを備える、スパイラル型の分離膜エレメントである。分離膜は供給側の面と透過側の面とを有し、分離膜の供給側の面には供給側流路材が配置され、分離膜の透過側の面には透過側流路材が配置され、分離膜、供給側流路材および透過側流路材が、集水管の周りに巻回される。
　図１に示すスパイラル型分離膜エレメント１では、供給水が通過する供給側流路を形成する供給側流路材２としては、高分子材料製のネットが使用されている。また、透過側流路材４としては、分離膜３の落ち込みを防ぎ、かつ分離膜３を透過した透過水を通過させるための透過側流路を形成させる目的で、供給側流路材２よりも間隔が細かい空隙（孔）を有するシート部材が使用されている。透過側流路材４と該透過側流路材４の両面に重ね合わせて封筒状に接着された分離膜３とにより、封筒状膜５が形成される。封筒状膜５の内側が透過側流路を構成している。供給側流路材２と交互に積層された封筒状膜５は、開口部側の所定部分を集水管６の外周面に接着しスパイラル状に巻囲される。図１に示すｘ軸の方向が集水管６の長手方向である。またｙ軸の方向が集水管６の長手方向と垂直な方向である。
　スパイラル型分離膜エレメント１では、通常、軸方向の一方の側面から供給水７が供給され、供給水７は、集水管６と平行に流れながら、透過水８と濃縮水９とに徐々に分離される。透過水８は、供給水７が供給される反対の側面からスパイラル型分離膜エレメント１の外部へと出ていく。
　この方式においては、供給水７がスパイラル型分離膜エレメント１の一方の側面から他方の側面へ流れるため必然的に膜に接している距離が十分にあり、それにより供給水７が、透過水８と濃縮水９とに十分に分離されるという特徴がある。
＜供給側流路材＞
　分離膜エレメントにおいて、分離膜表面や供給側流路材に堆積する汚れの付着（ファウリング）を抑制するには、供給水の滞留箇所すなわち供給水流速が遅くなる箇所を低減し、繊維状物の後方に水の流れを生み出すことが重要である。供給水が滞留する箇所に汚れが溜まりやすいため、この滞留箇所を減らすことで汚れが排出されやすくなる。また、分離膜表面や供給側流路材に汚れが付着したとしても、水の流れがあることで汚れが押し出され、ファウリングの進行を抑制することができる。供給側流路材は、上記したようにネットが使用されるため、従来の供給側流路材では繊維状物が交差することで形成される交点部の周囲に滞留箇所が多くなり、汚れが溜まりやすい構造になっていた。
　また、分離膜エレメントにおいて、透過の駆動力は膜間差圧であるため、造水量を向上させるためには膜間差圧を増加させることが有効である。膜間差圧は、分離膜エレメントへの印加圧力から圧力損失と浸透圧を差し引いたもので表される。よって、膜間差圧を増加させるには、印加圧力を大きくする、圧力損失を下げる又は膜面浸透圧を下げることが必要である。印加圧力が同じ場合を考えると、造水量向上のためには圧力損失と膜面浸透圧を下げればよい。
　本実施形態の供給側流路材は、図２に示すように、一方向に並んだ、繊維状物Ａから構成される複数の繊維状列Ｘ、および繊維状列Ｘとは異なる方向に並んだ、繊維状物Ｂから構成される複数の繊維状列Ｙとが互いに立体交差して交点部Ｐを形成したネット形状である。交点部Ｐは交点部Ｐ以外の部分よりも太径の繊維で構成されており、以下の（１）及び（２）のそれぞれの方向から交点部Ｐの１つを投影したとき、投影方向と垂直な平面に投影される投影図の凸包の面積に対する前記投影図の面積の割合がいずれも９０％以上であることとする。
（１）繊維状列Ｘおよび繊維状列Ｙが並んでいる平面に垂直な方向
（２）繊維状列Ｘおよび繊維状列Ｙが並んでいる平面に垂直な平面であって、かつ、交点部Ｐから構成される四角形の対角線のうち、最も長い対角線と平行な平面に垂直な方向
　交点部Ｐが交点部Ｐ以外の部分よりも太径の繊維で構成されることで、供給側流路材の空隙率を大きくでき、供給側流路の圧力損失を低減することが可能となる。
　また、繊維状列が互いに立体交差することで、各繊維状列を構成する繊維状物は分離膜間の中央部から遠ざかる位置に配置されることとなるので、圧力損失を低減しつつ、膜面に供給水流れの渦を形成することで濃度分極を抑制し、浸透圧を低減することが可能となる。
　更に、交点部Ｐの投影図の凸包の面積に対する投影図の面積の割合が大きいほど、交点部Ｐは窪み（凹み）が少ない形状となるので、交点部Ｐの周囲で供給水が澱まず、ファウリングの進行を抑制することが可能となる。その割合は、上記の（１）および（２）のいずれの方向から投影したときも９０％以上であり、９５％以上であるのがより好ましい。
