JP2016193403A - Filter unit for filtration - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、濾過用フィルターユニットに関する。 Embodiments described herein relate generally to a filter unit for filtration.
近年、工業の発達や人口の増加により、水資源の有効利用が求められるようになってきている。水資源の有効利用を図るためには、工業排水や生活排水などの各種の排水を浄化して、再利用することが重要である。排水を浄化するためには、水中に含まれる水不溶物や不純物を分離除去する必要がある。
水中に含まれる水不溶物や不純物の粒子を分離除去する方法として、例えば、膜分離法、遠心分離法、活性炭吸着法、オゾン処理法、凝集剤添加による浮遊物質の沈殿除去法が挙げられる。
In recent years, due to industrial development and population increase, effective use of water resources has been demanded. In order to effectively use water resources, it is important to purify and reuse various wastewaters such as industrial wastewater and domestic wastewater. In order to purify the wastewater, it is necessary to separate and remove water insoluble matters and impurities contained in the water.
Examples of a method for separating and removing water-insoluble matter and impurity particles contained in water include a membrane separation method, a centrifugal separation method, an activated carbon adsorption method, an ozone treatment method, and a method for removing suspended solids by adding a flocculant.
膜分離法に代表される濾過法では、さまざまな形態の膜や濾過材を用いたフィルターに、除去対象物質である懸濁物質（以下、ＳＳ粒子と表記する場合がある。）を含む水を通過させて、水中からＳＳ粒子を分離している。代表的な濾過機構としては、表面濾過、深層濾過（デプス濾過）、ケーク濾過と呼ばれる機構がある。 In a filtration method represented by a membrane separation method, water containing suspended substances (hereinafter sometimes referred to as SS particles) that are substances to be removed is added to filters using various forms of membranes and filter media. The SS particles are separated from the water by passing through. As typical filtration mechanisms, there are mechanisms called surface filtration, depth filtration (depth filtration), and cake filtration.
表面濾過は、フィルターの表面でフィルターを通過する水中に含まれるＳＳ粒子を受け止める機構である。表面濾過では、主にフィルターの孔よりも大きいＳＳ粒子が捕捉される。例えば、膜を用いる濾過では、主に表面濾過の機構が用いられている。
深層濾過は、フィルターの表面だけでなく孔の内面など、ＳＳ粒子を含む水と接するフィルター表面全面へのＳＳ粒子の付着を利用する機構である。深層濾過では、主にフィルターの孔よりも小さい粒子が捕捉される。例えば、砂などの濾過材が充填された塔を用いる濾過においては、深層濾過の機構が用いられている。
ケーク濾過は、フィルターに捕捉されたＳＳ粒子自身がケークを形成し、フィルターとして機能する機構である。ケーク濾過では、深層濾過よりもさらに小さいＳＳ粒子が捕捉される。
Surface filtration is a mechanism for receiving SS particles contained in water passing through the filter at the surface of the filter. Surface filtration mainly captures SS particles that are larger than the pores of the filter. For example, in a filtration using a membrane, a surface filtration mechanism is mainly used.
The depth filtration is a mechanism that utilizes adhesion of SS particles not only to the surface of the filter but also to the entire surface of the filter in contact with water containing SS particles such as the inner surface of the pores. In depth filtration, particles that are mainly smaller than the pores of the filter are trapped. For example, in the filtration using a tower filled with a filtering material such as sand, a mechanism of depth filtration is used.
Cake filtration is a mechanism in which SS particles themselves captured by a filter form a cake and function as a filter. Cake filtration captures SS particles that are even smaller than depth filtration.
従来、金網を用いたフィルターを用いて、水中からＳＳ粒子を分離する濾過では、主に表面濾過の機構が用いられている。金網を用いたフィルターにおいて、深層濾過の機構を用いれば、フィルターの孔よりも小さい粒子を捕捉でき、フィルターの閉塞が生じにくく、かつ、通水量の確保がしやすくなる。しかし、金網を用いたフィルターでは、フィルターとＳＳ粒子を含む水との接触面積を確保しにくいため、深層濾過の機構を利用できない場合があった。 Conventionally, a surface filtration mechanism is mainly used in the filtration that separates SS particles from water using a filter using a wire mesh. In a filter using a wire mesh, if a deep layer filtration mechanism is used, particles smaller than the pores of the filter can be captured, the filter is not easily blocked, and the water flow rate is easily secured. However, in a filter using a wire mesh, it is difficult to secure a contact area between the filter and water containing SS particles, and thus there is a case where the mechanism of the depth filtration cannot be used.
一般に、フィルターにＳＳ粒子を含む水を通過させて、水中からＳＳ粒子を除去する場合、ＳＳ粒子によるケークが形成されてケーク濾過へ移行する。この時の濾過性能は、形成されたケークに依存し（言い換えればＳＳ粒子に依存し）、ケークの厚みが増すと共に濾過流量の低下が観察される。 Generally, when water containing SS particles is passed through a filter to remove SS particles from the water, a cake of SS particles is formed and the process proceeds to cake filtration. The filtration performance at this time depends on the formed cake (in other words, depends on SS particles), and a decrease in the filtration flow rate is observed as the cake thickness increases.
また、フィルターの洗浄を行う際に、フィルターとＳＳ粒子との分離が円滑に行われないと洗浄効率が低下し、洗浄水の消費量の増大やフィルターの性能低下を引き起こす懸念がある。また微細な粒子を除去するために凝集剤を添加する必要があり、汚泥の量が増加するといった課題もあった。 Further, when the filter is washed, if the filter and the SS particles are not smoothly separated, the washing efficiency is lowered, and there is a concern that the consumption of washing water is increased and the performance of the filter is lowered. In addition, in order to remove fine particles, it is necessary to add a flocculant, and there is a problem that the amount of sludge increases.
本発明が解決しようとする課題は、深層濾過の機構およびケーク濾過の機構を利用して被濾過液中のＳＳ粒子を捕捉でき、さらにケーク濾過へ移行しても濾過流量を保持できる濾過用フィルターユニットを提供することである。 The problem to be solved by the present invention is a filter for filtration that can capture SS particles in a liquid to be filtered by using a mechanism of deep layer filtration and a mechanism of cake filtration, and can maintain a filtration flow rate even after shifting to cake filtration. Is to provide a unit.
実施形態の濾過用フィルターユニットは、筒状に形成された濾過体と、内部に前記濾過体を収容する筒状の外装体と、を具備し、前記濾過体は、少なくとも被濾過液が流入する一次面側に、複数の微細構造物が形成される。 The filter unit for filtration of the embodiment includes a filter body formed in a cylindrical shape, and a cylindrical exterior body that accommodates the filter body therein, and at least the liquid to be filtered flows into the filter body. A plurality of fine structures are formed on the primary surface side.
以下、実施形態の濾過用フィルターユニットを、図面を参照して説明する。 Hereinafter, the filter unit for filtration of an embodiment is explained with reference to drawings.
図１は、実施形態の濾過用フィルターユニットの長手方向に沿った断面図である。また、図２は、濾過用フィルターユニットを一方の端面側から見た時の断面図である。
濾過用フィルターユニット１０は、例えば、下水などの被濾過液を濾過して浄水を得るための濾過処理装置を構成する。濾過用フィルターユニット１０は、筒状に形成された濾過体１２、および濾過体１２の周面に接して濾過体１２を支持する支持部材１３からなる濾過用フィルター１１と、内部に濾過体１２を収容する筒状の外装体２０とを備えている。
FIG. 1 is a cross-sectional view along the longitudinal direction of the filter unit for filtration according to the embodiment. FIG. 2 is a cross-sectional view of the filter unit for filtration when viewed from one end face side.
The filter unit 10 for filtration comprises the filtration processing apparatus for filtering a to-be-filtered liquid, such as sewage, for example, and obtaining purified water. The filter unit for filtration 10 includes a filter body 12 formed in a cylindrical shape, a filter member 11 that is in contact with the peripheral surface of the filter body 12 and supports the filter body 12, and a filter body 12 inside. And a cylindrical exterior body 20 to be accommodated.
外装体２０は、一端および他端が開放面を成す中空円筒形の外筒２１と、この外筒２１の一方の開放面および他方の開放面をそれぞれ覆う蓋体２２，２３とから構成されている。外筒２１は、濾過体１２の外径よりも充分に大きく形成され、外筒２１の内周面２１ａと濾過体１２の外周面１２ｂとの間には、例えば、処理水を流入させる所定の空間Ｅ１が保たれる。 The exterior body 20 is composed of a hollow cylindrical outer cylinder 21 whose one end and the other end form an open surface, and lid bodies 22 and 23 that respectively cover one open surface and the other open surface of the outer cylinder 21. Yes. The outer cylinder 21 is formed sufficiently larger than the outer diameter of the filter body 12, and, for example, a predetermined flow through which treated water flows between the inner peripheral surface 21 a of the outer cylinder 21 and the outer peripheral surface 12 b of the filter body 12. Space E1 is maintained.
外装体２０を構成する蓋体２２，２３には、外筒２１の端部を挿入可能な係止溝２４，２５と、濾過体１２の端部を挿入可能な係止溝２６，２７とが、それぞれ形成されている。また、これら係止溝２４，２５，２６，２７には、それぞれ水密用のパッキン（Ｏリング）２９が配されている。また、蓋体２２，２３には、支持部材１３の一端及び他端が挿入される係止溝３１，３２がそれぞれ形成されている。 The lid bodies 22 and 23 constituting the exterior body 20 have locking grooves 24 and 25 into which the end portions of the outer cylinder 21 can be inserted, and locking grooves 26 and 27 into which the end portions of the filter body 12 can be inserted. , Each is formed. Further, a watertight packing (O-ring) 29 is disposed in each of the locking grooves 24, 25, 26, 27. The lids 22 and 23 are formed with locking grooves 31 and 32 into which one end and the other end of the support member 13 are inserted, respectively.
蓋体２２には、被濾過液を空間Ｅ２に導入する流入口３３が形成されている。また、蓋体２２には、濾過体１２を逆洗洗浄する際に洗浄液を流入させる流入口３４が形成されている。さらに本実施形態では、濾過体１２の内周面１２ａで囲まれた空間Ｅ２内に、洗浄液を噴射させるための洗浄ノズル３５が配置される。洗浄ノズル３５は蓋体２２に固定されるとともに一端側が封じられ、多数の貫通孔（噴射口）が形成されたパイプからなる。蓋体２２には、この洗浄ノズル３５に洗浄液を導入する洗浄液流入口３６が形成されている。 The lid body 22 is formed with an inflow port 33 for introducing the liquid to be filtered into the space E2. Further, the lid body 22 is formed with an inlet 34 through which the cleaning liquid flows when the filter body 12 is backwashed. Furthermore, in this embodiment, the cleaning nozzle 35 for injecting the cleaning liquid is disposed in the space E2 surrounded by the inner peripheral surface 12a of the filter body 12. The cleaning nozzle 35 is a pipe that is fixed to the lid 22 and sealed at one end, and has a large number of through-holes (injection ports). A cleaning liquid inlet 36 for introducing a cleaning liquid into the cleaning nozzle 35 is formed in the lid 22.
蓋体２３には、濾過体１２によって濾過された処理水を排出する流出口３７が形成されている。こうした流出口３７と、蓋体２２に形成された流入口３４とは、外筒２１の中心軸に対して互いに対角上に形成されている。 An outlet 37 for discharging the treated water filtered by the filter body 12 is formed in the lid body 23. The outflow port 37 and the inflow port 34 formed in the lid body 22 are formed diagonally with respect to the central axis of the outer cylinder 21.
支持部材１３は、例えば、断面が三角形を成す棒状の部材であり、濾過体１２の外周面１２ｂに接するとともに、一端側および他端側が蓋体２２，２３の係止溝３１，３２にそれぞれ挿入される。本実施形態では、濾過体１２の外周面１２ｂを取り巻くように３本の支持部材１３が等間隔に配される。 The support member 13 is, for example, a rod-shaped member having a triangular cross section, is in contact with the outer peripheral surface 12 b of the filter body 12, and one end side and the other end side are inserted into the locking grooves 31 and 32 of the lid bodies 22 and 23, respectively. Is done. In the present embodiment, the three support members 13 are arranged at equal intervals so as to surround the outer peripheral surface 12 b of the filter body 12.
蓋体２２と蓋体２３との間には、締結部材３９が形成されている。締結部材３９は、一端側および他端側にそれぞれネジ溝が形成された棒状の部材と、このネジ溝に係合するナットとから構成される。本実施形態では、外筒２１の外側を取り巻くように６本の締結部材３９が等間隔に配される。こうした締結部材３９によって、蓋体２２と蓋体２３とは、互いに接近する方向に締め付けられ、外筒２１の端部や濾過体１２の端部がパッキン（Ｏリング）２９に密着する。 A fastening member 39 is formed between the lid body 22 and the lid body 23. The fastening member 39 includes a rod-like member having a thread groove formed on one end side and the other end side, and a nut that engages with the thread groove. In the present embodiment, six fastening members 39 are arranged at equal intervals so as to surround the outer side of the outer cylinder 21. With the fastening member 39, the lid body 22 and the lid body 23 are tightened in a direction in which they approach each other, and the end portion of the outer cylinder 21 and the end portion of the filter body 12 are in close contact with the packing (O-ring) 29.
こうした構成の本実施形態の濾過用フィルターユニット１０は、内圧型のフィルターユニットとされる。即ち、被濾過液が流入口３３から濾過体１２の内側となる空間Ｅ２に導入される。そして被濾過液が濾過体１２の一次面を成す内周面１２ａから、二次面を成す外周面１２ｂに向けて通過する際に濾過が行われる。濾過によって得られた処理水は、濾過体１２の外周面１２ｂと外筒２１の内周面２１ａとの間の空間Ｅ１から流出口３７を経て濾過用フィルターユニット１０の外部に流出される。 The filter unit 10 for filtration of this embodiment having such a configuration is an internal pressure type filter unit. That is, the liquid to be filtered is introduced from the inflow port 33 into the space E <b> 2 inside the filter body 12. Filtration is performed when the liquid to be filtered passes from the inner peripheral surface 12a forming the primary surface of the filter body 12 toward the outer peripheral surface 12b forming the secondary surface. The treated water obtained by the filtration flows out from the filter unit 10 for filtration through the outlet 37 from the space E1 between the outer peripheral surface 12b of the filter body 12 and the inner peripheral surface 21a of the outer cylinder 21.
本実施形態では、濾過用フィルターユニット１０は、蓋体２２が鉛直方向の下側に、また蓋体２３が鉛直方向の上側になるように、円筒形の濾過体１２が直立するように設置される。 In this embodiment, the filter unit 10 for filtration is installed so that the cylindrical filter body 12 stands upright so that the lid body 22 is on the lower side in the vertical direction and the lid body 23 is on the upper side in the vertical direction. The
図３は、本実施形態の濾過用フィルターを示す断面図である。濾過用フィルター１１は、線材１１１を面状に配列させた濾過体１２と、この濾過体１２を支持する支持部材１３と、を備えている。実施形態の濾過用フィルター１１では、濾過体１２は、長尺の線材１１１をコイル状に巻回させ、中空の筒状体に成形させたものからなる。このように成形した線材１１１によって、円筒面をもつ濾過体１２が形成される。本実施形態の線材１１１は、延伸方向に対して直角な断面形状が三角形を成している。 FIG. 3 is a cross-sectional view showing the filter for filtration according to the present embodiment. The filter for filtration 11 includes a filter body 12 in which wire rods 111 are arranged in a plane, and a support member 13 that supports the filter body 12. In the filter for filtration 11 of the embodiment, the filter body 12 is formed by winding a long wire 111 into a coil shape and forming it into a hollow cylindrical body. The filter body 12 having a cylindrical surface is formed by the wire 111 thus formed. As for the wire 111 of this embodiment, the cross-sectional shape orthogonal to the extending | stretching direction has comprised the triangle.
