特許 6334426 濾過用フィルター

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6334426

(24)【登録日】2018年5月11日

(45)【発行日】2018年5月30日

(54)【発明の名称】濾過用フィルター

(51)【国際特許分類】

   B01D 29/48 20060101AFI20180521BHJP

   B01D 29/46 20060101ALI20180521BHJP

   B01D 39/20 20060101ALI20180521BHJP

【ＦＩ】

   B01D29/48 D

   B01D29/46 A

   B01D29/46 B

   B01D39/20 A

【請求項の数】17

【全頁数】22

(21)【出願番号】特願2015-25651(P2015-25651)

(22)【出願日】2015年2月12日

(65)【公開番号】特開2016-147230(P2016-147230A)

(43)【公開日】2016年8月18日

【審査請求日】2017年3月8日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003078

【氏名又は名称】株式会社東芝

(73)【特許権者】

【識別番号】598076591

【氏名又は名称】東芝インフラシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001634

【氏名又は名称】特許業務法人 志賀国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】杉原 良

(72)【発明者】

【氏名】菊池 靖崇

(72)【発明者】

【氏名】深谷 太郎

(72)【発明者】

【氏名】山梨 伊知郎

(72)【発明者】

【氏名】田中 夕佳

(72)【発明者】

【氏名】内村 泰造

【審査官】 目代 博茂

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭６０−０４１５１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−２１０１１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２０７１５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０３−２８１７４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０４６９３８３５（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特開昭６０−０１９０１７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ０１Ｄ３９／００−３９／２０

Ｂ０１Ｄ２９／４４−２９／４８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

線材を面状に配列させた濾過体と、前記濾過体を支持する支持部材と、を有する濾過用フィルターであって、
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、
前記濾過体のうち、被濾過液が流入する一次面側は平坦面であり、
少なくとも前記平坦面に複数の微細構造物が形成され、
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つの形状であって、
前記微細構造物の形成密度は、１．２〜１０．０個／μｍ^２の範囲である濾過用フィルター。

【請求項2】

前記濾過体は、前記線材をコイル状に巻回させた筒状体からなる請求項１記載の濾過用フィルター。

【請求項3】

前記濾過体は、複数の前記線材を一平面上に平行に並列させた平板体からなる請求項１記載の濾過用フィルター。

【請求項4】

前記隙間は、前記一次面側から、被濾過液が流出する二次面側に向けて幅が広がっている請求項１ないし３いずれか一項記載の濾過用フィルター。

【請求項5】

前記線材は、延伸方向に対して直角な断面形状が三角形、または台形を成す請求項１ないし４いずれか一項記載の濾過用フィルター。

【請求項6】

前記微細構造物は、前記隙間の内表面にも形成されている請求項１ないし５いずれか一項記載の濾過用フィルター。

【請求項7】

前記支持部材は、少なくとも被濾過液が流出する二次面側に形成される請求項１ないし６いずれか一項記載の濾過用フィルター。

【請求項8】

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７いずれか一項記載の濾過用フィルター。

【請求項9】

互いに隣接する前記線材間の隙間の幅をｓ、前記線材の配列方向に沿った前記線材の幅をｗと規定した時に、式１で表される前記一次面の面積に対する前記隙間の面積を示す開口率Ｇは、０．２％以上、２０％以下であり、前記隙間の幅ｓは、１０μｍ以上、５ｍｍ以下である請求項８記載の濾過用フィルター。
［数１］
Ｇ＝｛ｓ／（ｓ＋ｗ）｝×１００・・・（１）

【請求項10】

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。

【請求項11】

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。

【請求項12】

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。

【請求項13】

線材を面状に配列させた濾過体と、前記濾過体を支持する支持部材と、を有する濾過用フィルターであって、
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、
前記線材の平坦面が、前記濾過体のうち被濾過液が流入する一次面側とされ、
前記平坦面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、多面体形状であり、
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。

