JP6251204B2 - Filter for filtration - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、濾過用フィルターに関する。 Embodiments described herein relate generally to a filter for filtration.
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。
In recent years, due to industrial development and population increase, effective use of water resources has been demanded. In order to effectively use water resources, it is important to purify and reuse various wastewaters such as industrial wastewater and domestic wastewater. In order to purify the wastewater, it is necessary to separate and remove water insoluble matters and impurities contained in the water.
Examples of a method for separating and removing water-insoluble matter and impurity particles contained in water include a membrane separation method, a centrifugal separation method, an activated carbon adsorption method, an ozone treatment method, and a method for removing suspended solids by adding a flocculant.
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。 In a filtration method represented by a membrane separation method, water containing suspended substances (hereinafter sometimes referred to as SS particles) that are substances to be removed is added to filters using various forms of membranes and filter media. The SS particles are separated from the water by passing through. As typical filtration mechanisms, there are mechanisms called surface filtration, depth filtration (depth filtration), and cake filtration.
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。
Surface filtration is a mechanism for receiving SS particles contained in water passing through the filter at the surface of the filter. Surface filtration mainly captures SS particles that are larger than the pores of the filter. For example, in a filtration using a membrane, a surface filtration mechanism is mainly used.
The depth filtration is a mechanism that utilizes adhesion of SS particles not only to the surface of the filter but also to the entire surface of the filter in contact with water containing SS particles, such as the inner surface of the pores. In depth filtration, particles smaller than the pores of the filter are mainly captured. For example, in the filtration using a tower filled with a filtering material such as sand, a mechanism of depth filtration is used.
Cake filtration is a mechanism in which SS particles themselves captured by a filter form a cake and function as a filter. Cake filtration captures SS particles that are even smaller than depth filtration.
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。 Conventionally, a surface filtration mechanism is mainly used in the filtration that separates SS particles from water using a filter using a wire mesh. In a filter using a wire mesh, if a deep layer filtration mechanism is used, particles smaller than the pores of the filter can be captured, the filter is not easily blocked, and the water flow rate is easily secured. However, in a filter using a wire mesh, it is difficult to secure a contact area between the filter and water containing SS particles, and thus there is a case where the mechanism of the depth filtration cannot be used.
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。 Generally, when water containing SS particles is passed through a filter to remove SS particles from the water, a cake of SS particles is formed and the process proceeds to cake filtration. The filtration performance at this time depends on the formed cake (in other words, depends on SS particles), and a decrease in the filtration flow rate is observed as the cake thickness increases.
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。 Further, when the filter is washed, if the filter and the SS particles are not smoothly separated, the washing efficiency is lowered, and there is a concern that the consumption of washing water is increased and the performance of the filter is lowered. In addition, in order to remove fine particles, it is necessary to add a flocculant, and there is a problem that the amount of sludge increases.
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。 The problem to be solved by the present invention is a filter for filtration that can capture SS particles in a liquid to be filtered by using a mechanism of deep layer filtration and a mechanism of cake filtration, and can maintain a filtration flow rate even after shifting to cake filtration. Is to provide.
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。
前記線材は、互いに隣接する線材間を所定幅の隙間を保って離間させる離間部と、前記濾過体のうち、少なくとも被濾過液が流入する一次面側に形成された複数の微細構造物と、を備える。
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つの形状を成す。
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。
The filter for filtration of embodiment has the filter body which arranged the wire in the surface shape, and the support member which supports the said filter body.
The wire includes a spacing part that separates adjacent wires from each other while maintaining a gap having a predetermined width, and a plurality of fine structures formed on the primary surface side into which at least the liquid to be filtered flows out of the filter body, Is provided.
The fine structure has at least one of a frustum shape, an elliptical cone shape, a polygonal pyramid shape, an elliptical frustum shape, and a polygonal frustum shape.
The formation density of the fine structures is in the range of 1.2 to 10.0 pieces / μm 2 .
以下、実施形態の濾過用フィルターを説明する。 Hereinafter, the filter for filtration of an embodiment is explained.
以下、濾過用フィルターについて説明する。
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。
Hereinafter, the filter for filtration will be described.
Drawing 1 is a schematic structure figure showing an example of a filtration processing device to which a filter for filtration of an embodiment is applied.
The filtration apparatus 100 includes a liquid tank 101 for storing a liquid to be filtered, the filter 10 for filtration according to the embodiment, a treatment liquid tank 103, and a concentrated sludge tank 104. Further, a pump 106 that pumps the liquid to be filtered in the liquid tank 101 to be filtered to the filter 10 for filtration, a pump 107 that discharges the treated water (filtered liquid) in the liquid tank 103 or returns it to the filter 10 for filtration, And a plurality of pipes 108 connecting them.
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。 The to-be-filtrated tank 101 stores to-be-filtrated liquid. Examples of the liquid to be filtered include water containing SS particles. The to-be-filtrated liquid tank 101 may be provided with a stirrer for stirring the inside of the to-be-filtrated liquid tank 101. The shape, volume, material, and the like of the liquid tank 101 to be filtered can be appropriately determined according to the use of the filtration apparatus 100, and are not particularly limited.
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。 The filter 10 for filtration removes filtration target objects, such as SS particle | grains, from a to-be-filtered liquid, and produces | generates treated water (filtered liquid). The detailed configuration of the filter 10 for filtration will be described later.
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。 The processing liquid tank 103 stores the processing liquid. The treatment liquid is generated by passing the liquid to be filtered through the filter 10 for filtration. The shape, capacity, material, and the like of the processing liquid tank 103 can be appropriately determined according to the use of the filtration processing apparatus 100, and are not particularly limited.
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。 The concentrated sludge tank 104 stores a concentrated liquid containing a lot of SS particles removed from the liquid to be filtered. The concentrated liquid is a processing liquid after being used for washing the filter 10 for filtration. The shape, capacity, material, and the like of the concentrated sludge tank 104 can be appropriately determined according to the use of the filtration apparatus 100, and are not particularly limited.
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、本実施形態においては、全体が略円筒形を成し、例えば、この円筒の中心軸が鉛直方向に沿うように配置される。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。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矩形を成している。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the filter for filtration according to the embodiment. FIG. 3 is a cross-sectional view when the filter for filtration is viewed from the end surface side.
In the present embodiment, the filtration filter 10 has a substantially cylindrical shape as a whole. For example, the central axis of the cylinder is arranged along the vertical direction. The filter 10 for filtration is provided with the filter body 12 which arranged the wire 11 in planar shape, and the support member 13 which supports this filter body 12. As shown in FIG. In the filter 10 for filtration of embodiment, the filter body 12 consists of what wound the elongate wire 11 in the shape of a coil, and was shape | molded by the hollow cylindrical body. A filter body 12 having a cylindrical surface is formed by the wire 11 thus formed. The wire 11 of the embodiment has a rectangular cross-sectional shape that is perpendicular to the extending direction.
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って離間させる離間部15が形成されている。離間部15は、例えば、線材11の周回方向に沿って、例えば、120°の角度で1周回ごとに3か所形成されている。 The wire 11 is formed with a spacing portion 15 that separates the adjacent wires from each other, that is, in the embodiment, between the adjacent peripheral line materials 11 with a predetermined gap therebetween. The spacing portions 15 are formed at, for example, three locations for each turn at an angle of 120 °, for example, along the turn direction of the wire 11.
このような線材11に形成した離間部15によって、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。
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。
The slit 15 formed between the inner peripheral surface 12a and the outer peripheral surface 12b of the cylindrical filter body 12 is formed by the separating portion 15 formed in the wire 11 as described above.
