CN111132756A - 过滤器和流体分离方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的过滤器是具有包含纤维状吸附材料的卷绕体和层叠体中的至少一者的过滤器，纤维状吸附材料具有基材、和在基材上担载的金属粒子，纤维状吸附材料的直径D、卷绕体或层叠体的空隙率、卷绕的径向上的面积空隙率的偏差、或层叠方向上的面积空隙率的偏差处于特定的范围。

Description

过滤器和流体分离方法
技术领域
涉及适合于去除水、气体等流体中包含的物质的吸附材料、和使用该吸附材料的流体分离方法。
背景技术
近年来，对去除水、气体等流体中包含的有害物质的要求提高。例如，在水处理领域中，可以举出去除地下水中包含的砷、废水中包含的磷、氟、海水等中包含的硼等。作为这些有害物质的去除方法之一，研究了利用吸附材料的去除、不活性化。
专利文献1中，公开了砷捕捉性纤维。该砷捕捉性纤维通过下述方式制造：使纤维基材与具有反应性双键和缩水甘油基两者的交联反应性化合物在氧化还原催化剂的存在下反应，由此使具有缩水甘油基的基团在纤维基材的分子中以侧链状接枝加成，接着，使该接枝加成物与具有与缩水甘油基的反应性官能团的螯合物形成性化合物反应，由此在纤维基材中导入螯合物形成性官能团，从而制造。
专利文献2中，公开了在基材上接枝聚合具有磷酸基的反应性单体、并将该聚合物浸渍在锆化合物的溶液中等而得到的锆担载纤维状吸附材料。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2004-68182号公报
专利文献2：日本特开2004-188307号公报。
发明内容
发明要解决的课题
专利文献1、2中记载的吸附材料存在的问题在于，吸附速度慢，此外，高流速下的吸附性能不充分。
本发明鉴于所述现有技术的背景，提供在水、气体等流体中包含的有害物质的去除中，透过阻抗小、在高流速下吸附性能也优异的吸附材料。
解决课题的手段
本发明的过滤器具有包含纤维状吸附材料的卷绕体和包含纤维状吸附材料的层叠体中的至少一者，其具有下述构成：
(a) 前述纤维状吸附材料可吸附在液体中溶解的成分，
(b) 前述纤维状吸附材料具有基材和担载于前述基材的金属粒子，
(c) 前述纤维状吸附材料的直径D为100μm以上600μm以下，
(d) 前述金属粒子的粒径为1nm以上1000nm以下，
(e) 前述金属粒子以选自以下的(1)~(3)中的至少1种形态担载于前述基材，
(1) 前述金属粒子通过官能团键合于前述基材，
(2) 前述基材具有孔，前述金属粒子担载于前述孔内，
(3) 前述基材表面上设置有包含前述金属粒子和聚合物的涂布层，
(f) 前述卷绕体和前述层叠体的空隙率为15%以上70%以下，
(g) 前述卷绕体的卷绕的径向的面积空隙率的偏差、和前述层叠体的层叠方向的面积空隙率的偏差为15%以下。
前述基材优选为单纤维、或包含多根单纤维的复丝。
此外，优选前述金属粒子为包含选自银、铜、铁、钛、锆和铈中的至少1种的粒子。
此外，优选前述纤维状吸附材料相对于前述纤维状吸附材料100质量份含有10质量份以上的前述金属粒子。
并且，此外，优选前述金属粒子通过前述(3)的形态而担载在前述基材上，前述纤维状吸附材料相对于前述基材100质量份含有30~400质量份的前述涂布层。
此外，本发明同样还提供利用上述过滤器的流体分离方法。
本发明的流体分离方法具有(a)通过分离膜由流体分离前述流体中含有的物质的步骤，和(b) 使前述流体与本发明的过滤器接触的步骤，前述步骤(b)在前述步骤(a)之前或之后进行。
发明的效果
根据本发明，纤维状吸附材料的直径D为100μm以上，由此通水阻抗变小。此外，直径D为600μm以下，由此能够增大吸附速度。此外，卷绕体和层叠体的空隙率为15%以上，由此通水时难以阻塞，通水阻抗难以变大。此外，空隙率为70%以下，由此原水通过过滤器时，原水不走捷径，能够合适地去除原水中的去除对象成分。此外，卷绕体的卷绕的径向上的面积空隙率和层叠体的层叠方向上的面积空隙率的偏差为15%以下，由此通水时难以产生涡流，抑制通水阻抗。本发明的纤维状吸附材料能够优选用于在高流速下也需要高吸附性能的用途。
具体而言，能够优选用于去除水、气体等流体中包含的有害物质、特别是用于去除地下水中包含的砷、废水中包含的磷、氟、海水等中包含的硼等。
附图说明
图1是示出作为基材的单纤维的一例的截面图。
图2是示出纤维状吸附材料的一例的截面图，本例的纤维状吸附材料中，在基材的官能团上键合有金属粒子。
图3是示出纤维状吸附材料的一例的截面图，本例的纤维状吸附材料中，在基材的表面存在的孔内键合有金属粒子。
图4是示出纤维状吸附材料的一例的截面图，本例的纤维状吸附材料中，在作为基材的单纤维的周围形成有包含金属粒子的涂布层。
图5是示出纤维状吸附材料的一例的截面图，本例的纤维状吸附材料中，在作为基材的复丝中包含的单纤维的周围形成有包含金属粒子的涂布层。
图6是示出具有卷绕体的过滤器的例子的示意图。
图7是示出具有层叠体的过滤器的例子的示意图。
具体实施方式
以下，针对本发明的实施方式详细说明。
应予说明，本说明书中，“质量”与“重量”同义。
[A.纤维状吸附材料]
针对本发明的一个实施方式所涉及的纤维状吸附材料，进行以下说明。纤维状吸附材料在以下有时简称为“吸附材料”。本实施方式中，吸附材料具有基材、和在前述基材上担载的金属粒子。吸附材料具有金属粒子，由此能够吸附在液体中溶解的成分，具体而言砷、磷、氟、硼等水、气体等流体中包含的有害物质。
(A-1)基材
(A-1-1)构成材料
本实施方式中，“X含有Y作为主成分”是指X中的Y的含有率为50质量%以上、优选为70质量%以上、更优选为90质量%以上、最优选为100质量%。
构成基材的材料没有特别限定，基材含有例如聚烯烃、卤代聚烯烃、聚丙烯腈、聚乙烯基化合物、聚碳酸酯、聚(甲基)丙烯酸酯、聚砜、聚醚砜、聚酰胺、聚酯和纤维素酯等作为主成分。
作为聚烯烃的具体例，可以举出例如聚乙烯、聚丙烯等。
作为卤代聚烯烃的具体例，可以举出例如聚氯乙烯、聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏二氟乙烯等。
作为聚酰胺的具体例，可以举出例如尼龙6、尼龙66、尼龙11、尼龙12等。
作为聚酯的具体例，可以举出例如由芳族二羧酸部分与二醇部分形成的芳族聚酯、由脂肪族二羧酸与二醇部分形成的脂肪族聚酯、由羟基羧酸形成的聚酯、和它们的共聚物等。
作为芳族二羧酸的具体例，可以举出例如对苯二甲酸、间苯二甲酸、萘二羧酸等。作为二醇的具体例，可以举出乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇等。
作为羟基羧酸的具体例，可以举出例如乙醇酸、乳酸、羟基丙酸、羟基丁酸、羟基戊酸、羟基己酸、羟基苯甲酸等。