【請求項14】

互いに隣接する前記線材間の隙間の幅をｓ、前記線材の配列方向に沿った前記線材の幅をｗと規定した時に、式１で表される前記一次面の面積に対する前記隙間の面積を示す開口率Ｇは、０．０２％以上、２０％以下であり、前記隙間の幅ｓは、１μｍ以上、５ｍｍ以下である請求項１３記載の濾過用フィルター。
［数２］
Ｇ＝｛ｓ／（ｓ＋ｗ）｝×１００・・・（１）

【請求項15】

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１３または１４記載の濾過用フィルター。

【請求項16】

前記微細構造物は、金属または合金で形成されている請求項１ないし１５いずれか一項記載の濾過用フィルター。

【請求項17】

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１６記載の濾過用フィルター。

【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は、線材を面状に配列させた濾過体と、前記濾過体を支持する支持部材と、を有する濾過用フィルターであって、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、前記濾過体のうち、被濾過液が流入する一次面側は平坦面であり、少なくとも前記平坦面に複数の微細構造物が形成される。
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つの形状である。
前記微細構造物の形成密度は、１．２〜１０．０個／μｍ^２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を適用した濾過処理装置の一例を示す概略構成図。

【図2】実施形態の濾過用フィルターを示す断面図。

【図3】濾過用フィルターを端面側から見た時の断面図。

【図4】濾過用フィルター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端面側から見た時の断面図。

【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】別な実施形態の内圧式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13】別な実施形態の外圧式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14】別な実施形態の濾過用フィルターを示す外観斜視図。

【図15】別な実施形態の濾過用フィルターを示す平面図。

【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を説明する。
図１は、実施形態の濾過用フィルターを適用した濾過処理装置の一例を示す概略構成図である。
濾過処理装置１００は、被濾過液を貯留する被濾過液槽１０１と、実施形態の濾過用フィルター１０と、処理液槽１０３と、濃縮汚泥槽１０４と、を有している。また、被濾過液槽１０１の被濾過液を濾過用フィルター１０に圧送するポンプ１０６、処理液槽１０３の処理水（濾過済液）を排出させ、あるいは、濾過用フィルター１０に返送するポンプ１０７、およびこれらを接続する複数の配管１０８などから構成されている。

【0013】

被濾過液槽１０１は、被濾過液を貯留する。被濾過液としては、ＳＳ粒子を含む水などが挙げられる。被濾過液槽１０１には、被濾過液槽１０１内を攪拌する撹拌機が設置されていてもよい。被濾過液槽１０１の形状、容量、材質等は、濾過処理装置１００の用途などに応じて適宜決定することができ、特に制限されるものではない。

【0014】

濾過用フィルター１０は、被濾過液中からＳＳ粒子など濾過対象物を除去して処理水（濾過済液）を生成する。濾過用フィルター１０の詳細な構成は後述する。

【0015】

処理液槽１０３は、処理液を貯留する。処理液は、濾過用フィルター１０を被濾過液が通過することにより生成したものである。処理液槽１０３の形状、容量、材質等は、濾過処理装置１００の用途などに応じて適宜決定することができ、特に制限されない。

【0016】

濃縮汚泥槽１０４は、被濾過液中から除去されたＳＳ粒子を多く含む濃縮液を貯留する。濃縮液は、濾過用フィルター１０の洗浄に使用した後の処理液である。濃縮汚泥槽１０４の形状、容量、材質等は、濾過処理装置１００の用途などに応じて適宜決定することができ、特に制限されない。

【0017】

図２は、実施形態の濾過用フィルターを示す断面図である。また、図３は、濾過用フィルターを端面側から見た時の断面図である。
濾過用フィルター１０は、線材１１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１０では、濾過体１２は、長尺の線材１１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１１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１１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。

【0018】

線材１１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１１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１６が形成される。

【0019】

なお、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。即ち、濾過用フィルター１０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。

【0020】

本実施形態の支持部材１３は、その断面が例えば四角形である線材からなり、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４か所形成され、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。

