(57)【要約】【課題】  濾材を使い捨てにするのではなく、これを繰り返し使用する（半永久的に使用できる）手段であって、単に、原料流体中に存在する不純物の固体物質を濾過して除くだけではなく、原料流体中に存在する目的の固体物質を採取（濾取）したり、分別する手段、あるいは、固体物質と清浄な流体とに分離するための手段を提供すること。【解決手段】  固体物質７を含んだ原料流体を受け入れる被処理流体室４と、前記被処理流体室の下部に設けた濾材層１１と、前記濾材層を支える流体透過性部材９と、前記流体透過性部材の下方に設けた清浄流体室５とを備える濾取装置であって、前記濾材層には磁性ビーズ６が密に充填されている濾取装置。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体物質を含んだ原料流体を受け入れる被処理流体室と、
前記被処理流体室の下部に設けた濾材層と、
前記濾材層を支える流体透過性部材と、
前記流体透過性部材の下方に設けた清浄流体室とを備える濾取装置であって、
前記濾材層には磁性ビーズが密に充填されている濾取装置。
【請求項２】
被処理流体室と、濾材層と、流体透過性部材と、清浄流体室とは一体構成である、請求項１記載の濾取装置。
【請求項３】
更に、磁石を付設している請求項１又は請求項２記載の濾取装置。
【請求項４】
磁性ビーズは、ビーズ径（Ｄ）が揃ったものを使用する請求項１〜請求項３いずれか１つに記載の濾取装置。
【請求項５】
ビーズ径（Ｄ）が揃った磁性ビーズと流体透過性部材との間には、前記磁性ビーズよりも大きくかつビーズ径が揃った別の磁性ビーズを密に充填した下敷層が形成されている、請求項１〜請求項４いずれか１つに記載の濾取装置。
【請求項６】
被処理流体室の上部には、磁性ビーズ流出防止用の上流体透過性部材が付設されている、請求項１〜請求項５いずれか１つに記載の濾取装置。
【請求項７】
請求項４〜請求項６いずれか１つに記載の濾取装置を複数個連結した多段の濾取装置であって、
各段の濾材層に充填した磁性ビーズのビーズ径は、下流側よりも上流側のほうが大きい濾取装置。
【請求項８】
原料流体は液体である、請求項１〜請求項７いずれか１つに記載の濾取装置。
【請求項９】
原料流体は気体である、請求項１〜請求項７いずれか１つに記載の濾取装置。
【請求項１０】
流体を通すが磁性ビーズを通さない流体透過性部材の上に、密に磁性ビーズを充填することによって、ビーズ間空隙孔が前記磁性ビーズの径（Ｄ）の約８分の１（Ｄ／８）の大きさの濾材層を形成させる濾材層形成工程、及び
前記ビーズ間空隙孔よりも大きな固体物質を含む原料流体を前記濾材層に通すことにより、濾材層に捕捉された固体物質と、濾材層を通過した清浄な流体とに分離する分離工程を、
この順に含むことを特徴とする原料流体の処理方法。
【請求項１１】
磁性ビーズは、ビーズ径（Ｄ）が揃ったものを使用する請求項１０記載の処理方法。
【請求項１２】
捕捉する最低の粒子径がｄである固体物質を含む原料流体を、前記固体物質と清浄な流体とに分離する処理方法において、
流体を通すが磁性ビーズを通さない流体透過性部材の上にビーズ径が約８ｄに揃った磁性ビーズを密に充填することにより、濾材層を形成させる濾材層形成工程、次いで
前記原料流体を前記濾材層に通し、濾材層に捕捉された固体物質と濾材層を通過した清浄な流体とに分離する分離工程を、
この順に行うことを特徴とする原料流体の処理方法。
【請求項１３】
固体物質を捕捉した濾材層を洗浄液に懸濁し、磁石の吸引力を利用して、磁性ビーズと固体物質とに分け、
得られた磁性ビーズを濾材として再使用する、請求項１０〜請求項１２いずれか１つに記載の処理方法。
【請求項１４】
原料流体は液体である、請求項１０〜請求項１３いずれか１つに記載の処理方法。
【請求項１５】
