JP2001104974A

JP2001104974A - 接触濾材およびその製造方法

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Publication number: JP2001104974A
Application number: JP28672099A
Authority: JP
Inventors: Koji Kaneko; 康二金子
Original assignee: KANEKO ORIMONO KK
Current assignee: KANEKO ORIMONO KK
Priority date: 1999-10-07
Filing date: 1999-10-07
Publication date: 2001-04-17

Abstract

(57)【要約】【課題】繊維糸条束を用いた接触濾材の実効接触面積
を、飛躍的に増加する接触濾材およびその製造方法の提
供。【解決手段】棒状の支持体(50)と、該支持体(50)に植
設された接触濾材用の糸条束房(30a)と、該糸条束房(30
a)に隣接して前記支持体(50)に植設された形態保持用の
骨格糸房(40a)とからなり、液中において開繊した糸条
束房(30a)を骨格糸房(40a)で保持し、糸条束房(30a)の
単糸を開繊保持した接触濾材。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、接触濾材およびそ
の製造方法に係り、詳しくは、繊維糸条、糸条束からな
り、構成単糸に開繊された微生物付着効率の高い接触濾
材、およびその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】生活排水、下水あるいは産業排水は、従
来から、主に各種微生物の分解機能を用いた生物処理に
より処理されており、活性汚泥法に代表される浮遊微生
物法、あるいは各種接触濾材表面に形成される生物膜で
処理する生物膜法、その他の微生物分解法が広く用いら
れている。このうち生物膜法は、汚泥の処理が比較的容
易ということもあり、中小規模の排水処理に広く用いら
れており、接触濾材も各種提案されている。

【０００３】この接触濾材に関しては、近時、繊維糸条
束、中でも、生体親和性が高く微生物を高密度に保持で
きる炭素繊維の糸条束を用いた接触濾材が注目されてい
る。このような炭素繊維の糸条束を用いた接触濾材とし
て、本出願人は先に登録実用新案第3051928号公報に記
載されるような水中設置用炭素繊維束(接触濾材)を提案
している。

【０００４】この炭素繊維束(以下接触濾材という)は、
いわゆる、フリンジ編織(房を持った帯を製造する技術)
を応用したものであって、２本の地経編糸とロープから
なり、振り糸で補強された主索部(本発明にいう経編主
索)と、経編糸からなり、主索と平行に走る副索部(本発
明にいう経編副索)の間に炭素繊維束をループ状に編み
込んだ縦長のフリンジ編を形成し、炭素繊維のループを
副索部でカットし、炭素繊維束を主索部から縄暖簾状に
垂下させた接触濾材である。

【０００５】この接触濾材は、製造が容易で取扱いも簡
易であるが、使用方法によっては、水中に垂下した炭素
繊維束が必ずしも十分に開かず、接触濾材としての実効
接触面積が小さいという課題がある。

【０００６】また、繊維糸条を用いた接触濾材として、
基布の左右から足長の房が張出したムカデ状の房織物も
提案されている(特開平11-241255号公報)。このものも
糸条束が集束されたままループを形成しているので、前
記従来の接触濾材と同様実効接触面積が小さいという課
題がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような問
題に鑑みなされたもので、繊維糸条束を用いた接触濾材
の実効接触面積を飛躍的に増加する接触濾材およびその
製造方法を提供するものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の接触濾材は、棒
状の支持体と、該支持体に植設された接触濾材用の糸条
束房と、該糸条束房に隣接して前記支持体に植設された
形態保持用の骨格糸房とからなり、液中において開繊し
た前記糸条束房を前記骨格糸房で保持し、前記糸条束房
の単糸を開繊保持したことを特徴とする。これにより、
液中で開繊する糸条束房の構成単糸が骨格糸により、開
繊した状態で保持されるので、いわゆる単糸開繊の接触
濾材となり、実効接触面積が非常に大きく、安定した接
触濾材を提供する。

【０００９】また、糸条束房と骨格糸房を取付けた幹索
を支持体の廻りに巻付けるものは、材料の製造が容易
で、生産性が高くなる。骨格糸房の長さを前記糸条束房
の長さより小さくし、前記糸条束房の先端部が前記骨格
糸房から垂下するようになしたものは、一層実効接触面
積を大きくまた形態安定性に優れる。

