专利名称：过滤用过滤器及过滤用过滤器的制造方法从来自工厂或家庭的排水(下水)中除去污染物质和杂质来精制自来水、或者从海水中除去盐分等来精制淡水时,大多使用过滤用过滤器。作为过滤用过滤器，已知有由高分子材料形成的过滤用过滤器，例如使用乙酸甲酯高分子膜的反渗透膜。反渗透膜具有直径为数nm的无数贯通孔，向下水或海水施加压力而使之通过反渗透膜时，虽然一个直径约为0.38nm的水分子通过贯通孔,但大小为数十nm的污染物质的分子、通过水合而使水分子配位在周围的钠离子没有通过贯通孔。由此，反渗透膜将水分子与污染物质、盐分进行分离而由下水、海水精制自来水、淡水。然而，在发展中国家或自然灾害的受灾地，利用反渗透膜来从污水精制自来水时，由于污水中的细菌腐蚀高分子膜，所以存在反渗透膜的寿命变得极短这一问题。另外，对于沿海岸配置的风车型的风力发电机，由于在润滑油中易于混杂盐分、微小砂粒，因此强烈要求从润滑油中除去盐分、微小砂粒，但是在盐分、微小砂粒的除去中使用了反渗透膜时，润滑油的成分使高分子膜溶解，因此仍存在反渗透膜的寿命变得极短这一问题。此外，反渗透膜由于以高分子膜为主要构成要素，因此存在如下问题，S卩，强度低，如果为了提高精制效率而使外加于下水或海水的压力(一次侧压力)上升并增加负荷，则导致被破坏。 因此，近年来，开发出不被细菌腐蚀、在润滑油中也不溶解且由刚性高的多孔陶瓷体构成的过滤用过滤器(例如，参照专利文献I)。专利文献1:日本特表2007-526819号公报
然而，由于由多孔陶瓷体构成的过滤用过滤器通过使较大直径的金属氧化物的多个粒子压缩而在高温下相互粘接来制造，因此无法直接控制粒子间的间隙的大小，有时偶然形成直径比所需直径大的贯通孔，对污染物质、盐分的除去依然存有隐患。另外，在下水中存在大小为数十nm的病毒，例如约50nm的流感病毒、约20nm的微小RNA病毒、细小病毒,这些病毒有可能通过直径为数十nm的贯通孔。进而，将由多孔陶瓷体构成的过滤用过滤器用于区分液体中所含的大小不同的多种医药成分时，存在并非所需大小的医药成分有可能通过贯通孔而无法区分医药成分的问题。其结果，需要在自来水或淡水的精制中并用蒸馏法等，并需要在医药成分的区分中并用离心分离法等。即，存在无法简便地获得自来水、淡水的问题。本发明的课题在于提供能够在确保刚性的同时简便地获得自来水和淡水的过滤用过滤器及过滤用过滤器的制造方法。为了解决上述课题，根据本发明的第I方式，提供一种过滤用过滤器，其特征在于，具备纳米粒子层和至少2个陶瓷层，所述陶瓷层是使以金属氧化物为主成分的多个陶瓷粒子烧结而生成的，各上述陶瓷粒子间的间隙被调整成50nm 500nm，所述纳米粒子层是使粒径为3nm 5nm的多个纳米粒子通过热处理进行相互熔融结合而生成的，并被邻接的2个上述陶瓷层所夹持。本发明的第I方式中，优选上述纳米粒子层的一部分局部地渗透至上述陶瓷层。本发明的第I方式中，优选各上述纳米粒子的长径为5nm以下且短径为3nm以上。本发明的第I方式中，优选具备3个以上的上述陶瓷层，上述纳米粒子层介于上述3个以上的陶瓷层中邻接的2个上述陶瓷层之间。为了解决上述课题，根据本发明的第2方式，提供一种过滤用过滤器的制造方法，其特征在于，具有如下步骤:第I陶瓷层生成步骤，使以金属氧化物为主成分的多个陶瓷粒子相互接合，且将各上述陶 瓷粒子间的间隙调整成50nm 500nm而生成第I陶瓷层；纳米粒子分布步骤，使粒径为3nm 5nm的多个纳米粒子以覆盖上述生成的第I陶瓷层的表面的方式进行分布；纳米粒子层生成步骤，使上述分布的多个纳米粒子通过热处理进行相互熔融结合而生成纳米粒子层；以及第2陶瓷层生成步骤，使多个上述陶瓷粒子以覆盖上述生成的纳米粒子层的表面的方式进行分布，使该分布的多个陶瓷粒子相互接合且将各上述陶瓷粒子间的间隙调整成50nm 500nm而生成第2陶瓷层。