此外，聚酯在不显著改变其特性的范围也可以进行共聚。作为共聚成分，可以举出例如5-钠磺基间苯二甲酸等5-(碱金属)磺基间苯二甲酸；前述的芳族二羧酸之外的多元羧酸等。
作为纤维素酯的具体例，可以举出例如纤维素乙酸酯、纤维素丙酸酯、纤维素丁酸酯、纤维素的葡萄糖单元中存在的3个羟基被2种以上的酰基封端的纤维素混合酯、和它们的衍生物等。
此外，这些材料可以组合2种以上。在该情况下，基材中的这些材料的含有率的总计只要为作为“主成分”的比例的下限以上即可。例如，在基材含有聚砜和纤维素酯的情况下，聚砜的含量和纤维素酯的含量是指各自单独即使低于50质量%，只要总计占有基材的50质量%以上即可。
基材可以进一步含有除了前述例示之外的添加剂。在此所称的添加剂可以举出例如其他的聚合物、增塑剂、抗氧化剂、有机润滑剂、结晶成核剂、有机粒子、无机粒子、封端剂、扩链剂、紫外线吸收剂、红外线吸收剂、防着色剂、消光剂、抗菌剂、抗静电剂、除臭剂、阻燃剂、耐候剂、防静电剂、抗氧化剂、离子交换剂、消泡剂、着色颜料、荧光增白剂、染料等。
(A-1-2)形状
基材优选为纤维状。纤维状是指在一个方向上长的形状。基材的直径优选为10μm以上且500μm以下。基材的长度根据目标吸附材料的形状选择即可。
在基材为纤维状的情况下，基材优选为单纤维、或包含多根单纤维的复丝。基材为复丝，由此在单纤维间、即在基材内部保持金属粒子，因此实现具有优异的吸附性能的吸附材料。
基材中包含的单纤维的截面形状没有特别限定，可以为圆形。但是，基材优选包含具有异形截面的单纤维。
异形截面是指除了圆之外的截面形状。作为异形截面，可以采用例如多边形(优选为3~6边形)；扁平形；透镜型；被称为三叶、六叶等所谓多叶的多个(优选为3~8个)凸部与相同数量的凹部交替排列的形状等。
具有异形截面的单纤维具有大的比表面积。此外，基材为包含具有异形截面的多个单纤维的复丝时，与基材仅具有具备圆形截面的单纤维的情况相比，单纤维间的间隙变大。像这样，基材具有具备异形截面的单纤维，由此无论基材为单纤维或复丝，具有该基材的吸附材料均能够保持大量的金属粒子。其结果是，实现了具有优异的吸附性能的吸附材料。
截面的异形度优选为1.2以上且6.0以下。异形度是指包含单纤维1的截面的最小圆的直径R1除以在单纤维1的截面内容纳的最大圆的直径R2而得到的值(R1/R2)(参照图1)。
异形度为1.2以上，单纤维的比表面积能够变得较大，因此能够在单纤维表面上保持大量的金属粒子。另一方面，异形度为6.0以下，由此具有难以引起断纱的优点。
(A-1-3)基材表面
根据基于基材的金属粒子的担载形态，基材的表面优选具有与金属粒子相互作用的官能团。
用于使基材的表面具有这样的官能团的处理方法没有特别限定，可以举出例如电晕放电处理、等离子体处理、碱处理、电子射线放射处理、真空紫外线处理等光化学处理、磺化、氨基化、羧基化、硝基化等化学处理。
电晕放电处理、例如等离子体处理在特定的气体的氛围下进行由于诱发官能团的效率良好，故而优选。作为气体的种类，可以举出例如氧气、氮气、二氧化碳和它们的混合气体等。此时的处理强度可以任意设定。前述化学处理的方法没有特别限定，可以举出例如使用硫酸的磺化、使用氨的氨基化、使用二氧化碳的羧基化等。
(A-2)金属粒子
(A-2-1)组成
构成金属粒子的金属可以根据吸附对象而任意选择。例如，金属粒子可以举出选自银、铜、铁、钛、锆和铈中的至少1种金属。
例如，在吸附对象为硼、砷、磷、氟离子的情况下，可以举出金属氧化物、金属氢氧化物和它们的水合物。
此外，作为微粒状的金属粒子，从吸附容量的观点出发，优选为金属氢氧化物、金属含水氧化物。
作为金属氢氧化物、金属含水氧化物，可以举出例如稀土类元素氢氧化物、稀土类元素含水氧化物、氢氧化锆、含水氧化锆、氢氧化铁、含水氧化铁。作为稀土类元素，例如元素周期表的原子序号21的钪Sc和39号的钇Y、57号至71号的镧系元素、即镧La、铈Ce、镨Pr、钕Nd、钷Pm、钐Sm、铕Eu、钆Gd、铽Tb、镝Dy、钬Ho、铒Er、铥Tm、镱Yb、镥Lu是属于该类的。其中，从离子去除性能的观点出发，优选的元素为铈，更优选为4价的铈。这些氢氧化物和/或含水氧化物的混合体也是有用的。
金属粒子的含水率优选为1质量%以上、更优选为5质量%以上。含水率为1质量%以上，由此也能够向粒子内部赋予吸附位点，具有充分的吸附能力。此外，含水率优选为30质量%以下、更优选为20质量%以下。含水率为30质量%以下，由此能够增大粒子内部的吸附位点的密度，具有充分的吸附能力。
(A-2-2)粒径
金属粒子的粒径为1nm以上且1000nm以下。应予说明，对于粒子的直径，如果各粒子为分散的状态则是指分散状态(1次粒子)的粒径，如果粒子为凝集的状态则是指凝集状态(2次粒子)的粒径。
金属粒子的粒径优选为500nm以下、更优选为100nm以下、进一步优选为50nm以下。如果粒径大于1000nm，则存在于粒子的外表面的吸附位点变少，无法发挥充分的吸附能力。此外，金属粒子的粒径优选为5nm以上、更优选为10nm以上、进一步优选为15nm以上。考虑到吸附材料制作时的粒子的凝集，粒径的下限为1nm。
(A-2-3)基材上的担载形态
本发明的吸附材料中，金属粒子在基材上的担载形态是选自以下的(1)~(3)中的至少1种形态。
(1)金属粒子通过官能团而键合于基材。
(2)基剂具有孔，金属粒子担载于基材的孔内。
(3)在基材表面上设置有含有金属粒子和聚合物的涂布层。
针对各个形态，参照图2~图5进行说明。应予说明，各图中，为了方面说明，将基材的截面描绘为圆，但基材可以应用上述那样的各种各样的形状。
(A-2-3-1)金属粒子通过官能团键合于基材的情况
图2所示的吸附材料21中，金属粒子3通过官能团键合于基材11。更具体而言，金属粒子3通过构成基材11的化合物所具有的官能团而键合于基材11的表面。
金属粒子在基材上的键合的种类没有特别限定，可以例示例如共价键、离子键、配位键、金属键、氢键、基于范德华力的键合等。
官能团的种类也没有特别限定，可以举出例如氨基、羰基、羧基、羟基、醛基、磺基、硝基、硫醇基、醚键、酯键、酰胺键、酰亚胺键、硫醚键、氟基、氯基、溴基、碘基、砹基等。此外，这些官能团可以带有电荷。
(A-2-3-2)金属粒子担载在基材的孔内的情况
在金属粒子担载在基材的孔内的情况下，其担载的形式没有特别限定，可以例示出基材是至少在其表面上具有孔的膜、金属粒子进入其孔中的形态。图3中，示出具有在表面上具有孔121的基材12和在其孔内担载的金属粒子3的吸附材料22。
孔可以为独立孔、贯穿孔中任一者。此外，基材可以在其内部也具有孔。金属粒子可以键合于在基材的孔内存在的官能团。针对基材上的金属粒子的键合方式和官能团，如上所述。
(A-2-3-3)在基材表面上设置有含有金属粒子和聚合物的涂布层的情况
作为在基材表面上设置有含有金属粒子和聚合物的涂布层的例子，图4的吸附材料23具有作为基材13的单纤维，进一步具有在其表面上设置的涂布层4。涂布层4具有聚合物41和金属粒子3。此外，图5所示的吸附材料24中，基材13为包含多个单纤维的复丝。