【００１０】骨格糸が熱可塑性合成繊維の剛毛糸であ
り、剛毛糸の表面に、糸条束の構成単糸が係止される粗
面を形成したものは、製造が容易で、単糸の開繊の保持
性が大きくなり、また取扱い性も良好である。糸条束が
水溶性のサイジング剤で集束された炭素繊維のものは、
単糸の開繊性が良く、生体親和性も高く優れた接触濾材
となる。幹索の両側に前記糸条束房および前記骨格糸房
を取付けたものは、材料の生産性が高く、接触濾材がコ
ンパクトに、密度の高いものとなる。

【００１１】本発明の接触濾材の製造方法は、上記接触
濾材の製造方法であって、経編主索と経編副索との間
に、接触濾材用の糸条束と形態保持用の骨格糸のループ
を形成した基材を製作したのち、該基材の経編副索部を
除去して、前記経編主索に糸条束房および骨格糸房を形
成した中間材となし、該中間材を棒状の支持体にまきつ
けることを特徴とする。これにより、製造が容易で、生
産性が高く且つ多様な大きさの接触濾材を容易に生産す
ることができる。また、糸条束のあるいは骨格糸のルー
プを切断したものは、単糸開繊性が良く、接触濾材の見
掛け容積を増やすことが出来る。

【００１２】一の経編主索の両側に二つの経編副索を配
し、経編主索と両経編副索との間にそれぞれ糸条束およ
び骨格糸のループを形成したものは生産性が高くなる。
骨格糸として、表面が粗面化された熱可塑性合成繊維の
剛毛糸を用いるものは、製造が容易で、単糸開繊性の高
い接触濾材を製造でき、また、糸条束が、水溶性のサイ
ジング剤で集束された炭素繊維であるものは、生体親和
性が高く性能の良い接触濾材を製造できる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を示す図
面に基づいて、本発明を詳細に説明する。

【００１４】図１は、本発明方法で製造する基材の一例
であるフリンジ編構造の模式的平面図、図２は、フリン
ジ編構造を処理した中間材の平面図、図３(a)は、中間
材の経編主索を支持杆の廻りに螺旋状に巻付けた際の骨
格糸の構造を示す仮想側面図、図３(b)中間材の経編主
索を支持杆の廻りに螺旋状に巻付けて製造した接触濾材
の模式的側面図、図４は、本発明で製造するフリンジ編
構造の他の例の模式的平面図、図５は、図２に示した中
間材を製作する基材の網目パターンを示した図である。

【００１５】以下、本発明の実施形態を説明するが、説
明の便宜上、先ず、接触濾材の製造方法について説明す
る。

【００１６】基材の製法と構造

【００１７】本発明方法においては、最初にフリンジ編
にて基材を製造する。この基材の一例の模式的平面図を
図１に示す。図１において、10は、経編主索であり、２
本の主経編糸11と、主経編糸11の間の芯となる主索
(紐、ストランドなど)12と、主経編糸11により編み込ま
れ、主索12と主経編糸11を結合する表裏２本の振り糸
(図示せず)からなる。なお、この主索構造は、前述の実
用新案登録第3051928号に記載されたものと同様の構造
である。20は、経編主索10と平行に走る副経編糸からな
る、経編副索である。

【００１８】30は、接触濾材用の炭素繊維の糸条束であ
り、10ミクロン程度の径の単糸を多数(数万本以上)サイ
ジング剤で集束した糸条束であり、経編主索10と経編副
索20の間にループ状に編み込まれている。図１の基材に
おいては、糸条束30は、途中でＷ字状に折り返され、そ
の折り返し点でそれぞれ水溶性の糸を用いた補助経編糸
21および22で編み込まれている。糸条束30は、経編主索
10と経編副索20との編み込み点Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、
Ｆ、Ｇ、Ｈの各点の、ＡＢＣ、ＣＤＥ、ＥＦＧ、…に連
続した房状ループを形成する。

【００１９】図１に点線で示した40は骨格糸であり、経
編主索10、補助経編糸21、22および経編副索20で編み込
まれ、これらに各経編糸に拘束されるが、経編主索10と
経編副索20との編み込み点Ａ’、Ｂ’、Ｃ’、Ｄ’、
Ｅ’、Ｆ’、Ｇ’、Ｈ’…の各点の、Ａ’Ｂ’Ｃ’、
Ｃ’Ｄ’Ｅ’、Ｅ’Ｆ’Ｇ’、…に連続した房状ループ
を形成する。この基材では、骨格糸40に、熱可塑性ポリ
エステル樹脂からなる剛毛糸（太デニールのモノフィラ
メント）を用い、且つ、その表面にミクロンオーダの微
細な凹凸を形成している。この微細な凹凸の付与方法と
しては、向い合い、所定の間隙を持って回転する二つの
ディスク状の研磨砥石の間隙にＺ字状に剛毛糸を擦過さ
せつつ、研磨砥石の径方向に走行させ、剛毛糸の表面を
粗面化する方法が採用できる。この方法においては、剛
毛糸の表面は砥石に擦過されて微細な凹凸の粗面となる
が、表面が微細に傷つけられると同時に、一旦局所的に
摩擦熱で溶融し固まった突起が形成され、微細で均一な
突起を有する粗面を形成できる。