線材１１１は、互いに隣接する線材どうしの間、即ち、実施形態では隣接する周回線材１１１どうしの間を所定幅の隙間を保つように支持部材１３に支持されている。これにより、円筒形の濾過体１２は、その内周面１２ａと外周面１２ｂとの間を貫通するスリット状の隙間１１６が形成される。 The wire members 111 are supported by the support member 13 so as to maintain a gap having a predetermined width between the adjacent wire members, that is, between the adjacent peripheral line members 111 in the embodiment. Thereby, the cylindrical filter body 12 is formed with a slit-like gap 116 penetrating between the inner peripheral surface 12a and the outer peripheral surface 12b.
本実施形態では、濾過体１２は、内周面１２ａが被濾過液が流入する一次面とされ、外周面１２ｂが、濾過体１２によって濾過された処理水が流出する二次面とされる。例えば、濾過用フィルター１１は、略円筒形の内周面１２ａ側が被濾過液の圧送によって大気圧よりも加圧され、外周面１２ｂ側が大気圧となる内圧型のフィルターを構成している。 In the present embodiment, the filter body 12 has an inner peripheral surface 12a as a primary surface into which the liquid to be filtered flows, and an outer peripheral surface 12b as a secondary surface from which treated water filtered by the filter body 12 flows out. For example, the filter 11 for filtration constitutes an internal pressure type filter in which the substantially cylindrical inner peripheral surface 12a side is pressurized from the atmospheric pressure by pumping the liquid to be filtered, and the outer peripheral surface 12b side is atmospheric pressure.
本実施形態の支持部材１３は、濾過体１２の外周面１２ｂ側で線材１１に接合されている。支持部材１３は、例えば線材１１の周回方向に沿って等間隔に３か所形成され（図２参照）、濾過体１２の中心軸に対して平行に延び、巻回された線材１１を外周面１２ｂ側から支持している。こうした支持部材１３と線材１１とは、例えば、焼結によって接合されている。 The support member 13 of this embodiment is joined to the wire 11 on the outer peripheral surface 12 b side of the filter body 12. The support member 13 is formed at, for example, three locations at equal intervals along the circumferential direction of the wire 11 (see FIG. 2), extends parallel to the central axis of the filter body 12, and extends the wound wire 11 to the outer peripheral surface. It is supported from the 12b side. Such a support member 13 and the wire 11 are joined by sintering, for example.
図４は、濾過用フィルターの内周面側を示す要部拡大断面図である。
濾過体１２のうち、被濾過液が流入する内周面（一次面）１２ａは平坦面である。即ち、線材１１１のうち、内周面（一次面）１２ａ側は、平坦面１１１ｆとなっている。例えば、本実施形態のように、断面形状が三角形の線材１１１の場合、この三角形の１辺が内周面（一次面）１２ａに沿うように、線材１１１が支持部材１３に支持され、三角形の頂点で線材１１１が支持部材１３に接合される。
FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of the main part showing the inner peripheral surface side of the filter for filtration.
Of the filter body 12, the inner peripheral surface (primary surface) 12a into which the liquid to be filtered flows is a flat surface. That is, the inner peripheral surface (primary surface) 12a side of the wire 111 is a flat surface 111f. For example, as in the present embodiment, when the cross-sectional shape of the wire 111 is a triangle, the wire 111 is supported by the support member 13 so that one side of the triangle is along the inner peripheral surface (primary surface) 12a. The wire 111 is joined to the support member 13 at the apex.
また、周回違いで隣接する線材１１１，１１１どうしの隙間１１６は、断面形状が三角形の線材１１１を用いることによって、一次面１２ａ側から、被濾過液が流出する二次面１２ｂ側に向けて幅が広がるように形成される。 Further, the gap 116 between the wires 111 adjacent to each other due to a difference in the winding width is formed from the primary surface 12a side to the secondary surface 12b side through which the liquid to be filtered flows out by using the wire material 111 having a triangular cross-sectional shape. Is formed to spread.
濾過用フィルター１１を構成する濾過体１２のうち、少なくとも被濾過液が流入する内周面（一次面）１２ａ側、即ち、内周面（一次面）１２ａ側に臨む線材１１１の平坦面１１１ｆには、複数（多数）の微細構造物５が形成されている。
微細構造物５は、例えば、円錐台形、楕円錐形、多角錐形、円錐台形、楕円錐台形、多角錐台形のうち、少なくともいずれか１つの形状である。実施形態の微細構造物５は、基端から先端に向けて先細りの針状構造物である。
Among the filter bodies 12 constituting the filter 11 for filtration, at least on the inner surface (primary surface) 12a side into which the liquid to be filtered flows, that is, on the flat surface 111f of the wire 111 facing the inner surface (primary surface) 12a side. A plurality (a large number) of fine structures 5 are formed.
The fine structure 5 has, for example, at least one of a truncated cone shape, an elliptical cone shape, a polygonal pyramid shape, a truncated cone shape, an elliptical truncated cone shape, and a polygonal truncated cone shape. The microstructure 5 according to the embodiment is a needle-like structure that is tapered from the proximal end toward the distal end.
図５は、微細構造物が形成された線材を示す要部拡大模式図である。
微細構造物５は、線材１１１に例えば電気めっきによって形成しためっき層３から構成される。また、微細構造物５を構成するめっき層３と線材１１１との間には、めっき層３と線材１１１との密着性を高める下地層４が更に形成されていることが好ましい。
FIG. 5 is an enlarged schematic view of a main part showing a wire having a fine structure formed thereon.
The fine structure 5 is composed of a plating layer 3 formed on the wire 111 by, for example, electroplating. In addition, it is preferable that a base layer 4 that further enhances the adhesion between the plating layer 3 and the wire 111 is further formed between the plating layer 3 and the wire 111 constituting the microstructure 5.
微細構造物５を形成する線材１１１としては、濾過用フィルター１１を用いて濾過される被濾過液中で使用できるものが用いられる。線材１１１の材料は、めっき処理を用いて、めっき層３、またはめっき層３および下地層４を容易に形成できるように、金属であることが好ましい。線材１１１に用いる金属としては、例えば、鉄、ニッケル、銅、および、これらの合金などを用いることが好ましい。その中でも特に、線材１１１として、耐蝕性に優れ、低コストで、加工しやすい材料であるステンレス鋼線を用いることが好ましい。 As the wire 111 which forms the fine structure 5, what can be used in the to-be-filtered liquid filtered using the filter 11 for filtration is used. The material of the wire 111 is preferably a metal so that the plating layer 3 or the plating layer 3 and the base layer 4 can be easily formed using a plating process. As the metal used for the wire 111, for example, iron, nickel, copper, and alloys thereof are preferably used. Among these, as the wire 111, it is preferable to use a stainless steel wire that is excellent in corrosion resistance, low in cost, and easy to process.
下地層４は、めっき層３の線材１１１への接着性を高めるために、必要に応じて設けられるものである。下地層４に用いられる材料としては、例えば、線材１１１の表面にニッケル合金からなるめっき層３を形成する場合、ニッケルまたはニッケル合金を用いることが好ましい。ニッケル合金としては、ホウ素、リン、亜鉛から選ばれる一種以上の元素を含有するものが挙げられる。 The underlayer 4 is provided as necessary in order to improve the adhesion of the plating layer 3 to the wire 111. As a material used for the underlayer 4, for example, when the plating layer 3 made of a nickel alloy is formed on the surface of the wire 111, it is preferable to use nickel or a nickel alloy. Examples of the nickel alloy include those containing one or more elements selected from boron, phosphorus, and zinc.
下地層４の厚みは、めっき層３の線材１１１への接着性を向上させることができる厚み以上とされている。また、下地層４の厚みは、隙間１１６の幅が、濾過用フィルター１１にＳＳ粒子を含む被濾過液を通過させる際に適した大きさとなる範囲の厚みとされている。 The thickness of the foundation layer 4 is set to be equal to or greater than the thickness that can improve the adhesion of the plating layer 3 to the wire 111. In addition, the thickness of the base layer 4 is set so that the width of the gap 116 is a size suitable for allowing the liquid to be filtered containing SS particles to pass through the filter 11 for filtration.
実施形態におけるめっき層３は、複数の微細構造物（本実施形態においては針状構造物）５が下地層４の表面に集合してなる複合体である。それぞれの微細構造物５では、微細構造物５の基端５３ａよりも線材１１１側の領域である基部５ａが、隣接する他の微細構造物５の基部５ａと一体化されている。このことにより、微細構造物５の基部５ａは、下地層４の表面に連続して形成されている。 The plating layer 3 in the embodiment is a composite body in which a plurality of fine structures (in the present embodiment, needle-like structures) 5 are gathered on the surface of the base layer 4. In each microstructure 5, a base 5 a that is a region closer to the wire 111 than the base end 53 a of the microstructure 5 is integrated with a base 5 a of another adjacent microstructure 5. As a result, the base 5 a of the fine structure 5 is continuously formed on the surface of the underlayer 4.
本実施形態における微細構造物５は、例えば、円錐台形、楕円錐形、多角錐形、円錐台形、楕円錐台形、多角錐台形の形状を有する。このような錐形や錐台形の形状を有する各微細構造物５は、基端５３ａから先端５２に向けて先細りの形状を有している。
図６に、こうした微細構造物５を針状構造物とした場合のＳＥＭ写真（二次電子像（ＳＥＩ）、１５．０ｋＶ、２００００倍）を示す。
The fine structure 5 in the present embodiment has, for example, a truncated cone shape, an elliptical cone shape, a polygonal pyramid shape, a truncated cone shape, an elliptical truncated cone shape, and a polygonal truncated cone shape. Each of the microstructures 5 having such a pyramid shape or a frustum shape has a tapered shape from the base end 53 a toward the tip 52.
FIG. 6 shows an SEM photograph (secondary electron image (SEI), 15.0 kV, 20000 times) when the microstructure 5 is a needle-like structure.
針状構造物とされた微細構造物５どうしの間には、断面視で基端５３ａに近づくにつれて幅が狭くなる谷５３が形成されている。谷５３は、平面視で各微細構造物５を取り囲むように形成されている。各微細構造物５を取り囲む谷５３は、隣接する別の微細構造物５を取り囲む谷５３と平面視で繋がって形成されている。 Between the fine structures 5 made into the needle-like structures, troughs 53 are formed that become narrower as they approach the base end 53a in a cross-sectional view. The valley 53 is formed so as to surround each microstructure 5 in plan view. The valleys 53 that surround each microstructure 5 are formed so as to be connected to the valley 53 that surrounds another adjacent microstructure 5 in a plan view.
図５に示す濾過用フィルター１１では、複数の微細構造物５の一部に、被濾過液中から捕捉したＳＳ粒子が付着している。
線材１１１の単位面積（１μｍ２）当たりの微細構造物５の数は、１．２〜１０．０個／μｍ２である。単位面積（１μｍ２）当たりの微細構造物５の数が上記範囲未満であると、濾過用フィルター１とＳＳ粒子を含む被濾過液との接触面積が不足して、深層濾過の機構の効果が不十分となるために、被濾過液中のＳＳ粒子が捕捉されにくくなる。
In the filter 11 for filtration shown in FIG. 5, SS particles captured from the liquid to be filtered are attached to some of the plurality of fine structures 5.
The number of the fine structures 5 per unit area (1 μm 2 ) of the wire 111 is 1.2 to 10.0 / μm 2 . When the number of the fine structures 5 per unit area (1 μm 2 ) is less than the above range, the contact area between the filter for filtration 1 and the liquid to be filtered containing SS particles is insufficient, and the effect of the mechanism of the depth filtration is obtained. Since it becomes insufficient, the SS particles in the liquid to be filtered are hardly captured.
また、単位面積（１μｍ２）当たりの微細構造物５の数が上記範囲未満であると、微細構造物５にＳＳ粒子が捕捉されにくくなるため、ケーク７が形成されにくくなる。しかし、単位面積（１μｍ２）当たりの微細構造物５の数が上記範囲を超えると、洗浄を行っても微細構造物５からＳＳ粒子が除去されにくくなり、洗浄性が不十分となる。 Further, when the number of the fine structures 5 per unit area (1 μm 2 ) is less than the above range, the SS particles are hardly captured by the fine structures 5, so that the cake 7 is hardly formed. However, when the number of the fine structures 5 per unit area (1 μm 2 ) exceeds the above range, the SS particles are hardly removed from the fine structures 5 even if the washing is performed, and the detergency becomes insufficient.
単位面積当たりの微細構造物５の数が１．２個／μｍ２以上であると、濾過用フィルター１の表面積が十分に広くなり、隣接する微細構造物５間にＳＳ粒子が引っかかりやすくなる。このため、深層濾過の機構によってＳＳ粒子が捕捉されやすく、捕捉されたＳＳ粒子によってケーク７が形成されやすい濾過用フィルター１１とすることができる。 When the number of the fine structures 5 per unit area is 1.2 pieces / μm 2 or more, the surface area of the filter 1 for filtration becomes sufficiently large, and SS particles are easily caught between the adjacent fine structures 5. For this reason, it can be set as the filter 11 for filtration in which SS particle | grains are easy to be capture | acquired by the mechanism of deep layer filtration, and the cake 7 is easy to be formed with the capture | acquired SS particle | grains.
よって、濾過用フィルター１１は、深層濾過の機構およびケーク濾過の機構を用いてＳＳ粒子を捕捉できる優れた除去機能を有するものとなる。単位面積当たりの微細構造物５の数は、よりＳＳ粒子の除去機能の高い濾過用フィルター１１とするために、３．０個／μｍ２以上であることが好ましい。 Therefore, the filter 11 for filtration has the outstanding removal function which can capture | acquire SS particle | grains using the mechanism of depth filtration and the mechanism of cake filtration. The number of fine structures 5 per unit area is preferably 3.0 / μm 2 or more in order to obtain a filter 11 having a higher SS particle removing function.
単位面積当たりの微細構造物５の数が１０．０個／μｍ２以下であると、隣接する微細構造物５間の隙間が狭くなりすぎることが防止される。このため、図５に示すように、隣接する微細構造物５間に形成されている谷５３と、めっき層３上に形成されているケーク７とに囲まれた十分な広さの空間Ｅｆが形成される。空間Ｅｆは、ケーク７が形成された時に、ケーク濾過された処理水が流れる流路として機能する。 When the number of the fine structures 5 per unit area is 10.0 pieces / μm 2 or less, the gap between the adjacent fine structures 5 is prevented from becoming too narrow. For this reason, as shown in FIG. 5, a sufficiently large space Ef surrounded by the valleys 53 formed between the adjacent microstructures 5 and the cake 7 formed on the plating layer 3 is formed. It is formed. The space Ef functions as a flow path through which treated water subjected to cake filtration flows when the cake 7 is formed.
