糸巻型フィルタ及び水処理方法
【課題】水が繊維の巻回体層を偏りなく透過し、しかも巻回体層の水の透過量を十分に確保することができる糸巻型フィルタと、この糸巻型フィルタを用いた水処理方法とを提供する。
【解決手段】糸巻型フィルタ１は、水透過性の筒体２と、この筒体２の外周に巻回された繊維の巻回体層３とを備えている。巻回体層３は、相当直径１〜１０００ｎｍの単繊維を複数本、撚りをかけて集束して１次繊維束とし、この１次繊維束をさらに通算ｎ回（ｎは２以上の整数）集束してｎ次繊維束としたものである。単繊維は、カチオン交換基、アニオン交換基及びキレート基の少なくとも１種が付与されていることが好ましく、これにより糸巻型フィルタにイオン除去性能が付与される。
【解決手段】糸巻型フィルタ１は、水透過性の筒体２と、この筒体２の外周に巻回された繊維の巻回体層３とを備えている。巻回体層３は、相当直径１〜１０００ｎｍの単繊維を複数本、撚りをかけて集束して１次繊維束とし、この１次繊維束をさらに通算ｎ回（ｎは２以上の整数）集束してｎ次繊維束としたものである。単繊維は、カチオン交換基、アニオン交換基及びキレート基の少なくとも１種が付与されていることが好ましく、これにより糸巻型フィルタにイオン除去性能が付与される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水、水溶液、有機溶媒等の液体の処理に用いられる糸巻型フィルタと、この糸巻型フィルタを用いた水処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体の濾過処理に用いられる糸巻型フィルタとして、多数の孔が開いた筒体の外周にイオン交換繊維を巻回したものが特開昭６３−３１５１０９及び特開平７−４７２４２に記載されている。
【０００３】
前者の特開昭６３−３１５１０９の第３頁右上欄には、イオン交換糸を補強糸と束ねて巻くことにより、イオン交換性フィルタの強度が高くなることが記載されている。
【０００４】
後者の特開平７−４７２４２には、イオン交換繊維を筒体に巻き付けるとだけ記載されており、イオン交換繊維を集束させて巻回することについての記載はない。
【特許文献１】特開昭６３−３１５１０９
【特許文献２】特開平７−４７２４２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
イオン交換繊維の単繊維をそのまま筒体に巻回したのでは、繊維の巻回体が緻密になり、水の透過性に不足するようになるか、逆に局部的に大きな隙間が生じ、水がこの隙間に集中して短絡的に流れるようになり、十分な濾過性能を得ることができないことが多い。
【０００６】
イオン交換繊維を撚りをかけながら集束した１次繊維束を巻回した場合には、この傾向は若干は緩和されるものの、不十分である。
【０００７】
本発明は、上記従来の問題点を解決し、水が繊維の巻回体層を偏りなく透過し、しかも巻回体層の水の透過量を十分に確保することができる糸巻型フィルタと、この糸巻型フィルタを用いた水処理方法とを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１の糸巻型フィルタは、透液性の筒壁を有した筒体の外周に繊維を巻回してなる糸巻型フィルタにおいて、相当直径１〜１０００ｎｍの複数本の単繊維を撚りをかけて集束して一次繊維束を形成し複数本の一次繊維束を通算ｎ回（ｎは２以上の整数）集束して形成したｎ次繊維束からなる複次繊維束を前記筒体に巻回したことを特徴とするものである。
本発明では、（ｎ−１）次繊維束を集束してｎ次繊維を形成することをｎ回目の集束と呼ぶ。
【０００９】
請求項２の糸巻型フィルタは、請求項１において、前記複次繊維束の直径が１〜２０ｍｍであることを特徴とするものである。
【００１０】
請求項３の糸巻型フィルタは、請求項１又は２において、ｎが２〜１０の整数であることを特徴とするものである。
【００１１】
請求項４の糸巻型フィルタは、請求項３において、通算ｍ回目の集束によって形成したｍ次繊維束（ｍは２〜ｎの整数の少なくとも１つ）は、（ｍ−１）次の繊維束を撚りをかけて集束したものであることを特徴とするものである。
【００１２】
請求項５の糸巻型フィルタは、請求項１ないし４のいずれか１項において、前記複次繊維束の巻回厚が２〜１００ｍｍであることを特徴とするものである。
【００１３】
請求項６の糸巻型フィルタは、請求項１ないし５のいずれか１項において、アニオン交換基、カチオン交換基、及びキレート基からなる群の少なくとも１種の官能基が前記単繊維に付与されていることを特徴とするものである。
【００１４】
請求項７の水処理方法は、請求項１ないし６のいずれか１項に記載の糸巻型イオン交換フィルタに被処理水を透過させることにより処理水を得ることを特徴とするものである。
【００１５】
請求項８の水処理方法は、請求項７において、被処理水が金属イオン濃度０．５〜５ｎｇ／Ｌの超純水であることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の糸巻型フィルタにあっては、相当直径１〜１０００ｎｍの細い単繊維を撚りをかけて集束して１次繊維束とし、この繊維束をさらに通算ｎ回（ｎは２以上の整数）集束してｎ次繊維束からなる複次繊維束とし、この複次繊維束を透過性筒体の外周に巻回している。
【００１７】
かかる糸巻型フィルタの繊維束巻回体層は、単繊維同士が撚られた繊維束を巻回して形成したものであり、単繊維同士の間に微小な隙間が存在する。
【００１８】
そして、この１次繊維束をさらに集束して複次繊維束としているので、繊維束同士の間にも隙間が存在する。このような単繊維間の隙間及び繊維束間の隙間は、繊維束巻回体層の全体に均等に分布して存在するので、本発明の糸巻型フィルタでは、水が濾過層（繊維束巻回体層）の全体を満遍なく透過するようになり、十分に濾過流量を確保しつつ、水質の良い濾過水を得ることができるようになる。
【００１９】
なお、（ｎ−１）次繊維束をさらに集束してｎ次繊維束を形成するときに、（ｎ−１）次繊維束を撚りをかけて集束することにより、複次繊維束同士の間にも隙間が形成され、この隙間が濾過層の全体に均等に分布して存在するようになるので、透過水量を多くし、濾過水質を高めることができる。
【００２０】