图4的例子中，基材(单纤维)13的表面整体被涂布层4覆盖，但只要在基材(单纤维)13的表面的至少一部分上附着有涂布层4即可。
图5所示的例子中，涂布层4存在于基材(单纤维)13的表面和间隙中。该例子中，基材(单纤维)13的表面整体被涂布层4覆盖，且基材(单纤维)13的间隙完全被涂布层4充满。但是，也可以有基材(单纤维)13的表面、或间隙的一部分不存在涂布层4的部分。
在基材为复丝的情况下，构成复丝的丝束的最外部存在的单纤维之中，如果画出相邻的2个单纤维的共通切线，则如图5中虚线所示那样，能够区分单纤维的外形与共通切线所包围的区域、和其以外的区域。在该区域内，不存在单纤维的区域(空间)为单纤维的间隙。
吸附材料中涂布层所占的比例相对于基材100质量份，优选为30~400质量份。
涂布层的质量比例为30质量份以上，由此实现具有大吸附速度的吸附材料。如果吸附速度大，则即使在相对于吸附材料的体积而言原水的流量大的条件、即空间速度高的条件下处理原水，也能够充分吸附去除对象物质，能够实现良好的去除率。涂布层的质量比例更优选为50质量份以上、进一步优选为100质量份以上。
另一方面，如果涂布层的质量比例为400质量份以下，则吸附材料具有柔软性，因此容易处理。涂布层的质量比例更优选为350质量份以下、进一步优选为300质量份以下。
涂布层的质量在吸附材料中所占的比例通过下述方式算出：测定吸附材料的质量(W1)，其后从吸附材料中去除涂布层，测定剩余的基材的质量(W2)，通过(W2/(W1-W2))×100(质量份)而算出。
从吸附材料剥离涂布层的方法没有特别限定，例如可以使用夹辊等对吸附材料加压，使涂布层破碎，由此从吸附材料剥离。
从吸附材料去除了涂布层可以通过使用显微镜、扫描型电子显微镜(SEM)对吸附材料进行观察来确认。
涂布层中的聚合物优选为在水中不溶出的具有耐水性的聚合物或其衍生物，可以举出例如乙烯-乙烯醇共聚物、聚偏二氟乙烯、聚砜等与有机溶剂相容且与水不相容的热塑性聚合物；环氧树脂、酚醛树脂、三聚氰胺树脂等热固性聚合物。
前述聚合物优选具有羧基、羟基或氨基等亲水性基团。聚合物具有亲水性基团，由此吸附材料的透水性增大，通水阻抗变小，因此能够进行高流速下的处理。
此外，如后述那样，前述聚合物具有官能团在金属粒子与官能团键合由此容易微分散的方面是优选的。
(A-2-4)金属粒子相对于吸附材料整体的质量比例
金属粒子的质量比例越高，则吸附性能提高，因此金属粒子的质量比例如果将吸附材料整体记作100质量份，则优选为10质量份以上、更优选为20质量份以上、进一步优选为30质量份以上。另一方面，金属粒子的比例相对于吸附材料100质量份优选为90质量份以下、更优选为80质量份以下，以通过吸附材料具有强度而抑制变形或断裂。
金属粒子的质量比例可以通过下述方法测定。称量吸附材料的质量(W1)。接着，将吸附材料浸渍在强碱水溶液等的良溶剂中，或根据需要组合利用电炉在800℃以上的温度下的加热，溶解基材和涂布层中的聚合物。称量像这样提取的金属粒子的质量(W3)。金属粒子相对于吸附材料整体的质量比例为(W3/W1)×100(质量份)。
(A-3)纤维状吸附材料的直径
吸附材料的直径D为100μm以上且600μm以下。直径D优选为200μm以上、进一步优选为300μm以上。此外，直径D优选为500μm以下、进一步优选为450μm以下。直径D为100μm以上，由此层叠的针织机织物和卷绕体在纤维间能够保持空隙，因此通水阻抗变小。此外，直径D为600μm以下，由此能够增大纤维与原水接触的面积，能够增大吸附速度。
应予说明，直径D在吸附材料为单纤维时为单纤维的直径。在吸附材料为复丝的情况下，构成复丝的单纤维本身也能够视为吸附材料，但在该情况下复丝的直径为直径D。
吸附材料为复丝的情况是指担载金属粒子、彼此能够分离的(彼此未粘接的)单纤维靠合而构成复丝的情况。另一方面，即使在1根吸附材料中包含多个基材，在作为基材的多个丝(可以为单纤维或复丝)之间被涂布层等粘接而成束，由此构成作为吸附材料的1根丝的情况(例如图5的例子)下，该吸附材料为单纤维。
应予说明，包含吸附材料的布料(加工作为吸附材料的纤维而得到的布料、或通过在作为基材的布料上附着金属粒子而形成的布料)中，如果布料为针织物或机织物，则通过对构成其的纱用显微镜等观察，测定该纱的直径，从而能够确定吸附材料的直径D。此外，在布料为无纺布的情况下，也能够对无纺布中包含的纤维用显微镜等进行观察，因此只要将该纤维直径测定为吸附材料的直径D即可。
过滤器中的吸附材料的直径D通过以下的方法测定。
-吸附材料以纱的状态卷绕而包含在过滤器中的情况：松开卷绕。在过滤器中包含的吸附材料为10根以下的情况下，通过切断而分割为10根纱。将吸附材料浸渍在纯水中24小时。其后，将10根吸附材料用显微镜观察，各自在视野内的任意的1个部位处测定宽度。应予说明，吸附材料的端部从测定对象中排除。算出这样得到的10个数值的平均值作为吸附材料的直径D。
-过滤器包含被加工为布料(针织物、机织物、无纺布)的吸附材料的情况：将布料浸渍在纯水中24小时。其后，用显微镜观察，在观察视野中，从针织物或机织物中包含的纱、或无纺布中包含的纤维中选择任意的10根，测定其宽度。但是，在视野中包含吸附材料的端部的情况下，该端部从测定对象中排除。算出这样得到的10个数值的平均值作为吸附材料的直径D。
[B.过滤器]
本实施方式中的过滤器具有包含上述的吸附材料的卷绕体和层叠体中的至少一者。
(B-1)吸附材料
(B-1-1)纱
吸附材料可以以纱的状态组装入过滤器中。纱是指未加工为布料的状态。
(B-1-2)布料
吸附材料可以以加工为布料的状态组装入过滤器中。布料具体而言，是指机织物、针织物或无纺布。为了方面说明，有时也将被加工为布料的状态称为“吸附材料”，但在该情况中也如上所述，上述的“直径D”指布料中包含的纱的直径。
通过将由吸附材料形成的布料填充在柱中、或在其上卷绕，从而能够容易地形成均匀的结构。其结果是，能够减小通水时的压力损失。此外，与针织物相比机织物的结构的均匀性更高，故而更优选，通水时的压力损失变小，因此高流速下处理变得容易。
机织物的种类没有特别限定，可以举出例如平纹组织、斜纹组织、缎纹组织等三原组织、变化组织、变化斜纹组织等变化组织、经二重组织、纬二重组织等单二重组织（片二重組織）、经立绒、毛圈布、丝绒等经起绒组织、纬绒、纬立绒、天鹅绒、灯芯绒等纬起绒组织等。应予说明，具有这些织造组织的机织物可以使用剑杆织机、喷气织机等通常的织机而通过通常的方法来织造。
作为表示构成机织物的纱(可以为单纤维或复丝)间的距离的值，有开口(以下记作op)，用下式定义。
op(μm)=(25400/n)-D (1)
n(个/英寸)：平均1英寸机织物的网眼个数
D(μm)：构成机织物的纱径(即，吸附材料的直径)。