【００２０】中間材の製造

【００２１】次に、中間材を製造する。この中間材は、
基材を用途に応じて所要の長さに切断(経編主索10、経
編副索20、各補助経編糸21、22を切断する)した後、基
材の経編副索部を切断して製造する。すなわち、図１に
Ｘ−Ｘで示す切断線で基材を切断する。そして、各補助
経編糸21、22を解舒すると、糸条束30および骨格糸40の
各ループはその端部で切断され、図２の平面図に示すよ
うに、経編主索10から房として交互に伸びた多数の糸条
束房30aと骨格糸房40aからなる縄暖簾状の中間材とな
る。ここに、骨格糸40は糸条束30より短くなすことが望
ましい。後述するが、接触濾材を形成する際、糸条束房
30aが骨格糸房40aの先端部から下方に垂下し接触濾材の
開繊が容易になり、見掛け容積が増すからである。

【００２２】図２に示したものは、図１のものと糸条束
と骨格糸のフリンジ編の構成は同一であるが、このもの
は経編主索10の両側に経編副索20を配し、経編主索10の
両側に糸条束30および骨格糸40のループを張出してい
る。これにより、生産性を上げ、また、接触濾材の密度
を上げることができるのである。なお、図２の中間材を
製造する基材の編目パターンを図５に示す。編み構成は
図１のものと同一であるが、図５により、糸条束30と骨
格糸40が、別個の網目である編目点と同時に編み込まれ
る網目点が存在することが示されている。図５ではこの
網目点がハッチングを施したブロックで示される。

【００２３】図１の基材にあっては、ループを切断する
際、切断線Ｘ−Ｘで同時に炭素繊維の糸条束30と剛毛糸
の骨格糸40を切断した。この場合物性の異なる炭素繊維
とポリエステル剛毛糸を同時に切断する刃、ナイフの負
担が大きくなるので、例えば、図４に示すように、経編
副索20とは別個に補助経編副索23を挿入し、骨格糸40と
糸条束30のループ端を分離し、糸条束ループは切断線Ｙ
−Ｙにおいてナイフで切断し、剛毛糸の骨格糸40は溶断
線Ｚ−Ｚにおいてヒータで溶断すれば、ナイフの選択も
容易で寿命も延び、また、剛毛糸の切断も容易になり、
好便である。

【００２４】糸条束および骨格糸のループの切断につい
て言えば、糸条束は単糸開繊のためにループの切断は好
ましいが、骨格糸は、その物性によっては、ループを切
断することなく、ループ状の骨格糸房のまま接触濾材と
して使用することも出来る。さらに、糸条束も、その物
性、長さによっては、糸条束のループを切断することな
く、ループ状の糸条束房として接触濾材に使用すること
も出来る。ループを切断しない場合は、単に、経編副索
を除去することにより、中間材を製造することが出来る
が、上述の実施形態のものは、補助経編糸を用いている
ので、この補助経編糸も除去する必要がある。経編主索
以外の全ての経編糸(経編副索部という)を解舒、除去す
ることによって、ループ状の房の中間材を形成すること
が出来る。

【００２５】接触濾材の形成

【００２６】接触濾材の形成について述べる。

【００２７】棒状の支持体である、支持杆50の廻りに経
編主索10(接触濾材としては幹索となる)を巻き付ける方
法を説明する。図３(a)の仮想図に示すように、支持杆5
0の廻りに経編主索10を螺旋状に巻付けると骨格糸房40a
はその剛性により図のように支持杆50の周囲に螺旋状に
張出すように巻付けられる。これと同時に糸条束房30a
も骨格糸房40aに支持されて旋回し、図４(a)に示すよう
に支持杆50の廻りに螺旋状に張出した状態になる。この
状態で、この接触濾材を水中に浸漬すると、炭素繊維の
サイジング剤が水中で溶けて糸条束房30aの単糸が液中
でさばかれ、開繊する。ここに骨格糸である剛毛糸表面
は粗面化され、微細な凹凸が形成されているから、接触
濾材となる糸条束房30aの炭素繊維の単糸が、骨格糸房4
0aの剛毛糸の表面の微細な突起を有する粗面に絡め取ら
れて、図３(b)に示すように単糸開繊の接触濾材となり
実効接触面積が大きく、形態保持性に優れた接触濾材を
製造することができる。

