43419 A7 B7 五、發明説明（〗） 本發明係有關使用於，於污水或淨水中能對微生物起 作用之固定床法，搖動床法，流動床法等用途上的附著微 生物用載體及其製造方法之發明。 目前*所使用的於污水或淨水能對微生物起作用之生 物膜法爲*使用附著微生物用之微生物載體的水處理法。 而此處理法因能增加每單位水容積之微生物量而受人注目 〇 又，此使用附著微生物用載體之生物膜法係本發明者 於特公平6 — 4 5 0 3 3號公報中的提案。而圓1 0及圖 1 1所示之載體T即爲此載體。 此附著微生物用載體T例如可依下列順序（1 )〜（ 3)而製得。 (1 )使各爲5 0%的熔融溫度爲1 70 1之80且 尼爾的聚丙烯纖維（以下稱爲PP纖維）及熔融溫度爲 1 1 0°c之6旦尼爾的高壓法低密度聚乙烯嫌維（以下稱 爲P E織維）通過卡片及層板，以作成圖1 〇 ( a )所示 之寬3 m的織維網W。 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、 （2 )利用穿刺法使所得之纖維網粘接後，製成圖 10(b)所示之空隙率80%，重量350g/m2、 厚3mm、寬2 . 7m、長5〇m之長尺狀不織布Fi， 再裁剪成圖10(b)所示之寬20cm的長尺狀裁剪不 織布F 2。 (3 )接著，以加工裝置將此長尺狀裁剪不織布 捲成筒狀，並以1 3 0°C加熱處理成圓1 〇所示之筒吠不 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 、 4341 9 1 經濟部中央橾隼局貝工消費合作杜印袋 A7 B7五、發明説明（2 ) 織布F3，其後，裁成長5 . 5cm的圖10 (d)，圖 1 1所示之附著微生物用載體T。其中，加工裝置之加熱 處理除能熔融P E纖維，使P P纖維粘結，又能使筒狀之 長尺狀裁剪不織布F2的寬方向兩端重叠部分粘結。 所得之附著微生物用載體雖有易於通過水及空氣與， 微生物所附著的面積較大，附著性亦優良之優點。但，仍 存在著下列二項問題》 (1)上述所得的目前之附著微生物用載體T構造爲 ，以熔融之PE嫌維支持PP纖維，因此，PP纖維之內 *外表面會呈現出起毛狀態。 因此，載體會因捆包、輸送、填入水處理槽等處理時 的振動*或使用時，被處理水的對流所造成的流動等而由 於緊鄰之載體T的摩擦*使微生物附著用之外表面的P P 纖維脫萚，如此一來，會縮減微生物附著之表面稹而使附 著微生物對載體之附著性惡化· (2 )以穿刺法粘接纖維W時，因過程中於糾合構成 織維W之P P纖維及P E繊維時，會使繊維網向寬方向之 中央部位靠攏，因此，纖維網之寬方向會減縮而相對地使 長尺狀不織布Fi之寬方向兩端部份的比重比中央部位的 重。 其結果使得加工長尺狀不織布？2而得到之載體重有 所偏差，而使每單位纖維量之載體T的收穫率變差。 因載體T之每單位纖維量的附著微生物表面積不會因 增加載體T之每單位容積的重量而增大，因此，上述之結 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 、 -5 - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 4341 Ί 1 A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 五、發明説明（3 ) 果非好現象》 本發明爲解決目前所存在問題之發明，其目的係提供 一種（1)能防止附著微生物用之PP纖維脫落及，（2 )載體重量偏差較小，而使每單位繊維量之載體的收穫率 良好的咐著微生物用載體及其製造方法· 本發明所提供之附著微生物用載體爲，以由聚烯烴系 樹脂之第1纖維及具有比第1纖維更低之熔融溫度的聚烯 烴系樹脂之第2纖維所形成的纖維網與，作爲基層使用之 不織布爲構成材料之，利用穿刺法將此繊維網粘接於不織 布上，再以熔融之第2織維與第1纖維相互粘結且，粘結 於不織布上所構成的載體（以下稱之爲第1載體）· 第1載體例如可經由下列（1 )〜（3 )步驟而製得 (以下稱之爲第1載體之製造方法）。 (1 )由聚烯烴系樹脂之第1纖維及具有比第1繊維 更低之熔融溫度之聚烯烴系樹脂的第2織維形成纖維網之 步驟。 (2 )層積所得之織維網與基層之不織布，並以穿刺 法使其粘接，得纖維網及不織布之層積的步驟。 (3)以比第1纖維之熔融溫度低且比第2纖維之熔 融溫度高的溫度加熱所得之層積體，並以熔融之第2纖維 與第1纖維相互粘結且粘結於不織布上之步驟。 又，本發明所提供之附著微生物用載體係由，以起毛 針等穿刺器穿刺第1載體之不織布的未粘結纖維網之表面 上使其具有第1纖維之起毛所構成（以下稱爲第2載體） 本紙張尺度適用中國國家標率（CNS ) A4規格（2丨0X297公釐） 、 一 6 - } 裝 -H 訂 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 434191 經濟部中央標準局負工消費合作社印装 A7 B7 五、發明説明（4 ) 第2載體例如可經由下列（1 )〜（4 )步驟而製得 (以下稱之爲第2載體之製造方法）。 (1)由聚烯烴系樹脂之第1嫌維及具有比第1纖維 更低熔融溫度之聚烯烴系樹脂的第2纖維形成織維網之步 驟。 (2 )層積所得纖維網及基層之不織布，並以穿刺法 使其粘結•得織維網及不織布之層積體的步驟。 (3) 以起毛針由繊維網這一方穿刺所得之層積體， 而於不織布表面形成第1截維之起毛的步驟* (4) 以比第1織維之熔融溫度低且比第2餓維之溶 融溫度高的溫度加熱已起毛之層積體，而以熔融之第2纖 維與第1纖維相互粘結且粘結於不織布之步驟。 又，使用於第1載體及第2載體與其製造方法中的構 成纖維網之第1纖維及第2纖維比率爲，前者40〜80 %，後者60〜20%。 此具有較高熔點之聚烯烴系樹脂例子如，聚丙烯、髙 密度聚乙烯、乙烯一芮烯共聚合體等，而具有較低熔點之 聚烯烴系樹脂例子如，低密度之聚乙烯 '乙烯一醋酸乙烯 基共聚合體等。 第2織維之熔融溫度較好比第1纖維之熔融溫度低 1 0〜1 00eC，又以低30〜80°C爲更佳。 第1纖維之粗細爲40〜400，旦尼爾，又以50 〜2 0 0旦尼爾較佳。若低於4 0旦尼爾時會使載體之形 本紙浪尺度適用中國國家標隼（CNS ) A4規格（2丨0X297公釐） --------------裝-- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 —γ ^ 434 經濟部中夾標準局員工消費合作社印裝 A7 __B7五、發明説明（5 ) 狀保持性，機械強度劣化，又，超過4 0 0旦尼爾時會使 載體之表面積減少°第2織維之粗細較好爲3〜2 0旦尼 爾，若超出此範圍時將無法得到充分粘結之第1織維們而 使載體之機械強度劣化。 構成纖維網之第1織維的比率爲3 0〜9 0%，又以 40〜80%較佳，第2纖維之比率爲70〜10%，又 以6 0〜20%爲佳。若第1纖維之比率低於3 0%，第 2纖維超過7 0%時會使載髏之形狀保持性，機械強度惡 化，又，第1織維超過9 0%，第2纖維低於1 0%時會 使第1織維們因第2纖維之粘結不充分而使載體之機械強 度惡化* 基層之不織布的重量爲2 0〜6 0 0 g/m2,又以 4 0〜2 0 0 g / m 2較佳。若低於2 0 g/m 2則穿剌時 所造成的破壤過大而無法抑制收縮*又，超過6 0 0 g/m 2時圓形加工性會惡化而使成型加工困難及提高成 本》 此不織布之製法並無特別限制，但，以紡粘法爲佳· 不織布的比重爲1 0 0〜3 0 0 0 g/m2，又以2 0 0 〜1 0 0 0 g/m2較佳。 