JP2022052581A - ナノファイバーのフィルターによる微粒子捕捉方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ナノファイバーのフィルターによる微粒子捕捉方法及びその装置を提供する。【解決手段】リン酸廃液中に混入した微粒子をナノフィルターによって除去する微粒子捕捉方法であって、ナノフィルターはポリフッ化ビニリデンに溶媒としてＮ－メチル－２－ピロリドン、N,N-ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシドのいずれかを選択し、これに直径が０.２０ｍｍ以下のカーボンブラック微粒子を混入してナノファイバー紡糸液とし紡糸してナノファイバー綿とし、出来上がったナノファイバー綿をメタノール又はイソプロピルアルコールに浸漬してナノフィルターを形成し、出来たナノフィルターは間隔をおいて少なくとも複数段を直列配列し、各ナノフィルターにリン酸廃液を投入し微粒子をナノフィルターで捕捉してリン酸廃液を濾過するナノフィルターを用いた微粒子捕捉方法及び装置。【選択図】図７

Description

本発明は、ナノファイバーのフィルターによる微粒子捕捉方法及びその装置に関する。

近時、一般的に直径が１ミクロン（＝1,000ｎｍ）以下の太さの繊維で定義されるナノファイバーが開発され、ナノファイバーの製造法としては、ＥＳＤ（Electro－Spray Depositioｎ）法、或いは、エレクトロ・スピニング法と呼ばれる技法が最も注目され、その技術が開発されている（例えば、特許文献１参照）。しかし、エレクトロ・スピニング法は高圧の電圧が必要となることから、特に、ポリビニルアルコール(ＰＶＡ)等の電導性のある高分子材料を使用することは危険であり、取り扱いが厄介であった。また、高分子材料の溶融液にカーボン微粒子を混入させて紡糸することは、カーボンブラック微粒子が電導性であることから、ＥＳＤ法でナノファイバーを紡糸することはできない。

また、高電圧電極を使用しない従来の合成繊維であるマイクロオーダーの製造法として、非特許文献１には、前掲のエレクトロ・スピニング法の他に、現在、海島複合紡糸法、低粘度の溶解ポリマーを吹き飛ばすメルトブロー紡糸法、ポリマー溶液を急激に膨脹させてポリマーを吹き飛ばしながら固化・繊維化させるフラッシュ紡糸法が開発されていることが開示されている。この溶解だけの極細繊維の製造方法として、上記の非特許文献１には、溶液に溶かして紡糸する方法としてポリマーブレンド紡糸法があり、これは２種のポリマーをブレンドしておき、これを繊維化した後に、海ポリマーを溶出する極細紡糸法であり、μｍオーダーの太さが限界とされている。
そこで、本発明者らは、特許文献２及び特許文献３に示すように高分子を溶剤に溶かして低粘度にし、さらに極細径のノズルから噴射空気とともに吹き出して延伸し、ナノファイバーを製造することに成功した。これを利用して、呼吸器系に沈着して健康に影響を及ぼす大気中に浮遊する微小粒子状物質ＰＭ２.５を捕捉する薄膜防臭遮蔽部材を製造している。なお、特許文献２の素材は微小粒子状物質ＰＭ２.５を捕捉以外にウィルス等の飛沫を捕捉することも判ってきた。

また、低圧損で通気性を保ちつつ、微小ダストを捕捉するナノファイバーを使用したエアフィルター又は微粒子捕捉用不織布基材は特許文献４として提供されている。
しかしながら、特許文献３のエアフィルター不織布基材は、従来のナノファイバーの製造がエレクトロスピンニング法によるナノファイバー紡糸装置を使用しており、前述の不都合な問題点が存在し、さらに、不織布面上に、繊維状又はパウダー状の接着剤を散布して不織布を積層しているので、これらの接着剤がナノファイバーで形成し通気する隙間を埋めてしまい、通気の効率を低下させてしまうという問題点もあった。

特開２０１１－１２７２３４号公報 特開２０１４－１４４５７９号公報 特開２０１９－３７９６３号公報 特開２０１４－１１４５２１号公報

SEN'I GAKKAISHI(繊維と工業)Vol.63,No.12(2007)423～425P[溶解紡糸型ナノファイバーの開発]越智隆志

上述したように、これらの特許文献１、４は、従来のエレクトロ・スピニング法によってナノファイバーを製造したもので、高圧の電圧が必要で危険であり、特に、本発明のようにカーボンブラック微粒子を紡糸溶液に混入して紡糸することは、生産効率も高くなく、取り扱いが厄介であり、製造コストが嵩むという問題点がある。
本発明の課題は、このような問題点に鑑みてなされたもので、微粒子除去用ナノファイバーよりなるフィルターによって、特に、無機物や金属の微粒子を効率よく捕捉する微粒子除去用ナノファイバーのフィルターによる濾過方法及びその装置である。

上記課題を解決するために、本発明の微粒子捕捉用ナノファイバーのフィルターによる濾過方法及びその装置であって、ナノフィルターは長分子配列を有するポリフッ化ビニリデン(ＰＶＤＦ)に溶媒としてＮ－メチル－２－ピロリドン(ＮＭＰ）、N,N-ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、ジメチルアセトアミド（ＤＭＡＣ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）のいずれかを選択し、この溶液に直径が０.２０ｍｍ以下のカーボンブラック微粒子を混入してナノファイバー紡糸液とし、この紡糸液からナノファイバーを紡糸し、出来上がったナノファイバー積層体をメタノール又はイソプロピルアルコールに所定時間浸漬し、
該ナノフィルターは間隔をおいて少なくとも複数段（好ましくは４段以上）を直列に配列し、
各ナノフィルターの上部からリン酸廃液を加圧、及び／又は下部からリン酸廃液を吸引して微粒子を前記ナノフィルターで捕捉しつつリン酸廃液を通過させることを特徴とするナノフィルターを用いた微粒子捕捉方法及びその装置である。
また、前記紡糸する高分子材料は、ポリフッ化ビニリデン(ＰＶＤＦ)の高分子材料で、溶媒はＮ－メチル－２－ピロリドン(ＮＭＰ）を用いるが、他にN,N-ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、ジメチルアセトアミド（ＤＭＡＣ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）のいずれかでもよい。また、紡糸する効率を向上させるために、トルエンを少量添加してもよい。

