(57)【要約】【課題】透過抵抗が小さく、高流速においても吸着性能が優れる吸着モジュール剤を提供する。【解決手段】本発明の吸着剤吸着モジュールは、複数の繊維束と前記繊維束を収容する筐体とを備える吸着モジュールであって、前記繊維束は、１００００本以上１００００００００本以下の吸着性を有する単繊維を含み、前記単繊維の径Ｄが１００ｎｍ以上５００ｎｍ以下であり、かつ、繊維束内空隙率ｙが２０体積％以上７５体積％以下であり、繊維束外空隙率ｚが５体積％以上５０体積％以下である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の繊維束と前記繊維束を収容する筐体とを備える吸着モジュールであって、
前記繊維束は、１０千本以上１００百万本以下の吸着性を有する単繊維を含み、
前記単繊維の径Ｄが１００ｎｍ以上５００ｎｍ以下であり、かつ、
繊維束内空隙率ｙが２０体積％以上７５体積％以下であり、
繊維束外空隙率ｚが５体積％以上５０体積％以下である
吸着モジュール。
繊維充填率    ｘ＝Ａ／Ｐ
繊維束内空隙率    ｙ＝Ｂ／（Ａ＋Ｂ）
繊維束外空隙率    ｚ＝１−ｘ／（１−ｙ）
Ａ：繊維束内繊維体積
Ｂ：繊維束内空隙体積
Ｃ：繊維束外空隙体積
Ｐ：筐体容量    Ｐ＝Ａ＋Ｂ＋Ｃ
【請求項２】
前記単繊維は、基材と、前記基材表面に担持された吸着性粒子とを有する
請求項１に記載の吸着モジュール。
【請求項３】
前記吸着性粒子が金属酸化物、金属水酸化物および金属含水和物からなる群より選ばれる１種以上の化合物である
請求項２に記載の吸着モジュール。
【請求項４】
前記化合物がセリウム、ジルコニウムおよび鉄からなる群より選ばれる１種以上の金属を含む
請求項３に記載の吸着モジュール。
【請求項５】
前記単繊維は、その表面にグラフトし、かつ吸着性官能基を含む側鎖を有するポリマーを有する
請求項１に記載の繊維束状吸着剤。
【請求項６】
前記吸着性官能基は、アミノ基、アリールスルフィド基、アリールアルキルスルフィド基、リン酸基、及びカルボン酸基からなる群から選ばれる１種以上の官能基である
請求項５に記載の吸着モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
水中の有害物質の除去に好適な繊維束状吸着剤、該繊維束状吸着剤の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、浄水処理、排水処理および海水淡水化などの水処理分野において、例えば、地下水に含まれるヒ素、排水中に含まれるリン、フッ素、重金属元素、海水などに含まれているホウ素などの除去への要望が高まっている。これらの有害物質について、水中からの除去方法の一つとして吸着剤による吸着除去が検討されている。
【０００３】
吸着剤の形状としては粒子あるいは繊維、粉体など様々な形状が用いられ、これら吸着剤をタンクやカラム等の容器に充填して利用される。しかし、高流速で通水した場合、吸着性能を維持するためには高比表面積にすることで吸着速度を増加させる必要がある。
【０００４】
例えば、特許文献１には、高比表面積の多孔質セルロースを基材として用いてイオン交換基を導入することで、排水に含まれるリンを効果的に吸着（イオン交換）する吸着剤が開示されている。
【０００５】
また、特許文献２には、水酸化バリウムとケイ酸の可溶性アルカリ金属塩とを反応させる工程によってケイ酸バリウムを生成させることで、放射性汚染水中のストロンチウムを効果的に除去可能な高比表面積の吸着剤が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開2013-103207号公報
【特許文献２】特開2016-83656号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１、２に記載の吸着剤には、高流速条件での通水時において、高透過抵抗を生み出すという問題点がある。
【０００８】
