(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体を濾過するフィルタ用の繊維において、芯繊維と、該芯繊維を被覆する相当直径１〜１０００ｎｍの単繊維よりなるナノファイバとを有するフィルタ用繊維を、透液性の筒壁を有した筒体の外周に巻回してなる糸巻型フィルタ。
【請求項２】
請求項１において、該ナノファイバは電界紡糸ナノファイバであることを特徴とする糸巻型フィルタ。
【請求項３】
請求項１又は２において、アニオン交換基、カチオン交換基、及びキレート基からなる群の少なくとも１種の官能基が前記ナノファイバに付与されていることを特徴とする糸巻型フィルタ。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項において、前記芯繊維及び／又はナノファイバはフッ素系高分子よりなることを特徴とする糸巻型フィルタ。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項において、前記ナノファイバの相当直径が１０〜８００ｎｍであることを特徴とする糸巻型フィルタ。
【請求項６】
請求項５において、複数本の前記フィルタ用繊維又は該フィルタ用繊維とそれ以外の繊維とを撚りをかけて集束して繊維束を形成し、この繊維束を前記筒体に巻回したことを特徴とする糸巻型フィルタ。
【請求項７】
請求項５又は６に記載の糸巻型フィルタに被処理水を透過させることにより処理水を得ることを特徴とする水処理方法。
【請求項８】
請求項７において、被処理水が金属イオン濃度０．０５〜１０ｎｇ／Ｌの超純水であることを特徴とする水処理方法。
【請求項９】
請求項７又は８において、被処理水の温度が５０〜１００℃であることを特徴とする水処理方法。
【請求項１０】
アニオン交換基、カチオン交換基、及びキレート基からなる群の少なくとも１種の官能基が付与された相当直径１〜１０００ｎｍの単繊維よりなるナノファイバを芯繊維に被覆させてなる、流体を濾過するフィルタ用繊維を製造するフィルタ用繊維製造装置であって、
芯繊維を下方に供給する芯繊維供給手段と、
該芯繊維供給手段から供給された芯繊維に向って少なくとも１つの噴出孔からナノファイバ用樹脂を含んだポリマードープを噴出するポリマードープ吐出手段と、
該ポリマードープ吐出手段よりも下方に配置されており、少なくとも一部が該芯繊維を挟んで該ポリマードープ吐出手段と反対側に位置している導電性のターゲットと、
該ポリマードープ吐出手段と該ターゲットとの間に電圧を印加する電圧源と
を具備することを特徴とするフィルタ用繊維製造装置。
【請求項１１】
請求項１０において、前記ポリマードープ吐出手段は、前記芯繊維供給手段から供給された芯繊維の周囲を回転しながらポリマードープを噴出するように構成されていることを特徴とするフィルタ用繊維製造装置。
【請求項１２】
請求項１０又は１１において、ターゲットは、前記芯繊維が挿通される中心孔を有した環状のターゲットであることを特徴とするフィルタ用繊維製造装置。
【請求項１３】
請求項１１において、前記ターゲットは、前記ポリマードープ吐出手段と芯繊維を挟んで反対側に配置された板状であり、
該ターゲットとポリマードープ吐出手段とは、芯繊維を挟んで反対位置を占める位置関係を保ちながら、芯繊維の周囲を回転するように構成されていることを特徴とするフィルタ用繊維製造装置。
【請求項１４】
アニオン交換基、カチオン交換基、及びキレート基からなる群の少なくとも１種の官能基が付与された相当直径１〜１０００ｎｍの単繊維よりなるナノファイバを芯繊維に被覆させてなる、流体を濾過するフィルタ用繊維を製造するフィルタ用繊維製造装置であって、
導電性の芯繊維を下方に供給する芯繊維供給手段と、
該芯繊維供給手段から供給された芯繊維に向って少なくとも１つの噴出孔からナノファイバ用樹脂を含んだポリマードープを噴出するポリマードープ吐出手段と、