なお、実施例では、微粒子捕捉用ナノファイバーのフィルターの製造方法において、溶剤に溶解して加圧して紡糸ノズルから紡糸し、該紡糸ノズルの中心吐出口を囲むように、該中心吐出口と同軸にリング状の高速吹出口を設け、該高速吹出口からの気流によって紡糸ノズルからの前記高分子材料を延伸するとともに溶剤を気化するようにしてナノファイバー状の繊維を捕集基材で積層捕集するが、ノズル先端のノズルの内径は、０.１３ｍｍから０.１８ｍｍであるので、溶解液に混入するカーボンブラック微粒子の直径は少なくとも０.１３ｍｍ以下でなくてはならず、本実施例では２４ｎｍである。
さらに、微粒子捕捉用ナノファイバー積層体の製造方法においては、前記高分子材料を延伸する空間環境は、温度が３０℃から４０℃で湿度を６０％以上にし、また、前記高分子材料であるポリフッ化ビニリデン(ＰＶＤＦ)を延伸する空間環境には、紡糸する高分子材料の溶剤の気化を促進するために赤外線加熱器を用いる。

本発明のナノファイバーの微粒子捕捉フィルターは、微粒子を捕捉するために形成する目が細かく、また、ポリフッ化ビニリデン(ＰＶＤＦ)のナノファイバー自体にカーボンブラックの微粒子をまとわせて、このカーボンブラックに微粒子を吸着し、さらにナノファイバーの目詰まりを解消するためにメタノール又はイソプロピルアルコールに所定時間浸漬したので、適度の濾過機能を有する。
したがって、所定の厚さからなるナノファイバー層の微粒子捕捉フィルターにより、ナノ単位の微粒子の捕捉が可能であり、これを数段繰り返して直列にして濾過すれば、最終的には微粒子が１０ｐｐｍ以下までさげられる。
また、ナノファイバーの素材としてポリフッ化ビニリデン(ＰＶＤＦ)を使用したのでリン酸液等の耐薬品に強く、耐侯性にも優れており、放射線にも強い樹脂であるので、洗浄も簡単に行える。
さらに、接着剤やナノファイバーのスプレーのノズルは、セラミック又はルビーとしたので中心吐出口は耐熱性、及び耐久性があり変形も少なく、高温加熱した高分子繊維を長時間紡糸してもナノファイバーにも変形がなく、均一のナノファイバーの直径が維持できる。
さらに、ポリフッ化ビニリデン(ＰＶＤＦ)のナノファイバー層は通気性も十分よく、十分に強度があり、安価に大量に製造できる。

微粒子捕捉用ナノファイバー積層体の製造装置の全体を示す説明図、 図１におけるナノファイバー生成部の概略の説明図、 図２のノズル及びその先端部分の噴射空気吹出ノズルの拡大図、 図４（ａ）は、図２の高分子供給管の側面図、図４(ｂ)はその断面図、 微粒子捕捉用ナノファイバーのフィルターに用いた微粒子捕捉構造の１つを拡大した説明図、 本発明の図６のナノフィルターを用いた微粒子捕捉構造を多段して微粒子捕捉方法を構成したシステムの全体の説明をする概念図、 図７（ａ）は、実施例１のポリフッ化ビニリデン(ＰＶＤＦ)の２００倍の電子顕微鏡の写真、図７（ｂ）は、その１０００倍の電子顕微鏡の写真、 図８（ａ）は、実施例１のポリフッ化ビニリデン(ＰＶＤＦ)に直径２４ｎｍのカーボンブラックの微粒子を混入した２００倍の電子顕微鏡の写真、図８（ｂ）は、その１０００倍の電子顕微鏡の写真、 図９（ａ）は、図８のカーボンブラック入りのポリフッ化ビニリデン(ＰＶＤＦ)のナノファイバーをメタノールに６０分浸漬した後の２００倍の電子顕微鏡の写真、図９（ｂ）は、その１０００倍の電子顕微鏡の写真、 図１０（ａ）は、図８のカーボンブラック入りのポリフッ化ビニリデン(ＰＶＤＦ)のナノファイバーをイソプロピルアルコールに６０分浸漬した後の２００倍の電子顕微鏡の写真、図１０（ｂ）は、その１０００倍の電子顕微鏡の写真、 ナノファイバーが１段による厚さ毎のフィルターの濾過性能を分析した［表２］の図、 フィルター基板の段数、及び、カーボンブラック微粒子を含有させたナノファイバーによるフィルターの濾過性能を分析した［表３］の図、 カーボンブラック微粒子を含有させポリフッ化ビニリデン(ＰＶＤＦ)をメタノール又はイソプロピルアルコールに６０分浸漬した後の濾過性能を分析した［表４］の図である。

（実施例１）
本発明のナノファイバーを製造する装置の全体構成は、概略、図１に示すようなもので、先ず、図面左からナノファイバーを生成するナノファイバー生成工程Ａで、このナノファイバー生成工程Ａは材料液供給部１、紡糸部２、吹付部３から構成され、材料液供給部１にはナノファイバー材料液Ｎ１が貯蔵され、紡糸部２、吹付部３でナノファイバー繊維Ｎ２が生成され、次に、吹き付けられたナノファイバー繊維Ｎ２を受け取りナノファイバー積層体Ｎ３として積層する捕集積層形成工程Ｂが設けられ、この捕集積層形成工程Ｂは捕集部４からなり、次に、捕集されたナノファイバー積層体Ｎ３を捕集部４の捕集帯４１から剥がす積層体離脱工程Ｃで、この積層体離脱工程Ｃは積層体離脱部５の移送ベルト５２の前半部分で水洗装置５１の水洗ノズル５１１からの噴射水によって捕集帯４１からナノファイバー積層体Ｎ３を離脱する。
離脱する際にナノファイバー積層体Ｎ３は残った溶媒も噴射水によって水洗いするが、移送工程の一対の駆動ローラ５３によって稼働されるエンドレスベルトの移送ベルト５２に移送され、移送ベルト５２の後半部分には乾燥装置６が設けられ、乾燥装置６はエアブロー装置（空気吹出装置）６１の空気噴射ノズル６１１によって残った水分は除去される。この移送ベルト５２の下には水受けの水貯留箱５４が設けられ、適宜に外部に排出される。すなわち、水洗装置５１は、ナノファイバー積層体Ｎ３を捕集帯４１からの脱離と、ナノファイバー積層体Ｎ３に残った溶媒の水洗を同時に行なう。
そして、移送ベルト５２に末端部５３１から、ナノファイバー積層体Ｎ４はバラバラの綿状になり、フィルターの中間製品であるナノファイバー綿Ｎ５となって集積部７に集積される。

以下に、前述したＡからＥの各構成の詳細を説明する。
[ナノファイバー生成工程Ａ]
以下に、前記各工程を順次具体的に説明する。
先ず、ナノファイバー生成工程Ａは、材料液供給部１、紡糸部２、吹付部３から構成される。以下、この順に詳細を説明する。
[材料液供給部１]
図１で、左側には材料液供給部１と紡糸部２であるが、これの拡大図が図２であるが、図示されるように、複数の紡糸のノズル部２２が設けられ、実施例１では、材料液タンク１１にはポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）紡糸液Ｎ１を投入する。ここで実施例１に使用したポリフッ化ビニリデン(ＰＶＤＦ)紡糸液Ｎ１の組成は次のとおりである。
実施例１：ポリフッ化ビニリデン(ＰＶＤＦ)紡糸液Ｎ１の組成
ポリフッ化ビニリデン(ＰＶＤＦ) ・・・・１３.００重量％
Ｎ－メチル－２－ピロリドン(ＮＭＰ） ・・８５.１５重量％
トルエン ・・・・ １.００重量％．
カーボンブラック微粒子 ・・・・ ０.８５重量％
合計 ・・・・・・１００.００重量％

