(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
通気性のある基材層と、ナノ繊維層とを備え、
前記ナノ繊維層は、吸着物質を含む複合ナノ繊維層からなり、
前記吸着物質は、放射性物質を吸着する物質であり、
前記吸着物質として、薄層状の銀を含むことを特徴とするフィルター。
【請求項２】
請求項１に記載のフィルターにおいて、
前記吸着物質として、粒子状のゼオライト及び前記薄層状の銀を含むことを特徴とするフィルター。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のフィルターにおいて、
前記基材層は、ＨＥＰＡフィルターからなることを特徴とするフィルター。
【請求項４】
請求項１又は２に記載のフィルターにおいて、
前記基材層は、不織布からなることを特徴とするフィルター。
【請求項５】
請求項１に記載のフィルターを製造するためのフィルターの製造方法であって、
基材層を準備する基材層準備工程と、
ポリマー材料を含有するポリマー溶液を用いて電界紡糸法により基材層上にナノ繊維層を形成し、前記基材層と前記ナノ繊維層とが積層した構造を有するナノ繊維複合体を製造する電界紡糸工程と、
前記ナノ繊維複合体の前記ナノ繊維層に銀を蒸着して複合ナノ繊維層とし、前記フィルターとする蒸着工程とをこの順番で含むことを特徴とするフィルターの製造方法。
【請求項６】
請求項２に記載のフィルターを製造するためのフィルターの製造方法であって、
基材層を準備する基材層準備工程と、
ポリマー材料及び粒子状のゼオライトを含有するポリマー溶液を用いて電界紡糸法により基材層上に複合ナノ繊維層を形成し、前記基材層と前記複合ナノ繊維層とが積層した構造を有するナノ繊維複合体を製造する電界紡糸工程と、
前記ナノ繊維複合体の前記複合ナノ繊維層に銀を蒸着して前記フィルターとする蒸着工程とをこの順番で含むことを特徴とするフィルターの製造方法。
【請求項７】
請求項５又は６に記載のフィルターの製造方法において、
前記基材層は、ＨＥＰＡフィルターからなることを特徴とするフィルターの製造方法。
【請求項８】
請求項５又は６に記載のフィルターの製造方法において、
前記基材層は、不織布からなることを特徴とするフィルターの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
本発明は、フィルター及びフィルターの製造方法に関する。
【０００２】
従来、通気性のある基材層とナノ繊維層とを備えるフィルターが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
従来のフィルターによれば、ナノ繊維層の性質（広い表面積、微細な空隙等）により、ナノ繊維層を有しないフィルターと比較して微小粒子を高い効率で分離・捕集することが可能となる。
【０００３】
なお、「基材層」とは、ナノ繊維層を形成するための基材となる層のことをいう。
また、「ナノ繊維層」とは、ナノ繊維（ポリマー材料からなり、平均径が数ｎｍ〜数千ｎｍの繊維）からなる層のことをいう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２７０９６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、フィルターの技術分野においては、通常の微小粒子（粉塵等）のみならず特殊な物質（特にセシウム、ヨウ素等の放射性同位体そのものや、放射性同位体が付着した物質であり、微小粒子やイオン等種々の形態のものを含む。）を特に高い効率で分離・捕集することが可能なフィルターが求められている。
【０００６】
そこで、本発明は、上記した課題に鑑みてなされたもので、ナノ繊維層を有しないフィルターと比較して、微小粒子を高い効率で分離・捕集することが可能であり、かつ、特殊な物質を特に高い効率で分離・捕集することが可能なフィルターを提供することを目的とする。また、そのようなフィルターの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
［１］本発明のフィルターは、通気性のある基材層と、ナノ繊維層とを備え、前記ナノ繊維層は、吸着物質を含む複合ナノ繊維層からなることを特徴とする。
【０００８】
このため、本発明のフィルターによれば、通気性のある基材層とナノ繊維層とを備えるため、従来のフィルターと同様に、ナノ繊維層の性質（広い表面積、微細な空隙等）により、ナノ繊維層を有しないフィルターと比較して微小粒子を高い効率で分離・捕集することが可能となる。
【０００９】
また、本発明のフィルターによれば、ナノ繊維層が吸着物質を含む複合ナノ繊維層からなるため、分離・捕集しようとする物質に適した吸着物質を用いることで、特殊な物質を特に高い効率で分離・捕集することが可能となる。
【００１０】
したがって、本発明のフィルターは、ナノ繊維層を有しないフィルターと比較して、微小粒子を高い効率で分離・捕集することが可能であり、かつ、特殊な物質を特に高い効率で分離・捕集することが可能なフィルターとなる。
【００１１】
また、本発明のフィルターによれば、吸着物質を含む複合ナノ繊維層を備えるため、ナノ繊維の微細さから、ナノ繊維と吸着物質がよくなじんでナノ繊維層からの吸着物質の離脱を抑制することが可能となり、また、吸着物質に分離・捕集しようとする物質を大量に吸着させることが可能となる。
【００１２】
基材層としては、ある程度の強度があり、かつ、それ自体でフィルターとしての役割を果たすもの（つまり、ナノ繊維層を有しない一般のフィルター）を用いることが好ましい。
「吸着物質」とは、例えば多孔質の粒子や金属のように、分離・捕集しようとする物質を吸着するのに適した物質のことをいう。吸着物質は単体の物質のみを含むものでもよいし、複数の物質を含むものでもよい。
【００１３】
なお、本発明のフィルターは、特殊な物質を分離・捕集することに優れているため、特殊な物質が含まれる気体が通過する換気設備のフィルター、液体が通過する濾過設備のフィルター、建造物や保護対象（人間や土壌等）にかけておくカバーの部材、その他幅広い用途に使用可能である。