原料流体は気体である、請求項１０〜請求項１３いずれか１つに記載の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、濾取装置、多段の濾取装置（すなわち、分級装置）、及び原料流体の処理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、バイオ、エレクトロニクス、メカニクスなどの産業分野において、原料流体中に存在する種々の固体物質、特に、サブミクロンないしミクロン級の懸濁性又は浮遊性固体物質（鉄サビ、異物、その他の不純物；酵母、細菌、ウィルス等の黴菌類；赤血球、白血球、血小板等の血中細胞；ミトコンドリア、リソゾーム等の細胞内小器官；その他）を濾過によって除去したり、目的とするものを採取（濾取）したり、分別するニーズが高まっている。
ミクロン級の固体物質を除く濾材の一つとして、古くから精密濾紙が知られているが、その孔形状は不定であり、目詰まりを起こしやすく、使い捨てである。また、ミクロン級の孔径を有するフィルム（メンブランフィルタ）も多種類提供され便利であるが、目詰まりの問題を解消するには至っておらず、これも使い捨てである。更には、サブミクロン級の孔を多数有する中空繊維膜（ホローファイバー）を使った限外濾過装置も浄水分野等で用いられているが、目詰りすると新品と交換しなければならない。
【０００３】
一方、濾材として繰り返し使用可能な（すなわち、使い捨てではない）磁性粉体を用いた浄水器や濾過器が、下記の特許文献１〜４等で提案されており、注目に値する。しかしこれらの浄水器や濾過器で用いられる濾材は磁性粉体であって磁性ビーズではない。また、いずれも水道水の鉄サビや濁り成分、風呂水の細菌や汚濁物質等の異物や不純物を濾過によって除く装置であり、所望の固体物質を採取（濾取）したり、分別する装置ではない。
【０００４】
【特許文献１】特開平９−２５３４２６号公報
【特許文献２】特開２０００−９３７１５号公報
【特許文献３】特開２０００−１５３１０４号公報
【特許文献４】特開２０００−３４２９１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は、濾材を使い捨てにするのではなく、これを繰り返し使用する（半永久的に使用できる）手段であって、単に、原料流体中に存在する不純物の固体物質を濾過して除くだけではなく、原料流体中に存在する目的の固体物質を採取（濾取）したり、分別する手段、あるいは、固体物質と清浄な流体とに分離するための手段を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、次のようないくつかの重要な知見及び着眼に基づいてなされたものである。
第１点目は、先に、本発明者の一人は、真球状で、サブミクロンないしはミクロン級の粒径の磁性ビーズを、所望する大きさでほぼ均一に製造する方法を開発しており、真球状で、粒径がほぼ均一な磁性ビーズが容易に入手できたこと、
第２点目は、ほぼ均一な真球（微粒子）を濾材として最密充填したときの粒子間空隙の孔径はその真球（微粒子）の粒子径（Ｄ）の約８分の１で、この粒子間空隙孔を利用すれば、濾材であるその真球の約８分の１の小さな固体物質も捕捉できること、
第３点目は、メンブランフィルタ用のフィルムもしくはシートに、正確な大きさ（例えば、１μｍ）の微小孔を均一に穿孔するよりも、約１桁上（例えば、粒径が８μｍ）の大きさの均一な真球（磁性ビーズ）をつくるほうが容易であること、などである。
【０００７】
上記課題を達成するために、本発明では以下の構成をとった。
すなわち、本発明は、図１に例示するように、固体物質７を含んだ原料流体を受け入れる被処理流体室４と、被処理流体室４の下部（又は底部）に設けた濾材層１１と、濾材層１１を支える流体透過性部材（支持体）９と、流体透過性部材（支持体）９の下方に設けた清浄流体室５とを備える濾取装置であって、その濾材層１１には磁性ビーズ６が密に充填されていることを特徴とする濾取装置１である。
【０００８】
本発明は、また、微小な固体物質を含む原料流体の処理方法も提供する。すなわち、