本実施例では、ＰＶＤＦを延伸するために先ずＮ－メチル－２－ピロリドン(ＮＭＰ）で溶解する。この際、前記のようにＮ－メチル－２－ピロリドン(ＮＭＰ）８５.１５重量％に対してＰＶＤＦのペレット１３.００重量％を混合して溶解液を作るが、この数値よりもＮ－メチル－２－ピロリドン(ＮＭＰ）があまり多すぎるとナノファイバーを形成せず、ポリフッ化ビニリデン(ＰＶＤＦ)の濃度が高すぎても太い繊維した形成しなかったり、ノズル部が詰まったりする不都合が生じる。
また、シリカの微粒子の捕捉性能を高めるために、溶液に直径が０.２０ｍｍ以下のカーボンブラック微粒子を混入してナノファイバー紡糸するが、図３のノズル部２の吹出口２２１２の最小中心軸孔２２１１の内径の０.１３ｍｍよりも更に小さい直径でなければならず、本実施例では、三菱ケミカル社のＭＡ１１０の粒子径が２４ｎｍのカーボンブラック微粒子を使用した。後述するが、出来上がったポリフッ化ビニリデン(ＰＶＤＦ)のナノファイバー積層体をイソプロピルアルコールに４０分から７０分の所定時間浸漬して、微粒子捕捉用ナノファイバーのフィルターとして仕上げる。 なお、溶剤としてＮ－メチル－２－ピロリドン(ＮＭＰ）の代わりに、N,N-ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、ジメチルアセトアミド（ＤＭＡＣ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）を用いてもよい。
また、溶解方式ではなく溶融方式でもナノファイバーを製造することは可能であるが、この場合には基剤としてポリプロピレン(ＰＰ)が使用でき、他に高熱で溶融する溶融方式でのナノファイバーを使用する。
なお、この明細書では詳細は触れないが、本発明者が開発した高熱でポリプロピレン(ＰＰ)で溶融するナノファイバー製造装置を転用すればよい。

このようなポリフッ化ビニリデン(ＰＶＤＦ)をＮ－メチル－２－ピロリドン(ＮＭＰ）に溶かし、カーボンブラック微粒子を混入した材料液は、材料液タンク１１から送給ポンプ１２から移送管１３の順で紡糸部２に供給される。
この移送管１３には、温水保温部１４からの温水は、各移送管１３に設けられた温水分配器１４１が供給され、この温水分配器１４１はノズル部２２のナノファイバー材料（ポリフッ化ビニリデン(ＰＶＤＦ)）をＮ－メチル－２－ピロリドン(ＮＭＰ)で溶かした液Ｎ１を４０℃から６０℃に維持するような構成で、各ノズル部２２も所定の温度を維持するようにしている。この配置は図２に示すように、温水出口１４４から配管１４５で直列に繋ぎ温水戻り口１４６に戻るように循環している。
この分配器１４１で各移送管１３中のナノファイバー材料液Ｎ１を４０℃から６０℃程度に温めるのは、ポリフッ化ビニリデン(ＰＶＤＦ)を延伸するには常温の４０℃から６０℃が適温であるからである。
このように、本実施例では、温水保温部１４は温水器１４２で各分配器１４１に必要な温水を４０℃から６０℃程度にして貯留し、ポンプ１４３によって各分配器１４１に送給し循環するようにしたので、各紡糸部２へ送給するナノファイバー材料液Ｎ１も所定の４０℃から６０℃程度に温められる。なお、温度維持に温水を用いたのは、ヒータ等とは異なり、温度管理が比較的容易に空間環境が乾燥状態にならないからである。

[紡糸部２,吹付部３]
次に、移送管１３からナノファイバー材料液Ｎ１が送り込まれる紡糸部２と吹付部３について説明するが、この紡糸部２は図２から図４に示すようなもので、紡糸部２は、ポリフッ化ビニリデン(ＰＶＤＦ)をＮ－メチル－２－ピロリドン(ＮＭＰ）に溶解してナノファイバー吹付部２１のノズル部２２から外部に吹き出し延伸するものである。図２の部分拡大図に示すように、先ず、材料液供給部１の移送管１３はノズル部２２の高分子供給部２４の高分子供給管２４１に連結し、図４に示すように、高分子供給管２４１の中心に設けられた貫通孔２３４は、ノズル部２２のノズル本体２２１に連通し、その先端からナノファイバー繊維Ｎ２を噴射する。このノズル部２２はセラミックで、特にルビーのノズル本体２２１はその中心に先端の吐出口２２１２に続く中心軸孔２２１１が設けられている。
また、本実施例で、上下方向に６段のノズル部２２群が設けられ、水平方向にも６列（１段につき）のノズル部２２群が設けられ、計３６個のノズル部２２が配置されている。各段の水平方向の６個のノズル部２２は１５ｃｍ間隔で水平棒等に固定され、このノズル部２２と材料液供給部１とは一体で水平に幅方向１５ｃｍ程度左右に移動するように稼働する。したがって、出来上がるナノファイバー繊維Ｎ２は９０ｃｍの幅で左右に振り分けられてナノファイバー積層体Ｎ３として形成される。
上下方向に設けられる各段ノズル２２群において、上下に近接するノズル部２２の位置は、ナノファイバー積層体Ｎ２での継ぎ目が重ならないように、ずらして配置して、ナノファイバー積層体Ｎの厚さが均一になるようにしている。

また、ノズル部２２から積層体捕集部４の捕集帯４１までの距離は１６５cm程度とし、高分子材料であるポリフッ化ビニリデン(ＰＶＤＦ)の延伸が十分行われ、溶媒の気化が十分に行われる距離にしてノズル部２２から積層体捕集部４に向けて飛散するようにしている。
また、吐出口２２１２の内径は０.１mmから０.２mmとし、本実施例では０.１５mmとしているが、０.２mm以上だと延伸してもナノオーダーの細さが得にくく、細い方が良いが０.１mm以下だと詰まって紡糸速度が遅くなってしまう。

