CN103282105A - 分离膜元件 - Google Patents

Abstract

一种分离膜元件，所述分离膜元件包括：有孔集水管，和由分离膜形成的、卷绕在上述有孔集水管的周围的封套状膜，上述分离膜在其至少一面上具有100μm以上、2000μm以下的高低差，同时在上述有孔集水管的长度方向上上述分离膜两侧的端部均具有带状区域，所述带状区域的表面平均高低差为50μm以下。

Description

分离膜元件

技术领域

本发明涉及一种用于分离液体、气体等流体中含有的成分的分离膜元件及其制造方法。

背景技术

作为分离液体、气体等流体中所含的成分的方法，有多种方法。例如以用于除去海水、咸水等中所含的离子性物质的技术为例，近年来，作为用于节省能源及节省资源的工艺，通过分离膜元件进行分离的方法的利用正在扩大。从其孔径和分离功能的方面考虑，在利用分离膜元件的分离法中使用的分离膜包括：精密过滤膜、超滤膜、纳滤膜、反渗透膜、正渗透膜等，这些膜已经用于例如由海水、咸水、含有有害物质的水等得到饮用水的情况、和工业用超纯水的制造、废水处理、有价值物的回收等，根据目标分离成分及分离性能分开使用。

分离膜元件具有下述共同特征：在向分离膜的一侧的面供给原流体(raw fluid)、从另一侧的面得到透过流体。分离膜元件如下构成，即，将多个由各种形状形成的分离膜元件捆在一起，可以增大膜面积，每个单元元件中能够得到大量的透过流体，根据用途和目的，可以制造螺旋型、中空丝型、板框型(plate-and-frame type)、旋转平膜型、平膜集成型等各种元件。

例如螺旋型分离膜元件具有有孔集水管，同时具有卷绕在其周围的供给侧流路部件、分离膜及透过侧流路部件。供给侧流路部件将原流体供给至分离膜的供给流体侧表面。分离膜用于将原流体中所含的成分分离。透过侧流路部件透过分离膜、且将从原流体分离的透过流体导入到有孔集水管。螺旋型分离膜元件通过对原流体赋予压力，从而可以得到大量透过流体。图1给出螺旋型分离膜元件的一例。

如图1所示，为制造螺旋型分离膜元件1a，作为供给侧流路部件2设置高分子制网，作为透过侧流路部件4设置被称作特里科经编织物的针织物构件。分离膜3a在透过侧流路部件4的两面重叠、粘结成封套状，由此形成封套状膜5a。在封套状膜5a的内侧形成透过侧流体流路。封套状膜5a与网2交替地层合，封套状膜的开口部侧的规定部分与有孔集水管6的外周面粘结，以螺旋状卷绕。

近年来，对降低淡水制造成本的要求、特别是对降低膜元件制造所耗费的成本的要求提高，已经公开了利用分离膜、各流路构件、元件构件的改良进行低成本化。例如专利文献1中，公开了一种螺旋型分离膜元件，所述螺旋型分离膜元件将设置有槽的平膜层合·粘结并卷绕在有孔集水管的周围。专利文献1中，如上所述，公开了以下方法：通过将形成有槽的2张平膜层合，在平膜之间形成流路，从而不使用供给侧流路部件或透过侧流路部件。另外，专利文献2及3中，公开了以下方法：使用包含具有凹凸的多孔性支承体和分离活性层的片状分离膜，不使用网等供给侧流路部件或特里科经编织物等透过侧流路部件。

专利文献1：日本特开昭63-69503号公报

专利文献2：日本特开2010-99590号公报

专利文献3：日本特开2010-125418号公报

发明内容

然而，上述分离膜元件存在原流体的一部分流入透过侧的问题，不能认为分离性能充分稳定。

因此，本发明的目的在于提高具有凹凸的分离膜的分离除去性能。

为了实现上述目的，本发明的分离膜元件具有有孔集水管、和由分离膜形成的、卷绕在上述有孔集水管的周围的封套状膜，上述分离膜在至少一面上具有100μm以上、2000μm以下的高低差，同时在上述孔集水管的长度方向的两侧端部均具有带状区域，所述带状区域的表面平均高低差为50μm以下。

根据本发明，可以得到一种分离膜元件，该分离膜元件不仅利用分离膜表面的高低差形成高效率且稳定的供给侧流路，同时在封套状膜的带状端部中分离膜之间的粘结性也得到提高，结果可以得到在高压条件下的运转时具有分离成分的除去性能和高透过性能的高性能、高效率分离膜元件。

附图说明

【图1】为模式化地表示螺旋型分离膜元件的构件构成的部分展开立体图。

【图2】为表示本发明的分离膜元件的例子的部分展开立体图。

【图3】为表示本发明的其他分离膜元件的例子的部分展开立体图。

【图4】为表示本发明的其他分离膜元件的例子的部分展开立体图。

【图5】为表示本发明的其他分离膜元件的例子的部分展开立体图。

【图6】为第2图的I-I线剖面图。

【图7】为表示本发明的分离膜的一例的剖面图。

【图8】为表示本发明的分离膜构成的一例的剖面图。

【图9】为表示本发明的分离膜构成的其他例子的剖面图。

【图10】为表示供给侧流路部件的一例、即条纹状流路部件的俯视图。

【图11】为表示供给侧流路部件的另一例、即为点状流路部件的俯视图。

【图12】为表示对置的2个分离膜中供给侧流路部件聚合的状态的俯视图。

【图13】为表示以供给侧的面作为内侧进行折叠得到的分离膜的立体图。

具体实施方式

以下对本发明的实施方式进行说明。

I.分离膜

<分离膜的构成概要>

分离膜可以将原流体中的成分分离。分离膜也可以具有例如i)基材、分离功能层、和配置于基材和分离功能层之间的多孔性支承层。另外，分离膜也可以为下述构成：ii)具有基材及层合于基材上的分离功能层，但基材和分离功能层之间不设置多孔性支承层。需要说明的是，分离膜ii)也可以包括具有与分离膜i)中的多孔性支承层同样的构成的层作为分离功能层。

图8及图9分别给出上述i)及ii)分离膜的构成的例子。

如图8所示，分离膜10具有基材11、分离功能层13、配置在基材11和分离功能层13之间的多孔性支承层12。

如图19所示，分离膜14具有基材15、和层合于基材15的分离功能层16。在基材15和分离功能层16之间不设置有多孔性支承层12。如上所述，作为分离功能层16，可以采用与多孔性支承层12同样的构成。另外，作为基材15，可以采用与基材11同样的构成。

分离膜中的分离功能层侧的面图示为供给侧的面34，基材侧的面图示为透过侧的面35。如后述那样，向供给侧的面34供给原流体时，原流体被分离为透过分离膜向面35的一侧移动的透过流体、和停留在分离膜的面34一侧的浓缩流体。

<分离功能层>

上述i)的方案的分离膜中，作为分离功能层，例如从控制孔径、耐久性的方面考虑，可以使用交联聚合物。具体而言，从分离性能的方面考虑，可以优选使用在后述的多孔性支承层上使多官能胺和多官能酰基卤缩聚而形成的聚酰胺分离功能层、及有机无机混合物功能层等。

上述分离膜i)中的分离功能层可以含有聚酰胺作为主成分。该分离膜可以优选用于例如由海水、咸水、含有有害物质的水等得到饮用水的情况和工业用超纯水的制造。聚酰胺例如为多官能胺与多官能酰基卤的缩聚物。

本说明书中，“组合物X含有物质Y作为主成分”的情况下，物质Y在组合物X中的含有率优选为50重量％以上，较优选为60重量％以上，特别优选为80重量％以上。另外，组合物X可以实质上仅由物质Y形成。所谓组合物，为包含混合物、复合物、及化合物等的概念。

聚酰胺的构成、以及多官能胺及多官能酰基卤列举在制造方法一栏中。进而，从耐化学药品性的方面考虑，构成上述分离膜i)的分离功能层也可以具有含有Si元素等的有机-无机混合物结构。有机-无机混合物结构的分离功能层的组成没有特别限定，例如可以含有化合物(A)及/或化合物(B)的聚合物，化合物(A)是具有乙烯性不饱和基团的反应性基团及水解性基团与硅原子直接键合得到的硅化合物，所述化合物(B)具有上述硅化合物以外的乙烯性不饱和基团。

即，分离功能层可以含有下述物质中的至少1种聚合物：

·仅化合物(A)缩合及/或聚合而形成的聚合物；

·仅化合物(B)聚合而形成的聚合物；以及

·化合物(A)和化合物(B)的共聚物。

需要说明的是，上述聚合物中包括缩合物。另外，在化合物(A)和化合物(B)的共聚物中，化合物(A)可以通过水解性基团缩合。化合物B可以通过乙烯性不饱和基团聚合。

分离功能层中，化合物(A)的含有率优选为10重量％以上，较优选为20重量％～50重量％。另外，分离功能层中的化合物(B)的含有率优选为90重量％以下，较优选为50重量％～80重量％。另外，化合物(A)∶化合物(B)的重量比率例如优选为1∶9～1∶1。在上述范围内时，分离功能层中所含的缩聚物中，可以得到较高的交联度，因此膜过滤时可以抑制成分从分离功能层溶出，结果可以实现稳定的过滤性能。

需要说明的是，化合物(A)、化合物(B)及其他化合物有时形成聚合物(包含缩合物)等化合物。因此，例如论述“分离功能层中的化合物(A)的含有率”时，化合物(A)中也包含缩聚物中来自化合物(A)的成分的量。化合物(B)及其他化合物也是同样的。

另外，分离功能层除化合物(A)的反应性基团之外不包含具有乙烯性不饱和基团的反应性基团。但分离功能层可以含有来自具有水解性基团的硅化合物(C)的成分。上述化合物(C)的例子如后所述。

上述化合物(C)可以以仅化合物(C)的缩合物的形式含有，或者也可以以与化合物(A)和化合物(B)的聚合物的缩合物的形式含有。

接着，对构成上述分离膜ii)的分离功能层进行详细说明。上述分离膜ii)优选用于污水处理等。

上述分离膜ii)中的分离功能层只要具有分离功能和机械强度即可，没有特别限定，可以由例如纤维素、聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚氯乙烯树脂、聚偏1，1-二氟乙烯树脂、聚砜树脂、聚醚砜树脂、聚酰亚胺树脂、聚醚酰亚胺树脂等形成。需要说明的是，分离功能层可以含有上述树脂作为主成分。

特别是作为分离功能层的主成分，优选易于利用溶液进行成膜、且物理耐久性和耐化学药品性也优异的聚氯乙烯树脂、聚偏1，1-二氟乙烯树脂、聚砜树脂、聚醚砜树脂等。

如后述那样，分离功能层例如可以如下制造，即，将聚砜的N，N-二甲基甲酰胺(以下也记作DMF)溶液以一定厚度浇铸到后述的基材、即无纺布上，使其在水中进行湿式凝固来制造。