【００２８】接触濾材の使用、取付けについて

【００２９】上述の接触濾材を、排水処理装置の接触濾
材として使用する際は、支持杆50を適宜の手段で処理装
置内に取付けることにより、必要な数の単位接触濾材を
排水処理装置内に取付けることができる。また、水圏浄
化のための接触濾材、あるいは人工藻場などとして用い
る場合は、適宜のプラットフォーム、あるいは架台にそ
れぞれ一単位の接触濾材を多数取付け使用することがで
きる。

【００３０】次に、本発明の接触濾材について説明す
る。

【００３１】以上には、棒状の支持体と、支持体に植設
された接触濾材用の糸条束房と、糸条束房に隣接して前
記支持体に植設された形態保持用の骨格糸房とからな
り、液中において開繊した糸条束房を骨格糸房で保持
し、糸条束房の単糸を開繊保持する、本発明の接触濾材
の一実施形態として、フリンジ編基材から製造される房
状中間材の幹索を支持体(支持杆50)に巻き付けるものを
例示した。

【００３２】しかし、本発明の接触濾材は、このものに
限らず、例えば、フリンジ編基材の経編主索を捩ってこ
の主索の廻りに、糸条束房と骨格糸房を張出させること
も出来る。この場合、経編主索が支持体となるので、こ
の強度、剛性を上げ、ブラケットあるいは処理装置に直
接捩った状態で取りつける必要がある。

【００３３】このように、フリンジ編基材を用いる方法
は、製造が容易で、任意のサイズに容易に対応できる
が、本発明の接触濾材はこれに限らず、例えば、樹状の
成形支持体の枝を骨格糸房となし、各骨格糸房に糸条束
房を重ねるように植設して製作することも出来る。な
お、支持体に各房を植設する、の謂いは、支持体に植え
付けられたように各房が取付けられることを言うので、
その取付けあるいは係止方法は、固着、接着あるいは基
布等を介して間接的に取付けられても良く、骨格糸房
が、接触濾材の糸条束の単糸をさばいた状態で保持でき
るように隣接して支持体に取付けられていれば良い。通
常、この各房は複数個、多段に取付けられるが、大きな
房で、多数本集束されている場合は単段でも用いること
ができる。

【００３４】なお、実施形態の説明においては、糸条束
として水溶性のサイジング剤を用いた炭素繊維を説明し
た。この炭素繊維は生体親和性にも優れ、また、開繊性
にも優れるが糸条束としては必ずしもこれに限られるも
のではなく用途、目的に応じて他の材質の繊維、あるい
は開繊性に優れたサイジング剤を用いた繊維など、任意
の繊維を用いることができる。

【００３５】骨格糸としても、ポリエステル繊維の剛毛
糸(モノフィラメント)の表面を研磨砥石で粗面化したも
のを説明した。このものは、形態保持性に優れ、取扱い
性がよく、また、製造が容易で開繊性にも優れるが、粗
面化方法は例えばサンドブラスト、あるいは粗面化コー
トなど他の方法も適用できるし、骨格糸の材質として
は、他の熱可塑性樹脂の剛毛糸、メタルヤーン、その
他、フリンジ編に使用できるもので、適度の剛性を有
し、且つ、糸条束との滑りがない摩擦表面を有するもの
であれば任意の材質、形態のものを使用できる。

【００３６】また、フリンジ編の網目構成、パターンと
して、糸条束のループ１本に対し、骨格糸２本のループ
が交互に形成されるものを示した。また、経編主索と経
編副索の間に補助経編糸を設け、糸条束を折畳むごとく
コンパクトなフリンジ編を例示した。しかし、これらの
フリンジ編パターンは、出来上がりの接触濾材の形態、
糸条束の物性、形態あるいは骨格糸の物性、形態等によ
り適宜必要に応じて設計されるもので、主索と副索の間
に糸条束と骨格糸を折込んだフリンジ編であれば接触濾
材の基材として使用できる。なお、骨格糸の長さは糸条
束の長さより小さくすることが、接触濾材の形態からは
好ましいが、骨格糸と糸条束との相対的長さも、出来上
がりの接触濾材の形態、糸条束の物性、形態あるいは骨
格糸の物性、形態等により適宜必要に応じて設計される
べきものである。