In the embodiment, the filter body 12 has an inner peripheral surface 12a as a primary surface into which the liquid to be filtered flows, and an outer peripheral surface 12b as a secondary surface from which treated water filtered by the filter body 12 flows out. In other words, the filter 10 for filtration forms an internal pressure type filter in which the substantially cylindrical inner peripheral surface 12a side is pressurized from the atmospheric pressure by pumping the liquid to be filtered and the outer peripheral surface 12b side is atmospheric pressure.
支持部材13は、例えば、断面が矩形や三角形の線材からなり、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。 The support member 13 is made of, for example, a wire having a rectangular or triangular cross section, and is joined to the wire 11 on the outer peripheral surface 12b side of the filter body 12. The support members 13 are formed at, for example, four locations at equal intervals along the circumferential direction of the wire 11, extend parallel to the central axis of the filter body 12, and support the wound wire 11 from the outer peripheral surface 12 b side. ing. Such a support member 13 and the wire 11 are joined by sintering, for example.
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。 The filtration filter 10 having such a configuration allows the liquid to be filtered to flow into the substantially cylindrical filter body 12, passes the gap 16, and filters the liquid to be filtered, from the outer peripheral surface 12 b of the filter body 12. The treated water after filtration is discharged.
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。
濾過用フィルター10を構成する濾過体12のうち、被濾過液が流入する内周面(一次面)12a側、および隙間16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。
FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of the main part showing the inner peripheral surface side of the filter for filtration.
In the filter body 12 constituting the filter for filtration 10, a plurality (a large number) of fine structures 5 are formed on the inner peripheral surface (primary surface) 12 a side into which the liquid to be filtered flows and the inner surface of the gap 16. ing.
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つの形状に形成される。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。 The fine structure 5 is formed in, for example, at least one of a truncated cone shape, an elliptical cone shape, a polygonal pyramid shape, a truncated cone shape, an elliptical truncated cone shape, and a polygonal truncated cone shape. The microstructure 5 according to the embodiment is a needle-like structure that is tapered from the proximal end toward the distal end.
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。
FIG. 5 is an enlarged schematic view of a main part showing a wire having a fine structure formed thereon.
The fine structure 5 is composed of a plating layer 3 formed on the wire 11 by, for example, electroplating. In addition, it is preferable that a base layer 4 that further enhances the adhesion between the plating layer 3 and the wire 11 is further formed between the plating layer 3 and the wire 11 constituting the microstructure 5.
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。 As the wire 11 which forms the fine structure 5, what can be used in the to-be-filtered liquid filtered using the filter 10 for filtration is used. The material of the wire 11 is preferably a metal so that the plating layer 3 or the plating layer 3 and the base layer 4 can be easily formed by using a plating process. As a metal used for the wire 11, for example, iron, nickel, copper, and alloys thereof are preferably used. Among these, as the wire 11, it is preferable to use a stainless steel wire that is excellent in corrosion resistance, low in cost, and easy to process.
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。
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。
The underlayer 4 is provided as necessary in order to improve the adhesion of the plating layer 3 to the wire 11. As a material used for the underlayer 4, for example, when the plating layer 3 made of a nickel alloy is formed on the surface of the wire 11, it is preferable to use nickel or a nickel alloy. Examples of the nickel alloy include those containing one or more elements selected from boron, phosphorus, and zinc.
The thickness of the foundation layer 4 is set to be equal to or greater than the thickness that can improve the adhesion of the plating layer 3 to the wire 11. In addition, the thickness of the underlayer 4 is set to a thickness within a range in which the width of the gap 16 becomes a size suitable for passing the liquid to be filtered containing SS particles through the filter 10 for filtration.
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。 The plating layer 3 in the embodiment is a composite body in which a plurality of fine structures (in the present embodiment, needle-like structures) 5 are gathered on the surface of the base layer 4. In each microstructure 5, a base 5 a that is a region closer to the wire 11 than the base end 53 a of the microstructure 5 is integrated with a base 5 a of another adjacent microstructure 5. As a result, the base 5 a of the fine structure 5 is continuously formed on the surface of the underlayer 4.
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。
The fine structure 5 in the present embodiment has, for example, a truncated cone shape, an elliptical cone shape, a polygonal pyramid shape, a truncated cone shape, an elliptical truncated cone shape, and a polygonal truncated cone shape. Each of the microstructures 5 having such a pyramid shape or a frustum shape has a tapered shape from the base end 53 a toward the tip 52.
FIG. 6 shows an SEM photograph (secondary electron image (SEI), 15.0 kV, 20000 times) when the microstructure 5 is a needle-like structure.
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。 Between the fine structures 5 made into the needle-like structures, troughs 53 are formed that become narrower as they approach the base end 53a in a cross-sectional view. The valley 53 is formed so as to surround each microstructure 5 in plan view. The valleys 53 that surround each microstructure 5 are formed so as to be connected to the valley 53 that surrounds another adjacent microstructure 5 in a plan view.
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(1μm2)当たりの微細構造物5の数は、1.2〜10.0個/μm2である。単位面積(1μm2)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、被濾過液中のSS粒子が捕捉されにくくなる。
In the filter 10 for filtration shown in FIG. 5, SS particles captured from the liquid to be filtered are attached to some of the fine structures 5.
The number of the fine structures 5 per unit area (1 μm 2 ) of the wire 11 is 1.2 to 10.0 / μm 2 . When the number of the fine structures 5 per unit area (1 μm 2 ) is less than the above range, the contact area between the filter for filtration 1 and the liquid to be filtered containing SS particles is insufficient, and the effect of the mechanism of the depth filtration is obtained. Since it becomes insufficient, it becomes difficult to capture SS particles in the liquid to be filtered.
また、単位面積(1μm2)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(1μm2)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。 Further, when the number of the fine structures 5 per unit area (1 μm 2 ) is less than the above range, the SS particles are hardly captured by the fine structures 5, so that the cake 7 is hardly formed. However, when the number of the fine structures 5 per unit area (1 μm 2 ) exceeds the above range, the SS particles are hardly removed from the fine structures 5 even if the washing is performed, and the detergency becomes insufficient.
単位面積当たりの微細構造物5の数が1.2個/μm2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。 When the number of the fine structures 5 per unit area is 1.2 pieces / μm 2 or more, the surface area of the filter 1 for filtration becomes sufficiently large, and SS particles are easily caught between the adjacent fine structures 5. For this reason, it can be set as the filter 10 for filtration in which SS particle | grains are easy to be capture | acquired by the mechanism of deep layer filtration, and the cake 7 is easy to be formed with the capture | acquired SS particle | grains.
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/μm2以上であることが好ましい。 Therefore, the filter 10 for filtration has the outstanding removal function which can capture | acquire SS particle | grains using the mechanism of depth filtration and the mechanism of cake filtration. The number of the fine structures 5 per unit area is preferably 3.0 / μm 2 or more in order to obtain a filter 10 having a higher SS particle removal function.
単位面積当たりの微細構造物5の数が10.0個/μm2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。 When the number of the fine structures 5 per unit area is 10.0 pieces / μm 2 or less, the gap between the adjacent fine structures 5 is prevented from becoming too narrow. For this reason, as shown in FIG. 5, a sufficiently large space 31 surrounded by the valleys 53 formed between the adjacent microstructures 5 and the cake 7 formed on the plating layer 3 is formed. It is formed. The space 31 functions as a flow path through which the cake-filtered treated water flows when the cake 7 is formed.
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/μm2以下であることが好ましい。 For this reason, compared with the filter which does not have the fine structure 5, since the area where the process liquid which passed the cake 7 is obtained becomes large, the filtration flow rate can be enlarged. Therefore, the filter 10 for filtration is easy to remove SS particles and has a large filtration flow rate. The number of the fine structures 5 per unit area is preferably 7.0 pieces / μm 2 or less in order to obtain an excellent filter 10 for filtration having a larger filtration flow rate.