上述分离膜ii)中，多孔性树脂层(即分离功能层)的一侧的表面中的平均孔径优选为另一侧表面的平均孔径的2倍以上的大小。

对于任意分离功能层的厚度也没有特别限定。上述分离膜i)优选用作例如反渗透、正渗透、纳滤膜。上述情况下，从分离性能和透过性能的方面考虑，分离功能层的厚度优选为5～3000nm，从透过性能的方面考虑，特别优选为5～300nm。

另外，上述分离膜i)中，分离功能层的厚度可以按照目前为止的分离膜的膜厚测定法，例如可以如下进行测定，即，用树脂将分离膜包埋后，制作超薄切片，进行染色等处理后，利用透射式电子显微镜进行观察来测定。作为主要的测定法，分离功能层具有褶皱结构的情况下，对于1个褶皱(pleat)，在位于比多孔性支承层靠上的位置的褶皱结构的剖面长度方向以50nm间隔进行测定，对20个褶皱进行测定，根据其平均值求出。

另一方面，上述方案ii)的分离膜的情况下，分离功能层的厚度优选为1～500μm，较优选为5～200μm。分离功能层的厚度为1μm以上时，分离功能层中不易产生裂缝等缺陷，因此可以维持过滤性能。分离功能层的厚度为500μm以下时，可以维持良好的透过性能。

<多孔性支承层>

多孔性支承层对分离膜赋予机械强度。另外，多孔性支承层中的孔的尺寸和分布没有特别限定，多孔性支承层可以对离子等分子尺寸小的成分不具有分离性能。具体而言，多孔性支承层只要是通常被称作“多孔性支承膜”的物质即可，例如具有均匀且微细的孔的层、或具有从形成有分离功能层的一侧表面向另一侧的面逐渐增大的微细孔的层。优选使用以下多孔性支承层，所述多孔性支承层在形成有分离功能层的一侧表面使用原子力显微镜或电子显微镜等从表面测定的细孔的投影面积等效圆直径为1nm以上100nm以下。从界面聚合反应性及分离功能膜的保持性的方面考虑，特别优选具有3～50nm的投影面积等效圆直径。

多孔性支承层的厚度没有特别限定，从分离膜的强度、形成分离膜的高低差的方面及供给侧流路的形态稳定性的方面考虑，优选在20～500μm的范围内，较优选在30～300μm的范围内。

多孔性支承层的构造可以通过扫描电子显微镜、透射式电子显微镜或原子力显微镜观察。例如利用扫描电子显微镜进行观察时，从基材(无纺布)上将多孔性支承膜剥离后，利用冷冻切割法将其切断制成用于剖面观察的样品。在上述样品上较薄地涂布铂或铂-钯或四氯化钌、优选四氯化钌，在3～6kV的加速电压下，用高分辨率电场放射型扫描电子显微镜(UHR-FE-SEM)进行观察。高分辨率电场放射型扫描电子显微镜可以使用日立制S-900型电子显微镜等。根据所得电子显微镜照片，确定多孔性支承层的膜厚和表面的投影面积等效圆直径。如上所述得到的支承层的厚度及孔径为平均值。另外，对于支承层的厚度，利用剖面观察在与厚度方向垂直的方向以20μm间隔测定，是20个点测定的平均值。另外，孔径为对200个孔进行计数并对孔的各投影面积等效圆直径加以平均而测定的平均值。

作为多孔性支承层的原料，优选聚砜、乙酸纤维素、聚氯乙烯、环氧树脂或将它们混合、层合得到的原料，作为化学稳定性、机械稳定性、热稳定性高、孔径易于控制的原料，优选聚砜。

如上所述，具有与本栏中说明的多孔性支承层同样的构成的层有时以分离功能层的形式设置于基材上。上述情况下，多孔性支承层的孔径等根据作为分离对象的物质来设定。

<基材>

接着，作为基材，从保持分离膜的分离性能及透过性能、同时赋予合适的机械强度、控制分离膜表面的高低差的方面考虑，可以使用为纤维状基材的无纺布。

作为无纺布，可以使用由聚烯烃、聚酯、纤维素等形成的无纺布，从形成分离膜的高低差的方面、形态保持性的方面考虑，优选由聚烯烃、聚酯形成的无纺布。另外，也可以使用混合了多种原料的无纺布。

作为基材，可以优选使用长纤维无纺布或短纤维无纺布。基材优选满足下述条件：将高分子聚合物的溶液倾倒至基材上时，高分子聚合物的溶液难以渗透至基材里面(透过侧)；多孔性支承层不易剥离；以及不易产生由基材的起毛等导致的分离膜的不均匀化和针孔等缺陷等。因此，作为基材，特别优选使用长纤维无纺布。作为基材，可以使用例如由热塑性连续长丝构成的长纤维无纺布。另外，在分离膜的连续成膜中，从对成膜方向施加张力的方面考虑，基材中优选使用尺寸稳定性优异的长纤维无纺布。特别是在上述方案i)的分离膜中，从强度和成本的方面考虑，优选长纤维无纺布，进而，从基材的成型性的方面考虑，优选聚酯长纤维无纺布。

从成型性、强度的方面考虑，对于长纤维无纺布，优选与多孔性支承层为相反侧的表层中的纤维与多孔性支承层侧的表层纤维相比具有较高的纵向取向。通过上述结构，可以保持强度，更有效地抑制膜破裂等。进而，通过上述结构，包括多孔性支承层和基材的层合体的成型性也提高，分离膜的凹凸部形状稳定。更具体而言，长纤维无纺布的、与多孔性支承层为相反侧的表层中的纤维取向度优选为0°～25°，另外，与多孔性支承层侧表层中的纤维取向度的取向度差优选为10°～90°。

分离膜的制造工序和元件的制造工序中包括加热的工序。通过加热，会引起多孔性支承层或分离功能层收缩的现象。特别是在连续成膜中在没有赋予张力的宽度方向，收缩明显。因为收缩导致尺寸稳定性等方面产生问题，所以期望作为基材的热尺寸变化率小。无纺布中，与多孔性支承层为相反侧的表层中的纤维取向度和多孔性支承层侧表层中的纤维取向度的差为10°～90°时，也可以抑制由热产生的宽度方向的变化，为优选。

此处所谓纤维取向度，为表示构成多孔性支承层的无纺布基材的纤维朝向的指标，当将进行连续成膜时的成膜方向设为0°、将与成膜方向成直角方向、即无纺布基材的宽度方向设为90°时，纤维取向度是指构成无纺布基材的纤维的平均角度。因此，表示纤维取向度越接近于0°越为纵向取向，越接近于90°越为横向取向。

纤维取向度如下求出，即，从无纺布随机采集10个小片样品，使用扫描电子显微镜以100～1000倍拍摄上述样品的表面，从每个样品中分别采集10根，对上述共计100根纤维，测定将无纺布的长度方向(纵向、成膜方向)设为0°、将无纺布的宽度方向(横向)设为90°时的角度，将小数点以后第一位四舍五入求出它们的平均值，作为纤维取向度。

需要说明的是，分离膜中所含的基材、多孔性支承层及分离功能层等各层中，除上述成分之外，还可以以5重量％以下、2重量％以下、或1重量％以下的比例含有着色剂、防静电剂、增塑剂等添加物。

<凹凸部>

本实施方式中，在分离膜的至少一面上设置有多个凹凸部，所述凹凸部具有100μm以上、2000μm以下的高低差。通过在分离膜表面形成多个凹凸部，可以稳定地形成供给侧流路，实现分离性能及透过性能优异的分离膜。高低差优选为200μm以上。另外，高低差优选为1500μm以下，较优选为1000μm以下。

所谓“设置高低差”及“设置凹凸部”，包含在分离膜中形成槽、凹陷及/或凸起等的情况。需要说明的是，槽、凹陷及/或凸起等的纵剖面及横剖面的大小以及形状等可以进行变更，不限定于特定的方案。

例如凹凸部可以为能形成供给侧流路或透过侧流路的形状。即，为了形成供给侧流路，对分离膜的基本整体能有效地供给原流体的连续的槽结构可以形成于分离膜的供给侧的面。另外，为了形成透过侧流路，组入元件中时能将透过流体回收到集水管中的连续的槽结构可以形成于分离膜的透过侧的面。

所谓“凹凸部”，是指分离膜的剖面中，分离膜的单侧的表面中相邻的2个凸部的顶点之间的区域。即，分离膜的剖面中的至少1个，在分离膜的单侧的表面中包括相邻的3个以上的凸部、及设置于这些凸部之间的凹部。另外，例如凸部的上面为平坦的情况下，在剖面中，平坦的部分的中点被视为上述“顶点”。

在分离膜的一面上设置网状槽的情况下，俯视时，槽的数量为“1”，但在剖面中呈现出多个凹凸部。在分离膜的一面设置网状凸部的情况也同样地，俯视时，凸部的数量为“1”，但在剖面中呈现出多个凸部。上述结构也包含在“设置多个凹凸部”的构成中。

高低差例如如图7的分离膜3a所示，由剖面中呈现出凹凸的结构形成。即，分离膜3a中的供给侧的面34的凸部与透过侧的面35的凹部对应，供给侧的面34的凹部与透过侧的面35的凸部对应。分离膜3a中，供给侧的面34中的高低差与透过侧的面35中的高低差大致相同。因此，图7中，将上述高低差合并表示为D1。

1个分离膜元件中所含的全部分离膜均可以具有上述高低差，也可以仅一部分分离膜具有上述高低差。另外，可以在1片分离膜的整个面上设置有高低差，或者1片分离膜也可以包括不设置有高低差的区域和设置有高低差的区域这两者。

分离膜的高低差可以使用市售的形状测定系统测定。例如可以通过利用激光显微镜观察分离膜的剖面来测定高低差，或者也可以利用Keyence制高精度形状测定系统KS-1100观察分离膜的表面由此来测定高低差。对存在高低差的位置实施测定，可以通过将各高度值的总和值除以测定总位置数求出。本说明书列举的任一种测定方法中高低差均满足上述范围。对具体的测定方法在实施例中进行说明。

高低差的间距优选为0.1mm以上、30mm以下，较优选为0.5mm以上、15mm以下。所谓间距，为存在高低差的分离膜的至少一面中从高位置的最高处到相邻的高位置的最高处之间的水平距离。

作为凹凸部的形状(即凹部或凸部的形状)，没有特别限定，重要的是减小流路的流动阻力，且使向分离膜元件供给流体使其透过时的流路稳定化。从上述方面考虑，从供给侧的面对凹部或凸部观察时的形状，可以为椭圆、圆、椭圆、梯形、三角形、长方形、正方形、平行四边形、菱形、不定形。另外，对于与分离膜垂直的剖面中的凹部或凸部的形状，将供给侧作为上方、透过侧作为下方时，从上方到下方具有一定宽度地形成，或者可以以扩大的方式形成，或者可以以缩小的方式形成。

分离膜中的供给侧的面的凸部面积相对于从供给流体侧的上部的观察面积(2维面积)优选为5％以上、80％以下，从流动阻力和流路稳定性的方面考虑，特别优选为10％以上、60％以下。所谓凸部面积，为投影面积M1，即，比分离膜的供给侧表面的高低差的中心线(例如图7的点划线)高的部分在与分离膜的供给侧表面成平行的平面上的投影面积。即，面积M1相对于分离膜的表面的投影面积M2之比(M1/M2)优选在上述范围内。