このため、微細構造物５を有さないフィルターと比較すると、ケーク７を通過した処理液の得られる面積が大きくなるため、濾過流量を大きくすることができる。したがって、濾過用フィルター１１は、ＳＳ粒子が除去されやすく、濾過流量の大きいものとなる。単位面積当たりの微細構造物５の数は、より濾過流量の大きい優れた濾過用フィルター１１とするために、７．０個／μｍ２以下であることが好ましい。 For this reason, compared with the filter which does not have the fine structure 5, since the area where the process liquid which passed the cake 7 is obtained becomes large, the filtration flow rate can be enlarged. Therefore, the filter 11 for filtration is easy to remove SS particles and has a large filtration flow rate. The number of the fine structures 5 per unit area is preferably 7.0 pieces / μm 2 or less in order to obtain an excellent filter 11 for filtration having a larger filtration flow rate.
線材１１１の単位面積（１μｍ２）当たりの微細構造物５の数は、以下に示す方法により測定したものである。
濾過用フィルターを電子顕微鏡で観察し、縦２μｍ横２μｍ面積４μｍ２の正方形内に存在する針状構造物の頂点の数を、４箇所測定する。そして、４箇所で測定した針状構造物の頂点の数を平均し、単位面積（１μｍ２）当たりの針状構造物の数を算出する。
The number of fine structures 5 per unit area (1 μm 2 ) of the wire 111 is measured by the following method.
The filter for filtration is observed with an electron microscope, and the number of apexes of the needle-like structure existing in a square having a length of 2 μm, a width of 2 μm, and an area of 4 μm 2 is measured at four points. Then, the number of apexes of the needle-like structures measured at four locations is averaged, and the number of needle-like structures per unit area (1 μm 2 ) is calculated.
線材１１１の断面における単位長さ（１μｍ）当たりの微細構造物５の数は１．０〜４．０個／μｍである。上記の単位長さ（１μｍ）当たりの微細構造物５の数が上記範囲未満であると、濾過用フィルター１１とＳＳ粒子を含む被濾過液との接触面積が不足して、深層濾過の機構の効果が不十分となるので、被濾過液中のＳＳ粒子が捕捉されにくくなる。 The number of the fine structures 5 per unit length (1 μm) in the cross section of the wire 111 is 1.0 to 4.0 / μm. When the number of the fine structures 5 per unit length (1 μm) is less than the above range, the contact area between the filter 11 for filtration and the liquid to be filtered containing SS particles is insufficient, and the depth filtration mechanism Since the effect becomes insufficient, it becomes difficult to capture SS particles in the liquid to be filtered.
一方、上述した単位長さ（１μｍ）当たりの微細構造物５の数が上記範囲を超えると、隣接する微細構造物５間に形成されている谷５３と、めっき層３上に形成されたケーク７とに囲まれた空間Ｅｆが狭くなるため、濾過流量が少なくなる場合がある。 On the other hand, when the number of the fine structures 5 per unit length (1 μm) exceeds the above range, the valleys 53 formed between the adjacent fine structures 5 and the cake formed on the plating layer 3 are formed. Since the space Ef surrounded by 7 becomes narrow, the filtration flow rate may decrease.
上記の単位長さ当たりの微細構造物５の数が１．０個／μｍ以上であると、単位面積当たりの微細構造物５の数が１．２個／μｍ２以上である場合と同様に、深層濾過の機構およびケーク濾過の機構を用いてＳＳ粒子を捕捉できる優れた除去機能を有するものとなる。上記の単位長さ当たりの微細構造物５の数は、よりＳＳ粒子の除去機能の高い濾過用フィルター１１とするために、１．５個／μｍ以上であることが好ましい。 When the number of the fine structures 5 per unit length is 1.0 / μm or more, as in the case where the number of the fine structures 5 per unit area is 1.2 / μm 2 or more. In addition, it has an excellent removal function capable of capturing SS particles by using a mechanism of deep layer filtration and a mechanism of cake filtration. The number of the fine structures 5 per unit length is preferably 1.5 / μm or more in order to obtain a filter 11 having a higher function of removing SS particles.
上記の単位長さ当たりの微細構造物５の数が４．０個／μｍ以下であると、単位面積当たりの微細構造物５の数が１０．０個／μｍ２以下である場合と同様に、隣接する微細構造物５間の隙間が狭くなりすぎることが防止される。このため、隣接する微細構造物５間に形成されている谷５３と、めっき層３上に形成されているケーク７とに囲まれた十分な広さの空間Ｅｆが形成されるものとなり、濾過流量の大きな濾過用フィルター１１にすることができる。上記の単位長さ当たりの微細構造物５の数は、より一層濾過流量の大きい濾過用フィルター１１とするために、３．０個／μｍ以下であることが好ましい。 When the number of the fine structures 5 per unit length is 4.0 pieces / μm or less, similarly to the case where the number of the fine structures 5 per unit area is 10.0 pieces / μm 2 or less. It is prevented that the gap between the adjacent fine structures 5 becomes too narrow. Therefore, a sufficiently large space Ef surrounded by the valleys 53 formed between the adjacent microstructures 5 and the cake 7 formed on the plating layer 3 is formed, and the filtration is performed. The filter 11 for filtration having a large flow rate can be obtained. The number of the fine structures 5 per unit length is preferably 3.0 pieces / μm or less in order to obtain the filter 11 for filtration having a larger filtration flow rate.
線材１１１の断面における単位長さ（１μｍ）当たりの微細構造物５の数は、以下に示す方法により測定したものである。
濾過用フィルター１１を埋め込み樹脂で固定して切断し、その切断面をイオンミリングで平滑化して、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて撮影する。その後、撮影したフィルター基材の断面の拡大写真におけるフィルター基材の表面の略延在方向に沿って、１０μｍ当たりの針状の微細構造物の数を測定する。そして、測定した微細構造物の数から単位長さ（１μｍ）当たりの微細構造物の数を算出する。
The number of the fine structures 5 per unit length (1 μm) in the cross section of the wire 111 is measured by the following method.
The filter 11 for filtration is fixed by embedding resin and cut, and the cut surface is smoothed by ion milling and photographed using a scanning electron microscope (SEM). Thereafter, the number of needle-like microstructures per 10 μm is measured along the substantially extending direction of the surface of the filter base material in the photograph of the photographed cross section of the filter base material. Then, the number of fine structures per unit length (1 μm) is calculated from the measured number of fine structures.
本実施形態において、線材１１１の断面における針状の微細構造物５の平均高さＨおよび基端部の平均幅Ｄは、以下に示す部分の寸法を、以下に示す測定方法により測定したものである。図５に示すように、線材１１１の断面において隣接する微細構造物５間には、谷５３が形成されている。線材１１１の断面において、微細構造物５を挟んで対向する谷底である基端５３ａ、５３ａ間を、直線５１でつなぎ、その長さを微細構造物５の基端部の幅Ｄ１、Ｄ２とする。また、微細構造物５の先端５２と上記の直線５１との最短距離を、微細構造物５の高さＨ１、Ｈ２とする。 In the present embodiment, the average height H of the needle-like microstructure 5 and the average width D of the base end portion in the cross section of the wire 111 are obtained by measuring the dimensions of the following parts by the measurement method shown below. is there. As shown in FIG. 5, valleys 53 are formed between adjacent microstructures 5 in the cross section of the wire 111. In the cross section of the wire 111, the base ends 53 a and 53 a that are the valley bottoms facing each other with the fine structure 5 interposed therebetween are connected by a straight line 51, and the lengths are set as the widths D 1 and D 2 of the base end portion of the fine structure 5. . The shortest distance between the tip 52 of the fine structure 5 and the straight line 51 is defined as the heights H1 and H2 of the fine structure 5.
線材１１１の断面において、２つの微細構造物５７、５８が一体化されている場合（図５における符号５９で示す微細構造物）には、以下に示す部分の寸法を、微細構造物５７、５８の高さＨ３、Ｈ４および微細構造物５７、５８の基端部の幅Ｄ３、Ｄ４とした。 When the two fine structures 57 and 58 are integrated in the cross section of the wire 111 (the fine structure indicated by reference numeral 59 in FIG. 5), the dimensions of the following parts are set to the fine structures 57 and 58. And the widths D3 and D4 of the base ends of the fine structures 57 and 58.
まず、針状の微細構造物５７、５８が一体化された微細構造物５９を挟んで対向する谷底である基端５３ａ、５３ａ間を、直線５４でつなぐ。次いで、２つの微細構造物５７、５８間の谷５５の谷底から直線５４に向かって垂線５６を引く。垂線５６と直線５４との交点から各基端５３ａ、５３ａまでのそれぞれの距離を、微細構造物５７、５８の基端部の幅Ｄ３、Ｄ４とする。 First, the straight ends 54 connect the base ends 53a and 53a, which are the valley bottoms facing each other across the fine structure 59 in which the needle-like fine structures 57 and 58 are integrated. Next, a perpendicular line 56 is drawn from the bottom of the valley 55 between the two microstructures 57 and 58 toward the straight line 54. The distances from the intersection of the perpendicular 56 and the straight line 54 to the base ends 53a and 53a are defined as the widths D3 and D4 of the base ends of the fine structures 57 and 58, respectively.
また、各微細構造物５７、５８の先端５２ａ、５２ｂと上記の直線５４との最短距離を、各微細構造物５７、５８の高さＨ３、Ｈ４とする。なお、垂線５６の長さが、微細構造物５７、５８の高さＨ３、Ｈ４の両方の高さの３／４未満である場合には、独立した２つの微細構造物とみなす。また、２つの微細構造物５７、５８が一体化されているとする基準は、前記独立した２つの微細構造物とみなされる場合以外とする。 Further, the shortest distances between the tips 52a and 52b of the fine structures 57 and 58 and the straight line 54 are defined as heights H3 and H4 of the fine structures 57 and 58, respectively. In addition, when the length of the perpendicular 56 is less than 3/4 of both the heights H3 and H4 of the fine structures 57 and 58, it is regarded as two independent fine structures. Further, the criterion that the two fine structures 57 and 58 are integrated is a case other than the case where the two fine structures are regarded as independent.
針状の微細構造物５の高さおよび微細構造物５の基端部の幅を測定するには、濾過用フィルター１１を埋め込み樹脂で固定して切断し、その切断面をイオンミリングで研磨して、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて撮影する。その後、撮影した線材１１１の断面の拡大写真における線材の表面の略延在方向に沿う長さ１０μｍの範囲を１つの測定領域とし、４箇所の測定領域に存在する全ての上記の微細構造物５の高さおよび基端部の幅を測定する。そして、測定した４箇所の微細構造物５の高さの平均値を、微細構造物５の平均高さＨとする。また、測定した４箇所の微細構造物５の基端部の幅の平均値を、微細構造物５の基端部の平均幅Ｄとする。 In order to measure the height of the needle-like fine structure 5 and the width of the base end portion of the fine structure 5, the filter 11 for filtration is fixed by embedding resin and cut, and the cut surface is polished by ion milling. Then, the image is taken using a scanning electron microscope (SEM). Thereafter, a range of 10 μm in length along the substantially extending direction of the surface of the wire in the enlarged photograph of the cross section of the photographed wire 111 is defined as one measurement region, and all the above-described microstructures 5 present in the four measurement regions. Measure the height and width of the proximal end. The average value of the heights of the four fine structures 5 measured is defined as the average height H of the fine structures 5. Moreover, let the average value of the width | variety of the base end part of the four fine structures 5 measured be the average width D of the base end part of the fine structure 5. FIG.
線材１１１の断面における針状の微細構造物５の高さの変動係数は０．１５〜０．５０であることが好ましい。変動係数とは、上述した線材１１１の断面における微細構造物５の高さの分布の標準偏差を、前記微細構造物５の高さの算術平均値で除したものである。 The coefficient of variation in the height of the needle-like microstructure 5 in the cross section of the wire 111 is preferably 0.15 to 0.50. The variation coefficient is obtained by dividing the standard deviation of the height distribution of the fine structure 5 in the cross section of the wire 111 described above by the arithmetic average value of the height of the fine structure 5.
上記の変動係数が０．１５〜０．５０の範囲であると、より一層ＳＳ粒子の除去機能および洗浄性の優れた濾過用フィルター１１となる。上記の変動係数が０．１５未満であると、濾過用フィルター１１にＳＳ粒子を含む被濾過液を通過させる際に、濾過用フィルター１１の表面でのＳＳ粒子を含む被濾過液の流れが単調になり、微細構造物５にＳＳ粒子が捕捉されにくくなる。また、上記の変動係数が０．５０を超えると、高さの低い微細構造物５によってめっき層３の表面に形成されたケーク７を支える機能が得られにくくなる。 When the coefficient of variation is in the range of 0.15 to 0.50, the filter 11 for filtration is further excellent in the function of removing SS particles and the detergency. When the variation coefficient is less than 0.15, the flow of the liquid to be filtered containing SS particles on the surface of the filter 11 for filtration is monotonous when the liquid to be filtered containing SS particles is passed through the filter 11 for filtration. Thus, the SS particles are hardly captured by the fine structure 5. Moreover, when the above coefficient of variation exceeds 0.50, it becomes difficult to obtain a function of supporting the cake 7 formed on the surface of the plating layer 3 by the fine structure 5 having a low height.
上記の変動係数が０．１５以上であると、微細構造物５の高さのばらつきが十分に大きいものとなる。このため、濾過用フィルター１１にＳＳ粒子を含む被濾過液を通過させる際に、濾過用フィルター１１の表面でのＳＳ粒子を含む被濾過液の流れが複雑になるとともに、高さの高い微細構造物５にＳＳ粒子が引っかかりやすくなる。その結果、深層濾過の機構によってＳＳ粒子が捕捉されやすくなるとともに、高さの高い微細構造物５に引っかかったＳＳ粒子を起点として、めっき層３の表面にケーク７が形成されやすくなる。上記の変動係数は、よりＳＳ粒子が捕捉されやすい濾過用フィルター１１とするために、０．１８以上であることが好ましい。 When the variation coefficient is 0.15 or more, the height variation of the fine structure 5 is sufficiently large. For this reason, when passing the liquid to be filtered containing SS particles through the filter 11 for filtration, the flow of the liquid to be filtered containing SS particles on the surface of the filter 11 for filtration becomes complicated, and the fine structure having a high height SS particles are easily caught on the object 5. As a result, the SS particles are easily captured by the deep layer filtration mechanism, and the cake 7 is easily formed on the surface of the plating layer 3 starting from the SS particles caught on the fine structure 5 having a high height. The above coefficient of variation is preferably 0.18 or more in order to obtain a filter 11 for filtration in which SS particles are more easily captured.
上記の変動係数が０．５０以下であると、めっき層３の表面に形成されたケーク７を、高さの低い微細構造物５が支えることによって、隣接する微細構造物５間に形成されている谷５３とケーク７とに囲まれた空間Ｅｆの広さが確保されやすくなる。このため、濾過によってケーク７が形成された後、ケーク濾過された処理液が空間Ｅｆ内を流れやすくなり、濾過流量が増大する。したがって、濾過用フィルター１１は、針状構造物のないフィルターと比較して濾過流量に優れたものとなる。上記の変動係数は、より一層、濾過流量の多い濾過用フィルター１１とするために、０．３６以下であることが好ましい。 If the coefficient of variation is 0.50 or less, the cake 7 formed on the surface of the plating layer 3 is supported by the microstructure 5 having a low height, and thus formed between the adjacent microstructures 5. The width of the space Ef surrounded by the valley 53 and the cake 7 is easily ensured. For this reason, after the cake 7 is formed by filtration, the cake-filtered treatment liquid easily flows in the space Ef, and the filtration flow rate increases. Therefore, the filter 11 for filtration becomes the thing excellent in the filtration flow volume compared with the filter without a needle-like structure. The coefficient of variation is preferably 0.36 or less in order to obtain a filter 11 having a higher filtration flow rate.