[高速風吹出部２６]
高速風吹出部２６の高速風吹き出しノズル部２６１は、図３に示すように、ノズル本体２２１は、中心軸孔２２１１の周りには、中心軸孔２２１１を包むように同軸状にリング状の高速風吹出通路２６２が形成され、高速風吹出通路２６２の先端には所定の吹出角度を有したリング状の高速風吹出口２６３が設けられ、この高速風吹出口２６３は前記吹出口２６３より僅かにＸ＝５mm程度(５～７mm)突出して、整流が生じるようにするのと、含まれる水分の気化が促進されるように、従来よりも高速風吹出口２６３の口径も幾分広い。
また、ナノファイバー吹付部２１の中間部には、高速風吹出通路２６２の他端に連通する空気供給部２８が設けられ、この空気供給部２８には、常温の２０℃、或いは多少暖かい２０～４０℃程度の空気(気流)がエアポンプ２８１により供給され、吐出口２２１２から紡糸されるポリフッ化ビニリデン(ＰＶＤＦ)のナノファイバー繊維を高速風吹出口２６３の高速気流で包むようにして下流に引っ張るように延伸する。この所定の吹出角度を有する高速風吹出口２６３が延伸気流手段を構成している。

また、延伸気流手段のノズル部２２は主にノズル本体２２１とノズル支持体２２２とからなり、図３における吐出口２２１２の近傍の拡大図に示すように、ノズル本体２２１には長手方向に溶解高分子であるＰＶＤＦが噴出する中心軸孔２２１１が設けられるが、この中心軸孔２２１１の下流側の先端部には吐出口２２１２が設けられる。本発明のノズル部２２におけるノズル本体２２１の材質はセラミック又はルビーが最適で、本実施例ではルビーである。
この吐出口２２１２であるノズル内径は０.１３mmから０.１８mmとしたが、０.１８mm以上だとナノ単位の繊維状のナノファイバーが生成しづらく、０.１３mm以下だとノズル内径に溶解した高分子が詰まってしまうので、本実施例では０.１５mm程度とした。また、従来はノズル内径を０.１５mmとしたが、材質を金属のステンレスとしたため、すぐに太いファイバーに変質してしまうことが判明した。これは繰り返し加重や圧力の為にステンレスのノズル内径が拡がってしまうことに起因することが判った。このため、耐熱性や対摩耗性に優れ高温下でも変形しないルビー(セラミック)を使用すると、長時間連続稼働させても、高品質の高分子ナノファイバー積層体Ｎ３を生成することができた。

しかし、セラミックやルビーは加工が難しく、ネジ等を設けた金属のノズル支持体２２２にノズル吐出口２２１２をネジ等で固着することが困難であった。そのため、図３に示すように、ノズル本体２２１の上流の末端に外側に突出した肉厚の鍔部２２１３を設け、対応するノズル支持体２２２の内孔２２２１の下流の末端に内側に突出する係止部２２２２を設けて、ノズル本体２２１をノズル支持体２２２の内孔２２２１の上流の開口２２２３から挿入して、鍔部２２１３を係止部２２２２に密着嵌合させて固着する。このような構造なので、下流側に高い圧力で溶解高分子が挿入されてもノズル本体２２１がノズル支持体２２２から離脱することがない。この場合、内孔２２２１の内径はノズル本体２２１の外径および鍔部２２１３の外径よりも大きく、ノズル支持体２２２の先端係止部２２２２の内径はノズル本体２２１の外径よりも小さく、鍔部２２１３の外径よりも小さくする必要がある。
中心軸孔２２１１の外周部２３１及び吐出口２２１２側の外周部２２２４と高速風吹出通路２６２の内周壁との間には通路隙間を維持するスペーサー部が適所に設けられて間隔を維持して高速風吹出通路２６２を形成している。
なお、高分子導入管２３は、図４に示すようなもので、高速風吹出通路２６２は、空気導入部枠体２７２と高分子導入管２３との外周部２３１の隙間に噴射空気導入溝２３２が形成され、この溝を通じて高速風が通過する。

この延伸気流手段を更に説明すると、高速気流でポリフッ化ビニリデン(ＰＶＤＦ)繊維を更に延伸するのでリング状の高速風吹出口２６３の吹出角度(中心軸孔２２１１の軸を中心としての左右の合算角度)が重要であるが、実験の結果、角度３０°～６０°程度、すなわち、高速風吹出口２６３の高速気流の吹出方向は、前記中心軸の吐出口２２１２の中心軸線に対して１５°～３０°の角度の範囲が好ましく、角度３０°(中心軸と角度１５°)以下だとポリフッ化ビニリデン(ＰＶＤＦ)との接触力が小さく延伸作用が小さく、角度６０°(中心軸と角度３０°)以上だと接触しての負圧が生じないのでやはり延伸作用が少なく、本実施例１では角度３８°(中心軸と角度１９°)とすることで延伸作用が効率的に作用した。

このように、高速風吹出口２６３からの気流が適正に紡糸したポリフッ化ビニリデン(ＰＶＤＦ)繊維に当たらないと、μオーダーの極細繊維で終わってしまいナノファイバーにはならない。
また、ポリフッ化ビニリデン(ＰＶＤＦ)繊維を効率よくナノ単位に延伸するのは、溶媒により溶解して低粘度にすることが重要であるが、延伸気流手段は、吐出口２２１２から紡糸後も高速噴射空気で延伸させる必要があり、更に重要なのは、延伸するとともにポリフッ化ビニリデン(ＰＶＤＦ)繊維内に含まれる溶剤のＮ－メチル－２－ピロリドン(ＮＭＰ）気化して飛ばして除去する必要があり、そのために、高速風吹出口２６３は紡糸ノズル部２２の吐出口２２１２より僅かにＸ１＝５mm(５～７mm)程度突出させ、吐出口２２１２から紡糸されるポリフッ化ビニリデン(ＰＶＤＦ)繊維の溶媒の気化を促進するように構成している。
この高速風吹出口２６３と吐出口２２１２との流れ方向での所定距離Ｘ１は、５から７mm程度の突出にすると、ポリフッ化ビニリデン(ＰＶＤＦ)繊維の高速風による延伸作用が適度に作用し、ポリフッ化ビニリデン(ＰＶＤＦ)繊維の延伸と溶剤の速やかな除去を両立させることが出来ることが実験によって判明した。

[吹付部３]
そして、ノズル部２からナノファイバー材料液Ｎ１が噴射され、積層体捕集部４の捕集帯４１まで空間環境を飛行する。
この際に、ノズル部２２からナノファイバーの積層捕集部４の捕集帯４１までの空間距離は１６５cm程度としたが、高分子素材であるポリフッ化ビニリデン(ＰＶＤＦ)の延伸が十分行われ、溶剤が飛散し気化が促進する距離であると考えられるが、ノズル部２の噴射力だけでは、ナノファイバー繊維Ｎ２は、積層体捕集部４までは到達しないが、次の捕集積層形成工程Ｂで強力な吸引機構を設けて、下流側への強力な気流を生じされてナノファイバー繊維Ｎ２を積層捕集部まで到達するようにしている。
また、ポリフッ化ビニリデン(ＰＶＤＦ)繊維内に含まれる溶剤の気化を促進させるために、ノズル部２から捕集積層形成工程Ｂまでの生成されるナノファイバーが飛行する間の空間に、例えば、空間の両側に赤外線加熱装置３１を設けて照射し、ポリフッ化ビニリデン(ＰＶＤＦ)の分子を励起し、環境の温度を上げるのではなく、分子自体の温度を上げるようにしてポリフッ化ビニリデン(ＰＶＤＦ)Ｎ１の材料液内の溶剤で気化を促進している。