【0021】

このような構成の濾過用フィルター１０は、略円筒形の濾過体１２の内部に被濾過液を流入させ、隙間１６を通過させて被濾過液の濾過を行い、濾過体１２の外周面１２ｂから濾過後の処理水を流出させる。

【0022】

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１１のうち、内周面（一次面）１２ａ側は、平坦面１１ｆ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１１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１１が支持部材１３に支持され、三角形の頂点で線材１１が支持部材１３に接合される。

【0023】

また、周回違いで隣接する線材１１，１１どうしの隙間１６は、断面形状が三角形の線材１１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。

【0024】

濾過用フィルター１０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１１の平坦面１１ｆ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。

【0025】

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１１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１１との間には、めっき層３と線材１１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。

【0026】

微細構造物５を形成する線材１１としては、濾過用フィルター１０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１１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１１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１１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。

【0027】

下地層４は、めっき層３の線材１１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１１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。

【0028】

下地層４の厚みは、めっき層３の線材１１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１６の幅が、濾過用フィルター１０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。

【0029】

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１１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。

【0030】

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。

【0031】

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。

【0032】

図５に示す濾過用フィルター１０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１１の単位面積（１μｍ^２）当たりの微細構造物５の数は、１．２〜１０．０個／μｍ^２である。単位面積（１μｍ^２）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。

【0033】

また、単位面積（１μｍ^２）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（１μｍ^２）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。

【0034】

単位面積当たりの微細構造物５の数が１．２個／μｍ^２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１０とすることができる。

【0035】

よって、濾過用フィルター１０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１０とするために、３．０個／μｍ^２以上であることが好ましい。

【0036】

単位面積当たりの微細構造物５の数が１０．０個／μｍ^２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３１が形成される。空間３１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。

【0037】

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１０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１０とするために、７．０個／μｍ^２以下であることが好ましい。

【0038】

線材１１の単位面積（１μｍ^２）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４μｍ^２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（１μｍ^２）当たりの針状構造物の数を算出する。

【0039】

線材１１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１０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。

【0040】

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３１が狭くなるため、濾過流量が少なくなる場合がある。

【0041】

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／μｍ^２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１０とするために、１．５個／μｍ以上であることが好ましい。

【0042】

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／μｍ^２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３１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１０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１０とするために、３．０個／μｍ以下であることが好ましい。

【0043】

線材１１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１０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。

【0044】

本実施形態において、線材１１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１１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１１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。

【0045】

線材１１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。

【0046】

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。

【0047】

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。

【0048】

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１０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１１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。

【0049】

線材１１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１１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。

【0050】

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１０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１０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１０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。

【0051】

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１０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１０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１０とするために、０．１８以上であることが好ましい。

【0052】

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３１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３１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１０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１０とするために、０．３６以下であることが好ましい。

【0053】

線材１１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３１が形成される。

【0054】

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３１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１０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１０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１０とするために、３．０以下であることが好ましい。

【0055】

線材１１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３１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３１内を流れやすくなり、濾過流量に優れたものとなる。

【0056】

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１０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／μｍ^２以下である場合と同様に、空間３１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１０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１０とするために、１．８μｍ以下であることが好ましい。

【0057】

線材１１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（Ｄ_５０）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３１が形成されやすくなる。よって、濾過用フィルター１０は、ケーク濾過された処理液が空間３１内を流れやすく、濾過流量に優れたものとなる。

【0058】

上記φ／Ｄは、より一層濾過流量の多い濾過用フィルター１０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。

【0059】

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１０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。

【0060】

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１１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。

【0061】

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）の割合を示す開口率Ｇは、０．２％以上、２０％以下にすることが好ましい。

【0062】

ここで、開口率Ｇは、互いに隣接する線材１１間の隙間１６の幅をｓ、線材１１の配列方向に沿った線材１１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）

【0063】

なお、ｓで示される線材１１の隙間１６の幅ｓは、１０μｍ以上、５ｍｍ以下にすることが好ましい。

【0064】

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。

【0065】

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１１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。