線材11の単位面積(1μm2)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4μm2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(1μm2)当たりの針状構造物の数を算出する。
The number of fine structures 5 per unit area (1 μm 2 ) of the wire 11 is measured by the following method.
The filter for filtration is observed with an electron microscope, and the number of apexes of the needle-like structure existing in a square having a length of 2 μm, a width of 2 μm, and an area of 4 μm 2 is measured at four points. Then, the number of apexes of the needle-like structures measured at four locations is averaged, and the number of needle-like structures per unit area (1 μm 2 ) is calculated.
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ため、被濾過液中のSS粒子が捕捉されにくくなる。 The number of fine structures 5 per unit length (1 μm) in the cross section of the wire 11 is 1.0 to 4.0 / μm. When the number of the fine structures 5 per unit length (1 μm) is less than the above range, the contact area between the filter for filtration 10 and the liquid to be filtered containing SS particles is insufficient, and the depth filtration mechanism Since the effect is insufficient, SS particles in the liquid to be filtered are hardly captured.
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。 On the other hand, when the number of the fine structures 5 per unit length (1 μm) exceeds the above range, the valleys 53 formed between the adjacent fine structures 5 and the cake formed on the plating layer 3 are formed. Since the space 31 surrounded by 7 becomes narrow, the filtration flow rate may decrease.
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/μm2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。 When the number of the fine structures 5 per unit length is 1.0 / μm or more, as in the case where the number of the fine structures 5 per unit area is 1.2 / μm 2 or more. In addition, it has an excellent removal function capable of capturing SS particles by using a mechanism of deep layer filtration and a mechanism of cake filtration. The number of the fine structures 5 per unit length is preferably 1.5 / μm or more in order to obtain a filter 10 having a higher SS particle removing function.
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/μm2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。 When the number of the fine structures 5 per unit length is 4.0 pieces / μm or less, similarly to the case where the number of the fine structures 5 per unit area is 10.0 pieces / μm 2 or less. It is prevented that the gap between the adjacent fine structures 5 becomes too narrow. For this reason, a sufficiently wide space 31 surrounded by the valleys 53 formed between the adjacent microstructures 5 and the cake 7 formed on the plating layer 3 is formed, and the filtration is performed. It can be set as the filter 10 for filtration with a big flow volume. The number of the fine structures 5 per unit length is preferably 3.0 pieces / μm or less in order to obtain the filter 10 for filtration having a larger filtration flow rate.
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。
The number of fine structures 5 per unit length (1 μm) in the cross section of the wire 11 is measured by the following method.
The filter 10 for filtration is fixed by embedding resin and cut, and the cut surface is smoothed by ion milling and photographed using a scanning electron microscope (SEM). Thereafter, the number of needle-like microstructures per 10 μm is measured along the substantially extending direction of the surface of the filter base material in the photograph of the photographed cross section of the filter base material. Then, the number of fine structures per unit length (1 μm) is calculated from the measured number of fine structures.
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。 In the present embodiment, the average height H of the needle-like microstructure 5 and the average width D of the base end portion in the cross section of the wire 11 are obtained by measuring the dimensions of the following portions by the following measurement method. is there. As shown in FIG. 5, valleys 53 are formed between adjacent fine structures 5 in the cross section of the wire 11. In the cross section of the wire 11, the base ends 53 a and 53 a, which are the valley bottoms facing each other with the fine structure 5, are connected by a straight line 51, and the lengths are set as the widths D 1 and D 2 of the base end portion of the fine structure 5. . The shortest distance between the tip 52 of the fine structure 5 and the straight line 51 is defined as the heights H1 and H2 of the fine structure 5.
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。 When the two fine structures 57 and 58 are integrated in the cross section of the wire 11 (the fine structure indicated by reference numeral 59 in FIG. 5), the dimensions of the following parts are set to the fine structures 57 and 58. And the widths D3 and D4 of the base ends of the fine structures 57 and 58.
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。 First, the straight ends 54 connect the base ends 53a and 53a, which are the valley bottoms facing each other across the fine structure 59 in which the needle-like fine structures 57 and 58 are integrated. Next, a perpendicular line 56 is drawn from the bottom of the valley 55 between the two microstructures 57 and 58 toward the straight line 54. The distances from the intersection of the perpendicular 56 and the straight line 54 to the base ends 53a and 53a are defined as the widths D3 and D4 of the base ends of the fine structures 57 and 58, respectively.
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。 Further, the shortest distances between the tips 52a and 52b of the fine structures 57 and 58 and the straight line 54 are defined as heights H3 and H4 of the fine structures 57 and 58, respectively. In addition, when the length of the perpendicular 56 is less than 3/4 of both the heights H3 and H4 of the fine structures 57 and 58, it is regarded as two independent fine structures. Further, the criterion that the two fine structures 57 and 58 are integrated is a case other than the case where the two fine structures are regarded as independent.
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。 In order to measure the height of the needle-like fine structure 5 and the width of the base end portion of the fine structure 5, the filter 10 for filtration is fixed by embedding resin and cut, and the cut surface is polished by ion milling. Then, the image is taken using a scanning electron microscope (SEM). Thereafter, a range of 10 μm in length along the substantially extending direction of the surface of the wire in the enlarged photograph of the cross section of the photographed wire 11 is defined as one measurement region, and all the above-described microstructures 5 present in the four measurement regions. Measure the height and width of the proximal end. The average value of the heights of the four fine structures 5 measured is defined as the average height H of the fine structures 5. Moreover, let the average value of the width | variety of the base end part of the four fine structures 5 measured be the average width D of the base end part of the fine structure 5. FIG.
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。 The coefficient of variation of the height of the needle-like microstructure 5 in the cross section of the wire 11 is preferably 0.15 to 0.50. The variation coefficient is obtained by dividing the standard deviation of the height distribution of the fine structures 5 in the cross section of the wire 11 described above by the arithmetic average value of the heights of the fine structures 5.
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。 When the coefficient of variation is in the range of 0.15 to 0.50, the filter 10 for filtration is further excellent in the function of removing SS particles and the detergency. When the variation coefficient is less than 0.15, the flow of the liquid to be filtered containing SS particles on the surface of the filter 10 for filtration is monotonous when the liquid to be filtered containing SS particles is passed through the filter 10 for filtration. Thus, the SS particles are hardly captured by the fine structure 5. Moreover, when the above coefficient of variation exceeds 0.50, it becomes difficult to obtain a function of supporting the cake 7 formed on the surface of the plating layer 3 by the fine structure 5 having a low height.
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。 When the variation coefficient is 0.15 or more, the height variation of the fine structure 5 is sufficiently large. For this reason, when passing the liquid to be filtered containing SS particles through the filter 10 for filtration, the flow of the liquid to be filtered containing SS particles on the surface of the filter 10 for filtration becomes complicated, and the fine structure with a high height. SS particles are easily caught on the object 5. As a result, the SS particles are easily captured by the deep layer filtration mechanism, and the cake 7 is easily formed on the surface of the plating layer 3 starting from the SS particles caught on the fine structure 5 having a high height. The coefficient of variation is preferably 0.18 or more in order to obtain a filter 10 for filtration in which SS particles are more easily captured.
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。 If the coefficient of variation is 0.50 or less, the cake 7 formed on the surface of the plating layer 3 is supported by the microstructure 5 having a low height, and thus formed between the adjacent microstructures 5. The space 31 surrounded by the valley 53 and the cake 7 is easily secured. For this reason, after the cake 7 is formed by filtration, the treatment liquid subjected to cake filtration easily flows in the space 31, and the filtration flow rate increases. Therefore, the filter 10 for filtration becomes a thing excellent in the filtration flow volume compared with the filter without a needle-like structure. The coefficient of variation is preferably 0.36 or less in order to obtain a filter 10 having a higher filtration flow rate.