需要说明的是，在透过侧的面形成有高低差的分离膜适用于省略了透过侧流路部件的分离膜元件。另外，在供给侧的面形成有高低差的分离膜适用于省略了供给侧流路部件的分离膜元件。另外，在两面上形成有高低差的分离膜适用于省略了透过侧流路部件及供给侧流路部件的分离膜元件。

当然，作为图7的分离膜3a，可以应用图8及图9的分离膜10及14的构成。

需要说明的是，将不同栏中记载的构成及方案分别组合得到的方案也包含在本发明的技术范围内。

<带状端部>

如图6所述，具有高低差的分离膜通过重叠并粘结而形成封套状膜5b。在封套状膜5b的端部设置有带状区域。将上述带状区域称作带状端部，标记符号“7”。

带状端部7为在分离膜表面上实质上没有形成高低差的部分。由此，可以提高分离膜之间的粘结性。例如分离膜表面的平均高低差X为50μm以下。涂布有粘结剂的部分即带状端部7中，通过将分离膜表面平均高低差X设为50μm以下，可以提高分离膜之间的粘结性且无粘结剂的涂布不匀和粘结不良。

带状端部的宽度可以根据粘结剂的涂布量在例如10mm～100mm的范围内适当变更。在上述范围内时，可以确保在具有高低差的2片分离膜之间形成的供给侧及透过侧流路。

带状端部以外、即凹凸区域21的分离膜表面中的平均高低差Y优选为100μm以上，较优选为200μm以上。另外，平均高低差Y优选为2000μm以下，较优选为1000μm以下。通过使平均高低差Y为100μm以上，如上所述可以稳定地形成螺旋型分离膜元件1b或分离膜元件1c的供给侧或透过侧流路，可以提高分离、透过性能。另外，通过使平均高低差Y为2000μm以下，可以提高每1个元件中的膜的填充率。

II.供给侧流路部件

如图4及图5所示，通过在上述带状端部设置供给侧流路部件8，可以进一步提高原流体对分离膜供给面的供给效率。

供给侧流路部件8为通过热熔融粘接设置的树脂体或多种树脂体的集合体。流路部件可以通过热熔融粘接设置，由此供给侧流路部件8的形状自由度非常高。因此，根据各种条件，流路部件的形状可以进行变更。

例如供给侧流路部件8可以具有连续的形状也可以具有不连续的形状。但是，为了降低原流体的流动阻力，供给侧流路部件8优选具有不连续的形状。

所谓“连续”，是指流路部件相对于分离膜的面的投影图像为连续的的形状。作为具有上述形状的构件，可以举出织物、针织物(网等)、无纺布、多孔性材料(多孔性膜等)等。

所谓“不连续”，是指在带状端部中，相对于分离膜的面的投影图像为不连续的形状。作为不连续，可以举出多种树脂体在分离膜上彼此隔着间隔地设置的方案。另外，换而言之，所谓不连续也可以指以透过流体能在树脂体间流动的程度在1片分离膜上相邻的树脂体彼此分离。

另外，可以选择各树脂体的形状，使供给侧流路的流动阻力减小，或者使供给侧流路稳定化。

作为各树脂体的形状，可以使用粒状、线状、半球状、柱状(包含圆柱状、方柱状等)、或壁状等。设置于1片分离膜上的线状或壁状的多种流路部件可以以彼此不交差的方式配置，例如可以彼此平行地配置。

另外，在平面方提高，各树脂体可以具有例如直线、曲线、椭圆(包含正圆及椭圆)、多边形(三角形、长方形、正方形、平行四边形、菱形、梯形)、不定形等形状。

在与分离膜的面方向垂直的剖面上，流路部件4(及其中所含的树脂体)可以具有例如椭圆、圆、椭圆、梯形、三角形、长方形、正方形、平行四边形、菱形、不定形的形状。另外，在与分离膜的面方向垂直的剖面上，供给侧流路部件从上部朝向下部(即，从厚度方向中的供给侧流路部件的顶点朝向分离膜的供给侧的面)可以为宽度变宽的形状、变窄的形状、为一定宽度的形状中的任一种形状。

供给侧流路部件8的高度(供给侧流路部件8和分离膜供给侧的面的高低差)优选为80μm以上，较优选为100μm以上。通过使流路部件8的高度为80μm以上，可以减小流动阻力。另外，流路部件8的高度优选为2000μm以下，较优选为例如1500μm以下或1000μm以下。通过使流路部件8的高度为2000μm以下，可以增大每1个元件的膜面积。

各树脂体的形状为线状的情况下，为了便于制造、及稳定地形成供给侧流路，树脂体的配置图案优选为条纹状。条纹状图案中，线状的树脂体以彼此不交差的方式配置。所谓线状，也可以为直线及曲线均可。线状的树脂体的宽度优选为0.2mm以上，较优选为0.5mm以上。另外，线状树脂体的宽度优选为10mm以下，较优选为3mm以下。相邻的树脂体之间的间隔可以在树脂体的宽度的十分之一到50倍之间选择。

另外，各树脂体的形状为点状的情况下，点状树脂体的直径优选为0.1mm以上，较优选为0.5mm以上。另外，树脂体的直径优选为5.0mm以下，更具体而言，可以为1.0mm以下。作为点状树脂体的配置图案的例子，可以举出曲折状及格子状。树脂体的间隔优选为0.2mm以上，较优选为1.0mm以上。另外，树脂体间的隔优选为20.0mm以下，较优选为15.0mm以下。

另外，在带状端部7中，供给侧流路部件4相对于供给侧的面34的投影面积比优选为0.05以上。由此，可以更确实地形成流路。另外，投影面积比优选小于0.2。由此，可以降低原流体的阻力，可以将压力损失抑制在较低水平，同时可以确保有效膜面积。

此处，所谓设置于端部的供给侧流路部件的投影面积比，是指在带状端部7相对于与分离膜的面方向成平行的平面的投影面积中、设置于该带状端部内的供给侧流路部件的投影面积所占的比例。例如在后述图4及图5中，供给侧流路部件的投影面积比，是指供给侧流路部件8相对于有孔集水管的长度方向的两侧带状端部7的投影面积比。

供给侧流路部件8及其中所含的树脂材料的宽度、直径、间隔、高低差等可以使用市售的形状测定系统等测定。例如对于高低差，可以通过利用激光显微镜的剖面测定、Keyence制高精度形状测定系统KS-1100等进行测定。对任意的存在高低差的位置实施测定，可以将各高度值的总和值除以测定总位置数求出。需要说明的是，对于供给侧流路部件的剖面形状、及从膜上部进行观察时的表面形状，只要在不破坏作为螺旋型分离膜元件的所期望的效果的范围内即可，对其形状没有特别限定。

图10及图11所示的供给侧流路部件41及42可以作为供给侧流路部件8使用。图10所示的供给侧流路部件41具有多个树脂体411，树脂体411每个为直线、相对于集水管2的长度方向(图中的x轴方向)为倾斜的长的形状。特别是在图10中，树脂体411彼此平行地配置。所谓倾斜，是指不包括平行及垂直的情况。即，树脂体411的长度方向和x轴方向之间的角度θ为0°以上、小于90°。需要说明的是，角度θ是指绝对值，与x轴彼此呈线对称的2个树脂体显示出相同角度θ。

通过使角度θ小于90°，原流体的流动紊乱，所以不易引起浓差极化(concentration polarization)，可以实现良好的分离性能。通过使角度θ大于0°，浓差极化的抑制效果进一步提高。另外，通过使角度θ为60°以下，原流体的流动阻力较低，且针对浓差极化可以得到高抑制效果。进而，为了降低流动阻力、且产生涡流效果，较优选为大于15°、45°以下。

需要说明的是，条纹状的配置中，上游侧的流路部件与下游侧的流路部件可以平行，或者也可以不平行。例如上游侧的流路部件和下游侧的流路部件，相对于卷绕方向、即相对于分离膜的长度方向可以为线对称，或者也可以为非线对称。

图11所示的供给侧流路部件42具有多个点形状的树脂体421。各树脂体421的平面形状为圆形，且树脂体421以曲折状配置。

将分离膜以供给侧的面相对的方式重叠。供给侧流路部件可以如下配置，即，如上所述通过将分离膜重叠，使设置于相互对置的供给侧的面的树脂体彼此重叠。

作为上述构成的例子，图12给出图10的流路部件41的重叠的样子。如果分离膜落入树脂体411之间，则供给侧流路变窄，但如图12所示通过使各树脂体411以交差的方式重叠，可以抑制上述落入。

需要说明的是，为了使分离膜如上所述地进行重叠，可以如图13所示以使分离膜的供给侧的面34成为内侧的方式将分离膜3b折叠，或者也可以将2片分离膜3b以使供给侧的面34对置的方式进行贴合。

弯折分离膜3b时，也取决于构成流路部件41的树脂的刚性，但为了提高分离膜3b的折叠性，优选在折叠线上及其附加不配置流路部件。

构成供给侧流路部件8、41及42的树脂优选聚烯烃、改性聚烯烃、聚酯、聚酰胺、聚氨酯、环氧树脂等热塑性树脂。特别是从加工性和费用的方面考虑，作为树脂，较优选乙烯乙酸乙烯基酯共聚树脂等聚烯烃树脂或聚酯树脂，特别优选能够在100℃以下进行加工的乙烯乙酸乙烯基酯共聚树脂等聚烯烃树脂或聚酯树脂。

III.透过侧流路部件

对于透过侧流路部件，只要可以形成透过流体能够达到有孔集水管的结构即可，形状、大小、原料等不限定于具体的构成。

作为透过侧流路部件，作为具有连续形状的构件的例子，已经列举了特里科经编织物。对于连续的定义已经进行过阐述。作为具有连续形状的构件，除此之外，还可以举出织物、针织物(网等)、无纺布、多孔性材料(多孔性膜等)等。

也可以使用不连续的树脂体来代替透过侧流路部件。对于不连续的定义已经进行了阐述。作为不连续的流路部件的形状，具体而言可以举出点状、粒状、线状、半球状、柱状(包含圆柱状、方柱状等)、或壁状等。设置于1片分离膜上的线状或壁状的多个流路部件只要以彼此不交差的方式配置即可，具体而言，可以彼此平行地配置。

构成不连续形状的透过侧流路部件的各树脂体的形状没有特别限定，优选减小透过流体流路的流动阻力、且对分离膜元件供给原流体使其透过时使流路稳定化。作为从与分离膜的透过侧的面垂直的方向对不连续形状的透过侧流路部件的一个单元进行观察时的俯视形状，可以举出例如椭圆、圆、椭圆、梯形、三角形、长方形、正方形、平行四边形、菱形、不定形。另外，在与分离膜的面方向垂直的剖面中，透过侧流路部件从上部朝向下部(即，从厚度方向中的透过侧流路部件的顶点朝向设置于透过侧流路部件的分离膜)可以为宽度变宽的形状、变窄的形状、为一定宽度的形状中的任一种形状。