开口除以纱径得到的值op/D优选为0.5以上、更优选为0.7以上、进一步优选为0.8以上。此外，op/D优选为3.0以下、更优选为2.5以下、进一步优选为2.0以下。op/D为0.5以上，由此通水时难以阻塞，通水阻抗难以变大。op/D为3.0以下，由此制成液体过滤用过滤器而通原水时，原水不走捷径，能够合适地去除原水中的去除对象成分。
开口的测定中，直径D的测定方法如上所述。
网眼个数n如下所述测定。用显微镜观察湿润状态的机织物，与经纱平行地画出1cm的线。根据位于该线上的格子的数量，求出经纱方向的网眼数n1(个/英寸)。同样地，与纬纱平行地画出1cm的线，根据位于该线上的格子的数量，求出纬纱方向的网眼数n2(个/英寸)。n1和n2的平均值记作n(个/英寸)。
针织物的种类没有特别限定，可以为纬编针织物，也可以为经编针织物。作为纬编组织，可以优选地例示出例如平针组织、罗纹组织、双罗纹组织、双反面组织、集圈组织、浮线组织、半畦编组织、花边网眼组织、绒头组织（添え毛編）等，作为经编组织，可以优选地例示出例如单梳栉经平组织、单梳栉经缎组织、双梳栉经绒组织、双梳栉经绒-经平组织、背面起绒组织、提花组织等。应予说明，织造可以使用圆型针织机、横机、特里科经编机、拉舍尔经编机等通常的针织机通过通常的方法来织造。
布料的单位面积重量优选为300g/m2以上、更优选为350g/m2以上、进一步优选为400g/m2以上。此外，优选为1500g/m2以下、更优选为1000g/m2以下、进一步优选为800g/m2以下。布料的单位面积重量为300g/m2以上，由此制成液体过滤用过滤器时，原水不走捷径，能够合适地去除原水中的去除对象成分。此外，单位面积重量为1500g/m2以下，由此难以发生阻塞，能够减小通水时的通水阻抗。
单位面积重量由干燥状态的布料的质量和面积算出。
(B-2)卷绕体
卷绕体是指以轴或核为中心而卷绕的吸附材料。在此，“轴”和“核”是指卷绕的中心(假想中心)的词语。即，吸附材料可以卷绕在另外的构件(芯材)的周围，但芯材不是必须的。
卷绕的吸附材料可以为纱的状态，也可以被加工为布料(机织物、针织物、无纺布等)。
作为卷绕体的外形，可以采用例如圆柱；三棱柱或四棱柱等棱柱；圆锥；三棱锥或四棱锥等棱锥；或球或椭圆球等各种各样的形状。
此外，卷绕体可以在其内部具有空洞。该空洞可以被配置在卷绕的中心部分。
此外，卷绕体中，吸附材料可以卷绕在与吸附材料不同的构件、即芯材的周围。即，可以在卷绕的中心部分配置芯材。芯材的外形也与卷绕体的外形同样地，能够采用各种各样的形状。
上述的空洞可以设置在芯材内。作为具有空洞的芯材，可以举出中空的构件或多孔的构件。
作为卷绕体的芯材的材质，只要能够通过水即可，可以应用例如合成树脂，具体而言，聚乙烯和聚丙烯等聚烯烃、或PTFE和PFA(四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物)等氟树脂是合适的。
芯材的直径(外径)优选为5mm以上、更优选为20mm以上，此外，优选为50mm以下、更优选为40mm以下。芯材的长度没有特别限定，例如为80mm以上且500mm以下。
所卷绕的吸附材料的末端优选通过熔接、粘接等而相对于卷绕体的外周面固定。
过滤器优选具有在卷绕体的端面(如果卷绕体为圆柱状，则为其高度方向上的端面)上设置的圆径的板等。
此外，过滤器可以具有收容卷绕体的壳体。
更具体地说明具有卷绕体的过滤器。特别地，在以下的例子中，供给水(被处理水)通过芯材。
图6的过滤器51具有芯材52和吸附材料53。芯材52是上部开口且底部被封堵的中空的构件，在侧面上设置有多个孔521。在芯材52的周围卷绕吸附材料53，由此形成卷绕体54。
过滤器51进一步具有收容卷绕体54的壳体55。壳体55通过在其上面设置开口(未图示)，从而构成为供给水经由壳体55的开口和芯材52的上部的开口进入芯材52的内部。在壳体55的底部设置孔透过水的取水口(未图示)，使得透过水从取水口流出至过滤器外。
应予说明，图6中，水的流动被描绘为从卷绕体54的内侧朝向外侧，但水的流动也可以相反。即，还可以向卷绕体的侧面供给水，从芯材采集透过水。在该情况下，例如作为图6的壳体55，使用下述壳体即可，所述壳体在底部具有能够向卷绕体54与壳体55的内壁之间供给水的开口，且在上面具有从芯材52的上部的开口提取透过水的开口。
在卷绕有纱的状态的吸附材料的情况下，后述的错位幅度δ(m)优选为吸附材料的直径(纱径)的2倍以下。由此，得到更均匀的空隙结构。
(B-3)层叠体
接着，针对具有层叠的吸附材料的过滤器进行说明。
“层叠”特别是指被加工为布料的吸附材料重合的状态。1个过滤器、即1个层叠体可以仅包含机织物、针织物、无纺布之中的1种，也可以包含2种以上。图7所示的过滤器61具有层叠的布料(给出标记62)和柱63。
柱63是上部和下部开口的容器，在内部收容布料62，同时接受供给水，且排出透过水。为了保持布料62，在多数情况下，下部的孔被设定为小于柱的直径。
(B-4)卷绕体与层叠体的共通事项
(B-4-1)填充厚度
针对卷绕体和层叠体中共通的事项，说明如下。以下，过滤方向上的卷绕体和层叠体的厚度被称为“填充厚度”。
过滤方向上的卷绕体和层叠体的厚度可根据想要过滤的原水的量而任意确定，优选为5mm以上、更优选为10mm以上、进一步优选为20mm以上。厚度为5mm以上，由此卷绕体和层叠体中，能够在原水不走捷径的情况下合适地去除原水中的去除对象成分。
(B-4-2)湿润状态下的吸附材料的密度
湿润状态下的吸附材料(纱)的密度ρa(g/cm3)如下测定。
过滤器包含卷绕体、针织物或机织物时，将其松开，包含无纺布时，将其松解，由此得到纱(纤维)状的吸附材料。将具有已知的容积Vt(cm3)的测定用的容器沉于水中，在该容器中，在未施加载重的状态下，加入松开(或松解)的状态的吸附材料。将其静置24小时，由此使吸附材料达到湿润状态。
由容器的容积Vt(cm3)、容器内的水的体积Vw(cm3)、吸附材料的质量Wa(g)，湿润状态下的吸附材料的密度ρa(g/cm3)通过下式算出。
ρa=Wa/(Vt-Vw) (2)
Wa(g)：湿润状态的吸附材料的质量
Vt(cm3)：测定用容器的容积
Vw(cm3)：测定用容器内存在的水的体积。
(Vt-Vw)为湿润状态的吸附材料的体积(cm3)。水的体积Vw(cm3)与水的质量Ww(g)相同，水的质量Ww可以通过测定容器内的水和吸附材料的质量的总计值Wt(g)、并从Wt(g)中减去吸附材料的质量Wa(g)而算出。
湿润状态的纱的质量Wa(g)通过从容器中取出吸附材料，通过抽滤去除附着的水后，测定质量，从而得到。
(B-4-3)卷绕体和层叠体的空隙率
卷绕体和层叠体的空隙率为15%以上且70%以下。空隙率优选为30%以上。此外，空隙率优选为60%以下、进一步优选为50%以下。空隙率ε为15%以上，由此通水时难以阻塞，通水阻抗难以变大。空隙率ε为70%以下，由此原水不走捷径地通过过滤器内，因此能够合适地去除原水中的去除对象成分，且至穿透为止得到充分量的透过液。