【0066】

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。

【0067】

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１０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１０となる。

【0068】

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。

【0069】

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１０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１０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１０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。

【0070】

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１０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１０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１０とするために、０．１８以上であることが好ましい。

【0071】

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３１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３１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１０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１０とするために、０．３６以下であることが好ましい。

【0072】

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１０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。

【0073】

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。

【0074】

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）の割合を示す開口率Ｇは、０．０２％以上、２０％以下にすることが好ましい。

【0075】

ここで、開口率Ｇは、互いに隣接する線材１１間の隙間１６の幅をｓ、線材１１の配列方向に沿った線材１１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）

【0076】

なお、ｓで示される線材１１の隙間１６の幅ｓは、１μｍ以上、５ｍｍ以下にすることが好ましい。

【0077】

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。

【0078】

以上、詳細に説明した実施形態の濾過用フィルターを適用した濾過処理装置の作用を説明する。
濾過処理装置１００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、まず、ポンプ１０６によって、被濾過液槽１０１に貯留されている被濾過液を濾過用フィルター１０に向けて圧送する。

【0079】

被濾過液は、円筒形の濾過用フィルター１０の内部に入ると、濾過用フィルター１０の内周面（一次面）１２ａ、即ち線材１１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１０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１０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。

【0080】

形成された凝集物は、濾過用フィルター１０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１６に向かって移動する。隙間１６に移動した１つまたは複数の凝集物は、隙間１６を塞ぐブリッジ状のケーク７となる。このように、本実施形態の処理方法では、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。

【0081】

濾過用フィルター１０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１０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。

【0082】

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１０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３１が形成される。空間３１が形成された後、さらに濾過用フィルター１０へのＳＳ粒子を含む被濾過液の通過を継続させても、空間３１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３１内に入り込みにくい。したがって、濾過用フィルター１０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。

【0083】

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１１どうしの隙間１６を通り、濾過用フィルター１０の外周面（二次面）１２ｂから処理液槽１０３に排出される。

【0084】

このように、実施形態の濾過用フィルター１０によれば、線材１１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。

【0085】

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１１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。

【0086】

なお、濾過用フィルター１０の内部にケークが多量に堆積して通水量が低下した際には、濾過用フィルター１０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。こうした逆洗浄によって排出されたケークは、汚泥として濃縮汚泥槽１０４に集められる。逆洗浄に用いる洗浄水は、例えば、処理液槽１０３に貯留された処理水の一部を用いて、ポンプ１０７によって濾過用フィルター１０の外周面（二次面）１２ｂ側に逆送すればよい。

【0087】

濾過用フィルター１０の逆洗浄は、濾過用フィルター１０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１０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。洗浄は、濾過用フィルター１０に、ＳＳ粒子を含む被濾過液を通過させた方向と反対向きに洗浄液を通過（逆洗）させる以外にも、濾過用フィルター１０の表面に洗浄液を流したりして行うこともできる。

【0088】

本実施形態では、こうした濾過用フィルター１０の逆洗浄を行う際には、断面が三角形の線材１１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１１によって、隙間１６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１６に向かって流れやすく、かつ、内周面（一次面）１２ａ側の隙間１６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。

【0089】

本実施形態において、濾過用フィルター１０の逆洗を行うと、空間３１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１０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。

【0090】

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１０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、逆洗を行うことにより、濾過用フィルター１０に堆積したＳＳ粒子が速やかに除去され、水濾過用フィルター１０が再生される。

【0091】

上述した実施形態では、内圧式の濾過用フィルター１０を例示したが、略円筒形の濾過体の外周面から内周面に向けて被濾過液を流す外圧式の濾過用フィルターとすることもできる。
図１０は、別な実施形態の濾過用フィルターを端面側から見た時の断面図である。また、図１１は、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である。
本実施形態の濾過用フィルター６０は、線材６１を面状に配列させた濾過体６２と、この濾過体６２を支持する支持部材６３と、を備えている。本実施形態の濾過用フィルター６０では、濾過体６２は、長尺の線材６１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６１によって、円筒面をもつ濾過体６２が形成される。実施形態の線材６１は、延伸方向に対して直角な断面形状が矩形である。