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。 The aspect ratio H / D between the average width D and the average height H of the base end portion of the needle-like microstructure 5 in the cross section of the wire 11 is preferably 0.5 to 4.0. When the aspect ratio H / D is 0.5 or more, sufficient is surrounded by the valleys 53 formed between the adjacent needle-like microstructures 5 and the cake 7 formed on the plating layer 3. A space 31 having a height is formed.
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。 For this reason, after the cake 7 is formed by filtration, the treated water subjected to the cake filtration easily flows in the space 31, and the filtration flow rate is excellent. The aspect ratio H / D is preferably 1.0 or more in order to obtain a filter 10 having a higher filtration flow rate. When the aspect ratio H / D is 4.0 or less, the microstructure 5 is excellent in strength, and thus the filter 10 for filtration is excellent in durability. The aspect ratio H / D is preferably 3.0 or less in order to obtain a filter 10 having a further excellent durability.
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。 The average height H of the needle-like microstructure 5 in the cross section of the wire 11 is preferably 0.2 to 2.5 μm. When the average height H of the fine structure 5 is 0.2 μm or more, the fine structure 5 is surrounded by the valleys 53 formed between the adjacent fine structures 5 and the cake 7 formed on the plating layer 3. A sufficiently high space 31 is formed. For this reason, after the cake is formed at the time of filtration, the cake-filtered processing liquid easily flows in the space 31, and the filtration flow rate is excellent.
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/μm2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。 The average height H of the fine structure 5 is preferably 0.4 μm or more in order to obtain a filter 10 having a further excellent filtration flow rate. When the average height H of the needle-like fine structure 5 is 2.5 μm or less, the gap between the adjacent fine structures 5 is prevented from becoming too narrow. For this reason, it becomes the filter 10 for filtration excellent in the filtration flow volume by which the space 31 was fully ensured similarly to the case where it is 10.0 piece / micrometer < 2 > or less. The average height H of the fine structure 5 is preferably 1.8 μm or less in order to obtain a filter 10 having a further excellent filtration flow rate.
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(D50)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。 The relationship between the average width D of the base end portion of the needle-like microstructure 5 in the cross section of the wire 11 and the average particle diameter (D 50 ) φ (average particle size of SS particles) of the removal target substance is φ / D It is preferable that ≧ 0.33 is satisfied. When φ / D is 0.33 or more, SS particles are less likely to enter the vicinity of the valley bottom of the valley 53 formed between the adjacent microstructures 5. Therefore, a wide space 31 surrounded by the valleys 53 and the cake 7 formed on the plating layer 3 is easily formed. Therefore, the filter 10 for filtration is easy to flow the cake-filtered processing liquid in the space 31 and has an excellent filtration flow rate.
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。 The φ / D is preferably 0.50 or more in order to obtain a filter 10 having a higher filtration flow rate. The φ / D is preferably 3.00 or less. When the φ / D is 3.00 or less, the SS particles are more easily caught between the adjacent microstructures 5.
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。
For this reason, it becomes the filter 10 for filtration which SS particle | grains are easy to be further capture | acquired by the mechanism of deep layer filtration, and the cake 7 is easy to be formed with the capture | acquired SS particle | grain. The φ / D is more preferably 2.00 or less in order to obtain a filter 1 for filtration in which SS particles are more easily captured.
Here, the average particle diameter φ is measured by a laser diffraction method. Specifically, it can be measured by a SALD-DS21 type measuring device (trade name) manufactured by Shimadzu Corporation.
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。 As a metal used for the plating layer 3 formed of the plurality of fine structures 5, a metal capable of depositing the plurality of fine structures 5 on the surface of the wire 11 or the base layer 4 by a process such as electroplating is used. Examples of such a metal include iron, nickel, copper, and alloys thereof. As the metal used for the plating layer 3, nickel or a nickel alloy is preferably used because it is a metal that can easily control the shape of the microstructure 5 and has excellent corrosion resistance. Examples of the nickel alloy include those containing one or more elements selected from boron, phosphorus, and zinc.
図7は、離間部を形成した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)の割合を示す空隙率Gは、0.5%以上、50%以下にすることが好ましい。
FIG. 7 is a schematic diagram showing a wire having a spacing portion.
When the shape of the fine structure 5 is a truncated cone, an elliptical cone, a polygonal cone, a truncated cone, an elliptical truncated cone, a truncated cone, or the like, the inner peripheral surface (primary surface) of the filter body 12 ) The void ratio G, which indicates the ratio of the area of the gap 16 to the area of 12a (planar area of the gap when the inner peripheral surface is viewed in plan), is preferably 0.5% or more and 50% or less.
ここで、空隙率Gは、互いに隣接する離間部15どうしの間隔をa、線材11の延伸方向に沿った離間部15の幅をb、互いに隣接する線材11間の隙間16の幅をc、線材11の配列方向に沿った線材11の厚みをdと規定した時に、以下の式1で表される。
G=[(a×c)/{(a+b)×(c+d)}]×100・・・(1)
Here, the void ratio G is such that the spacing between the adjacent spacing portions 15 is a, the width of the spacing portion 15 along the extending direction of the wire 11 is b, the width of the gap 16 between the adjacent wires 11 is c, When the thickness of the wire 11 along the arrangement direction of the wire 11 is defined as d, it is expressed by the following formula 1.
G = [(a × c) / {(a + b) × (c + d)}] × 100 (1)
なお、cで示される線材11の隙間16の幅は、即ち、線材11の配列方向に沿った離間部15の突出幅と同義である。こうした隙間16の幅は、5μm以上、1mm以下にすることが好ましい。 In addition, the width | variety of the clearance gap 16 of the wire 11 shown by c is synonymous with the protrusion width of the separation part 15 along the sequence direction of the wire 11. FIG. The width of the gap 16 is preferably 5 μm or more and 1 mm or less.
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、空隙率Gが0.5%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。空隙率Gを0.5%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、空隙率Gが50%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。空隙率Gを50%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。 When the fine structure 5 is formed into a cone shape or a frustum shape, for example, a needle-like structure, if the porosity G is less than 0.5%, the flow rate of the filtered treated water becomes too small, which is efficient. It becomes difficult to filter the liquid to be filtered. By keeping the porosity G at 0.5% or more, the amount of treated water can be kept appropriately, and the filtrate to be filtered can be efficiently filtered. On the other hand, when the porosity G exceeds 50%, it becomes difficult to form a bridge due to the captured SS, and there is a concern that the filtration performance by cake filtration is lowered. By maintaining the porosity G at 50% or less, the filtration performance by cake filtration can be enhanced.
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、または下地層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。
In the above-described embodiment, the example in which the fine structure 5 is a cone shape or a frustum shape, for example, a needle-like structure has been described. However, it is also preferable that the fine structure 5 is formed in a polyhedral shape.
FIGS. 8 and 9 are SEM photographs (secondary electron image (SEI), 15.0 kV, 2000 times (FIG. 8), and 5000 times (FIG. 9)) when such a fine structure 5 is a polyhedral structure. Show.
When the fine structure 5 is a polyhedral structure, a plurality of polyhedrons are bonded to each other and share a part of the volume. Each of the polyhedral fine structures 5 has a plurality of vertices where three or more planes intersect. As shown in FIGS. 8 and 9, each microstructure 5 has a different shape and a different size, and is formed densely on the surface of the wire 11 or the underlayer 4 (see FIG. 5). ing. As a result, the portion corresponding to the side of the polyhedron shape faces an irregular direction.
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。 The average value of the maximum outer dimensions of the polyhedral fine structure 5 is preferably 0.5 to 10 μm. When the average maximum outer dimension of the precipitate is within the above range, the SS particles in the liquid to be filtered are easily caught.