また、複次繊維束を筒体に巻回する場合、１次繊維束を筒体に巻回する場合に比べて巻回作業を短時間で行うことができ、糸巻型フィルタの製造効率が良い。ただし、過度に高次に集束すると、複次繊維束の径が過大となるので、巻回される複次繊維束の直径は１０ｍｍ以下が好ましく、集束回数は通算１０回以下が好ましい。
【００２１】
巻回体の層厚は、過大であると圧損が大きくなり、過小であると濾過性能が低下するので、２〜１００ｍｍ程度が好適である。
【００２２】
上記の単繊維にアニオン交換基、カチオン交換基又はキレート基を付与することにより、糸巻型フィルタにイオン交換性能が付与される。
【００２３】
本発明の糸巻型フィルタは、超純水などの製造に用いるのに好適である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、図面を参照して本発明について詳細に説明する。第１図は実施の形態に係る糸巻型フィルタの筒軸と垂直方向の断面図である。
【００２５】
この糸巻型フィルタ１は、水透過性の筒体２と、この筒体２の外周に巻回された繊維の巻回体層３とを備えている。
【００２６】
筒体２は円筒状であり、直径１〜１００ｍｍ程度の小孔２ａを開口率３０〜９９％、特に５０〜８０％程度となるように設けたものである。なお、筒体２を多孔質の金属又はセラミックス焼結体のように透水性材料にて構成し、小孔２ａを省略してもよい。
【００２７】
筒体２の内径は１０〜１００ｍｍ程度が好適であるが、これに限定されない。筒体２の肉厚は１〜１０ｍｍ程度が好適であるが、これに限定されない。
【００２８】
なお、筒体２の長手方向の両端にフランジを設けてもよい。
【００２９】
繊維の巻回体層３の外周及び／又は内周にさらに別の濾材が巻回されてもよい。巻回体層３を取り巻くように外筒が配置され、この外筒が上記フランジに連結されてもよい。フランジや外筒を連結する場合、接着剤を使用すると、成分の溶出のおそれがあるので、これらを熱融着性材料にて構成し、熱融着によって接合するのが好ましい。熱融着性材料としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ＥＶＡ、ポリウレタン、アクリルなどが例示されるが、これらに限定されない。
【００３０】
［繊維及び繊維束の説明］
次に、巻回体層３を構成する繊維及び繊維束について説明する。
【００３１】
巻回体層３は、相当直径１〜１０００ｎｍの単繊維を複数本、撚りをかけて集束して１次繊維束とし、この１次繊維束をさらに通算ｎ回（ｎ≧２）集束してｎ次繊維束としたものである。
【００３２】
上記の「相当直径」とは、（相当直径）＝４×（断面積）／（断面の外周長さ）によって定義される。
【００３３】
本発明では、相当直径１〜１０００ｎｍの細い単繊維を用いる。このように細い繊維は、比表面積が大きく、被処理水中の被分離物質の除去性能が高い。除去性能と強度、製造の難易度を加味すると好ましい相当直径は１０〜９００ｎｍ、特に５０〜７００ｎｍである。
【００３４】
この単繊維は、カチオン交換基、アニオン交換基及びキレート基の少なくとも１種が付与されていることが好ましく、これにより糸巻型フィルタにイオン除去性能が付与される。
【００３５】
繊維の材料としては、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン、ＰＴＦＥ、ＣＴＦＥ、ＰＦＡ、ポリフッ化ビニリデンなどのフッ素樹脂、ポリ塩化ビニルなどのハロゲン化ポリオレフィン、ナイロン−６、ナイロン−６６などのポリアミド、ユリア樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ポリスチレン、セルロース、酢酸セルロース、硝酸セルロース、ポリエーテルケトン、ポリエーテルケトンケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリアミドイミド、ポリベンゾイミダゾール、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリフェニレンサルファイド、ポリアクリルニトリル、ポリエーテルニトリル、ポリビニルアルコールおよびこれらの共重合体などの素材が使用できるが、この限りではない。特に１種類の素材に限定されることはなく、必要に応じて種々の素材を選択できる。
【００３６】
単繊維にイオン交換能を与える場合、イオン交換基としては、スルホン酸基、リン酸基、ホスホン酸基、ホスフィン酸基、カルボン酸基、水酸基、フェノール基、４級アンモニウム基、１〜３級アミン基、ピリジン基、アミド基、などがあるがこの限りではない。これらの官能基はＨ型、ＯＨ型だけでなく、Ｎａなどの塩型であってもよい。本発明では、これらの官能基が少なくとも一種類以上導入された糸を使用してもよいし、それぞれ異なったイオン交換基が導入された糸を複数種用いて、異なる交換基をもつ複合フィルタとしてもよい。
【００３７】
官能基の導入方法は単繊維の素材材質によって異なり、適当な導入方法を選択する。例えば、ポリスチレンの場合、硫酸溶液中にパラホルムアルデヒドを適量添加し、加熱架橋することで、スルホン酸基の導入が可能である。ポリビニルアルコールの場合は、水酸基に、トリアルコキシシラン基やトリクロロロシラン基、あるいはエポキシ基などを作用させることなどにより、官能基を導入することができる。材質によって直接官能基を導入できない場合は、まず、スチレンなどの反応性の高いモノマー（反応性モノマーと呼ぶ）を導入した上で、官能基を導入するといったような、２段階以上の導入操作を経て、目的とする官能基を導入しても良い。これらの反応性モノマーとしては、グリシジルメタクリレート、スチレン、クロロメチルスチレン、アクロレイン、ビニルピリジン、アクリロニトリルなどがあるが、この限りではない。官能基は、単繊維化する前に導入されていてもよいが、単繊維を作製したり、単繊維を集束する際に、イオン交換能を有する高分子や樹脂を溶解あるいは微粉砕したものを、塗布したり、混練したり、化学反応によって結合させることによって、イオン交換基を導入しても良い。
【００３８】
この単繊維を集束して１次繊維束を形成する場合、集束の本数は３〜３０００本特に１０〜１０００本程度が好ましい。この単繊維は、撚りをかけて集束するが、その際の撚りはＳ撚り、Ｚ撚りなどのいずれでもよい。撚りのターン数は３〜１０００ターン／ｃｍ特に１０〜１００ターン／ｃｍ程度が好ましい。
【００３９】