分离膜元件中的透过侧流路部件的厚度优选为30μm以上、1000μm以下，较优选为50μm以上、700μm以下，更优选为50μm以上、500μm以下，在上述范围内时，可以确保稳定的透过流体的流路。

对于透过侧流路部件的厚度，例如利用热熔加工法配置不连续形状的透过侧流路部件的情况下，通过变更处理温度或选择的热熔用树脂，可以自由地进行调节使其可以满足所要求的分离特性和透过性能的条件。

透过侧流路部件的厚度可以使用市售的形状测定系统等测定。例如可以利用激光显微镜从剖面进行厚度测定、采用Keyence制高精度形状测定系统KS-1100等进行测定。对任意的存在透过侧流路部件的位置实施测定，将各厚度值的总和值除以测定总位置数，由此求出其厚度。

IV.分离膜元件

以上说明的各构件可以用于分离膜元件。以下参照附图，对分离膜元件的实施方式进行说明。

1.第1实施方式

图2为表示本发明的分离膜元件的例子的部分展开立体图。

如图2所示，分离膜元件1b为所谓螺旋型分离膜元件。分离膜元件1b包括：有孔集水管6、和卷绕在有孔集水管6周围的分离膜3b。需要说明的是，对于端板等未作特别说明的构件，采用与图1同样的构成。

分离膜3b通过卷绕在有孔集水管6的周围，形成圆柱状卷绕体。作为分离膜3b，可以使用上述具有凹凸部的分离膜。即，分离膜3b具有凹凸区域21，所述凹凸区域21在表面上具有100μm以上、2000μm以下的高低差。通过将分离膜3b重叠并粘结，形成矩形的封套状膜5b。在封套状膜5b中的有孔集水管6的长度方向上的两端，设置有带状区域，所述带状区域的分离膜表面平均高低差为50μm以下。将上述区域称作“带状端部”，标记符号7。即，凹凸区域21在集水管的长度方向上位于2个带状端部7之间的位置。

本实施方式中，特别是通过将分离膜3b贴合，形成矩形的封套状膜5b。对于封套状膜5b，其矩形的一边开口，且以该开口与有孔集水管6的外周面对置的方式与有孔集水管6粘结。与有孔集水管6粘结的封套状膜5b卷绕在有孔集水管6的周围，由此形成卷绕体。

有孔集水管6为内部中空的管，且在其表面开设有与内部连通的多个孔。作为其原料，可以使用PVC、ABS等硬质塑料或不锈钢等金属等各种材质。基本上，设置于1根分离膜元件的有孔集水管的数量为1根。

分离膜元件中，在有孔集水管6的长度方向的两端中，如果从一个端部供给原流体，则透过流体通过有孔集水管6从另一端部流出到元件外，浓缩流体通过供给侧流路从另一端部流出到元件外。将接受原流体供给的一方的端部称作“供给侧的端部”或“上游侧的端部”，将透过流体及浓缩流体流出的一侧的端部称作“流出侧的端部”或“下游侧的端部”。

2.第2实施方式

图3为表示其他分离膜元件的例子的部分展开立体图。对参照图2等已经说明过的构件及要素标注同一符号，有时省略其说明。

如图3所示，对于分离膜元件1c，在不包括封套状膜5b的开口部侧的端部的全部带状端部中，分离膜的表面平均高低差为50μm以下。即，对于分离膜3b，不包括靠近集水管6的一边、沿着分离膜3b的外缘具有带状端部7及9。除此之外，具有与第1实施方式同样的构成。

3.第3实施方式

图4为表示其他分离膜元件的例子的部分展开立体图。

如图4所示，分离膜元件1d具有供给侧流路部件8，该供给侧流路部件8通过热熔融粘接配置于带状端部7，除此之外，具有与第1实施方式同样的构成。

本实施方式中，在原流体供给侧及浓缩流体流出侧的两端设置有流路部件8，但本发明不限定于此，例如流路部件8可以仅设置于原流体供给侧的带状端部，而不设置于浓缩流体流出侧。

4.第4实施方式

图5为表示另一个其他分离膜元件的例子的部分展开立体图。

如图5所示，分离膜元件1e具有供给侧流路部件8，该供给侧流路部件8通过热熔融粘接配置于集水管的长度方向上的两侧带状端部7，除此之外，具有与第2实施方式同样的构成。需要说明的是，图5的构成中，流路部件8可以仅设置于原流体供给侧的带状端部，而不设置于浓缩流体流出侧。

5.其他方案

供给侧流路部件只要能确保原流体及浓缩流体的流路即可，其形状、厚度、组成等不限定于具体的构成。例如作为供给侧流路部件，也可以使用一直以来使用的网。

透过侧流路部件只要能确保透过流体的流路即可，其形状、厚度、组成等不限定于具体的构成。例如作为透过侧流路部件，也可以使用一直以来使用的特里科经编织物。

将不同栏中记载的构成及方案分别组合得到的方案也包含在本发明的技术范围内。

V.分离膜元件的制造方法

1.分离膜的制造

<上述i)中的多孔性支承层及上述ii)中的分离功能层的形成>

以下的说明中将上述分离膜i)中的多孔性支承层及上述分离膜ii)中的分离功能层总称为“多孔性树脂层”。

作为多孔性树脂层的形成方法的具体例，对以下方法进行说明，所述方法包括将树脂溶解于良溶剂中的工序；将所得树脂溶液浇铸到基材上的工序；使上述树脂溶液与非溶剂接触的工序。在上述方法中，首先在基材(例如无纺布)的表面上形成含有上述树脂和溶剂的原液的被膜，同时使该原液含浸在基材中。之后，仅仅将具有被膜的基材的被膜侧表面与含有非溶剂的凝固浴接触，使树脂凝固，在基材的表面上形成作为分离功能层的多孔性树脂层。从成膜性的观点考虑，原液的温度优选通常在0～120℃的范围内选择。

对于树脂的种类已经如上所述。

溶剂为溶解树脂的物质。溶剂作用于树脂及开孔剂，促进它们形成多孔性树脂层。作为溶剂，可以使用N-甲基吡咯烷酮(NMP)、N，N-二甲基乙酰胺(DMAc)、N，N-二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基亚砜(DMSO)、丙酮、甲基乙基酮等。其中，可以优选使用树脂的溶解性高的NMP、DMAc、DMF、DMSO。

在原液中也可以添加开孔剂。开孔剂具有以下作用：浸渍于凝固浴时被提取，从而将树脂层制成多孔质。开孔剂优选对凝固浴的溶解性高。例如可以使用氯化钙、碳酸钙等无机盐。另外，开孔剂可以从聚乙二醇、聚丙二醇等聚氧化烷撑类；聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛、聚丙烯酸等水溶性高分子；及丙三醇中选择。

进而，也可以在原液中添加非溶剂。非溶剂为不溶解树脂的液体。非溶剂的作用在于控制树脂的凝固速度、控制细孔的大小。作为非溶剂，可以使用水、甲醇或乙醇等醇类。其中，从废水处理的容易性和价格的方面考虑，优选水或甲醇。也可以使用它们的混合物。

原液中，树脂的浓度例如为5重量％以上，为8～40重量％或8～25重量％。溶剂的浓度例如为40～95重量％、55～94.9重量％、或60～90重量％。树脂极少时，多孔性树脂层的强度变低，过多时，有时透水性降低。另外，溶剂过少时，原液易于发生凝胶化，过多时，有时多孔性树脂层的强度降低。

特别是添加开孔剂及非溶剂时，在原液中，树脂的含有率优选为5～40重量％，溶剂的含有率优选为40～94.9重量％。原液中的开孔剂的含有率优选为0.1～15重量％。开孔剂的含有率较优选为0.5～10重量％。另外，非溶剂的含有率优选为0～20重量％，较优选为0.5～15重量％。

开孔剂过少时，有时透水性降低，过多时，有时多孔性树脂层的强度降低。另外，开孔剂的量极多时，有时残留在多孔性树脂中。残留的开口剂由于在使用中发生溶出，所以有时引起透过水的水质恶化、或透水性的变动。

作为凝固浴，可以使用非溶剂、或含有非溶剂和溶剂的混合液。凝固浴中的溶剂的含有率例如为40～95重量％，更具体而言，为50～90重量％。凝固浴中，优选含有至少5重量％的非溶剂。溶剂小于40重量％时，树脂的凝固速度变快，细孔径变小。另外，溶剂超过95重量％时，树脂难以凝固，难以形成多孔性树脂层。

可以根据凝固浴的温度调节凝固速度。凝固浴的温度例如为0～100℃、或10～80℃。

仅使具有被膜的基材的被膜侧表面与凝固浴接触的方法没有特别限定。例如可以采用下述方法：以使具有被膜的基材的被膜侧表面朝向下侧的方式，与凝固浴表面接触的方法；使与被膜侧为相反的一侧和玻璃板、金属板等平滑的板接触，以凝固浴不进入背面侧的方式将其贴附，使具有被膜的基材与板一同浸渍于凝固浴中的方法。后者的方法中，可以将基材贴附于板上后形成原液的被膜，也可以在基材上形成原液的被膜后贴附于板上。

通过向基材上涂布原液、或将基材浸渍于原液中，可以在基材上形成原液的被膜。涂布原液时，可以在基材的一面上进行涂布，或者也可以在两面上进行涂布。此时，也取决于原液的组成，但使用密度为0.7g/cm³以下的多孔性基材时，原液适度地含浸于多孔性基材中。

如上所述制造的分离膜在多孔性树脂层(即分离功能层)中与凝固浴接触的一侧表面的平均孔径为另一表面的平均孔径的2倍以上的大小。其原因在于，由于凝固浴中含有40～95重量％的溶剂，所以原液与凝固浴的置换速度较慢，多孔性树脂层中，与凝固浴接触的一侧表面的孔的生长发展，细孔径变大，相对于此，相反侧的表面不与凝固浴接触，所以仅仅通过原液的相分离形成孔，较细的孔径变小。因此，如上所述得到的分离膜中，将与凝固浴接触的一侧用作被处理液侧，将另一侧用作透过液侧。

对具体的形成方法进行说明。将规定量的聚砜溶解在DMF中，配制规定浓度的聚砜树脂溶液(原液)。然后，将上述原液以大致恒定的厚度涂布在由无纺布形成的基材上后，在空气中在一定时间内除去表面的溶剂，之后在凝固液中使聚砜凝固。此时，与凝固液接触的表面部分等中，溶剂DMF迅速地挥散，同时聚砜的凝固迅速进行，生成将存在DMF的部分作为核的微细的连通孔。

另外，从上述表面部分朝向基材侧的内部中，DMF的挥散和聚砜的凝固与表面相比，缓慢地进行，因此DMF凝集，易于形成大的核，从而使生成的连通孔大直径化。当然，上述核生成的条件根据距离表面的距离的不同而逐渐地变化，因此可以形成没有明确边界的、具有平滑的孔径分布的层。通过调节上述形成工序中使用的原液的温度、聚砜的浓度、进行涂布的气氛的相对湿度、从涂布开始到浸渍于凝固液为止的时间、凝固液的温度和组成等，可以控制平均孔隙率及平均孔径。