【0092】

線材６１は、互いに隣接する線材どうしの間、即ち、本実施形態では隣接する周回線材６１どうしの間を所定幅の隙間６６を保って離間させるように支持部材６３に固着されている。このような線材６１に形成されたスリット状の隙間６６によって、濾過体６２の内周面６２ａと外周面６２ｂとの間で処理水の通過が可能とされる。

【0093】

本実施形態では、濾過体６２は、外周面６２ｂが被濾過液が流入する一次面とされ、内周面１２ａが、濾過体６２によって濾過された処理水が流出する二次面とされる。即ち、本実施形態の濾過用フィルター６０は、略円筒形の外周面６２ｂ側が被濾過液の圧送によって大気圧よりも加圧され、内周面６２ａ側が大気圧となる外圧型のフィルターを構成している。

【0094】

支持部材６３は、例えば、断面が矩形や三角形の線材からなり、濾過体６２の内部に配置され、内周面６２ａ側で線材６１に接合されている。支持部材６３は、例えば濾過体６２の内部に十字型に形成され、巻回された線材６１を内周面６２ａ側から支持している。こうした支持部材６３と線材６１とは、例えば、焼結によって接合されている。

【0095】

このような濾過用フィルター６０を構成する濾過体６２のうち、被濾過液が流入する外周面（一次面）６２ｂ側、および隙間６６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。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。

【0096】

上述した実施形態では、濾過用フィルターを構成する線材として、断面が三角形の線材を用いた例を示したが、断面形状が例えば台形の線材を用いて濾過用フィルターを形成することもできる。
図１２は、別な実施形態の内圧式の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。
本実施形態の濾過用フィルター７０は、延伸方向に対して直角な断面形状が台形である線材７１をコイル状に巻回させ、中空の筒状体にした濾過体７２を備えている。線材７１は、互いに隣接する線材どうしの間、即ち、本実施形態では隣接する周回線材７１どうしの間を所定幅の隙間７６を保って離間させるように、外周面（二次面）７２ｂ側で支持部材７３に支持されている。このような線材７１，７１どうしの隙間７６によって、円筒形の濾過体７２の内周面７２ａと外周面７２ｂとの間で処理水が通過可能にされている。隙間７６は、断面が台形である線材７１によって、内周面（一次面）７２ａ側から外周面（二次面）７２ｂ側に向けて幅が広がるように形成される。

【0097】

本実施形態では、濾過体７２は、内周面７２ａが被濾過液が流入する一次面とされ、外周面７２ｂが、濾過体７２によって濾過された処理水が流出する二次面とされる。濾過体７２のうち、被濾過液が流入する内周面（一次面）７２ａ側に臨む線材７１は平坦面７１ｆを成している。即ち、本実施形態のように、断面形状が台形の線材７１の場合、この台形の１辺が内周面（一次面）７２ａに沿うように、線材７１が支持部材７３に支持され、台形の他方の一辺で線材７１が支持部材１３に接合される。

【0098】

このような濾過用フィルター７０を構成する濾過体７２のうち、被濾過液が流入する平坦な内周面（一次面）７２ａ側から隙間７６の内表面まで、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、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。

【0099】

図１３は、別な実施形態の外圧式の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。
本実施形態の濾過用フィルター８０は、延伸方向に対して直角な断面形状が逆台形である線材８１をコイル状に巻回させ、中空の筒状体にした濾過体８２を備えている。線材８１は、互いに隣接する線材どうしの間、即ち、本実施形態では隣接する周回線材８１どうしの間を所定幅の隙間８６を保って離間させるように、内周面（一次面）８２ａ側で支持部材８３に支持されている。このような線材８１，８１どうしの隙間８６によって、円筒形の濾過体８２の内周面８２ａと外周面８２ｂとの間で処理水が通過可能にされている。隙間８６は、断面が逆台形である線材８１によって、外周面（一次面）８２ｂ側から内周面（二次面）８２ａ側に向けて幅が広がるように形成される。