本発明は、かかる従来技術の背景に鑑み、水やガスなどの流体中に含まれる有害物質の除去において、透過抵抗が小さく、高流速においても吸着性能が優れる吸着モジュールを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、上記課題を解決するべく鋭意検討した結果、以下の構成を有することで、課題解決を可能とする吸着モジュールを提供できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１０】
すなわち、本発明の吸着モジュールは、複数の繊維束と前記繊維束を収容する筐体とを備える吸着モジュールであって、前記繊維束は、１０千本以上１００百万本以下の吸着性を有する単繊維を含み、前記単繊維の径Ｄが１００ｎｍ以上５００ｎｍ以下であり、かつ、繊維束内空隙率ｙが２０体積％以上７５体積％以下であり、繊維束外空隙率ｚが５体積％以上５０体積％以下である吸着モジュールである。
繊維充填率    ｘ＝Ａ／Ｐ
繊維束内空隙率    ｙ＝Ｂ／（Ａ＋Ｂ）
繊維束外空隙率    ｚ＝１−ｘ／（１−ｙ）
Ａ：繊維束内繊維体積
Ｂ：繊維束内空隙体積
Ｃ：繊維束外空隙体積
Ｐ：筐体容量    Ｐ＝Ａ＋Ｂ＋Ｃ
【発明の効果】
【００１１】
吸着モジュールにおいて、流体が流れるのは、単繊維間の空隙、並びに繊維束間および筐体と繊維束との間の空隙である。本発明において、単繊維間の空隙の広さ、並びに繊維束間および筐体と繊維束との間の空隙の広さとのバランスは、透過抵抗を小さくし、かつ高流速においても高い吸着性能を実現するのに適している。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明のモジュールの実施の一形態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
１．吸着モジュール
本発明の実施の一形態である吸着モジュール１について、以下、図面を参照して説明する。
【００１４】
（１）モジュール構成
図１に示すように、本実施形態の吸着モジュール１は、複数の繊維束２と、繊維束２を収容する筐体３とを備える。
【００１５】
図１では、説明の便宜上、繊維束２の長手方向（繊維束に含まれる単繊維５の長手方向と同一）が筐体３の長手方向に一致するように描かれている。言い換えると、繊維束２の（つまり単繊維の）径方向と筐体３の径方向が一致するように描かれている。しかし、繊維束２の方向はこれに限定されず、様々な方向を向くことができる。例えば、繊維束２は織物または編み物を構成していてもよい。
【００１６】
（２）繊維束
繊維束２は、１０千本以上１００百万本以下の単繊維５を含む。単繊維については後述する。
【００１７】
図１では繊維束２の断面は円形であるが、繊維束の断面形状は特に限定されるものではなく、異形であってもよい。「異形」の断面としては、例えば多角形、偏平形、レンズ形、並びに三葉断面および六葉断面などのいわゆるマルチローバル形が挙げられる。マルチローバル形とは、３〜８ヶの凸部と同数の凹部を有する形状である。
【００１８】
また、繊維束径Ｄｂは、繊維束断面を包含する最小の円の径ｄ１、繊維束断面の内部に収まる最大の円の径ｄ２により、Ｄｂ＝（ｄ１＋ｄ２）／２で表される。
【００１９】
繊維束内部の単繊維本数は１０千本以上１００百万本以下である。繊維束内の単繊維の本数が１０千本以上であることで、繊維束内の流路の表面積が大きくなる。また、繊維束内の単繊維の本数が１００百万本以下であることで、高い透過流量を得ることができる。
【００２０】
（３）単繊維
（３−１）形状
単繊維の断面形状は、特に限定されるものではない。単繊維の横断面形状としては、例えば、繊維束について例示した形状と同様の形状が採用され得る。単繊維の好ましい断面形状は異形である。異形であることで、比表面積および繊維束とした際の間隙が大きくなるため、後述する空隙の代表径が単繊維径に対し十分に大きくなり、低透過抵抗となる。
【００２１】