对于以上描述的工序的详细情况、或没有特别提及的条件等，可以根据例如“Office of Saline Water Research and DevelopmentProgress Report”No.359(1968)中记载的方法进行。但是，为了得到具有目标结构的层，可以改变聚合物浓度、溶剂的温度、不良溶剂。

<上述i)中的分离功能层的形成>

构成上述分离膜i)的分离功能层可以如下所述地进行制造。

以聚酰胺作为主成分的分离功能层可以在多孔性支承层上通过多官能胺和多官能酰基卤的界面缩聚形成。此处，作为多官能胺或多官能酰基卤的至少一方，优选使用至少1种3官能以上的化合物

此处，所谓多官能胺，是指在一分子中具有至少2个伯氨基及/或仲氨基、且上述氨基中的至少1个为伯氨基的胺。

可以举出例如2个氨基为邻位、间位或对位中的任一个位置关系且键合于苯环得到的苯二胺、苯二甲胺、1，3，5-三氨基苯、1，2，4-三氨基苯、3，5-二氨基苯甲酸、3-氨基苄基胺、4-氨基苄基胺等芳香族多官能胺；乙二胺、丙二胺等脂肪族胺；1，2-二氨基环己烷、1，4-二氨基环己烷、4-氨基哌啶、4-氨基乙基哌嗪等脂环式多官能胺等。

考虑到膜的选择分离性、透过性和耐热性时，作为多官能胺，优选一分子中具有2～4个伯氨基及/或仲氨基的芳香族多官能胺。作为上述多官能芳香族胺，优选使用间苯二胺、对苯二胺、1，3，5-三氨基苯。其中，从购买的容易性和操作的容易性方面考虑，较优选间苯二胺(以下记作m-PDA)。

多官能胺可以单独使用，也可以将2种以上的多官能胺组合使用。使用2种以上的多官能胺时，可以将如上所述列举的胺彼此组合，也可以将上述胺和一分子中具有至少2个仲氨基的胺组合。作为一分子中具有至少2个仲氨基的胺，可以举出例如哌嗪、1，3-二哌啶基丙烷等。

所谓多官能酰基卤，是指一分子中具有至少2个卤化羰基的酰基卤。

例如作为3官能酰基卤，可以举出均苯三甲酰氯、1，3，5-环己烷三甲酰氯、1，2，4-环丁烷三甲酰氯等。作为2官能酰基卤，可以举出联苯二甲酰氯、偶氮苯二甲酰氯、对苯二甲酰氯、间苯二甲酰氯、萘二甲酰氯等芳香族2官能酰基卤；己二酰氯、癸二酰氯等脂肪族2官能酰基卤；环戊烷二甲酰氯、环己烷二甲酰氯、四氢呋喃二甲酰氯等脂环式2官能酰基卤。

考虑到与多官能胺的反应性时，多官能酰基卤优选为多官能酰基氯。另外，考虑到膜的选择分离性、耐热性时，多官能酰基卤优选为一分子中具有2～4个氯化羰基的多官能芳香族酰基氯。特别是从购买的容易性和操作的容易性的观点考虑，较优选均苯三甲酰氯。

上述多官能酰基卤可以单独使用，也可以同时使用2种以上。

作为多官能酰基卤，可以使用2官能酰基卤化合物和3官能酰基卤化合物。从保持分离膜的分离性能的方面考虑，2官能酰基卤化合物和3官能酰基卤化合物的比率以摩尔比(2官能酰基卤化合物的摩尔/3官能酰基卤化合物的摩尔)计，优选为0.05～1.5，更优选为0.1～1.0。

对形成聚酰胺层作为分离功能层的具体的方法进行说明。

在多孔性支承膜上涂布多官能胺水溶液后，用气刀等除去多余的胺水溶液。在其上涂布含有多官能酰基卤的溶液，用气刀等除去多余的多官能酰基卤。

之后，可以通过洗涤除去单体。另外，也可以进行氯、酸、碱、亚硝酸等的化学处理。可以在化学处理后进行洗涤，也可以在洗涤后进行化学处理。

作为含有多官能酰基卤的溶液的溶剂，可以使用有机溶剂。作为有机溶剂，优选为与水为非混合性、且溶解多官能酰基卤、不破坏多孔性树脂的有机溶剂，只要对多官能胺化合物及多官能酰基卤为惰性即可。作为优选的例子，可以举出正己烷、正辛烷、正癸烷等烃化合物。

另外，对包含具有Si元素等的有机-无机混合物结构的分离功能层的形成进行说明。如上所述，有机-无机混合物结构的分离功能层可以通过化合物(A)的缩合、及化合物(A)和化合物(B)的聚合的至少一方的反应得到。

首先对化合物(A)进行说明。

具有乙烯性不饱和基团的反应性基团与硅原子直接键合。作为上述反应性基团，可以举出乙烯基、烯丙基、甲基丙烯酰氧基乙基、甲基丙烯酰氧基丙基、丙烯酰氧基乙基、丙烯酰氧基丙基、苯乙烯基。从聚合性的观点考虑，优选甲基丙烯酰氧基丙基、丙烯酰氧基丙基、苯乙烯基。

对于化合物(A)，经过与硅原子直接键合的水解性基团转化为羟基等的工艺，然后通过硅化合物之间由硅氧烷键连接的缩合反应，形成高分子。

作为水解性基团，可以举出烷氧基、链烯基氧基、羧基、酮肟基、氨基羟基、卤原子及异氰酸酯基等官能团。作为烷氧基，优选碳原子数为1～10，更优选碳原子数为1～2。作为链烯基氧基，优选碳原子数为2～10，较优选碳原子数为2～4，更优选碳原子数为3。作为羧基，优选碳原子数为2～10，更优选碳原子数为2，即乙酰氧基。作为酮肟基，可以举出甲基乙基酮肟基、二甲基酮肟基、二乙基酮肟基。氨基羟基是氨基通过氧原子与硅原子连接得到的基团。作为上述基团，可以举出二甲基氨基羟基、二乙基氨基羟基、甲基乙基氨基羟基。作为卤原子，优选使用氯原子。

形成分离功能层时，也可以使用以下硅化合物，所述硅化合物中上述水解性基团的一部分水解，形成硅烷醇结构。另外，也可以使用2个以上的硅化合物经对水解性基团的部分水解、缩合、以不交联的程度聚合硅化合物形成的缩合物。

作为硅化合物(A)，优选如下述通式(a)所示。

Si(R¹)_m(R²)_n(R³)_4-m-n    …(a)

(R¹表示含有乙烯性不饱和基团的反应性基团。R²为表示烷氧基、链烯基氧基、羧基、酮肟基、卤原子或异氰酸酯基中的任一者。R³表示H或烷基。m、n为满足m+n≤4的整数，满足m≥1、n≥1。R¹、R²、R³的各个中，2个以上官能团与硅原子键合时，可以相同也可以不同。)

R¹为含有乙烯性不饱和基团的反应性基团，如上所述。

R²为水解性基团，其如上所述。作为用作R³的烷基的碳原子数，优选为1～10，更优选为1～2。

作为水解性基团，形成分离功能层时，由于反应液具有粘性，所以优选使用烷氧基。

作为上述硅化合物，可以举出乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、苯乙烯基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。

除化合物(A)之外，还可以同时使用硅化合物(C)，所述硅化合物(C)不含有具有乙烯性不饱和基团的反应性基团、但具有水解性基团。对于化合物(A)，通式(a)中定义为“m≥1”，相对于此，作为化合物(C)，可以举出在通式(a)中m为零的化合物。作为化合物(C)，可以举出四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷。

接着，对化合物(A)之外的、具有乙烯性不饱和基团的化合物(B)进行说明。

乙烯性不饱和基团具有加成聚合性。作为上述化合物，可以举出乙烯、丙烯、甲基丙烯酸、丙烯酸、苯乙烯及它们的衍生物。

另外，为了将分离膜用于水溶液的分离等时提高水的选择透过性、提高盐的阻止率，上述化合物优选为具有酸基的碱可溶性的化合物。

作为优选的酸的结构，为羧酸、膦酸、磷酸及磺酸，作为上述酸的结构，可以以酸的形态、酯化合物、及金属盐中任一种状态存在。上述具有1个以上乙烯性不饱和基团的化合物可以含有2个以的酸，特别优选含有1个～2个酸基团的化合物。

上述具有1个以上乙烯性不饱和基团的化合物中，作为具有羧酸基的化合物，可以举出以下化合物。可以举出马来酸、马来酸酐、丙烯酸、甲基丙烯酸、2-(羟基甲基)丙烯酸、4-(甲基)丙烯酰基氧基乙基偏苯三酸及对应的酸酐、10-甲基丙烯酰基氧基癸基丙二酸、N-(2-羟基-3-甲基丙烯酰基氧基丙基)-N-苯基甘氨酸及4-乙烯基苯甲酸。

上述具有1个以上乙烯性不饱和基团的化合物中，作为具有膦酸基的化合物，可以举出乙烯基膦酸、4-乙烯基苯基膦酸、4-乙烯基苄基膦酸、2-甲基丙烯酰基氧基乙基膦酸、2-甲基丙烯酰胺基乙基膦酸、4-甲基丙烯酰胺基-4-甲基-苯基-膦酸、2-[4-(二羟基磷酰基)-2-氧杂-丁基]-丙烯酸及2-[2-二羟基磷酰基)-乙氧基甲基]-丙烯酸-2，4，6-三甲基-苯基酯。

上述具有1个以上乙烯性不饱和基团的化合物中，作为磷酸酯的化合物，可以举出磷酸一氢(2-甲基丙烯酰基氧基丙基)酯(2-methacryloyloxypropyl monohydrogen phosphate)及磷酸二氢(2-甲基丙烯酰基氧基丙基)酯、磷酸一氢(2-甲基丙烯酰基氧基乙基)酯(2-methacryloyloxyethyl monohydrogen phosphate)及磷酸二氢(2-甲基丙烯酰基氧基乙基)酯、磷酸一氢(2-甲基丙烯酰基氧基乙基-苯基)酯(2-methacryloyloxyethyl phenyl monohydrogenphosphate)、二季戊四醇-五甲基丙烯酰基氧基磷酸酯、磷酸二氢(10-甲基丙烯酰基氧基癸基)酯、二季戊四醇五甲基丙烯酰基氧基磷酸酯、磷酸单-(1-丙烯酰基-哌啶-4-基)-酯、6-(甲基丙烯酰胺基)己基二氢磷酸酯以及1，3-二-(N-丙烯酰基-N-丙基-氨基)-丙烷-2-基-二氢磷酸酯。

上述具有1个以上乙烯性不饱和基团的化合物中，作为具有磺酸基的化合物，可以举出乙烯基磺酸、4-乙烯基苯基磺酸或3-(甲基丙烯酰胺基)丙基磺酸。

有机-无机混合物结构的分离功能层的形成中，使用含有化合物(A)、化合物(B)及聚合引发剂的反应液。将上述反应液涂布在多孔性支承层上，使水解性基团缩合，且使乙烯性不饱和基团聚合，由此可以使上述化合物高分子量化。