【００１４】
本発明のフィルターにおいては、基材層と複合ナノ繊維層との間の接合力が小さい場合には、基材層と複合ナノ繊維層との間に接着材料（熱可塑性樹脂等）からなる接着層をさらに備えてもよい。
【００１５】
本発明のフィルターにおいては、複合ナノ繊維層におけるナノ繊維の平均径は、１０ｎｍ〜１０００ｎｍの範囲内にあることが好ましい。
【００１６】
このような構成とすることにより、製造が比較的容易であり、かつ、微細粒子を分離・捕集することが可能な複合ナノ繊維層を備えるフィルターとすることが可能となる。
【００１７】
なお、本発明において、ナノ繊維の平均径を１０ｎｍ〜１０００ｎｍの範囲内にしたのは、当該平均径が１０ｎｍより小さい場合には製造が困難となる場合があるためであり、当該平均径が１０００ｎｍより大きい場合には表面積や細孔の観点から微細粒子を分離・捕集することが困難となる場合があるためである。
上記観点からは、ナノ繊維の平均径は５０ｎｍ〜５００ｎｍの範囲内にあることが一層好ましい。
【００１８】
［２］本発明のフィルターにおいては、前記吸着物質は、放射性物質を吸着する物質であることが好ましい。
【００１９】
このような構成とすることにより、放射性物質を特に高い効率で分離・捕集することが可能なフィルターとすることが可能となる。
【００２０】
［３］本発明のフィルターにおいては、前記吸着物質として、粒子状のゼオライトを含むことが好ましい。
【００２１】
ところで、セシウムの放射性同位体（特にセシウム１３７）は原子力事故や核実験等により環境に放出される。セシウムには水に溶けやすい性質があるため、セシウムの放射性同位体が生体に摂取された場合には生体内で放射線源となり非常に危険である。一方、ゼオライトは水に溶けたものも含めセシウムをよく吸着するため、上記のような構成とすることにより、セシウムを特に高い効率で分離・捕集することが可能なフィルターとなる。
【００２２】
本発明のフィルターにおいては、粒子状のゼオライトの平均径は、１０ｎｍ〜１０μｍの範囲内にあることが好ましい。
粒子状のゼオライトの平均径が１０ｎｍより小さい場合には製造が困難となる場合があるためであり、当該平均径が１０μｍより大きい場合にはナノ繊維に対して吸着物質が大きすぎるために吸着物質の離脱が多くなってしまう場合があるためである。
上記観点からは、粒子状のゼオライトの平均径は５０ｎｍ〜２μｍの範囲内にあることが一層好ましい。
【００２３】
［４］本発明のフィルターにおいては、前記吸着物質として、粒子状の銀を含むことが好ましい。
【００２４】
ところで、ヨウ素の放射性同位体（特にヨウ素１３１）も原子力事故や核実験等により環境に放出される。ヨウ素には甲状腺に蓄積されやすい性質があるため、ヨウ素の放射性同位体が生体に摂取された場合には生体内で放射線源となり非常に危険である。一方、銀はヨウ素をよく吸着するため、上記のような構成とすることにより、ヨウ素を特に高い効率で分離・捕集することが可能なフィルターとなる。
【００２５】
また、このような構成とすることにより、フィルターの導電性を向上させ、放射線（例えばβ線）の遮断に寄与することが可能となる。
【００２６】
さらにまた、このような構成とすることにより、吸着物質の表面積を比較的大きくすることが可能となる。
【００２７】
本発明のフィルターにおいては、粒子状の銀の平均径は、１０ｎｍ〜１０μｍの範囲内にあることが好ましい。
粒子状の銀の平均径が１０ｎｍより小さい場合には製造が困難となる場合があるためであり、当該平均径が１０μｍより大きい場合にはナノ繊維に対して吸着物質が大きすぎるために吸着物質の離脱が多くなってしまう場合があるためである。
上記観点からは、粒子状の銀の平均径は５０ｎｍ〜２μｍの範囲内にあることが一層好ましい。
【００２８】
［５］本発明のフィルターにおいては、前記吸着物質として、前記粒子状のゼオライト及び前記粒子状の銀を含むことが好ましい。
【００２９】
このような構成とすることにより、セシウムとヨウ素との両方を特に高い効率で分離・捕集することが可能なフィルターとなる。
【００３０】
［６］本発明のフィルターにおいては、前記吸着物質として、薄層状の銀を含むことが好ましい。
【００３１】
このような構成とすることによっても、ヨウ素を特に高い効率で分離・捕集することが可能なフィルターとなる。
【００３２】
また、このような構成とすることにより、フィルターの導電性を向上させ、放射線（例えばβ線）の遮断に寄与することが可能となる。
【００３３】
さらにまた、このような構成とすることにより、フィルター全面に渡って薄く分布する吸着物質とすることが可能となる。
【００３４】
上記のような吸着物質は、例えば蒸着により形成することができる。
本発明のフィルターにおいては、薄層状の銀の平均厚さは、１０ｎｍ〜５００ｎｍの範囲内にあることが好ましい。
薄層状の銀の平均厚さが１０ｎｍより小さい場合には製造が困難となる場合があるためであり、当該平均厚さが５００ｎｍより大きい場合にはナノ繊維に対して吸着物質が厚すぎるためにナノ繊維の特徴を損なってしまう場合があるためである。
上記観点からは、薄層状の銀の平均厚さは２０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲内にあることが一層好ましい。
【００３５】
［７］本発明のフィルターにおいては、前記吸着物質として、前記粒子状のゼオライト及び前記薄層状の銀を含むことが好ましい。
【００３６】
このような構成とすることによっても、セシウムとヨウ素との両方を特に高い効率で分離・捕集することが可能なフィルターとなる。
【００３７】
［８］本発明のフィルターにおいては、前記基材層は、ＨＥＰＡフィルターからなることが好ましい。
【００３８】
ＨＥＰＡフィルターは微小粒子をよく分離・捕集することが可能であるため、上記のような構成とすることにより、微小粒子を一層高い効率で分離・捕集することが可能となる。
【００３９】
［９］本発明のフィルターにおいては、前記基材層は、不織布からなることが好ましい。