　なお、本明細書において、「凸包」とは、与えられた形状を凹みのないように覆った図形をいい、図４に示すように、例えば凸多角形１１に外接して面積最小の凸図形（凸包図形１２）である。具体的には、図５に示すように、凸多角形１１の外周上において、外接線を引くことのできる任意の点Ｑに対して、前記外接線が点Ｑ以外で前記外周と点Ｒで交差する場合、線分ＱＲと前記外周で形成される図形をＡとしたとき、この操作を全ての点Ｑに対して実施して得られるＡと凸多角形１１との和集合を凸多角形１１の凸図形（凸包図形１２）として得ることができる。
　交点部Ｐの投影図は、上記（１）又は（２）の方向から光を当てて、その投影方向と垂直な平面に投影される図形（投影図）を形状測定システム（例えば、キーエンス社製高精度形状測定システム「ＫＳ－１１００」）により測定することで得られる。得られた投影図の面積は、市販、もしくは一般的に使用可能な画像処理ソフトを用いることで計測できる。そして、凸包の面積に対する投影図の面積の割合を計測する。
　このような画像処理ソフトとしては、ＩｍａｇｅＪ　ｖｅｒ．１．４５（開発元：Ｗａｙｎｅ　Ｒａｓｂａｎｄ、Ｎａｔｉｏｎａｌ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅｓ　ｏｆ　Ｈｅａｌｔｈ、ＮＩＨ）を使用可能である。
（交点部）
　交点部Ｐとは、繊維状列Ｘと繊維状列Ｙが交差する箇所を示す。本実施形態においては、交点部Ｐは交点部Ｐ以外の部分よりも太径の繊維で構成されているため、繊維状列Ｘを構成する繊維状物Ａおよび繊維状列Ｙを構成する繊維状物Ｂそれぞれの太径部が交差した部分が交点部Ｐとなる。
　太径部は下記の通り決定する。繊維状物Ａもしくは繊維状物Ｂを供給側流路材の下記（１）及び（２）のそれぞれの方向から観察したとき、任意の隣接する２つの交点部Ｐの中央に繊維状物に対して垂直に交わる線（垂線）ＬＰを引き、その垂線間を２０等分する。
（１）繊維状列Ｘおよび繊維状列Ｙが並んでいる平面に垂直な方向
（２）繊維状列Ｘおよび繊維状列Ｙが並んでいる平面に垂直な平面であって、かつ、交点部から構成される四角形の対角線のうち、最も長い対角線と平行な平面に垂直な方向
　２０等分したそれぞれの区間において、繊維径を１０点測定し、平均値を算出する。２０等分した区間における、繊維径（平均値）の最大と最小を出し、それらの平均値Ａｖを算出する。なお、ここでは交点部Ｐにおける別の繊維状物（例えば繊維状物Ａを観察しているときは、繊維状物Ｂ）は無視して、繊維径を測定する。
　例えば、２０等分した区間における繊維径（平均値）の最大値が０．１ｍｍ、最小値が０．０５ｍｍであった場合、平均値Ａｖは０．０７５ｍｍとなる。この平均値Ａｖが臨界値となり、２０等分したそれぞれの区間において繊維径（平均値）が平均値Ａｖよりも大きい区間を太径部とする。残りの部分を細径部とする。そして、太径部が交差した部分を交点部とする。
　太径部と細径部の繊維径の比は、１．５以上であることが好ましく、より好ましくは３．０以上である。太径部と細径部の繊維径の比がこの範囲であれば、供給側流路材の空隙率が高まり、排濁性を高め、汚れの付着を抑制するだけでなく、圧力損失を低減することが可能となる。
　また、太径部の長さに対する細径部の長さの比は、２．０以上であることが好ましく、より好ましくは３．０以上である。太径部の長さに対する細径部の長さの比がこの範囲であれば、隣り合う太径部の接近を防ぐことができ、供給側流路材の排濁性を高め、汚れの付着を抑制することが可能となる。
　交点部の形状は、特に限定されず、球状、立方体形状、直方体形状、楕円球形状、及びこれらの形状を組み合わせた形状等が挙げられる。中でも、本発明の効果を得られやすいという観点から、楕円球形状または略球状であるのが好ましい。なお、「略球状」とは、必ずしも真球のみに限定されず、実質的に球状であるものを含む。「実質的に球状」とは、交点部の短径の長さに対する長径の長さの比（アスペクト比）が１～１．２であることをいう。
（供給側流路材の厚み）
　供給側流路材の厚みＤＣは、繊維状列に平行な縦断面を観察し、最も厚い部分の厚みとして測定する。本実施形態において、交点部は交点部以外の部分よりも太径の繊維で構成されているため、供給側流路材の厚みは交点部の厚みと同義である。