異型断面の場合は、繊維断面形状の異形度は２．０以上６．０以下が好ましい。ここでいう異形度とは、断面全体を含む最小の円の径を断面形状内に納まる最大の内の径で除したものである。異形度を２．０以上とすることで、異形断面の凹凸が大きくなり、比表面積および繊維集合体とした際の間隙増大効果を十分に発現することができる。一方、異形度が６．０以下とすることで、繊維が各工程で損傷を受けにくく、糸切れなどの問題を回避しやすい。
【００２２】
単繊維の径Ｄｉは、１００ｎｍ以上５００ｎｍ以下であればよい。繊維径が１００ｎｍ以上であることで、基材としての強度が維持され高流速条件において単繊維が破断されない。また１０００ｎｍ以下である必要があり、５００ｎｍ以下であることがより好ましい。繊維径が１０００ｎｍ以下であることで、十分な比表面積が得られ高流速条件において優れた吸着性能を発現する。
【００２３】
ここで述べる単繊維径Ｄｉは各単繊維の外接円半径Ｒと内接円半径ｒの平均から求められる。外接円半径Ｒと内接円半径ｒは例えばＣＴスキャンにより得られた断面画像からランダムに２０本の単繊維を選択し、画像解析ソフトにより外接円と内接円を描画し、２０個のデータを平均することで算出される。
【００２４】
（３−２）吸着性
単繊維は、吸着性を有している。単繊維が対象物質を吸着するために有する構成は、具体的なものに限定されない。例えば、単繊維は、基材と、基材表面に担持された吸着性粒子とを有していてもよいし、あるいは、単繊維表面にグラフトし、かつ吸着性官能基側鎖を有するポリマーを有してもよい。
【００２５】
（３−２−１）単繊維が基材および吸着粒子有する構成
（ａ）基材
基材を構成する材料は特に限定されないが、例えば、ポリオレフィン、ハロゲン化ポリオレフィン、ポリアクリロニトリル、ポリビニル化合物、ポリカーボネート、ポリ（メタ）アクリレート、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリアミド、ポリエステル、及びセルロースエステルなどを主成分とする。ここで、「主成分」とは、含有率が５０重量％以上であることを指し、好ましくは７０重量％以上であり、より好ましくは９０重量％以上である。
【００２６】
ポリオレフィンの具体例としては、ポリエチレン、ポリプロピレン等が挙げられる。
【００２７】
ハロゲン化ポリオレフィンの具体例としては、ポリ塩化ビニル、ＰＴＦＥ、ポリフッ化ビニリデン等が挙げられる。
【００２８】
ポリアミドの具体例としては、例えばナイロン６、ナイロン６６、ナイロン１１、ナイロン１２などが挙げられる。
【００２９】
ポリエステルの具体例としては、例えば芳香族ジカルボン酸部分とグリコール部分からなる芳香族ポリエステル、脂肪族ジカルボン酸とグリコール部分からなる脂肪族ポリエステル、ヒドロキシカルボン酸からなるポリエステル、及びこれらの共重合体などが挙げられる。
【００３０】
芳香族ジカルボン酸の具体例としては、例えばテレフタル酸、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸などが挙げられる。グリコールの具体例としては、エチレングリコール、１，２-プロピレングリコール、１，３-プロピレングリコール、１，２−ブタンジオール、１，３-ブタンジオール、１，４-ブタンジオールなどが挙げられる。
【００３１】
ヒドロキシカルボン酸の具体例としては、グリコール酸、乳酸、ヒドロキシプロピオン酸、ヒドロキシ酪酸、ヒドロキシ吉草酸、ヒドロキシカプロン酸、ヒドロキシ安息香酸などが挙げられる。
【００３２】
またポリエステルは、その特性を大きく変えない範囲で共重合を行うこともできる。共重合成分としては、例えば５−ナトリウムスルホイソフタル酸などの５−（アルカリ金属）スルホイソフタル酸や、前述の芳香族ジカルボン酸以外の多価カルボン酸などが挙げられる。
【００３３】
セルロースエステルの具体例としては、例えばセルロースアセテート、セルロースプロピオネート、セルロースブチレート、セルロースのグルコースユニットに存在する３つの水酸基が２種類以上のアシル基により封鎖されたセルロース混合エステル、およびそれらの誘導体などが挙げられる。
【００３４】
