JPH05329312A - 水処理材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 汚濁した溶剤の汚濁物濾過用濾材であり、取
扱い易く、逆洗により再使用した際においてもやせ現象
の少ない濾過効率の良好な濾材を得ること。 【構成】 捲縮を有する繊維長30〜200mm の繊維より構
成されたスライバーを棒状繊維連続体に成形するととも
に、繊維成形体間に点接着部を形成したものを特定形状
に切断した濾過体。 【効果】 捲縮した繊維にて濾過体を構成することによ
り、通気度が高く、繊維充填密度が高くて均一であり、
逆洗によってもやせ現象のない高性能な濾過体が得られ
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は汚水等の液体中に存在す
る浮遊物や懸濁物を濾過する液体処理用の濾過材、とく
に、濾過効率が高く、逆洗して再使用する繰返し濾過を
行ってもやせを生じない濾過材に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来濾過材としては、濾紙、濾布、金
網、砂、セラミック等が用いられてきたが、濾紙、濾
布、金網等を用いた液体濾過は、濾過する液体中の浮遊
物や懸濁物がこれら濾材表面に付着して目づまりを起
し、経時的に濾過流速が低下し、濾過効率が悪くなる。
また、砂、セラミック等の粒子状物の堆積層を用いた液
体の内部濾過では、濾過流速の低下は少ないものの、濾
過速度が遅いとともに、濾過精度に限界があり、濾液の
透明度が悪いという難点がある。また、濾材の逆洗時の
洗浄効率が悪く、かつ、逆洗により濾材の細粒化が起
り、濾材が目減りするという難点もある。

【０００３】そこで、例えば特公昭６２−１１６３７号
公報にも示されるごとく、液体用濾材として天然繊維、
再生繊維、合成繊維等の無捲縮有機繊維およびガラス繊
維、金属繊維等の無捲縮無機繊維を必要に応じて適宜選
択し、この無捲縮繊維を適宜な方法によって互いに絡ま
り合わせた繊維塊を用いる方法が示されている。

【０００４】また、特公昭６２−５５８８５号公報には
繊維長５〜50mmの無捲縮有機繊維を絡み合わせた楕円球
状で最大直径が５〜100mm の繊維塊からなる濾材を用い
て濾過する濾過装置が示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の繊維塊は無捲縮の繊維が相互の絡まり合いにより、も
つれた構造の繊維塊となっており、これら繊維塊を濾材
として特公昭６２−５５８８５号公報に見られるような
濾過装置で、濾材層を構成して濁質含有溶剤の濾過を行
うと濾材層が捕捉濁質により閉塞して濾過能力が低下し
はじめると、濾過を中止して濾材の洗浄、すなわち逆洗
浄を行うことが必要であるが、これらの繊維塊は単繊維
が互いに接合されておらず、しかも無捲縮繊維であるた
め、繊維間の絡みも弱いため、濾過装置内で逆洗浄する
際に繊維間のホツレが生じ易く、繰返して使用すると、
繊維塊がやせ、濾過効果が低下し、また脱落した単繊維
が濾過水中に混ざるという不都合がある。また、かかる
方法で作られた繊維塊は内部まで均質な繊維充填構造と
はなっていないため、その内部に空隙部分があり、溶剤
の濾過を行うと、この空隙部に濁質が付着したまま残
り、濾材の洗浄が十分には行われ難い。また、この繊維
塊製造方法は連続的には作り難く、濾材の生産性が低い
との難点があり、単繊維の長さ、太さにより得られる繊
維塊の寸法に大きなばらつきが生じ易い。

【０００６】また繊度が10デニール以下の無捲縮繊維を
用いて、当該方法により繊維塊を作ると棒状繊維塊しか
形成し得ないため、濾材としての取扱い性が悪く、捲縮
繊維を用い当該方法にて繊維塊を作ると、ある繊維は紐
状または大塊状のもつれたものしか得られず、やはり濾
材としての適性は十分なものとは言い難い。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は上述を背景にな
されたものであり、その目的とするところは、高濾過性
能であり、形態保持性、寸法安定性、耐久性に優れ、か
つ、連続的に安価に製造できる水処理材を提供すること
にある。