　本実施形態において、供給側流路材の平均厚さは、好ましくは０．３０ｍｍ以上４．０ｍｍ以下、より好ましくは０．４５ｍｍ以上２．０ｍｍ以下である。供給側流路材の平均厚さがこの範囲であれば、圧力損失が大きくなりすぎず、膜面や供給側流路材に堆積し得るファウラントなどの物質が詰まりにくい十分な供給側流路を確保でき、供給水中の不純物や、微生物などのファウラントによる供給側流路の閉塞を抑制し、ポンプの必要動力を大きくすることなく、長期にわたり安定的に分離膜エレメントの運転を行うことが可能となる。この範囲よりも供給側流路材が薄くなると、圧力損失が大きくなったり、ファウリングが進行しやすくなる原因になる。この範囲よりも供給側流路材が厚くなると、決まった外径の分離膜エレメントに搭載可能な分離膜の面積が極端に減り、分離膜エレメントとして十分な透水性能を示さなくなる虞がある。
　なお、供給側流路材の厚みの測定には市販のマイクロスコープやＸ線ＣＴ測定装置を用いて、繊維状列に平行な縦断面を観察し、その距離を測定することで求めることができ、測定モードを用いて交点部または供給側流路材の厚みの任意の３０箇所の径を測定して、その平均値を求める。
　また、供給側流路材の厚さのばらつきは、供給側流路材の平均厚さの０．８５倍以上１．１５倍以下であることが好ましい。供給側流路材の厚さのばらつきがこの範囲であれば、分離膜エレメントに均一に供給水を供給できるため、分離膜の性能を均一に発揮させることができる。
（供給側流路材と分離膜の距離）
　供給側流路材と分離膜の距離ＬＶとは、図２に点線で示したように、供給側流路材２を供給水の流れ方向と平行方向かつ交点部Ｐを通らない任意の平面１０で切断し、切断面と垂直な方向から見たときの繊維状物と分離膜の間隙のうち、短い方を指す。図３で示したように、繊維状列Ｘ及び繊維状列Ｙに対してそれぞれ、分離膜３との間に距離ＬＶが存在することになるが、繊維状列Ｘと分離膜３との間の距離のうちで短い方の距離を距離ＬＶ１、繊維状列Ｙと分離膜３との間の距離のうちで短い方の距離を距離ＬＶ２と定義する。
　このとき、距離ＬＶ１及び距離ＬＶ２は、それぞれ異なる分離膜との距離であることが好ましい。つまり、繊維状列Ｘと繊維状列Ｙがそれぞれ別の分離膜に近い位置にあるのが好ましい。繊維状物の切断面が片方の分離膜側に偏らないことで、満遍なく膜面に渦状の流れを形成し、膜面塩濃度分極を抑制することが可能となる。
　更に、供給側流路材の厚みＤＣに対する供給側流路材と分離膜の距離ＬＶの割合が０％より大きく１０％以下が好ましく、より好ましくは２％以上８％以下、更に好ましくは５％以上７％以下である。供給側流路材の厚みＤＣに対する分離膜間距離ＬＶの割合がこの範囲であれば、排濁性を高め、汚れの付着を抑制するだけではなく、膜面に渦状の流れを形成し、膜面塩濃度分極を抑制しつつ、供給水流れの圧力損失を低減することが可能となる。
　分離膜間距離ＬＶの測定は、分離膜エレメントを直接Ｘ線ＣＴを用いて観察して測定することが可能であるが、供給側流路材を上記した任意の平面１０で切断し、同じ切り出し面積の均一な厚みを持つアルミ板を用意し、供給側流路材に均一に荷重が加わるように、供給側流路材の上下に置き、市販のマイクロスコープなどで観察することも可能である。供給水の流れ方向と平行方向かつ交点部Ｐを通らない任意の平面を少なくとも１０箇所切り出し、それぞれの平面でＬＶ１、ＬＶ２を測定し、それらの平均値として求める。
（交点部間隔）
　本実施形態では、図２に示す、供給側流路材２の供給水流れ方向に対して垂直方向の交点部間隔（交点部周期）ｃが３．０ｍｍ以上５．０ｍｍ以下の範囲であることが好ましく、更に好ましくは３．５ｍｍ以上４．５ｍｍ以下の範囲である。供給側流路材の供給水流れ方向に対して垂直方向の交点部間隔ｃがこの範囲であれば、分離膜エレメントの作製時に分離膜が供給側流路材の空隙部分に落ち込む現象を抑制でき、特に供給水流入端面部分の流路を安定に形成することが可能となる。
　また、供給側流路材の供給水流れ方向に対して垂直方向の交点部の径に対する供給側流路材の供給水流れ方向に対して垂直方向の交点部間隔の比が３．０以上であることが好ましく、より好ましくは５．０以上である。供給側流路材の供給水流れ方向に対して垂直方向の交点部の径に対する供給側流路材の供給水流れ方向に対して垂直方向の交点部間隔の比がこの範囲であれば、隣り合う交点部の接近を防ぐことができ、供給側流路材の排濁性を高め、汚れの付着を抑制することが可能となる。
　また、供給側流路材の供給水流れ方向に対して平行方向の交点部間隔ｄは４．０ｍｍ以上９．０ｍｍ以下の範囲であることが好ましく、更に好ましくは４．５ｍｍ以上７．０ｍｍ以下の範囲である。供給側流路材の供給水流れ方向に対して平行方向の交点部間隔ｄがこの範囲であれば、供給水の乱流強度と圧力損失のバランスを両立できるため、分離膜エレメントの脱塩率および造水性の向上が可能となる。