線材１１１の断面における針状の微細構造物５の基端部の平均幅Ｄと平均高さＨとのアスペクト比Ｈ／Ｄは０．５〜４．０であることが好ましい。アスペクト比Ｈ／Ｄが０．５以上であると、隣接する針状の微細構造物５間に形成されている谷５３と、めっき層３上に形成されたケーク７とに囲まれた十分な高さの空間Ｅｆが形成される。 The aspect ratio H / D between the average width D and the average height H of the base end portion of the needle-like microstructure 5 in the cross section of the wire 111 is preferably 0.5 to 4.0. When the aspect ratio H / D is 0.5 or more, sufficient is surrounded by the valleys 53 formed between the adjacent needle-like microstructures 5 and the cake 7 formed on the plating layer 3. A space Ef having a height is formed.
このため、濾過によってケーク７が形成された後に、ケーク濾過された処理水が空間Ｅｆ内を流れやすくなり、濾過流量に優れたものとなる。アスペクト比Ｈ／Ｄは、より一層濾過流量の大きな濾過用フィルター１１とするために、１．０以上であることが好ましい。アスペクト比Ｈ／Ｄが４．０以下であると、強度に優れた微細構造物５となるため、耐久性に優れた濾過用フィルター１１となる。アスペクト比Ｈ／Ｄは、より一層耐久性の優れた濾過用フィルター１１とするために、３．０以下であることが好ましい。 For this reason, after the cake 7 is formed by filtration, the treated water subjected to the cake filtration easily flows in the space Ef, and the filtration flow rate is excellent. The aspect ratio H / D is preferably 1.0 or more in order to obtain a filtration filter 11 having a larger filtration flow rate. When the aspect ratio H / D is 4.0 or less, the microstructure 5 is excellent in strength, and thus the filter 11 for filtration is excellent in durability. The aspect ratio H / D is preferably 3.0 or less in order to make the filter 11 for filtration having further excellent durability.
線材１１１の断面における針状の微細構造物５の平均高さＨは、０．２〜２．５μｍであることが好ましい。上記の微細構造物５の平均高さＨが０．２μｍ以上であると、隣接する微細構造物５間に形成されている谷５３と、めっき層３上に形成されるケーク７とに囲まれた十分な高さの空間Ｅｆが形成される。このため、濾過の際にケークが形成された後に、ケーク濾過された処理液が空間Ｅｆ内を流れやすくなり、濾過流量に優れたものとなる。 The average height H of the needle-like microstructure 5 in the cross section of the wire 111 is preferably 0.2 to 2.5 μm. When the average height H of the fine structure 5 is 0.2 μm or more, the fine structure 5 is surrounded by the valleys 53 formed between the adjacent fine structures 5 and the cake 7 formed on the plating layer 3. A sufficiently high space Ef is formed. For this reason, after the cake is formed during filtration, the cake-filtered processing liquid easily flows in the space Ef, and the filtration flow rate is excellent.
上記の微細構造物５の平均高さＨは、より一層濾過流量の優れた濾過用フィルター１１とするために、０．４μｍ以上であることが好ましい。上記の針状の微細構造物５の平均高さＨが２．５μｍ以下であると、隣接する微細構造物５間の隙間が狭くなりすぎることが防止される。このため、１０．０個／μｍ２以下である場合と同様に、空間Ｅｆが十分に確保された濾過流量に優れた濾過用フィルター１１となる。上記の微細構造物５の平均高さＨは、より一層濾過流量の優れた濾過用フィルター１１とするために、１．８μｍ以下であることが好ましい。 The average height H of the fine structure 5 is preferably 0.4 μm or more in order to obtain a filter 11 having a further excellent filtration flow rate. When the average height H of the needle-like fine structure 5 is 2.5 μm or less, the gap between the adjacent fine structures 5 is prevented from becoming too narrow. For this reason, it becomes the filter 11 for filtration excellent in the filtration flow volume by which space Ef was ensured similarly to the case where it is 10.0 piece / micrometer < 2 > or less. The average height H of the fine structure 5 is preferably 1.8 μm or less in order to obtain a filter 11 having a further excellent filtration flow rate.
線材１１１の断面における針状の微細構造物５の基端部の平均幅Ｄと、除去対象物質の平均粒子径（Ｄ５０）φ（ＳＳ粒子の平均粒子径）との関係は、φ／Ｄ≧０．３３を満足することが好ましい。上記φ／Ｄが０．３３以上であると、ＳＳ粒子が隣接する微細構造物５間に形成されている谷５３の谷底の近傍に入り込みにくいものとなる。したがって、谷５３と、めっき層３上に形成されたケーク７とに囲まれた広い空間Ｅｆが形成されやすくなる。よって、濾過用フィルター１１は、ケーク濾過された処理液が空間Ｅｆ内を流れやすく、濾過流量に優れたものとなる。 The relationship between the average width D of the base end portion of the needle-like microstructure 5 in the cross section of the wire 111 and the average particle diameter (D 50 ) φ (average particle size of SS particles) of the substance to be removed is φ / D It is preferable that ≧ 0.33 is satisfied. When φ / D is 0.33 or more, SS particles are less likely to enter the vicinity of the valley bottom of the valley 53 formed between the adjacent microstructures 5. Therefore, a wide space Ef surrounded by the valley 53 and the cake 7 formed on the plating layer 3 is easily formed. Therefore, the filter 11 for filtration is easy to flow the cake-filtered processing liquid in the space Ef, and has an excellent filtration flow rate.
上記φ／Ｄは、より一層濾過流量の多い濾過用フィルター１１とするために、０．５０以上であることが好ましい。また、上記φ／Ｄは３．００以下であることが好ましい。上記φ／Ｄが３．００以下であると、ＳＳ粒子が隣接する微細構造物５間に、より一層引っかかりやすいものとなる。 The φ / D is preferably 0.50 or more in order to obtain the filter 11 for filtration having a higher filtration flow rate. The φ / D is preferably 3.00 or less. When the φ / D is 3.00 or less, the SS particles are more easily caught between the adjacent microstructures 5.
このため、より一層、深層濾過の機構によってＳＳ粒子が捕捉されやすく、捕捉されたＳＳ粒子によってケーク７が形成されやすい濾過用フィルター１１となる。上記φ／Ｄは、よりＳＳ粒子が捕捉されやすい濾過用フィルター１とするために、２．００以下であることがより好ましい。
ここで、平均粒子径φは、レーザー回折法により測定されたものである。具体的には、株式会社島津製作所製のＳＡＬＤ−ＤＳ２１型測定装置（商品名）などにより測定することができる。
For this reason, it becomes the filter 11 for filtration in which SS particle | grains are easy to be further capture | acquired by the mechanism of deep layer filtration, and the cake 7 is easy to be formed with the capture | acquired SS particle | grain. The φ / D is more preferably 2.00 or less in order to obtain a filter 1 for filtration in which SS particles are more easily captured.
Here, the average particle diameter φ is measured by a laser diffraction method. Specifically, it can be measured by a SALD-DS21 type measuring device (trade name) manufactured by Shimadzu Corporation.
複数の微細構造物５で形成されためっき層３に用いられる金属としては、電気めっき等の処理によって、線材１１１や下地層４の表面に複数の微細構造物５を析出できるものを用いる。このような金属としては、鉄、ニッケル、銅、および、これらの合金などが挙げられる。めっき層３に用いられる金属としては、上記の金属の中でも特に、微細構造物５の形状の制御がしやすく耐食性に優れた金属であるため、ニッケルまたはニッケル合金を用いることが好ましい。ニッケル合金としては、ホウ素、リン、亜鉛から選ばれる一種以上の元素を含有するものが挙げられる。 As a metal used for the plating layer 3 formed of the plurality of fine structures 5, a metal capable of depositing the plurality of fine structures 5 on the surface of the wire 111 or the base layer 4 by a process such as electroplating is used. Examples of such a metal include iron, nickel, copper, and alloys thereof. As the metal used for the plating layer 3, nickel or a nickel alloy is preferably used because it is a metal that can easily control the shape of the microstructure 5 and has excellent corrosion resistance. Examples of the nickel alloy include those containing one or more elements selected from boron, phosphorus, and zinc.
図７は、線材を示す模式図である。
微細構造物５の形状を、円錐台形、楕円錐形、多角錐形、円錐台形、楕円錐台形、多角錐台形などの錐形や錐台形にした場合、濾過体１２の内周面（一次面）１２ａの面積に対する隙間１１６の面積（内周面を平面視した時の隙間の平面積）の割合を示す開口率Ｇは、０．２％以上、２０％以下にすることが好ましい。
FIG. 7 is a schematic diagram showing a wire.
When the shape of the fine structure 5 is a truncated cone, an elliptical cone, a polygonal cone, a truncated cone, an elliptical truncated cone, a truncated cone, or the like, the inner peripheral surface (primary surface) of the filter body 12 ) The aperture ratio G indicating the ratio of the area of the gap 116 to the area of 12a (planar area of the gap when the inner peripheral surface is viewed in plan) is preferably 0.2% or more and 20% or less.
ここで、開口率Ｇは、互いに隣接する線材１１１間の隙間１１６の幅をｓ、線材１１１の配列方向に沿った線材１１１の幅をｗと規定した時に、以下の式１で表される。
Ｇ＝［ｓ／（ｓ＋ｗ）］×１００・・・（１）
Here, the aperture ratio G is expressed by the following formula 1 when the width of the gap 116 between the adjacent wire rods 111 is defined as s, and the width of the wire rod 111 along the arrangement direction of the wire rods 111 is defined as w.
G = [s / (s + w)] × 100 (1)
なお、ｓで示される線材１１１の隙間１１６の幅ｓは、１０μｍ以上、５ｍｍ以下にすることが好ましい。 In addition, it is preferable that the width | variety s of the clearance gap 116 of the wire 111 shown by s shall be 10 micrometers or more and 5 mm or less.
微細構造物５を錐形や錐台形、例えば針状構造物にした場合に、開口率Ｇが０．２％未満であると、濾過された処理水の通水量が少なくなり過ぎて、効率的に被濾過液の濾過を行うことが難しくなる。開口率Ｇを０．２％以上に保つことによって、処理水の通水量を適切に保つことができ、効率的に被濾過液の濾過を行うことができる。一方、開口率Ｇが２０％を超えると、捕捉したＳＳによるブリッジが形成されにくくなり、ケーク濾過による濾過性能が低下する懸念がある。開口率Ｇを２０％以下に保つことによって、ケーク濾過による濾過性能を高めることができる。 When the fine structure 5 is formed into a cone shape or a frustum shape, for example, a needle-like structure, if the opening ratio G is less than 0.2%, the flow rate of filtered treated water is excessively reduced, which is efficient. It becomes difficult to filter the liquid to be filtered. By keeping the opening ratio G at 0.2% or more, the amount of treated water can be kept appropriately, and the liquid to be filtered can be efficiently filtered. On the other hand, when the aperture ratio G exceeds 20%, it is difficult to form a bridge due to the captured SS, and there is a concern that the filtration performance by cake filtration is lowered. By maintaining the aperture ratio G at 20% or less, the filtration performance by cake filtration can be enhanced.
上述した実施形態では、微細構造物５を錐形や錐台形、例えば針状構造物にした例を説明したが、微細構造物５を多面体形状に形成することも好ましい。
図８、図９は、こうした微細構造物５を多面体構造物とした場合のＳＥＭ写真（二次電子像（ＳＥＩ）、１５．０ｋＶ、２０００倍（図８）、５０００倍（図９））を示す。
微細構造物５を多面体構造物とした場合、複数の多面体が相互に結合して体積の一部を共有している。多面体形状の微細構造物５は、それぞれ、３つ以上の平面が交わる頂点を複数有している。各微細構造物５は、図８および図９に示すように、それぞれ異なる形状および異なる大きさを有しており、線材１１１の平坦面１１ｆ、またはこの平坦面１１ｆに形成された下地層４（図５参照）の表面に密集して形成されている。その結果、多面体形状の辺に相当する部分は、不規則な方向を向いている。
In the above-described embodiment, the example in which the fine structure 5 is a cone shape or a frustum shape, for example, a needle-like structure has been described. However, it is also preferable that the fine structure 5 is formed in a polyhedral shape.
FIGS. 8 and 9 are SEM photographs (secondary electron image (SEI), 15.0 kV, 2000 times (FIG. 8), and 5000 times (FIG. 9)) when such a fine structure 5 is a polyhedral structure. Show.
When the fine structure 5 is a polyhedral structure, a plurality of polyhedrons are bonded to each other and share a part of the volume. Each of the polyhedral fine structures 5 has a plurality of vertices where three or more planes intersect. As shown in FIGS. 8 and 9, each microstructure 5 has a different shape and a different size, and the flat surface 11f of the wire 111 or the underlying layer 4 ( (See FIG. 5). As a result, the portion corresponding to the side of the polyhedron shape faces an irregular direction.
多面体形状の微細構造物５の最大外形寸法の平均値は０．５〜１０μｍが好ましい。析出物の平均最大外形寸法が上記範囲内であると、被濾過液中のＳＳ粒子が引っかかりやすいものとなる。 The average value of the maximum outer dimensions of the polyhedral fine structure 5 is preferably 0.5 to 10 μm. When the average maximum outer dimension of the precipitate is within the above range, the SS particles in the liquid to be filtered are easily caught.
特に、被濾過液中のＳＳ粒子の平均粒子径が０．１〜１０μｍである場合、めっき層３にＳＳ粒子が引っかかりやすいものとなる。したがって、被濾過液中のＳＳ粒子の平均粒子径が上記範囲である場合に、深層濾過の機構によって効率よくＳＳ粒子を捕捉できる。
また、析出物の平均最大外形寸法が上記範囲内であると、めっき層３にＳＳ粒子が引っかかりやすいため、濾過用フィルター１１に捕捉されたＳＳ粒子によってケークが形成されやすくなる。その結果、ケーク濾過の機構を用いてＳＳ粒子を捕捉しやすいものとなり、ＳＳ粒子を除去する機能の高い濾過用フィルター１１となる。
In particular, when the average particle diameter of the SS particles in the liquid to be filtered is 0.1 to 10 μm, the SS particles are easily caught on the plating layer 3. Therefore, when the average particle diameter of the SS particles in the liquid to be filtered is within the above range, the SS particles can be efficiently captured by the mechanism of the depth filtration.
Further, when the average maximum outer dimension of the precipitate is within the above range, SS particles are easily caught on the plating layer 3, so that a cake is easily formed by the SS particles captured by the filter 11 for filtration. As a result, it becomes easy to capture the SS particles by using the cake filtration mechanism, and the filter 11 for filtration having a high function of removing the SS particles is obtained.