流体を通すが濾材を通さない流体透過性部材９の上に、磁性ビーズ（濾材）６を密に充填することによって、ビーズ間空隙孔（濾過穴の大きさ）が磁性ビーズの径（Ｄ）の約８分の１（Ｄ／８）の大きさの濾材層１１を形成させたのち、前記ビーズ間空隙孔よりも大きな固体物質７を含む原料流体をこの濾材層１１に通し、濾材層１１に捕捉された固体物質７と、濾材層１１を通過した清浄な流体とに分離することを特徴とする原料流体の処理方法である。
【０００９】
この処理方法は、見方を変えれば、次のようにも言える。すなわち、
捕捉したい最低の粒子径がｄの固体物質を含む原料流体を、固体物質と清浄な流体とに分離する処理方法において、流体を通すが濾材を通さない流体透過性部材９の上に粒子径が約８ｄ近辺に揃った磁性ビーズを密に充填した濾材層１１を形成させたのち、固体物質を含む原料流体をこの濾材層１１に通し、濾材に捕捉された固体物質と濾材層を通過した清浄な流体とに分離することを特徴とする原料流体の処理方法、である。
【００１０】
なお、本明細書では、採取する意味合いが強い場合を「濾取」といい、除去する意味合いが強い場合を「濾過」というが、両者は必ずしも厳密に区別できるものではない。
また、微小な固体物質を含む原料流体の流体が液体の場合は、原水、原料液、被処理液などといい、流体が気体の場合は、原料ガス、被処理ガス、汚染空気などという。
【００１１】
＜作用＞
各々の粒子径が全く等しい多数の真球（粒径Ｄ）を最密充填した場合の粒子間空隙は、数学的には、Ｄ／６．４５の大きさの細孔をもつ空隙と計算される。ところで、実際に用いる磁性ビーズの粒径（平均値：Ｄ）は多少のバラツキがあるので、これらを密に充填した粒子間空隙は、約Ｄ／８である。すなわち、用いた磁性ビーズの粒径よりも概ね一桁低い細孔を均一にもつ粒子間空隙が得られる。この粒子間空隙を利用して、液体や排気ガスに存在する懸濁性又は浮遊性固体物質を濾取又は濾過することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、濾材を使い捨てにするのではなく、これを繰り返し使用する（半永久的な使用が可能な）装置又は方法を提供できる。また、単に、原料流体中に存在する不純物の固体物質を濾過して除くだけではなく、原料流体中に存在する目的の固体物質を採取（濾取）したり、大きさの順に分別したりする装置又は方法、あるいは、固体物質と清澄濾液（又は清浄な気体等）とに分離するための装置又は方法を提供できる。
本発明の装置は、超純水製造用等の各種の濾過装置又は濾取装置、家庭用又は産業用の浄水器、あるいは空気清浄器、エアフィルタ、排気ガス用フィルタなどに好適に使用できる。また、簡単な操作で濾材を洗浄・再使用できるので、新品と交換する手間及び費用がかからない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明を更に詳しく説明する。
本発明の濾取装置は、先に述べたように、固体物質７を含んだ原料流体を受け入れる被処理流体室４と、被処理流体室４の下部（又は底部）に設けた濾材層１１と、濾材層１１を支える流体透過性部材（支持体）９と、流体透過性部材（支持体）９の下方に設けた清浄流体室５とを備える濾取装置であって、その濾材層１１には磁性ビーズ６が密に充填されていることを特徴とする濾取装置１である。
【００１４】
ここで、上記濾取装置においては、被処理流体室４と、濾材層１１と、流体透過性部材（支持体）９と、清浄流体室５とは、一体構成とすることが好ましい。
更に、磁性ビーズを吸引するために、磁石（電磁石）８を付設することが好ましい。ただし、このときの磁石（電磁石）８は上記一体構成物に一体的に組み付けることも、また、別体とすることもできる。
【００１５】
