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公開番号2025161674
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-24
出願番号2024073154
出願日2024-04-11
発明の名称フッ化炭素糸物にフッ素をコーティングした浄水手段
出願人個人
代理人
主分類B01D 71/32 20060101AFI20251017BHJP(物理的または化学的方法または装置一般)
要約【課題】フッ化炭素糸物にフッ素をコーティングした浄水手段を提供する。
【解決手段】炭素糸にフッ素を重合した「フッ化炭素糸」を、複数束ね合わせることで形成する隙間IIに、フッ化水素水溶液を通したコーティング手段により、当該隙間の幅を0.9nm程にする。さらに120℃程度の加温により「乾燥定着」させる工程を交互に「複数回繰り返し」、更に最終工程において「高温焼成」を行う。また、微細な空間を作るのには最終工程側に行くほどフッ化水素(FH)の濃度を少なくして、最終的には「フッ化水素の濃度をゼロに近くして」「水を徐々に多めにして毎回乾かし、最終工程において高温焼成を行う」ことで、微細な直径0.9nmの空間の一つの浄水キッドを作り上げることができる。そして、上記内容の一つのキッドを複数連ねることで、海水や汚染水を浄化する為の浄化装置とする。
【選択図】図6
特許請求の範囲【請求項１】
炭素糸で織った織物の隙間Ｉ（１）に、フッ化水素水溶液を通した後に乾かす工程を複数回施した後、最終工程において高温焼成するコーティング手段により、当該隙間の幅を０．９ｎｍ程にした当該織物を、重層構造にした一つのキッド（２）を複数連ねることを特徴とするフッ化炭素糸物にフッ素をコーティングした浄水手段。
続きを表示（約 840 文字）【請求項２】
炭素糸をフッ化炭素糸に置き換えたことを特徴とする請求項１の記載のフッ化炭素糸物にフッ素をコーティングした浄水手段。
【請求項３】
長さが１０ｃｍ以内のフッ化炭素糸を、束ね合わせることによる隙間ＩＩ（３）の両端（４）の片方側の空気圧を低くして、フッ化水素水溶液を交互に通して乾かす工程を複数回繰り返し最終工程において高温焼成するコーティング手段により、当該隙間の幅を０．９ｎｍ程にした一つの束のキッド（５）を複数連ねることを特徴とするフッ化炭素糸物にフッ素をコーティングした浄水手段。
【請求項４】
炭素糸又はフッ化炭素糸の表面にフッ素コーティング用プライマーのコーティング手段を施すことを特徴とする請求項１・２・３の内の１に記載のフッ化炭素糸物にフッ素をコーティングした浄水手段。
【請求項５】
フッ化水素水溶液の水とフッ化水素の対比割合に関して、フッ化炭素糸の隙間のコーティング手段は、複数回の加工工程の後の回ほど水を増量しフッ化水素を減量して最終工程ではＨ
２
Ｏに対してフッ化水素の量をゼロ近くにすることを特徴とする請求項１・２・３・４の内の１に記載のフッ化炭素糸物にフッ素をコーティングした浄水手段。
【請求項６】
液中にナノバブルを発生させるフッ化水素水溶液供給ホースＩ（６）と、フッ化水素水溶液供給ホースＩＩ（７）のフッ化水素水溶液供給に関して初期工程のみだけ、始め供給ホース１（６）からナノバブルを含むフッ化水素水溶液を流した後に、供給ホースＩＩ（７）からフッ化水素水溶液のみを流して乾かす工程を繰り返し、中間工程に近いほどナノバブルを発生させる供給ホースＩ（６）側だけ絞ってゼロにして以降は、フッ化水素水溶液の供給ホースＩＩのみを使ってフッ化水素水溶液を供給することを特徴とする請求項１・２・３・４・５の内の１に記載のフッ化炭素糸物にフッ素をコーティングした浄水手段。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
汚染水や海水の淡水化に関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
従来の淡水化技術は逆浸透膜に、強い圧力を加えて淡水にする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【非特許文献】
【０００４】
東大の研究グループのプレリリースによると、フッ素を密に結合した大環状化合物によるチューブを作成した物が、海水の塩の除去において今まで最上と言われていたアクアポリンの４５００倍の水の透過能力を持ちながらも塩を通さない事が明らかになった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