　また、供給側流路材の供給水流れ方向に対して平行方向の交点部の径に対する供給側流路材の供給水流れ方向に対して平行方向の交点部間隔の比が５．０以上であることが好ましく、より好ましくは１０．０以上である。供給側流路材の供給水流れ方向に対して平行方向の交点部の径に対する供給側流路材の供給水流れ方向に対して平行方向の交点部間隔の比がこの範囲であれば、隣り合う交点部の接近を防ぐことができ、供給側流路材の排濁性を高め、汚れの付着を抑制することが可能となる。
　交点部間隔の測定方法としては、供給側流路材を厚み方向の上部（すなわち、供給側流路材の平面）から観察し、例えばマイクロスコープにより距離を測定することができる。
（供給水流れ方向と繊維状列との角度）
　供給側流路材を平面から観察したとき、供給水流れ方向（すなわち集水管の長手方向）と繊維状列との角度が大きくなるにつれて乱流強度が増すものの、圧力損失が増す傾向にある。よって、前記角度は１０°以上５０°以下が好ましく、２０°以上４５°以下が更に好ましい。
（繊維の断面形状）
　供給側流路材の繊維の断面形状としては、特に形状は限定されず、円形、楕円形、流線形など様々な形態が考えられるが、供給水の澱み箇所を作らないために、これらの形態の一部が欠けていない形状が好ましい。
（素材）
　供給側流路材の素材は特に限定されないが、成形性の観点から熱可塑性樹脂が好ましく、特にポリエチレンおよびポリプロピレンは分離膜の表面を傷つけにくく、また安価であるので好適である。また、供給側流路材は、繊維状物Ａと繊維状物Ｂが同じ素材で形成されても構わないし、異なる素材で形成されていても構わない。
（製造方法）
　ネット状の供給側流路材の成形は、一般的に、内側と外側の２つの円周上に多数の孔を配置した内側と外側の２つの口金を逆方向に回転させながら、押出機から溶融させた樹脂を供給して、樹脂が口金から出る時または出た直後に内側と外側の口金から出る糸を溶融状態で交差させて溶融し網状構造を形成する。これにより、樹脂の糸（繊維状物Ａ、Ｂ）が立体交差して交点部を形成したネットが形成される。この段階ではネットは筒状の形状を取る。その後筒状のネットは冷却固化により厚みや糸径、交点部間隔を決定後、切開されてシート状ネットとして引き取られる。
　本実施形態のように、繊維状物Ａもしくは繊維状物Ｂに太径部と細径部が存在する供給側流路材を製造するには、多数の孔を配置した内側と外側の２つの口金を逆方向に回転させながら、所定の樹脂吐出圧で樹脂を供給し、網状構造を有する筒状ネットを成形し、冷却固化させた後に加熱炉内で縦延伸と横延伸とを逐次で行う方法を採用することができる。これにより、交点部間の繊維状物が延伸されて細くなり、繊維状物は太径部と細径部を有することとなる。
　なお、本実施形態のネットを製造する方法はこれらに限定されず、エンボス加工やインプリント加工、プレス法などにより交点部間の繊維状物を圧縮変形させる方法、金型に溶融樹脂を流延し取り出す方法、３Ｄプリンターを用いて製造しても構わない。
＜透過側流路材＞
　封筒状膜５において、分離膜３は透過側の面を対向させて重ね合わされており、分離膜３同士の間には透過側流路材４が配置され、透過側流路材４によって透過側流路が形成される。
　透過側流路材の材料としては限定されず、トリコットや不織布、突起物を固着させた多孔性シート、凹凸成形し、穿孔加工を施したフィルム、凹凸不織布を用いることができる。また、透過側流路材として機能する突起物を分離膜の透過側に固着させてもよい。
＜分離膜リーフの形成＞
　なお、封筒状膜５は、分離膜リーフ同士を接着することで形成することができる。分離膜リーフは、分離膜を、その供給側の面が内側を向くように折りたたむことで形成されてもよいし、別々の２枚の分離膜を、それぞれの供給側の面が向かい合うようにして重ね合わせ、分離膜の周囲を封止することで形成されてもよい。
　なお、「封止」する方法としては、接着剤またはホットメルトなどによる接着、加熱またはレーザなどによる融着、およびゴム製シートを挟みこむ方法が挙げられる。接着による封止は、最も簡便で効果が高いために特に好ましい。
＜分離膜＞
　分離膜３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３は、単一層であっても構わないし、分離膜３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３が複合膜である場合、分離機能層を備える側の面を供給側の面、分離機能層を備える側の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であるのが好ましい。