本発明では、１次繊維束をさらに集束して２次繊維束とし、この２次繊維を筒体２に巻回してもよく、この２次繊維束をさらに集束して３次繊維としたり、３次繊維束をさらに集束して４次繊維としたり、４次繊維束をさらに集束して５次繊維としたり、５次繊維束をさらに集束して６次繊維としたり、６次繊維束をさらに集束して７次繊維としたり、７次繊維束をさらに集束して８次繊維としたり、８次繊維束をさらに集束して９次繊維としたり、９次繊維束をさらに集束して１０次繊維としてもよく、この３次ないし１０次繊維束のいずれかを筒体２に巻回してもよい。巻回する複次繊維束の次数は、好ましくは２〜１０次、特には２〜８次とりわけ２〜５次である。
【００４０】
（ｎ−１）次繊維束を集束してｎ次繊維束を形成する場合、３〜３０００本、特に１０〜１０００本の（ｎ−１）次繊維束を集束してｎ次繊維束を形成するのが好ましく、この場合、（ｎ−１）次繊維束を撚りをかけて集束することもできる。この撚りのターン数は、１〜１０００ターン／ｃｍ特に３〜１００ターン／ｃｍ程度が好ましい。
【００４１】
筒体２に巻回する複次繊維束の直径は１〜２０ｍｍ特に２〜１０ｍｍ程度が好ましい。
【００４２】
なお、この直径が過度に小さいと、繊維束同士の隙間が過度に小さくなると共に、巻回に手間がかかる。また、この直径が過度に大きいと、繊維束同士の隙間が過大となる。ただし、巻回の際に中心寄りを密に、外周寄りを粗となるように巻回の圧力を調整することによって、繊維束同士の隙間を調整することができる。
【００４３】
この複次繊維束を巻回して形成した巻回体層３の層厚は２〜１００ｍｍ特に１０〜５０ｍｍ程度が好適である。この層厚が過度に小さいと、濾過性能が不足し、過大であると通水圧損が過度に高くなる。
【００４４】
このように構成された糸巻型フィルタ１を用いて水処理を行う場合、被処理水は巻回体層３の外周面から巻回体層３を厚さ方向（第１図の求心方向）に透過し、小孔２ａから筒体２内に流入し、濾過水として取り出される。ただし、被処理水を筒体２内に供給し、小孔２ａから巻回層体３を厚さ方向（第１図の放射方向）に透過させ、巻回体層３の外周面から濾過水を流出させるようにしてもよい。
【００４５】
本発明は、金属イオン濃度０．５〜５ｎｇ／Ｌの超純水を濾過処理し、金属イオン濃度を０．１ｎｇ／Ｌ以下程度にする場合に用いるのに好適である。
【００４６】
第２図は、第１図の糸巻型フィルタ１を組み込んだフィルタカートリッジの一例を示す断面図である。
【００４７】
このフィルタカートリッジ１０は、被処理水の流入口１１と濾過水の流出口１２とを有したケーシング１３内に、糸巻型フィルタ１を、筒軸方向が上下方向となるように配置したものである。
【００４８】
糸巻型フィルタ１の下面には、筒体２の一端側を閉塞するエンドプレートを兼ねたフランジ４が設けられている。糸巻型フィルタ１の上端面にはフランジ５が設けられ、巻回体層３はこれらのフランジ４，５間において筒体２に巻回されている。筒体２の上端は、上方に延出し、その先端に連結用フランジ２ｂが設けられている。
【００４９】
流出口１２には、濾過水取出管１４が連なっている。この取出管１４の下端にフランジ１４ａが設けられ、上記筒体２のフランジ２ｂと連結されている。
【００５０】
被処理水は、流入口１１からケーシング１３内に導入され、糸巻型フィルタ１の巻回体層３を求心方向に透過し、小孔２ａから筒体２内に流入し、取出管１４、流出口１２を介して取り出される。
【００５１】
第３図は、このフィルタカートリッジ１０を備えた超純水製造用２次純水システムのフロー図である。
【００５２】
１次純水システムなどからの水がサブタンク２０へ導入され、ポンプ２０ａから低圧ＵＶ酸化器２１に送られ、水中の微量有機物がＵＶ照射によりイオン性低分子量物質に分解される。低圧ＵＶ酸化器からの水は、イオン交換樹脂塔２２に通水され、イオン性物質が除去された後、脱気膜塔２３に通水され、脱気処理される。この脱気膜塔２３の１次側は真空ポンプ２４によって真空引きされている。脱気膜塔２３の２次側には窒素ガスが供給可能とされている。脱気膜塔２３からの水は、ＵＦ膜（限外濾過膜）装置２５に通水されて超純水となる。この超純水は、ライン２６を通ってサブタンク２０に戻される。ライン２６の途中からライン２７が分岐しており、このライン２７からライン２８が分岐しているこのライン２９から取出ライン３０が分岐しており、上記フィルタカートリッジ１０へ超純水が導入され金属イオン濃度レベルがさらに低下された後、ユースポイントへ送水される。フィルタカートリッジ１０へ導入される超純水の金属イオン濃度は０．５〜５ｎｇ／Ｌ程度であるが、フィルタカートリッジ１０で濾過処理されることにより、０．１ｎｇ／Ｌ以下程度まで低下させることができる。
【実施例】
【００５３】
［実施例１］
Ａｌｄｒｉｃｈ製ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）（Ｍｗ＝２７３，０００）をＤＭＡ（ジメチルアセトアミド）に２５ｗｔ％で溶解したものを２０ｋＶの電圧で電界紡糸し、平均繊維径５００ｎｍの単繊維を得た。さらにこれを５０本、１０ターン／ｃｍにて撚りをかけながら集束し、直径７μｍの１次繊維束とした。これを１０００本撚りをかけずに集束させて直径２ｍｍの２次繊維束とした。これを、外径３５ｍｍの有孔筒に巻き付けて糸巻型フィルタとした。巻きつけた後の糸巻型フィルタの直径は６５ｍｍであった。この糸巻型フィルタを用いて第２図に示すフィルタカートリッジを製作した。このフィルタカートリッジを用い、圧力０．０２ＭＰａで、野木町水を濾過し、透過流量と配管から発生している鉄分の除去性を測定した。供給水中の全鉄は０．１ｍｇ／Ｌ程度である。結果を表１に示す。表１の通り、透過流量を高く保ちながら、鉄のリークを抑えることができた。
【００５４】
［実施例２］
１次繊維束を１００本、５ターン／ｃｍにて撚りをかけながら集束させて５０μｍの２次繊維束とした以外は、実施例１と同様の条件として試験を行った。結果を表１に示す。表１の通り、実施例１と比べて透過流量は落ちるが、鉄のリークをより低く抑えることができた。
【００５５】
［比較例１］
ＡＤＶＡＮＴＥＣ製ポリプロピレン糸巻きフィルタカートリッジ（ＴＣＷ−０５Ｎ−ＰＰＳ）を用い、実施例１と同じ条件で試験を実施した。結果を表１に示す。
【００５６】
【表１】
【００５７】
［実施例３］