これまでの海水の淡水化処理において、アクアポリンが注目されてきた。アクアポリンは、水分子がやっと透過するような内径０．３ｎｍの小さな穴を有し、高い水透過能力と高い塩除去能力を併せ持ったものである。
最新先行技術において、東大研究グループが開発した内側にフッ素原子が密に結合した大環状化合物であり、起分子重合と呼ばれる手法で１列に重ねることで内壁がテフロンのような密のフッ素化ナノチューブ構造の直径０．９ｎｍを得ることが出来た。
このナノチューブの水透過能力と塩除去能力を評価したところ、アクアポリンの４５００倍の水透過能力を持ちながらも塩を通さない事が明らかになった。
しかし、「上記フッ素化ナノチューブを製造するのが非常に難しく」まれに出来る程度で、現時点では高コストしすぎて実用化は難しい。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の課題としては、上記した製造が非常に難しい点と製造コストがかかる点をクリアーする為に、まったく違う製造方法でフッ素化ナノチューブと同等の脱塩除去能力を得る為の手段であり、炭素糸とテフロン加工のコーティング技術を組み合わせ、それをアレンジしたかたちで、一つの製造方法としては炭素糸で織った織物の隙間に、フッ化水素水溶液を通した後に乾かす工程を複数回施した後、最終工程において高温焼成したコーティング手段により、当該隙間の幅を０．９ｎｍ前後にした当該織物を重層構造にすることで海水や汚染水を浄化する為の浄化装置の基本発明である。
【０００７】
現在製造できる炭素糸やフッ化炭素糸の太さは５００μ～５μｍであり、本特許で使用する当該糸の太さは「太め」の方が良い。その繊維を平織・綾織り・朱子織が有るが、そのどれでもいいと思うが本案では「平織」を用いて説明を行う。フッ素化ナノチューブ構造の直径は０．９ｎｍなので平織の隙間の間隔はダイブ大きい。当該炭素糸にフッ化水素を着装させるのにプライマーによる下塗りを「してもよい。」また、炭素糸の代りに炭素糸とフッ素の重合体の「フッ化炭素糸（ポリテトラフルオロエチン）」で出来た平織物でもよい。
次に、炭素繊維で形成された平織物にフッ化水素水溶液を通した後に「１２０℃前後加温して乾かし、最終工程においては「「高温焼成」」し、フッ素を固定する事で当該織物の隙間を０．９ｎｍ程にしたフッ素コートの織物を、「最終工程において高温燃焼」して０．９ｎｍの空間を作り上げた１枚のフッ素コーティングした「広いフッ化炭素平織物」を、「適度のサイズに切った物」を、「重層構造」にした「一つのキッド」を「複数連ねた浄水器」に海水や汚染水を通すことで、浄化した真水を製造することができる。
【発明の効果】
【０００８】
東京大学院工学系研究科によって公開発表されたフッ素を密に結合した大環状化合物が、海水の浄化用のアクアポリンよりも浄水機能として、４５００倍の水透過性能があったことを公開発表されている。本発明は東大が発見したフッ素が持つ水透過作用を東大とは全く違う「「フッ化炭素糸の織物の隙間にフッ素をコーティングして、フッ素を密に結合した大環状化合物と同等の構造」」にすることで、海水や汚染水の浄化をより安価に製造できる基礎発明である。
【図面の簡単な説明】
【】
フッ化炭素糸の構造式である。
炭素糸又はフッ化炭素糸の平織の図である。
炭素糸又はフッ化炭素糸が平織のキッドが複数連なった図である。
炭素糸又はフッ化炭素糸が束ねられた断面図である。
当該糸の１つのキッドを複数繋げた図である。
供給ホース１とＩＩの供給と純水とフッ化水素の供給割合の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
【実施例】
【００１０】
本発明の基本構成は、「炭素糸を束ね」ても「炭素糸の織物」しても「すき間（空間）」ができる分けで、その「隙間」を１００％埋めるのではなく直径が０．９ｎｍ前後の空間を作り上げる材料としてフッ素（Ｆ）を重合することの効果により、海水や最終汚染水の真水化を実現できる。それも、製造が大変なフッ化ナノチューブを形成するわけでなく、製造が簡単でコストが掛からない水浄化システムの基本特許である。
（【００１１】以降は省略されています）

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