【００３７】

【発明の効果】本発明の接触濾材は、棒状の支持体と、
支持体に植設された接触濾材用の糸条束房と、糸条束房
に隣接して支持体に植設された形態保持用の骨格糸房と
からなり、液中において開繊した糸条束房を骨格糸房で
保持し、糸条束房の単糸を開繊保持したので、液中で開
繊する糸条束房の構成単糸が骨格糸により、開繊した状
態で保持され、いわゆる単糸開繊の接触濾材となり、実
効接触面積が非常に大きく、安定した接触濾材を提供す
る。

【００３８】本発明の接触濾材の製造方法は、上記接触
濾材の製造方法であって、経編主索と経編副索との間
に、接触濾材用の糸条束と形態保持用の骨格糸のループ
を形成した基材を製作したのち、基材の経編副索部を除
去して、経編主索に糸条束房および骨格糸房を形成した
中間材となし、該中間材を棒状の支持体にまきつけるの
で、製造が容易で、生産性が高く且つ多様な大きさの接
触濾材を容易に工業的に生産することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法で製造する基材の一例である、フリ
ンジ編基材構造の模式的平面図である。

【図２】フリンジ編基材を処理した中間材の平面図であ
る。

【図３】図３(a)は、中間材の経編主索(幹索)を支持杆
の廻りに螺旋状に巻付けた際の、骨格糸の構造を示す仮
想側面図である。図３(b)は、中間材の経編主索(幹索)
を支持杆の廻りに螺旋状に巻付けて製造した接触濾材の
模式的側面図である。

【図４】本発明で製造するフリンジ編基材の他の例の模
式的平面図である。

【図５】図２に示した中間材を製作する基材の網目パタ
ーンを示した図である。

【符号の説明】

10 経編主索(幹索) 20 経編副索 21、22 補助経編糸 23 補助経編副索 30 糸条束(炭素繊維糸条束) 30a 糸条束房 40 骨格糸(剛毛糸) 40a 骨格糸房(剛毛糸房)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】棒状の支持体と、該支持体に植設された接
触濾材用の糸条束房と、該糸条束房に隣接して前記支持
体に植設された形態保持用の骨格糸房とからなり、液中
において開繊した前記糸条束房を前記骨格糸房で保持
し、前記糸条束房の単糸を開繊保持したことを特徴とす
る接触濾材。
【請求項２】前記糸条束房と前記骨格糸房を取付けた幹
索を前記支持体の廻りに巻付けた請求項１に記載の接触
濾材。
【請求項３】前記骨格糸房の長さを前記糸条束房の長さ
より小さくし、前記糸条束房の先端部が前記骨格糸房か
ら垂下するようになした請求項１または２に記載の接触
濾材。
【請求項４】前記骨格糸が熱可塑性合成繊維の剛毛糸で
あり、該剛毛糸の表面に、前記糸条束の構成単糸が係止
される粗面を形成した請求項１、２または３に記載の接
触濾材。
【請求項５】前記糸条束が水溶性のサイジング剤で集束
された炭素繊維である請求項１、２、３または４に記載
の接触濾材。
【請求項６】前記幹索の両側に、前記糸条束房および前
記骨格糸房を取付けた請求項１、２、３、４または５に
記載の接触濾材。
【請求項７】経編主索と経編副索との間に、接触濾材用
の糸条束と形態保持用の骨格糸のループを形成した基材
を製作したのち、該基材の経編副索部を除去して、前記
経編主索に糸条束房および骨格糸房を形成した中間材と
なし、該中間材を棒状の支持体にまきつけることを特徴
とする接触濾材の製造方法。
【請求項８】前記基材の経編副索を除去する際、前記糸
条束と前記骨格糸のループを切断する請求項７に記載の
接触濾材の製造方法。
【請求項９】一の経編主索の両側に二つの経編副索を配
し、前記経編主索と前記両経編副索との間にそれぞれ前
記糸条束および前記骨格糸のループを形成した請求項７
または８に記載の接触濾材の製造方法。
【請求項10】前記骨格糸として、表面が粗面化された熱
可塑性合成繊維の剛毛糸を用いる請求項７、８または９
に記載の接触濾材の製造方法。
【請求項11】前記糸条束が、水溶性のサイジング剤で集
束された炭素繊維である請求項７、８、９または10に記
載の接触濾材の製造方法。