【００４０】
不織布はある程度の強度があり、かつ、それ自体でフィルターとしての役割を果たすものであり、しかも比較的安価であるため、上記のような構成とすることにより、製造コストを低減することが可能となる。
【００４１】
［１０］上記［３］に記載のフィルターを製造するためのフィルターの製造方法であって、基材層を準備する基材層準備工程と、ポリマー材料及び粒子状のゼオライトを含有するポリマー溶液を用いて電界紡糸法により基材層上に複合ナノ繊維層を形成し、前記基材層と前記複合ナノ繊維層とが積層した構造を有する前記フィルターを製造する電界紡糸工程とをこの順番で含むことを特徴とする。
【００４２】
本発明のフィルターの製造方法によれば、上記［３］に記載のフィルター（吸着物質として粒子状のゼオライトを含むフィルター）を製造することが可能となる。
【００４３】
［１１］上記［４］に記載のフィルターを製造するためのフィルターの製造方法であって、基材層を準備する基材層準備工程と、ポリマー材料及び粒子状の銀を含有するポリマー溶液を用いて電界紡糸法により基材層上に複合ナノ繊維層を形成し、前記基材層と前記複合ナノ繊維層とが積層した構造を有する前記フィルターを製造する電界紡糸工程とをこの順番で含むことを特徴とする。
【００４４】
本発明のフィルターの製造方法によれば、上記［４］に記載のフィルター（吸着物質として粒子状の銀を含むフィルター）を製造することが可能となる。
【００４５】
［１２］上記［５］に記載のフィルターを製造するためのフィルターの製造方法であって、基材層を準備する基材層準備工程と、ポリマー材料、粒子状のゼオライト及び粒子状の銀を含有するポリマー溶液を用いて電界紡糸法により基材層上に複合ナノ繊維層を形成し、前記基材層と前記複合ナノ繊維層とが積層した構造を有する前記フィルターを製造する電界紡糸工程とをこの順番で含むことを特徴とする。
【００４６】
本発明のフィルターの製造方法によれば、上記［５］に記載のフィルター（吸着物質として粒子状のゼオライト及び粒子状の銀を含むフィルター）を製造することが可能となる。
【００４７】
［１３］上記［６］に記載のフィルターを製造するためのフィルターの製造方法であって、基材層を準備する基材層準備工程と、ポリマー材料を含有するポリマー溶液を用いて電界紡糸法により基材層上にナノ繊維層を形成し、前記基材層と前記ナノ繊維層とが積層した構造を有するナノ繊維複合体を製造する電界紡糸工程と、前記ナノ繊維複合体の前記ナノ繊維層に銀を蒸着して複合ナノ繊維層とし、前記フィルターとする蒸着工程とをこの順番で含むことを特徴とする。
【００４８】
本発明のフィルターの製造方法によれば、上記［６］に記載のフィルター（吸着物質として薄膜状の銀を含むフィルター）を製造することが可能となる。
【００４９】
［１４］上記［７］に記載のフィルターを製造するためのフィルターの製造方法であって、基材層を準備する基材層準備工程と、ポリマー材料及び粒子状のゼオライトを含有するポリマー溶液を用いて電界紡糸法により基材層上に複合ナノ繊維層を形成し、前記基材層と前記複合ナノ繊維層とが積層した構造を有するナノ繊維複合体を製造する電界紡糸工程と、前記ナノ繊維複合体の前記複合ナノ繊維層に銀を蒸着して前記フィルターとする蒸着工程とをこの順番で含むことを特徴とする。
【００５０】
本発明のフィルターの製造方法によれば、上記［７］に記載のフィルター（吸着物質として粒子状のゼオライト及び薄膜状の銀を含むフィルター）を製造することが可能となる。
【００５１】
［１５］本発明のフィルターの製造方法においては、前記基材層は、ＨＥＰＡフィルターからなることが好ましい。
【００５２】
ＨＥＰＡフィルターは微小粒子をよく分離・捕集することが可能であるため、上記のような方法とすることにより、微小粒子を一層高い効率で分離・捕集することが可能なフィルターを製造することが可能となる。
【００５３】
［１６］本発明のフィルターの製造方法においては、前記基材層は、不織布からなることが好ましい。
【００５４】
不織布はある程度の強度があり、かつ、それ自体でフィルターとしての役割を果たすものであり、しかも比較的安価であるため、上記のような方法とすることにより、製造コストを低減することが可能なフィルターを製造することが可能となる。
また、構造が比較的単純であるため、電界紡糸工程の実施を容易なものとすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】実施形態１に係るフィルター１を説明するための図である。
【図２】実施形態１におけるナノ繊維複合体製造装置１００の正面図である。
【図３】実施形態１に係るフィルターの製造方法のフローチャートである。
【図４】実施形態２に係るフィルター２を説明するための図である。
【図５】実施形態３に係るフィルター３を説明するための図である。
【図６】実施形態３に係るフィルターの製造方法のフローチャートである。
【図７】実施形態４に係るフィルター４を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００５６】
以下、本発明のフィルター及びフィルターの製造方法について、図に示す実施の形態に基づいて説明する。
【００５７】
［実施形態１］
１．実施形態１に係るフィルター１の構成
まず、実施形態１に係るフィルター１の構成を説明する。
図１は、実施形態１に係るフィルター１を説明するための図である。図１（ａ）は芯材（符号を図示せず。）に巻いた状態のフィルター１の斜視図であり、図１（ｂ）はフィルター１の拡大断面図であり、図１（ｃ）は図１（ｂ）のＡで示す範囲をさらに拡大して示す図である。
なお、構成等を示す図は全て模式図であり、実際の大きさ、厚さ等の関係と必ずしも一致するものではない。
【００５８】
実施形態１に係るフィルター１は、図１に示すように、通気性のある基材層１０とナノ繊維層とを備え、当該ナノ繊維層はナノ繊維２２及び吸着物質２４を有する複合ナノ繊維層２０からなる（特に図１（ｃ）参照。）。フィルターの厚さは目的によって任意に設定することができる。