多面体形状の微細構造物５の平均最大外形寸法が０．５μｍ未満であると、めっき層３の表面の凹凸が減少するとともに、多面体形状の析出物の間の空隙を通る被濾過液量が低下して、めっき層３へのＳＳ粒子の付着が起こりにくくなる。多面体形状の微細構造物５の平均最大外形寸法は、２μｍ以上であることがさらに好ましい。また、多面体形状の微細構造物５の平均最大外形寸法が１０μｍを超えると、めっき層３とＳＳ粒子を含む被濾過液との接触面積が減少して、めっき層３へのＳＳ粒子の付着が起こりにくくなる。多面体形状の微細構造物５の平均最大外形寸法は、８μｍ以下であることがさらに好ましい。 When the average maximum outer dimension of the polyhedral fine structure 5 is less than 0.5 μm, the unevenness of the surface of the plating layer 3 is reduced, and the amount of liquid to be filtered passing through the gaps between the polyhedral precipitates is reduced. As a result, adhesion of SS particles to the plating layer 3 is less likely to occur. The average maximum outer dimension of the polyhedral fine structure 5 is more preferably 2 μm or more. Further, when the average maximum outer dimension of the polyhedral fine structure 5 exceeds 10 μm, the contact area between the plating layer 3 and the liquid to be filtered containing SS particles decreases, and adhesion of SS particles to the plating layer 3 occurs. Less likely to occur. The average maximum external dimension of the polyhedral fine structure 5 is more preferably 8 μm or less.
多面体形状の微細構造物５における平均最大外形寸法の変動係数は０．１５〜０．５０であることが好ましい。変動係数が０．１５〜０．５０の範囲であると、より一層ＳＳ粒子の除去機能および洗浄性の優れた濾過用フィルター１１となる。上記の変動係数が０．１５未満であると、濾過用フィルター１１にＳＳ粒子を含む被濾過液を通過させる際に、濾過用フィルター１１の表面でのＳＳ粒子を含む被濾過液の流れが単調になり、微細構造物５にＳＳ粒子が捕捉されにくくなる。また、上記の変動係数が０．５０を超えると、高さの低い微細構造物５によってめっき層３の表面に形成されたケーク７を支える機能が得られにくくなる。 The coefficient of variation of the average maximum outer dimension of the polyhedral microstructure 5 is preferably 0.15 to 0.50. When the variation coefficient is in the range of 0.15 to 0.50, the filter 11 for filtration is further excellent in the function of removing SS particles and the detergency. When the variation coefficient is less than 0.15, the flow of the liquid to be filtered containing SS particles on the surface of the filter 11 for filtration is monotonous when the liquid to be filtered containing SS particles is passed through the filter 11 for filtration. Thus, the SS particles are hardly captured by the fine structure 5. Moreover, when the above coefficient of variation exceeds 0.50, it becomes difficult to obtain a function of supporting the cake 7 formed on the surface of the plating layer 3 by the fine structure 5 having a low height.
上記の変動係数が０．１５以上であると、微細構造物５の高さのばらつきが十分に大きいものとなる。このため、濾過用フィルター１１にＳＳ粒子を含む被濾過液を通過させる際に、濾過用フィルター１１の表面でのＳＳ粒子を含む被濾過液の流れが複雑になるとともに、高さの高い微細構造物５にＳＳ粒子が引っかかりやすくなる。その結果、深層濾過の機構によってＳＳ粒子が捕捉されやすくなるとともに、高さの高い微細構造物５に引っかかったＳＳ粒子を起点として、めっき層３の表面にケーク７が形成されやすくなる。上記の変動係数は、よりＳＳ粒子が捕捉されやすい濾過用フィルター１１とするために、０．１８以上であることが好ましい。 When the variation coefficient is 0.15 or more, the height variation of the fine structure 5 is sufficiently large. For this reason, when passing the liquid to be filtered containing SS particles through the filter 11 for filtration, the flow of the liquid to be filtered containing SS particles on the surface of the filter 11 for filtration becomes complicated, and the fine structure having a high height SS particles are easily caught on the object 5. As a result, the SS particles are easily captured by the deep layer filtration mechanism, and the cake 7 is easily formed on the surface of the plating layer 3 starting from the SS particles caught on the fine structure 5 having a high height. The above coefficient of variation is preferably 0.18 or more in order to obtain a filter 11 for filtration in which SS particles are more easily captured.
上記の変動係数が０．５０以下であると、めっき層３の表面に形成されたケーク７を、高さの低い微細構造物５が支えることによって、隣接する微細構造物５間に形成されている谷５３とケーク７とに囲まれた空間Ｅｆの広さが確保されやすくなる。このため、濾過によってケーク７が形成された後、ケーク濾過された処理液が空間Ｅｆ内を流れやすくなり、濾過流量が増大する。したがって、濾過用フィルター１１は、多面体構造物のないフィルターと比較して濾過流量に優れたものとなる。上記の変動係数は、より一層、濾過流量の多い濾過用フィルター１１とするために、０．３６以下であることが好ましい。 If the coefficient of variation is 0.50 or less, the cake 7 formed on the surface of the plating layer 3 is supported by the microstructure 5 having a low height, and thus formed between the adjacent microstructures 5. The width of the space Ef surrounded by the valley 53 and the cake 7 is easily ensured. For this reason, after the cake 7 is formed by filtration, the cake-filtered treatment liquid easily flows in the space Ef, and the filtration flow rate increases. Therefore, the filter 11 for filtration becomes a thing excellent in the filtration flow volume compared with the filter without a polyhedron structure. The coefficient of variation is preferably 0.36 or less in order to obtain a filter 11 having a higher filtration flow rate.
多面体形状の微細構造物５の平均最大外形寸法は、以下に示す測定方法により測定する。
即ち、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて拡大した濾過用フィルター１１の写真を撮影し、画像処理を行う。具体的には、多面体形状の微細構造物５の最も大きさの大きい部分の外形寸法を、一つの写真に対して代表的な１０か所を選択して測定し、その平均値を平均最大外形寸法と定義する。
The average maximum outer dimension of the polyhedral fine structure 5 is measured by the following measuring method.
That is, a photograph of the filter 11 for filtration enlarged using a scanning electron microscope (SEM) is taken and image processing is performed. Specifically, the outer dimensions of the largest portion of the polyhedral fine structure 5 are measured by selecting ten representative locations for one photograph, and the average value is the average maximum outer shape. Defined as a dimension.
めっき層３に用いられる金属としては、めっき処理によって、フィルター基材の表面に多面体形状の複数の微細構造物５が得られるものを用いる。このような金属としては、鉄、ニッケル、銅、および、これらの合金などが挙げられる。めっき層３に用いられる金属としては、上記の金属の中でも特に、形状が制御しやすく耐食性に優れた金属であるため、ニッケルまたはニッケル合金を用いることが好ましい。ニッケル合金としては、ホウ素、リン、亜鉛から選ばれる一種以上の元素を含有するものが挙げられる。 As the metal used for the plating layer 3, a metal that can obtain a plurality of polyhedral fine structures 5 on the surface of the filter substrate by plating is used. Examples of such a metal include iron, nickel, copper, and alloys thereof. As the metal used for the plating layer 3, nickel or a nickel alloy is preferably used because it is a metal whose shape is easily controlled and excellent in corrosion resistance among the above metals. Examples of the nickel alloy include those containing one or more elements selected from boron, phosphorus, and zinc.
微細構造物５の形状を多面体形状にした場合、濾過体１２の内周面（一次面）１２ａの面積に対する隙間１１６の面積（内周面を平面視した時の隙間の平面積）の割合を示す開口率Ｇは、０．０２％以上、２０％以下にすることが好ましい。 When the shape of the fine structure 5 is a polyhedral shape, the ratio of the area of the gap 116 to the area of the inner peripheral surface (primary surface) 12a of the filter body 12 (the planar area of the gap when the inner peripheral surface is viewed in plan) is The opening ratio G shown is preferably 0.02% or more and 20% or less.
ここで、開口率Ｇは、互いに隣接する線材１１１間の隙間１１６の幅をｓ、線材１１１の配列方向に沿った線材１１１の幅をｗと規定した時に、以下の式１で表される。
Ｇ＝［ｓ／（ｓ＋ｗ）］×１００・・・（１）
Here, the aperture ratio G is expressed by the following formula 1 when the width of the gap 116 between the adjacent wire rods 111 is defined as s, and the width of the wire rod 111 along the arrangement direction of the wire rods 111 is defined as w.
G = [s / (s + w)] × 100 (1)
なお、ｓで示される線材１１１の隙間１１６の幅ｓは、１μｍ以上、５ｍｍ以下にすることが好ましい。 In addition, it is preferable that the width | variety s of the clearance gap 116 of the wire 111 shown by s shall be 1 micrometer or more and 5 mm or less.
微細構造物５を多面体構造物にした場合に、開口率Ｇが０．０２％未満であると、濾過された処理水の通水量が少なくなり過ぎて、効率的に被濾過液の濾過を行うことが難しくなる。開口率Ｇを０．０２％以上に保つことによって、処理水の通水量を適切に保つことができ、効率的に被濾過液の濾過を行うことができる。一方、開口率Ｇが２０％を超えると、捕捉したＳＳによるブリッジが形成されにくくなり、ケーク濾過による濾過性能が低下する懸念がある。開口率Ｇを２０％以下に保つことによって、ケーク濾過による濾過性能を高めることができる。 When the fine structure 5 is a polyhedral structure, if the opening ratio G is less than 0.02%, the flow rate of the filtered treated water is too small and the filtered liquid is efficiently filtered. It becomes difficult. By keeping the opening ratio G at 0.02% or more, the amount of treated water can be kept appropriately, and the filtrate to be filtered can be efficiently filtered. On the other hand, when the aperture ratio G exceeds 20%, it is difficult to form a bridge due to the captured SS, and there is a concern that the filtration performance by cake filtration is lowered. By maintaining the aperture ratio G at 20% or less, the filtration performance by cake filtration can be enhanced.
以上、詳細に説明した実施形態の濾過用フィルターユニットの作用を説明する。濾過用フィルターユニット１０を用いて、例えばＳＳ粒子を含む被濾過液を濾過して処理水を得る際には、例えば、圧送ポンプを用いて、被濾過液を濾過用フィルターユニット１０の流入口３３から濾過体１２の内側となる空間Ｅ２に被濾過液を供給する。 The operation of the filter unit for filtration according to the embodiment described in detail above will be described. For example, when the filtered liquid containing SS particles is filtered to obtain treated water using the filtering filter unit 10, the filtered liquid is filtered into the inlet 33 of the filtering filter unit 10 using, for example, a pressure feed pump. The filtrate to be filtered is supplied to the space E2 inside the filter body 12.
被濾過液は、円筒形の濾過用フィルター１１の内部に入ると、濾過用フィルター１１の内周面（一次面）１２ａ、即ち線材１１１の平坦面１１ａに形成された多数の微細構造物５からなるめっき層３によって、ＳＳ粒子が捕捉される。濾過用フィルター１１は、複数の微細構造物５を所定の密度で有するものであるため、濾過用フィルター１１とＳＳ粒子を含む被濾過液との接触面積が多い。このため、表面濾過および深層濾過の機構によって微細構造物５の表面に付着したＳＳ粒子を起点として、めっき層３の表面の複数の箇所で速やかにＳＳ粒子の凝集物が形成される。 When the liquid to be filtered enters the inside of the cylindrical filter 11, the liquid to be filtered from the inner peripheral surface (primary surface) 12 a of the filter 11 for filtration, that is, from the many fine structures 5 formed on the flat surface 11 a of the wire 111. The SS particles are captured by the plating layer 3. Since the filtration filter 11 has a plurality of fine structures 5 at a predetermined density, the contact area between the filtration filter 11 and the liquid to be filtered containing SS particles is large. For this reason, agglomerates of SS particles are rapidly formed at a plurality of locations on the surface of the plating layer 3 starting from the SS particles adhering to the surface of the fine structure 5 by the surface filtration and depth filtration mechanisms.
形成された凝集物は、濾過用フィルター１１へのＳＳ粒子を含む被濾過液の通過を継続させることにより、成長して剥離し、ＳＳ粒子を含む被濾過液とともに隙間１１６に向かって移動する。隙間１１６に移動した１つまたは複数の凝集物は、隙間１１６を塞ぐブリッジ状のケーク７となる。このように、本実施形態では、表面濾過の機構だけでなく、深層濾過の機構およびケーク濾過の機構も利用して、被濾過液中の小さなＳＳ粒子を除去できる。よって、優れた濾過性能が得られる。 The formed aggregate grows and separates by continuing the passage of the liquid to be filtered containing SS particles to the filter 11 for filtration, and moves toward the gap 116 together with the liquid to be filtered containing SS particles. The one or more aggregates that have moved to the gap 116 become a bridge-like cake 7 that blocks the gap 116. Thus, in this embodiment, not only the surface filtration mechanism but also the depth filtration mechanism and the cake filtration mechanism can be used to remove small SS particles in the liquid to be filtered. Therefore, excellent filtration performance can be obtained.
濾過用フィルター１１は、図５に示すように、隣接する微細構造物５間に谷５３を有している。谷５３は、断面視で谷底である基端５３ａに近づくにつれて幅が狭くなっている。このため、濾過用フィルター１１に捕捉されたＳＳ粒子は、谷５３の基端５３ａ近傍には入り込みにくい。 The filter 11 for filtration has the trough 53 between the adjacent fine structures 5, as shown in FIG. The valley 53 becomes narrower as it approaches the base end 53a that is the bottom of the valley in a cross-sectional view. For this reason, the SS particles captured by the filtration filter 11 are unlikely to enter the vicinity of the base end 53 a of the valley 53.
したがって、めっき層３の表面にケーク７が形成されている濾過用フィルター１１では、図５に示すように、谷５３とケーク７とに囲まれた十分な広さの空間Ｅｆが形成される。空間Ｅｆが形成された後、さらに濾過用フィルター１１へのＳＳ粒子を含む被濾過液の通過を継続させても、空間Ｅｆの上部はケーク７で形成された蓋が被せられた状態となっているため、ＳＳ粒子は空間Ｅｆ内に入り込みにくい。したがって、濾過用フィルター１１へのＳＳ粒子を含む被濾過液の通過を継続させると、ケーク７上にさらにＳＳ粒子が堆積される。 Therefore, in the filter 11 for filtration in which the cake 7 is formed on the surface of the plating layer 3, a sufficiently large space Ef surrounded by the valley 53 and the cake 7 is formed as shown in FIG. After the space Ef is formed, the upper part of the space Ef is covered with the lid formed by the cake 7 even if the liquid to be filtered containing SS particles is further passed to the filter 11 for filtration. Therefore, SS particles are difficult to enter the space Ef. Therefore, if the liquid to be filtered containing the SS particles to the filter 11 for filtration is continued, further SS particles are deposited on the cake 7.
こうした多数の微細構造物５からなるめっき層３によって、ＳＳ粒子を含む被濾過液からＳＳ粒子を効率的に、かつ確実に捕捉して除去することができる。そして、ＳＳ粒子が除去された処理水は、線材１１１どうしの隙間１１６を通り、濾過用フィルター１１の外周面（二次面）１２ｂから流出する。そして、濾過体１２の外周面１２ｂと外筒２１の内周面２１ａとの間の空間Ｅ１から流出口３７を経て濾過用フィルターユニット１０の外部に排出される。 With the plating layer 3 composed of such a large number of fine structures 5, the SS particles can be efficiently and reliably captured and removed from the liquid to be filtered containing the SS particles. Then, the treated water from which the SS particles have been removed passes through the gap 116 between the wires 111 and flows out from the outer peripheral surface (secondary surface) 12b of the filter 11 for filtration. And it is discharged | emitted from the space E1 between the outer peripheral surface 12b of the filter body 12 and the inner peripheral surface 21a of the outer cylinder 21 through the outflow port 37 to the exterior of the filter unit 10 for filtration.