また、均一な濾取又は濾過をするためには、磁性ビーズの粒径（Ｄ）は揃っているほうが好ましい。「粒径が揃っている」とは、磁性ビーズの粒径のバラツキを変動係数で表すとき、２０％以下を意味し、好ましくは１５％以下である。粒径が揃った磁性ビーズを用いることにより、均一な粒子間空隙（濾過穴）を有する濾材層（濾過層）を作ることができ、その際の粒子間空隙孔径は、磁性ビーズ群の平均粒径の約８分の１（Ｄ／８）となる。すなわち、所定の粒径の磁性ビーズを用いて、０．１〜４０μｍの範囲で、穴の大きさが所望の大きさの濾材層（濾過層）を任意につくることができる。
【００１６】
なお、ビーズ径が小さく揃った磁性ビーズ（濾材）６を用いた場合には、これを保持する流体透過性部材（支持体）９の孔の大きさは、その磁性ビーズ６を流出させないように小さくしなければならない。そうすると、流体透過性部材９での濾過抵抗が大きくなり、ここで目詰まりも生じやすくなる。これを防ぐため、磁性ビーズ（濾材）６を充填した濾材層１１と流体透過性部材（支持体）９との間に、前記磁性ビーズ６よりも大きく、重くかつビーズ径が揃った別の磁性ビーズを密に充填した下敷層１５を形成することによって、流体透過性部材（支持体）９の孔径を大きめに設計することも可能である（図４参照）。
【００１７】
本発明は、また、上記図１の濾取装置を複数個連結した多段濾取装置であって、各段の濾材層１１に充填した磁性ビーズの粒径は、下流側よりも上流側のほうが大きいことを特徴とする多段濾取装置（分級装置）３も提供する（図５参照）。
【００１８】
本発明は、先に述べたように、更に、微小な固体物質を含む原料流体の処理方法も提供する。すなわち、
流体を通すが濾材を通さない流体透過性部材９の上に、磁性ビーズ（濾材）６を密に充填することによって、ビーズ間空隙孔（濾過穴の大きさ）が磁性ビーズの径の約８分の１（Ｄ／８）の大きさの濾材層１１を形成させたのち、前記ビーズ間空隙孔よりも大きな固体物質７を含む原料流体をこの濾材層１１に通し、濾材層１１に捕捉された固体物質７と、濾材層１１を通過した清浄な流体とに分離することを特徴とする原料流体の処理方法である。
【００１９】
このとき、均一な濾取又は濾過をするためには、磁性ビーズの粒径（Ｄ）は揃っているほうが好ましい。「粒径が揃っている」とは、先に述べた意味と同じである。粒径が揃った磁性ビーズを用いることにより、均一な粒子間空隙（濾過穴）を有する濾材層（濾過層）を作ることができる。
【００２０】
この処理方法は、次のようにも言える。すなわち、
捕捉したい最低の粒子径がｄの固体物質を含む原料流体を、固体物質と清浄な流体とに分離する処理方法において、流体を通すが濾材を通さない流体透過性部材９の上に粒子径が約８ｄ近辺に揃った磁性ビーズを密に充填した濾材層１１を形成させたのち、固体物質を含む原料流体をこの濾材層１１に通し、濾材に捕捉された固体物質と濾材層を通過した清浄な流体とに分離することを特徴とする原料流体の処理方法、である。
【００２１】
次に、用いる磁性ビーズ、その製造法、用いる部材、原料流体、操作圧力、濾材の洗浄方法などについて説明する。
（１）磁性ビーズ
本発明で用いる磁性ビーズは、球状の磁性粒子であり、好ましくは、磁性粉末をポリマーで包み込んだ球状複合粒子である。ここで、球状とは、真球状、球形に近い形状、多少回転楕円体に近い形状をも含み、最も好ましいものは、真球状である。磁性ビーズ（粒径：Ｄ）を相互に隙間なく充填することにより、ビーズ間空隙孔径（濾過穴の大きさ）が均一な濾材層（濾過層）を形成できるからである。また、製造も容易である。
【００２２】
用いる磁性ビーズは、また、ある一定値（最低）以上の粒子径を有する必要があり、その最低粒子径は、濾取すべき固体物質の最低粒子径との関係で決まってくる。通常、濾取すべき物質の最低粒子径（その粒径をｄとする）の約８倍である。ただし、濾取すべき固体物質の形状は、通常、不定形であるので、その固体物質の平面視における面積を実測し、これを同面積の円に置き換えたときの直径（平均値）をもって、固体物質の粒径とする。