[ナノファイバーの捕集積層形成工程Ｂ]
次に、ナノファイバー生成工程Ａで生成されたナノファイバーを、その下流でナノファイバーを積層する[ナノファイバーの捕集積層形成工程Ｂ]の積層体捕集部４を図１で参照して説明する。
ナノファイバー積層体Ｎの積層体捕集部４は、図１に示すように、エンドレスで移動する網状で捕集帯４１であり、材質は非電導体の合成樹脂で形状はネット或いは網であり、大量に空気が通過できることができるものであればよい。
本実施例１では、積層体捕集部４が合成樹脂であるポリプロピレン(ＰＰ）のモノフィラメントの網で、合成樹脂の繊維径は直径０.２４ｍｍ、開口部サイズは、１.０３ｍｍで、高分子素材の結束部のない平織で交点はフリーである。
この積層体捕集部４は、以上のような構成なので（密度１５～２０本／inch）、貫通する空気の空気抵抗は十分に少なく、捕集帯４１はナノファイバー積層体Ｎ３を軽く保持するだけで、結束部がないことで捕集帯４１はナノファイバー積層体Ｎ３が絡みつくことがなく、後の工程で直ぐに離脱することができる。場合によっては、予め、離型材としてフッ素系樹脂かシリコン系樹脂で正面処理を施しておいてもよい。
なお、捕集帯４１の材質はポリプロピレン(ＰＰ）樹脂以外でもポリエチレン樹脂、グラスファイバーにＰＶＣコーテングしたコンベアネット、結束部のない金属コンベアネットでも良く、要はコンベアネットからナノファイバー積層体Ｎ３の離脱が極めて容易であれば良い。
また、メッシュのサイズも下記の[表１]のようなものが使用可能である。
［表１］
(1) １８メッシュ：繊維径 ０.２６ｍｍ 開口部サイズ １.１５ｍｍ
(2) ２０メッシュ：繊維径 ０.２４ｍｍ 開口部サイズ １.０３ｍｍ
(3) ２４メッシュ：繊維径 ０.２２ｍｍ 開口部サイズ ０.８４ｍｍ
(4) ２６メッシュ：繊維径 ０.１９ｍｍ 開口部サイズ ０.７８ｍｍ
(5) ３０メッシュ：繊維径 ０.１８ｍｍ 開口部サイズ ０.６７ｍｍ

この捕集帯４１は、駆動ローラ４２によって図１で反時計回りに移動し、従動支持ローラ４３a～ｃによって所定位置で支持され反時計回りに移動する。なお、実施例１のメッシュは前記[表１]での(2)である。

なお、駆動ローラ４２の駆動は、仕上がるナノファイバー積層体Ｎ３の厚さを調節するが、ナノファイバーの厚みが５から１００μｍになるように制御する。
図１において、ナノファイバー生成工程Ａのノズル部２２に対向した位置に、従動支持ローラ４３ｂ,４３ｃによってほぼ垂直平面の捕集面４４を形成しており、この捕集面４４でナノファイバー積層体Ｎ３を連続的に捕集し、後述する積層体離脱工程Ｃに移動してナノファイバー積層体Ｎ３を捕集帯４１から離脱して駆動ローラ４２によって上方に方向転換し、更に従動支持ローラ４３aによって方向転換し、従動支持ローラ４３eに案内され循環する。

捕集面４４の裏側には、吸引室４６１と上下方向に複数(本実施例１では上段・中段・下段の３個)の吸引ダクト４６２とこれらに連なる空気の吸引機構４６が設けられ、該吸引ダクト４６２にはそれぞれ風量を調整する風量調整シャッター４６３が付随して設けられ、ナノファイバー生成工程Ａで生成されたナノファイバー繊維Ｎ２及びナノファイバー積層体Ｎ３を捕集帯４１に吸い寄せている。
捕集帯４１を平面に保つためにその裏面に合成樹脂等の平面保持部材４４１が間隔を隔てて設けられている。なお、捕集面４４の表側には、効率よくナノファイバー繊維Ｎ２を捕集面４４に誘導するために捕集面４４に収束するようにラッパ状の案内部材４４２が設けられている。

吸引ダクト４６２にはそれぞれ風量を調整する風量調整シャッター４６３が付随して設けられているが、捕集面４４でのナノファイバー積層体Ｎの吸い付き量は、吸引ダクト４６２の開口面積のよって調整される。吸い付き量が大きいと離脱工程Ｃで行程捕集帯４１からナノファイバー積層体Ｎ３が離れずらくなるので簡単に離れるように調整する。
こうして、捕集帯４１上に垂直で連続的に形成したナノファイバー積層体Ｎ３は、捕集帯４１の下方への移動に伴って、移動し右方向に水平に移動し積層体離脱部５でナノファイバー積層体Ｎ３を離脱して、駆動ローラ４２から循環案内させる。

[ナノファイバー積層体Ｎ３離脱工程Ｃ、移送工程Ｄ]
このように、捕集帯４１に積層したナノファイバー積層体Ｎ３は、捕集帯４１の従動支持ローラ４３cと駆動ローラ４２との間で、捕集帯４１から離脱して水洗コンベヤ５に移る。この水洗コンベヤ５は、軽く積まれたナノファイバー積層体Ｎ４をメッシュのエンドレスベルトの移送ベルト５２で次工程に移送する。この移送ベルト５２はメッシュ構造で水が下方に通過でき、移送ベルト５２の両端には駆動ローラ５３が設けられ、集積部７側に移動(図１で左から右)する。
これを更に詳しく説明すると、積層されたナノファイバー積層体Ｎ４には上方から送水装置５１の水洗シャワーを構成する噴射ノズル５１１からの水の噴射によって離脱(脱離工程Ｃ)させるとともに、噴射ノズル５１１からの水の噴射によってナノファイバー積層体Ｎ４の中に僅かに付着しているＮ－メチル－２－ピロリドン(ＮＭＰ）やトルエン等の溶剤や、捕集面４４に付着したゴミを水洗シャワーで水洗する。この場合、積層捕集部４が合成樹脂であるポリプロピレン(ＰＰ）のモノフィラメントの網であると、ナノファイバー積層体Ｎ３が送水装置５１の噴射ノズル５１１からの水の噴射程度で簡単に離脱可能である。
このように、噴射ノズル５１１はゴミ除去も兼ねており、捕集帯４１に残ったナノファイバー片やゴミを除去し、綺麗な状態の捕集帯４１を送り出す。なお、必要に応じて、離型材付与装置等を設けて、ナノファイバーが離脱しやすいようにしても良い。なお、この時のナノファイバー積層体Ｎ３は、目付重量が３ｇから２０ｇ／ｍ^２であった。
この水の噴射ノズル５１１はナノファイバー積層体Ｎ３の全幅に亘って設けるか、左右にトラバースするようにしてもよく、要は、捕集帯４１から無理なくナノファイバー積層体Ｎ３が脱離され移送ベルト（エンドレスベルト）５２への移行できるような機構であればよい。移送ベルト５２の下側には噴射ノズル５１１からの水を受ける水貯留箱５４が設けられ落下する水を適宜の装置により排水する。
噴射ノズル５１１の水洗シャワーで洗浄されたナノファイバー積層体Ｎ４は、移送工程Ｄである移送ベルト５２の後半に設けた乾燥装置６が配置されており、この乾燥装置６はエアブロー装置６１の空気噴射ノズル６１１によってナノファイバー積層体Ｎ４を乾燥する。
なお、水洗の噴射ノズル５１１、及び、乾燥の空気噴射ノズル６１１は、ナノファイバー積層体Ｎ４の全幅に亘って設けるか、左右にトラバースするようにしてもよい。