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。 In particular, when the average particle diameter of the SS particles in the liquid to be filtered is 0.1 to 10 μm, the SS particles are easily caught on the plating layer 3. Therefore, when the average particle diameter of the SS particles in the liquid to be filtered is within the above range, the SS particles can be efficiently captured by the mechanism of the depth filtration. Further, when the average maximum outer dimension of the precipitate is within the above range, SS particles are easily caught on the plating layer 3, so that cake is easily formed by the SS particles captured by the filter 10 for filtration. As a result, it becomes easy to capture the SS particles using the cake filtration mechanism, and the filter 10 for filtration having a high function of removing the SS particles is obtained.
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。 When the average maximum outer dimension of the polyhedral fine structure 5 is less than 0.5 μm, the unevenness of the surface of the plating layer 3 is reduced, and the amount of liquid to be filtered passing through the gaps between the polyhedral precipitates is reduced. As a result, adhesion of SS particles to the plating layer 3 is less likely to occur. The average maximum outer dimension of the polyhedral fine structure 5 is more preferably 2 μm or more. Further, when the average maximum outer dimension of the polyhedral fine structure 5 exceeds 10 μm, the contact area between the plating layer 3 and the liquid to be filtered containing SS particles decreases, and adhesion of SS particles to the plating layer 3 occurs. Less likely to occur. The average maximum external dimension of the polyhedral fine structure 5 is more preferably 8 μm or less.
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。 The coefficient of variation of the average maximum outer dimension of the polyhedral microstructure 5 is preferably 0.15 to 0.50. When the coefficient of variation is in the range of 0.15 to 0.50, the filter 10 for filtration is further excellent in the function of removing SS particles and the cleaning property. When the variation coefficient is less than 0.15, the flow of the liquid to be filtered containing SS particles on the surface of the filter 10 for filtration is monotonous when the liquid to be filtered containing SS particles is passed through the filter 10 for filtration. Thus, the SS particles are hardly captured by the fine structure 5. Moreover, when the above coefficient of variation exceeds 0.50, it becomes difficult to obtain a function of supporting the cake 7 formed on the surface of the plating layer 3 by the fine structure 5 having a low height.
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。 When the variation coefficient is 0.15 or more, the height variation of the fine structure 5 is sufficiently large. For this reason, when passing the liquid to be filtered containing SS particles through the filter 10 for filtration, the flow of the liquid to be filtered containing SS particles on the surface of the filter 10 for filtration becomes complicated, and the fine structure with a high height. SS particles are easily caught on the object 5. As a result, the SS particles are easily captured by the deep layer filtration mechanism, and the cake 7 is easily formed on the surface of the plating layer 3 starting from the SS particles caught on the fine structure 5 having a high height. The coefficient of variation is preferably 0.18 or more in order to obtain a filter 10 for filtration in which SS particles are more easily captured.
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。 If the coefficient of variation is 0.50 or less, the cake 7 formed on the surface of the plating layer 3 is supported by the microstructure 5 having a low height, and thus formed between the adjacent microstructures 5. The space 31 surrounded by the valley 53 and the cake 7 is easily secured. For this reason, after the cake 7 is formed by filtration, the treatment liquid subjected to cake filtration easily flows in the space 31, and the filtration flow rate increases. Therefore, the filter 10 for filtration becomes a thing excellent in the filtration flow volume compared with the filter without a polyhedron structure. The coefficient of variation is preferably 0.36 or less in order to obtain a filter 10 having a higher filtration flow rate.
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。
The average maximum outer dimension of the polyhedral fine structure 5 is measured by the following measuring method.
That is, an enlarged photograph of the filter for filtration 10 is taken using a scanning electron microscope (SEM), and image processing is performed. Specifically, the outer dimensions of the largest portion of the polyhedral fine structure 5 are measured by selecting ten representative locations for one photograph, and the average value is the average maximum outer shape. Defined as a dimension.
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。 As the metal used for the plating layer 3, a metal that can obtain a plurality of polyhedral fine structures 5 on the surface of the filter substrate by plating is used. Examples of such a metal include iron, nickel, copper, and alloys thereof. As the metal used for the plating layer 3, nickel or a nickel alloy is preferably used because it is a metal whose shape is easily controlled and excellent in corrosion resistance among the above metals. Examples of the nickel alloy include those containing one or more elements selected from boron, phosphorus, and zinc.
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)の割合を示す空隙率Gは、0.1%以上、50%以下にすることが好ましい。 When the shape of the fine structure 5 is a polyhedral shape, the ratio of the area of the gap 16 to the area of the inner peripheral surface (primary surface) 12a of the filter body 12 (planar area of the gap when the inner peripheral surface is viewed in plan) is The porosity G shown is preferably 0.1% or more and 50% or less.
ここで、空隙率Gは、互いに隣接する離間部15どうしの間隔をa、線材11の延伸方向に沿った離間部15の幅をb、互いに隣接する線材11間の隙間16の幅をc、線材11の配列方向に沿った線材11の厚みをdと規定した時に、以下の式1で表される。
G=[(a×c)/{(a+b)×(c+d)}]×100・・・(1)
Here, the void ratio G is such that the spacing between the adjacent spacing portions 15 is a, the width of the spacing portion 15 along the extending direction of the wire 11 is b, the width of the gap 16 between the adjacent wires 11 is c, When the thickness of the wire 11 along the arrangement direction of the wire 11 is defined as d, it is expressed by the following formula 1.
G = [(a × c) / {(a + b) × (c + d)}] × 100 (1)
なお、cで示される隙間11の隙間16の幅は、即ち、線材11の配列方向に沿った離間部15の突出幅と同義である。こうした隙間16の幅は、1μm以上、1mm以下にすることが好ましい。 In addition, the width | variety of the clearance gap 16 of the clearance gap 11 shown by c is synonymous with the protrusion width | variety of the separation part 15 along the sequence direction of the wire 11. FIG. The width of the gap 16 is preferably 1 μm or more and 1 mm or less.
微細構造物5を多面体構造物にした場合に、空隙率Gが0.1%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。空隙率Gを0.1%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、空隙率Gが50%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。空隙率Gを50%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。 When the fine structure 5 is a polyhedral structure, if the porosity G is less than 0.1%, the flow rate of the filtered treated water is too small and the filtered liquid is efficiently filtered. It becomes difficult. By keeping the porosity G at 0.1% or more, the flow rate of the treated water can be kept appropriate, and the filtrate to be filtered can be efficiently filtered. On the other hand, when the porosity G exceeds 50%, it becomes difficult to form a bridge due to the captured SS, and there is a concern that the filtration performance by cake filtration is lowered. By maintaining the porosity G at 50% or less, the filtration performance by cake filtration can be enhanced.
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。
The operation of the filtration apparatus to which the filtration filter according to the embodiment described in detail above is applied will be described.
For example, when the filtered liquid containing SS particles is filtered to obtain treated water using the filtration apparatus 100, first, the filtered liquid stored in the filtered liquid tank 101 is filtered by the pump 106. Pump toward the filter 10.
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、および隙間16の内表面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。 When the liquid to be filtered enters the inside of the cylindrical filtration filter 10, the liquid to be filtered is composed of a large number of fine structures 5 formed on the inner peripheral surface (primary surface) 12 a of the filtration filter 10 and the inner surface of the gap 16. The SS particles are captured by the plating layer 3. Since the filter for filtration 10 has a plurality of fine structures 5 at a predetermined density, the contact area between the filter for filtration 10 and the liquid to be filtered containing SS particles is large. For this reason, agglomerates of SS particles are rapidly formed at a plurality of locations on the surface of the plating layer 3 starting from the SS particles adhering to the surface of the fine structure 5 by the surface filtration and depth filtration mechanisms.