　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、架橋高分子の層であるのが好ましい。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。
＜分離膜エレメントの利用＞
　分離膜エレメントは、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。
　また、上記の分離膜エレメント、分離膜モジュールは、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る。この分離装置を用いることにより、例えば供給水を飲料水などの透過水と膜を透過しなかった濃縮水とに分離して、目的にあった水を得ることができる。
　流体分離装置の操作圧力は高い方が除去率は向上するが、運転に必要なエネルギーも増加すること、また、分離膜エレメントの供給側流路、透過側流路の保持性を考慮すると、分離膜モジュールに供給水を透過する際の操作圧力は、０．２ＭＰａ以上６ＭＰａ以下が好ましい。
　供給水温度は、高くなると塩除去率が低下するが、低くなるに従い膜透過流束も減少するので、５℃以上４５℃以下が好ましい。
　また、原水のｐＨが中性領域にある場合、原水が海水などの高塩濃度の液体であっても、マグネシウムなどのスケールの発生が抑制され、また、膜の劣化も抑制される。
（供給水）
　本実施形態の分離膜エレメントへの供給水は特に限定されず、予め処理された水道水でもよく、海水やかん水、下廃水のように溶液中の不純物が多いものでもよい。例えば、水処理に使用する場合、原水（供給水）としては、海水、かん水、排水等の５００ｍｇ／Ｌ以上１００ｇ／Ｌ以下のＴＤＳ（Ｔｏｔａｌ　Ｄｉｓｓｏｌｖｅｄ　Ｓｏｌｉｄｓ：総溶解固形分）を含有する液状混合物が挙げられる。一般に、ＴＤＳは総溶解固形分量を指し、「質量÷体積」で表されるが、１Ｌを１ｋｇと見なして「質量比」で表されることもある。定義によれば、０．４５μｍのフィルターで濾過した溶液を３９．５～４０．５℃の温度で蒸発させ残留物の重さから算出できるが、より簡便には実用塩分（Ｓ）から換算する。
　以下に実施例によって本発明を更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。
（交点部の凸包図形）
　キーエンス社製高精度形状測定システムＫＳ－１１００を用い、ネット状サンプルを下記（１）および（２）のそれぞれの方向から観察し、交点部を決定し、該交点部における投影図と投影図の凸包のそれぞれの面積を求めた。
（１）繊維状列Ｘおよび繊維状列Ｙが並んでいる平面に垂直な方向
（２）繊維状列Ｘおよび繊維状列Ｙが並んでいる平面に垂直な平面であって、かつ、交点部から構成される四角形の対角線のうち、最も長い対角線と平行な平面に垂直な方向
　ネット状サンプルの上記（１）又は（２）の方向から観察し、任意の繊維状列Ｘ上の隣接する任意の交点部を３つ選び、それらの中央の交点部を挟んで繊維状列Ｙ上の隣接する交点部を３つ選んだ。それぞれの繊維状物上にて選択した交点部について、そのうち繊維状物に沿って隣接する２つの交点部を選んだ。選択した２つの交点部の中央に繊維状列に対して垂直に交わる線（垂線）を引き、その垂線間を２０等分した。２０等分した区間それぞれについて、繊維径を１０箇所ずつ測定し、平均値を算出した。２０等分した区間における繊維径（平均値）の最大と最小を算出し、それらの平均値Ａｖを算出した。平均値Ａｖ以上の区間を太径部、それ以外の区間を細径部とし、繊維状列Ｘの太径部と繊維状列Ｙの太径部が交差している部分を交点部とした。
　決定した交点部に対して、上記（１）又は（２）の方向から光を当てて、その投影方向と垂直な平面に投影される図形（投影図）を形状測定システム（キーエンス社製高精度形状測定システム「ＫＳ－１１００」）により測定することで得た。得られた投影図の面積は、ＩｍａｇｅＪ　ｖｅｒ．１．４５（開発元：Ｗａｙｎｅ　Ｒａｓｂａｎｄ、Ｎａｔｉｏｎａｌ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅｓ　ｏｆ　Ｈｅａｌｔｈ、ＮＩＨ）を用いることで計測した。
