地球環境研究所

地球環境研究所は、1991年に開設された地球環境研究室を、2002年に研究所として改め設置されました。東レの有機合成技術、高分子技術、ナノ加工技術を基盤として、水処理分野の膜製品は、すべて自社開発、事業化しています。

地球環境研究所は、高分子化学とナノテクノロジーを活用した高分子分離膜技術を中心に、技術の深化・展開を図り、各種水処理ニーズに対応した研究を行っています。これまでに、超純水製造、海水淡水化や下水処理・再利用用途などに使用される逆浸透(RO)膜をはじめ、ナノろ過(NF)膜・限外ろ過(UF)膜・精密ろ過(MF)膜など、すべての種類の水処理用分離膜製品を生み出してきました。最近ではバイオケミカルズ分野、ライフイノベーション分野および資源・エネルギー分野に向けた膜や膜処理プロセスの研究・開発にも注力しています。

精密界面重合による高機能性RO膜表面精密界面重合による高機能性RO膜表面
※2014年度 日本化学会科学技術賞受賞

RO膜

近年世界最大規模の膜法海水淡水化プラント向けに高性能RO膜の開発に成功し、その受注に至りました。この膜は、独自の技術で、サブナノメーターの精度で孔径など微細構造を制御することにより世界最高レベルのホウ素除去性能と高造水量とを両立させました。最近では、RO膜の分離機能層を徹底解析し、ひだ構造と細孔、水チャネル構造を世界で初めて定量的に明らかにしました。更に独自の精密界面重合と表面制御技術により、高透水性、高除去性、耐汚れ性を兼ね備えた高機能性RO膜の開発に成功しました。

UF膜およびMF膜

独自の熱誘起相分離法により獲得した強靱さと数ナノ~数十ナノメーターの精密細孔構造を併せもつPVDF中空糸膜を開発し、飲料水製造、産業用水製造、海水淡水化前処理、下水再利用の前処理用途などでその高い耐久性と分離性能が認められています。また、最近ではバイオマス資源活用プロセスなど新しい用途に向けた膜の研究・技術開発も進めています。下廃水浄化に活用するPVDF浸漬型MF膜は、膜表面の微細孔径を活性汚泥粒子よりはるかに細かな孔径に制御して汚泥を目詰まりしにくくし、かつ孔数を多くすることで高透水性との両立を実現しており、すでに世界の数百カ所のプラントで稼働しています。

統合的膜処理システム

種々の水源と用途に応じて高いパフォーマンスとコスト削減を実現するため、RO膜、NF膜、UF膜、MF膜など複数の膜を組み合わせた統合的膜処理システムの研究・開発も行っています。一例として、北九州市において、北九州市、独立行政法人新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO)、(株)日立製作所インフラシステム社などとともに、「ウォータープラザ構想」を推進し、海水淡水化と下水再利用の統合による低コスト・低動力の新規造水システムの実証を行い、省エネルギーで環境に調和した水循環システムを構築しました。

海水淡水化プラント

東レのRO膜エレメントを用いた西半球最大のポイントリサ海水淡水化プラント(トリニダード・トバゴ)

海水淡水化プラント

東レのRO膜エレメントを用いたアフリカ最大のハンマ海水淡水化プラント(アルジェリア)
※膜エレメントは2009年度ものづくり大賞特別賞受賞

グローバルな研究・開発

シンガポールのToray Singapore Water Research Center [TSWRC]、上海の東麗先端材料研究開発(中国)有限公司の水処理研究所、Toray Membrane USAの米国研究拠点およびToray International India Private Limitedのインド研究拠点と連携しながら、膜処理プロセスや水質分析に基づく地域別顧客実証など、世界トップレベルの「水処理膜およびその利用技術」の研究・開発を進めています。

膜法浄水設備

東レの中空糸膜モジュールを用いた韓国最大の膜法浄水設備(韓国 公州)
※PVDF中空糸膜モジュールは2007年度化学工学会技術賞受賞

細孔構造

分子動力学シミュレーションによって解析されたRO膜用架橋ポリアミドの細孔構造

研究・開発の歩み(抜粋)

1981 逆浸透膜 ロメンブラ®の生産開始
1991 地球環境研究室(滋賀)を開設
1998 PAN中空糸UF膜 トレフィル®の生産開始
2002 地球環境研究所に改名
2005 PVDF中空糸膜 トレフィル®の生産技術確立
MBR用PVDF平膜 メンブレイ®の生産技術確立
2009 Toray Singapore Water Research Center[TSWRC]を開設
2015 革新逆浸透(RO)膜を創出