因第1載體及第2載體之製造方法爲，重疊纖維網與 基層之不織布後，以穿刺法使其粘接·因此，構成織維網 之第1纖維與第2纖維係於糾合後粘接於不織布上的。此 情形下，第1纖維與第2纖維雖有因至相糾合而向不織布 之寬方向中央部分靠攏，而使繊維網收縮之缺點，但’織 本纸張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4规格（210X297公釐） .丨-^-------裝-----"丨訂 (請先Μ讀背面之注意事項再填寫本頁) 一 8 一 434191 經濟部中央標率局員工消費合作社印製 A7 B7五、發明説明（6 ) 維網受相同不織布所拘束，故不會造成收縮。 因此，能得到比重均勻的纖維網與不織布之層積體。 故，由此層積體所製成的第1 ，第2載體之重量不會產生 偏差· 第1載體係由，以穿刺法將纖維網（第1纖維與第2 纖維）粘接於不織布上，再以熔融之第2織維與第1纖維 相互粘結且粘結於不織布所構成的。第2載體係由*以穿 刺法將纖維網（第1纖維與第2纖維）牯接於不織布，以 製成兩者之層積體，其後，利用起毛針由纖維網這方法刺 穿，使不織布之表面上具有第1纖維之起毛，再以熔融之 第2纖維與第1纖維相互粘結且粘結於不織布所構成的。 因此，能使不織布與第1嫌維之結合強度增強。故， 第1 *第2載體例如不會因被處理水之對流所引起的流動 現象或緊鄰之其他載體所造成的摩擦，而使附著微生物用 的第1織維脫落。 <圓面之簡單說明> 圖1爲，實施例1之附著微生物用載體的製造過程· 圖2爲圖1所示附著微生物用載體的側視圖，圖3爲，實 施例中製造附著微生物用載體時所使用的加工裝置之剖面 圓，圓4爲實施例1之附著微生物用載體的另一樣態之側 視圖，圓5爲，實施例1之附著微生物用載體的另一樣態 之側視圖，圓6爲，實施例1之附著微生物用載體的另一 樣態之側視圓，圓7爲，實施例2之附著微生物用載體的 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 、 -9 -
---------- 裝---^---- — 訂 (請先間讀背面之注意事項再填寫本頁J 4341 Λ7 R7 五、發明說明（ 圖側’ 視之程 側態過 的樣造 體一製。 載另之圖 用的體視 物體載斜 生載用之 微用物體 著物生載 附生微用 之微著物 示著附生 所附的微 7之前著 圖2目附 爲例，的 8施爲前 圖實ο目 *. » 1± *. 程爲圖爲 過9，1 造圖圖1 製，視圖
K R s T W 明 體 說 積 之 層 號 符材構構心隙fe 要部部機 機筒軸空布、體體 主熱向斷軸熱向狀狀織f5狀毛裝維 中加導切滾電導筒環不、筒起捲纖 示f3 圖 1、
T 纖 T網 、維 > 圖 1照。 例參程 施請流 實之 < 法 方 造 製 的 體 輯 ΤΤΡΓ 1 第 之 例 施 實 明 說 以 3 - 1 --------------:丨 — — 訂·！ ！！^ (請先閒讀背面之涑意事項再填寫本頁> 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 的第聚之 P及度轉 ο }密回 7維低於1° 1纖法附W 度P壓吹網 溫P高 > 維 融d之維纖 熔ο爾纖之 之 8 尼 EII1 維之旦P 3 纖稱6 d寬 1下的ο的 第以P 8示 將c ο 6所 別維1爲} 分纖1之a 流烯度稱< 氣丙溫下1 用聚融以圖 >爾熔{得 1尼之維， {旦維纖上 ο纖烯網 8 2乙金 但 ο 使 13 5 法 製圖寬刺3 a如，㈣量 之Ά重 W2S〒 網<5立% 維-,17 mo f 8 法 方 之 1 例 施 實 此 於 限 br ΤΤΤν 法 方 造 布率纖 織隙之 厚不空8 與之的-L層示〇0 IW基所寬 ㈣爲-、 箱 1的c E 之2 yy. 