(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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はめっき層が形成され、
前記めっき層の表面は複数の微細構造物を成し、
前記微細構造物は金属または合金で形成され、
前記微細構造物は、円錐台形、楕円錐形、多角錐形、楕円錐台形、多角錐台形のうち、少なくともいずれか１つの形状を成し、
前記微細構造物の形成密度は、１．２〜１０．０個／μｍ２の範囲である濾過用フィルターユニット。
【請求項２】
前記濾過体の周面に接して前記濾過体を支持する支持部材が形成された請求項１記載の濾過用フィルターユニット。
【請求項３】
前記濾過体は、線材をコイル状に巻回させてなり、互いに隣接する前記線材どうしの間には隙間が形成され、前記一次面側は平坦面を成す請求項１または２記載の濾過用フィルターユニット。
【請求項４】
前記濾過体は、線材をコイル状に巻回させてなり、前記線材には、互いに隣接する線材間を所定幅の隙間を保って離間させる離間部が形成された請求項１または２記載の濾過用フィルターユニット。
【請求項５】
前記濾過体は、複数の貫通孔を有する板状の基材を筒状に丸めて形成された請求項１または２記載の濾過用フィルターユニット。
【請求項６】
前記濾過体は、線材を綾織した網状体を筒状に丸めて形成された請求項１または２記載の濾過用フィルターユニット。
【請求項７】
前記微細構造物の単位長さあたりの形成数は、１〜４個／μｍの範囲である請求項１記載の濾過用フィルターユニット。
【請求項８】
前記微細構造物の平均高さは、０．２〜２．５μｍの範囲である請求項１記載の濾過用フィルターユニット。
【請求項９】
前記微細構造物の高さの変動係数は、０．１５〜０．５０の範囲である請求項１記載の濾過用フィルターユニット。
【請求項１０】
前記微細構造物は、基端から先端に向けて先細りの形状を成す針状構造物である請求項１ないし９いずれか一項記載の濾過用フィルターユニット。
【請求項１１】
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はめっき層が形成され、
前記めっき層の表面は複数の微細構造物を成し、
前記微細構造物は金属または合金で形成され、
前記微細構造物は多面体形状を成し、
前記微細構造物の平均最大外形寸法は、０．５〜１０μｍの範囲である濾過用フィルターユニット。
【請求項１２】
前記微細構造物の平均最大外形寸法の変動係数は、０．１５〜０．５０の範囲である請求項１１記載の濾過用フィルターユニット。
【請求項１３】
前記微細構造物が、ニッケルまたはニッケル合金で形成されている請求項１ないし１２いずれか一項記載の濾過用フィルターユニット。
【請求項１４】
前記濾過体は、外周面が少なくとも被濾過液が流出する二次面側、内周面が前記一次面側を成し、前記支持部材は少なくとも前記外周面に接して配される請求項２ないし１３いずれか一項記載の濾過用フィルターユニット。
【請求項１５】
前記濾過体は、外周面が前記一次面側、内周面が少なくとも被濾過液が流出する二次面側をそれぞれ成し、前記支持部材は少なくとも前記内周面に接して配される請求項２ないし１３いずれか一項記載の濾過用フィルターユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００８−１８０２０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
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。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
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。
前記めっき層の表面は複数の微細構造物を成す。
前記微細構造物は金属または合金で形成される。
前記微細構造物は多面体形状を成す。
前記微細構造物の平均最大外形寸法は、０．５〜１０μｍの範囲である。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態の濾過用フィルターユニットの一例を示す断面図。
【図２】実施形態の濾過用フィルターユニットの上面断面図。
【図３】濾過用フィルターを側面から見た時の側面断面図。
【図４】濾過体の内周面側を示す要部拡大断面図。
【図５】微細構造物が形成された線材を示す要部拡大模式図。
【図６】微細構造物を針状構造物とした場合のＳＥＭ写真。
【図７】線材を示す模式図。
【図８】微細構造物を多面体構造物とした場合のＳＥＭ写真。
【図９】微細構造物を多面体構造物とした場合のＳＥＭ写真。
【図１０】別な実施形態の濾過用フィルターを示す平面図。
【図１１】別な実施形態の濾過用フィルターの内周面側を示す要部拡大断面図。
【図１２】離間部を形成した線材を示す模式図。
【図１３】別な実施形態の濾過用フィルターを示す断面図。
【図１４】別な実施形態の濾過体を示す要部拡大断面図。
【図１５】別な実施形態の濾過用フィルターを示す断面図。
【図１６】別な実施形態の濾過体を示す要部拡大断面図。
【図１７】別な実施形態の外圧型の濾過用フィルターユニットを示す断面図。
【図１８】別な実施形態の外圧型の濾過用フィルターの上面断面図。
【図１９】別な実施形態の外圧型の濾過用フィルターの濾過体を示す要部拡大断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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）
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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）
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【００８９】
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。
【００９０】
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。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
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。
【００９４】
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。
【００９５】
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。
【００９６】
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。
【００９７】
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。
【００９８】
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。
【００９９】
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。
【０１００】
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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
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）
【０１０４】
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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
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）
【０１０８】
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。
【０１０９】
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。
【０１１０】
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。
【０１１１】
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。
【０１１２】
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。
【０１１３】
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。
【０１１４】
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。
【０１１５】
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。
【０１１６】
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。
【０１１７】
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。
【０１１８】
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。
【０１１９】
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。
【０１２０】
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。
【０１２１】
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。
【０１２２】
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。
【０１２３】
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。
【０１２４】
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。
【０１２５】
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。
【０１２６】
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。
【０１２７】
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。
【０１２８】
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。
【０１２９】
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。
【０１３０】
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。
【実施例】
【０１３１】
（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) 
【０１３２】
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。
【０１３３】
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。
【０１３４】
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。
【０１３５】
（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)
【０１３６】
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。
【符号の説明】
【０１３７】
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。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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