【００５９】
基材層１０は長尺シートの形態を取っており、基材層１０としては、各種材料からなる不織布、織物、編物、紙等、通気性のあるものを用いることができる。実施形態１においては基材層１０として、平均径１０００ｎｍのガラス繊維からなるＨＥＰＡフィルターを用いており、図１（ｃ）中、符号１２で示すのは基材層１０中のガラス繊維である。基材層１０の長さは、例えば１０ｍ〜１０ｋｍのものを用いることができる。なお、基材層として長尺シートではないもの（例えば、細切れ状のものや短冊状のもの）を用いることもできる。
【００６０】
ナノ繊維２２の平均径は、１０ｎｍ〜１０００ｎｍの範囲内にあり、一層好ましくは５０ｎｍ〜５００ｎｍの範囲内にあり、例えば、２００ｎｍである。ナノ繊維を構成する材料としては、例えば、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリ酢酸ビニル（ＰＶＡｃ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリウレタン（ＰＵＲ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリカプロラクトン（ＰＣＬ）、ポリ乳酸グリコール酸（ＰＬＧＡ）、シルク、セルロース、キトサン等、各種のポリマーを目的に応じて用いることができる。
【００６１】
実施形態１においては、吸着物質２４として、放射性物質を吸着する物質である粒子状のゼオライトを含む。吸着物質２４の平均径は、１０ｎｍ〜１０μｍの範囲内にあり、一層好ましくは５０ｎｍ〜２μｍの範囲内にあり、例えば２５０ｎｍである。
【００６２】
実施形態１に係るフィルター１は、後述するナノ繊維複合体製造装置１００を用いて、実施形態１に係るフィルターの製造方法により得られるものである。
【００６３】
２．実施形態１におけるナノ繊維複合体製造装置１００の構成
次に、実施形態１におけるナノ繊維複合体製造装置１００の構成を説明する。
図２は、実施形態１におけるナノ繊維複合体製造装置１００の正面図である。図２においては、一部の部材は断面図として示している。
【００６４】
ナノ繊維複合体製造装置１００は、実施形態１に係るフィルター１を製造するための装置である。つまり、実施形態１においてはフィルター製造装置であるともいえる。
ナノ繊維複合体製造装置１００は、図２に示すように、搬送装置１１０と、１台の電界紡糸装置１２０とを備える。なお、２台以上の電界紡糸装置を備えるナノ繊維複合体製造装置としてもよい。
【００６５】
搬送装置１１０は、基材層１０を所定の搬送速度で搬送する。搬送装置１１０は、基材層１０を繰り出す繰り出しローラー１１１、基材層１０を巻き取る巻き取りローラー１１２、基材層１０の張りを調整するテンションローラー１１３，１１８と、繰り出しローラー１１１と巻き取りローラー１１２との間に位置する補助ローラー１１４を備える。繰り出しローラー１１１及び巻き取りローラー１１２は、図示しない駆動モーターにより回転駆動される構造となっている。
電界紡糸装置１２０は、搬送装置１１０により搬送されている基材層１０上にナノ繊維２２と吸着物質２４とを有する複合ナノ繊維層２０を形成する。
【００６６】
電界紡糸装置１２０は、図２に示すように、筐体２００と、ノズルユニット２１０と、ポリマー溶液供給部２３０と、コレクター２５０と、電源装置２６０と、補助ベルト装置２７０とを備える。電界紡糸装置１２０は、後述する複数の上向きノズル２２０の吐出口からポリマー溶液をオーバーフローさせながら吐出して、複合ナノ繊維層２０を形成する。
【００６７】
筐体２００は、導電体からなり、接地されている。
ノズルユニット２１０は、複数の上向きノズル２２０を有する。
本発明のフィルターを製造するためのナノ繊維複合体製造装置には、様々な大きさ及び様々な形状を有するノズルユニットを用いることができるが、実施形態１におけるノズルユニット２１０は、上面から見たときに一辺が０．５ｍ〜３ｍの長方形（正方形を含む）に見える大きさで、ブロック状の形状を有する。
【００６８】
上向きノズル２２０は、ポリマー溶液供給部２３０から供給されるポリマー溶液を吐出口から上向きに吐出するノズルである。上向きノズル２２０を構成する材料としては導電体を用いることができ、例えば、銅、ステンレス鋼、アルミニウム等を用いることができる。
【００６９】
上向きノズル２２０は、例えば、１．５ｃｍ〜６．０ｃｍのピッチで配列されている。上向きノズル２２０の数は、例えば、３６個（縦横同数に配列した場合、６個×６個）〜２１９０４個（縦横同数に配列した場合、１４８個×１４８個）とすることができる。
【００７０】
なお、実施形態１においては、ノズルとして上向きノズル２２０を用いているが、本発明はこれに限定されるものではない。ノズルとして横向きノズルを用いてもよいし、下向きノズルを用いてもよい。
【００７１】
ポリマー溶液供給部２３０は、原料タンク２３２及びポリマー溶液供給装置２３４を備える。
原料タンク２３２は、複合ナノ繊維層２０の原料となるポリマー溶液を貯蔵する。原料タンク２３２は、ポリマー溶液の分離や凝固を防ぐための撹拌装置２３３を内部に有する。原料タンク２３２には、ポリマー溶液供給装置２３４のパイプ２３６が接続されている。
【００７２】
ポリマー溶液供給装置２３４は、ポリマー溶液を通過させるパイプ２３６及び供給動作を制御するバルブ２３８からなり、原料タンク２３２に貯蔵されたポリマー溶液をノズルユニット２１０に供給する。なお、ポリマー溶液供給装置は１つのノズルユニットにつき最低１つあればよく、複数あってもよい。
【００７３】
コレクター２５０は、ノズルユニット２１０の上方に配置されている。コレクター２５０は導電体からなり、図２に示すように、絶縁部材２５２を介して筐体２００に取り付けられている。
電源装置２６０は、上向きノズル２２０と、コレクター２５０との間に高電圧を印加する。電源装置２６０の正極はコレクター２５０に接続され、電源装置２６０の負極は筐体２００を介してノズルユニット２１０に接続されている。
【００７４】