卷绕体或层叠体的空隙率ε(%)通过下式算出。应予说明，式(3)中的各数值针对通过在纯水中浸渍24小时而达到湿润状态的卷绕体或层叠体进行测定。
ε(%)=(Vf-Wb/ρa)/Vf×100 (3)
Vf(cm3)：卷绕体或层叠体的表观体积
Wb/ρa(cm3)：卷绕体或层叠体中包含的吸附材料的体积
(Vf-Wb/ρ)(cm3)：卷绕体或层叠体中包含的空隙的体积
Wb(g)：卷绕体或层叠体中包含的吸附材料的质量
ρa(g/cm3)：吸附材料的密度。
层叠体或卷绕体的表观的体积Vf(cm3)是吸附材料的体积与其吸附材料之间的空间的体积之和。该体积可以通过对湿润状态的卷绕体或层叠体测定其外形而算出。但是，在吸附材料被填充至柱整体中时，可以将柱的容积视为体积Vf。
此外，在内部配置有芯材的圆柱状的卷绕体中，从由卷绕体的半径R和高度H算出的体积(R2×π×H)去除芯材的体积，由此能够算出体积Vf。
质量Wb(g)通过在利用抽滤去除附着的水后测定湿润状态的卷绕体或层叠体的质量而得到。
对于吸附材料的密度ρa(g/cm3)的测定方法，如上所述。
(B-4-4)卷绕体和层叠体中的面积空隙率的偏差
卷绕体或层叠体中的面积空隙率的偏差为15%以下、优选为10%以下。面积空隙率的偏差为15%以下，由此通水时难以产生涡流，通水阻抗难以变大。
在过滤器中层叠有由吸附材料形成的布料的情况下，面积空隙率的偏差是指层叠体的层叠方向(参照图7)上的面积空隙率的偏差。此外，在过滤器具有卷绕体的情况下，面积空隙率的偏差是指其卷绕的径向(参照图6)上的面积空隙率的偏差。换言之，面积空隙率的偏差是指液体的过滤方向(图6、图7中的液体通过方向)上的面积空隙率的偏差。
卷绕的径向和层叠厚度方向以下总称为“厚度方向”。
面积空隙率的偏差的测定方法如下所述。通过X射线CT扫描拍摄垂直于厚度方向、且彼此平行的方向的多个切片(截面)图像。分辨率(m/像素)设为纤维直径(纱径)D的1/20，测定视野的大小设为512(像素)×512(像素)。从填充层的厚度的中心起在前后间隔与前述二维图像的分辨率相同量的间隔，在前后各得到256张，总计512张图像。即，遍及512(像素)的厚度，每次错开1(像素)的位置，拍摄截面。在厚度低于512(像素)的情况下，仅将吸附材料存在的部分的图像用于算出偏差。
将所得各个二维图像二值化，空隙区域在各图像的全部面积中所占的面积比例(%)被定义为面积空隙率。将面积空隙率在偏差的测定方向上描点，通过最小二乘法算出近似直线。从面积空隙率的测定值中减去各位置处的面积空隙率的近似直线上的值，由此求出各位置处的面积空隙率偏离近似直线的偏差。面积空隙率的偏差被定义为在偏差的测定方向上测定的面积空隙率偏离近似直线的偏差的最大值与最小值之差。
[C.吸附材料的制造方法]
接着，以下说明吸附材料的制造方法的例子。吸附材料的制造方法具有：
(I)准备基材的步骤、和
(II)在基材上担载金属粒子的步骤。
作为步骤(I)，应用公知的纺丝方法。基材例如可以通过将含有原料的液体从喷嘴挤出而纺丝，可以采用熔融纺丝、湿式纺丝、干式纺丝等。
步骤(II)可以对处于纱的状态的基材进行，也可以在将作为基材的纤维加工为布料(即机织物、针织物或无纺布)后进行。
作为步骤(II)，可以举出：制备
i)金属粒子的溶液
ii)金属盐的溶液
iii)包含聚合物(或其前体)和金属粒子的溶液
iv)包含聚合物(或其前体)和金属盐的溶液
中的任一溶液，使其附着在基材上，根据需要进行将前体聚合等处理。
上述i)、iii)中，金属粒子优选形成纳米胶体。
在使用上述i)、ii)的溶液的情况下，基材具有官能团在通过金属粒子与官能团键合而容易微分散方面是优选的。
此外，在使用上述iii)、iv)的溶液的情况下，聚合物(还包括通过前体形成的聚合物)具有官能团在通过金属粒子与官能团键合而容易微分散方面是优选的。
在此所称的官能团没有特别限定，可以举出(A-2-3-1)中例示的官能团。形成纳米胶体溶液的金属粒子的组成没有特别限定，可以举出上述(A-2-1)中例示的金属。形成金属盐溶液的金属盐的种类没有特别限定，可以举出(A-2-1)中例示的金属粒子的硝酸盐、硫酸盐、氯化物、氟化物、溴化物、碘化物、乙酸盐、碳酸盐、铬酸盐等。
此外，在使用上述ii)、iv)的溶液的情况下，在使基材与金属盐溶液、或者聚合物与金属盐溶液接触后，根据需要，可以将金属盐的金属离子还原而制成金属单体的金属粒子。还原的方法没有特别限定，除了使用化学还原剂的通用方法之外，进一步可以并用催化剂、光照射等。金属粒子的粒径的测定方法如后所述。
以下，特别针对使用iii)、iv)的溶液的方法、即针对涂布层的形成方法，进行下述说明。
作为涂布层的形成方法，可以大致举出以下的2种方法。
(1)使含有聚合物的前体和金属粒子或金属盐的溶液附着在基材上后，对溶液附着的基材加热，由此由前体生成聚合物。
(2)在使与有机溶剂相容且与水不相容的聚合物溶解在有机溶剂中而得到的溶液中，分散金属粒子或金属盐，由此得到溶液。使该溶液附着在基材上后，将溶液附着的基材浸渍在水中，由此使溶液中的聚合物凝固。
上述方法(1)中，溶液中包含的溶剂根据前体等而选择。作为溶剂，可以使用例如水。前体可以与“单体”互换。
上述方法(1)和(2)中，作为使溶液附着基材的具体方法，可以使用将基材浸渍在上述溶液中的方法、对基材使用涂布机、辊或喷雾器等涂布上述溶液的方法。
上述方法(1)和(2)中，前体或聚合物在溶液中的浓度优选为50g/L以上。前体或聚合物的浓度为50g/L以上，由此能够将溶液充分保持在基材上。另一方面，前体或聚合物的浓度优选为500g/L以下。浓度为500g/L以下，由此溶解变得容易，且溶液的粘度不会变得过大，因此能够容易地进行本步骤。
方法(1)和(2)中，溶液中的金属粒子或金属盐的浓度优选为前体或聚合物的0.5质量倍以上、更优选为2质量倍以上。金属粒子或金属盐的浓度为2质量倍以上，由此能够高效率地对纤维赋予吸附能力。另一方面，金属粒子或金属盐在溶液中的浓度优选为前体或高分子的10质量倍以下、更优选为8质量倍以下。金属粒子或金属盐的浓度为10质量倍以下，由此能够使金属粒子均匀分散在溶液中。
方法(1)中，在使包含前体的水溶液与基材接触后，且在加热基材前，可以去除剩余的水溶液。此外，方法(2)中，在使聚合物溶液与基材接触后，可以去除附着在基材上的剩余的溶液。
作为去除剩余的溶液的手段，可以举出喷嘴(仅限于基材为纱状的情况)、轧液机等橡胶辊、空气喷嘴等。特别地，在作为基材而使用布料的情况下，使用轧液机等橡胶辊除液后，进一步用空气喷嘴等输送空气，由此能够去除闭塞作为基材的布料的开口部(纤维间的间隙)的溶液。
上述方法(1)中，作为加热基材的方法，可以使用例如在烘箱、针板拉幅机等加热装置内加热的方法；使用干燥机等输送热风的方法。