［製品貯蔵工程Ｅ］
最後に、ナノファイバー積層体Ｎ４をエンドレスベルト５２の乾燥装置６のエアブロー装置６１側の端部から、図１に示すように、ナノファイバー積層体Ｎ４を集積部７に投入する。この際、ナノファイバー積層体Ｎ４は軽く積まれているだけなので、バラバラになり綿状になり、フルターの中間製品であるナノファイバー綿Ｎ５となって集積部７に集積される。

ここで、上記の出来上がった中間製品のナノファイバー積層体Ｎ５について説明する。
図７（ａ）は、比較例１のカーボンブラックを混入していないポリフッ化ビニリデン(ＰＶＤＦ)の２００倍の電子顕微鏡の写真、図７（ｂ）は、その１０００倍の電子顕微鏡の写真であるが、電子顕微鏡写真からもナノオーダーのポリフッ化ビニリデン(ＰＶＤＦ)のナノファイバー積層体が出来上がっていることが判る。このナノファイバー積層体の目付重量は３ｇから２０ｇ／ｍ^２であった。
図８（ａ）は、実施例１のポリフッ化ビニリデン(ＰＶＤＦ)に直径２４ｎｍのカーボンブラックの微粒子を混入した２００倍の電子顕微鏡の写真、図８（ｂ）は、その１００００倍の電子顕微鏡の写真である。
図７と図８を比較すると、実施例１のポリフッ化ビニリデン(ＰＶＤＦ)のナノファイバーは、ファイバー以外のカーボンブラック微粒子がナノファイバーに絡まっていることが判る。
次に、図９（ａ）を示すが、図８でのメタノールに６０分(通常４０分から７０分)浸漬した後の２００倍の電子顕微鏡の写真、図９（ｂ）は、その１０００倍の電子顕微鏡を示すが、カーボンブラック微粒子が削ぎ落とされており、水が通過する隙間が確保されているのが判る。
また、同様に、図１０（ａ）を示すが、図８でのイソプロピルアルコールに６０分(通常４０分から７０分)浸漬した後の２００倍の電子顕微鏡の写真、図１０（ｂ）は、その１０００倍の電子顕微鏡を示すが、カーボンブラック微粒子が削ぎ落とされており、水が通過する隙間が確保されているのが判る。

以上、詳述したような製造手段で、ナノファイバー綿Ｎ５を製造するが、このナノファイバー綿Ｎ５を使用したナノファイバーのフィルターによる微粒子捕捉方法及びその装置について、実験内容を説明する。
図６は、基本となる微粒子捕捉装置として用いたシリンジ８であり、このシリンジ８の内筒８１に押出円柱８２を挿入し、先端のガスケット部分８３を押し子８４で手動或いはシリンジポンプ８５で押指圧(空気圧力：単位Ｋｐａ）することにより、筒先８６から底部に詰め込んだナノファイバー綿Ｎ５をちぎって詰め込んだフィルター基材Ｎ６にリン酸廃液を通過させて濾過するものである。
更に、詳しく説明すると、図１から５に示す装置によって作成したカーボンブラック微粒子を混入し、イソプロピルアルコールに６０分浸漬したフィルター積層体Ｎ５を、図６に示すように、ちぎって内径２２.８ｍｍのシリンジ８に５ｇ～４０ｇを押し込め適宜の厚さ(１０ｇでｘ＝約５５ｍｍ：図５参照)にしたフィルター基材Ｎ６を形成し、その後、対象となるシリカの微粒子が混入したリン酸廃液をシリンジ８の上部から投入し、押出円柱８２を挿入してシリカ微粒子が混入したリン酸廃液を通過させ、シリカ微粒子をフィルター基材Ｎ６で捕捉して濾過させ、その処理液を分析するものである。このときのフィルター基材Ｎ６の面積は、２×π×（２２.８ｍｍ／２）＝３，９３７．５６ｍｍ^２である。
ここで、本実施例の濾過方法は、シリンジ８で濾過するために、シリカの微粒子が混入したリン酸廃液をシリンジ８の上部からシリンジポンプ８５よって上部から加圧して下部から抽出した。ただし、濾過方法は、本実施例のように詰め込んだフィルター基材Ｎ６の上部から加圧又は自重で濾過する方法、また、前記ナノフィルター基材Ｎ６の下部から吸引して濾過する方法（減圧ろ過とも呼ばれる濾過方式）、前記ナノフィルター基材Ｎ６を水平方向に回転して遠心力を利用して濾過する方法（大量生産には適する。）、及び、これらの濾過する方法を組み合わる濾過方法のいずれかでもよい。