このように、実施形態の濾過用フィルターユニット１０によれば、線材１１１をコイル状に巻回させてなる濾過体１２は、被濾過液が流入する内周面（一次面）１２ａ側に、例えば針状や多面体の微細構造物５を多数形成することによって、ＳＳ粒子を含む被濾過液からＳＳ粒子を効率的に、かつ確実に捕捉して除去することが可能になる。 Thus, according to the filter unit 10 for filtration of the embodiment, the filter body 12 formed by winding the wire 111 in a coil shape is provided on the inner peripheral surface (primary surface) 12a side into which the liquid to be filtered flows, for example, By forming a large number of needle-like or polyhedral fine structures 5, it is possible to efficiently and reliably capture and remove SS particles from the liquid to be filtered containing SS particles.
また、実施形態のように、多数の微細構造物５を、被濾過液が流入する内周面（一次面）１２ａを構成する線材１１１の平坦面１１ｆに形成することによって、被濾過液の流入時の内圧が局部的に集中することなく均一に印加される。これによって、内圧に対する濾過体１２の耐久性が高められる。また、内圧が局部的に集中することがないので、微細構造物５の損傷や隔離を防止し、効果的にブリッジ状のケーク７を形成できる。 Further, as in the embodiment, a large number of fine structures 5 are formed on the flat surface 11f of the wire 111 constituting the inner peripheral surface (primary surface) 12a into which the liquid to be filtered flows, so that the liquid to be filtered flows in. The internal pressure is applied uniformly without local concentration. This enhances the durability of the filter body 12 against internal pressure. Further, since the internal pressure does not concentrate locally, damage and isolation of the fine structure 5 can be prevented, and the bridge-shaped cake 7 can be effectively formed.
なお、濾過用フィルター１１の内部にケークが堆積して通水量が低下した際には、洗浄ノズル３５を用いて濾過体１２の内周面１２ａを洗浄することが好ましい。洗浄ノズル３５を用いる際には、洗浄液流入口３６から洗浄水、例えば処理水の一部を流入させ、洗浄ノズル３５の多数の貫通孔（噴射口）から濾過体１２の内周面１２ａに向けて洗浄水を噴射させる。これにより、濾過体１２の内周面１２ａに堆積したケークが剥落し、通水量が回復される。 In addition, when the cake accumulates inside the filter 11 for filtration and the amount of water flow falls, it is preferable to wash | clean the inner peripheral surface 12a of the filter body 12 using the washing nozzle 35. FIG. When the cleaning nozzle 35 is used, a part of cleaning water, for example, treated water is introduced from the cleaning liquid inlet 36, and is directed to the inner peripheral surface 12 a of the filter body 12 from a large number of through holes (ejection ports) of the cleaning nozzle 35. Spray the cleaning water. Thereby, the cake deposited on the inner peripheral surface 12a of the filter body 12 is peeled off, and the water flow rate is recovered.
また、濾過用フィルター１１の内部にケークが多量に堆積するなどした場合には、濾過体１２の外周面（二次面）１２ｂ側から内周面（一次面）１２ａに向けて通水する逆洗浄を行うことが好ましい。逆洗浄を行う際には、例えば、流入口３３から洗浄水、例えば処理水の一部を空間Ｅ２に流入させ、濾過体１２の外周面１２ｂ側から内周面１２ａに向けて洗浄水を通過させる。これにより、濾過体１２の内周面１２ａに堆積したケークが剥落し、通水量が回復される。逆洗浄に用いた洗浄後の洗浄水は、例えば、流入口３３から逆に排出させればよい。 In addition, when a large amount of cake accumulates in the filter 11 for filtration, the water is passed from the outer peripheral surface (secondary surface) 12b side of the filter body 12 toward the inner peripheral surface (primary surface) 12a. It is preferable to perform washing. When performing reverse cleaning, for example, a part of cleaning water, for example, treated water, flows from the inlet 33 into the space E2, and passes through the cleaning water from the outer peripheral surface 12b side of the filter body 12 toward the inner peripheral surface 12a. Let Thereby, the cake deposited on the inner peripheral surface 12a of the filter body 12 is peeled off, and the water flow rate is recovered. What is necessary is just to discharge | emit the washing | cleaning water after the washing | cleaning used for the back washing | cleaning reversely from the inflow port 33, for example.
濾過用フィルター１１の洗浄や逆洗浄は、濾過用フィルター１１が一定量のＳＳ粒子を捕捉した段階で行うことが好ましい。洗浄を行うタイミングは、特に限定されるものではなく、濾過用フィルター１１に通過させる被濾過液に含まれるＳＳ粒子の量などに応じて適宜決定できる。 It is preferable to perform the washing | cleaning and back washing | cleaning of the filter 11 for filtration in the step which the filter 11 for filtration capture | acquired a fixed amount of SS particle | grains. The timing for performing the cleaning is not particularly limited, and can be appropriately determined according to the amount of SS particles contained in the liquid to be filtered that is passed through the filter 11 for filtration.
本実施形態では、濾過用フィルター１１の逆洗浄を行う際に、断面が三角形の線材１１１の三角形の頂点側から処理水を流入させるため、圧損を少なくして効率よく堆積したケークを取り除くことができる。即ち、断面が三角形の線材１１１によって、隙間１１６は、外周面（二次面）１２ｂ側から内周面（一次面）１２ａ側に向けて幅が狭められるので、処理水が隙間１１６に向かって流れやすく、かつ、内周面（一次面）１２ａ側の隙間１１６の狭められた部分に存在するケークを早い流速で効率的に除去できる。 In the present embodiment, when the filter 11 for filtration is back-washed, the treated water is allowed to flow from the triangular apex side of the wire 111 having a triangular cross section, and therefore, the cake deposited efficiently can be removed with reduced pressure loss. it can. That is, the gap 116 is narrowed from the outer peripheral surface (secondary surface) 12 b side to the inner peripheral surface (primary surface) 12 a side by the wire 111 having a triangular cross section, so that the treated water moves toward the gap 116. It is easy to flow, and the cake present in the narrowed portion of the gap 116 on the inner peripheral surface (primary surface) 12a side can be efficiently removed at a high flow rate.
本実施形態において、濾過用フィルター１１の洗浄や逆洗浄を行うと、空間Ｅｆには、各微細構造物５を取り囲むように形成された谷５３を介して、多方向から洗浄液が流入する。このことにより、谷５３の上部の少なくとも一部を覆うように形成されていたケーク７が、洗浄液に押し上げられて、ケーク７の剥離が促進される。また、濾過用フィルター１１の微細構造物５は、基端５３ａから先端５２に向けて先細りの形状を有している。 In the present embodiment, when the filtration filter 11 is cleaned or back-washed, the cleaning liquid flows into the space Ef from multiple directions through the valleys 53 formed so as to surround each microstructure 5. Accordingly, the cake 7 formed so as to cover at least a part of the upper portion of the valley 53 is pushed up by the cleaning liquid, and the peeling of the cake 7 is promoted. Further, the fine structure 5 of the filter 11 for filtration has a tapered shape from the base end 53 a toward the tip 52.
このため、洗浄液に押し上げられたケーク７は、濾過用フィルター１１から容易に剥離される。また、微細構造物５が先細りの形状を有しているので、微細構造物５に付着しているＳＳ粒子が逆洗時に谷５３に挟まりにくく、微細構造物５から容易に剥離される。したがって、濾過体１２に堆積したＳＳ粒子が速やかに除去され、濾過体１２が再生される。 For this reason, the cake 7 pushed up by the cleaning liquid is easily peeled off from the filter 11 for filtration. In addition, since the fine structure 5 has a tapered shape, the SS particles attached to the fine structure 5 are not easily caught in the valleys 53 during backwashing, and are easily separated from the fine structure 5. Therefore, the SS particles deposited on the filter body 12 are quickly removed, and the filter body 12 is regenerated.
図１０は、濾過用フィルターの別な実施形態を示す平面図である。
この実施形態の濾過用フィルター２１０は、全体が略円筒形を成し、例えば、この円筒の中心軸が鉛直方向に沿うように配置される。濾過用フィルター２１０は、線材２１１を面状に配列させた濾過体２１２と、この濾過体２１２を支持する支持部材２１３と、を備えている。この実施形態の濾過用フィルター２１０では、濾過体２１２は、長尺の線材２１１をコイル状に巻回させ、中空の筒状体に成形させたものからなる。このように成形した線材２１１によって、円筒面をもつ濾過体２１２が形成される。実施形態の線材２１１は、延伸方向に対して直角な断面形状が矩形を成している。
FIG. 10 is a plan view showing another embodiment of the filter for filtration.
The filter for filtration 210 of this embodiment has a substantially cylindrical shape as a whole. For example, the central axis of the cylinder is arranged along the vertical direction. The filter for filtration 210 includes a filter body 212 in which wire rods 211 are arranged in a planar shape, and a support member 213 that supports the filter body 212. In the filter for filtration 210 of this embodiment, the filter body 212 is formed by winding a long wire 211 into a coil shape and forming it into a hollow cylindrical body. A filter body 212 having a cylindrical surface is formed by the wire 211 formed in this way. The wire 211 of the embodiment has a rectangular cross-sectional shape that is perpendicular to the extending direction.
線材２１１は、互いに隣接する線材どうしの間、即ち、実施形態では隣接する周回線材２１１どうしの間を所定幅の隙間を保って離間させる離間部２１５が形成されている。離間部２１５は、例えば、線材２１１の周回方向に沿って、例えば、１２０°の角度で１周回ごとに３か所形成されている。 The wire 211 is formed with a separating portion 215 that separates the adjacent wires from each other, that is, in the embodiment, between the adjacent peripheral wire members 211 with a predetermined gap therebetween. The spacing portions 215 are formed, for example, at three locations for each turn at an angle of 120 °, for example, along the turn direction of the wire 211.
このような線材２１１に形成した離間部２１５によって、円筒形の濾過体２１２は、その内周面２１２ａと外周面２１２ｂとの間を貫通するスリット状の隙間２１６が形成される。
実施形態では、濾過体２１２は、内周面２１２ａが被濾過液が流入する一次面とされ、外周面２１２ｂが、濾過体１２によって濾過された処理水が流出する二次面とされる。
The slit part 216 penetrating between the inner peripheral surface 212a and the outer peripheral surface 212b of the cylindrical filter body 212 is formed by the separating portion 215 formed in the wire 211.
In the embodiment, in the filter body 212, the inner peripheral surface 212a is a primary surface into which the liquid to be filtered flows, and the outer peripheral surface 212b is a secondary surface from which treated water filtered by the filter body 12 flows out.
支持部材２１３は、例えば、断面が矩形や三角形の線材からなり、濾過体２１２の外周面２１２ｂ側で線材２１１に接合されている。支持部材１３は、例えば線材２１１の周回方向に沿って等間隔に３か所形成され、濾過体２１２の中心軸に対して平行に延び、巻回された線材２１１を外周面２１２ｂ側から支持している。こうした支持部材２１３と線材２１１とは、例えば、焼結によって接合されている。 The support member 213 is made of, for example, a wire having a rectangular or triangular cross section, and is joined to the wire 211 on the outer peripheral surface 212b side of the filter body 212. The support member 13 is formed at, for example, three locations at equal intervals along the circumferential direction of the wire 211, extends parallel to the central axis of the filter body 212, and supports the wound wire 211 from the outer peripheral surface 212b side. ing. Such a support member 213 and the wire 211 are joined by sintering, for example.
このような構成の濾過用フィルター２１０は、略円筒形の濾過体２１２の内部に被濾過液を流入させ、隙間２１６を通過させて被濾過液の濾過を行い、濾過体２１２の外周面２１２ｂから濾過後の処理水を流出させる。 The filtration filter 210 having such a configuration allows the liquid to be filtered to flow into the substantially cylindrical filter body 212, passes the gap 216, and filters the liquid to be filtered, from the outer peripheral surface 212 b of the filter body 212. The treated water after filtration is discharged.
図１１は、図１０に示す濾過体の内周面側を示す要部拡大断面図である。
濾過用フィルター２１０を構成する濾過体２１２のうち、被濾過液が流入する内周面（一次面）２１２ａ側、および隙間２１６の内表面には、複数（多数）の微細構造物５が形成されている。こうした微細構造物５は、図６に示す錐台形、楕円錐形、多角錐形、円錐台形、楕円錐台形、多角錐台形などの錐形や錐台形の形状や、図８，９に示す多面体形状をもつ構造物から構成される。
FIG. 11 is an enlarged cross-sectional view of a main part showing the inner peripheral surface side of the filter body shown in FIG. 10.
A plurality (a large number) of fine structures 5 are formed on the inner peripheral surface (primary surface) 212a side into which the liquid to be filtered flows and the inner surface of the gap 216 in the filter body 212 constituting the filter for filtration 210. ing. Such a fine structure 5 includes a frustum shape, an elliptical cone shape, a polygonal pyramid shape, a truncated cone shape, an elliptical frustum shape, a polygonal frustum shape, and the polyhedrons shown in FIGS. Consists of structures with shapes.
図１２は、離間部を形成した線材を示す模式図である。
微細構造物５の形状を、円錐台形、楕円錐形、多角錐形、円錐台形、楕円錐台形、多角錐台形などの錐形や錐台形にした場合、濾過体２１２の内周面（一次面）２１２ａの面積に対する隙間１６の面積（内周面を平面視した時の隙間の平面積）の割合を示す空隙率Ｇは、０．５％以上、５０％以下にすることが好ましい。
FIG. 12 is a schematic diagram illustrating a wire having a spacing portion formed thereon.
When the shape of the fine structure 5 is a truncated cone, an elliptical cone, a polygonal pyramid, a truncated cone, an elliptical truncated cone, a truncated pyramid, or the like, the inner peripheral surface (primary surface) of the filter 212 ) It is preferable that the porosity G indicating the ratio of the area of the gap 16 to the area of 212a (planar area of the gap when the inner peripheral surface is viewed in plan) is 0.5% or more and 50% or less.
ここで、空隙率Ｇは、互いに隣接する離間部２１５どうしの間隔をａ、線材２１１の延伸方向に沿った離間部２１５の幅をｂ、互いに隣接する線材２１１間の隙間２１６の幅をｃ、線材２１１の配列方向に沿った線材２１１の厚みをｄと規定した時に、以下の式２で表される。
Ｇ＝［（ａ×ｃ）／｛（ａ＋ｂ）×（ｃ＋ｄ）｝］×１００・・・（２）
Here, the void ratio G is defined such that the distance between the adjacent spacing portions 215 is a, the width of the spacing portion 215 along the extending direction of the wire 211 is b, the width of the gap 216 between the adjacent wires 211 is c, When the thickness of the wire 211 along the arrangement direction of the wire 211 is defined as d, it is expressed by the following formula 2.
G = [(a × c) / {(a + b) × (c + d)}] × 100 (2)
なお、ｃで示される線材２１１の隙間２１６の幅は、即ち、線材２１１の配列方向に沿った離間部２１５の突出幅と同義である。こうした隙間２１６の幅は、５μｍ以上、１ｍｍ以下にすることが好ましい。 In addition, the width | variety of the clearance gap 216 of the wire 211 shown by c is synonymous with the protrusion width of the separation part 215 along the sequence direction of the wire 211. The width of the gap 216 is preferably 5 μm or more and 1 mm or less.