関東化学製ポリビニルアルコール２０００（Ｍｗ＝８８，０００）を９０℃の純水に２０ｗｔ％で溶解させたものを４０ｋＶの電圧で電界紡糸し、平均繊維径２００ｎｍの単繊維を得た。この単繊維に、３−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、亜硫酸ナトリウムを反応させ、スルホン基を導入した。この単繊維を１０本、１０ターン／ｃｍにて撚りをかけながら集束し、直径１μｍの１次繊維束とした。これを１００本撚りをかけずに集束させて直径５０μｍの２次繊維束とした。さらにこれを１００本撚りをかけずに集束させて直径１ｍｍの３次繊維束とした。これを外径４０ｍｍの有孔筒に巻き付けて糸巻型フィルタとした。巻きつけた後の糸巻型フィルタの直径は８０ｍｍであった。
【００５８】
この糸巻型フィルタを用いて第２図に示すフィルタカートリッジを製作した。このフィルタカートリッジを５％の塩酸で十分に洗浄した後、超純水で塩酸を洗い流した。その後、被処理水の金属（Ｎａ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｋ、Ｃａ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｐｂ）イオン濃度が１０ｎｇ／Ｌになるように原子吸光用標準液を希釈調製してライン注入により添加した超純水を２０Ｌ／ｍｉｎで通水処理したところ、処理水中のすべての金属濃度を分析下限値である０．１ｎｇ／Ｌ未満にできた。結果を表２に示す。なお測定はサンプリング水を濃縮してからＩＣＰＭＳ（横河アナリティカルシステムズＡｇｉｌｅｎｔ−４５００）で分析した。
【００５９】
［実施例４］
Ａｌｄｒｉｃｈ製ＰＶＤＦ（Ｍｗ＝２７３，０００）をＤＭＡに２０ｗｔ％で溶解したものを２０ｋＶの電圧で電界紡糸し、平均繊維径３００ｎｍの単繊維を得た。この単繊維を、Ｄｕｐｏｎ社製Ｎａｆｉｏｎ（登録商標）を水、メタノールの混合溶媒に２０ｗｔ％で溶解したものに含浸させた。
【００６０】
この単繊維を１０本、１０ターン／ｃｍにて撚りをかけながら集束し、直径１．５ｍｍの１次繊維束とした。これを１００本撚りをかけずに集束させて直径５０μｍの２次繊維束とした。さらにこれを１００本撚りをかけずに集束させて直径１ｍｍの３次繊維束とした。これを外径４０ｍｍの有孔筒に巻き付けて糸巻型フィルタとした。巻きつけた後の糸巻型フィルタの直径は８０ｍｍであった。この糸巻型フィルタを用いて第２図に示すフィルタカートリッジを製作した。フィルタカートリッジを５％の塩酸で十分に洗浄した後、超純水で塩酸を洗い流した。実施例３と同様の試験を実施した。結果を表２に示す。
【００６１】
［比較例２］
イオン交換不織布、ポリスルホン多孔質膜、ポリプロピレン不織布（流路材）を積層しプリーツ型フィルタを作製し、実施例３と同様の試験を実施した。結果を表２に示す。
【００６２】
【表２】
【００６３】
［実施例５］
第３図に示す超純水製造システムのフィルタカートリッジ１０に実施例４のフィルタカートリッジを用いて、長期間の通水試験を実施した。被処理水のＮａ濃度が１ｎｇ／Ｌになるように原子吸光用のＮａ標準液を希釈調製して、ライン注入した。被処理水の流量は２０Ｌ／ｍｉｎである。その処理水質は通水３９７日目に０．１ｎｇ／Ｌ以上になった。
【００６４】
［比較例３］
比較例２のフィルタを用いて、実施例５と同様の通水試験を実施したところ、通水２日後に処理水質は０．１ｎｇ／Ｌ以上になった。
【００６５】
［参考測定例１］
実施例３において、糸巻型フィルタの通水抵抗と比表面積を測定した。
【００６６】
また、実施例３において単繊維の繊維径を５０、１００又は５００ｎｍとしたこと以外は同様にして製作した糸巻型フィルタについても通水抵抗及び比表面積を測定した。これらの結果を第４図に示す。
【００６７】
［参考測定例２］
上記参考測定例１において、単繊維径を０．３，０．５，１又は１．５ｍｍとした。これを集束させることなく、そのまま通水抵抗に巻回して糸巻型フィルタを製作し、通水抵抗及び比表面積を測定した。その結果を第５図に示す。
【００６８】
第４図及び第５図の通り、細い単繊維を撚りをかけながら集束して１次繊維束とし、これを撚らずに集束させた２次繊維束を用いると、糸巻型フィルタの通水抵抗が小さく、比表面積が大きくなることが認められる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】実施の形態に係る糸巻型フィルタの断面図である。
【図２】フィルタカートリッジの断面図である。
【図３】超純水製造システムのフロー図である。
【図４】通水抵抗及び比表面積の測定例を示すグラフである。
【図５】通水抵抗及び比表面積の測定例を示すグラフである。
【符号の説明】
【００７０】
１ 糸巻型フィルタ
２ 通水抵抗
２ａ 小孔
２ｂ フランジ
３ 巻回体
１０ フィルタカートリッジ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水、水溶液、有機溶媒等の液体の処理に用いられる糸巻型フィルタと、この糸巻型フィルタを用いた水処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体の濾過処理に用いられる糸巻型フィルタとして、多数の孔が開いた筒体の外周にイオン交換繊維を巻回したものが特開昭６３−３１５１０９及び特開平７−４７２４２に記載されている。
【０００３】
前者の特開昭６３−３１５１０９の第３頁右上欄には、イオン交換糸を補強糸と束ねて巻くことにより、イオン交換性フィルタの強度が高くなることが記載されている。
【０００４】
後者の特開平７−４７２４２には、イオン交換繊維を筒体に巻き付けるとだけ記載されており、イオン交換繊維を集束させて巻回することについての記載はない。
【特許文献１】特開昭６３−３１５１０９
【特許文献２】特開平７−４７２４２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
イオン交換繊維の単繊維をそのまま筒体に巻回したのでは、繊維の巻回体が緻密になり、水の透過性に不足するようになるか、逆に局部的に大きな隙間が生じ、水がこの隙間に集中して短絡的に流れるようになり、十分な濾過性能を得ることができないことが多い。
【０００６】
イオン交換繊維を撚りをかけながら集束した１次繊維束を巻回した場合には、この傾向は若干は緩和されるものの、不十分である。
【０００７】