该步骤中，加热基材的温度只要为前体形成聚合物、能够固化、且基材不熔化的程度即可。温度优选为50℃以上、更优选为100℃以上。加热温度为50℃以上，由此固化反应进行。另一方面，加热温度优选为250℃以下、更优选为200℃以下。加热温度为250℃以下，能够保持基材的形态。
上述方法(2)中，作为溶解聚合物的有机溶剂，可以举出例如二甲基亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基2-吡咯烷酮、丙酮等。
为了调节凝固速度，可以在使聚合物溶液附着的基材浸渍在水中时的水中，少量添加有机溶剂。可以举出例如二甲基亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基2-吡咯烷酮、丙酮等。作为水的温度，优选为5℃以上、更优选为10℃以上。水的温度为5℃以上，能够短时间进行聚合物的凝固。另一方面，水的温度优选为60℃以下、更优选为40℃以下。为60℃以下，由此能够有效地进行聚合物的凝固。
此外，作为该步骤中将基材浸渍在水中的时间，优选根据轧液率而适当调整，优选为5秒以上，更优选浸渍10分钟以上。浸渍时间为5秒以上，能够使高分子的凝固充分进行。浸渍时间优选为10分钟以下、更优选为5分钟以下。浸渍时间为10分钟以下，能够减小加工时的成本。
上述方法(1)和(2)的实施次数可以为1次或多次，可以根据基材的形态、轧液率而任意选择。
[D.过滤器的制造方法]
(D-1)卷绕
以下，作为一例，说明使用有孔芯材的情况。
在使用加工为布状的吸附材料的情况下，在有孔芯材的周围卷绕布状的吸附材料直至目标厚度。
通过将纱状的吸附材料卷绕在有孔芯材的外周，可以形成卷绕体。相对于有孔芯材的径向(垂直于轴向的方向)，将纱的卷绕角度倾斜，由此能够以在有孔芯材的轴向上扩展的方式卷绕吸附材料。
如果吸附材料从有孔芯材的第1端卷绕至第2端，则朝向第2端(使卷绕方向反转)进一步卷绕。连续反复进行这样的往复动作，由此吸附材料重叠，形成圆柱形状的填充层。
如果将相对于在从卷绕开始起第n次的反转至第n+1次的反转之间卷绕的吸附材料而言，在第n+2次至第n+3次的反转之间卷绕的吸附材料的错位幅度设为δ(m)，则δ(m)优选为直径的2倍以下、更优选为1.5倍以下。通过使δ(m)为直径的2倍以下，能够在保持均匀空隙的同时层叠吸附材料。δ(m)优选为直径的0.1倍以上、更优选为0.5倍以上。通过使δ(m)为直径D的0.1倍以上，能够抑制从卷绕开始起在第n次的反转至第n+1次的反转之间卷绕的吸附材料、与在第n+2次至第n+3次的反转之间卷绕的吸附材料的重叠，能够抑制原水走捷径。
卷绕中的交叉夹角θ用有孔芯材与纱道相对平行移动的速度、即横移（traverse）速度St(m/s)、和纱的卷取速度Sr(m/s)来表示，可以通过下式算出。
θ=tan-1(St/Sr)・・・(式4)。
此外，作为单位时间的反转次数的横移频率ht(cpm)与有孔芯材的转速r(rpm)之比称为卷绕比W，通过下式定义。
W=r/ht・・・(式5)。
如果将卷绕比的小数点以后的部分记作W1，将包含有孔芯材的卷绕体的外径记作R(m)，则错位幅度δ(m)用下式定义。
δ=W1×R×π×sin(θ)・・・(式6)。
卷绕比W为整数时，也即是说W1=0时，错位幅度δ(m)为0m。此外，如果将卷绕比W设为恒定而卷绕，则错位幅度δ(m)总是恒定。错位幅度优选从卷绕体的内侧至外侧为均匀的。
(D-2)层叠
层叠方法没有特别限定。例如，将加工为布状的吸附材料裁切为适当的大小，或折叠，重叠直至达到目标厚度即可。
[E.流体分离方法]
上述的过滤器用于去除液体中的溶质的流体分离方法。流体分离方法例如具有：
(a)通过分离膜由流体分离前述流体中含有的物质的步骤，和
(b) 使前述流体与本实施方式的过滤器接触的步骤，
步骤(b)在步骤(a)之前或后进行均可。
上述步骤(a)中使用的分离膜是指能够通过过滤而去除流体中包含的物质的膜。作为分离膜，可以例示例如RO(反渗透)膜、NF(纳米过滤)膜、MF(精密过滤)膜、UF(超滤)膜。
步骤(b)中，通过使步骤(a)中透过分离膜的流体、或仍未经过步骤(a)的流体与过滤器接触，从而使流体中的溶质吸附于过滤器。由此，能够去除流体内的选自硼、砷、磷和氟中的至少一种有害物质。
图6的卷绕体中，原水从壳体55的上部进入芯材52，通过芯材52的侧面的孔521，向卷绕体54移动。原水在通过卷绕体54的吸附材料53之间的过程中，原水中包含的溶质被去除。透过水从卷绕体54的侧面流入卷绕体54与壳体55之间的空间，从壳体55的下部的取出口(未图示) 流出至壳体55外。像这样，卷绕体54中，径向与过滤方向一致。
如图7那样具有层叠的布料62的过滤器61中，从柱63的上部供给的原水在横穿层叠的布料62的同时移动，在该过程中原水中包含的溶质被去除。透过水从柱63的下部的取出口流出。
例如，海水中的硼是被反渗透膜去除的成分，但即使使用反渗透膜，也不容易使硼浓度降低至适合于饮用水的值。为了去除硼，还可以考虑通过使反渗透膜致密，提高硼去除性能。然而，如果将反渗透膜致密化，则透水性能降低，因此为了得到与使用不致密的反渗透膜的情况同等量的透过水，设备大型化，同时处理成本增大。与此相对地，通过使用本发明的过滤器，即使不将反渗透膜致密化(即不使透水性能降低)，也能够减少最终得到的水的硼浓度。在此，举出硼为例，针对砷、磷和氟也相同。
应予说明，“原水”是指处理对象的水，是包括例如海水、咸水、地下水、废水等在内的词语，不限于具体方式。
此外，在将原水透过分离膜元件前，可以透过预过滤器。预过滤器主要去除原水中的微粒等，减少分离膜的负担。
实施例
以下，通过实施例进一步详细说明本发明，但本发明不因这些实施例而受到任何限定。
(1)金属粒子相对于吸附材料整体的质量比例(质量份)
称量吸附材料的质量(W1)。接着，将吸附材料用强碱水溶液溶解，由此提取金属粒子。称量所得金属粒子的质量(W3)。金属粒子相对于吸附材料整体的质量比例通过(W3/W1)×100(质量份)算出。
(2)涂布层相对于基材的质量的质量比例(质量份)
称量吸附材料的质量(W1)。接着，将吸附材料利用夹辊加压，使涂布层破碎，由此剥离涂布层，称量涂布层的质量(W2)。涂布层相对于基材的质量的质量比例通过(W2/(W1-W2))×100(质量份)算出。通过利用SEM的观察来确认去除了涂布层。
(3)吸附材料的直径D、开口op
将吸附材料浸渍在纯水中24小时，其后测定10根用显微镜观察时的纤维直径，将其平均值记作纤维状的吸附材料的直径D。在吸附材料为复丝的情况下，测定纤维束的直径。
基于上述的式(1)，测定开口。直径D的测定方法如上所述。n的测定方法中，用显微镜观察湿润状态的机织物，与经纱平行地画出1cm的线。根据处于该线上的格子的数量，求出经纱方向的网眼数n1。同样地，与纬纱平行地画出1cm的线，根据位于该线上的格子的数量，求出纬纱方向的网眼数n2。n1和n2的平均值记作n(个/英寸)。