将化合物(A)单独缩合时，由于交联链的结合集中在硅原子上，所以硅原子周边和远离硅原子的部分的密度差变大。结果，分离功能层中的孔径存在变得不均匀的倾向。另一方面，除化合物(A)本身的高分子量化及交联之外，化合物(B)与化合物(A)发生共聚，由此由水解性基团的缩合产生的交联点和由乙烯性不饱和基团的聚合产生的交联点适当地分散。如上所述，交联点分散，从而分离膜中的孔径均匀化。结果，实现了分离膜中的透水性能和除去性能的良好的均衡性。另外，对于具有1个以上乙烯性不饱和基团的低分子量化合物，由于分离膜使用时发生溶出，所以有时引起膜性能降低，但通过在分离功能层中将化合物进行高分子量化，从而可以抑制上述膜性能降低。

在上述制造方法中，相对于反应液中含有的固态成分量100重量份，化合物(A)的含量优选为10重量份以上，更优选为20重量份～50重量份。此处所谓反应液中含有的固态成分，是指在反应液中含有的全部成分中，除去溶剂及由缩合反应生成的水或醇等蒸馏除去成分后、在所得复合半透膜中最终作为分离功能层所含的成分。通过使化合物(A)的量为充分，可以得到充分的交联度，在膜过滤时发生分离功能层的成分溶出、分离性能降低等不良情况的可能性降低。

相对于反应液中含有的固态成分量100重量份，化合物(B)的含量优选为90重量份以下，更优选为50重量份～80重量份。化合物(B)的含量在上述范围内时，所得分离功能层的交联度提高，所以分离功能层不发生溶出、能够稳定地进行膜过滤。

接着，对将上述具有有机-无机混合物结构的分离功能层形成于多孔性支承层上的方法进行说明。

作为分离功能层形成方法，可以举出依次进行下述工序的方法，所述工序为：将含有化合物(A)及化合物(B)的反应液涂布的工序；除去溶剂的工序；使乙烯性不饱和基团聚合的工序；使水解性基团缩合的工序。在使乙烯不饱和基团聚合的工序中，也可以包括将水解性基团同时缩合的工序。

首先使含有化合物(A)及化合物(B)的反应液与后述的多孔性支承层接触。上述反应液通常为含有溶剂的溶液，上述溶剂只要不破坏多孔性支承层、且溶解化合物(A)、化合物(B)、及根据需要添加的聚合引发剂即可，没有特别限定。通过在上述反应液中与无机酸或有机酸一起添加相对于化合物(A)的摩尔数为1～10倍摩尔量的水、优选1～5倍摩尔量的水，从而可以促进化合物(A)的水解。

作为反应液的溶剂，优选水、醇类有机溶剂、醚类有机溶剂、酮类有机溶剂及它们混合得到的溶剂。例如作为醇类有机溶剂，可以举出甲醇、乙氧基甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、戊醇、环己醇、甲基环己醇、乙二醇单甲基醚(2-甲氧基乙醇)、乙二醇单乙酸酯、二乙二醇单甲基醚、二乙二醇单乙酸酯、丙二醇单乙基醚、丙二醇单乙酸酯、二丙二醇单乙基醚、甲氧基丁醇等。另外，作为醚类有机溶剂，可以举出甲缩醛、乙醚、二丙基醚、二丁基醚、二戊基醚、乙缩醛、二己基醚、三氧杂环己烷、二氧杂环己烷等。另外，作为酮类有机溶剂，可以举出丙酮、甲基乙基酮、甲基丙基酮、甲基异丁基酮、甲基戊基酮、甲基环己基酮、二乙基酮、乙基丁基酮、三甲基壬酮、乙腈丙酮(acetonitrileaceton)、二甲醚、佛尔酮、环己酮、双丙酮醇等。

另外，相对于反应液中含有的固态成分量100重量份，溶剂的添加量优选为50重量份以上，较优选为80重量份以上。通过使溶剂的添加量相对于固态成分量100重量份为50重量份以上，可以得到具有良好的透水性的膜。另外，通过使溶剂的添加量相对于固态成分量100重量份为以下，存在在膜中不易产生缺陷之类的优点。

多孔性支承层和上述反应液的接触优选在多孔性支承层上均匀且连续地进行。具体而言，可以举出例如使用旋涂机、线棒、淋幕式涂布机、模具涂布机、辊涂机、喷涂机等涂布装置将反应液涂布在多孔性支承层上的方法。另外，可以举出将多孔性支承层浸渍在反应液中的方法。

进行浸渍时，多孔性支承层与反应液的接触时间优选在0.5～10分钟的范围内，更优选在1～3分钟的范围内。使反应液与多孔性支承层接触后，优选充分地排出液体使多孔性支承层上不残留液滴。通过充分地排出液体，可以防止膜形成后液滴残留部分形成膜缺陷导致膜性能降低。作为排出液体的方法，可以使用将反应液接触后的多孔性支承层在垂直方向上握持，使过量的反应液自然流下的方法；或从空气喷嘴吹入氮等的风，强制性地排出液体的方法(即气刀)等。另外，也可以在排出液体后，使膜面干燥，除去反应液的溶剂的一部分。

使硅的水解性基团缩合的工序通过使反应液与多孔性支承层接触后进行加热处理来进行。对于此时的加热温度，要求低于多孔性支承层熔融、作为分离膜的性能降低的温度。为了加快进行缩合反应，通常优选在0℃以上时进行加热，较优选20℃以上。另外，上述反应温度优选为150℃以下，较优选为100℃以下。反应温度为0℃以上时，水解及缩合反应加速进行，为150℃以下时，易于控制水解及缩合反应。另外，通过添加促进水解或缩合的催化剂，可以在更低温下进行反应。进而，通过选择能够使分离功能层具有细孔的加热条件及湿度条件，可以适当地进行缩合反应。

作为化合物(A)及化合物(B)的具有乙烯性不饱和基团的化合物的乙烯性不饱和基团的聚合方法，可以利用热处理、电磁波照射、电子射线照射、等离子照射来进行。此处所谓电磁波，包括红外线、紫外线、X射线、γ射线等。聚合方法只要适当地进行最佳选择即可，从运转成本、生产率等方面考虑，优选利用电磁波照射进行聚合。电磁波中，从简便性的方面考虑，较优选红外线照射或紫外线照射。实际使用红外线或紫外线进行聚合时，上述光源无需选择性地仅产生上述波长区域的光，只要包括这些波长区域内的电磁波即可。但是，从短缩聚合时间、控制聚合条件等的容易性方面考虑，优选上述电磁波的强度高于其他波长区域内的电磁波。

电磁波可以由卤素灯、氙灯、UV灯、准分子灯、金属卤化物灯、稀有气体荧光灯、汞灯等产生。对于电磁波的能量，只要能进行聚合即可，没有特别限制，特别是高效率且低波长的紫外线的薄膜形成性高。上述紫外线可以通过低压汞灯、准分子激光灯产生。分离功能层的厚度、形态根据各自的聚合条件的不同而有较大变化，利用电磁波进行聚合时，根据电磁波的波长、强度、与被照射物的距离、处理时间的不同而有较大变化。因此，上述条件必须适当地进行最佳化。

为了加快聚合速度，在形成分离功能层时，优选添加聚合引发剂、聚合促进剂等。此处，对聚合引发剂、聚合促进剂没有特别限定，根据使用的化合物的结构、聚合方法等适当选择。

以下列举聚合引发剂。作为利用电磁波进行聚合的引发剂，可以举出苯偶姻乙醚、二烷基苄基缩酮(dialkyl benzyl ketal)、二烷氧基苯乙酮、酰基膦氧化物或二酰基膦氧化物、α-二酮(例如9，10-菲醌)、二酰基醌、呋喃基醌、茴香基醌(anisylquinone)、4，4’-二氯苄基醌及4，4’-二烷氧基苄基醌、及樟脑醌。作为利用热进行聚合的引发剂，可以举出偶氮化合物(例如、2，2’-偶氮二(异丁腈)(AIBN)或偶氮二-(4-氰基戊酸))、或过氧化物(例如过氧化二苯甲酰、过氧化二月桂酰、过辛酸叔丁基酯、过苯甲酸叔丁基酯、或二-(叔丁基)过氧化物)，进而还可以举出芳香族重氮盐、二锍盐、芳香族碘鎓盐、芳香族锍盐、过硫酸钾、过硫酸铵、烷基锂、枯基钾、萘基钠、二苯乙烯基二阴离子。其中，作为用于自由基聚合的引发剂，特别优选苯频哪醇及2，2’-二烷基苯频哪醇。

为了加速引发，过氧化物及α-二酮优选与芳香族胺组合使用。上述组合也被称为氧化还原体系。作为上述体系的例子，为过氧化苯甲酰或樟脑醌、和胺(例如、N，N-二甲基-对甲苯胺、N，N-二羟基乙基-对甲苯胺、p-二甲基-氨基苯甲酸乙基酯或其衍生物)的组合。进而，还优选组合含有过氧化物和作为还原剂的抗坏血酸、巴比妥酸盐或亚磺酸的体系。

接着，将其在约100～200℃下进行加热处理时引起缩聚反应，在多孔性支承层表面形成来自硅烷偶联剂的分离功能层。加热温度也取决于多孔性支承层的原料，但过高时，引起溶解，多孔性支承层的细孔阻塞，因此最终得到的分离膜的造水量降低。另一方面，过低时，缩聚反应变得不充分，分离功能层溶出导致除去率降低。

需要说明的是，上述制造方法中，将硅烷偶联剂和具有1个以上乙烯性不饱和基团的化合物进行高分子量化的工序可以在硅烷偶联剂的缩聚工序之前进行，也可以在之后进行。另外，也可以同时进行。

如上所述得到的具有有机-无机混合物结构的分离膜可以直接使用，但优选在使用前用例如醇含有水溶液、碱水溶液对膜的表面进行亲水化。

<后处理>

上述分离膜i)及ii)中的任一种中，为了提高透过性能、除去性能等基本性能，可以对分离功能层实行利用含有氯的化合物、酸、碱、亚硝酸、偶联剂等进行的化学处理。进而，通过洗涤，可以除去未聚合的单体。

<凹凸部的形成>

作为对分离膜赋予高低差的方法，没有特别限定，将分离膜形成封套状膜时，在成为带状端部之外的部分中使用压花成型、水压成型、压延加工等方法。另外，对分离膜整体赋予高低差后，通过加压加工使成为带状端部的部分平滑化，也可以使带状端部的分离膜表面平均高低差为50μm以下。进而，在分离膜的成型时和成型后实行40～150℃的热处理，由此可以提高分离功能层和多孔性支承层及基材的成型性。结果，不仅可以抑制由成型所导致的分离膜的结构破坏，而且还可以提高凹凸形状保持性。对于成型时的热处理温度，可以通过从分离膜上仅剥离基材，测定基材的DSC，使用公知的方法确定聚酯纤维的热处理温度。