該ポリマードープ吐出手段と芯繊維との間に電圧を印加する電圧源と
を具備することを特徴とするフィルタ用繊維製造装置。
【請求項１５】
請求項１４において、ポリマードープ吐出手段が前記芯繊維の周囲を回転しながらポリマードープを噴出するように構成されていることを特徴とするフィルタ用繊維製造装置。
【請求項１６】
アニオン交換基、カチオン交換基、及びキレート基からなる群の少なくとも１種の官能基が付与された相当直径１〜１０００ｎｍの単繊維よりなるナノファイバを芯繊維に被覆させてなる、流体を濾過するフィルタ用繊維を製造するフィルタ用繊維製造方法であって、
芯繊維供給手段によって芯繊維を下方に供給し、
該芯繊維に向ってポリマードープ噴出手段の少なくとも１つの噴出孔からナノファイバ用樹脂を含んだポリマードープを噴出すると共に、
該ポリマードープ吐出手段よりも下方に配置されており、少なくとも一部が該芯繊維を挟んで該ポリマードープ吐出手段と反対側に位置している導電性のターゲットと、該ポリマードープ吐出手段との間に電圧を印加する
ことを特徴とするフィルタ用繊維製造方法。
【請求項１７】
アニオン交換基、カチオン交換基、及びキレート基からなる群の少なくとも１種の官能基が付与された相当直径１〜１０００ｎｍの単繊維よりなるナノファイバを芯繊維に被覆させてなる、流体を濾過するフィルタ用繊維を製造するフィルタ用繊維製造方法であって、
芯繊維供給手段によって導電性の芯繊維を下方に供給し、
該芯繊維に向ってポリマードープ噴出手段の少なくとも１つの噴出孔からナノファイバ用樹脂を含んだポリマードープを噴出すると共に、
該ポリマードープ吐出手段と芯繊維との間に電圧を印加する
ことを特徴とするフィルタ用繊維製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水、水溶液、有機溶媒等の液体の処理に好適に用いられるフィルタ用繊維を用いた糸巻型フィルタと、この糸巻型フィルタを用いた水処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造プロセスなどで用いられる超純水の高純度化処理のためにプリーツ型イオン交換フィルタが広く用いられている。このプリーツ型イオン交換フィルタは、不織布あるいは多孔質膜などの平膜をプリーツ型にしたものである。
【０００３】
プリーツ型イオン交換フィルタはプリーツの折り込み部分に流れが偏りやすく、上述のような極低濃度域では十分な除去率を得ることはできない。また、膜厚が薄いために破過が早く寿命が短い。除粒子の観点からも、上述の通り、長寿命、高除去性能化が課題となっている。イオン除去率を向上させるため、膜厚を厚くしたり、膜の細孔を小さくすると、透水性が犠牲となるという問題があった。
【０００４】
液体の濾過処理に用いられる糸巻型フィルタとして、多数の孔が開いた筒体の外周にイオン交換繊維を巻回したものが周知である（例えば下記特許文献１，２）。
【０００５】
繊維径がナノメーターオーダーである極細のナノファイバの製造方法として電界紡糸法（静電紡糸法）が公知である（下記特許文献３，４等）。
【特許文献１】特開昭６３−３１５１０９
【特許文献２】特開平７−４７２４２
【特許文献３】特開２００７−９２２３７
【特許文献４】特開２００６−１４４１３８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
イオン交換繊維の単繊維をそのまま筒体に巻回したのでは、繊維の比表面積が小さく、十分な濾過性能を得ることができないことが多い。
【０００７】
本発明は、上記従来の問題点を解決し、比表面積が大きいフィルタ用繊維を用いた糸巻型フィルタと、この糸巻型フィルタを用いた水処理方法と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】
【０００８】