また、これらの材料は２種類以上を組み合わせてもよいし、前記例示した以外の添加剤を含有してもよい。ここでいう添加剤とは、その他のポリマー、可塑剤、酸化防止剤、有機滑剤、結晶核剤、有機粒子、無機粒子、末端封鎖剤、鎖延長剤、紫外線吸収剤、赤外線吸収剤、着色防止剤、艶消し剤、抗菌剤、制電剤、消臭剤、難燃剤、耐候剤、帯電防止剤、抗酸化剤、イオン交換剤、消泡剤、着色顔料、蛍光増白剤、染料などが挙げられる。
【００３５】
（ｂ）吸着性粒子
吸着性粒子の組成特に限定されず、例えば、銀、銅、鉄、チタン、ジルコニウム、セリウムより選ばれる少なくとも１種の金属を含んでもよい。吸着性粒子に含有される金属は、吸着対象によって任意に選択することができる。
【００３６】
例えば吸着対象が、ホウ素、ヒ素、リン、フッ素イオンである場合、吸着性粒子は、金属酸化物、金属水酸化物および金属含水和物から選択される少なくとも１種の化合物を含有することが好ましい。
【００３７】
また、微粒子状の吸着性粒子は、吸着容量の点から金属水酸化物、金属含水酸化物を含有することが好ましい。
【００３８】
金属水酸化物、金属含水酸化物として希土類元素水酸化物、希土類元素含水酸化物、水酸化ジルコニウム、含水酸化ジルコニウム、水酸化鉄、含水酸化鉄が挙げられる。希土類元素としては、元素の周期表による原子番号２１番のスカンジウムＳｃと３９番のイットリウムＹ、５７番から７１番のランタノイド元素、すなわちランタンＬａ、セリウムＣｅ、プラセオジウムＰｒ、ネオジウムＮｄ、プロメチウムＰｍ、サマリウムＳｍ、ユウロピウムＥｕ、カドリニウムＧｄ、テルビウムＴｂ、ジスプロシウムＤｙ、ホルミウムＨｏ、エルビウムＥｒ、ツリウムＴｍ、イッテルビウムＹｂ、ルテチウムＬｕが該当し、なかでも、例えば吸着対象がヒ素であれば、好ましい元素はセリウムであり、４価のセリウムが好ましい。これらの水酸化物及び／又は含水酸化物の混合体も有用である。
【００３９】
金属粒子の含水率は、１質量％以上であることが好ましく、５質量％以上であることがより好ましい。１質量％以上であることで、粒子内部にも吸着サイトを付与でき、十分な吸着能を有する。また、３０質量％以下であることが好ましく、２０質量％以下であることがより好ましい。３０質量％以下であることで、粒子内部の吸着サイトの密度を大きくでき、十分な吸着能を有する。
【００４０】
（３−２−２）単繊維がグラフトポリマーを有する構成
単繊維の吸着性に寄与する成分として、単繊維は、単繊維表面にグラフトし、吸着性官能基を含む側鎖を有するポリマーを含んでもよい。
【００４１】
吸着性官能基の種類は特に限定されず、例えば、窒素、硫黄、リン及び酸素から選ばれる１種以上の元素を含む官能基が挙げられる。これらの元素は金属との親和性が高い。吸着性官能基は、具体的には、アミノ基、アリールスルフィド基、アリールアルキルスルフィド基、リン酸基、及び、カルボン酸基からなる群より選ばれる少なくとも１種以上であることが好ましく、アミノ基又はアリールアルキルスルフィド基であることがより好ましく、エチレンジアミン基又はベンジルメルカプタン基であることが特に好ましい。
【００４２】
（４）繊維束内空隙
本発明の吸着モジュールでは、繊維束内部の空隙（繊維束内空隙率）が２０体積％以上７５体積％以下である。空隙率が２０体積％以上であることで、流路が十分確保され優れた通水性能を発現することができる。一方、空隙率が７５体積％以下であることで、単繊維同士の接点が十分確保され、繊維束の構造が安定化する。
【００４３】
繊維束内空隙率ｙは、以下の式で表される。
ｙ＝Ｂ／（Ａ＋Ｂ）
Ａ：繊維束内繊維体積
Ｂ：繊維束内空隙体積
繊維束内部の空隙とは繊維束の内部で、構造物が存在しない領域を指す。
【００４４】
繊維束内繊維体積Ａおよび上記繊維束内空隙体積Ｂは、例えばＣＴスキャンにより繊維束長手方向に垂直な断面（横断面）の画像を得て、それを画像解析ソフトにより二値化することで算出される。図１に示す例では、点線で囲んだ拡大図におけるハッチング部分（三角形）が単繊維５であり、白く抜けた部分４２が繊維束内空隙である。空隙率ｙの算出に当たっては、それぞれの領域の面積を体積と見なせばよい。