　また、図５に示すように、得られた投影図の外周上において、外接線を引くことのできる全ての点Ｑに対して外接線、すなわち点Ｑと該点Ｑ以外で投影図の外周と交差する点Ｒとを通る線分ＱＲを引いて、線分ＱＲと前記外周とで形成される図形Ａの面積の総和と投影図の面積を合計して、投影図の凸包の面積を求めた。
（供給側流路材の厚み測定）
　キーエンス社製高精度形状測定システムＫＳ－１１００を用い、供給側流路材の繊維状列に平行な縦断面を倍率２０倍で観察し、供給側流路材の厚みを３０箇所計測し、その平均値を算出した。
（供給側流路材と分離膜の距離）
　供給側流路材を供給水の流れ方向と平行方向かつ交点部を通らない任意の平面で切断した。同じ切り出し面積の均一な厚みを持つアルミ板を用意し、供給側流路材に均一に荷重が加わるように、供給側流路材の上下に置き、キーエンス社製高精度形状測定システムＫＳ－１１００を用いて切断面と垂直な方向から観察した。
　供給水の流れ方向と平行方向かつ交点部を通らない任意の平面を少なくとも１０箇所切り出し、それぞれの平面で、繊維状列Ｘとアルミ板との間のうちの短い距離ＬＶ１と、繊維状列Ｙとアルミ板との間のうちの短い距離ＬＶ２を測定し、それらの平均値として求めた。
（交点部間隔）
　キーエンス社製高精度形状測定システムＫＳ－１１００を用い、ネット状サンプルを厚み方向上部から倍率２０倍で観察し、供給側流路材の供給水流れ方向に対して垂直方向の交点部間隔と供給側流路材の供給水流れ方向に対して平行方向の交点部間隔について、任意の交点部間隔を３０箇所測定し、その平均値を算出した。
（糸径）
　キーエンス社製高精度形状測定システムＫＳ－１１００を用い、上記定義した太径部の糸径を３０箇所計測し、その平均値を交点部の糸径として算出した。上記定義した細径部においても同様に、細径部の径を３０箇所計測し、その平均値を交点部以外の部分の糸径として算出した。
（交点部形状）
　キーエンス社製高精度形状測定システムＫＳ－１１００を用い、上記定義した交点部の短径、及び長径をそれぞれ３０箇所計測し、その平均値を交点部の短径、長径として算出した。上記（１）かつ（２）の方向から見た時の長径／短径が、１．０≦長径／短径≦１．２の場合「略球状」、（１）又は（２）の方向から見た時の長径／短径が、１．２＜長径／短径の場合「楕円球状」と識別した。
（造水量）
　分離膜エレメントを圧力容器に入れて、供給水として、濃度５０００ｐｐｍの食塩水、ｐＨ６．５のＮａＣｌ水溶液を用い、運転圧力１．２ＭＰａ、温度２５℃の条件下で３０分間運転した後に１分間のサンプリングを行い、１日あたりの透水量（ガロン）を造水量（ＧＰＤ（ガロン／日））として表した。なお、回収率は８％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濃度を伝導率測定により求め、下記式からＴＤＳ除去率（％）を算出した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
（エレメント差圧）
　分離膜エレメントを装填する円筒状圧力容器の上流側（供給水側）と下流側（濃縮水側）を長野計器製差圧計（型式ＤＧ１６）を介して配管で接続し、運転中のエレメント差圧を計測した。運転条件は、供給水流量は９Ｌ／分、運転圧力は１．０ＭＰａとし、供給水には逆浸透膜処理水を用いた。また、エレメント内部の気泡が抜けた後は透過水配管のコックを閉じ、実質的に膜ろ過が行えない状態、つまり供給水が全量濃縮水として排出される状態で運転を行いエレメント差圧（ｋＰａ）の測定を行った。
（分離膜表面及び供給側流路材のファウラント付着割合）
　分離膜と供給側流路材、透過側流路材を透明なアクリルセルに入れて、供給水として蛍光物質を標識したウシ血清アルブミン１００ｐｐｍの水溶液を用い、運転圧力０．５ＭＰａ、温度２５℃の条件下で１２時間運転した後に、蛍光物質が標識されていないウシ血清アルブミン１００ｐｐｍの水溶液でフラッシングを行った。
　その後、オプトサイエンス社製デジタルマイクロスコープＤｉｎｏ－Ｌｉｔｅを用いて蛍光観察し、膜面及び供給側流路材に堆積した蛍光物質の付着面積割合（％）をＩｍａｇｅ　Ｊを用いて算出した。
（ファウリング試験）
　分離膜エレメントを圧力容器に入れて、供給水として、硬度４６ｐｐｍ、アルカリ度４２ｐｐｍ、ＴＤＳ９５．８９ｐｐｍ、ＴＯＣ２ｐｐｍ、ｐＨ７．０の琵琶湖水を用い、運転圧力０．５ＭＰａ、温度２５℃の条件下で３０分間運転した後に１分間のサンプリングを行い、その時の１日あたりの透水量（ガロン）を初期造水量（ＧＰＤ（ガロン／日））を得た。その後、４週間連続運転を行い、通水後造水量（ＧＰＤ）を得た。初期造水量と通水後造水量から、下記式に従い、造水量低下率（％）を求めた。なお、回収率は５０％とした。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