補助ベルト装置２７０は、長尺シート１０の搬送速度に同期して回転する補助ベルト２７２と、補助ベルト２７２の回転を助ける５つの補助ベルト用ローラー２７４とを有する。５つの補助ベルト用ローラー２７４のうち１つ又は２つ以上の補助ベルト用ローラーが駆動ローラーであり、残りの補助ベルト用ローラーが従動ローラーである。コレクター２５０と基材層１０との間に補助ベルト２７２が配設されているため、基材層１０は、正の高電圧が印加されているコレクター２５０に引き寄せられることなくスムーズに搬送されるようになる。
【００７５】
３．実施形態１に係るフィルターの製造方法の説明
次に、実施形態１に係るフィルターの製造方法を説明する。
図３は、実施形態１に係るフィルターの製造方法のフローチャートである。
【００７６】
実施形態１に係るフィルターの製造方法は、図３に示すように、基材層準備工程Ｓ１と、ポリマー溶液作製工程Ｓ２と、電界紡糸工程Ｓ３とを含む。実施形態１に係るフィルターの製造方法は、上記したナノ繊維複合体製造装置１００を用いて、実施形態１に係るフィルター１を製造する方法である。
【００７７】
Ｓ１．基材層準備工程  
基材層準備工程Ｓ１は、基材層１０を準備する工程である。実施形態１においては、実施形態１に係るフィルターを製造するため、平均径１０００ｎｍのガラス繊維からなるＨＥＰＡフィルターを準備する。
【００７８】
Ｓ２．ポリマー溶液作製工程
ポリマー溶液作製工程Ｓ２は、ポリマー材料を含有するポリマー溶液を作製する工程である。また、実施形態１においては、粒子状のゼオライトからなる吸着物質２４をさらに含有するポリマー溶液を作製する工程である。
ポリマー溶液の構成は、ポリマー材料の種類や分子量、吸着物質の種類や孔径、溶媒の種類や比率、温度、電圧、製造するフィルターの用途等に応じて適宜決定することができる。
【００７９】
Ｓ３．電界紡糸工程
電界紡糸工程Ｓ３は、ポリマー材料及び粒子状のゼオライトを含有するポリマー溶液を用いて電界紡糸法により基材層１０上に複合ナノ繊維層２０を形成し、基材層１０と複合ナノ繊維層２０とが積層した構造を有するフィルターを製造する工程である。
【００８０】
まず、作製したポリマー溶液を、ポリマー溶液供給部２３０を通じてノズルユニット２１０へ供給する。
次に、長尺シートである基材層１０を搬送装置１１０にセットし、その後、基材層１０を繰り出しローラー１１１から巻き取りローラー１１２に向けて所定の搬送速度で搬送させながら、電界紡糸装置１２０において基材層１０に複合ナノ繊維層２０を形成し、実施形態１に係るフィルター１を製造する。当該フィルター１は、巻き取りローラー１１２に巻き取られる。
【００８１】
以下に、実施形態１における紡糸条件を例示的に示す。
【００８２】
ポリマー溶液を製造するためのポリマー材料は、「１．実施形態１に係るフィルター１の構成」で例示したポリマー材料と同じであるため、説明を省略する。
【００８３】
ポリマー溶液を製造するための溶媒としては、例えば、ジクロロメタン、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、メチルエチルケトン、クロロホルム、アセトン、水、蟻酸、酢酸、シクロヘキサン、ＴＨＦなどを用いることができる。複数種類の溶媒を混合して用いてもよい。ポリマー溶液には、導電性向上剤などの添加剤を含有させてもよい。
【００８４】
搬送速度は、例えば０．２ｍ／分〜１００ｍ／分に設定することができる。コレクター２５０とノズルユニット２１０とに印加する電圧は、１０ｋＶ〜８０ｋＶに設定することができ、５０ｋＶ付近に設定することが好ましい。
【００８５】
紡糸区域の温度は、例えば２５℃に設定することができる。紡糸区域の湿度は、例えば３０％に設定することができる。
【００８６】
以下、実施形態１に係るフィルター１及びフィルターの製造方法の効果を記載する。
【００８７】
実施形態１に係るフィルター１によれば、通気性のある基材層１０とナノ繊維層とを備えるため、従来のフィルターと同様に、ナノ繊維層の性質（広い表面積、微細な空隙等）により、ナノ繊維層を有しないフィルターと比較して微小粒子を高い効率で分離・捕集することが可能となる。
【００８８】
また、実施形態１に係るフィルター１によれば、ナノ繊維層が吸着物質２４を含む複合ナノ繊維層２０からなるため、分離・捕集しようとする物質に適した吸着物質を用いることで、特殊な物質を特に高い効率で分離・捕集することが可能となる。
【００８９】
したがって、実施形態１に係るフィルター１は、ナノ繊維層を有しないフィルターと比較して、微小粒子を高い効率で分離・捕集することが可能であり、かつ、特殊な物質を特に高い効率で分離・捕集することが可能なフィルターとなる。
【００９０】
また、実施形態１に係るフィルター１によれば、吸着物質２４を含む複合ナノ繊維層２０を備えるため、ナノ繊維２２の微細さから、ナノ繊維と吸着物質がよくなじんでナノ繊維層からの吸着物質の離脱を抑制することが可能となり、また、吸着物質に分離・捕集しようとする物質を大量に吸着させることが可能となる。
【００９１】
また、実施形態１に係るフィルター１によれば、吸着物質２４が放射性物質を吸着する物質であるため、放射性物質を特に高い効率で分離・捕集することが可能なフィルターとすることが可能となる。
【００９２】
また、実施形態１に係るフィルター１によれば、吸着物質２４として粒子状のゼオライトを含むため、セシウムを特に高い効率で分離・捕集することが可能なフィルターとなる。
【００９３】
また、実施形態１に係るフィルター１によれば、基材層１０がＨＥＰＡフィルターからなるため、微小粒子を一層高い効率で分離・捕集することが可能となる。
【００９４】
実施形態１に係るフィルターの製造方法によれば、基材層準備工程と、ポリマー材料及び粒子状のゼオライトを含有するポリマー溶液を用いる電界紡糸工程とをこの順番で含むため、実施形態１に係るフィルター１（吸着物質２４として粒子状のゼオライトを含むフィルター）を製造することが可能となる。
【００９５】