【００４５】
繊維束の横断面画像において、繊維束の外縁は、繊維束の最外部に位置する単繊維（最外単繊維）の外縁と、隣り合う２つの最外単繊維の共通接線とで規定される。なお、Ａ＋Ｂは空隙も含む繊維束の見かけの体積である。断面積に基づいて上記空隙率を算出する場合、繊維束の横断面画像における最外単繊維の外縁と、隣り合う２つの最外単繊維の共通接線とで囲まれる領域の面積は、繊維束の見かけの体積（Ａ＋Ｂ）と見なすことができる。
【００４６】
（５）繊維束外空隙
繊維束外空隙率は５体積％以上であることが好ましく、１０体積％以上であることがより好ましく、２５体積％以上であることがさらに好ましい。繊維束外空隙率が１体積％以上であることで、繊維束内部と繊維束外部に流体が分散し通水時の透過抵抗を小さくすることができる。繊維束外空隙率が１０体積％以上であることで、繊維束外部により流体が分散しやすく通水時の透過抵抗を小さくすることができる。また、繊維束外空隙率が５０体積％以下であることが好ましい。繊維束外空隙率が５０体積％以下であることで繊維構造物の強度が確保され、単繊維と繊維束からなる高次構造が維持される。
【００４７】
繊維束外部の空隙とは、筐体内の空隙（繊維が存在しない領域）のうち、繊維束内空隙を除く部分（図１に符号“４”で示す。）である。つまり、繊維束外空隙の体積は、筐体容量から繊維束の見かけの体積（Ａ＋Ｂ）を除いた値であり、繊維束外空隙率ｚは以下の式で表される。
ｚ＝Ｃ／Ｐ
＝｛Ｐ−（Ａ＋Ｂ）｝／Ｐ
＝１−ｘ／（１−ｙ）
Ｐ：筐体容量
Ｐ＝Ａ＋Ｂ＋Ｃ
Ｃ：繊維束外空隙体積
ｘ：繊維充填率
ｘ＝Ａ／Ｐ
上記繊維束外部の空隙率は、例えばＣＴスキャンにより得られた断面画像を画像解析ソフトにより二値化することで算出される。
【００４８】
（６）繊維構造物
繊維束はそのまま吸着材として利用することができるが、繊維構造物を構成してもよい。
繊維構造物は、複数の繊維束により構成され、例として、織物、編物、不織布等が挙げられる。
【００４９】
繊維構造物の織組織は特に限定されず、例えば、平織、斜文織、朱子織等の三原組織、変化組織、変化斜文織等の変化組織、たて二重織、よこ二重織等の片二重組織、たてビロード、タオル、ベロア等のたてパイル織、別珍、よこビロード、ベルベット、コール天等のよこパイル織などが挙げられる。なお、これらの織組織を有する織物は、レピア織機やエアージェット織機など通常の織機を用いて通常の方法により製織することができる。
織編物を構成する繊維束間の距離を示す値としてオープニング（以下、ｏｐとする。）があり、次式で定義される。
ｏｐ（μｍ）＝｛２５４００／ｎ（個／ｉｎｃｈ）｝−Ｄｂ      （１）
ｎ（個／ｉｎｃｈ）：織編物１ｉｎｃｈ当たりのメッシュ個数、Ｄｂ：織編物を構成する繊維束径（μｍ）
オープニングを繊維束径で割った値ｏｐ／Ｄｂは０．５以上であり、０．７以上であることが好ましく、０．８以上であることが更に好ましい。また、３．０以下であり、２．５以下であることが好ましく、２．０以下であることが更に好ましい。ｏｐ／Ｄｂが０．５以上であることにより、通水時に目詰まりしにくく、透過抵抗が大きくなりにくい。３．０以下であることにより、液体濾過用フィルタにし原水を通水した際に原水がショートパスすることなく原水中の除去対象成分を好適に除去することができる。
【００５０】
編物の種類は特に限定されず、よこ編物であってもよいしたて編物であってもよい。よこ編組織としては、平編、ゴム編、両面編、パール編、タック編、浮き編、片畔編、レース編、添え毛編等が好ましく例示され、たて編組織としては、シングルデンビー編、シングルアトラス編、ダブルコード編、ハーフトリコット編、裏毛編、ジャガード編等が好ましく例示される。なお、製編は、丸編機、横編機、トリコット編機、ラッシェル編機等通常の編機を用いて通常の方法により製編することができる。
【００５１】