【0100】

本実施形態では、濾過体８２は、外周面８２ｂが被濾過液が流入する一次面とされ、内周面８２ａが、濾過体８２によって濾過された処理水が流出する二次面とされる。濾過体８２のうち、被濾過液が流入する外周面（一次面）８２ｂ側に臨む線材８１は平坦面８１ｆを成している。即ち、本実施形態のように、断面形状が逆台形の線材８１の場合、この台形の１辺が外周面（一次面）８２ｂに沿うように、線材８１が支持部材８３に支持され、台形の他方の一辺で線材８１が支持部材８３に接合される。

【0101】

このような濾過用フィルター８０を構成する濾過体８２のうち、被濾過液が流入する平坦な外周面（一次面）８２ｂ側から隙間８６の内表面まで、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、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。

【0102】

上述した実施形態では、線材をコイル状に巻回させた円筒形の濾過用フィルターを例示したが、複数本の線材を一面上に配列させ、平板状の濾過用フィルターにすることもできる。
図１４は、別な実施形態の濾過用フィルターを示す外観斜視図である。また、図１５は、別な実施形態の濾過用フィルターを示す平面図である。
この実施形態の濾過用フィルター９０は、複数の線材９１を面状に配列させた濾過体９２と、この濾過体９２を支持する支持部材９３と、を備えている。本実施形態の濾過用フィルター９０では、濾過体９２は、延伸方向に直角な断面形状が三角形である複数本の線材９１を平面上に配列し、平板状に成形させたものからなる。

【0103】

線材９１は、互いに隣接する線材９１，９１どうしの間を所定幅のスリット状の隙間９６を保つように支持部材９３に固着されている。本実施形態では、濾過体９２は、一面９２ａが被濾過液が流入する一次面とされ、他面９２ｂが、濾過体９２によって濾過された処理水が流出する二次面とされる。

【0104】

支持部材９３は、例えば、断面が矩形や三角形の線材からなり、濾過体９２の他面９２ｂ側で線材９１に接合されている。支持部材９３は、例えば線材９１の配列方向に沿って延びるように形成され、複数の線材９１を接合している。こうした支持部材９３と線材９１とは、例えば、焼結によって接合されている。

【0105】

このような構成の濾過用フィルター９０は、図１４における上側となる一面（一次面）９２ａ側に臨む線材９１は平坦面９１ｆを成している。即ち、本実施形態のように、断面形状が三角形の線材９１の場合、この三角形の１辺が一面（一次面）９２ａに沿うように、線材９１が支持部材９３に支持され、三角形の頂点で線材９１が支持部材９３に接合される。

【0106】

濾過用フィルター９０は、図１４における上側となる一面（一次面）９２ａ側から被濾過液を流入させ、隙間９６を通過させて被濾過液の濾過を行い、他面（二次面）９２ｂから濾過後の処理水を流出させる。濾過用フィルター９０の周囲には、この濾過用フィルター９０を通過させる被濾過液の流路となる枠体（外装体）９９が形成されていればよい。

【0107】

濾過用フィルター９０を構成する濾過体９２のうち、少なくとも被濾過液が流入する平坦な一面（一次面）９２ａ側には、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、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。

【0108】

次に、濾過用フィルターの製造方法の一例について説明する。
線材に針状の微細構造物を備えた、図２に示す濾過用フィルターを製造するには、まず、線材１１を用意する。線材１１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（図５参照）。線材１１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１１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。

【0109】

次いで、長尺の線材１１を巻回させ、周回間で所定幅の隙間１６を保ちつつ、円筒形の濾過体１２を形成する。線材１１を円筒形に巻回させる際には、例えば、円柱状の型を用いて周面に線材１１を巻き付けた後に型を取り除く方法が挙げられる。