＜実施例１＞
（手順Ｐによる供給側流路材の作製）
　ポリプロピレンを材料として、多数の小さい孔を配置した内側と外側の２つの口金を逆方向に回転させながら、押出機から溶融させた樹脂を所定の吐出圧で供給して、網状構造を有する筒状ネットを成形した。冷却固化させた後に加熱炉内で縦延伸と横延伸とを逐次で行う方法により、表１に示す構成の供給側流路材を作製した。なお、押出機からの溶融樹脂吐出圧、引き取り速度、縦延伸・横延伸倍率、加熱炉内温度を変更し、最終的に表１の供給側流路材形状となるよう構造制御を行った。
（スパイラル型分離膜エレメントの作製）
　ポリエチレンテレフタレート繊維からなる不織布（繊度：１デシテックス、厚み：約９０μｍ、通気度：１ｃｃ／ｃｍ２／ｓｅｃ、密度０．８０ｇ／ｃｍ３）上にポリスルホンの１６．０質量％の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、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膜からなる、多孔性支持層（厚さ１３０μｍ）ロールを作製した。
　その後、繊維補強ポリスルホン支持膜の、ポリスルホンからなる層側の表面をｍ－ＰＤＡの１．５質量％およびε－カプロラクタム１．０質量％を含む水溶液中に２分間浸漬してから、垂直方向にゆっくりと引き上げた。更に、エアーノズルから窒素を吹き付けることで、支持膜表面から余分な水溶液を取り除いた。
　その後、トリメシン酸クロリド０．０８質量％を含むｎ－デカン溶液を、膜の表面が完全に濡れるように塗布してから、１分間静置した。その後、膜から余分な溶液をエアブローで除去し、８０℃の熱水で１分間洗浄して、複合分離膜ロールを得た。
　このように得られた分離膜を、分離膜エレメントでの有効面積が８ｍ２となるように供給側の面を内側にして折り畳み断裁加工し、上記で得た供給側流路材（厚み：０．８ｍｍ）を挟み込んで複数の分離膜リーフを作製した。
　得られた分離膜リーフの透過側面にリーフ接着剤を塗布した後、透過側流路材としてトリコット（厚み：０．２６ｍｍ）を積層し、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）製集水管（幅：１０１６ｍｍ、径：１９ｍｍ、孔数２３個×直線状１列）にスパイラル状に巻き付けた。こうすることで、集水管の周りに封筒状膜が分離膜リーフの数だけ形成される。巻囲体の外周面をテープで固定後、両端のエッジカットと端板取り付けを行い、一方の側面から供給水が供給され濃縮水が排出される、直径が４インチの分離膜エレメントを作製した。
　作製した供給側流路材について、分離膜、透過側流路材と共に重ねて透明のアクリルセルに挟み、上述の分離膜表面及び供給側流路材のファウラント付着割合評価を行った。また分離膜エレメントを圧力容器に入れて、上述の造水量、除去率、及びエレメント差圧評価と、ファウリング試験を実施したところ、結果は表１の通りであった。
＜実施例２～１４＞
　供給側流路材の構成が表１に記載のとおりになるよう構造制御して供給側流路材を作製した以外は全て実施例１と同様にして、分離膜エレメントを作製した。
　分離膜エレメントを圧力容器に入れて、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の通りであった。
＜比較例１＞
　供給側流路材の構成が表２に記載のとおりになるよう構造制御して供給側流路材を作製した以外は全て実施例１と同様にして、分離膜エレメントを作製した。
　分離膜エレメントを圧力容器に入れて、上述の条件で各性能を評価したところ、結果は表２の通りであった。
＜比較例２＞
（手順Ｑによる供給側流路材の作製）
　ポリプロピレンを原料として、網目状の凹凸が表面に形成された鋳型ロールに溶融樹脂を流し込み、冷却固化させることで、繊維状物が同一平面上に存在するネットを製造した。なお、最終的に表２の供給側流路材形状となるよう、鋳型ロール表面に形成された突起パターンの構造制御を行った。
　得られた供給側流路材を用いて、実施例１と同様にして分離膜エレメントを作製した。
　分離膜エレメントを圧力容器に入れて、上述の条件で各性能を評価したところ、結果は表２の通りであった。
＜比較例３＞
（手順Ｒによる供給側流路材の作製）