これらの織編物の目付けは３００ｇ／ｍ２以上、好ましくは３５０ｇ／ｍ２以上、さらに好ましくは４００ｇ／ｍ２以上である。また、１５００ｇ／ｍ２以下、好ましくは１０００ｇ／ｍ２以下、さらに好ましくは８００ｇ／ｍ２以下である。織編物の目付けが３００ｇ／ｍ２以上であることにより、液体濾過用フィルタとした際に原水がショートパスすることなく原水中の除去対象成分を好適に除去することができる。また、１５００ｇ／ｍ２以下であることにより、目詰まりが生じにくく、通水時の透過抵抗を小さくすることができる。
【００５２】
（７）筐体
図１に示すように、筐体３は円筒状の部材であり、その内部に繊維束２を収容する。
【００５３】
ただし、本発明において筐体の形状は円筒に限定されない。筐体の断面形状としては、繊維束の断面形状と同様に、様々な形状が採用され得る。
【００５４】
２．繊維表面処理
単繊維が基材および基材に担持された粒子を有する場合には、基材の表面処理を行うことが好ましい。基材の表面処理を行うことで、基材の表面に官能基を誘起させ、その官能基と金属粒子が相互作用することで、粒径が小さい状態で金属粒子を基材に担持させることが可能となる。あるいは、基材の表面に官能基を誘起させ、その官能基を起点として吸着性官能基側鎖を有するポリマーをグラフトさせることが可能となる。
【００５５】
表面処理の方法は特に限定されないが、コロナ放電処理、プラズマ処理、アルカリ処理、電子線放射処理、真空紫外線処理などの光化学処理、スルホン化、アミノ化、カルボキシル化、ニトロ化などの化学処理が挙げられる。
【００５６】
コロナ放電処理、プラズマ処理は、特定のガスの雰囲気下で行うことが、官能基を誘起させる効率が良いため好ましい。ガスの種類としては、酸素、窒素、炭酸ガス、およびそれらの混合ガスなどが挙げられる。その際の処理強度は任意に設定できる。前記化学処理の方法は特に限定されず、硫酸を用いるスルホン化、アンモニアを用いるアミノ化、二酸化炭素を用いるカルボキシル化などが挙げられる。
【実施例】
【００５７】
以下に実施例によって本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によってなんら限定されるものではない。
【００５８】
（実施例１）
異形度が１．０で繊維径３００ｎｍのポリエチレンテレフタレート繊維と、異形度が２．０で繊維径１００ｎｍのナイロン繊維とを繊維本数比１対３で束ねた束径５００μｍの繊維束を用い、平織り機で経糸束および緯糸束のメッシュ数が４０（個／ｉｎｃｈ）で織物を作製した。
【００５９】
次にこの織物の両面を、窒素雰囲気下、表面処理強度３０Ｗ・分／ｍ２で両面にコロナ放電処理を施した。得られた織物を、酸化セリウムのナノコロイド溶液（溶媒：水、濃度：５％）に室温で１日間浸漬した。その後、水洗により余分の酸化セリウムのナノコロイド溶液を取り除いた。
【００６０】
さらにこの織物を４．０質量％の水酸化ナトリウム水溶液に７２時間浸漬させることで、ポリエチレンテレフタレート繊維を溶解させ、酸化セリウムがナイロン繊維の官能基に結合した吸着剤を得た。
【００６１】
上記製法で得た吸着剤を上面と下面が直径６．０ｃｍの口を有する１０．０ｃｍ立方体容器に空隙率１０％で積層し、容器上面口を昇圧ポンプと容器下面口を流量計に接続した。６０質量％ヒ酸水溶液を蒸留水により希釈し、ヒ素元素換算で５０ｐｐｂの濃度とした原水を６０ｋＰａの水圧で容器上面から送流したとき、容器下面からの透過流量は６．１Ｌ／ｍｉｎであった。また、ＩＣＰ発光分析により原水および透過液のヒ素濃度を定量すると、ヒ素除去率は８７％であった。
【００６２】
（実施例２）
異形度が２．０で繊維径５００ｎｍのポリエチレンテレフタレート繊維を４質量％の水酸化ナトリウム水溶液に０．５時間浸漬させた。
この繊維にグリセロールジグリシジルエーテルとエチレンジアミンをモル比１対１で混合した液体を、直径２５０μｍのノズルを用いて上記のポリエチレンテレフタレート繊維およそ７５万本と異形度が２．０で繊維径５００ｎｍのナイロン繊維およそ２５万本を束ねてコートしながら、２００℃の熱風乾燥炉を１０分かけて送達した。その後、水洗により繊維と結合していない低分子を取り除いた。
【００６３】