請求項１の糸巻型フィルタは、流体を濾過するフィルタ用の繊維において、芯繊維と、該芯繊維を被覆する相当直径１〜１０００ｎｍの単繊維よりなるナノファイバとを有するフィルタ用繊維を、透液性の筒壁を有した筒体の外周に巻回してなるものである。
【０００９】
請求項２の糸巻型フィルタは、請求項１において、該ナノファイバは電界紡糸ナノファイバであることを特徴とするものである。
【００１０】
請求項３の糸巻型フィルタは、請求項１又は２において、アニオン交換基、カチオン交換基、及びキレート基からなる群の少なくとも１種の官能基が前記ナノファイバに付与されていることを特徴とするものである。
【００１１】
請求項４の糸巻型フィルタは、請求項１ないし３のいずれか１項において、前記芯及び／又はナノファイバはフッ素系高分子よりなることを特徴とするものである。
【００１２】
請求項５の糸巻型フィルタは、請求項１ないし４のいずれか１項において、前記ナノファイバの相当直径が１０〜８００ｎｍであることを特徴とするものである。
【００１３】
請求項６の糸巻型フィルタは、請求項５において、複数本の前記フィルタ用繊維又は該フィルタ用繊維とそれ以外の繊維とを撚りをかけて集束して繊維束を形成し、この繊維束を前記筒体に巻回したことを特徴とするものである。
【００１４】
請求項７の水処理方法は、請求項５又は６に記載の糸巻型フィルタに被処理水を透過させることにより処理水を得ることを特徴とするものである。
【００１５】
請求項８の水処理方法は、請求項７において、被処理水が金属イオン濃度０．０５〜１０ｎｇ／Ｌの超純水であることを特徴とするものである。
【００１６】
請求項９の水処理方法は、請求項７又は８において、被処理水の温度が５０〜１００℃であることを特徴とするものである。
請求項１０のフィルタ用繊維製造装置は、アニオン交換基、カチオン交換基、及びキレート基からなる群の少なくとも１種の官能基が付与されたナノファイバを芯繊維に被覆させてなる、流体を濾過するフィルタ用繊維を製造するフィルタ用繊維製造装置であって、芯繊維を下方に供給する芯繊維供給手段と、該芯繊維供給手段から供給された芯繊維に向って少なくとも１つの噴出孔からナノファイバ用樹脂を含んだポリマードープを噴出するポリマードープ吐出手段と、該ポリマードープ吐出手段よりも下方に配置されており、少なくとも一部が該芯繊維を挟んで該ポリマードープ吐出手段と反対側に位置している導電性のターゲットと、該ポリマードープ吐出手段と該ターゲットとの間に電圧を印加する電圧源とを具備することを特徴とするものである。
請求項１１のフィルタ用繊維製造装置は、請求項１０において、前記ポリマードープ吐出手段は、前記芯繊維供給手段から供給された芯繊維の周囲を回転しながらポリマードープを噴出するように構成されていることを特徴とするものである。
請求項１２のフィルタ用繊維製造装置は、請求項１０又は１１において、ターゲットは、前記芯繊維が挿通される中心孔を有した環状のターゲットであることを特徴とするものである。
請求項１３のフィルタ用繊維製造装置は、請求項１１において、前記ターゲットは、前記ポリマードープ吐出手段と芯繊維を挟んで反対側に配置された板状であり、該ターゲットとポリマードープ吐出手段とは、芯繊維を挟んで反対位置を占める位置関係を保ちながら、芯繊維の周囲を回転するように構成されていることを特徴とするものである。
請求項１４のフィルタ用繊維製造装置は、アニオン交換基、カチオン交換基、及びキレート基からなる群の少なくとも１種の官能基が付与されたナノファイバを芯繊維に被覆させてなる、流体を濾過するフィルタ用繊維を製造するフィルタ用繊維製造装置であって、導電性の芯繊維を下方に供給する芯繊維供給手段と、該芯繊維供給手段から供給された芯繊維に向って少なくとも１つの噴出孔からナノファイバ用樹脂を含んだポリマードープを噴出するポリマードープ吐出手段と、該ポリマードープ吐出手段と芯繊維との間に電圧を印加する電圧源とを具備することを特徴とするものである。
