[发明专利]螺旋型分离膜元件

说明书

技术领域

本发明涉及将在液体中溶解的成分分离的螺旋型分离膜元件，详细而言，涉及内部装有供给侧流路材料的螺旋型分离膜元件，所述供给侧流路材料所具有的结构可以将供给侧的压力损失降低到小于以往、而且具有用于抑制在膜面上的浓差极化所必需的搅拌效果。

背景技术

以往，作为螺旋型分离膜元件的结构，已知将分离膜、供给侧流路材料和透过侧流路材料的单个或多个缠绕在有孔的中空状中心管的周边上。另外有报告，在反渗透膜情况的供给侧流路材料上，使用菱形网状流路材料，可以由此减小压力损失(例如，参照专利文献1～3)。具体而言，可以举出如图11所示的构成例。

另一方面，以减小供给侧流路的压力损失为目的，采用了含有与供给液流动方向平行的纵丝和连接该纵丝的横丝的梯形网状流路材料(例如，参照专利文献4)。该发明没有着眼于纵丝与横丝的粗细关系以及纵丝间隔与横丝间隔的关系，关于纵丝和横丝的粗细也没有提及。

然而，在供给侧流路中，作为因供给水流动而产生的阻力，受到供给侧流路材料的很大支配，进而，因供给水的水质所致的供给水的性状、供给水中含有的成分与阻力增大相关联。

以往的网，在梯形的情况下，横丝和纵丝通常是同径，横丝阻碍供给液的流动，另外，浮游成分成为堵塞流路的原因。另外，在菱形的情况下，纵横也没有区别，交叉的2个方向的丝，因为截断流路，所以是一样的。即，对于供给侧流路材料而言，在将供给侧的压力损失尽可能减小的功能的基础上，被要求促进膜面的表面更新、控制浓差极化的功能，但是存在如下问题：在供给液中浮游的成分卡在供给侧流路材料的横丝上，使流动的阻力增大，或者使其堵塞。进而在膜表面上供给液中浮游的成分卡在供给流路材料的横丝上，这些卡住的悬浮成分堆积在膜面而使有效膜面积减少。除此之外，为了减少分离膜元件的运转成本，还存在减小在供给流路材料上的压力损失的问题。

另一方面，以往的网，为了使横丝和纵丝能确实熔合，很多是用剪切法成形的。该剪切法是使用配置有如下喷孔的口模的方法：一边使在挤出机的口模的内外2个圆周上配置的多数喷孔逆向旋转，一边挤出横丝和纵丝并在交叉部相互熔合时，使得在横丝和纵丝的交叉部，两者的喷孔重叠成为1个喷孔。如果利用剪切法，则在横丝和纵丝的交点部树脂的挤出量变多，在该部产生桨状的变形。本发明人员经研究，明确该桨状的变形是供给侧流路的压力损失增加的原因。

专利文献1：特开平11-235520号公报

专利文献2：特开2000-000437号公报

专利文献3：特开2000-042378号公报

专利文献4：特开平05-168869号公报

发明内容

因此，本发明的目的是提供可以减小供给侧流路的压力损失，而且更不易产生阻碍或堵塞供给侧流路流动的问题的螺旋型分离膜元件。

本发明人等经过反复精心研究，结果发现通过下示的螺旋型分离膜元件可以实现上述目的，从而完成了本发明。

本发明提供一种螺旋型分离膜元件，其是分离膜、供给侧流路材料和透过侧流路材料的单个或多个缠绕在有孔的中空状中心管的周边的螺旋型分离膜元件，其特征在于，所述供给侧流路材料是通过熔合法成形而得到的网。在此，用熔合法成形得到的网，具有如下结构：网的构成丝在交点部相互熔合，在平面形状(投影图形)中，熔合部不从构成线溢出。

本发明人员发现：在网的成形中，通过熔合法得到的成形品与剪切法成形品相比，在交点部的桨状变形非常少，可以减小供给侧流路的压力损失，而且，对于防止供给侧流路的流动阻碍或堵塞有效，所以能够提供优异的螺旋型分离膜元件。

另外，熔合法成形品与剪切法成形品相比，表面光滑，有缓和因与在元件组装作业时的膜面的接触或缠绕而压向膜面从而产生的对膜的损伤等优点，对螺旋型分离膜元件的形成是非常有效的。

在上述中，前述供给侧流路材料优选将与供给液流动方向交叉的横丝做成比沿着供给液流动方向配置的纵丝细。在网的成形品中，通过使与供给液流动方向交叉的横丝变细，可以增大供给液的流路截面积，所以对供给侧流路的流动阻碍或堵塞有效，能够减小流路的压力损失。

另外，所述供给侧流路材料是网状流路材料，优选将沿着供给液流动方向配置的纵丝形成蛇形结构。已知对于防止流路中流动的阻碍或堵塞而言，在流路内的液体的流动以湍流状态流动是有效的(湍流效果)。在本发明中，由于研究出通过将流路材料的纵丝做成蛇形结构，可以得到大于以往的梯形或菱形等流路材料的湍流效果，能够提供供给侧流路的压力损失小、优异的螺旋型分离膜元件。