[发明专利]液体分离元件、流路材料及其制造方法

说明书

本申请是申请日为2007年03月23日、申请号为200780009479.3(国际申请号为PCT/JP2007/055944)、发明名称为“液体分离元件、流路材料及其制造方法”的申请的分案申请。

技术领域

本发明主要涉及一种液体分离元件，其特征在于配置在分离膜背面侧(backside)的流路材料的改良。

背景技术

作为水净化系统之一，有使用反渗透膜(Reverse Osmosis Membrane)或纳米过滤膜等的净水系统，已知螺旋型、平膜型、中空丝型等液体分离元件。螺旋型液体分离元件能够在一定容积中确保具有大的膜面积，能够高效地进行处理，故使用最多。

一般的螺旋型液体分离元件如下形成，即，如图7所示，用分离膜2包夹透过液流路材料1，进而在该分离膜2的外侧配置供给液流路材料3形成一组单元，为了使分离膜的透过侧连通，在排列有集水孔4的中空中心管5的周围缠绕一组或多组该单元，构成螺旋型液体分离元件。

作为上述透过液流路材料1，使用在表面形成峰部(crest portion)和沟部(groove portion)的布帛。作为表面形成峰部和沟部的布帛，目前通常使用特里科经编织物等经编织物。为特里科经编织物时，如图5(平面图)、图6(图5的C-C剖面图)所示，在与线圈方向(图5中的Y方向，即经向)垂直的剖面，存在线圈(针编弧7)的部分形成线状峰部11，支撑分离膜，线圈和线圈间的区域(沉降弧8)形成线状沟部10，形成通过分离膜的透过液的流路。

通常，在想要通过使用反渗透膜作为分离膜的液体分离元件来实现海水淡水化或果汁浓缩等高效地分离高浓度溶液的情况下，为了使供给液侧与透过液侧之间产生5～10MPa的压差而施加压力。为了防止由此压力导致的透过液流路材料变形，对透过液流路材料实施刚化处理。刚化一般采用进行含浸环氧树脂或蜜胺树脂的加工的方法、或加热使纤维相互粘结固化的热粘接加工。另外，在透过液流路材料的凸部不平坦的情况下，由于在高压下反渗透膜可能局部或不均匀地变形，因此，对透过液流路材料的布帛进行轧光加工。

进而，也提出了将在形成线状峰部和线状沟部的布帛上层合平坦的布帛使其刚化得到的材料用作透过液流路材料的方法(例如，参见专利文献1)。为上述结构时，反渗透膜由平面支撑所以不会凹陷。进而，还提出了通过使用双面经编针织物(double tricot)作为透过液流路材料、即在流路材料的两面设置流路来增加流路、减小流路阻力的方法(例如，参见专利文献2)。但是，如前者所述地层合平坦布帛的方法存在构成材料、生产工序增加的问题，生产效率差。另一方面，如后者所述地使用双面经编针织物在流路材料的两面设置流路的方法也存在由于整体厚度变大所以能够插入组件内的单元的数量减少、处理能力降低的问题。另外，由于特里科经编织物不能减小线状峰部的宽度，故不能增加流路材料的每单位宽度的沟的条数。因此，存在下述问题，即，为了减小透过液的流路阻力不得不扩大沟宽，如此一来随着时间延长，反渗透膜发生蠕变而凹陷。

专利文献1：特开2000-342941号公报(第2～6页)

专利文献2：特开平9-141060号公报(第2～6页)

发明内容

本发明的课题在于，改良上述现有技术的缺陷，不需增加构成材料、生产工序、整体厚度，通过减小沟宽、增加流路材料的每单位宽度的沟的条数，从而可以提供抑制分离膜的凹陷、且流路阻力小的液体分离元件。

为了解决上述课题，本发明具有下述任一种构成。

(1)一种液体分离元件，所述液体分离元件在分离膜背面侧配置透过液流路材料，透过液流路材料由在单侧表面或两侧表面交替排列有线状沟部和线状峰部的片状物构成，所述片状物中的线状沟部的沟宽为10～200μm，且线状沟部的沟宽相对于线状沟部的间距的比为0.45以上。

(2)如(1)所述的液体分离元件，其中，所述透过液流路材料为纬编织物，所述线状峰部是将丝状圆弧产生的凸部排成1列而形成的。

(3)一种液体分离元件，所述液体分离元件在分离膜的背面侧配置透过液流路材料，透过液流路材料由在单侧表面或两侧表面交替排列有线状沟部和线状峰部的片状物构成，该片状物是由针编弧(needle loop)和沉降弧(sinker loop)构成的纬编织物，且针编弧面积(S1)相对于针编弧面积(S1)与沉降弧面积(S2)之和的比[S1/(S1+S2)]为0.4～0.6。

(4)如(2)或(3)所述的液体分离元件，其中，所述纬编织物的编织组织为平针组织及/或双罗纹组织。