請求項１５のフィルタ用繊維製造装置は、請求項１４において、ポリマードープ吐出手段が前記芯繊維の周囲を回転しながらポリマードープを噴出するように構成されていることを特徴とするものである。
請求項１６のフィルタ用繊維製造方法は、アニオン交換基、カチオン交換基、及びキレート基からなる群の少なくとも１種の官能基が付与されたナノファイバを芯繊維に被覆させてなる、流体を濾過するフィルタ用繊維を製造するフィルタ用繊維製造方法であって、芯繊維供給手段によって芯繊維を下方に供給し、該芯繊維に向ってポリマードープ噴出手段の少なくとも１つの噴出孔からナノファイバ用樹脂を含んだポリマードープを噴出すると共に、該ポリマードープ吐出手段よりも下方に配置されており、少なくとも一部が該芯繊維を挟んで該ポリマードープ吐出手段と反対側に位置している導電性のターゲットと、該ポリマードープ吐出手段との間に電圧を印加することを特徴とするものである。
請求項１７のフィルタ用繊維製造方法は、アニオン交換基、カチオン交換基、及びキレート基からなる群の少なくとも１種の官能基が付与されたナノファイバを芯繊維に被覆させてなる、流体を濾過するフィルタ用繊維を製造するフィルタ用繊維製造方法であって、芯繊維供給手段によって導電性の芯繊維を下方に供給し、該芯繊維に向ってポリマードープ噴出手段の少なくとも１つの噴出孔からナノファイバ用樹脂を含んだポリマードープを噴出すると共に、該ポリマードープ吐出手段と芯繊維との間に電圧を印加することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明（請求項１）の糸巻型フィルタのフィルタ用繊維は、芯繊維をナノファイバで被覆したものであり、繊維の比表面積が大きい。そのため、このフィルタ用繊維を筒体外周に巻回してなる糸巻型フィルタは、濾過性能に優れたものとなる。
【００１８】
このナノファイバとしては電界紡糸ナノファイバが好適である（請求項２）。
【００１９】
上記のナノファイバにアニオン交換基、カチオン交換基又はキレート基を付与することにより、糸巻型フィルタにイオン交換性能が付与される（請求項３）。
【００２０】
芯繊維やナノファイバの素材としてはフッ素樹脂が好適である（請求項４）。
このフィルタ用繊維は、請求項１０〜１７の装置及び方法によって製造することができる。
【００２１】
繊維を筒体に巻回するに際しては、複数本の上記フィルタ用繊維を撚って繊維束とし、この繊維束を巻回するのが好ましい（請求項６）。この撚り繊維の繊維束には、繊維同士の間に微小な隙間が存在する。この隙間は、繊維束巻回体層の全体に均等に分布して存在するので、水が濾過層（繊維束巻回体層）の全体を満遍なく透過するようになり、十分に濾過流量を確保しつつ、水質の良い濾過水を得ることができるようになる。
【００２２】
本発明の糸巻型フィルタは、超純水などの製造に用いるのに好適である（請求項７，８）。なお、近年、５０℃以上の高温水を処理することが電子部品製造工程で必要とされることがある。芯繊維やナノファイバとして耐熱性の高い素材のものを用いることにより、このような高温水も十分に処理することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、図面を参照して本発明について詳細に説明する。第１図は実施の形態に係る糸巻型フィルタの筒軸と垂直方向の断面図である。
【００２４】
この糸巻型フィルタ１は、水透過性の筒体２と、この筒体２の外周に巻回されたナノファイバ被覆繊維の巻回体層３とを備えている。
【００２５】
筒体２は円筒状であり、直径１〜１００ｍｍ程度の小孔２ａを開口率３０〜９９％、特に５０〜８０％程度となるように設けたものである。なお、筒体２を多孔質の金属又はセラミックス焼結体のように透水性材料にて構成し、小孔２ａを省略してもよい。
【００２６】