このようにして製作したフィルター基材Ｎ６を、図７の概念図に示すように、１段濾過、直列の４段濾過、直列の５段濾過、直列の６段濾過の構成した濾過フィルターで、廃リン液中の残留シリカの濃度を分析した。その分析結果を、［表２］の図１１、［表３］の図１２、［表４］の図１３で説明する。
廃リン酸濾過試験Ａ(図１１)の［表２］は、シリカ廃リン酸液がＡ社から提供を受けたシリカ濃度が４３～４７ｐｐｍ程度の試料で、内径２２.８ｍｍのシリンジ８に、Ｎｏ１ではナノファイバー綿Ｎ５を５ｇ詰め込んだフィルター、Ｎｏ２では１０ｇを詰め込んだフィルター、Ｎo３では２０ｇを詰め込んだフィルター、Ｎｏ４では４０ｇを詰め込んだフィルターで濾過性能を試験した。
この廃リン酸濾過試験（図１１)[表２]で判ることは、ナノファイバー綿Ｎ５を詰め込む量を多くしても、分析結果が２０ｇでは３３ｐｐｍ、４０ｇでは３１ｐｐｍとＮｏ２の参考例２の１０ｇと濾過する効果があまり向上しないので、［表２］では、ナノファイバー綿Ｎ５を詰め込む量を多くしても、分析結果が２０ｇでは３３ｐｐｍ、４０ｇでは３１ｐｐｍとＮｏ２の参考例２の１０ｇの３４ｐｐｍと比較しても濾過性能があまり向上しないので、圧力装置等や材料費用を考慮すると、１つのナノファイバーのフィルター基材Ｎ６はシリンジ８への詰め込み量は１０ｇ程度であれば良いことが判る。
次に、廃リン酸濾過試験Ｂの［表３］（図１２）は、[表２]と同様に、シリカ廃リン酸液がＡ社から提供を受けたシリカ濃度が４３～４７ｐｐｍ程度の試料で、ナノフィルターの段数が何段で効率が良いか、濾過した結果を調べた。
分析結果は、１段は［表２］のＮｏ２で３４ｐｐｍであるが、２段は［表３］のＮｏ５の３２ｐｐｍ、３段は［表３］のＮｏ６の２６ｐｐｍで段数を増すごとに、濾過効率が向上している。しかし、４段は［表３］のＮｏ７の１８ｐｐｍ、５段は［表３］のＮｏ８の１８ｐｐｍで段数を増しても効率は向上しないが、好ましくは４段がよい。
こように、１０ｇ詰め込んだフィルターでシリカ微粒子含有の廃リン液をフィルター４段で濾過した場合は、１８pｐｍと格段に濾過性能が飛躍的に向上する。
ここで判ることは、ナノファイバー綿Ｎ５を厚くするよりも、数段に分けて直列に廃リン液を通過して濾過する方が、濾過性能が向上する。また、この廃リン酸濾過試験Ｂ(表３)で判ることは、ナノファイバー綿Ｎ５の段数を４段までは、段数を多くすると濾過効率が向上している。しかし、４段以上にしても濾過性能がさして向上ししない。
次に、［表３］のＮｏ７、Ｎｏ８とＮｏ９とＮｏ１１を比較するが、これはＰＶＤＦのナノファイバー綿Ｎ５にカーボンブラック微粒子を含有させたが含有させないか性能を調べた。
ここで、Ｎｏ９の実施例１のようにＰＶＤＦにカーボンブラック微粒子を含有させ、Ｎｏ７と同様に１０ｇ詰め込んだフィルター基材Ｎ６で、シリカ微粒子含有の廃リン液をフィルター基材Ｎ６の４段で濾過した場合は、６.４ｐｐｍと更に大幅に濾過性能が向上することが判った。ここで、Ｎｏ１０の実施例２に示すように、濾過するフィルター基材Ｎ６を４段から５段にして濾過したが、６．６ｐｐｍと濾過性能が変わらなかった。
ここで判ることは、ＰＶＤＦにカーボンブラック微粒子を含有させたナノファイバー綿Ｎ５を１０ｇ／３，９３７．５６ｍｍ^２程度密度で複数の直列のフィルター基材Ｎ６とし、かつ４段程度に直列することで構成のフィルターとすることができるが、これ以上、段数を増やしても壁がある、後述する［表４］も併せて考慮すると、段数が４～６段で濾過性能の上限に到り、これ以上は無駄であった。

［表４］は、シリカ廃リン酸液がＣ社から提供を受けたシリカ濃度が１８０ｐｐｍの試料で、カーボンブラック微粒子を含有させたＰＶＤＦのナノファイバー綿Ｎ５のフィルター基材Ｎ６において、処理しない場合、メタノール処理をした場合、イソプルアルコール処理した場合について濾過性能を試験した結果である。
まず、シリカ濃度が１８０ｐｐｍの試料をＮｏ１１とＮｏ１２は実施例でのポリフッ化ビニリデン(ＰＶＤＦ)のナノファイバー綿Ｎ５を後処理しないものをフィルター５段濾過と６段濾過した濾過液を分析して比較例４－（１）、比較例４－（２）とし、Ｎｏ１３とＮｏ１４はポリフッ化ビニリデン(ＰＶＤＦ)のナノファイバー綿Ｎ５をメタノールで処理した後にフィルター５段濾過と６段濾過した濾過液を分析して実施例１－（１）、実施例１－（２）とし、同様に後処理としてイソプロピルアルコールで処理した後にフィルター５段濾過と６段濾過した濾過液を分析して実施例２－（１）、実施例２－（２）として［表４］としたものである。
この廃リン酸濾過試験Ｃの［表４］から判ることは、ポリフッ化ビニリデン(ＰＶＤＦ)のナノファイバー綿Ｎ５を後処理なしの場合（Ｎｏ１１，１２）は、原液のシリカ濃度が１８０ｐｐｍから１３０ｐｐｍにしか下がらなかったが、実施例１のメタノール処理した場合（Ｎｏ１３，１４）は、原液のシリカ濃度が１８０ｐｐｍから僅か１２pｐｍ、１３ｐｐｍに下がり、実施例２のメイソプロピルアルコール処理した場合（Ｎｏ１５，１６）は、原液のシリカ濃度が最初の１８０ｐｐｍｐから１４ｐｐｍ、１１ｐｐｍｐに下がる。ただし、フィルター基材Ｎ６を５段濾過と６段濾過にはあまり差がなく、５段以上はあまり効果が向上しない。

ここで、ＰＶＤＦのナノファイバー綿Ｎ５のフィルターの構成を纏めると、ナノファイバー綿Ｎ５は直径が０.２０ｍｍ以下のカーボンブラックの微粒子を含有させ、さらに、メタノール又はイソプロピルアルコールに所定時間浸漬してフィルター基材Ｎ６を作成して、１段当たりのフィルター基材Ｎ６は、内径が２２.８ｍｍのシリンジ８の場合だと、ナノファイバー綿Ｎ５を１０ｇ詰め込み(厚さ約５５mm)のが効率的であり、１段ではなく４段から６段の複数を直列にするのがよいことが判る。