本发明的第2方式中,在上述纳米粒子分布步骤中,优选使粒径为3nm 5nm的多个纳米粒子以覆盖上述生成的第2陶瓷层的表面的方式进行分布，在上述第I陶瓷层生成步骤后，将上述纳米粒子分布步骤、上述纳米粒子层生成步骤以及第2陶瓷层生成步骤按该顺序反复进行规定次数。为了解决上述课题，根据本发明的第3方式，提供一种过滤用过滤器的制造方法，其特征在于，具有如下步骤:陶瓷层生成步骤，使以金属氧化物为主成分的多个陶瓷粒子相互接合且将各上述陶瓷粒子间的间隙调整成50nm 500nm而生成陶瓷层；过滤器前体形成步骤，使粒径为3nm 5nm的多个纳米粒子以覆盖上述生成的陶瓷层的表面的方式进行分布而形成过滤器前体；以及纳米粒子层生成步骤，使在上述过滤器前体形成步骤中形成的2个上述过滤器前体以上述多个纳米粒子分布的面彼此接触的方式进行贴合，使上述分布的多个纳米粒子通过热处理进行相互熔融结合而生成I个纳米粒子层。根据本发明，纳米粒子层被使陶瓷粒子烧结而生成的2个陶瓷层所夹持，所以能够确保过滤用过滤器的刚性，进而，使粒径为3nm 5nm的多个纳米粒子通过热处理进行相互熔融结合而生成纳米粒子层，由此能够将各纳米粒子间的间隙的大小设定成数nm以下，由此，能够生成直径为数nm的贯通孔。其结果，能够无需在自来水、淡水的精制中并用蒸馏法等，并且能够简便地获得自来水、淡水。另外，根据本发明，使以金属氧化物为主成分的多个陶瓷粒子相互接合而生成第I陶瓷层，使多个纳米粒子以覆盖该生成的第I陶瓷层的表面的方式进行分布，使该分布的多个纳米粒子通过热处理进行相互熔融结合而生成纳米粒子层，进而，使多个陶瓷粒子以覆盖生成的纳米粒子层的表面的方式进行分布且相互接合而生成第2陶瓷层，所以能够简便地获得具备直径为数nm的贯通孔的过滤用过滤器。

图1是示意地表示本发明的第I实施方式的过滤用过滤器的构成的局部放大截面图。图2是用于对图1中的能够通过纳米粒子层中的间隙的粒子的大小进行说明的局部放大图。图3是示意地表示本发明的第2实施方式的过滤用过滤器的构成的局部放大截面图。图4A是表示本实施方式的过滤用过滤器的制造方法的工序图(过滤用过滤器前体形成步骤)。图4B是表示本实施方式的过滤用过滤器的制造方法的工序图。图4C是表示本实施方式的过滤用过滤器的制造方法的工序图。图5是示意地表示本发明的第3实施方式的过滤用过滤器的构成的局部放大截面图。图6A是表示本实施方式的过滤用过滤器的制造方法的工序图(第I陶瓷层生成步骤)。图6B是表示本实施方式的过滤用过滤器的制造方法的工序图(纳米粒子层生成步骤)。图6C是表示本实施方式的过滤用过滤器的制造方法的工序图。图7是示意地表示本发明的第4实施方式的过滤用过滤器的构成的局部放大截面图。图8A是表示本实施方式的过滤用过滤器的制造方法的工序图(第I陶瓷层生成步骤)。图SB是表示本实施方式的过滤用过滤器的制造方法的工序图(纳米粒子层生成步骤)。图SC是表示本实施方式的过滤用过滤器的制造方法的工序图(第2陶瓷层生成步骤)。图8D是表示本实施方式的过滤用过滤器的制造方法的工序图(纳米粒子层生成步骤)。图SE是表示本实施方式的过滤用过滤器的制造方法的工序图(第2陶瓷层生成步骤)。

进而，使粒径为3nm 5nm的多个纳米粒子13通过热处理进行相互熔融结合而生成纳米粒子层14，所以能够将各纳米粒子13间的间隙17的代表长度设定成2nm以下，由此，能够将直径为2nm的贯通孔生成于过滤用过滤器10。其结果，如果使用过滤用过滤器10，则能够无需在自来水、淡水的精制中并用蒸馏法等，且能够简便地获得自来水、淡水。另外，在过滤用过滤器10中，纳米粒子层14的一部分局部地渗透至第I陶瓷层12，所以能够提高第I陶瓷层12和纳米粒子层14的结合力，并且能够防止过滤用过滤器10中的层间剥离的产生，同时能够提高过滤用过滤器10整体的刚性。