筒体２の内径は１０〜１００ｍｍ程度が好適であるが、これに限定されない。筒体２の肉厚は１〜１０ｍｍ程度が好適であるが、これに限定されない。
【００２７】
なお、筒体２の長手方向の両端にフランジを設けてもよい。
【００２８】
繊維の巻回体層３の外周及び／又は内周にさらに別の濾材が巻回されてもよい。巻回体層３を取り巻くように外筒が配置され、この外筒が上記フランジに連結されてもよい。フランジや外筒を連結する場合、接着剤を使用すると、成分の溶出のおそれがあるので、これらを熱融着性材料にて構成し、熱融着によって接合するのが好ましい。熱融着性材料としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ＥＶＡ、ポリウレタン、アクリルなどが例示されるが、これらに限定されない。
【００２９】
［繊維及び繊維束の説明］
次に、巻回体層３を構成する繊維及び繊維束について説明する。
【００３０】
巻回体層３は、芯繊維をナノファイバで被覆したフィルタ用繊維を複数本、撚りをかけて集束したものである。
【００３１】
芯繊維としては、相当直径が０．００５〜５ｍｍ特に０．０５〜１ｍｍ程度の細い繊維が好適である。「相当直径」とは、（相当直径）＝４×（断面積）／（断面の外周長さ）によって定義される。また、芯繊維として、複数本の繊維を集束したもの、あるいは単繊維を使用することができる。
【００３２】
ナノファイバとしては、好ましくは相当直径１〜１０００ｎｍ特に１０〜８００ｎｍの著しく細い単繊維を用いる。このように著しく細い繊維は、比表面積が大きく、被処理水中の被分離物質の除去性能が高い。
【００３３】
芯繊維にナノファイバを被覆するには、第３図のように、糸巻ロール２０から芯繊維２１を巻き出し、巻取ロール２２に巻き取らせるようにし、芯繊維２１の送行路の途中に金属等の導電材よりなる対向基板（ターゲット）２３を配置し、芯繊維２１を挟んで対向基板２３と反対側にポリマードープ噴出用シリンダ２４を配置し、電圧源２５によってシリンダ２４と対向基板２３との間に高電圧（例えば１０〜１００ｋＶ、電圧勾配としては２５〜１０００ｋＶ／ｍ）を印加しつつ、シリンダ２４の先端のノズル２４ａからナノファイバ用樹脂を含んだポリマードープを芯繊維２１に向けて噴出させるのが好適である。ノズル２４ａの口径は０．０５〜５ｍｍ程度が好適である。
【００３４】
シリンダ２４と対向基板（ターゲット）２３とは、固定設置されていてもよく、回転装置（図示略）によって、シリンダ２４と対向基板２３とが芯繊維２１を挟んで反対位置を占めた位置関係を保ちながら芯繊維２１の周囲を回転するように構成されてもよい。
【００３５】
ナノファイバーの吹き付けは第４図〜第１０図の装置によっても行うことができる。
【００３６】
第４図は板状の対向基板２３の代わりに、芯繊維が中心孔に挿通される環状のターゲット２６を用いたものであり、その他の構成は第３図と同様である。このターゲット２６は、この実施の形態では真円形のリング状の導電体であり、その中心孔の軸心位置に芯繊維２１が通されている。
【００３７】
第４図では、このターゲット２６は固定設置されているが、第５図のように、このターゲット２６をそれ自身の軸心回りに回転させてもよい。
【００３８】
第６図のようにシリンダ２４を２本又は３本以上配置してもよい。
【００３９】
第７図のように、ノズル２４ａ付近及びその近傍の芯繊維２１を取り巻く金属等の導電体よりなる円筒形のカバー２７を設けると共に、該カバー２７とターゲット２６との間に電圧源２８によって電圧を印加し、この印加電圧による電場によってナノファイバーの吐出方向を制御してもよい。
【００４０】
シリンダ２４の代わりに、第８図に示すように回転式吐出装置２９を用いてもよい。この回転式吐出装置２９は、芯繊維２１が挿通された中心孔を有する環形部材であり、該中心孔の外側底面に複数のノズル孔が設けられている。ポリマードープはこのノズル孔から芯繊維２１に向って噴出される。ポリマードープは、吐出装置２９内に設けられたポンプ（図示略）あるいは遠心力によって加圧される。吐出装置２９は、その中心孔回りにモータ（図示略）によって回転駆動される。