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をふさ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。 The formed aggregate grows and peels by continuing the passage of the liquid to be filtered containing SS particles to the filter 10 for filtration, and moves toward the gap 16 together with the liquid to be filtered containing SS particles. The one or more aggregates that have moved to the gap 16 form a bridge-like cake 7 that closes the gap 16. Thus, in the processing method of this embodiment, not only the surface filtration mechanism but also the depth filtration mechanism and the cake filtration mechanism can be used to remove small SS particles in the liquid to be filtered. Therefore, excellent filtration performance can be obtained.
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。 The filter 10 for filtration has the trough 53 between the adjacent fine structures 5, as shown in FIG. The valley 53 becomes narrower as it approaches the base end 53a that is the bottom of the valley in a cross-sectional view. For this reason, the SS particles captured by the filtration filter 10 are unlikely to enter the vicinity of the base end 53 a of the valley 53.
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。 Therefore, in the filter 10 for filtration in which the cake 7 is formed on the surface of the plating layer 3, a sufficiently large space 31 surrounded by the valley 53 and the cake 7 is formed as shown in FIG. After the space 31 is formed, the upper portion of the space 31 is covered with the lid formed by the cake 7 even if the liquid to be filtered containing SS particles is further passed to the filter 10 for filtration. Therefore, SS particles are difficult to enter the space 31. Therefore, if the liquid to be filtered containing SS particles is continuously passed to the filter 10 for filtration, further SS particles are deposited on the cake 7.
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の離間部15によって形成された隙間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。 With the plating layer 3 composed of such a large number of fine structures 5, the SS particles can be efficiently and reliably captured and removed from the liquid to be filtered containing the SS particles. Then, the treated water from which the SS particles have been removed passes through the gap 16 formed by the spacing portion 15 of the wire 11 and is discharged from the outer peripheral surface (secondary surface) 12b of the filtration filter 10 to the treatment liquid tank 103.
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。 Thus, according to the filter 10 for filtration of the embodiment, the filter body 12 formed by winding the wire 11 in a coil shape has, for example, a needle on the inner peripheral surface (primary surface) 12a side into which the liquid to be filtered flows. By forming a large number of fine and polyhedral fine structures 5, it becomes possible to capture and remove SS particles efficiently and reliably from the liquid to be filtered containing SS particles.
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。 When a large amount of cake accumulates inside the filter 10 for filtration and the water flow rate decreases, the outer peripheral surface (secondary surface) 12b of the filter 10 for filtration is directed toward the inner peripheral surface (primary surface) 12a. It is preferable to carry out backwashing by passing water through. The cake discharged by such back washing is collected in the concentrated sludge tank 104 as sludge. The cleaning water used for the reverse cleaning may be sent back to the outer peripheral surface (secondary surface) 12b side of the filter 10 for filtration by using a part of the processing water stored in the processing liquid tank 103, for example. .
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。 The backwashing of the filtration filter 10 is preferably performed at a stage where the filtration filter 10 has captured a certain amount of SS particles. The timing for performing the cleaning is not particularly limited, and can be appropriately determined according to the amount of SS particles contained in the liquid to be filtered that is allowed to pass through the filter 10 for filtration. In addition to passing the cleaning liquid in the direction opposite to the direction in which the liquid to be filtered containing SS particles is passed through the filtering filter 10 (back washing), the cleaning liquid is allowed to flow on the surface of the filtering filter 10. It can also be done.
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。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。 In this embodiment, when the filter 10 for filtration is backwashed, the cleaning liquid flows into the space 31 from multiple directions through the valleys 53 formed so as to surround each fine structure 5. Accordingly, the cake 7 formed so as to cover at least a part of the upper portion of the valley 53 is pushed up by the cleaning liquid, and the peeling of the cake 7 is promoted. Further, the fine structure 5 of the filter 10 for filtration has a tapered shape from the proximal end 53 a toward the distal end 52. For this reason, the cake 7 pushed up by the cleaning liquid is easily peeled off from the filter 10 for filtration. In addition, since the fine structure 5 has a tapered shape, the SS particles attached to the fine structure 5 are not easily caught in the valleys 53 during backwashing, and are easily separated from the fine structure 5. Therefore, by performing backwashing, SS particles deposited on the filter 10 for filtration are quickly removed, and the filter 10 for water filtration is regenerated.
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を成している。
In the embodiment described above, the internal pressure filtration filter 10 is exemplified, but an external pressure filtration filter that allows the liquid to be filtered to flow from the outer peripheral surface to the inner peripheral surface of the substantially cylindrical filter body may be used. .
FIG. 10 is a cross-sectional view of a filter for filtration according to another embodiment when viewed from the end face side. Moreover, FIG. 11 is a principal part expanded sectional view which shows the internal peripheral surface side of the filter for filtration of another embodiment.
The filter 60 for filtration of the present embodiment includes a filter body 62 in which wire rods 61 are arranged in a planar shape, and a support member 63 that supports the filter body 62. In the filter 60 for filtration of this embodiment, the filter body 62 consists of what wound the elongate wire 61 in the shape of a coil, and was shape | molded by the hollow cylindrical body. A filter body 62 having a cylindrical surface is formed by the wire 61 thus formed. The wire rod 61 of the embodiment has a rectangular cross-sectional shape that is perpendicular to the extending direction.
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を保って離間させる離間部65が形成されている。離間部65は、例えば、線材61の周回方向に沿って、例えば、120°の角度で1周回ごとに3か所形成されている。 The wire member 61 is formed with a spacing portion 65 that separates the wire members adjacent to each other, that is, in the present embodiment, the adjacent peripheral line members 61 are separated from each other while maintaining a gap of a predetermined width. The spacing portions 65 are formed, for example, at three locations for each turn at an angle of 120 °, for example, along the turn direction of the wire 61.
このような線材61に形成した離間部65によって、円筒形の濾過体62は、その内周面62aと外周面62bとの間を貫通するスリット状の隙間66が形成される。
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。
The slit 65 formed between the inner peripheral surface 62a and the outer peripheral surface 62b of the cylindrical filter body 62 is formed by the separating portion 65 formed in the wire 61.
In the embodiment, in the filter body 62, the outer peripheral surface 62b is a primary surface into which the liquid to be filtered flows, and the inner peripheral surface 12a is a secondary surface from which the treated water filtered by the filter body 62 flows out. That is, the filter 60 for filtration of the present embodiment constitutes an external pressure type filter in which the substantially cylindrical outer peripheral surface 62b side is pressurized from the atmospheric pressure by pressure feeding of the liquid to be filtered, and the inner peripheral surface 62a side is atmospheric pressure. ing.
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。 The support member 63 is made of, for example, a wire having a rectangular or triangular cross section, is disposed inside the filter body 62, and is joined to the wire 61 on the inner peripheral surface 62a side. The support member 63 is formed, for example, in a cross shape inside the filter body 62, and supports the wound wire rod 61 from the inner peripheral surface 62a side. Such a support member 63 and the wire 61 are joined by sintering, for example.
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。 Among the filter body 62 constituting such a filter 60 for filtration, a plurality (a large number) of fine structures 5 are formed on the outer peripheral surface (primary surface) 62 b side into which the liquid to be filtered flows and the inner surface of the gap 66. Is formed. The fine structure 5 may be, for example, a needle-like structure shown in FIG. 6 or a polyhedral structure shown in FIGS.
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、断面が矩形(四角形)の線材を用いた例を示したが、断面形状が例えば円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円形である線材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を保って離間させる離間部75が形成されている。このような線材71に形成した離間部75によって、円筒形の濾過体72は、その内周面72aと外周面72bとの間を貫通するスリット状の隙間76が形成される。
In the embodiment described above, an example in which a wire having a rectangular (quadrangle) cross section is used as the wire constituting the filter for filtration, but the filter for filtration may be formed using a wire having a circular cross section, for example. it can.
FIG. 12 is an enlarged cross-sectional view of a main part showing an inner peripheral surface side of an internal pressure filter for filtration according to another embodiment.