得m 所\ 積6 層ο 般5 示， 所m 接 粘 其 布 織 π用時}的示 1S使同3m所 W所絲c C 3 網紡 ο圓 維維 2成 不成所尺捲 的製將長之 的f之積剪R 1布狀層裁體 f織片得狀裝 纖肖寬製| =1 lew所狀以 聚⑽}旋1 之f C螺布 劑 不 塑一 A cm Λ圖並Μ 1 3。熱成， 圖厚"用3ί剪3ΙΦ f * f 得、 使裁體@網2i體，，m積系維f積又 \層If,纖體層。 本纸張&度適用中國®家標準（CNS)Al規格（210x297公釐） - L 經濟部中央標率局貝工消費合作杜印製 A7 B7五、發明説明（8 ) 9 (4)以圖3所示之加工裝置K加熱處理由捲裝體R 拉出的長尺狀裁剪層積體f3，得圖1 (d)所示之直徑 5.5cm，長50m之筒狀體f4，其後，將其切成長 5.5cm，得圖1(e)，圖2所示之附著微生物用載 體T !- 其中，所指的加熱處理及切斷步驟係利用加工裝置依 下列要點進行的。 首先，加工裝置Y係由圖3所示的加熱部1及，配置 於加熱部1之導入部位的一對導向部材2及，設置於導出 部位之切斷機構3及領取滾軸4所構成的。 此加熱部1係由內面爲圖筒面之，由外側以電熱機構 5加熱之外側加熱導向筒6及，設置於中心之筒狀軸心7 所構成的。又，於外側加熱導向筒6與筒狀軸心7之間設 置具有相當於長尺狀裁剪層積體f 3之厚度寬之間隙的環 狀空隙8。 此環狀空隙8之環境溫度係由，加熱至1 3 0°C之外 側加熱導向筒6及因此環境溫度而加熱之筒狀軸心7所形 成的，大約設定爲1 3 0°C，而此溫度爲*比上述8 0 d P P纖維之熔融溫度低且比6 8 0 d P E纖維之熔融溫 度高之溫度β 因加工裝置Υ爲上述般之構造物，因此，由捲裝體R 逐次拉出的長尺狀裁剪層積體丨3能經由導向部材2，以 外側爲不織布之方式•將其捲曲並誘導入環狀空隙8中， 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） 、 -----------丄：袈---；-----訂 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 4341 9 i ]t Α7 _________Β7 五、發明説明（9 ) 而於此通過過程中使其寬方向兩側邊緣重疊並加熱處理之 ό 經加熱處理過程後，8 0 d Ρ Ρ纖維因熔融之6 d P E纖維而相互粘結，並且粘結於不織布f 1上。同時 ，能粘結不織布f3重疊的兩側邊緣|而使長尺狀裁剪層 積體f3成爲筒狀體接著•以切斷器具將筒狀體£4 切成載體T 1。 圖2爲，經上述過程而得到之實施例的載體T i。其 係如圖示般作爲基層之不織布f 1位於外側，且內側具有 起毛狀態之80dPP纖維S的載體。 所得載體之比重可由後述之載體重量偏差試驗的結果 得知幾乎均等。又，將所得之載體1'1放入污水槽中使用 的結果，其爲通水性良好，通氣性也佳，8 0 d Ρ Ρ纖維 S幾乎不脫落的微生物附著性良好之載體。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 1^—·^—»— in ^^^1 11 1 ml 1^1 t^i KeJ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 圖4^示之載體1'2爲，將上述實施例之長尺狀裁剪 層積體f3 4成捲裝體時，係以作爲基層之不織布f i爲內 側之方式捲取後，利用加工裝置K加熱處理，使其成爲筒 狀體再切斷而成的》 雖然此載體丁2係內側爲不織布，外側爲起毛狀態之 8 0 d Ρ P纖維S的不同於上述實施例之載體Ti的載體 •但，本質上其作用效果係與載體丁1相同》 ____________— ·· — ......