　ポリプロピレンを材料として、多数の孔を配置した内側と外側の２つの口金を逆方向に回転させながら、押出機から溶融させた樹脂を供給して、網状構造を有する筒状ネットを成形し、繊維形状が寸胴であるネットを製造した。なお、押出機からの溶融樹脂吐出圧、引き取り速度を変更し、最終的に表２の供給側流路材形状となるよう構造制御を行った。
　得られた供給側流路材を用いて、実施例１と同様にして分離膜エレメントを作製した。
　分離膜エレメントを圧力容器に入れて、上述の条件で各性能を評価したところ、結果は表２の通りであった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
　表１、２に示す結果から明らかなように、実施例１～１４の分離膜エレメントは、優れた分離性能及び耐ファウリング性能を安定して備えていた。
　一方、比較例１では、供給側流路材がその交点部投影図の凸包面積に対する交点部投影面積の割合が９０％未満であったため、実施例１と比較してエレメント差圧、ファウラント付着割合、造水量低下率、及びエレメント差圧上昇が増加した。また、比較例２では繊維状列Ｘと繊維状列Ｙが立体交差していない（交点部以外の糸が流路中央部寄りに位置している）ため、造水量、除去率が低下し、エレメント差圧、ファウラント付着割合、造水量低下率、及びエレメント差圧上昇が増加した。また、比較例３では交点部が交点部以外の部分よりも太径ではないため、エレメント差圧、ファウラント付着割合、造水量低下率、及びエレメント差圧上昇が増加した。
　本発明の膜エレメントは、特に、ＲＯ浄水器としての利用や、かん水や海水の脱塩に好適に用いることができる。
　本発明を特定の態様を用いて詳細に説明したが、本発明の意図と範囲を離れることなく様々な変更および変形が可能であることは、当業者にとって明らかである。
　なお、本出願は２０２１年９月２４日付で出願された日本特許出願（特願２０２１－１５６１０２）に基づいており、その全体が引用により援用される。
１　スパイラル型分離膜エレメント
２　供給側流路材
３　分離膜
４　透過側流路材
５　封筒状膜
６　集水管
７　供給水
８　透過水
９　濃縮水
１０　供給水の流れ方向と平行方向かつ交点部Ｐを通らない任意の平面
１１　凸多角形
１２　凸包図形
Ｘ　繊維状物Ａから構成される繊維状列
Ｙ　繊維状物Ｂから構成される繊維状列
ｃ　供給側流路材の供給水流れ方向に対して垂直方向の交点部間隔
ｄ　供給側流路材の供給水流れ方向に対して平行方向の交点部間隔
Ｐ　交点部
Ｑ　凸多角形１１の外周上において、外接線を引くことのできる任意の点
Ｒ　点Ｑにおける凸多角形１１の外接線が点Ｑ以外で凸多角形１１と交差する点
Ａ　線分ＱＲと凸多角形１１の外周で形成される図形
ＬＶ１　繊維状列Ｘと分離膜間の距離のうちで短い方の距離
ＬＶ２　繊維状列Ｙと分離膜間の距離のうちで短い方の距離

Claims (3)

  1. 　集水管、供給側の面と透過側の面とを有する分離膜、前記供給側の面に配置された供給側流路材、および前記透過側の面に配置された透過側流路材を備え、前記分離膜、前記供給側流路材および前記透過側流路材が、前記集水管の周りに巻回された分離膜エレメントであって、
    　前記供給側流路材は、一方向に並んだ、繊維状物Ａから構成される複数の繊維状列Ｘ、および前記繊維状列Ｘとは異なる方向に並んだ、繊維状物Ｂから構成される複数の繊維状列Ｙとが互いに立体交差して交点部を形成したネット形状であり、
    　前記交点部は前記交点部以外の部分よりも太径の繊維で構成されており、
    　以下の（１）及び（２）のそれぞれの方向から前記交点部の１つを投影したとき、投影方向と垂直な平面に投影される投影図の凸包の面積に対する前記投影図の面積の割合が、いずれも９０％以上である分離膜エレメント。
    （１）前記繊維状列Ｘおよび前記繊維状列Ｙが並んでいる平面に垂直な方向
    （２）前記繊維状列Ｘおよび前記繊維状列Ｙが並んでいる平面に垂直な平面であって、かつ、前記交点部から構成される四角形の対角線のうち、最も長い対角線と平行な平面に垂直な方向
  2. 　前記交点部の、前記投影図の凸包の面積に対する前記投影図の面積の割合が、前記（１）及び（２）のいずれの方向から投影したときにも９５％以上である、請求項１に記載の分離膜エレメント。
  3. 　前記交点部の形状が楕円球形状または略球状である、請求項１または２に記載の分離膜エレメント。
     
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