本発明は、上記従来の問題点を解決し、水が繊維の巻回体層を偏りなく透過し、しかも巻回体層の水の透過量を十分に確保することができる糸巻型フィルタと、この糸巻型フィルタを用いた水処理方法とを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１の糸巻型フィルタは、透液性の筒壁を有した筒体の外周に繊維を巻回してなる糸巻型フィルタにおいて、相当直径１〜１０００ｎｍの複数本の単繊維を撚りをかけて集束して一次繊維束を形成し複数本の一次繊維束を通算ｎ回（ｎは２以上の整数）集束して形成したｎ次繊維束からなる複次繊維束を前記筒体に巻回したことを特徴とするものである。
本発明では、（ｎ−１）次繊維束を集束してｎ次繊維を形成することをｎ回目の集束と呼ぶ。
【０００９】
請求項２の糸巻型フィルタは、請求項１において、前記複次繊維束の直径が１〜２０ｍｍであることを特徴とするものである。
【００１０】
請求項３の糸巻型フィルタは、請求項１又は２において、ｎが２〜１０の整数であることを特徴とするものである。
【００１１】
請求項４の糸巻型フィルタは、請求項３において、通算ｍ回目の集束によって形成したｍ次繊維束（ｍは２〜ｎの整数の少なくとも１つ）は、（ｍ−１）次の繊維束を撚りをかけて集束したものであることを特徴とするものである。
【００１２】
請求項５の糸巻型フィルタは、請求項１ないし４のいずれか１項において、前記複次繊維束の巻回厚が２〜１００ｍｍであることを特徴とするものである。
【００１３】
請求項６の糸巻型フィルタは、請求項１ないし５のいずれか１項において、アニオン交換基、カチオン交換基、及びキレート基からなる群の少なくとも１種の官能基が前記単繊維に付与されていることを特徴とするものである。
【００１４】
請求項７の水処理方法は、請求項１ないし６のいずれか１項に記載の糸巻型イオン交換フィルタに被処理水を透過させることにより処理水を得ることを特徴とするものである。
【００１５】
請求項８の水処理方法は、請求項７において、被処理水が金属イオン濃度０．５〜５ｎｇ／Ｌの超純水であることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の糸巻型フィルタにあっては、相当直径１〜１０００ｎｍの細い単繊維を撚りをかけて集束して１次繊維束とし、この繊維束をさらに通算ｎ回（ｎは２以上の整数）集束してｎ次繊維束からなる複次繊維束とし、この複次繊維束を透過性筒体の外周に巻回している。
【００１７】
かかる糸巻型フィルタの繊維束巻回体層は、単繊維同士が撚られた繊維束を巻回して形成したものであり、単繊維同士の間に微小な隙間が存在する。
【００１８】
そして、この１次繊維束をさらに集束して複次繊維束としているので、繊維束同士の間にも隙間が存在する。このような単繊維間の隙間及び繊維束間の隙間は、繊維束巻回体層の全体に均等に分布して存在するので、本発明の糸巻型フィルタでは、水が濾過層（繊維束巻回体層）の全体を満遍なく透過するようになり、十分に濾過流量を確保しつつ、水質の良い濾過水を得ることができるようになる。
【００１９】
なお、（ｎ−１）次繊維束をさらに集束してｎ次繊維束を形成するときに、（ｎ−１）次繊維束を撚りをかけて集束することにより、複次繊維束同士の間にも隙間が形成され、この隙間が濾過層の全体に均等に分布して存在するようになるので、透過水量を多くし、濾過水質を高めることができる。
【００２０】
また、複次繊維束を筒体に巻回する場合、１次繊維束を筒体に巻回する場合に比べて巻回作業を短時間で行うことができ、糸巻型フィルタの製造効率が良い。ただし、過度に高次に集束すると、複次繊維束の径が過大となるので、巻回される複次繊維束の直径は１０ｍｍ以下が好ましく、集束回数は通算１０回以下が好ましい。
【００２１】
巻回体の層厚は、過大であると圧損が大きくなり、過小であると濾過性能が低下するので、２〜１００ｍｍ程度が好適である。
【００２２】
上記の単繊維にアニオン交換基、カチオン交換基又はキレート基を付与することにより、糸巻型フィルタにイオン交換性能が付与される。
【００２３】
本発明の糸巻型フィルタは、超純水などの製造に用いるのに好適である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、図面を参照して本発明について詳細に説明する。第１図は実施の形態に係る糸巻型フィルタの筒軸と垂直方向の断面図である。
【００２５】
この糸巻型フィルタ１は、水透過性の筒体２と、この筒体２の外周に巻回された繊維の巻回体層３とを備えている。
【００２６】
筒体２は円筒状であり、直径１〜１００ｍｍ程度の小孔２ａを開口率３０〜９９％、特に５０〜８０％程度となるように設けたものである。なお、筒体２を多孔質の金属又はセラミックス焼結体のように透水性材料にて構成し、小孔２ａを省略してもよい。
【００２７】
筒体２の内径は１０〜１００ｍｍ程度が好適であるが、これに限定されない。筒体２の肉厚は１〜１０ｍｍ程度が好適であるが、これに限定されない。
【００２８】
なお、筒体２の長手方向の両端にフランジを設けてもよい。
【００２９】
繊維の巻回体層３の外周及び／又は内周にさらに別の濾材が巻回されてもよい。巻回体層３を取り巻くように外筒が配置され、この外筒が上記フランジに連結されてもよい。フランジや外筒を連結する場合、接着剤を使用すると、成分の溶出のおそれがあるので、これらを熱融着性材料にて構成し、熱融着によって接合するのが好ましい。熱融着性材料としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ＥＶＡ、ポリウレタン、アクリルなどが例示されるが、これらに限定されない。
【００３０】
［繊維及び繊維束の説明］
次に、巻回体層３を構成する繊維及び繊維束について説明する。
【００３１】
巻回体層３は、相当直径１〜１０００ｎｍの単繊維を複数本、撚りをかけて集束して１次繊維束とし、この１次繊維束をさらに通算ｎ回（ｎ≧２）集束してｎ次繊維束としたものである。
【００３２】
上記の「相当直径」とは、（相当直径）＝４×（断面積）／（断面の外周長さ）によって定義される。
【００３３】
本発明では、相当直径１〜１０００ｎｍの細い単繊維を用いる。このように細い繊維は、比表面積が大きく、被処理水中の被分離物質の除去性能が高い。除去性能と強度、製造の難易度を加味すると好ましい相当直径は１０〜９００ｎｍ、特に５０〜７００ｎｍである。
【００３４】