将分离膜进行凹凸成型的工序可以在分离膜制造中的任意阶段进行。即，作为将分离膜进行凹凸成型的工序，可以举出例如在形成分离功能层之前对多孔性支承层进行凹凸加工的工序；仅对基材进行凹凸加工的工序；对层合有多孔性支承层及基材的层合体进行凹凸加工的工序；或对形成有分离功能层的分离膜进行凹凸加工的工序。

2.分离膜元件的制造

<供给侧流路部件的形成>

对于供给侧流路部件8的形成中的树脂的涂布方法，只要能在分离膜的供给侧的面的带状端部按照目标图案进行配置的方法即可，没有特别限定，可以举出例如喷嘴型热熔给料器、喷涂型热熔给料器、扁平喷嘴型热熔给料器、辊型涂布机、凹版法、挤出型涂布机、印刷、喷雾等。

涂布树脂的工序可以在分离膜制造中的任意时间点进行。例如可以在制作分离膜之前的阶段对支承膜进行加工的工序、或对支承膜及基材的层合体进行加工的工序、对分离膜进行加工的工序等中，涂布树脂。

作为热熔融粘接法，可以使用热风熔融粘接、热板熔融粘接、激光熔融粘接、高频熔融粘接、感应加热熔融粘接、旋转熔融粘接、振动熔融粘接、超声波熔融粘接、DSI成型等。

通过改变树脂的种类、热熔融粘接等热处理时的温度等，可以调节供给侧流路部件8的剖面形状、厚度(高低差)等。

<透过侧流路部件的形成>

作为透过侧流路部件的形成方法，没有特别限定，连续形状的情况下，优选将预先进行加工得到的流路部件层合在分离膜的透过流体侧的方法。不连续形状的情况下，使用与上述供给侧流路部件的形成同样地将构成透过侧流路部件的材料通过印刷、喷雾、给料器涂布、热熔加工等直接配置在分离膜的透过流体侧的方法。

<元件的组装>

使用现有元件制作装置，可以制作例如叶片数为26片、有效面积为37m²的8英寸元件。作为元件制作方法，可以使用参考文献(日本特公昭44-14216、日本特公平4-11928、日本特开平11-226366)中记载的方法。

将分离膜重叠，并卷绕在集水管的周围，同时进行贴合。对于用于将分离膜彼此粘结的粘结剂，优选粘度在40PS(Poise)以上150PS以下的范围内，进而较优选为50PS以上120PS以下。粘结剂粘度过高时，将经层合的叶片卷绕在集水管上时，易于产生折皱，分离膜元件的性能易被破坏。相反地粘结剂粘度过低时，粘结剂从叶片的端部(粘结面部分)流出，污染装置，而且附着于不需要的部分，破坏分离膜元件的性能，同时由于需要对流出的粘结剂进行处理作业，故作业效率明显降低。

可以调节粘结剂的涂布量，使在将叶片卷绕在集水管上后在分离膜上附着粘结剂的区域的宽度为10mm以上100mm以下。通过使涂布宽度为10mm以上，可以抑制粘结不良产生。由此，可以抑制供给流体的一部分流入透过侧。另一方面，存在如下情况，即，分离膜卷绕时粘结剂扩展，由此使与分离有关的分离膜的面积(即有效膜面积)降低。相对于此，通过使附着粘结剂的区域的宽度为100mm以下，可以确保有效膜面积。

作为粘结剂，优选聚氨酯类粘结剂，为了使粘度在40PS以上150PS以下的范围内，优选作为主剂的异氰酸酯和作为固化剂的多元醇以异氰酸酯∶多元醇＝1∶1～1∶5的比例混合。对于粘结剂的粘度，使用B型粘度计(JIS K 6833)预先测定主剂、固化剂单体、及以一定配合比例混合的混合物的粘度。

VI.分离膜元件的使用

分离膜元件可以串联或并列连接，通过收纳于压力容器，可以用于分离膜组件。

另外，对于上述分离膜元件及组件，与向它们供给流体的泵、对该流体进行前处理的装置等组合，由此可以构成流体分离装置。通过利用上述分离装置，例如将供给水分离为饮用水等透过水和不透过膜的浓缩水，可以得到符合目的的水。

流体分离装置的操作压力越高，脱盐率就越提高，但运转所需的能量也增加，另外，考虑到分离膜元件的供给流路、透过流路的保持性时，使被处理水透过分离膜组件时的操作压力优选为0.2MPa以上、8MPa以下。供给水温度变高时，脱盐率降低，随着供给水温度变低，膜透过流束也减少，因此优选为5℃以上、45℃以下。另外，原流体的pH变高时，海水等高盐浓度的供给水的情况下，有可能会产生镁等水垢，另外，担心高pH运转导致膜劣化，因此优选在中性区域内进行运转。

对利用分离膜元件进行处理的流体没有特别限定，用于水处理的情况下，作为供给水，可以举出海水、咸水、废水等含有500mg/L～100g/L的TDS(Total Dissolved Solids：总溶解固态成分)的液态混合物。通常，TDS是指总溶解固态成分的量，用“质量÷体积”或“重量比”表示。根据定义，在39.5～40.5℃的温度下，可以将利用0.45微米的过滤器过滤得到的溶液蒸发，由残留物的重量算出，更简便地由实用盐度(S)进行换算。

实施例

以下根据实施例更详细地说明本发明，但本发明不受这些实施例的任何限定。

(利用分离膜得到的造水量)

将利用分离膜将供给水分离为透过水和浓缩水时所得透过水量作为分离膜的造水量，将1平方米膜面中的每1日的透水量(立方米)表示为造水量(m³/m²/日)。

(利用分离膜得到的脱盐率)

测定供给水及透过水的导电率，根据下式算出脱盐率。

脱盐率(TDS除去率)(％)＝{1-(透过水TDS浓度)/(供给水TDS浓度)}×100

(利用分离膜元件得到的造水量)

将利用分离膜元件将供给水分离为透过水和浓缩水时所得透过水量作为分离膜元件造水量，将每1个元件中的每1日的透水量(立方米)表示为造水量(m³/日)。

(利用分离膜元件得到的脱盐率)

测定供给水、透过水、及浓缩水的导电率，根据下式算出脱盐率。

脱盐率(TDS除去率)(％)＝{1-(2×透过水TDS浓度)/(供给水TDS浓度+浓缩水TDS浓度)}×100

(分离膜表面的高低差)

使用Keyence制高精度形状测定系统KS-1100，根据带状端部及带状端部以外(凹凸部)的1cm×1cm的表面测定结果解析平均高低差。测定凸部中高度最高的部分、和与该凸部相邻的凹部中最低的部分的高低差，求出平均的高低差。需要说明的是，对于带状端部，忽略小于1μm的高低差，测定具有1μm以上的高低差的部位。另外，对于带状端部以外(凹凸区域)，忽略小于10μm的高低差，测定具有10μm以上的高低差的部位。由此，将在各个带状端部及凹凸区域中测定得到的高度的总值除以测定总部位数(100个部位)，求出算术平均值。对3个样品进行以上作业，算出用各样品得到的值的平均值，作为分离膜表面的高低差。

(基材的纤维取向度)

从无纺布上随机采集10个小片样品，利用扫描电子显微镜拍摄100～1000倍的照片，从各样品上随机选择20根纤维，针对共计100根纤维，测定将无纺布的长度方向(纵向)设为0°、无纺布的宽度方向(横向)设为90°时的角度，求出它们的平均值将小数点以后第一位四舍五入，作为纤维取向度。

(实施例1)

在室温(25℃)下，将含有17.0重量％聚砜的二甲基甲酰胺(DMF)溶液以150μm的厚度浇铸于由聚酯长纤维形成的无纺布(丝径：1decitex、厚度：约90μm、通气度：1cc/cm²/sec、多孔性支承层侧表层中的纤维取向度：40°、与多孔性支承层为相反侧的表层中的纤维取向度：20°)上。浇铸后，立即浸渍在纯水中，在纯水中放置5分钟，由此制作由纤维强化聚砜支承膜形成的多孔性支承层(厚度为130μm)的辊。

之后，松开(解开)多孔性支承膜辊，在聚砜表面上涂布间苯二胺3.5重量％、ε-己内酰胺1.5重量％的水溶液。之后，用空气喷嘴吹入氮，由此从支承膜表面除去多余的水溶液。接着，涂布含有均苯三甲酰氯0.165重量％的25℃的正癸烷溶液，使得多孔性支承膜的表面完全地湿润。之后，从膜上通过吹气除去多余的溶液，在85℃的热水中洗涤，得到分离膜连续片材。

在TDS浓度3.5％海水、运转压力5.5MPa、运转温度25℃、pH6.5的条件下运转如上所述得到的分离膜。结果，分离膜性能如下：脱盐率为99.2％、造水量为0.75m³/m²/日。

之后，将连续片材切成合适的大小，以封套状膜中的带状端部的宽度为70mm的方式在片状分离膜的端部以外的区域内通过压花加工对分离膜赋予高低差。压花加工如下进行，即，在100kg/cm²的压力下将预热至80℃的分离膜通过加热至95℃的压花辊之间。

然后，在表面设置有高低差的片状分离膜的有孔集水管的长度方向两侧的带状端部，涂布聚氨酯类粘结剂(异氰酸酯∶多元醇＝1∶3)，之后，以1边开口的方式进行折叠、重叠，制作宽930mm的26片封套状膜，使分离膜元件中的有效面积为37m²。封套状膜带状端部的分离膜表面平均高低差X为18μm，封套状膜带状端部以外的分离膜表面平均高低差Y为350μm。

之后，将封套状膜的开口部侧的规定部分粘结于有孔集水管的外周面，制作以螺旋状卷绕的分离膜元件，将膜卷绕在外周，用胶带固定后，进行边缘切割(edge cut)、端板安装、长丝缠绕，制作8英寸元件。将该元件放入压力容器中，在TDS浓度3.5％海水、运转压力5.5MPa、运转温度25℃、pH6.5的条件下进行运转(回收率15％)。结果，脱盐率为99.2％，造水量为20.8m³/日。

(实施例2～16)

实施例2中，对片状分离膜整面进行压花加工，之后对片状分离膜的两端部进行加热加压(1.0MPa、95℃)，使封套状膜带状端部的分离膜表面平均高低差为42μm，除此之外，利用与实施例1同样的方法制作元件，进行评价。结果，脱盐率为99.0％，造水量为20.1m³/日，可以得到能够用作海水脱盐用途的螺旋型分离膜元件。

实施例3中，除使封套状膜带状端部以外的分离膜表面平均高低差为910μm之外，利用与实施例1同样的方法制作元件，进行评价。结果，脱盐率为99.0％，造水量为23.3m³/日，可以得到能够用作海水脱盐用途的螺旋型分离膜元件。

实施例4中，除使封套状膜带状端部以外的分离膜表面平均高低差为1920μm之外，利用与实施例1同样的方法制作元件，进行评价。结果，脱盐率为96.0％，造水量为25.2m³/日，脱盐率稍降低。