(4)空隙率
基于上述的式(2)，测定吸附材料的密度。
将吸附材料在具有已知的容积Vt(cm3)的测定用的容器中沉在水中，在该容器中，在未施加载重的状态下加入吸附材料。将其静置24小时，由此使吸附材料达到湿润状态。根据容器的容积Vt(cm3)、容器内的水的体积Vw(cm3)、吸附材料的质量Wa(g)，基于式(2)算出湿润状态下的吸附材料的密度ρa(g/cm3)。
此外，基于上述的式(3)，测定卷绕体或层叠体的空隙率ε(%)。应予说明，针对卷绕体，根据其外形，算出卷绕体或层叠体的表观体积Vf，针对在柱内填充的层叠体，将柱的容积视为体积Vf。
(5)金属粒子的粒径(nm)
将吸附材料的表面用扫描型电子显微镜以倍率1~10万倍的任意倍率观察拍摄，在所得照片上，重叠透明的膜、片材，将属于金属粒子的部分用油性墨水等涂抹。接着，使用图像分析器，求出属于金属粒子的区域的面积。对任意的30个金属粒子进行该测定，通过数平均，算出平均1个金属粒子的平均面积S。使用该平均面积，将照片上的金属粒子假定为真圆，金属粒子的粒径由2×((S/π)0.5)算出。
(6)硼去除率
在过滤器中，以空间时间SV值达到500(hr-1)的方式通原水。将硼酸0.185mmol/L的水溶液用作原水，测定硼的去除率。
原水以10bed vol.透过柱后，取样10mL，通过ICP-AES(Inductively CoupledPlasma-Atomic Emission Spectrometry，电感耦合等离子体原子发射光谱)测定透过液中的硼浓度，算出硼去除率。bed vol.是指透过液的体积除以填充层的体积得到的值。
应予说明，填充层是指在柱内填充有吸附材料的部分。本测定方法中，在柱整体中填充吸附材料，因此柱的体积与填充层的体积一致。
(7)通水阻抗
向过滤器中通纯水，测定进入过滤器和离开过滤器的压力差、即压力损失。改变透过液流速(m/s)，测定压力损失除以填充层的厚度而得到的值A(Pa/m)。接着，改变透过流速，测定在装置中未填充试样而通液时的压力损失除以填充层的厚度而得到的值B。值A减去值B，将试样的压力损失除以填充层的厚度而得到的值与流速的关系进行描点，确认正比的关系。根据该直线的斜率，求出填充层内的试样的通水阻抗(Pa・s/m2)。
(实施例1)
使用异形度为1.8、由72丝形成的纤维直径200μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维，用22G的圆型针织机织成针织物。将该针织物按照常规方法进行精炼、干燥、中间定型。接着，将该针织物的两面在氮气氛围下以30W・分钟/m2的表面处理强度，对两面实施电晕放电处理。将所得针织物在氧化铈的纳米胶体溶液(溶剂：水、浓度：5质量%)中，在室温下浸渍1天。
其后，经过用于去除多余的氧化铈的纳米胶体溶液的水洗，得到氧化铈与聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维的官能团键合的吸附材料。将所得吸附材料在水中向直径40mm、厚度20mm的柱在未施加载重的状态下，层叠至柱的上端，将柱密闭。
(实施例2)
使用异形度为1.8、由72丝形成的纤维直径200μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维，用平纹织机以经纱和纬纱的网眼数为40(个/英寸)制作机织物。接着，将该机织物的两面在氮气氛围下以30W・分钟/m2的表面处理强度，对两面实施电晕放电处理。将所得机织物在氧化铈的纳米胶体溶液(溶剂：水、浓度：5质量%)中，在室温下浸渍1天。
其后，经过用于去除多余的氧化铈的纳米胶体溶液的水洗，得到氧化铈与聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维的官能团键合的吸附材料。将所得吸附材料向直径40mm、厚度20mm的柱在水中未施加载重的状态下，层叠至柱的上端，将柱密闭。
(实施例3)
使用异形度为1.8、由72丝形成的纤维直径200μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维，用平纹织机以经纱和纬纱的网眼数为40(个/英寸)制作机织物。将乙烯乙烯醇共聚物(日本合成化学株式会社制、ソアノールEタイプ)在二甲基亚砜中以12质量%的浓度溶解，在该溶液中添加聚合物量的6质量倍的含水氧化铈微粒(平均粒径300nm)，充分搅拌分散，制作1L的溶液。在该溶液中，浸渍约10g机织物。接着，将该机织物用轧液机除液，用空气喷嘴吹附空气，接着浸渍在水中。将机织物在溶液中的浸渍、除液、在水中的浸渍记作1个循环，实施2个循环 ，得到在聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维的表面上设置有含有氧化铈的聚合物的层的吸附材料。
将所得吸附材料向直径40mm、厚度20mm的柱在水中未施加载重的状态下，层叠至柱的上端，将柱密闭。
(实施例4)
使用异形度为1.8、由72丝形成的纤维直径200μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维，用平纹织机以经纱和纬纱的网眼数为40(个/英寸)制作机织物。在作为聚合物的前体包含5质量%聚丙烯酸25,000(和光纯药工业株式会社制)、和5质量%聚甘油聚缩水甘油基醚(ナガセケムテックス株式会社制、EX-512)的水溶液中，添加前体的5质量倍的含水氧化铈微粒(平均粒径300nm)，充分搅拌分散，制作1L的溶液。在该溶液中，浸渍约10g机织物。接着，将该机织物用轧液机除液，用空气喷嘴吹附空气，在130℃下加热3分钟。将所得机织物用流水洗涤，再次在130℃下加热3分钟，由此干燥。将机织物在溶液中的浸渍、除液、加热、洗涤、干燥记作1个循环，实施3个循环。将所得机织物状吸附材料浸渍在1mol/L的碳酸钠水溶液中1小时，将羧基置换为钠型。进一步，用纯水洗涤直至洗涤水的pH达到8以下，得到在聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维的表面上设置有含有氧化铈的聚合物的层的吸附材料。
将所得吸附材料向直径40mm、厚度20mm的柱在水中未施加载重的状态下，层叠至柱的上端，将柱密闭。
(实施例5)
将聚丙烯酸设为15质量%、含水氧化铈微粒设为前体的3质量倍，除此之外，以与实施例4相同的方式，得到吸附材料。
将所得吸附材料向直径40mm、厚度20mm的柱在水中未施加载重的状态下，层叠至柱的上端，将柱密闭。
(实施例6)
将含水氧化铈微粒设为前体的2质量倍，除此之外，以与实施例5相同的方式，得到吸附材料。
将所得吸附材料向直径40mm、厚度20mm的柱在水中未施加载重的状态下，层叠至柱的上端，将柱密闭。
(实施例7)