磁性ビーズの最低粒子径は広い範囲をとることができ、通常は０．１μｍ〜３００μｍ、好ましくは１μｍ〜１００μｍである。磁性ビーズの形状が真球でなく歪な場合は、その磁性ビーズの平面視における面積を実測し、これを同面積の円に置き換えたときの直径（平均値）をもって、磁性ビーズの粒径とする。
【００２３】
本発明に使用する磁性ビーズはその表面に機能材料から成る被覆層を有していてもよい。機能材料は生化学的、機械的、電気的、磁気的、光学的、又は熱的性質を発現もしくは改良しうる性質を有し、少なくとも１種の有機材料、無機材料、有機無機複合材料およびこれらの２種以上の同種又は異種材料の混合物である。機能材料には生体親和性材料、紫外線を吸収ないし散乱する物質、顔料、染料、赤外線吸収剤、電磁波ないし放射線の吸収剤、各種蛍光体が含まれる。ここで、本発明において「生体親和性材料」とは、生体への毒性を持たず、また生体反応を引き起こさない材料をいう。
例えば、生体親和性材料としてヒドロキシアパタイト、多糖類及びその誘導体、デキストラン及びその誘導体、カルボキシル基やアミノ基を有する高分子材料、及びポリオレフィンと上記官能基を有するポリマーとの共重合体などが好ましい例として挙げられる。また被覆層として使用できる無機材料として、金属酸化物、金属ホウ化物、金属珪化物、金属炭酸塩、金属硫酸塩、金属窒化物、金属炭化物、金属硫化物等を挙げることができる。無機材料の具体例としては、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ａｌ、金、白金、銀などの金属、酸化チタン（チタンホワイト）、酸化亜鉛、酸化鉄（ベンガラ、黄色酸化鉄、鉄黒、超微粒子酸化鉄）、酸化鉛、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化セレン、アルミン酸ストロンチウム、マンガンドープ珪酸亜鉛、セリウムドープイットリウムシリケート、希土類シリケートなどの金属酸化物、水酸化アルミニウム、窒化チタン、窒化ジルコニウム、炭化珪素、窒化珪素、炭化硼素、窒化硼素などが挙げられる。
被覆層の厚みは分子オーダー（約１ｎｍ）から数ミクロンであるが、機能材料の種類や微小粒子径、応用分野により最適な厚みを選ぶことができる。
【００２４】
（２）磁性粉末
磁性ビーズの製造原料の磁性粉末としては、強磁性材料（フェロ磁性、フェリ磁性など自発磁化を有する磁性材料）、その他の磁性材料（特開２００１−１１４９０１号公報参照）も使えるが、好ましいものは軟磁性材料である。軟磁性材料は磁場の印加を除去した後に残る残留磁化の小さな材料であり、このような材料から構成される磁性粉末は洗浄再生する工程で粒子同士の磁気的凝集が低減されるため、分散・洗浄が容易となる。また、軟磁性材料の中でもソフトフェライトと呼ばれる材料が特に好ましい。ソフトフェライトとしては、例えば、マンガンジンクフェライトやニッケルジンクフェライトなどがある。磁性粉末の使用量は、ポリマー量１００重量部に対して１〜９０重量部が好ましく、５〜５０重量部が更に好ましい。
【００２５】
（３）ポリマー
磁性粉末を包み込むポリマーは、有機ポリマーまたは無機のポリマーが使用できる。有機ポリマーとしては、熱硬化性樹脂なども使用できるが、製造上の観点から熱可塑性樹脂が好ましく使用できる。
熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリアミド類、特に各種ナイロン、例えばナイロン６、ナイロン６６、ナイロン６１０、ナイロン６１２、ナイロン１１、ナイロン１２、ナイロン４６、ポリエステル類、例えばポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリメタクリル酸メチル、ポリテトラフルオロエチレン、ポリふっ化ビニリデン、ポリ酢酸ビニル、ポリアセタール、ポリスルホン、ポリスチレン、アクリル酸メチル・メタクリル酸メチルコポリマー、アクリルニトリル・スチレンコポリマー、エチレン・酢酸ビニルコポリマー（ＥＶＡ）、エチレン・アクリル酸コポリマー、エチレン・プロピレンコポリマー、ＡＢＳ樹脂（アクリルニトリル・ブタジエン・スチレンコポリマー）、熱可塑性弾性体、例えばスチレン・ブタジエンコポリマー等がある。