【０００８】本発明の水処理材は、繊維長が30〜200mm
の捲縮有機繊維をスライバー状に引き揃え、引き揃えた
繊維間に点接着点を形成させるとともに棒状体に成形
し、次いで３〜50mm長に切断することにより作ることが
できる。繊維間に点接着点を形成させるに際して用いる
接着剤としてはホットメルト型のものを用いるのが好ま
しく、その形態としては粒子状のもの、繊維状のもの等
を用いることができ、接着剤としてホットメルト型繊維
を用いる場合には、予め繊維束中へ混紡しておくが、本
発明で用いる繊維自体がホットメルト特性を有するもの
で構成する。また棒状繊維集束体中に点接着点を生じさ
せるには、上記した熱融着性繊維を用いる方法の他、粒
状の接着剤や可塑剤を繊維集束体内へ担持させる方法も
有効に用いることができる。本発明の水処理材を濾過装
置に充填する場合、その長さを水処理材の直径とほぼ同
じ長さのものとしたものは、その充填に際して異方性が
少なく、濾過装置内に異常な空隙を生ずることなく充填
できるので好ましい。

【０００９】また、円棒状連続成形体よりなる本発明の
水処理材の直径は３mm以上、50mm以下とするのが好まし
い。直径が３mm未満の水処理材は、逆洗浄工程で繊維脱
落が生じ易く、一方、直径が50mmを越えるものでは水処
理材を濾過装置に詰め込む際に異常な空隙が生じ易く、
一度、異常な空隙を生じた濾過層はその圧縮によっても
十分に隙間を埋め難いので、濾過性能が落ち、成形も困
難になる。

【００１０】本発明の水処理材は、捲縮ある繊維の集束
体内部の繊維を部分的に接合しているため、内部に均一
な空隙を有し、圧縮によりその空隙を容易に縮少、濾過
効果を上げることができ、無圧縮状態にすれば容易に原
形に復し、かつ、逆洗浄での繊維脱落もない。この円棒
状成形体の製造は通常の紡績工程の一部を利用すること
ができ、カードウェブに接着剤、可塑剤を噴霧し、カー
ドスライバー状態で乾熱で予備加熱し、必要により溶剤
を融着繊維の表面に供給し、円筒形の加熱体中を通し圧
縮して冷却することにより、連続成形し、繊維棒状体に
成形した後、切断することにより製造することができ
る。

【００１１】本発明の水処理材を用いて溶液を濾過する
場合には、この水処理材を濾過装置に投入し、その両側
を多孔板ではさみ、下向流濾過装置では上方の多孔板を
濾過装置の下方に移動して水処理材を圧縮する方法によ
り、また、上向流濾過装置では、下方の多孔板を濾過装
置の上方に移動し、水処理材の堆積層を圧縮することに
よって、繊維密度の高い濾過層とすることができる。