The filter 70 for filtration of this embodiment is provided with a filter body 72 in which a wire 71 having a circular cross section perpendicular to the extending direction is wound in a coil shape to form a hollow cylindrical body. The wire 71 is formed with a spacing portion 75 that separates the adjacent wires from each other, that is, in the present embodiment, between the adjacent peripheral line materials 71 with a predetermined gap therebetween. Due to the spacing portion 75 formed in such a wire 71, the cylindrical filter body 72 forms a slit-like gap 76 that penetrates between the inner peripheral surface 72 a and the outer peripheral surface 72 b.
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。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内周面(一次面)72a側、および隙間76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。 In the present embodiment, the filter body 72 has an inner peripheral surface 72 a as a primary surface into which the liquid to be filtered flows, and an outer peripheral surface 72 b as a secondary surface from which treated water filtered by the filter body 72 flows out. Among the filter bodies 72 constituting such a filter 70 for filtration, a plurality (a large number) of fine structures 5 are provided on the inner peripheral surface (primary surface) 72 a side into which the liquid to be filtered flows and the inner surface of the gap 76. Is formed. The fine structure 5 may be, for example, a needle-like structure shown in FIG. 6 or a polyhedral structure shown in FIGS.
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円形である線材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を保って離間させる離間部85が形成されている。このような線材81に形成した離間部85によって、円筒形の濾過体82は、その内周面82aと外周面82bとの間を貫通するスリット状の隙間86が形成される。
FIG. 13 is an enlarged cross-sectional view of a main part showing an inner peripheral surface side of an external pressure filtration filter according to another embodiment.
The filter 80 for filtration of this embodiment is provided with a filter body 82 in which a wire 81 having a circular cross section perpendicular to the extending direction is wound in a coil shape to form a hollow cylindrical body. The wire 81 is formed with a spacing portion 85 that separates the adjacent wires from each other, that is, in the present embodiment, between the adjacent peripheral line materials 81 with a gap of a predetermined width. Due to the spacing portion 85 formed in such a wire 81, the cylindrical filter body 82 forms a slit-like gap 86 that penetrates between the inner peripheral surface 82a and the outer peripheral surface 82b.
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。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外周面(一次面)82b側、および隙間86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。 In the present embodiment, the filter body 82 has an outer peripheral surface 82b as a primary surface into which the liquid to be filtered flows, and an inner peripheral surface 82a as a secondary surface from which treated water filtered by the filter body 82 flows out. Among the filter bodies 82 constituting such a filter 80 for filtration, a plurality (a large number) of fine structures 5 are formed on the outer peripheral surface (primary surface) 82 b side into which the liquid to be filtered flows and the inner surface of the gap 86. Is formed. The fine structure 5 may be, for example, a needle-like structure shown in FIG. 6 or a polyhedral structure shown in FIGS.
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、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。
In the above-described embodiment, the cylindrical filtration filter in which the wire is wound in a coil shape is illustrated, but a plurality of wire rods may be arranged on one surface to form a flat filter for filtration.
FIG. 14 is an external perspective view showing a filter for filtration according to another embodiment. FIG. 15 is a plan view showing a filter for filtration according to another embodiment.
The filter for filtration 90 of this embodiment includes a filter body 92 in which a plurality of wire rods 91 are arranged in a planar shape, and a support member 93 that supports the filter body 92. In the filter for filtration 90 of the present embodiment, the filter body 92 is formed by arranging a plurality of wire rods 91 on a plane and forming them into a flat plate shape.
線材91は、互いに隣接する線材91どうしの間を所定幅の隙間を保って離間させる離間部95が形成されている。離間部95は、例えば、線材91の配列方向に沿って千鳥配列になるように、隣接する線材91どうしで位置をずらして形成している。 The wire 91 is formed with a separating portion 95 that separates the adjacent wires 91 with a predetermined width therebetween. The spacing portions 95 are formed by shifting the positions of the adjacent wire rods 91 so as to form a staggered arrangement along the arrangement direction of the wire rods 91, for example.
このような線材91に形成した離間部95によって、平板状の濾過体92は、その一面92aと他面92bとの間を貫通するスリット状の隙間96が形成される。
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。
With the spacing portion 95 formed in such a wire 91, the flat filter body 92 forms a slit-like gap 96 penetrating between the one surface 92a and the other surface 92b.
In the present embodiment, the filter body 92 has a first surface 92a as a primary surface into which the liquid to be filtered flows in and a second surface 92b as a secondary surface from which treated water filtered by the filter body 92 flows out.
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どうしを接合している。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。 The support member 93 is made of, for example, a wire having a rectangular or triangular cross section, and is joined to the wire 91 on the other surface 92b side of the filter body 92. The support member 93 is formed, for example, so as to extend along the arrangement direction of the wire rods 91 and joins the plurality of wire rods 91 together. Such support member 93 and wire 91 are joined by sintering, for example.
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92a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を構成する枠体(外装体)99が形成されていればよい。 The filtration filter 90 having such a configuration allows the liquid to be filtered to flow from one surface 92a on the upper side in FIG. 14, passes the gap 96 to filter the liquid to be filtered, and treats the filtered water from the other surface 92b. Spill. A frame body (exterior body) 99 that constitutes a flow path of the liquid to be filtered that passes through the filtration filter 90 may be formed around the filtration filter 90.
濾過用フィルター90を構成する濾過体92のうち、被濾過液が流入する一面(一次面)92a側、および隙間96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、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。 A plurality (a large number) of fine structures 5 are formed on the one surface (primary surface) 92 a side into which the liquid to be filtered flows and the inner surface of the gap 96 in the filter body 92 constituting the filter 90 for filtration. . The fine structure 5 may be, for example, a needle-like structure shown in FIG. 6 or a polyhedral structure shown in FIGS. 8 and 9.
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。
Next, an example of the manufacturing method of the filter for filtration is demonstrated.
In order to manufacture the filter for filtration shown in FIG. 2 in which the wire is provided with a needle-like fine structure, first, the wire 11 is prepared. It is preferable that the wire 11 is a metal so that the plating layer 3 or the plating layer 3 and the base layer 4 can be easily formed using a plating process (see FIG. 5). As a metal used for the wire 11, for example, iron, nickel, copper, and alloys thereof are preferably used. Among these, as the wire 11, it is preferable to use a stainless steel wire that is excellent in corrosion resistance, low in cost, and easy to process.
次いで、この線材11に、所定の間隔で離間部15を形成する(離間部形成工程)。離間部15の形成方法としては、電気分解による電解液中において、離間部を象った原型に水溶液状の金属を電着させ、離間部15を形成する電鋳によって形成することができる。なお、原型の離型剤としては、グラファイト粉やヨウ化銀の薄膜なとを用いることができる。 Next, the spacing portions 15 are formed in the wire 11 at a predetermined interval (a spacing portion forming step). As a method for forming the separation portion 15, it is possible to form the separation portion 15 by electroforming in which an aqueous metal is electrodeposited on an original model of the separation portion in an electrolytic solution by electrolysis. As the original mold release agent, graphite powder or a thin film of silver iodide can be used.
次いで、所定間隔で離間部15が形成された長尺の線材11を巻回させ、周回間で離間部15を介して線材11を密着させ、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。 Next, the long wire 11 having the separation portions 15 formed at predetermined intervals is wound, and the wire 11 is brought into close contact with each other through the separation portions 15 to form the cylindrical filter body 12. When winding the wire 11 into a cylindrical shape, for example, there is a method of removing the die after winding the wire 11 around the peripheral surface using a columnar die.
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。 Next, the support member 13 is temporarily fixed to the outer peripheral surface 12b of the filter body 12 in which the wire 11 is wound into a cylindrical shape, and the wire 11 and the support member 13 are bonded by sintering (sintering step). When the wire 11 and the support member 13 are sintered, for example, a method of heating with an electric furnace in a non-oxidizing atmosphere can be mentioned.