【００２６】
（４）磁性ビーズの製造方法
本発明で用いる磁性ビーズは、本発明者の一人が先に開発した球状複合粉体の製造方法（特開２００１−１１４９０１号公報）に従って、磁性粉末をポリマーで包み込んだ球状複合粒子として製造することができる。その方法は、熱可塑性樹脂及び磁性粉末からなる組成物を、前記組成物と相溶性のない分散媒と共に前記組成物の融点以上に加熱混合し、微粒子として分散した後、冷却することを特徴とするものである。これにより、０．１μｍ以上３００μｍ以下の磁性ビーズが容易に得られる。
【００２７】
（５）濾材層（濾過層）
被処理流体室の下部（又は底部）、あるいは、被処理流体室と清浄流体室の間に、流体を通すが磁性ビーズ（濾材）を通さない流体透過性部材（支持体）を設け、その上に（すなわち、被処理流体室側に）、磁性ビーズを充填した濾材層（濾過層）を形成させる。
濾材層（濾過層）の厚さは適宜選択できる。均一な濾過をするためには、磁性ビーズの平均粒径の５０〜５０００倍、好ましくは５０〜５００倍の濾材層とする。
【００２８】
（６）流体透過性部材（支持体）
流体透過性部材（支持体）の材質は、特に限定しない。金属繊維のメッシュ、セラミックの焼結体、ガラス繊維、ポリエチレンの繊維、ポリプロピレンの粉体の焼結体、セルロースの繊維などを用いることができる。支持体のメッシュの大きさ（目開き）は、濾材層に充填した磁性ビーズが流出しないように、その磁性ビーズの最低粒子径の約０．１〜０．８倍とする。
【００２９】
（７）上流体透過性部材（邪魔板）
原料流体を濾取装置に導入した際に濾材層が乱れないように、被処理流体室の上部には、濾材流出防止用の上流体透過性部材（邪魔板）を付設することが好ましい。また、この上流体透過性部材（邪魔板）を濾材層の直上に配置して濾材層全体を押さえつけるように固定してもよい。
【００３０】
（８）原料流体及び原料流体に含まれる固体物質
本発明に適用できる原料流体（液体又は気体）は、磁性ビーズを溶解・損傷しない限り特に限定されない。また、そこに含有する固体物質は、無機物でも有機物でもよい。このような固体物質を含む原料流体としては、例えば、サブミクロンないしミクロン級の固体物質（鉄サビ、異物、その他の不純物）を含む水道水、酵母、細菌、ウィルス等の黴菌類を含む汚染水、赤血球、白血球、血小板等の血中細胞を含む血液、核、ミトコンドリア、リソゾーム等の細胞内小器官のほかに未破砕の完全細胞（ｗｈｏｌｅ  ｃｅｌｌ）を含む細胞破砕液；１次〜２次処理後の汚水、大粒子を含む塗料用素材、生活排水、工業排水、各種の排気ガス、汚染空気などがある。
原料流体の粘度も特に限定されないが、液体である場合は、２．０×１０−４〜１Ｐａ・ｓであることが好ましく、２．０×１０−４〜１．０×１０−２Ｐａ・ｓであることが更に好ましい。
【００３１】
（９）操作圧力
本発明の処理方法における操作圧力、又は装置にかける圧力としては、各々の方法及び装置に適した圧力とする。常圧、加圧あるいは減圧を適宜に選択することができる。濾過速度を上げるためには、加圧又は減圧での操作が好ましい。
【００３２】
（１０）濾材の洗浄又は濾材層の再形成
濾取／濾過の運転を続けると、濾材層は固体物質によって目詰まりし、濾過速度が落ちてくる。そこで、目詰まりしてきた濾材層の磁性ビーズ（固体物質付き濾材層）を洗浄液に懸濁し、磁石の吸引力を利用して、濾材である磁性ビーズから固体物質を分けるとともに磁性ビーズを洗浄し、得られた磁性ビーズを再使用して濾材層を（再び）形成させ、引き続き濾取／濾過の運転を続けることができる。
なお、洗浄方法としては、種々の方法がとりうるが、例えば、洗浄液で逆洗する方法、洗浄液中で撹拌（撹拌羽根による撹拌、通気撹拌、転倒撹拌等）する方法、超音波洗浄などがある。
【実施例】
【００３３】
先ず、磁性ビーズの製造例を示す。