この単繊維は、カチオン交換基、アニオン交換基及びキレート基の少なくとも１種が付与されていることが好ましく、これにより糸巻型フィルタにイオン除去性能が付与される。
【００３５】
繊維の材料としては、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン、ＰＴＦＥ、ＣＴＦＥ、ＰＦＡ、ポリフッ化ビニリデンなどのフッ素樹脂、ポリ塩化ビニルなどのハロゲン化ポリオレフィン、ナイロン−６、ナイロン−６６などのポリアミド、ユリア樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ポリスチレン、セルロース、酢酸セルロース、硝酸セルロース、ポリエーテルケトン、ポリエーテルケトンケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリアミドイミド、ポリベンゾイミダゾール、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリフェニレンサルファイド、ポリアクリルニトリル、ポリエーテルニトリル、ポリビニルアルコールおよびこれらの共重合体などの素材が使用できるが、この限りではない。特に１種類の素材に限定されることはなく、必要に応じて種々の素材を選択できる。
【００３６】
単繊維にイオン交換能を与える場合、イオン交換基としては、スルホン酸基、リン酸基、ホスホン酸基、ホスフィン酸基、カルボン酸基、水酸基、フェノール基、４級アンモニウム基、１〜３級アミン基、ピリジン基、アミド基、などがあるがこの限りではない。これらの官能基はＨ型、ＯＨ型だけでなく、Ｎａなどの塩型であってもよい。本発明では、これらの官能基が少なくとも一種類以上導入された糸を使用してもよいし、それぞれ異なったイオン交換基が導入された糸を複数種用いて、異なる交換基をもつ複合フィルタとしてもよい。
【００３７】
官能基の導入方法は単繊維の素材材質によって異なり、適当な導入方法を選択する。例えば、ポリスチレンの場合、硫酸溶液中にパラホルムアルデヒドを適量添加し、加熱架橋することで、スルホン酸基の導入が可能である。ポリビニルアルコールの場合は、水酸基に、トリアルコキシシラン基やトリクロロロシラン基、あるいはエポキシ基などを作用させることなどにより、官能基を導入することができる。材質によって直接官能基を導入できない場合は、まず、スチレンなどの反応性の高いモノマー（反応性モノマーと呼ぶ）を導入した上で、官能基を導入するといったような、２段階以上の導入操作を経て、目的とする官能基を導入しても良い。これらの反応性モノマーとしては、グリシジルメタクリレート、スチレン、クロロメチルスチレン、アクロレイン、ビニルピリジン、アクリロニトリルなどがあるが、この限りではない。官能基は、単繊維化する前に導入されていてもよいが、単繊維を作製したり、単繊維を集束する際に、イオン交換能を有する高分子や樹脂を溶解あるいは微粉砕したものを、塗布したり、混練したり、化学反応によって結合させることによって、イオン交換基を導入しても良い。
【００３８】
この単繊維を集束して１次繊維束を形成する場合、集束の本数は３〜３０００本特に１０〜１０００本程度が好ましい。この単繊維は、撚りをかけて集束するが、その際の撚りはＳ撚り、Ｚ撚りなどのいずれでもよい。撚りのターン数は３〜１０００ターン／ｃｍ特に１０〜１００ターン／ｃｍ程度が好ましい。
【００３９】
本発明では、１次繊維束をさらに集束して２次繊維束とし、この２次繊維を筒体２に巻回してもよく、この２次繊維束をさらに集束して３次繊維としたり、３次繊維束をさらに集束して４次繊維としたり、４次繊維束をさらに集束して５次繊維としたり、５次繊維束をさらに集束して６次繊維としたり、６次繊維束をさらに集束して７次繊維としたり、７次繊維束をさらに集束して８次繊維としたり、８次繊維束をさらに集束して９次繊維としたり、９次繊維束をさらに集束して１０次繊維としてもよく、この３次ないし１０次繊維束のいずれかを筒体２に巻回してもよい。巻回する複次繊維束の次数は、好ましくは２〜１０次、特には２〜８次とりわけ２〜５次である。
【００４０】
（ｎ−１）次繊維束を集束してｎ次繊維束を形成する場合、３〜３０００本、特に１０〜１０００本の（ｎ−１）次繊維束を集束してｎ次繊維束を形成するのが好ましく、この場合、（ｎ−１）次繊維束を撚りをかけて集束することもできる。この撚りのターン数は、１〜１０００ターン／ｃｍ特に３〜１００ターン／ｃｍ程度が好ましい。
【００４１】
筒体２に巻回する複次繊維束の直径は１〜２０ｍｍ特に２〜１０ｍｍ程度が好ましい。
【００４２】
なお、この直径が過度に小さいと、繊維束同士の隙間が過度に小さくなると共に、巻回に手間がかかる。また、この直径が過度に大きいと、繊維束同士の隙間が過大となる。ただし、巻回の際に中心寄りを密に、外周寄りを粗となるように巻回の圧力を調整することによって、繊維束同士の隙間を調整することができる。
【００４３】
この複次繊維束を巻回して形成した巻回体層３の層厚は２〜１００ｍｍ特に１０〜５０ｍｍ程度が好適である。この層厚が過度に小さいと、濾過性能が不足し、過大であると通水圧損が過度に高くなる。
【００４４】
このように構成された糸巻型フィルタ１を用いて水処理を行う場合、被処理水は巻回体層３の外周面から巻回体層３を厚さ方向（第１図の求心方向）に透過し、小孔２ａから筒体２内に流入し、濾過水として取り出される。ただし、被処理水を筒体２内に供給し、小孔２ａから巻回層体３を厚さ方向（第１図の放射方向）に透過させ、巻回体層３の外周面から濾過水を流出させるようにしてもよい。
【００４５】
本発明は、金属イオン濃度０．５〜５ｎｇ／Ｌの超純水を濾過処理し、金属イオン濃度を０．１ｎｇ／Ｌ以下程度にする場合に用いるのに好適である。
【００４６】
第２図は、第１図の糸巻型フィルタ１を組み込んだフィルタカートリッジの一例を示す断面図である。
【００４７】
このフィルタカートリッジ１０は、被処理水の流入口１１と濾過水の流出口１２とを有したケーシング１３内に、糸巻型フィルタ１を、筒軸方向が上下方向となるように配置したものである。
【００４８】
糸巻型フィルタ１の下面には、筒体２の一端側を閉塞するエンドプレートを兼ねたフランジ４が設けられている。糸巻型フィルタ１の上端面にはフランジ５が設けられ、巻回体層３はこれらのフランジ４，５間において筒体２に巻回されている。筒体２の上端は、上方に延出し、その先端に連結用フランジ２ｂが設けられている。