— -----— — 一 __ -- 圖5所示之載體T 3爲，首先於作爲基層之不織布f i 兩側層積纖維網Wi，並以穿刺法使其粘接，以製成長尺 狀層積體，接著，裁剪成長尺狀裁剪層稹體，再給予加熱 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ' ~ -12 - 434191 經濟部中央標率局貝工消費合作社印製 A7 B7五、發明説明（l〇) 處理，使其成爲筒狀體後再切斷而成之物* 圖6所示之載體T 4爲，首先於上述實施例之纖維網 Wi兩側層積作爲基層之不織布f 1後以穿刺法使其粘接， 得長尺狀層積體•接著，將其裁剪成長尺狀裁剪層積體| 再給予加熱處理，使其成爲筒狀體後再切斷而成之物。 又，圖5之載體T 3爲，於作爲基層之不織Wfi的內 側與外側具有，起毛狀態之8 0 d P P纖維S所構成之物 ，圖6之載體丁4爲，由作爲基層之不織布包裏8 0 d P P纖維S所構成的物。因此，載體T 4與載體T 3之層 構造 係不同於上述實施例之載體Ti，但，其作用效果 係相同的· <實施例2 > 請參照圖7及圓8以說明實施例之第1載體的製造方 法之流程。 又，此實施例之製造方法中有關實施例1之步驟（2 )及步驟（3)間的起毛過程係不同於實施例1。 (1 )利用氣流分別將第1纖維之熔融溫度1 7 0X 的8 0且尼爾聚丙烯纖維（以下稱之爲8 0 d P P織維） 與，第2纖維之熔融溫度1 1 0°C的6且尼爾之高壓法低 密度聚乙烯纖維（以下稱之爲6 d P E纖維）吹附於回轉 之金網上，得圖7(a)所示之寬3m纖維網Wi。但， 纖維網之製造方法非限於此法· (2 )如圖7所示般層積所得之纖維網Wi與厚 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS > A4規格（210 X 297公釐） 、 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 4341 9 1 經濟部中夹標準扃員工消費合作社印策 A7 B7 五'發明説明（u) 0 . 5mm、寬3m ' 5 0 g/m2的作爲基層之不織布 f i，並以穿刺法使其粘接·得圖7 ( b )所示之空隙率 87%，重量 350g/m2、厚 3mm、寬 2 . 8m 之 A維網Wi與不織布f 1的層積體f 2。 所使用的不織布f 1係*使用熱可塑性聚丙烯之纖維 紡絲同時製成片狀纖維網，並以溶劑接粘而成之物。 (3 )以先端爲二股形狀之#毛針由嫌維網W側穿刺 所得之層積體f2,得圓7 (c)所示的於不織布丨1表面 上設有8 0 d P P纖維之環狀起毛K的層積體f5。 (4 )將具有起毛K之層積體【5裁剪成圖7 ( d ) 所示的寬2 0 cm之長尺狀裁剪層稹體fe，再將其捲成 螺旋狀，以製成同圖3之捲裝體R的捲裝體*又，捲取時 以不織布爲外側* (5)利用圖3所示之加工裝置K加熱處理由捲裝體 拉出之長尺狀裁剪層積體fe，得圖7 (e)所示之直徑 5 . 5cm、長50m筒狀體f4，接著，將其切成長 5.5cm，得圓7(f)、圖8所示之附著微生物用載 體T 5。 其中，所指的加熱處理及切斷步驟係同實施例1之要 點進行的。 即，利用導向部材2將由捲裝體逐次拉出之長尺狀裁 剪層積體f 0以不織布f 1爲內側方式捲曲導入環狀空隙8 中，而於此通過過程中使其寬方向兩側邊緣重叠並加熱處 理之。 本紙張尺渡適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 -14 - 4341 Α7 Β7 五、發明説明（12) 利用此加熱處理過程可使8 0 d P P纖維因熔融之6 d P E纖維而相互粘結，且粘結於不織布上。同時可重疊 長尺狀裁剪層積體f 0兩側邊緣|使其成爲筒狀體f 7。接 著，以切斷器具3將此筒狀體f 7切成載體Τ5· 圖8爲此實施例所得之載體丁5。