＜磁性ビーズの製造例＞
ダイセル化学工業（株）製のダイアミド１６４０（ナイロン１２）１ｋｇ及び堺化学（株）製のマンガンジンクフェライト微粉末３００ｇを量りとり、分散媒であるポリエチレングリコールＰ２０，０００（三洋化成工業（株）製）１．３ｋｇを加えよく混合し、更に２軸型加圧混練機中で２３０℃に均一に加熱しながら混合して、分散媒中にソフトフェライト内包ナイロン微粒子を含む混合物を得た。次に、得られた混合物を約１５０℃に冷却した後、これを水（展開溶媒）２０リットル中に投入・混合し、ソフトフェライト内包ナイロン複合体の懸濁液とした。遠心分離法及び濾過法によりソフトフェライト内包ナイロン複合体（磁性ビーズ）を分離し、加熱・乾燥し、粒径８０±１０μｍの真球状の磁性ビーズを得た。
【００３４】
以下、添付図面を参照しながら、本発明をさらに具体的に説明する。
図１は、本発明に係る第１実施例の濾取装置／濾過装置の概略構成図である。濾取装置／濾過装置１は、図示するように、被処理流体室４と、被処理流体室４の下部に設けた濾材層１１と、その濾材層１１を支える流体透過性部材（支持体）９と、流体透過性部材９の下方に設けた清浄流体室５と、電磁石８とを備えており、その濾材層１１では粒子径の揃った磁性ビーズ（濾材）が密に充填されている。また、被処理流体室４の上部には、上流体透過性部材（邪魔板）１０が配置され、そのやや下方の壁部に固体物質回収口１４が設けられている。
被処理流体供給口１２から流れ込んだ固体物質（例えば、異物）７を含む原料流体（例えば、水道水）は、そのまま上流体透過性部材（邪魔板）１０を通り抜け、そのうちの固体物質７が濾材層１１にて捕捉され、清浄流体だけが清浄流体室５を経て清浄流体排出口１３から排出される。濾過を続けると、濾材層１１が徐々に目詰まりし、濾過速度が次第に低下する。
【００３５】
そこで、濾過速度の低下を解除するために、濾取装置／濾過装置の濾材層１１を洗浄する。例えば、被処理流体供給口１２、清浄流体排出口１３及び固体物質回収口１４を塞ぎ、電磁石８に通電し磁石化した状態で、濾取装置／濾過装置全体を天地逆転させ、振り混ぜると、固体物質７を捕捉した濾材（磁性ビーズ）６は各々バラバラになり、磁性ビーズ６は電磁石８に吸引され、固体物質７は媒体中に均一に懸濁・分散する状態になる。固体物質回収口１４の栓をとれば、固体物質７が得られる（図２）。
その後、濾取装置／濾過装置の天地を元の状態に戻し、電磁石８への通電を止め、被処理流体供給口１２から原料流体を供給すれば、初めと同じ状態で（水道水の場合は、その水圧下に）濾過を行うことができる。
【００３６】
なお、上記電磁石に代えて、被処理流体室に固定されていない別体の永久磁石を用い、洗浄時に永久磁石を被処理流体室に近づけ、磁性ビーズを吸引する方法でもよい。また、濾取装置／濾過装置全体を天地転倒させるのではなく、流体の流路の切替による逆洗浄等でも構わない。
また、用いる磁性ビーズの比重が原料流体の比重よりも小さい場合には、上記濾取装置／濾過装置の天地を逆さにして濾過を行うことも可能であり、その場合の原料流体の流れる方向は上向流となる。
【００３７】
図３は、本発明に係る第２実施例の濾取装置／濾過装置で、流体が汚染空気や排気ガスなどの気体の場合に適する横置きタイプの概略構成図である。この場合、濾取装置／濾過装置を、図１のように垂直方向に立てて配置することもできるが、図３のように水平方向に倒して使うこともできる。その場合の原料流体（気体）の流れる方向は水平流となる。
さらに、原料流体が気体である場合には、明確に区切った清浄流体室を省くことも可能である。
【００３８】
図４は、本発明に係る第３実施例の濾取装置／濾過装置の概略構成図である。濾取（又は濾過）するべき固体物質が非常に小さいサブミクロン級となると、用いる磁性ビーズの粒径も小さくなり、また、これを流出させないような流体透過性部材（支持体）の目開き（孔の大きさ）も当然に細かくなる。そうすると、流体透過性部材の濾過抵抗が大きくなるとともに、流体透過性部材における目詰まりも生じる。これを防止するために考え出した濾取装置／濾過装置である。