【００４９】
流出口１２には、濾過水取出管１４が連なっている。この取出管１４の下端にフランジ１４ａが設けられ、上記筒体２のフランジ２ｂと連結されている。
【００５０】
被処理水は、流入口１１からケーシング１３内に導入され、糸巻型フィルタ１の巻回体層３を求心方向に透過し、小孔２ａから筒体２内に流入し、取出管１４、流出口１２を介して取り出される。
【００５１】
第３図は、このフィルタカートリッジ１０を備えた超純水製造用２次純水システムのフロー図である。
【００５２】
１次純水システムなどからの水がサブタンク２０へ導入され、ポンプ２０ａから低圧ＵＶ酸化器２１に送られ、水中の微量有機物がＵＶ照射によりイオン性低分子量物質に分解される。低圧ＵＶ酸化器からの水は、イオン交換樹脂塔２２に通水され、イオン性物質が除去された後、脱気膜塔２３に通水され、脱気処理される。この脱気膜塔２３の１次側は真空ポンプ２４によって真空引きされている。脱気膜塔２３の２次側には窒素ガスが供給可能とされている。脱気膜塔２３からの水は、ＵＦ膜（限外濾過膜）装置２５に通水されて超純水となる。この超純水は、ライン２６を通ってサブタンク２０に戻される。ライン２６の途中からライン２７が分岐しており、このライン２７からライン２８が分岐しているこのライン２９から取出ライン３０が分岐しており、上記フィルタカートリッジ１０へ超純水が導入され金属イオン濃度レベルがさらに低下された後、ユースポイントへ送水される。フィルタカートリッジ１０へ導入される超純水の金属イオン濃度は０．５〜５ｎｇ／Ｌ程度であるが、フィルタカートリッジ１０で濾過処理されることにより、０．１ｎｇ／Ｌ以下程度まで低下させることができる。
【実施例】
【００５３】
［実施例１］
Ａｌｄｒｉｃｈ製ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）（Ｍｗ＝２７３，０００）をＤＭＡ（ジメチルアセトアミド）に２５ｗｔ％で溶解したものを２０ｋＶの電圧で電界紡糸し、平均繊維径５００ｎｍの単繊維を得た。さらにこれを５０本、１０ターン／ｃｍにて撚りをかけながら集束し、直径７μｍの１次繊維束とした。これを１０００本撚りをかけずに集束させて直径２ｍｍの２次繊維束とした。これを、外径３５ｍｍの有孔筒に巻き付けて糸巻型フィルタとした。巻きつけた後の糸巻型フィルタの直径は６５ｍｍであった。この糸巻型フィルタを用いて第２図に示すフィルタカートリッジを製作した。このフィルタカートリッジを用い、圧力０．０２ＭＰａで、野木町水を濾過し、透過流量と配管から発生している鉄分の除去性を測定した。供給水中の全鉄は０．１ｍｇ／Ｌ程度である。結果を表１に示す。表１の通り、透過流量を高く保ちながら、鉄のリークを抑えることができた。
【００５４】
［実施例２］
１次繊維束を１００本、５ターン／ｃｍにて撚りをかけながら集束させて５０μｍの２次繊維束とした以外は、実施例１と同様の条件として試験を行った。結果を表１に示す。表１の通り、実施例１と比べて透過流量は落ちるが、鉄のリークをより低く抑えることができた。
【００５５】
［比較例１］
ＡＤＶＡＮＴＥＣ製ポリプロピレン糸巻きフィルタカートリッジ（ＴＣＷ−０５Ｎ−ＰＰＳ）を用い、実施例１と同じ条件で試験を実施した。結果を表１に示す。
【００５６】
【表１】
【００５７】
［実施例３］
関東化学製ポリビニルアルコール２０００（Ｍｗ＝８８，０００）を９０℃の純水に２０ｗｔ％で溶解させたものを４０ｋＶの電圧で電界紡糸し、平均繊維径２００ｎｍの単繊維を得た。この単繊維に、３−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、亜硫酸ナトリウムを反応させ、スルホン基を導入した。この単繊維を１０本、１０ターン／ｃｍにて撚りをかけながら集束し、直径１μｍの１次繊維束とした。これを１００本撚りをかけずに集束させて直径５０μｍの２次繊維束とした。さらにこれを１００本撚りをかけずに集束させて直径１ｍｍの３次繊維束とした。これを外径４０ｍｍの有孔筒に巻き付けて糸巻型フィルタとした。巻きつけた後の糸巻型フィルタの直径は８０ｍｍであった。
【００５８】
この糸巻型フィルタを用いて第２図に示すフィルタカートリッジを製作した。このフィルタカートリッジを５％の塩酸で十分に洗浄した後、超純水で塩酸を洗い流した。その後、被処理水の金属（Ｎａ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｋ、Ｃａ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｐｂ）イオン濃度が１０ｎｇ／Ｌになるように原子吸光用標準液を希釈調製してライン注入により添加した超純水を２０Ｌ／ｍｉｎで通水処理したところ、処理水中のすべての金属濃度を分析下限値である０．１ｎｇ／Ｌ未満にできた。結果を表２に示す。なお測定はサンプリング水を濃縮してからＩＣＰＭＳ（横河アナリティカルシステムズＡｇｉｌｅｎｔ−４５００）で分析した。
【００５９】
［実施例４］
Ａｌｄｒｉｃｈ製ＰＶＤＦ（Ｍｗ＝２７３，０００）をＤＭＡに２０ｗｔ％で溶解したものを２０ｋＶの電圧で電界紡糸し、平均繊維径３００ｎｍの単繊維を得た。この単繊維を、Ｄｕｐｏｎ社製Ｎａｆｉｏｎ（登録商標）を水、メタノールの混合溶媒に２０ｗｔ％で溶解したものに含浸させた。
【００６０】
この単繊維を１０本、１０ターン／ｃｍにて撚りをかけながら集束し、直径１．５ｍｍの１次繊維束とした。これを１００本撚りをかけずに集束させて直径５０μｍの２次繊維束とした。さらにこれを１００本撚りをかけずに集束させて直径１ｍｍの３次繊維束とした。これを外径４０ｍｍの有孔筒に巻き付けて糸巻型フィルタとした。巻きつけた後の糸巻型フィルタの直径は８０ｍｍであった。この糸巻型フィルタを用いて第２図に示すフィルタカートリッジを製作した。フィルタカートリッジを５％の塩酸で十分に洗浄した後、超純水で塩酸を洗い流した。実施例３と同様の試験を実施した。結果を表２に示す。
【００６１】
［比較例２］
イオン交換不織布、ポリスルホン多孔質膜、ポリプロピレン不織布（流路材）を積層しプリーツ型フィルタを作製し、実施例３と同様の試験を実施した。結果を表２に示す。
【００６２】
【表２】
【００６３】
［実施例５］