また、実施形態１に係るフィルターの製造方法によれば、基材層１０がＨＥＰＡフィルターからなるため、微小粒子を一層高い効率で分離・捕集することが可能な実施形態１に係るフィルター１を製造することが可能となる。
【００９６】
［実施形態２］
図４は、実施形態２に係るフィルター２を説明するための図である。図４（ａ）はフィルター２の拡大断面図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）のＢで示す範囲をさらに拡大して示す図である。
【００９７】
実施形態２に係るフィルター２は、基本的には実施形態１に係るフィルター１と同様の構成を有するが、吸着物質が実施形態１に係るフィルター１の場合とは異なる。すなわち、実施形態２に係るフィルター２は、図４に示すように、複合ナノ繊維層３０における吸着物質２６として粒子状の銀を含む（特に図４（ｂ）参照。）。
【００９８】
実施形態２に係るフィルター２は、実施形態２に係るフィルターの製造方法により製造される。
実施形態２に係るフィルターの製造方法は、基材層１０を準備する基材層準備工程Ｓ１と、ポリマー溶液を作製するポリマー溶液作製工程Ｓ２と、ポリマー材料及び粒子状の銀を含有するポリマー溶液を用いて電界紡糸法により基材層１０上に複合ナノ繊維層３０を形成し、基材層１０と複合ナノ繊維層３０とが積層した構造を有するフィルター２を製造する電界紡糸工程Ｓ３とをこの順番で含むフィルターの製造方法である。つまり、実施形態２に係るフィルターの製造方法は、粒子状のゼオライトの代わりに粒子状の銀を用いるフィルターの製造方法である。
【００９９】
基材層準備工程Ｓ１は、実施形態１における基材層準備工程Ｓ１と同様の工程である。
ポリマー溶液作製工程Ｓ２は、粒子状のゼオライトの代わりに粒子状の銀を用いること以外は実施形態１におけるポリマー溶液作製工程Ｓ２と同様である。
電界紡糸工程Ｓ３は、ポリマー材料及び粒子状の銀を含有するポリマー溶液を用いて電界紡糸法により基材層１０上に複合ナノ繊維層３０を形成し、基材層１０と複合ナノ繊維層３０とが積層した構造を有するフィルター２を製造する工程である。なお、当該フィルターの製造方法には、実施形態１におけるナノ繊維複合体製造装置１００と基本的に同様の構成を有する装置を用いることができる。
【０１００】
上記のように、実施形態２に係るフィルター２は、吸着物質が実施形態１に係るフィルター１とは異なるが、通気性のある基材層１０とナノ繊維層とを備え、ナノ繊維層が吸着物質２６を含む複合ナノ繊維層３０からなるため、実施形態１に係るフィルター１と同様に、ナノ繊維層を有しないフィルターと比較して、微小粒子を高い効率で分離・捕集することが可能であり、かつ、特殊な物質を特に高い効率で分離・捕集することが可能なフィルターとなる。
【０１０１】
また、実施形態２に係るフィルター２によれば、吸着物質２６として粒子状の銀を含むため、ヨウ素を特に高い効率で分離・捕集することが可能なフィルターとなる。
【０１０２】
また、実施形態２に係るフィルター２によれば、フィルターの導電性を向上させ、放射線（例えばβ線）の遮断に寄与することが可能となる。
【０１０３】
また、実施形態２に係るフィルター２によれば、吸着物質の表面積を比較的大きくすることが可能となる。
【０１０４】
なお、実施形態２に係るフィルター２は、吸着物質以外の点においては実施形態１に係るフィルター１と基本的に同様の構成を有するため、実施形態１に係るフィルター１が有する効果のうち該当する効果をそのまま有する。
【０１０５】
実施形態２に係るフィルターの製造方法によれば、基材層準備工程と、ポリマー材料及び粒子状の銀を含有するポリマー溶液を用いる電界紡糸工程とをこの順番で含むため、実施形態２に係るフィルター２（吸着物質２６として粒子状の銀を含むフィルター）を製造することが可能となる。
【０１０６】
また、実施形態２に係るフィルターの製造方法によれば、基材層１０がＨＥＰＡフィルターからなるため、微小粒子を一層高い効率で分離・捕集することが可能な実施形態２に係るフィルター２を製造することが可能となる。
【０１０７】
［実施形態３］
図５は、実施形態３に係るフィルター３を説明するための図である。図５（ａ）はフィルター３の拡大断面図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）のＣで示す範囲をさらに拡大して示す図である。
図６は、実施形態３に係るフィルターの製造方法のフローチャートである。
【０１０８】
実施形態３に係るフィルター３は、基本的には実施形態２に係るフィルター２と同様の構成を有するが、吸着物質が実施形態２に係るフィルター２の場合とは異なる。すなわち、実施形態３に係るフィルター３は、図５に示すように、複合ナノ繊維層４０における吸着物質２８として、薄層状の銀を含む（特に図５（ｂ）参照。）。なお図５（ｂ）においては、ナノ繊維２２は吸着物質２８に被覆されているので見えていない。薄層状の銀の平均厚さは、１０ｎｍ〜５００ｎｍの範囲内にあり、一層好ましくは２０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲内にあり、例えば５０ｎｍである。
【０１０９】
実施形態３に係るフィルター３は、実施形態３に係るフィルターの製造方法により製造される。
実施形態３に係るフィルターの製造方法は、図６に示すように、基材層１０を準備する基材層準備工程Ｓ１と、ポリマー溶液を作製するポリマー溶液作製工程Ｓ２と、ポリマー材料を含有するポリマー溶液を用いて電界紡糸法により基材層１０上にナノ繊維層を形成し、基材層１０とナノ繊維層とが積層した構造を有するナノ繊維複合体を製造する電界紡糸工程Ｓ３と、ナノ繊維複合体のナノ繊維層に銀を蒸着して複合ナノ繊維層４０とし、フィルター３を製造する蒸着工程Ｓ４とをこの順番で含む。つまり、実施形態３に係るフィルターの製造方法は、粒子状の銀を用いるのではなく、蒸着によって薄膜状の銀を形成するフィルターの製造方法である。
【０１１０】
基材層準備工程Ｓ１は、実施形態２における基材層準備工程Ｓ１と同様の工程である。
ポリマー溶液作製工程Ｓ２は、吸着物質を用いないこと以外は実施形態２におけるポリマー溶液作製工程Ｓ２と同様である。