図４に示すように、磁性ビーズを充填した濾材層１１と流体透過性部材９との間に、上記磁性ビーズよりも大きく、重く、かつ粒子径が揃った別の磁性ビーズを密に充填した下敷層１５を形成させる。下敷層１５の磁性ビーズの粒径は、濾材層１１における磁性ビーズの約８倍にすることができるので、流体透過性部材の目開きをその分だけ粗くすることができ、濾過抵抗を軽減できる。
【００３９】
図１又は図４の濾取装置／濾過装置を複数個連結すれば、多段濾取装置又は分級装置（篩）とすることができる。図５は、図１（第１実施例）の濾取装置／濾過装置を３段に直列に連結した多段濾取装置／分級装置（第４実施例）の概略構成図である。但し、各々の濾材層に充填する磁性ビーズの粒子径は、下流側よりも上流側のほうを大きくしている。
なお、被処理流体室と一段下の清浄流体室とは結合させて、共通の一室（すなわち、最下段の清浄流体排出口を除いて、途中に清浄流体排出口を設けない）としてもよい。
【００４０】
被処理流体室４及び清浄流体室５の材質は特に限定するものではないが、耐蝕性及び耐圧性の観点から、ガラス、陶磁器、ステンレス、プラスチック類等が好ましく用いられる。また、被処理流体室４及び清浄流体室５には、濾過の様子が観察できるように覗き窓を設けてもよい。固体物質回収口１４の設置位置も適宜に選択できる。
なお、磁石として電磁石を用いる場合は、一つ又は二以上の電磁石を不連続に被処理流体室４の外側面に配置しても良いし、取り外し可能なリボン状の電磁石を被処理流体室４の内側面に張り付くように配置してもよい。
【００４１】
次に、本発明の濾取装置／濾過装置を用いた実験例を示す。
（実験例）塗料中の過大粒子の除去
磁性ビーズは、先の製造例で得た磁性ビーズ（１００重量部のナイロン１２中にソフトフェライト３０重量部を含有せしめた真球状粒子）で、粒径８０±１０μｍのものを用いた。また、濾取装置／濾過装置としては、図１（第１実施例）に相当する装置（但し、被処理流体室が直径３０ｍｍの円筒状で濾材層の厚みが２ｍｍ）を用いた。原料液としては、過大粒子（１０μｍ以上）を含む塗料用無機顔料微粉の懸濁液を用いた。
上記濾取装置／濾過装置に原料液を供給して濾過したところ、１０μｍ以上の過大粒子は濾材層で捕捉されるのが観察された。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明に係る第１実施例の濾取装置／濾過装置（概略構成図）で、原水処理時の状態を説明する図である。
【図２】第１実施例の濾取装置／濾過装置における転倒撹拌・逆洗と固体物質の回収とを説明する図である。
【図３】本発明に係る第２実施例の濾取装置／濾過装置で、流体が気体の場合に適する横置きタイプの概略構成図である。
【図４】本発明に係る第３実施例の濾取装置／濾過装置の概略構成図である。
【図５】本発明に係る多段濾取装置／分級装置（第４実施例）の概略構成図である。
【符号の説明】
【００４３】
１、１ａ、１ｂ、１ｃ  濾取装置（濾過装置）
２  濾取装置（濾過装置）
３  多段の濾取装置（分級装置）
４  被処理流体室
５  清浄流体室
６  磁性ビーズ（濾材）
７  固体物質（懸濁性又は浮遊性の固体物質）
８  磁石（電磁石）
９  流体透過性部材（支持板）
１０  上流体透過性部材（邪魔板）
１１  濾材層（濾過層）
１２  被処理流体供給口
１３  清浄流体排出口
１４  固体物質回収口
１５  下敷層
【図１】
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【図２】
2005199163.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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