第３図に示す超純水製造システムのフィルタカートリッジ１０に実施例４のフィルタカートリッジを用いて、長期間の通水試験を実施した。被処理水のＮａ濃度が１ｎｇ／Ｌになるように原子吸光用のＮａ標準液を希釈調製して、ライン注入した。被処理水の流量は２０Ｌ／ｍｉｎである。その処理水質は通水３９７日目に０．１ｎｇ／Ｌ以上になった。
【００６４】
［比較例３］
比較例２のフィルタを用いて、実施例５と同様の通水試験を実施したところ、通水２日後に処理水質は０．１ｎｇ／Ｌ以上になった。
【００６５】
［参考測定例１］
実施例３において、糸巻型フィルタの通水抵抗と比表面積を測定した。
【００６６】
また、実施例３において単繊維の繊維径を５０、１００又は５００ｎｍとしたこと以外は同様にして製作した糸巻型フィルタについても通水抵抗及び比表面積を測定した。これらの結果を第４図に示す。
【００６７】
［参考測定例２］
上記参考測定例１において、単繊維径を０．３，０．５，１又は１．５ｍｍとした。これを集束させることなく、そのまま通水抵抗に巻回して糸巻型フィルタを製作し、通水抵抗及び比表面積を測定した。その結果を第５図に示す。
【００６８】
第４図及び第５図の通り、細い単繊維を撚りをかけながら集束して１次繊維束とし、これを撚らずに集束させた２次繊維束を用いると、糸巻型フィルタの通水抵抗が小さく、比表面積が大きくなることが認められる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】実施の形態に係る糸巻型フィルタの断面図である。
【図２】フィルタカートリッジの断面図である。
【図３】超純水製造システムのフロー図である。
【図４】通水抵抗及び比表面積の測定例を示すグラフである。
【図５】通水抵抗及び比表面積の測定例を示すグラフである。
【符号の説明】
【００７０】
１ 糸巻型フィルタ
２ 通水抵抗
２ａ 小孔
２ｂ フランジ
３ 巻回体
１０ フィルタカートリッジ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透液性の筒壁を有した筒体の外周に繊維を巻回してなる糸巻型フィルタにおいて、
相当直径１〜１０００ｎｍの複数本の単繊維を撚りをかけて集束して一次繊維束を形成し複数本の一次繊維束を通算ｎ回（ｎは２以上の整数）集束して形成したｎ次繊維束からなる複次繊維束を前記筒体に巻回したことを特徴とする糸巻型フィルタ。
【請求項２】
請求項１において、前記複次繊維束の直径が１〜２０ｍｍであることを特徴とする糸巻型フィルタ。
【請求項３】
請求項１又は２において、ｎが２〜１０の整数であることを特徴とする糸巻型フィルタ。
【請求項４】
請求項３において、通算ｍ回目の集束によって形成したｍ次繊維束（ｍは２〜ｎの整数の少なくとも１つ）は、（ｍ−１）次の繊維束を撚りをかけて集束したものであることを特徴とする糸巻型フィルタ。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項において、前記複次繊維束の巻回厚が２〜１００ｍｍであることを特徴とする糸巻型フィルタ。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１項において、アニオン交換基、カチオン交換基、及びキレート基からなる群の少なくとも１種の官能基が前記単繊維に付与されていることを特徴とする糸巻型フィルタ。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれか１項に記載の糸巻型イオン交換フィルタに被処理水を透過させることにより処理水を得ることを特徴とする水処理方法。
【請求項８】
請求項７において、被処理水が金属イオン濃度０．５〜５ｎｇ／Ｌの超純水であることを特徴とする水処理方法。
【請求項１】
透液性の筒壁を有した筒体の外周に繊維を巻回してなる糸巻型フィルタにおいて、
相当直径１〜１０００ｎｍの複数本の単繊維を撚りをかけて集束して一次繊維束を形成し複数本の一次繊維束を通算ｎ回（ｎは２以上の整数）集束して形成したｎ次繊維束からなる複次繊維束を前記筒体に巻回したことを特徴とする糸巻型フィルタ。
【請求項２】
請求項１において、前記複次繊維束の直径が１〜２０ｍｍであることを特徴とする糸巻型フィルタ。
【請求項３】
請求項１又は２において、ｎが２〜１０の整数であることを特徴とする糸巻型フィルタ。
【請求項４】
請求項３において、通算ｍ回目の集束によって形成したｍ次繊維束（ｍは２〜ｎの整数の少なくとも１つ）は、（ｍ−１）次の繊維束を撚りをかけて集束したものであることを特徴とする糸巻型フィルタ。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項において、前記複次繊維束の巻回厚が２〜１００ｍｍであることを特徴とする糸巻型フィルタ。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１項において、アニオン交換基、カチオン交換基、及びキレート基からなる群の少なくとも１種の官能基が前記単繊維に付与されていることを特徴とする糸巻型フィルタ。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれか１項に記載の糸巻型イオン交換フィルタに被処理水を透過させることにより処理水を得ることを特徴とする水処理方法。
【請求項８】
請求項７において、被処理水が金属イオン濃度０．５〜５ｎｇ／Ｌの超純水であることを特徴とする水処理方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００９−３４６４６（Ｐ２００９−３４６４６Ａ）
【公開日】平成２１年２月１９日（２００９．２．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２０３２７３（Ｐ２００７−２０３２７３）
【出願日】平成１９年８月３日（２００７．８．３）
【出願人】（０００００１０６３）栗田工業株式会社 (1,536)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年２月１９日（２００９．２．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年８月３日（２００７．８．３）
【出願人】（０００００１０６３）栗田工業株式会社 (1,536)
【Ｆターム（参考）】
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