次いで、円筒状に形成した線材11の表面全面に、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。 Next, the base layer 4 is formed on the entire surface of the wire 11 formed in a cylindrical shape by plating. As a plating process for forming the underlayer 4, a conventionally known method can be used. For example, in the case where the underlayer 4 is formed on the surface of the wire 11 made of stainless steel before the plating layer 3 made of nickel or nickel alloy is formed, the electrolytic nickel plating process or the electroless nickel plating process is used. Alternatively, it is preferable to form the underlayer 4 made of a nickel alloy.
次に、下地層4の設けられた線材11の表面全面に、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。 Next, a plurality of fine structures 5 are deposited on the entire surface of the wire 11 provided with the base layer 4 by electroplating, and the wire 11 is covered with the plating layer 3 (plating step). As the electroplating process for forming the plating layer 3, a conventionally known method can be used. For example, when the underlayer 4 and the plating layer 3 are made of nickel or a nickel alloy, an additive is added to the plating bath after the formation of the underlayer 4 to continuously perform electrolytic nickel plating treatment or electroless nickel plating. It is preferable to form the plating layer 3 using a treatment.
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。 In the electroplating process for depositing a plurality of microstructures 5, the shape and size of the microstructures 5 can be changed by changing the type, concentration, and plating time of the additive added to the plating bath. Examples of the additive include ethylenediamine dihydrochloride and ethylenediamine (EDA).
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。
After performing the plating process for forming the plating layer 3, heat treatment may be performed as necessary to promote crystallization of the plating layer 3.
Moreover, after performing the plating process for forming the plating layer 3, if necessary, the surface of the plating layer 3 is made of another metal or organic matter in order to improve the durability of the filter for filtration. Another coating layer may be formed.
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。 In addition, a plurality of types of modified regions having different affinity for the liquid to be filtered can be formed on the surface of the plating layer 3. Specifically, the modification treatment of the plating layer 3 includes a hydrophilic treatment and a hydrophobic treatment. By performing such modification treatment, the flow of the liquid to be filtered on the surface of the plating layer 3 becomes more complicated, and the SS particles can be easily aggregated on the surface of the plating layer 3.
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。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
本発明の具体的な実施例を記載する。
図2に示すように、幅1000μmの線材11をコイル状に巻回させて濾過体12を形成し、支持部材13を接合した。線材11間の幅を10μmとなるようにした。これをニッケルリンメッキによって下地層を形成した後、非特許文献1に示すようにethylenediamine dihydrochloride(EDA)存在下のメッキによって、針状の微細構造物5を線材11の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11間の幅は3μmであり、メッキ後の線材幅は1003.5μmであった。この時の開孔率は0.3%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)
Specific examples of the present invention will be described.
As shown in FIG. 2, a filter body 12 was formed by winding a wire 11 having a width of 1000 μm into a coil shape, and a support member 13 was joined. The width between the wires 11 was set to 10 μm. After forming a base layer by nickel phosphorus plating, as shown in Non-Patent Document 1, a needle-like microstructure 5 is formed on the surface of the wire 11 by plating in the presence of ethylenediamine dihydrochloride (EDA) for filtration. A filter 10 was obtained. The width between the wires 11 at this time was 3 μm, and the width of the wire after plating was 1003.5 μm. The hole area ratio at this time was 0.3%.
(Non-Patent Document 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)
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、4μm2(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。
When the surface layer of the plating layer (fine structure 5) of the obtained filter 10 for filtration was observed by SEM, there were 16 to 19 needle-like structures in the range of 4 μm 2 (2 μm × 2 μm) (FIG. 6). reference).
Further, this plated layer was fixed with embedded resin, and then cut and observed for cross section. As a result, the average number of needle-like structures per 10 μm was 20, the average height of needle-like structures was 750 nm, and the coefficient of variation was 0.2. 28. The average width of the needle-like structures was 550 nm, and the aspect ratio (height / width) was 1.36.
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。 Next, the filtration apparatus 100 shown in FIG. 1 was prepared. When the filtration filter 10 produced as described above was installed and the slurry containing 100 mg / L of alumina having a particle size of 0.1 μm was filtered at a constant pressure of 0.1 MPa using the filtration filter 10, it was transparent. Treated water (filtered water) was obtained, and filtration could be performed. When the filtration filter 10 after filtration was fixed with the embedding resin together with the filtration cake (alumina layer) and the cross section was observed, a gap due to irregularities was observed between the cake layer and the filtration filter 10.
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。 Next, when cleaning water was sent from the treated water side (secondary surface side) of the filtration filter 10 at a pressure of 0.1 Mpa to clean the cake layer, the cake near the gap was cleanly peeled and surface irregularities were observed. Had been restored. When filtration was performed again with this filter, it was confirmed that the same filtration performance as the first filtration was exhibited.
以上の実施例によれば、実施形態の濾過フィルター10は、微細な粒子も確実に捕捉でき、かつ、洗浄によって濾過性能が低下することなく繰り返し濾過できることが確認された。 According to the above examples, it was confirmed that the filtration filter 10 of the embodiment can capture fine particles with certainty and can repeatedly perform filtration without deteriorating the filtration performance by washing.
5…微細構造物、10…濾過用フィルター、11…線材、12,62,82,92…濾過体、15…離間部、16…隙間。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 5 ... Fine structure, 10 ... Filter for filtration, 11 ... Wire, 12, 62, 82, 92 ... Filter body, 15 ... Separation part, 16 ... Gap.
Claims (16)
前記線材は、互いに隣接する線材間を所定幅の隙間を保って離間させる離間部と、前記濾過体のうち、少なくとも被濾過液が流入する一次面側に形成された複数の微細構造物と、を備え、
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つの形状を成し、
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。 A filter for filtration comprising: a filter body in which wires are arranged in a plane; and a support member that supports the filter body,
The wire includes a spacing part that separates adjacent wires from each other while maintaining a gap having a predetermined width, and a plurality of fine structures formed on the primary surface side into which at least the liquid to be filtered flows out of the filter body, equipped with a,
The fine structure has at least one of a truncated cone shape, an elliptical cone shape, a polygonal pyramid shape, an elliptical truncated cone shape, and a polygonal truncated pyramid shape,
A filter for filtration in which the formation density of the fine structures is in a range of 1.2 to 10.0 pieces / μm 2 .
[数1]
G=[(a×c)/{(a+b)×(c+d)}]×100・・・(1) The spacing between the adjacent spacing portions is a, the width of the spacing portion along the extending direction of the wire is b, the width of the gap between the adjacent wires is c, and the spacing along the arrangement direction of the wires When the thickness of the wire is defined as d, the porosity G indicating the area of the gap with respect to the area of the primary surface represented by Formula 1 is 0.5% or more and 50% or less, and the gap c is 5 μm. The filter for filtration according to any one of claims 1 to 5 , wherein the filter is 1 mm or less.
[Equation 1]
G = [(a × c) / {(a + b) × (c + d)}] × 100 (1)
[数2]
G=[(a×c)/{(a+b)×(c+d)}]×100・・・(1) The spacing between the adjacent spacing portions is a, the width of the spacing portion along the extending direction of the wire is b, the width of the gap between the adjacent wires is c, and the spacing along the arrangement direction of the wires When the thickness of the wire is defined as d, the porosity G indicating the area of the gap with respect to the area of the primary surface of the cylindrical body represented by Formula 1 is 0.1% or more and 50% or less, The filter for filtration according to claim 11 , wherein the gap a is 1 μm or more and 1 mm or less.
[Equation 2]
G = [(a × c) / {(a + b) × (c + d)}] × 100 (1)
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