電界紡糸工程Ｓ３は、ポリマー材料を含有するポリマー溶液を用いて電界紡糸法により基材層１０上にナノ繊維層を形成し、基材層１０とナノ繊維層とが積層した構造を有するナノ繊維複合体を製造する工程である。なお、使用する装置としては、実施形態１におけるナノ繊維複合体製造装置１００と基本的に同様の構成を有する装置を用いることができる。
【０１１１】
蒸着工程Ｓ４は、電界紡糸工程Ｓ３で製造したナノ繊維複合体のナノ繊維層に銀を蒸着して複合ナノ繊維層４０とし、フィルター３を製造する工程である。銀の蒸着は既知の方法・装置で行うことができる。
【０１１２】
上記のように、実施形態３に係るフィルター３は、吸着物質が実施形態２に係るフィルター２とは異なるが、通気性のある基材層１０とナノ繊維層とを備え、ナノ繊維層が吸着物質２８を含む複合ナノ繊維層４０からなるため、実施形態２に係るフィルター２と同様に、ナノ繊維層を有しないフィルターと比較して、微小粒子を高い効率で分離・捕集することが可能であり、かつ、特殊な物質を特に高い効率で分離・捕集することが可能なフィルターとなる。
【０１１３】
また、実施形態３に係るフィルター３によれば、吸着物質２８として薄層状の銀を含むため、ヨウ素を特に高い効率で分離・捕集することが可能なフィルターとなる。
【０１１４】
また、実施形態３に係るフィルター３によれば、フィルターの導電性を向上させ、放射線（例えばβ線）の遮断に寄与することが可能となる。
【０１１５】
また、実施形態３に係るフィルター３によれば、フィルター全面に渡って薄く分布する吸着物質とすることが可能となる。
【０１１６】
なお、実施形態３に係るフィルター３は、吸着物質以外の点においては実施形態２に係るフィルター２と基本的に同様の構成を有するため、実施形態２に係るフィルター２が有する効果のうち該当する効果をそのまま有する。
【０１１７】
実施形態３に係るフィルターの製造方法は、基材層準備工程と、ポリマー材料を含有するポリマー溶液を用いる電界紡糸工程と、ナノ繊維層に銀を蒸着して複合ナノ繊維層４０とし、フィルター３とする蒸着工程とをこの順番で含むため、実施形態３に係るフィルター３（吸着物質２８として薄膜状の銀を含むフィルター）を製造することが可能となる。
【０１１８】
また、実施形態３に係るフィルターの製造方法によれば、基材層１０がＨＥＰＡフィルターからなるため、微小粒子を一層高い効率で分離・捕集することが可能な実施形態３に係るフィルター３を製造することが可能となる。
【０１１９】
［実施形態４］
図７は、実施形態４に係るフィルター４を説明するための図である。図７（ａ）はフィルター４の拡大断面図であり、図７（ｂ）は図７（ａ）のＤで示す範囲をさらに拡大して示す図である。
【０１２０】
実施形態４に係るフィルター４は、基本的には実施形態１に係るフィルター１と同様の構成を有するが、吸着物質が実施形態１に係るフィルター１の場合とは異なる。すなわち、実施形態４に係るフィルター４は、図７に示すように、複合ナノ繊維層５０における吸着物質２４として粒子状のゼオライトを含み、吸着物質２６として粒子状の銀を含む（特に図７（ｂ）参照。）。
【０１２１】
実施形態４に係るフィルター４は、実施形態４に係るフィルターの製造方法により製造される。
実施形態４に係るフィルターの製造方法は、基材層１０を準備する基材層準備工程Ｓ１と、ポリマー溶液を作製するポリマー溶液作製工程Ｓ２と、ポリマー材料、粒子状のゼオライト及び粒子状の銀を含有するポリマー溶液を用いて電界紡糸法により基材層１０上に複合ナノ繊維層５０を形成し、基材層１０と複合ナノ繊維層５０とが積層した構造を有するフィルター４を製造する電界紡糸工程とをこの順番で含む。つまり、実施形態４に係るフィルターの製造方法は、粒子状のゼオライトに加えて粒子状の銀を用いるフィルターの製造方法である。
【０１２２】
基材層準備工程Ｓ１は、実施形態１における基材層準備工程Ｓ１と同様の工程である。
ポリマー溶液作製工程Ｓ２は、粒子状のゼオライトに加えて粒子状の銀を用いること以外は実施形態１におけるポリマー溶液作製工程Ｓ２と同様である。
電界紡糸工程Ｓ３は、ポリマー材料、粒子状のゼオライト及び粒子状の銀を含有するポリマー溶液を用いて電界紡糸法により基材層１０上に複合ナノ繊維層５０を形成し、基材層１０と複合ナノ繊維層５０とが積層した構造を有するフィルター４を製造する工程である。なお、使用する装置としては、実施形態１におけるナノ繊維複合体製造装置１００と基本的に同様の構成を有する装置を用いることができる。
【０１２３】
上記のように、実施形態４に係るフィルター４は、吸着物質が実施形態１に係るフィルター１とは異なるが、通気性のある基材層１０とナノ繊維層とを備え、ナノ繊維層が吸着物質２４，２６を含む複合ナノ繊維層５０からなるため、実施形態１に係るフィルター１と同様に、ナノ繊維層を有しないフィルターと比較して、微小粒子を高い効率で分離・捕集することが可能であり、かつ、特殊な物質を特に高い効率で分離・捕集することが可能なフィルターとなる。
【０１２４】
また、実施形態４に係るフィルター４によれば、吸着物質２４及び吸着物質２６として粒子状のゼオライト及び粒子状の銀を含むため、セシウムとヨウ素との両方を特に高い効率で分離・捕集することが可能なフィルターとなる。
【０１２５】
なお、実施形態４に係るフィルター４は、吸着物質以外の点においては、実施形態１に係るフィルター１と基本的に同様の構成を有するため、実施形態１に係るフィルター１が有する効果のうち該当する効果をそのまま有する。また、吸着物質２６として粒子状の銀を含むため、実施形態４に係るフィルター４は、実施形態２に係るフィルター２が有する効果のうち該当する効果をそのまま有する。
【０１２６】
実施形態４に係るフィルターの製造方法によれば、基材層準備工程と、ポリマー材料、粒子状のゼオライト及び粒子状の銀を含有するポリマー溶液を用いる電界紡糸工程とをこの順番で含むため、実施形態４に係るフィルター４（吸着物質２４及び吸着物質２６として粒子状のゼオライト及び粒子状の銀を含むフィルター）を製造することが可能となる。