实施例5中，除使封套状膜带状端部以外的分离膜表面平均高低差为110μm之外，利用与实施例1同样的方法制作元件，进行评价。结果，脱盐率为96.5％，造水量为17.6m³/日，脱盐率、造水量稍降低。

实施例6中，对片状分离膜整面进行压花加工，使分离膜表面平均高低差为1920μm，之后，将片状分离膜的两端部进行加热加压(1.0MPa、95℃)，使封套状膜带状端部的分离膜表面平均高低差为48μm，除此之外，利用与实施例1同样的方法制作元件，进行评价。结果，脱盐率为95.4％，造水量为24.2m³/日，脱盐率稍降低。

实施例7中，除使片状分离膜的凹凸形状为菱形凸形状之外，利用与实施例1同样的方法制作元件，进行评价。结果，脱盐率为98.9％，造水量为20.0m³/日，脱盐率、造水量稍降低。

实施例8中，除将基材从长纤维无纺布变更为利用抄纸法得到的无纺布之外，利用与实施例1同样的方法制作元件，进行评价。结果，对分离膜表面赋予凹凸时的成型性降低，因此，脱盐率为97.9％，造水量为19.5m³/日，脱盐率、造水量稍降低。

实施例9中，变更基材使多孔性支承层侧表层的纤维取向度为20°、与多孔性支承层为相反侧的表层的纤维取向度为40°，除此之外，与实施例1同样。

结果，对分离膜表面赋予凹凸时的成型性降低，因此，脱盐率为97.8％，造水量为19.8m³/日，脱盐率、造水量稍降低。

实施例10中，针对进行了压花加工的片状分离膜的带状两侧端部，利用喷嘴式热熔加工机在间隔为5.0mm、线宽为1.0mm、高度为400μm、倾斜角度θ为45°、涂布宽度为70mm的条件下将乙烯乙酸乙烯基酯共聚树脂(701A)以条纹状热熔融粘接于分离膜供给面(原流体侧)，配置供给侧流路部件，除此之外，与实施例1同样。

结果，能够进一步提高原流体对分离膜供给面的供给效率，因此，脱盐率为99.2％，造水量为22.8m³/日，造水量增加。

实施例11中，除将条纹加工的倾斜角度θ变更为20°之外，利用与实施例10同样的方法制作元件，进行评价。结果，脱盐率为99.1％，造水量为22.4m³/日。

实施例12中，除将树脂的涂布图案变更为格子状的点(间隔为7.0mm，直径为

高度为400μm，涂布宽度为70mm)之外，利用与实施例10同样的方法制作元件，进行评价。结果，脱盐率为99.2％，造水量为21.9m³/日。

实施例13中，除配置特里科经编织物(厚度：300μm、槽宽：250μm、脊宽：250μm、槽深：105μm)作为透过侧流路部件之外，与实施例1同样。

结果，可以提高透过流体的流动效率，因此，脱盐率为99.1％，造水量为23.8m³/日，造水量增加。

实施例14中，作为透过侧流路部件，针对进行了压花加工的片状分离膜的凹凸部(带状两侧端部以外)，利用喷嘴式热熔加工机将乙烯乙酸乙烯基酯共聚树脂(RH-173)以高度为140μm、剖面形状为梯形且其上底及下底为0.4mm及0.6mm、槽宽0.4mm、间隔1.0mm的方式、在透过水集水管的长度方向上成条纹状地热熔融粘接并配置于分离膜透过面侧(透过原流体侧)，除此之外，与实施例1同样。

结果，可以进一步提高透过流体的流动效率，因此，脱盐率为99.1％，造水量为25.0m³/日，造水量增加。

实施例15中，除配置特里科经编织物(厚度：300μm、槽宽：250μm、脊宽：250μm、槽深：105μm)作为透过侧流路部件之外，与实施例10同样。

结果，可以提高透过流体的流动效率，因此，脱盐率为99.2％，造水量为24.3m³/日，造水量增加。

实施例16中，作为透过侧流路部件，针对进行了压花加工的片状分离膜的凹凸部(带状两侧端部以外)利用喷嘴式热熔加工机将乙烯乙酸乙烯基酯共聚树脂(RH-173A)以高度为140μm、剖面形状为梯形且其上底及下底为0.4mm及0.6mm、槽宽0.4mm、间隔1.0mm的方式、在透过水集水管的长度方向上成条纹状地热熔融粘接并配置于分离膜透过面侧(透过原流体侧)，除此之外，与实施例10同样。

结果，可以进一步提高透过流体的流动效率，因此，脱盐率为99.2％，造水量为27.1m³/日，造水量增加。

(实施例17)

使用二乙酸纤维素(CDA)及三乙酸纤维素(CTA)作为树脂，使用丙酮及二氧杂环己烷作为溶剂，作为添加剂添加甲醇、马来酸(MA)、丁烷四甲酸(BTC)，将它们在45℃的温度下充分地搅拌，得到CDA：10重量％、CTA：7重量％、丙酮：25重量％、二氧杂环己烷：45重量％、甲醇：10重量％、MA：1重量％、BTC：2重量％的原液。

然后，将上述原液冷却至25℃后，以200μm膜厚涂布在由聚酯长纤维形成的无纺布(丝径：1decitex、厚度：约90μm、通气度：1cc/cm²/sec、纤维取向度：多孔性支承层侧表层40°、与多孔性支承层为相反侧的表层20°)上，一边接触风速0.2m/秒的风一边进行溶剂蒸发60秒，之后，在15℃的凝固浴中浸渍30分钟，使树脂凝固，进而，在95℃的热水中进行热处理5分钟，得到在基材上形成有多孔质树脂层(分离功能层)的分离膜。将所得分离膜在TDS浓度3.5％海水、运转压力5.5MPa、运转温度25℃、pH6.5的条件下进行运转。结果，分离膜性能如下：脱盐率为99.3％，造水量为0.45m³/m²/日。使用上述分离膜，利用与实施例1同样的方法制作元件，进行评价。结果，脱盐率为99.3％、造水量为16.2m³/日。

(实施例18～20)

实施例18中，将片状分离膜制成封套状膜时，对片状分离膜的端部以外的位置进行压花加工使带状端部的宽度为40mm，制作宽280mm的2片封套状膜使分离膜元件中的有效面积为0.5m²，除此之外，利用与实施例1同样的方法制作2英寸元件，进行评价。结果，脱盐率为99.3％，造水量为0.29m³/日。

实施例19中，针对进行了压花加工的片状分离膜的带状两侧端部，利用喷嘴式热熔加工机在间隔5.0mm、线宽1.0mm、高度400μm、倾斜角度θ45°、涂布宽度40mm的条件下将乙烯乙酸乙烯基酯共聚树脂(701A)以条纹状热熔融粘接于分离膜供给面(原流体侧)，配置供给侧流路部件，除此之外，与实施例18同样。

结果，可以进一步提高原流体对分离膜供给面的供给效率，因此，脱盐率为99.3％，造水量为0.32m³/日，造水量增加。

实施例20中，作为透过侧流路部件，针对进行了压花加工的片状分离膜的凹凸部(带状两侧端部以外)利用喷嘴式热熔加工机将乙烯乙酸乙烯基酯共聚树脂(RH-173)以高度140μm、剖面形状为梯形且其上底及下底为0.4mm及0.6mm、槽宽0.4mm、间隔1.0mm的方式、在透过水集水管的长度方向上成条纹状地热熔融粘接并配置于分离膜透过面侧(透过原流体侧)，除此之外，与实施例18同样。

结果，可以进一步提高透过流体对分离膜透过面的流动效率，因此，脱盐率为99.2％，造水量为0.36m³/日，造水量增加。

(比较例1～4)

比较例1中，对片状分离膜整面进行压花加工，使封套状膜带状端部的分离膜表面平均高低差为350μm，除此之外，利用与实施例1同样的方法制作元件，进行评价。结果，脱盐率为88.0％，造水量为24.0m³/日，脱盐率大幅降低。

比较例2中，对片状分离膜整面进行压花加工，之后，将片状分离膜的两端部的平滑化加热加压条件设为1.0MPa、70℃。结果，封套状膜带状端部的分离膜表面平均高低差在本申请发明的范围外，脱盐率为95.2％，造水量为23.1m³/日，脱盐率大幅降低。

比较例4中，仅对片状分离膜的两端部进行压花加工，使封套状膜带状端部的分离膜表面平均高低差为90μm，使封套状膜带状端部以外的分离膜表面高低差为18μm，除此之外，利用与实施例1同样的方法制作元件，进行评价。结果，脱盐率为82.2％，造水量为14.8m³/日，脱盐率、造水量均降低。

比较例5中，对片状分离膜不进行压花加工，使封套状膜带状端部及封套状膜带状端部以外的分离膜表面高低差为18μm，除此之外，利用与实施例1同样的方法制作元件，进行评价。结果，片状分离膜之间密合，无法确保供给侧及透过侧流路，无法测定元件性能。

[表2]

产业上的可利用性

本发明的分离膜及分离膜元件可以特别优选用于咸水或海水的脱盐。

符号说明

1a、1b、1c、1d、1e：分离膜元件

2：供给侧流路部件(网)

3、3a、3b、10、14：分离膜

4：透过侧流路部件(特里科经编织物)

5a、5b：封套状膜

6：有孔集水管

7、9、33：带状端部

8、41、42：供给侧流路部件(树脂)

411、421：树脂体

11、15：基材

12：多孔性支承层

13、16：分离功能层

34：分离膜供给侧的面

35：分离膜透过侧的面

X：带状端部的分离膜表面高低差

Y：带状端部以外的分离膜表面高低差

Claims (7)

1.一种分离膜元件，包括：

有孔集水管，和

由分离膜形成的、卷绕在所述有孔集水管的周围的封套状膜，

所述分离膜在其至少一面上具有100μm以上、2000μm以下的高低差，同时在所述有孔集水管的长度方向上所述分离膜两侧的端部均具有带状区域，所述带状区域的表面平均高低差为50μm以下。

2.如权利要求1所述的分离膜元件，其中，所述分离膜在所述集水管侧的端部以外的全部端部具有带状区域，所述带状区域的表面平均高低差为50μm以下。

3.如权利要求1或2所述的分离膜元件，其中，还包括供给侧流路部件，所述供给侧流路部件与所述带状端部中的原流体流入侧的端部熔融粘接、或与所述带状端部中的原流体流入侧的端部及浓缩流体流出侧的端部熔融粘接。

4.如权利要求1～3中任一项所述的分离膜元件，其中，所述分离膜具有基材及形成于所述基材上的分离功能层。

5.如权利要求1～4中任一项所述的分离膜元件，其中，所述分离膜具有基材、形成于所述基材上的多孔性支承层、及形成于所述多孔性支承层上的分离功能层。

6.如权利要求4或5所述的分离膜元件，其中，所述基材为长纤维无纺布。

7.如权利要求6所述的分离膜元件，其中，所述长纤维无纺布中，与所述多孔性支承层为相反侧的表层中的纤维与所述多孔性支承层侧的表层的纤维相比具有较高的纵向取向性。

Images