【0110】

次いで、線材１１を円筒形に巻回させた濾過体１２の外周面１２ｂに支持部材１３を仮止めし、焼結によって線材１１と支持部材１３とを結合させる（焼結工程）。線材１１と支持部材１３とを焼結させる際には、例えば、非酸化雰囲気下で電気炉によって加熱を行う方法が挙げられる。

【0111】

次いで、円筒状に形成した線材１１の表面、例えば内周面１１ａ側に、めっき処理を用いて、下地層４を形成する。下地層４を形成するためのめっき処理としては、従来公知の方法を用いることができる。例えば、ニッケルまたはニッケル合金からなるめっき層３を形成する前に、ステンレスからなる線材１１の表面に下地層４を形成する場合には、電解ニッケルめっき処理または無電解ニッケルめっき処理を用いて、ニッケルまたはニッケル合金からなる下地層４を形成することが好ましい。

【0112】

次に、下地層４の設けられた線材１１の内周面１１ａ側に、電気めっき処理によって、複数の微細構造物５を析出させて、線材１１をめっき層３で被覆する（めっき工程）。めっき層３を形成するための電気めっき処理としては、従来公知の方法を用いることができる。例えば、下地層４およびめっき層３がニッケルまたはニッケル合金からなるものである場合、下地層４の形成後、めっき浴に添加剤を添加して、連続して電解ニッケルめっき処理または無電解ニッケルめっき処理を用いて、めっき層３を形成することが好ましい。

【0113】

複数の微細構造物５を析出させる電気めっき処理では、めっき浴に添加する添加剤の種類、濃度、めっき時間を変化させることにより、微細構造物５の形状および大きさを変化させることができる。添加剤としては、エチレンジアミン二塩酸塩（ethylenediamine dihydrochloride）、エチレンジアミン（ＥＤＡ）などが挙げられる。

【0114】

めっき層３を形成するためのめっき処理を行った後、必要に応じて熱処理を行って、めっき層３の結晶化を促進してもよい。
また、めっき層３を形成するためのめっき処理を行った後、必要に応じて、濾過用フィルターの耐久性を向上させるために、めっき層３の表面に、他の金属や有機物などを用いて別の被覆層を形成してもよい。

【0115】

また、めっき層３の表面に、被濾過液との親和性が互いに異なる複数種類の改質領域を形成することもできる。めっき層３の改質処理としては、具体的には、親水化処理と疎水化処理とが挙げられる。こうした改質処理を行うことで、めっき層３の表面における被濾過液の流れが、より複雑になり、ＳＳ粒子がめっき層３の表面で凝集しやすいものとすることができる。

【0116】

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】

【0117】

（実施例１）
図１４に示すように、幅５０００μｍの線材１１を支持部材１３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１０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)

【0118】

得られた濾過用フィルター１０のメッキ層（微細構造物５）の表層をＳＥＭ観察したところ、４μｍ^２（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。

【0119】

次に、図１に示す濾過処理装置１００を用意した。上述したように作製した濾過用フィルター１０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。濾過後の濾過フィルター１０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１０の間に、凹凸に起因する隙間が観察された。

【0120】

次にこの濾過フィルター１０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。

【0121】

（実施例２）
実施例１と同様に、幅５０００μｍの線材１１を支持部材１３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５を表面に形成して濾過用フィルター１０を得た。この時の線材間の隙間の幅は３μｍ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２）S.Chakraborty,Role of organic additives in nickel plating,Transactions of the Metal Finishers' Association of india,Vol.12,No.3-4(2003)

【0122】

得られた濾過用フィルター１０のメッキ層（微細構造物５）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１０を実施例１と同様に図１の濾過処理装置１００に設置し、この濾過用フィルター１０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。この濾過後の濾過用フィルター１０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】

【0123】

５…微細構造物、１０，６０，７０，８０，９０…濾過用フィルター、１１…線材、１２，６２，７２，８２，９２…濾過体、１６…隙間。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】