上述过滤用过滤器10中，以构成纳米粒子层14的各纳米粒子13为正球形为前提，其粒径为3nm 5nm，但各纳米粒子层14无需为正球形，可以为归纳于长方形的形状，例如长径为5nm以下且短径为3nm以上的椭圆形状。另外，根据本实施方式的过滤用过滤器的制造方法，使多个陶瓷粒子11相互接合而生成第I陶瓷层12，以覆盖该生成的第I陶瓷层12的表面的方式使多个纳米粒子13进行分布，使该分布的多个纳米粒子13通过热处理进行相互熔融结合而生成纳米粒子层14，所以能够简便地获得具备直径为2nm的贯通孔的过滤用过滤器10。接下来，对本发明的第2实施方式的过滤用过滤器及其制造方法进行说明。图3是示意地表示本实施方式的过滤用过滤器的构成的局部放大截面图。第2实施方式是使用2个在第I实施方式中得到的由陶瓷层与喷涂到该陶瓷层的多个纳米粒子13构成的过滤用过滤器作为前体，使该2个前体以纳米粒子相互接触的方式进行贴合，从而构成过滤用过滤器，从这点考虑，第2实施方式与第I实施方式不同。因此，对重复的构成、作用，省略其说明，以下对不同的构成、作用进行说明。图3中，过滤用过滤器20具备重叠的2个第I陶瓷层12、介于该2个第I陶瓷层12之间的纳米粒子层14。然而，第I实施方式的过`滤用过滤器10中，由于与第I陶瓷层12相比，耐磨损性差的纳米粒子层14露出，因此有可能构成纳米粒子层14的纳米粒子13从纳米粒子层14流出。然而，根据第2实施方式的过滤用过滤器20，由于用2个第I陶瓷层12夹持纳米粒子层14，因此纳米粒子层14不会露出，由此，不必担心纳米粒子13从纳米粒子层14流出。根据本实施方式的过滤用过滤器20，纳米粒子层14被使多个陶瓷粒子11烧结而生成的2个第I陶瓷层12所夹持，所以能够确保过滤用过滤器20的刚性。另外,过滤用过滤器20中，纳米粒子13的大小为3nm 5nm,所以可进入2个第I陶瓷层12的间隙16，特别是存在于表面的间隙16。其结果，纳米粒子层14的一部分分别渗透至2个第I陶瓷层12。图4A 图4C是表示本实施方式的过滤用过滤器的制造方法的工序图。首先，与第I实施方式的过滤用过滤器10同样地，形成第I陶瓷层12 (陶瓷层生成步骤)，进而，以覆盖第I陶瓷层12的表面的方式喷涂多个纳米粒子13，使其无间隙地分布。在本实施方式的过滤用过滤器的制造方法中，将在第I陶瓷层12喷涂有多个纳米粒子13的状态下的过滤器作为过滤器前体19，准备2个该过滤器前体19 (图4A)(过滤器前体形成步骤)。接着，以使被喷涂的多个纳米粒子13相互彼此接触的方式贴合2个过滤器前体19(图4B)，其后，通过将贴合的2个过滤器前体19在400°C乃至1000°C的高温下进行热处理，从而使相互接触的多个纳米粒子13熔融接合，得到纳米粒子层14 (纳米粒子层生成步骤)。接着，从层叠有2个第I陶瓷层12和纳米粒子层14的层叠体中切割出规定形状的过滤用过滤器20，结束本处理。根据本实施方式的过滤用过滤器的制造方法，将多个纳米粒子13通过热处理进行相互熔融结合而生成纳米粒子层14，所以与第I实施方式同样地，容易控制各纳米粒子13之间的间隙17的大小，能够简便地获得具备直径为2nm的贯通孔的过滤用过滤器20。应予说明，图4A 图4C的制造方法中，以喷涂的多个纳米粒子13彼此相互接触的方式贴合2个过滤器前体19，但也可以使一方的过滤器前体19的被喷涂有纳米粒子13的面与另一方的过滤器前体19的未被喷涂纳米粒子13的面进行贴合，其后，进行热处理，从而得到层叠有第I陶瓷层12和纳米粒子层14的层叠体。根据该方法，通过反复贴附过滤器前体19，从而在不对第I陶瓷层12和纳米粒子层14的层叠数进行限制的情况下，能够将第I陶瓷层12和纳米粒子层14交互层叠，并且能够容易地获得具备3层以上的第I陶瓷层12和2层以上的纳米粒子层14的过滤用过滤器。接下来，对本发明的第3实施方式的过滤用过滤器及其制造方法进行说明。本发明的第3实施方式的过滤用过滤器具有与第2实施方式的过滤用过滤器20同样的构成，但从依次层叠2个陶瓷层和纳米粒子层而形成的观点出发，与第2实施方式的过滤用过滤器20不同。因此，对重复的构成、作用省略说明，以下对不同的构成、作用进行说明。图5是示意地表示本实施方式的过滤用过滤器的构成的局部放大截面图。图5中，过滤用过滤器21具备第I陶瓷层12、被形成在该第I陶瓷层12上的纳米粒子层14、夹持该纳米粒子层14且与第I陶瓷层12对置的第2陶瓷层15。