【０１２７】
また、実施形態４に係るフィルターの製造方法によれば、基材層１０がＨＥＰＡフィルターからなるため、微小粒子を一層高い効率で分離・捕集することが可能な実施形態４に係るフィルター４を製造することが可能となる。
【０１２８】
以上、本発明を上記の実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。その趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態において実施することが可能であり、例えば、次のような変形も可能である。
【０１２９】
（１）上記各実施形態における各構成要素の数、位置関係、大きさは例示であり、本発明はこれに限定されるものではない。
【０１３０】
（２）本発明においては、吸着物質として粒子状のゼオライト及び薄層状の銀を含むフィルターとすることもできる。このような構成とすることによっても、上記実施形態４に係るフィルターと同様に、セシウムとヨウ素との両方を特に高い効率で分離・捕集することが可能なフィルターとなる。このようなフィルターは、例えば、基材層を準備する基材層準備工程と、ポリマー材料及び粒子状のゼオライトを含有するポリマー溶液を用いて電界紡糸法により基材層上に複合ナノ繊維層を形成し、基材層と複合ナノ繊維層とが積層した構造を有するナノ繊維複合体を製造する電界紡糸工程と、ナノ繊維複合体の複合ナノ繊維層に銀を蒸着してフィルターとする蒸着工程とをこの順番で含むフィルターの製造方法により製造することができる。
【０１３１】
（３）上記各実施形態においては、ＨＥＰＡフィルターからなる基材層１０を用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。他の種類の基材層を用いてもよい。例えば、不織布からなる基材層を好適に用いることができる。不織布はある程度の強度があり、かつ、それ自体でフィルターとしての役割を果たすものであり、しかも比較的安価であるため、上記のような構成とすることにより、フィルターの観点からは製造コストを低減することが可能となる。また、フィルターの製造方法の観点からは製造コストを低減することが可能なフィルターを製造することが可能となり、また、不織布の構造が比較的単純であるため、電界紡糸工程の実施を容易なものとすることが可能となる。
【０１３２】
（４）上記各実施形態においては、電界紡糸工程又は蒸着工程により吸着物質を有する複合ナノ繊維層を形成したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、吸着物質を含有しないポリマー溶液を用いて電界紡糸工程を行った後に、吸着物質をナノ繊維層に付着させて吸着物質を有する複合ナノ繊維層を形成する工程をさらに実施してもよい。当該工程としては、例えば、吸着物質を溶媒中に分散させた後に当該溶媒中にナノ繊維複合体を浸漬する工程、溶媒に分散させた吸着物質をナノ繊維複合体に噴射する工程、電界紡糸と同時にナノ繊維層に吸着物質を噴射する工程等を挙げることができる。
【０１３３】
（５）本発明のフィルターにおいては、基材層も吸着物質を有してよい。また、本発明のフィルターの製造方法は、基材層に吸着物質を付加する工程を含んでいてもよい。
【０１３４】
（６）上記各実施形態においては、粒子状のゼオライト、粒子状の銀又は薄膜状の銀からなる吸着物質を用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。フィルターの用途や使用目的によって他の吸着物質を用いてもよい。
【０１３５】
（７）上記各実施形態においては、基材層及び複合ナノ繊維層からなるフィルターを例にとって本発明のフィルターを説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、基材層及び複合ナノ繊維層以外の層や部材等（接着層、補強部材等）をさらに備えるフィルターとしてもよい。
【０１３６】
（８）上記実施形態１においては、上記のナノ繊維複合体製造装置１００を用いるものとしたが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明のフィルターは種々の製造装置を用いて製造することができ、また、本発明のフィルターの製造方法は種々の製造装置を用いて行うことができる。
【０１３７】
（９）上記各実施形態に係るフィルターは、各実施形態に係るフィルターの製造方法により製造するものとしたが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明のフィルターは、種々の方法を用いて製造することができる。
【０１３８】
（１０）上記各実施形態においては、１層の基材層と１層の複合ナノ繊維層とを有するフィルターを例にとって本発明のフィルターを説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。２層以上の基材層や２層以上の複合ナノ繊維層を有するフィルターに本発明を適用することもできる。
【符号の説明】
【０１３９】
１，２，３，４…フィルター、１０…基材層、１２…ガラス繊維、２０，３０，４０，５０…複合ナノ繊維層、２２…ナノ繊維、２４，２６，２８…吸着物質、１００…ナノ繊維複合体製造装置、１１０…搬送装置、１１１…繰り出しローラー、１１２…巻き取りローラー、１１３，１１８…テンションローラー、１１４…補助ローラー、１２０…電界紡糸装置、２００…筐体、２１０…ノズルユニット、２２０…上向きノズル、２３０…ポリマー溶液供給部、２３２…原料タンク、２３３…撹拌装置、２３４…ポリマー溶液供給装置、２３６…パイプ、２３８…バルブ、２５０…コレクター、２５２…絶縁部材、２６０…電源装置、２７０…補助ベルト装置、２７２…補助ベルト、２７４…補助ベルト用ローラー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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