【００１２】以下、実施例により本発明をさらに詳細に
説明する。

【００１３】

【実施例１】中密度ポリエチレンを鞘とし、PPを芯とし
た捲縮のある繊度２デニールで繊維長51mmの芯鞘タイプ
の熱融着繊維を１ｍ当たりの重量が5.4gのカードスライ
バー２本を引き揃え、１ｍに10回程度の甘撚をかけたも
のを長さ５cmで 140℃に加熱され、かつ、 110℃のエア
ジェットが吹き込まれた円筒状ヒーター内を通過させて
予熱した後、太さ８mm、長さ３cmの小型円筒状ヒーター
内を通過させて圧縮して融着繊維を部分接合した状態で
空冷し、直径８mmの円棒状連続成形体を得た。この円棒
状連続成形体の生産速度は50cm／分であった。この円棒
状成形体を長さ１cmに切断し、チップ状濾過材を作製し
テスト品Ａとした。このチップ品一つ当たりの重量は0.
11g であった。このテスト品Ａを直径５cmの円筒状濾過
器に80cmの高さに入れ、多孔板で上部より55cmの高さま
で圧縮し、11.3ppm の鉄さびの含まれた水を上方より流
し入れ、流速30m/時の下向流により濾過した濾水500ml
を0.45μｍミリポアフィルターで濾過し、濾過物を乾燥
後重量を測定し、固形分除去率を測定した結果を表１お
よび表２に示した。また、このテスト品Ａ 100個を直径
６cmの、水1.5 リットルを入れた円筒状容器に入れ、水
を濾過器の内部まで十分に浸透した状態で下方より空気
を入れ、24時間バブリングして繊維の脱落を観察し、単
繊維脱落性を評価した。

【００１４】

【実施例２】潜在性捲縮を有する繊度３デニール、繊維
長64mmのアクリルコンジュゲート繊維でカードスライバ
ーを形成する直前に接着加工用ウレタン樹脂を重量比率
で25％付着となるように噴霧し、実施例１で用いた乾熱
型加熱装置を用いて連続繊維集束体とし、この集束体を
切断し、直径約８mm、長さ１cm、重量0.097gのチップ状
濾過材を作り、テスト品Ｂを作った。カードスライバー
を加熱される段階で潜在捲縮が発現し、弾力性に富んだ
水処理材ができた。このテスト品Ｂをテスト品Ａ同様に
操作して濾過性能と単繊維脱落性を評価した結果を表１
および表２に示した。

【００１５】

【比較例】単繊維デニールが18デニールで断面が楕円形
断面、平均繊維長15mmの繊維を渦水流にて処理し、平均
球径17mm、重さ0.2g／個の無捲縮ポリエステル繊維塊を
水処理材とし、このものをテスト品Ｃとして用い、テス
ト品Ａと同様にして濾過性能を評価した結果を表１およ
び表２に示した。

【表１】

【表１】

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成４年７月１日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１４】

【実施例２】潜在性捲縮を有する繊度３デニール、繊維
長６４ｍｍのアクリルコンジュゲート繊維でカードスラ
イバーを形成する直前に接着加工用ウレタン樹脂を重量
比率で７．５％付着となるように噴霧し、実施例１で用
いた乾熱型加熱装置を用いて連続繊維集束体とし、この
集束体を切断し、直径約８ｍｍ、長さ１ｃｍ、重量０．
０９７ｇのチップ状濾過材を作り、テスト品Ｂを作っ
た。カードスライバーを加熱される段階で潜在捲縮が発
現し、弾力性に富んだ水処理材ができた。このテスト品
Ｂをテスト品Ａ同様に操作して濾過性能と単繊維脱落性
を評価した結果を表１および表２に示した。

【手続補正書】

【提出日】平成５年６月１５日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００９

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００９】また、円棒状連続成形体よりなる本発明の
水処理材の直径は１．５ｍｍ以上、５０ｍｍ以下とする
のが好ましい。直径が１．５ｍｍ未満で長さが３ｍｍ未
満の水処理材は、逆洗浄工程で繊維脱落が生じ易く、一
方、直径が５０ｍｍを越えるものでは水処理材を濾過装
置に詰め込む際に異常な空隙が生じ易く、一度、異常な
空隙を生じた濾過層はその圧縮によっても十分に隙間を
埋め難いので、濾過性能が落ち、成形も困難になる。こ
れに対し、本発明の水処理材は、その形状からして濾過
装置内に均一に充填でき、濾材中の架橋点も適切なた
め、濾過逆洗時の繊維の脱落もなく、濾過効率の良好な
ものとすることができる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 繊維長が30〜200mm の捲縮を持つ有機繊
   維を引き揃え、引き揃えた繊維間に点接着点を多数形成
   せしめた棒状繊維集束体を長さ３〜50mmに切断してなる
   水処理材。