さらに、この繊維束を直径１０．０ｃｍの円柱状に束ね、３．７質量％の塩酸に７２時間浸漬させることで、ナイロン繊維を溶解させ、ポリエチレンテレフタレート繊維にアミノ基が結合した吸着剤を得た。
【００６４】
上記製法で得た吸着剤を上面と下面が直径６．０ｃｍの口を有する直径１０．３ｃｍ高さ３０ｃｍの円柱容器に空隙率２５％で充填し吸着剤最外面と容器内壁の間隙にビスフェノール接着剤を詰め固定した、容器上面口を昇圧ポンプと容器下面口を流量計に接続した。６０質量％ヒ酸水溶液を蒸留水により希釈し、ヒ素元素換算で５０ｐｐｂの濃度とした原水を６０ｋＰａの水圧で容器上面から送流したとき、容器下面からの透過流量は３．８Ｌ／ｍｉｎであった。また、ＩＣＰ発光分析により原水および透過液のヒ素濃度を定量すると、ヒ素除去率は８５％であった。
【００６５】
（比較例１）
異形度が２．０で繊維径１００ｎｍのナイロン繊維を束ねた束径５００μｍの繊維束を用い、平織り機で経糸束および緯糸束のメッシュ数が５０（個／ｉｎｃｈ）で織物を作製した。
【００６６】
次にこの織物の両面を、窒素雰囲気下、表面処理強度３０Ｗ・分／ｍ２で両面にコロナ放電処理を施した。得られた織物を、酸化セリウムのナノコロイド溶液（溶媒：水、濃度：５％）に室温で１日間浸漬した。その後、水洗により余分の酸化セリウムのナノコロイド溶液を取り除き、酸化セリウムがナイロン繊維の官能基に結合した吸着剤を得た。
【００６７】
上記製法で得た吸着剤を上面と下面が直径６．０ｃｍの口を有する１０．０ｃｍ立方体容器に空隙率１０％で積層し、容器上面口を昇圧ポンプと容器下面口を流量計に接続した。６０質量％ヒ酸水溶液を蒸留水により希釈し、ヒ素元素換算で５０ｐｐｂの濃度とした原水を６０ｋＰａの水圧で容器上面から送流したとき、容器下面からの透過流量は２．０Ｌ／ｍｉｎであった。また、ＩＣＰ発光分析により原水および透過液のヒ素濃度を定量すると、ヒ素除去率は１８％であった。
【００６８】
（比較例２）
異形度が２．０で繊維径５００ｎｍのポリエチレンテレフタレート繊維を４質量％の水酸化ナトリウム水溶液に０．５時間浸漬させた。
この繊維にグリセロールジグリシジルエーテルとエチレンジアミンをモル比１対１で混合した液体に、上記のポリエチレンテレフタレート繊維と異形度が２．０で繊維径５００ｎｍのナイロン繊維を繊維本数比１対３で直径１０．０ｃｍ高さ３０ｃｍの円柱状に束ねて浸漬し、液切りした後、２００℃の熱風乾燥炉に１０分静置した。その後、水洗により繊維と結合していない低分子を取り除いた。
【００６９】
さらに、３．７質量％の塩酸に７２時間浸漬させることで、ナイロン繊維を溶解させ、ポリエチレンテレフタレート繊維にアミノ基が結合した吸着剤を得た。
【００７０】
上記製法で得た吸着剤を上面と下面が直径６．０ｃｍの口を有する直径１０．３ｃｍ高さ３０ｃｍの円柱容器に空隙率２５％で充填し吸着剤最外面と容器内壁の間隙にビスフェノール接着剤を詰め固定した、容器上面口を昇圧ポンプと容器下面口を流量計に接続した。６０質量％ヒ酸水溶液を蒸留水により希釈し、ヒ素元素換算で５０ｐｐｂの濃度とした原水を６０ｋＰａの水圧で容器上面から送流したとき、容器下面からの透過流量は０．２ｍＬ／ｍｉｎであった。また、ＩＣＰ発光分析により原水および透過液のヒ素濃度を定量すると、ヒ素除去率は９９％であった。
【００７１】
【表１】
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【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明の吸着モジュールは、水やガスなどの流体中に含まれる有害物質の除去、具体的は、地下水に含まれるヒ素、排水中に含まれるリン、フッ素、海水などに含まれているホウ素などの除去などに好ましく用いることができる。
【符号の説明】
【００７３】
１    モジュール
２    繊維束
３    筐体
４    繊維束外空隙
５    単繊維
４２  繊維束内空隙
【図１】
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