将乙烯乙烯醇共聚物(日本合成化学株式会社制、ソアノールEタイプ)在二甲基亚砜中以12质量%的浓度溶解，在该溶液中添加聚合物量的6质量倍的含水氧化铈微粒(平均粒径300nm)，充分搅拌分散，制作1L的溶液。在该溶液中，浸渍异形度为1.8、由72丝形成的纤维直径200μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维。接着，用直径400μm的喷嘴除液，其后，浸渍在水中。将机织物在溶液中的浸渍、除液、在水中的浸渍记作1个循环，实施2个循环 ，得到在聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维的表面上设置有含有氧化铈的聚合物的层的吸附材料。接着，将该纤维状吸附材料在外径42mm的有孔芯材上，在横移宽度110mm、横移速度8mm/s、纺锤转速105rpm的条件下卷绕，由此制作外径62mm、高度110mm的卷绕体。
(比较例1)
将乙烯乙烯醇共聚物在二甲基亚砜中以12质量%的浓度溶解，在该溶液中添加聚合物量的6质量倍的含水氧化铈微粒(平均粒径4μm)，充分搅拌分散，制作分散液。接着，将该分散液从喷嘴以喷雾状喷出，浸渍在水中并固化，由此得到具有球状结构的多孔成形体。将所得吸附材料向直径40mm、厚度20mm的柱在水中未施加载重的状态下，层叠至柱的上端，将柱密闭。
(比较例2)
不进行用空气喷嘴吹附空气的步骤，除此之外，以与实施例3相同的方式，得到吸附材料。将所得吸附材料向直径40mm、厚度20mm的柱在水中未施加载重的状态下，层叠至柱的上端，将柱密闭。
(比较例3)
将乙烯乙烯醇共聚物(日本合成化学株式会社制、ソアノールEタイプ)在二甲基亚砜中以12质量%的浓度溶解，在该溶液中添加聚合物量的6质量倍的含水氧化铈微粒(平均粒径300nm)，充分搅拌分散，制作1L的溶液。在该溶液中，浸渍异形度为1.8、由72丝形成的纤维直径200μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维。接着，用直径430μm的喷嘴除液，其后，浸渍在水中。将机织物在溶液中的浸渍、除液、在水中的浸渍记作1个循环，实施2个循环 ，得到在聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维的表面上设置有含有氧化铈的聚合物的层的吸附材料。接着，将该纤维状吸附材料在外径42mm、长度110mm的有孔芯材上，在横移速度8mm/s、纺锤转速104rpm的条件下，以形成与实施例6相同形状的方式进行卷绕。
(比较例4)
将作为基材的由纤维形成的机织物的网眼数设为75(个/英寸)，除此之外，以与实施例3相同的方式，得到吸附材料。将所得吸附材料向直径40mm、厚度20mm的柱在水中未施加载重的状态下，层叠至柱的上端，将柱密闭。
(比较例5)
将作为基材的由纤维形成的机织物的网眼数设为20(个/英寸)，除此之外，以与实施例3相同的方式，得到吸附材料。将所得吸附材料向直径40mm、厚度20mm的柱在水中未施加载重的状态下，层叠至柱的上端，将柱密闭。
(比较例6)
将基材设为异形度为1.8、由144丝形成的纤维直径550μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维，网眼数设为15(个/英寸)的平纹的机织物，除此之外，以与实施例3相同的方式，得到吸附材料。将所得吸附材料向直径40mm、厚度20mm的柱在水中未施加载重的状态下，层叠至柱的上端，将柱密闭。
(比较例7)
将基材设为异形度为1.8、纤维直径60μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维，网眼数设为150(个/英寸)的平纹的机织物，除此之外，以与实施例3相同的方式，得到吸附材料。将所得吸附材料向直径40mm、厚度20mm的柱在水中未施加载重的状态下，层叠至柱的上端，将柱密闭。
将实施例1~7和比较例1~7中制作的过滤器的性能示于表1和表2。
[表1]
Figure 772167DEST_PATH_IMAGE001
[表2]
Figure 626991DEST_PATH_IMAGE002
参照详细且特定的实施方式说明了本发明，但对本领域技术人员明确的是，可不脱离本发明的精神和范围地施加各种各样的变更、修正。本申请基于2017年9月29日提交的日本专利申请(日本特愿2017-189898)，其内容以参考方式并入本文中。
工业实用性
本发明的吸附材料适合用于去除水、气体等流体中包含的有害物质。
标记的说明
1 单纤维
3 金属粒子
4 涂布层
11~13 基材
21~24 吸附材料
41 聚合物
51 过滤器
52 芯材
53 吸附材料
54 卷绕体
55 壳体
61 过滤器
62 布料
63 柱
521 孔

Claims (6)

1.过滤器，其具有包含纤维状吸附材料的卷绕体和包含纤维状吸附材料的层叠体的至少一者，
(a) 前述纤维状吸附材料可吸附在液体中溶解的成分，
(b) 前述纤维状吸附材料具有基材和担载于前述基材的金属粒子，
(c) 前述纤维状吸附材料的直径D为100μm以上600μm以下，
(d) 前述金属粒子的粒径为1nm以上1000nm以下，
(e) 前述金属粒子以选自以下的(1)~(3)中的至少1种形态担载于前述基材，
(1) 前述金属粒子通过官能团键合于前述基材，
(2) 前述基材具有孔，前述金属粒子担载于前述孔内，
(3) 前述基材表面上设置有包含前述金属粒子和聚合物的涂布层，
(f) 前述卷绕体和前述层叠体的空隙率为15%以上70%以下，
(g) 前述卷绕体的卷绕的径向的面积空隙率的偏差、和前述层叠体的层叠方向的面积空隙率的偏差为15%以下。
2.根据权利要求1所述的过滤器，其中，前述基材为单纤维或者包含多根单纤维的复丝。
3.根据权利要求1或2所述的过滤器，其中，前述金属粒子为包含选自银、铜、铁、钛、锆和铈中的至少1种的粒子。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的过滤器，其中，前述纤维状吸附材料相对于前述纤维状吸附材料100质量份含有10质量份以上的前述金属粒子。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的过滤器，其中，前述金属粒子以前述(3)的形态担载于前述基材，
前述纤维状吸附材料相对于前述基材100质量份含有30~400质量份的前述涂布层。
6.流体分离方法，其具有：
(a) 通过分离膜由流体分离前述流体中含有的物质的步骤，和
(b) 使前述流体与权利要求1~5中任一项所述的过滤器接触的步骤，
前述步骤(b)在前述步骤(a)之前或之后进行。
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