其係如圓示般不織 布f 1的內側具有起毛Κ，外側爲起毛狀態之8 0 d Ρ Ρ 纖維S的載體。 所得之載體Ts比重可由後述之載體重量偏差試驗的 結果得知幾乎均等。又，將所得之載體丁5放入污水槽中 使用的結果，其爲逋水性良好，逋氣性佳，80dPP織 維S與起毛K幾乎不脫落的微生物附著性良好之載體。 圖9所示之載體丁《爲*將上述實施例之長尺狀裁剪 層稹體f β捲成捲裝體時係以作爲基層之不織布f i爲內側 之方式捲取，再以加工裝置K加熱處理成筒狀體後所切成 之物· 經濟部中央標率局員工消費合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 此載體Τβ因爲不織布f 1內側具有起毛狀態之8 0 d P P嫌維S且外側具有起毛K之物，故，不同於上述實 施例之載體T5。但，本質上其作用效果係相同的。 表1爲，測定前文特公平6 - 4 5 0 3 3號所揭示之 載體Τ與實施例1之載體τ2與實施例2之載體Τ5的重量 後所顯示的偏差狀態。 重童的測定方式爲，由各載體之1 〇個標本中隨意抽 出5個樣品，再以此5 0個樣品進行測定。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（21〇><297公釐） -15 - 434191 A7 B7 五、發明説明（13) 表1 經濟部中夬標準局負工消費合作社印製 載體重量/ 載體T 載體h 載體T5 平均重量 0. 79以下 3 0 0 0.80〜0·84 3 2 1 0· 85〜0_ 94 9 15 16 0. 95〜1 05 16 18 21 1. 06〜1. 15 15 10 9 1. 16〜1.20 2 5 3 1. 2 1以上 2 2 0 由表1內容得知，載體T爲，平均重量±5%內者占 3 2%、±1 5%內者占8 0%，較平均重量輕2 1%以 上之物占6%。載體丁 1爲，平均重量± 5%內者占3 6 % ' ±1 5%內者占8 6%，沒有較平均重量輕2 1%以 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
本紙張尺度適用十國國家標準（CNS ) A4規格（2IOX297公釐） -16 - 434 Α7 Β7 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 五、發明説明（14) 之物。載體τ5爲，平均重量±5%內者占4 2%、± 1 %內者占9 2%、沒有較平均重量輕2 1%以上之物》 故，載體Τ之重量偏差大，而載體Τι與Τ2則較小。 其原因可爲，因特公平6 — 4 5 0 5 5號之製造方法會造 成纖維網向寬方向之中央部份靠攏，而載體丁乂、Τ5之製 造過程中不會產生此現象的緣故》 本發明之附著微生物用載體因載體內存在著無數的由 第1纖維所織成之複雜立體空間，因此，微生物易於附居 ，可保有髙濃度微生物。又，除了能確實捕捉增殖速度慢 之微生物使其增殖外，載體之織維還能捕捉絲狀菌以抑制 其漲大· 因此，本發明之载體適用於處理食品工場排水、商產 農業排水、紡織工場排水、染色工場排水、洗濯業排水、 化學工場排水、製藥工場排水、石油精製、石油化學工場 排水、紙、紙漿工場排水、酒精發酵工場排水、都市下水 道、農業部落排水、餐廳排水、生活排水、商業大樓排水 、旅舍排水等有機性排水之用途上。 又，本發明之載體因量輕而易於處理，又，空隙率大 ，故使用其之處理槽的滯留量極大。 因此，不僅新型的生物處理槽設置，連已設置之處理 槽也能因此載體而提升處理能力。 --；-----=---------- . 裝---*---7—訂----- C请先閱讀背面之注意事項再填寫本莨) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS } Α4規格（2丨0X297公釐） -17 -