微細構造物５を錐形や錐台形、例えば針状構造物にした場合に、空隙率Ｇが０．５％未満であると、濾過された処理水の通水量が少なくなり過ぎて、効率的に被濾過液の濾過を行うことが難しくなる。空隙率Ｇを０．５％以上に保つことによって、処理水の通水量を適切に保つことができ、効率的に被濾過液の濾過を行うことができる。一方、空隙率Ｇが５０％を超えると、捕捉したＳＳによるブリッジが形成されにくくなり、ケーク濾過による濾過性能が低下する懸念がある。空隙率Ｇを５０％以下に保つことによって、ケーク濾過による濾過性能を高めることができる。 When the fine structure 5 is formed into a cone shape or a frustum shape, for example, a needle-like structure, if the porosity G is less than 0.5%, the flow rate of the filtered treated water becomes too small, which is efficient. It becomes difficult to filter the liquid to be filtered. By keeping the porosity G at 0.5% or more, the amount of treated water can be kept appropriately, and the filtrate to be filtered can be efficiently filtered. On the other hand, when the porosity G exceeds 50%, it becomes difficult to form a bridge due to the captured SS, and there is a concern that the filtration performance by cake filtration is lowered. By maintaining the porosity G at 50% or less, the filtration performance by cake filtration can be enhanced.
微細構造物５の形状を多面体形状にした場合、濾過体２１２の内周面（一次面）２１２ａの面積に対する隙間２１６の面積（内周面を平面視した時の隙間の平面積）の割合を示す空隙率Ｇは、０．１％以上、５０％以下にすることが好ましい。 When the shape of the microstructure 5 is a polyhedral shape, the ratio of the area of the gap 216 to the area of the inner peripheral surface (primary surface) 212a of the filter body 212 (the flat area of the gap when the inner peripheral surface is viewed in plan) is The porosity G shown is preferably 0.1% or more and 50% or less.
ここで、空隙率Ｇは、互いに隣接する離間部２１５どうしの間隔をａ、線材２１１の延伸方向に沿った離間部２１５の幅をｂ、互いに隣接する線材２１１間の隙間２１６の幅をｃ、線材２１１の配列方向に沿った線材２１１の厚みをｄと規定した時に、以下の式２で表される。
Ｇ＝［（ａ×ｃ）／｛（ａ＋ｂ）×（ｃ＋ｄ）｝］×１００・・・（２）
Here, the void ratio G is defined such that the distance between the adjacent spacing portions 215 is a, the width of the spacing portion 215 along the extending direction of the wire 211 is b, the width of the gap 216 between the adjacent wires 211 is c, When the thickness of the wire 211 along the arrangement direction of the wire 211 is defined as d, it is expressed by the following formula 2.
G = [(a × c) / {(a + b) × (c + d)}] × 100 (2)
なお、ｃで示される隙間２１１の隙間２１６の幅は、即ち、線材２１１の配列方向に沿った離間部２１５の突出幅と同義である。こうした隙間２１６の幅は、１μｍ以上、１ｍｍ以下にすることが好ましい。 In addition, the width | variety of the clearance gap 216 of the clearance gap 211 shown by c is synonymous with the protrusion width of the separation part 215 along the sequence direction of the wire 211. The width of the gap 216 is preferably 1 μm or more and 1 mm or less.
微細構造物５を多面体構造物にした場合に、空隙率Ｇが０．１％未満であると、濾過された処理水の通水量が少なくなり過ぎて、効率的に被濾過液の濾過を行うことが難しくなる。空隙率Ｇを０．１％以上に保つことによって、処理水の通水量を適切に保つことができ、効率的に被濾過液の濾過を行うことができる。一方、空隙率Ｇが５０％を超えると、捕捉したＳＳによるブリッジが形成されにくくなり、ケーク濾過による濾過性能が低下する懸念がある。空隙率Ｇを５０％以下に保つことによって、ケーク濾過による濾過性能を高めることができる。 When the fine structure 5 is a polyhedral structure, if the porosity G is less than 0.1%, the flow rate of the filtered treated water is too small and the filtered liquid is efficiently filtered. It becomes difficult. By keeping the porosity G at 0.1% or more, the flow rate of the treated water can be kept appropriate, and the filtrate to be filtered can be efficiently filtered. On the other hand, when the porosity G exceeds 50%, it becomes difficult to form a bridge due to the captured SS, and there is a concern that the filtration performance by cake filtration is lowered. By maintaining the porosity G at 50% or less, the filtration performance by cake filtration can be enhanced.
図１３は、濾過用フィルターの別な実施形態を示す断面図である。また、図１４は、図１２に示す濾過体の厚み方向に沿った断面を示す断面図である。
濾過用フィルター３１０は、厚み方向に貫通する複数の貫通孔３１３，３１３…を形成してなる円筒形の基材３１１、およびこの基材３１１のうち少なくとも被濾過液が流入する一次面（流入面）３１１ａ側に形成された複数の微細構造物５と備えた濾過体３１２と、この濾過体３１２の外周面３１１ｂに接合され、濾過体３１２を支持する支持部材３１８から構成されている。本実施形態では、微細構造物５は、被濾過液が流入する内周面（一次面）３１１ａ、被濾過液が流出する外周面（二次面）３１１ｂ、および貫通孔３１３の内壁面を覆うように形成されている。
FIG. 13 is a cross-sectional view showing another embodiment of the filter for filtration. Moreover, FIG. 14 is sectional drawing which shows the cross section along the thickness direction of the filter body shown in FIG.
The filter 310 for filtration has a cylindrical base material 311 formed with a plurality of through holes 313, 313... Penetrating in the thickness direction, and at least a primary surface (inflow surface) through which the liquid to be filtered flows. ) A filter body 312 provided with a plurality of microstructures 5 formed on the 311a side, and a support member 318 that is joined to the outer peripheral surface 311b of the filter body 312 and supports the filter body 312. In the present embodiment, the fine structure 5 covers the inner peripheral surface (primary surface) 311a into which the liquid to be filtered flows, the outer peripheral surface (secondary surface) 311b through which the liquid to be filtered flows out, and the inner wall surfaces of the through holes 313. It is formed as follows.
基材３１１は、例えば、金属板を円筒形に丸めたものから構成され、具体的には、ＳＵＳ板、アルミニウム板やアルミニウム合金板、銅板や銅合金板、亜鉛板などを用いることができる。 The base material 311 is made of, for example, a metal plate rolled into a cylindrical shape. Specifically, a SUS plate, an aluminum plate, an aluminum alloy plate, a copper plate, a copper alloy plate, a zinc plate, or the like can be used.
貫通孔３１３，３１３…は、基材３１１の内周面（一次面）３１１ａと外周面（二次面）３１１ｂとを結ぶ円筒形の孔である。個々の貫通孔３１３は、その直径が内周面３１１ａ側から外周面３１１ｂ側まで均一であっても、内周面３１１ａ側と外周面３１１ｂ側とで直径が異なるような形状の孔であってもよい。 The through holes 313, 313, ... are cylindrical holes connecting the inner peripheral surface (primary surface) 311a and the outer peripheral surface (secondary surface) 311b of the base material 311. Each through-hole 313 is a hole having a shape with different diameters on the inner peripheral surface 311a side and the outer peripheral surface 311b side even if the diameter is uniform from the inner peripheral surface 311a side to the outer peripheral surface 311b side. Also good.
本実施形態では、貫通孔３１３は、内周面３１１ａに沿った平面形状が円形を成している。そして、こうした貫通孔３１３，３１３…は、内周面３１１ａに沿って等間隔に配列されている。なお、貫通孔３１３，３１３…を千鳥配列となるように形成してもよい。 In the present embodiment, the through hole 313 has a circular planar shape along the inner peripheral surface 311a. These through holes 313, 313,... Are arranged at equal intervals along the inner peripheral surface 311a. The through holes 313, 313, ... may be formed in a staggered arrangement.
このような構成の濾過フィルター３１０は、内周面３１１ａ側から被濾過液を流入させ、貫通孔３１３を通過させて被濾過液の濾過を行い、外周面３１１ｂ側から濾過後の処理水を流出させる。 The filtration filter 310 having such a configuration allows the liquid to be filtered to flow from the inner peripheral surface 311a side, passes through the through hole 313, filters the liquid to be filtered, and flows the treated water after filtration from the outer peripheral surface 311b side. Let
濾過体３１２に形成される微細構造物５は、図６に示す錐台形、楕円錐形、多角錐形、円錐台形、楕円錐台形、多角錐台形などの錐形や錐台形の形状や、図８，９に示す多面体形状をもつ構造物から構成される。 The fine structure 5 formed in the filter body 312 has a frustum shape, frustum shape, frustum shape, frustum shape, frustum shape, frustum shape, frustum shape, frustum shape, or the like shown in FIG. It is comprised from the structure which has the polyhedron shape shown to 8,9.
濾過用フィルター３１０を構成する濾過体３１２における内周面３１１ａ側を平面視した場合に、内周面３１１ａ全体の平面積に対する貫通孔３１３の開口面の面積の合計の割合である開口率は０．０５％以上、３０％以下にすることが好ましい。また、個々の貫通孔３１３の直径（貫通孔の断面形状が円形の場合）、あるいは内接円の直径（貫通孔の断面形状が多角形の場合）は、１μｍ以上、５ｍｍ以下にすることが好ましい。 When the inner peripheral surface 311a side of the filter body 312 constituting the filter 310 for filtration is viewed in plan, the aperture ratio, which is the ratio of the total area of the opening surface of the through hole 313 to the entire area of the inner peripheral surface 311a, is 0 0.05% or more and 30% or less is preferable. Further, the diameter of each through-hole 313 (when the cross-sectional shape of the through-hole is circular) or the diameter of the inscribed circle (when the cross-sectional shape of the through-hole is polygonal) is 1 μm or more and 5 mm or less. preferable.
微細構造物５を錐形や錐台形、例えば針状構造物にした場合に、開口率Ｇが０．０５％未満であると、濾過された処理水の通水量が少なくなり過ぎて、効率的に被濾過液の濾過を行うことが難しくなる。開口率Ｇを０．０５％以上に保つことによって、処理水の通水量を適切に保つことができ、効率的に被濾過液の濾過を行うことができる。一方、開口率Ｇが３０％を超えると、捕捉したＳＳによるブリッジが形成されにくくなり、ケーク濾過による濾過性能が低下する懸念がある。開口率Ｇを３０％以下に保つことによって、ケーク濾過による濾過性能を高めることができる。
なお、本実施形態では、例えば、基材３１１を構成する金属板として被濾過液の液圧に耐えうる十分な厚みのものを用いれば、支持部材３１を特に設けなくてもよい。
When the fine structure 5 is formed into a conical shape or a frustum shape, for example, a needle-shaped structure, if the opening ratio G is less than 0.05%, the amount of filtered treated water passing through is too small, which is efficient. It becomes difficult to filter the liquid to be filtered. By maintaining the aperture ratio G at 0.05% or more, the amount of treated water passing through can be maintained appropriately, and the filtrate to be filtered can be efficiently filtered. On the other hand, when the aperture ratio G exceeds 30%, it is difficult to form a bridge due to the captured SS, and there is a concern that the filtration performance by cake filtration is lowered. By maintaining the aperture ratio G at 30% or less, the filtration performance by cake filtration can be enhanced.
In this embodiment, for example, if the metal plate constituting the base material 311 is of a thickness that can withstand the liquid pressure of the liquid to be filtered, the support member 31 is not particularly required.
図１５は、濾過用フィルターの別な実施形態を示す断面図である。また、図１６は、図１５に示す濾過体の要部拡大平面図である。
濾過用フィルター４１０は、円筒形を成す基材４１６、およびこの基材４１６の表面に形成した微細構造物５からなる濾過体４１３と、この濾過体４１３の外周面４１３ｂに接合され、濾過体４１３を支持する支持部材４１７から構成されている。
FIG. 15 is a cross-sectional view showing another embodiment of the filter for filtration. FIG. 16 is an enlarged plan view of a main part of the filter body shown in FIG.
The filter 410 for filtration is joined to the filter body 413 which consists of the base material 416 which comprises a cylindrical shape, and the fine structure 5 formed in the surface of this base material 416, and the outer peripheral surface 413b of this filter body 413. It is comprised from the supporting member 417 which supports.
基材４１６は、例えば、金属からなる線材４１２が綾織された金網で構成されている。基材４１６は、線材４１２が綾織されて網目状となっており、線材４１２同士が交差する部分に線材４１２が重なり合うことで隙間が形成され、この隙間が複数の貫通孔４１８となる。貫通孔４１８の長径は、０．５μｍ〜２０μｍの範囲が好ましく、１μｍ〜１０μｍの範囲がより好ましい。貫通孔４１８の長径が０．５μｍ以上であると、適切な濾過流量が確保されやすくなる。貫通孔４１８の長径が２０μｍ以下であれば、不純物、例えば金属化合物を容易に捕捉できる。 The base material 416 is made of, for example, a wire mesh in which a wire 412 made of metal is twilled. The base material 416 has a mesh shape in which the wire 412 is twilled, and a gap is formed by overlapping the wire 412 at a portion where the wire 412 intersects, and the gap becomes a plurality of through holes 418. The major axis of the through hole 418 is preferably in the range of 0.5 μm to 20 μm, and more preferably in the range of 1 μm to 10 μm. When the long diameter of the through hole 418 is 0.5 μm or more, an appropriate filtration flow rate is easily secured. If the long diameter of the through hole 418 is 20 μm or less, impurities, for example, a metal compound can be easily captured.
図１、図２に示す実施形態では、内圧型の濾過用フィルターユニットを例示したが、濾過用フィルターユニットは外圧型にすることもできる。
図１７は、別な実施形態の濾過用フィルターユニットの長手方向に沿った断面図である。また、図１８は、この濾過用フィルターユニットを一方の端面側から見た時の断面図である。
濾過用フィルターユニット７０は、筒状に形成された濾過体７２、およびこの濾過体７２の内周面７２ａに接して支持する支持部材７３からなる濾過用フィルター７１と、内部に濾過体７２を収容する筒状の外装体８０とを備えている。
In the embodiment shown in FIGS. 1 and 2, an internal pressure type filter unit for filtration is illustrated, but the filter unit for filtration may be an external pressure type.
FIG. 17 is a cross-sectional view along the longitudinal direction of a filter unit for filtration according to another embodiment. FIG. 18 is a cross-sectional view of the filter unit for filtration when viewed from one end face side.
The filter unit for filtration 70 contains a filter body 72 formed in a cylindrical shape, and a filter filter 71 composed of a support member 73 that supports the filter body 72 in contact with the inner peripheral surface 72a of the filter body 72. A cylindrical outer body 80 is provided.
外装体８０は、一端および他端が開放面を成す中空円筒形の外筒８１と、この外筒８１の一方の開放面および他方の開放面をそれぞれ覆う蓋体８２，８３とから構成されている。外筒８１は、濾過体８２の外径よりも充分に大きく形成され、外筒８１の内周面８１ａと濾過体７２の外周面７２ｂとの間には、例えば、被濾過液を流入させる所定の空間Ｅ３が保たれる。 The exterior body 80 includes a hollow cylindrical outer cylinder 81 whose one end and the other end form an open surface, and lid bodies 82 and 83 that cover one open surface and the other open surface of the outer cylinder 81, respectively. Yes. The outer cylinder 81 is formed sufficiently larger than the outer diameter of the filter body 82. For example, a predetermined liquid is allowed to flow into the space between the inner peripheral surface 81a of the outer cylinder 81 and the outer peripheral surface 72b of the filter body 72. The space E3 is maintained.