本発明の実施例のナノファイバーの微粒子捕捉フィルターによれば、微粒子捕捉するために形成する目が細かく、また、ポリフッ化ビニリデン(ＰＶＤＦ)のナノファイバーＮ５自体にカーボンブラックの微粒子をまとわせて、このカーボンブラックの微粒子を吸着し、さらにナノファイバー綿Ｎ５のナノフィルター基材Ｎ６の目詰まりを解消するためにメタノール又はイソプロピルアルコールに所定時間浸漬したので、適度の濾過機能を有する。
したがって、所定の厚さからなるナノファイバー層の微粒子捕捉フィルターにより、ナノ単位の微粒子の捕捉が可能であり、これを数段繰り返して直列にして濾過すれば、最終的には微粒子が２０ｐｐｍ以下まで下げられる。
また、ナノファイバーの素材としてポリフッ化ビニリデン(ＰＶＤＦ)を使用したのでリン酸液等の耐薬品に強く、耐侯性にも優れており、紫外線や放射線にも強い樹脂であるので、洗浄も簡単に行える。
さらに、接着剤やナノファイバーのスプレーのノズルは、セラミック又はルビーとしたので中心吐出口は耐熱性、及び耐久性があり変形も少なく、高温加熱した高分子繊維を長時間紡糸してもナノファイバーにも変形がなく、均一のナノファイバーの直径が維持できる。また、ポリフッ化ビニリデン(ＰＶＤＦ)のナノファイバー層は通気性も十分よく、十分に強度があり、安価に大量に製造できる。
なお、本発明の特徴を損なうものでなければ、上記の実施例に限定されるものでないことは勿論である。

Ａ・・ナノファイバー生成工程、Ｂ・・捕集積層形成工程、Ｃ・・積層体離脱工程、
Ｄ・・移送工程、Ｅ・・製品貯蔵工程、
Ｎ１・・ナノファイバー材料液、Ｎ２・・ナノファイバー繊維、
Ｎ３・・ナノファイバー積層体、Ｎ４・・加圧したナノファイバー積層体、
Ｎ５・・ナノファイバー綿、
Ｎ６・・ナノフィルター基材
１・・材料液供給部、１１・・材料液タンク、１２・・送給ポンプ、
１３・・移送管、１４・・温水保温部、１４１・・温水分配器、
１４２・・温水器、１４３・・ポンプ、１４４・・温水出口、
１４５・・配管、１４６・・繋ぎ温水戻り口、
２・・紡糸部、２１・・ナノファイバー吹付部、
２２・・ノズル部、２２１・・ノズル本体、２２１１・・中心軸孔、
２２１２・・吐出口、２２１３・・鍔部、
２２２・・ノズル支持体、２２２１・・内孔、２２２２・・先端係止部、
２２２３・・開口、２２２４・・外周部、
２３・・高分子導入管、送給口、２３１・・外周部、２３２・・噴射空気導入溝、
２３４・・貫通孔、２４・・高分子供給部、２４１・・高分子供給管、
２６・・高速風吹出部、２６１・・高速風吹き出しノズル部、
２６２・・高速風吹出通路、２６３・・高速風吹出口、
２７・・噴射空気路形成キャップ、２７２・・空気導入部枠体、
２８・・空気供給部、２８１・・エアポンプ、
３・・吹付部、３１・・赤外線加熱装置、
４・・積層体捕集部、４１・・捕集帯、４２・・駆動ローラ、
４３ａ，ｂ，ｃ・・従動支持ローラ、４４・・捕集面、
４６・・吸引機構、４６１・・吸引室、４６２・・吸引ダクト、
４６３・・風量調整シャッター、
５・・積層体離脱部（水洗コンベア）、５１・・送水装置（水洗シャワー）、
５１１・・噴射ノズル５１１
５２・・移送ベルト（エンドレスベルト）、５３・・駆動ローラ、
５４・・水貯留箱、
６・・乾燥装置、６１・・エアブロー装置、６３１・・空気噴射ノズル、
７・・集積部、
８,８Ａ,８Ｂ,８Ｃ,８Ｄ,８Ｅ,８Ｆ・・シリンジ、
８１・・内筒、８２・・押出円柱、８３・・ガスケット部分、８４・・押し子、
８５・・シリンジポンプ

Claims (7)

1. リン酸廃液中に混入した微粒子をナノフィルターによって除去する微粒子捕捉方法であって、
   前記ナノフィルターはポリフッ化ビニリデン(ＰＶＤＦ)に溶媒としてＮ－メチル－２－ピロリドン(ＮＭＰ）、N,N-ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、ジメチルアセトアミド（ＤＭＡＣ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）のいずれかを選択し、この溶液に直径が０.２０ｍｍ以下のカーボンブラック微粒子を混入してナノファイバー紡糸液とし、該紡糸液からナノファイバーを紡糸してナノファイバー積層体としてナノフィルターを形成し
   該ナノフィルターは間隔をおいて少なくとも複数段以上を直列に配列し、各ナノフィルターの上部からリン酸廃液を投入して微粒子を前記ナノフィルターで捕捉しつつリン酸廃液を通過させ濾過することを特徴とするナノフィルターを用いた微粒子捕捉方法。
2. カーボンブラック微粒子を混入したナノファイバー積層体を、更にメタノール又はイソプロピルアルコールに所定時間浸漬してナノファイバーのナノフィルターを形成したことを特徴する請求項１に記載のナノフィルターを用いた微粒子捕捉方法。
3. 前記ナノファイバー積層体をメタノール又はイソプロピルアルコールに浸漬する時間は４０分から１５０分であることを特徴とする請求項２に記載のナノフィルターを用いた微粒子捕捉方法。
4. 前記濾過は、前記ナノフィルターの上部から加圧又は自重で濾過する方法、前記ナノフィルターの下部から吸引して濾過する方法、前記ナノフィルターを水平方向に回転して遠心力を利用して濾過する方法、及び、これらの濾過方法を組み合わせて濾過する方法のいずれかを選択して使用する請求項１から３のいずれか記載のナノフィルターを用いた微粒子捕捉方法。
5. 前記ナノファイバー紡糸液にはトルエンを添加したことを特徴とする請求項１～４のいずれかの記載から選択されるナノフィルターを用いた微粒子捕捉方法。
6. 前記リン酸廃液中に混入した微粒子は、シリカの微粒子であることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかの記載のナノフィルターを用いた微粒子捕捉方法。
7. リン酸廃液中に混入した微粒子をナノフィルターによって除去する微粒子捕捉装置であって、
   前記ナノフィルターはポリフッ化ビニリデン(ＰＶＤＦ)に溶媒としてＮ－メチル－２－ピロリドン(ＮＭＰ）、N,N-ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、ジメチルアセトアミド（ＤＭＡＣ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）のいずれかを選択し、この溶液に直径が０.２０ｍｍ以下のカーボンブラック微粒子を混入してナノファイバー紡糸し、出来上がったナノファイバー積層体をメタノール又はイソプロピルアルコールに所定時間浸漬し、
   該ナノフィルターは間隔をおいて少なくとも複数段以上に直列に配列し、
   各ナノフィルターの上部からリン酸廃液を投下して微粒子を前記ナノフィルターで捕捉しつつリン酸廃液を通過させ濾過することを特徴とするナノフィルターを用いた微粒子捕捉装置。
   

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