【００４１】
芯繊維が繊維本来の特性もしくは導電性液体の塗付などにより導電性を有している場合は、第９図のように吐出装置２９と芯繊維２１との間に電圧を印加してもよい。また、第１０図のように、シリンダ２４と芯繊維２１との間に電圧を印加してもよい。電圧源２５と芯繊維２１とを導通させるには、導電性のローラ（図示略）と芯繊維２１とを接触させると共に、このローラと電圧源２５とを接続すればよい。
【００４２】
第４図〜第１０図のその他の構成は第３図と同様であり、同一符号は同一部分を示している。
【００４３】
なお、第３図〜第１０図に示す装置において、各電圧源２５，２８の正負を図示とは逆にしてもよい。
【００４４】
ポリマードープの組成としては、フッ素樹脂１０〜３０ｗｔ％、ポリエーテル０〜１０ｗｔ％、溶剤６０〜９０ｗｔ％が例示される。溶剤としては、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール等のアルコール、Ｎ−メチルピロリドン、ジメチルホルムアミド、フッ素系溶媒などが好適であるが、前記溶剤１００体積部に対して水を１０〜１０００体積部混合した混合溶媒も好適である。
【００４５】
ナノファイバの被覆量は、芯繊維に対し１０〜１０００ｗｔ％程度が好ましい。
【００４６】
このナノファイバは、カチオン交換基、アニオン交換基及びキレート基の少なくとも１種が付与されていることが好ましく、これにより糸巻型フィルタにイオン除去性能が付与される。なお、芯繊維にも同様の官能基が付与されてもよい。
【００４７】
芯繊維やナノファイバの材料としては、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイドなどのポリエーテル、ＰＴＦＥ、ＣＴＦＥ、ＰＦＡ、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）などのフッ素樹脂、ポリ塩化ビニルなどのハロゲン化ポリオレフィン、ナイロン−６、ナイロン−６６などのポリアミド、ユリア樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ポリスチレン、セルロース、酢酸セルロース、硝酸セルロース、ポリエーテルケトン、ポリエーテルケトンケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリアミドイミド、ポリベンゾイミダゾール、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリフェニレンサルファイド、ポリアクリルニトリル、ポリエーテルニトリル、ポリビニルアルコールおよびこれらの共重合体などの素材が使用できるが、この限りではない。特に１種類の素材に限定されることはなく、必要に応じて種々の素材を選択できる。ただし、５０℃以上の高温水の処理に用いるときには、フッ素系高分子が好適である。なお、フッ素系高分子にポリオレフィン、ポリエーテル等の他のポリマーを混合してもよい。
【００４８】
ナノファイバあるいはさらに芯繊維にイオン交換能を与える場合、イオン交換基としては、スルホン酸基、リン酸基、ホスホン酸基、ホスフィン酸基、カルボン酸基、水酸基、フェノール基、４級アンモニウム基、１〜３級アミン基、ピリジン基、アミド基、などがあるがこの限りではない。これらの官能基はＨ型、ＯＨ型だけでなく、Ｎａなどの塩型であってもよい。本発明では、これらの官能基が少なくとも一種類以上導入された糸を使用してもよいし、それぞれ異なったイオン交換基が導入された糸を複数種用いて、異なる交換基をもつ複合フィルタとしてもよい。
【００４９】