外装体８０を構成する蓋体８２，８３には、外筒８１の端部を挿入可能な係止溝８４，８５と、濾過体７２の端部を挿入可能な係止溝８６，８７とが、それぞれ形成されている。また、これら係止溝８４，８５，８６，８７には、それぞれ水密用のパッキン（Ｏリング）８９が配されている。 The lids 82 and 83 constituting the exterior body 80 have locking grooves 84 and 85 into which the end of the outer cylinder 81 can be inserted, and locking grooves 86 and 87 into which the end of the filter body 72 can be inserted. , Each is formed. Further, a watertight packing (O-ring) 89 is disposed in each of the locking grooves 84, 85, 86, 87.
蓋体８２には、被濾過液を空間Ｅ３に導入する流入口９３が形成されている。蓋体８３には、濾過体７２によって濾過された処理水を排出する流出口９７が形成されている。また、蓋体８３には、濾過体８２の逆洗浄時に洗浄液を排出させる流出口９８が形成されている。蓋体８２に形成された流入口９３と、蓋体８３に形成された流出口９８とは、外筒８１の中心軸に対して互いに対角上に形成されている。 The lid 82 is formed with an inflow port 93 for introducing the liquid to be filtered into the space E3. An outlet 97 for discharging the treated water filtered by the filter body 72 is formed in the lid 83. Further, the lid 83 is formed with an outlet 98 for discharging the cleaning liquid when the filter 82 is back-washed. The inflow port 93 formed in the lid 82 and the outflow port 98 formed in the lid 83 are formed diagonally with respect to the central axis of the outer cylinder 81.
支持部材７３は、例えば、矩形の部材の四隅に線状の部材を接合したものからなり、濾過体７２の内周面７２ａに接合されて、内側から濾過体７２を支持して、外周面７２ｂに掛かる水圧によって濾過体７２が変形することを防止する。 The support member 73 is made of, for example, a linear member joined to the four corners of a rectangular member, joined to the inner peripheral surface 72a of the filter body 72, supports the filter body 72 from the inside, and the outer peripheral surface 72b. The filter body 72 is prevented from being deformed by the water pressure applied to the filter.
蓋体８２と蓋体８３との間には、締結部材９９が形成されている。締結部材９９は、一端側および他端側にそれぞれネジ溝が形成された棒状の部材と、このネジ溝に係合するナットとから構成される。本実施形態では、外筒８１の外側を取り巻くように６本の締結部材９９が等間隔に配される。こうした締結部材９９によって、蓋体８２と蓋体８３とは、互いに接近する方向に締め付けられ、外筒８１の端部や濾過体７２の端部がパッキン（Ｏリング）８９に密着する。 A fastening member 99 is formed between the lid body 82 and the lid body 83. The fastening member 99 includes a rod-shaped member having a thread groove formed on one end side and the other end side, and a nut that engages with the thread groove. In the present embodiment, six fastening members 99 are arranged at equal intervals so as to surround the outer side of the outer cylinder 81. With the fastening member 99, the lid body 82 and the lid body 83 are tightened in the direction in which they approach each other, and the end portion of the outer cylinder 81 and the end portion of the filter body 72 are in close contact with the packing (O-ring) 89.
こうした構成の本実施形態の濾過用フィルターユニット７０は、外圧型のフィルターユニットとされる。即ち、被濾過液が流入口９３から外筒８１の内周面８１ａと濾過体７２の外周面７２ｂとの間の空間Ｅ３に導入される。そして被濾過液が濾過体７２の一次面を成す外周面７２ｂから、二次面を成す内周面７２ａに向けて通過する際に濾過が行われる。濾過によって得られた処理水は、濾過体７２の内部の空間Ｅ４から流出口９７を経て濾過用フィルターユニット７０の外部に流出される。 The filter unit 70 for filtration of this embodiment having such a configuration is an external pressure type filter unit. That is, the liquid to be filtered is introduced from the inflow port 93 into the space E <b> 3 between the inner peripheral surface 81 a of the outer cylinder 81 and the outer peripheral surface 72 b of the filter body 72. Filtration is performed when the liquid to be filtered passes from the outer peripheral surface 72b forming the primary surface of the filter body 72 toward the inner peripheral surface 72a forming the secondary surface. The treated water obtained by the filtration flows out of the filter unit 70 for filtration from the space E4 inside the filter body 72 through the outlet 97.
なお、濾過用フィルター７１の内部にケークが堆積して通水量が低下した際には、濾過体７２の内周面（二次面）７２ａ側から外周面（一次面）７２ｂに向けて洗浄水を通水する逆洗浄を行うことが好ましい。逆洗浄を行う際には、例えば、流出口９７から洗浄水、例えば処理水の一部を空間Ｅ４に流入させ、濾過体７２の内周面７２ａ側から外周面７２ｂに向けて洗浄水を通過させる。これにより、濾過体７２の外周面７２ｂに堆積したケークが剥落し、通水量が回復される。逆洗浄に用いた洗浄後の洗浄水は、例えば、流出口９８から排出させればよい。 In addition, when cake accumulates inside the filter 71 for filtration and the amount of water flow decreases, the washing water flows from the inner peripheral surface (secondary surface) 72a side of the filter body 72 toward the outer peripheral surface (primary surface) 72b. It is preferable to perform backwashing by passing water. When performing reverse cleaning, for example, a part of cleaning water, for example, treated water, flows from the outlet 97 into the space E4 and passes through the cleaning water from the inner peripheral surface 72a side of the filter body 72 toward the outer peripheral surface 72b. Let Thereby, the cake deposited on the outer peripheral surface 72b of the filter body 72 is peeled off, and the water flow rate is recovered. What is necessary is just to discharge | emit the washing water after the washing | cleaning used for reverse washing from the outflow port 98, for example.
濾過用フィルターユニット７０を構成する濾過体７２は、例えば、図３、図１０、図 １３、図１５にそれぞれ示す構成の濾過体を適用することができる。例えば、図３に示す濾過体を適用する場合、外圧型に対応するために、図１９に示すように、濾過体７２のうち、被濾過液が流入する外周面（一次面）７２ｂ側、および隙間７６の内表面に、複数（多数）の微細構造物５を形成している。こうした微細構造物５は、例えば、図６に示す針状構造物や、図８、図９に示す多面体構造物等であればよい。 As the filter body 72 constituting the filter unit 70 for filtration, for example, filter bodies having configurations shown in FIGS. 3, 10, 13, and 15 can be applied. For example, in the case of applying the filter body shown in FIG. 3, in order to correspond to the external pressure type, as shown in FIG. 19, the outer peripheral surface (primary surface) 72b side into which the liquid to be filtered flows in the filter body 72, and A plurality (large number) of fine structures 5 are formed on the inner surface of the gap 76. Such a fine structure 5 may be, for example, a needle-like structure shown in FIG. 6 or a polyhedral structure shown in FIGS.
以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、深層濾過の機構およびケーク濾過の機構を利用して被濾過液中のＳＳ粒子を捕捉でき、さらにケーク濾過へ移行しても濾過流量を保持できる濾過用フィルターユニットを提供することができる。 According to at least one embodiment described above, filtration that can capture SS particles in the liquid to be filtered using the mechanism of deep layer filtration and the mechanism of cake filtration, and can maintain the filtration flow rate even after shifting to cake filtration. A filter unit can be provided.
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
（実施例１）
幅５０００μｍの線材を支持部材の上に並行になるよう固定し、線材間の幅を２０μｍとなるようにして濾過用フィルターのスクリーンを作製した。このスクリーンをニッケル−リンメッキをおこない下地層を形成した後、非特許文献１に示すようにethylenediamine dihydrochloride（ＥＤＡ）存在下でのメッキによって、針状の微細構造物５を表面に形成して濾過用フィルターを得た。この時の線材間の隙間の幅は１０μｍであり、メッキ後の線材の幅は５００５μｍであった。この時の開孔率は１３％であった。
（非特許文献１）Tao Hang, Ming Li, Qin Fei and Dali Mao, Characterization of nickel nanocones routed by electrodeposition without any template, Nanotechnology, 19 (2008) 035201 (5pp)
Example 1
A wire rod having a width of 5000 μm was fixed on the support member so as to be parallel to each other, and a screen for a filter for filtration was produced so that the width between the wires became 20 μm. After the nickel-phosphorus plating is performed on this screen to form a base layer, as shown in Non-Patent Document 1, a needle-like microstructure 5 is formed on the surface by plating in the presence of ethylenediamine dihydrochloride (EDA) for filtration. A filter was obtained. The width of the gap between the wires at this time was 10 μm, and the width of the wire after plating was 5005 μm. The hole area ratio at this time was 13%.
(Non-Patent Document 1) Tao Hang, Ming Li, Qin Fei and Dali Mao, Characterization of nickel nanocones routed by electrodeposition without any template, Nanotechnology, 19 (2008) 035201 (5pp)
得られた濾過用フィルターのメッキ層（微細構造物）の表層をＳＥＭ観察したところ、４μｍ２（２μｍ×２μｍ）の範囲に１６個〜１９個の針状構造物があった（図６参照）。
またこのメッキ層を埋め込み樹脂で固定した後、切断して断面観察を行ったところ、１０μｍあたりの平均針状構造物数は２０個、針状構造物平均高さは７５０ｎｍ、変動係数は０．２８であった。また針状構造物の平均幅は５５０ｎｍであり、アスペクト比（高さ／幅）は１．３６であった。
When the surface layer of the plating layer (fine structure) of the obtained filter for filtration was observed by SEM, there were 16 to 19 needle-like structures in the range of 4 μm 2 (2 μm × 2 μm) (see FIG. 6). .
Further, this plated layer was fixed with embedded resin, and then cut and observed for cross section. As a result, the average number of needle-like structures per 10 μm was 20, the average height of needle-like structures was 750 nm, and the coefficient of variation was 0.2. 28. The average width of the needle-like structures was 550 nm, and the aspect ratio (height / width) was 1.36.
次に、図１に示す濾過用フィルターユニットを用意した。上述したように作製した濾過用フィルターを用いて、粒径が０．１μｍのアルミナを１００ｍｇ／Ｌ含有するスラリーを０．１ＭＰａの圧力で定圧濾過したところ、透明な処理水（濾過水）が得られ、濾過を行うことができた。濾過後の濾過体を濾過ケーク（アルミナ層）ごと埋め込み樹脂で固定し断面を観察したところ、ケーク層と濾過フィルターの間に、凹凸に起因する隙間が観察された。 Next, the filter unit for filtration shown in FIG. 1 was prepared. When the slurry containing 100 mg / L of alumina having a particle diameter of 0.1 μm was filtered at a constant pressure of 0.1 MPa using the filter for filtration produced as described above, transparent treated water (filtered water) was obtained. And filtration could be performed. When the filter body after filtration was fixed with the embedding resin together with the filter cake (alumina layer) and the cross section was observed, a gap due to irregularities was observed between the cake layer and the filter.
次にこの濾過フィルターの処理水側（二次面側）から０．１Ｍｐａの圧力で洗浄水を送り、ケーク層の洗浄を行ったところ、隙間近傍のケークはきれいに剥離していて表面の凹凸が復元されていた。再度この濾過フィルターで濾過を行ったところ、一回目の濾過と同様の濾過性能を発揮している事が確認された。 Next, cleaning water was sent from the treated water side (secondary surface side) of this filtration filter at a pressure of 0.1 Mpa, and the cake layer was cleaned. It was restored. When filtration was performed again with this filter, it was confirmed that the same filtration performance as the first filtration was exhibited.
（実施例２）
実施例１と同様に、幅５０００μｍの線材を支持部材の上に並行になるよう固定し、線材間の幅を２０μｍとなるようにして濾過用フィルターのスクリーンを作製した。このスクリーンをニッケル−リンメッキをおこない下地層を形成した後、非特許文献２に示すように添加剤として２−ブチン−１，４−ジオールを添加して、無電解ニッケルめっき処理を行い多面体状の微細構造物を表面に形成して濾過用フィルターを得た。この時のメッキ後の線材間の隙間の幅は３μｍであり、メッキ後の線材の幅は５００８．５μｍであった。この時の開孔率は１３％であった。
（非特許文献２）S.Chakraborty,Role of organic additives in nickel plating,Transactions of the Metal Finishers' Association of india,Vol.12,No.3-4(2003)
(Example 2)
In the same manner as in Example 1, a wire having a width of 5000 μm was fixed on the support member in parallel, and a screen for a filter for filtration was produced so that the width between the wires was 20 μm. After the nickel-phosphorus plating is performed on this screen to form a base layer, 2-butyne-1,4-diol is added as an additive as shown in Non-Patent Document 2, and electroless nickel plating is performed to form a polyhedral shape. A fine structure was formed on the surface to obtain a filter for filtration. At this time, the width of the gap between the wires after plating was 3 μm, and the width of the wire after plating was 5008.5 μm. The hole area ratio at this time was 13%.
(Non-Patent Document 2) S. Chakraborty, Role of organic additives in nickel plating, Transactions of the Metal Finishers' Association of india, Vol. 12, No. 3-4 (2003)
得られた濾過用フィルターのメッキ層（微細構造物）の表層をＳＥＭ観察したところ、平均最大外形寸法は４μｍであった。この濾過用フィルター１１を用いて図１の濾過用フィルターユニットを構成し、この濾過用フィルターユニットを用いて粒径が０．１μｍのアルミナを１００ｍｇ／Ｌ含有するスラリーを０．１ＭＰａの圧力で定圧ろ過したところ、透明な処理水が得られ、濾過を行うことができた。この濾過後の濾過体を濾過ケーク（アルミナ層）ごと埋め込み樹脂で固定し断面を観察したところ、ケーク層とフィルターの間に、凹凸に起因する隙間が観察された。
次にこの濾過用フィルターの二次側から０．１ＭＰａの圧力をかけて逆洗浄水を送り、ケーク層の逆洗浄を行ったところ、隙間の近傍のケークはきれいに剥離していて表面の凹凸が戻っていた。再度この濾過フィルターで濾過を行ったところ、一回目の濾過と同様の濾過性能を発揮している事が確認された。
When the surface layer of the plating layer (fine structure) of the obtained filter for filtration was observed with an SEM, the average maximum external dimension was 4 μm. The filter unit for filtration shown in FIG. 1 is configured using the filter 11 for filtration, and a slurry containing 100 mg / L of alumina having a particle size of 0.1 μm is fixed at a pressure of 0.1 MPa using the filter unit for filtration. As a result of filtration, transparent treated water was obtained and filtration could be performed. When the filter body after filtration and the filter cake (alumina layer) were fixed with an embedding resin and the cross section was observed, a gap due to unevenness was observed between the cake layer and the filter.
Next, backwashing water was sent from the secondary side of the filtration filter by applying a pressure of 0.1 MPa, and the cake layer was backwashed. I was back. When filtration was performed again with this filter, it was confirmed that the same filtration performance as the first filtration was exhibited.
５…微細構造物、１０…濾過用フィルターユニット、１１…濾過用フィルター、１２…濾過体、２０…外装体、Ｅ１…空間。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 5 ... Fine structure, 10 ... Filter unit for filtration, 11 ... Filter for filtration, 12 ... Filter body, 20 ... Exterior body, E1 ... Space.
Claims (21)
前記濾過体は、少なくとも被濾過液が流入する一次面側に、複数の微細構造物が形成された濾過用フィルターユニット。 A tubular filter body, and a cylindrical exterior body containing the filter body inside,
The filter body is a filter unit for filtration in which a plurality of fine structures are formed at least on the primary surface side into which the liquid to be filtered flows.
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