根据本实施方式的过滤用过滤器21，纳米粒子层14被第I陶瓷层12和第2陶瓷层15所夹持，所以能够确保过滤用过滤器21的刚性，并且能够不用担心纳米粒子13从纳米粒子层14流出。另外，过滤用过滤器21中，纳米粒子13的大小为3nm 5nm，所以可进入第I陶瓷层12、第2陶瓷层15的间隙16，特别是存在于表面的间隙16。其结果，纳米粒子层14的一部分分别渗透至第I陶瓷层12和第2陶瓷层15。由此，能够提高第I陶瓷层12和纳米粒子层14、以及第2陶瓷层15和纳米粒子层14的结合力，并且能够防止过滤用过滤器10中的层间剥离的产生，同时能够提高过滤用过滤器10整体的刚性。图6A 图6C是表示本实施方式的过滤用过滤器的制造方法的工序图。首先，将多个陶瓷粒子11封入规定的模具中，在高温下，通过负荷规定的压力，从而进行烧结而得到第I陶瓷层12 (图6A)(第I陶瓷层生成步骤)。接着，将多个纳米粒子13以覆盖第I陶瓷层12的表面的方式进行喷雾而使其无间隙地分布(纳米粒子分布步骤)后，将各纳米粒子13通过热处理进行相互熔融接合而得到纳米粒子层14 (图6B)(纳米粒子层生成步骤)。接着，使多个陶瓷粒子11以覆盖纳米粒子层14的表面的方式遍及地分布后，在高温下，通过负荷规定的压力，从而进行烧结而得到第2陶瓷层15 (图6C)。但是，此时，上述规定的压力必须设定成不使构成纳米粒子层14的纳米粒子13破碎的值，例如，优选为比形成第I陶瓷层12时的值更低的值。
接着，从层叠有第I陶瓷层12、纳米粒子层14以及第2陶瓷层15的层叠体中切割出规定形状的过滤用过滤器21而结束本处理。根据本实施方式的过滤用过滤器的制造方法，将粒径为3nm 5nm的多个纳米粒子13通过热处理而相互熔融结合而生成纳米粒子层14，所以可将各纳米粒子13间的间隙17的代表长度设定为2nm以下，由此，能够将直径为2nm的贯通孔生成于过滤用过滤器21。其结果，如果使用过滤用过滤器21，则无需在自来水、淡水的精制中并用蒸馏法等，并且能够简便地获得自来水、淡水。接下来，对本发明的第4实施方式的过滤用过滤器及其制造方法进行说明。本实施方式具备多个纳米粒子层14、第2陶瓷层15，仅从这点来看与第3实施方式不同，其构成、作用与上述第3实施方式基本相同，对重复的构成、作用省略说明，以下，对不同构成、作用进行说明。图7是示意地表示本实施方式的过滤用过滤器的构成的局部放大截面图。图7中，过滤用过滤器30中，在配置于图中最下层的第I陶瓷层12上，交互地反复层叠纳米粒子层14和第2陶瓷层15 (图中，层叠有2个纳米粒子层14和2个第2陶瓷层15)。即，下方的纳米粒子层14被第I陶瓷层12和下方的第2陶瓷层15所夹持，上方的纳米粒子层14被下方的第2陶瓷层15和上方的第2陶瓷层15所夹持。另外，下方的纳米粒子层14的一部分渗透至第I陶瓷层12和第2陶瓷层15，上方的纳米粒子层14的一部分渗透至下方的第2陶瓷层15和上方的第2陶瓷层15。图8A 图8E是表示本实施方式的过滤用过滤器的制造方法的工序图。图8A 图8E中，首先，将多个陶瓷粒子11封入规定的模具中在高温下，负荷规定的压力，从而进行烧结而得 到第I陶瓷层12 (图8A)(第I陶瓷层生成步骤)。