官能基の導入方法は単繊維の素材材質によって異なり、適当な導入方法を選択する。例えば、ポリスチレンの場合、硫酸溶液中にパラホルムアルデヒドを適量添加し、加熱架橋することで、スルホン酸基の導入が可能である。ポリビニルアルコールの場合は、水酸基に、トリアルコキシシラン基やトリクロロロシラン基、あるいはエポキシ基などを作用させることなどにより、官能基を導入することができる。材質によって直接官能基を導入できない場合は、まず、スチレンなどの反応性の高いモノマー（反応性モノマーと呼ぶ）を導入した上で、官能基を導入するといったような、２段階以上の導入操作を経て、目的とする官能基を導入しても良い。これらの反応性モノマーとしては、グリシジルメタクリレート、スチレン、クロロメチルスチレン、アクロレイン、ビニルピリジン、アクリロニトリルなどがあるが、この限りではない。官能基は、ナノファイバ化する前に導入されていてもよいが、繊維を集束する際に、イオン交換能を有する高分子や樹脂を溶解あるいは微粉砕したものを、塗布したり、混練したり、化学反応によって結合させることによって、イオン交換基を導入しても良い。官能基を導入したフッ素系高分子としては、市販のナフィオン（登録商標）などが例示される。
【００５０】
この芯繊維にナノファイバを被覆した繊維を集束して繊維束を形成する場合、集束の本数は３〜３０００本特に１０〜１０００本程度が好ましい。この単繊維は、撚りをかけて集束するが、その際の撚りはＳ撚り、Ｚ撚りなどのいずれでもよい。撚りのターン数は３〜１０００ターン／ｃｍ特に１０〜１００ターン／ｃｍ程度が好ましい。
【００５１】
ナノファイバ被覆繊維のみを集束してもよく、ナノファイバ被覆繊維と他の繊維とを集束してもよい。他の繊維としては、上記の芯繊維が例示される。
【００５２】
この繊維束を巻回して形成した巻回体層３の層厚は２〜１００ｍｍ特に１０〜５０ｍｍ程度が好適である。この層厚が過度に小さいと、濾過性能が不足し、過大であると通水圧損が過度に高くなる。
【００５３】
このように構成された糸巻型フィルタ１を用いて水処理を行う場合、被処理水は巻回体層３の外周面から巻回体層３を厚さ方向（第１図の求心方向）に透過し、小孔２ａから筒体２内に流入し、濾過水として取り出される。ただし、被処理水を筒体２内に供給し、小孔２ａから巻回層体３を厚さ方向（第１図の放射方向）に透過させ、巻回体層３の外周面から濾過水を流出させるようにしてもよい。
【００５４】
本発明は、金属イオン濃度０．０５〜１０ｎｇ／Ｌの超純水を濾過処理し、金属イオン濃度を０．１ｎｇ／Ｌ以下程度にする場合に用いるのに好適である。
【００５５】
第２図は、第１図の糸巻型フィルタ１を組み込んだフィルタカートリッジの一例を示す断面図である。
【００５６】
このフィルタカートリッジ１０は、被処理水の流入口１１と濾過水の流出口１２とを有したケーシング１３内に、糸巻型フィルタ１を、筒軸方向が上下方向となるように配置したものである。
【００５７】
糸巻型フィルタ１の下面には、筒体２の一端側を閉塞するエンドプレートを兼ねたフランジ４が設けられている。糸巻型フィルタ１の上端面にはフランジ５が設けられ、巻回体層３はこれらのフランジ４，５間において筒体２に巻回されている。筒体２の上端は、上方に延出し、その先端に連結用フランジ２ｂが設けられている。
【００５８】
流出口１２には、濾過水取出管１４が連なっている。この取出管１４の下端にフランジ１４ａが設けられ、上記筒体２のフランジ２ｂと連結されている。
【００５９】
被処理水は、流入口１１からケーシング１３内に導入され、糸巻型フィルタ１の巻回体層３を求心方向に透過し、小孔２ａから筒体２内に流入し、取出管１４、流出口１２を介して取り出される。
【実施例】
【００６０】
［実施例１］
市販のナフィオン（スルホン酸基導入ポリテトラフルオロエチレン）８０重量部を水３４重量部とメタノール４５重量部（合計２０重量部）の混合溶媒に溶解させ、さらにポリエチレンオキサイド１重量部を溶解させてナノファイバ製造用ポリマードープを調製した。
【００６１】
このポリマードープを第３図のシリンダに供給し、芯繊維にナノファイバを被覆させた。芯繊維は、クレハ製ＰＶＤＦ繊維Ｓｅａｇｅｒ  Ａｃｅ  ０．４（繊維径１００μｍ）である。その他の条件は次の通りである。
芯繊維の送り速度：２ｍ／ｍｉｎ
ノズル口径：３００μｍ
ノズルからの噴出量：０．１ｍＬ／ｍｉｎ
ノズルとターゲットとの距離：２３０ｍｍ
印加電圧：５０ｋＶ
【００６２】
これにより、芯繊維１００重量部が３００重量部のナノファイバで被覆された複合繊維（フィルタ用繊維）が製造された。この複合繊維の繊維径は２００μｍであった。
【００６３】
このフィルタ繊維を４０本、５ターン／ｃｍにて撚りをかけながら集束し、直径２ｍｍの繊維束とした。これを、外径４０ｍｍの有孔筒に巻き付けて糸巻型フィルタとした。巻きつけた後の糸巻型フィルタの直径は８０ｍｍであった。この糸巻型フィルタを用いて第２図に示すフィルタカートリッジを製作した。
【００６４】
作製したフィルターカートリッジを５％の塩酸で十分に洗浄した後、超純水で塩酸を洗い流した。その後、被処理水の金属（Ｎａ，Ｍｇ，Ａｌ，Ｋ，Ｃａ，Ｃｒ，Ｆｅ，Ｃｕ，Ｚｎ）濃度が１０ｎｇ／Ｌになるように原子吸光用標準液を超純水に添加した常温の試験水２０Ｌ／ｍｉｎで通水処理した。処理水中の金属濃度を測定した結果を表１に示す。測定はサンプリング水を濃縮してからＩＣＰＭＳ（横河アナリティカルシステムズＡｇｉｌｅｎｔ−４５００）で分析することにより行った。
【００６５】
［実施例２］
実施例１で使用したフィルターに８０℃の上記試験水を上記通水速度で通水したところ、通水前後でＴＯＣ値は１．０μｇ／Ｌで変化無かった。表１の通り、通水２時間後の金属濃度は全て０．１ｎｇ／Ｌであった。
【００６６】
［比較例１］
イオン交換不織布、ポリスルホン多孔質膜、ポリプロピレン不織布（流路材）を積層しプリーツ型フィルターを作製した。このプリーツ型フィルターに常温の上記試験水を上記通水速度で通水した。
【００６７】
［比較例２］
比較例１で使用したフィルターに８０℃の上記試験水を上記通水速度で通水したところ、通水前のＴＯＣ値１．０μｇ／Ｌが通水後に２．３μｇ／Ｌに上昇した。
【００６８】
【表１】
0005131756.tif 000002
【００６９】
表１の通り、本発明によると、高温水であっても十分に金属イオンを除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】実施の形態に係る糸巻型フィルタの断面図である。
【図２】フィルタカートリッジの断面図である。
【図３】ナノファイバ被覆繊維の製造方法を示す模式的な側面図である。
【図４】ナノファイバ被覆繊維の製造方法を示す模式的な側面図である。
【図５】ナノファイバ被覆繊維の製造方法を示す模式的な側面図である。
【図６】ナノファイバ被覆繊維の製造方法を示す模式的な側面図である。
【図７】ナノファイバ被覆繊維の製造方法を示す模式的な側面図である。
【図８】ナノファイバ被覆繊維の製造方法を示す模式的な側面図である。
【図９】ナノファイバ被覆繊維の製造方法を示す模式的な側面図である。
【図１０】ナノファイバ被覆繊維の製造方法を示す模式的な側面図である。
【符号の説明】
【００７１】
１  糸巻型フィルタ
２  通水抵抗
２ａ  小孔
２ｂ  フランジ
３  巻回体
１０  フィルタカートリッジ
２１  芯線
２３  対向電極
２４  シリンダ
２４ａ  ノズル
２６  ターゲット
【図１】
0005131756.tif 000003
【図２】
0005131756.tif 000004
【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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