接着，将多个纳米粒子13以覆盖第I陶瓷层12的表面的方式进行喷雾而使其无间隙地分布(纳米粒子分布步骤)后，将各纳米粒子13通过热处理进行相互熔融接合而得到下方的纳米粒子层14(图SB)(纳米粒子层生成步骤)。接着，以覆盖下方的纳米粒子层14的表面的方式使多个陶瓷粒子11遍及地分布后，在高温下，负荷规定的压力，从而进行烧结而得到第2陶瓷层15 (图SC)(第2陶瓷层生成步骤)。接着，将多个纳米粒子13以覆盖下方的第2陶瓷层15的表面的方式进行喷雾而使其无间隙地分布(纳米粒子分布步骤)后，将各纳米粒子13通过热处理进行相互熔融接合而得到上方的纳米粒子层14 (图8D)(纳米粒子层生成步骤)，进而，使多个陶瓷粒子11以覆盖上方的纳米粒子层14的表面的方式遍及地分布后，在高温下，负荷规定的压力，从而进行烧结而得到第2陶瓷层15 (图SE)(第2陶瓷层生成步骤)。接着，从层叠有第I陶瓷层12、各纳米粒子层14以及各第2陶瓷层15的层叠体中切割出规定形状的过滤用过滤器10而结束本处理。根据本实施方式的过滤用过滤器30，过滤用过滤器30具备I个第I陶瓷层12和2个第2陶瓷层15，S卩，3个以上的陶瓷层12、15，所以能够更可靠地确保过滤用过滤器30的刚性。进而，纳米粒子层14介于3个以上的陶瓷层12、15中邻接的2个陶瓷层之间，所以作为结果，在过滤用过滤器30中存在多个纳米粒子层14，其结果，过滤用过滤器30的过滤能力提高，能够更可靠地得到自来水和淡水。
另外，根据本实施方式的过滤用过滤器30的制造方法，生成第I陶瓷层12后，将纳米粒子层14的生成和第2陶瓷层15的生成按该顺序反复进行2次，所以能够容易地得到层叠有多个陶瓷层12、15以及多个纳米粒子层14的过滤用过滤器30。上述过滤用过滤器30中，配设有2个纳米粒子层14和2个第2陶瓷层15，如果纳米粒子层14和第2陶瓷层15的配设数为相同数目，则不限于“2个”，可以根据过滤用过滤器30的使用目的而增减纳米粒子层14和第2陶瓷层15的配设数。 上述各实施方式中的过滤用过滤器如果以一定时间以上提供给自来水和淡水的精制，则因捕获的污染物质、盐分而引起堵塞，使自来水和淡水的精制效率降低。因此，需要通过使被加压的药液流入过滤用过滤器，从而除去捕获的污染物质和盐分而使过滤用过滤器再生，但由于各实施方式中的过滤用过滤器由二氧化硅等较硬质的部件构成，因此即使被加压的药液流动，过滤用过滤器也几乎没有破损、消耗。即，上述各实施方式中的过滤用过滤器可再生。另外，过滤时，可以使被加压的药液从与下水或海水流动方向相反的方向流动，而除去被捕获的污染物质等。此时，由于过滤用过滤器由硬质材质构成，因此过滤用过滤器也能耐受较高的压力，能够有效率地进行污染物质等的除去。另外，如上所述，各实施方式中的过滤用过滤器在构成中包含由被烧结的陶瓷构成的较硬质的层，所以能够利用PVD、CVD，用银等具有杀菌、抗菌作用的金属涂布，有助于更洁净的自来水、淡水的精制。这里，用氧化钛涂布过滤用过滤器，在自来水、淡水的精制时照射紫外线，从而能够得到基于光催化剂作用的强有力的灭菌效果，并且能够可靠地进行自来水、淡水的灭菌。以上，利 用上述各实施方式对本发明进行说明，但本发明并不限定于上述各实施方式。符号说明10、20、21、30过滤用过滤器11陶瓷粒子12第I陶瓷层13纳米粒子14纳米粒子层15第2陶瓷层16、17 间隙19过滤器前体


本发明提供一种能够在确保刚性的同时简便地获得自来水和淡水的过滤用过滤器。过滤用过滤器21具备第1陶瓷层12、第2陶瓷层15以及纳米粒子层14，该纳米粒子层14被第1陶瓷层12和第2陶瓷层15所夹持，第1陶瓷层12和第2陶瓷层15是使以二氧化硅为主成分的多个陶瓷粒子11烧结而生成的，各陶瓷粒子11之间的间隙被调整为50nm～500nm，纳米粒子层14是使粒径为3nm～5nm的多个纳米粒子(13)通过热处理进行相互熔融结合而生成的。