JPH0557009B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は固液分離用濾布に関し、さらに詳し
くは、固液を載せたエンドレス濾布を周回させな
がら脱水や濾過を行う場合に使用する濾布に関す
る。

〔従来技術〕

従来、転写ドラムとプレスロールとからなる圧
搾部に固液を載せたエンドレス濾布を走行させ、
上記圧搾部で液成分を絞り取るとともに、濾布上
に残つた、いわゆる固形成分を転写ドラムに転写
し、スクレーバで掻きヴ取つて回収するようにし
たベルトプレス型脱水機や、濾布上の固液を圧搾
することなく、重力を利用して液成分を濾過し、
残つた固形成分を水ノズルやスクレーバで回収す
る濾過機などの、いわゆる固液分離装置が、いろ
いろな分野で使用されている。これらの固液分離
装置、特に濾過機においては、固液供給部の近傍
に、かつ濾布の裏面に対向して減圧部を設け、液
成分を吸引して分離効率を向上させるようにした
ものもある。この発明の濾布は、そのような固液
分離装置において使用するものである。

上述したような固液分離装置に使用する濾布と
しては、従来、織物基材の表面に太さ30〜
100μの太い短繊維を接着剤で植毛し、一方向に
傾斜した立毛を形成したものや、織物基材の表
面にその基材を起毛してなる太さ数十ミクロンの
太い立毛を形成したようものが知られている。こ
れら従来の濾布は、織物基材によつて濾布として
必要な強度を得るとともに、表面の立毛によつて
固形成分を阻止するものである。つまり、立毛が
濾層を形成しているわけである。しかしながら、
かかる従来の濾布はいずれも固液分離性能が低
く、また転写性に劣るという欠点がある。

すなわち、上記従来濾布は、接着剤による植
毛によつて立毛を形成しており、基材の目が接着
材によつて埋まらないようにするためには立毛密
度をそう高くとれないこと、および立毛の太さが
30〜100μと大変太いので、立毛間に形成される
すき間、つまり目がかなり大きく、微細な固形成
分が簡単にそのすき間を通り抜けてしまう。その
ため、この従来濾布を使用する場合には、凝集
剤の使用による固形成分の粗大化が不可欠とな
り、ランニングコストが大変高くなるばかりか、
凝集剤の種類によつてはその毒性も問題になる。
また、凝集剤の使用は固形成分の量を増大させる
ことにもなる。

また、上記従来濾布は、立毛が太さ30〜
100μと大変太いので、剛直で、基材表面に横た
わりにくい。そのため、立毛間に形成されるすき
間が大変深く、そのすき間に固形成分がはいり込
むとなかなか抜け出さず、濾布が目詰りしてしま
う。この傾向は、立毛が剛直で固形成分に突き刺
ささりやすいこともあつて大変顕著である。さら
に、立毛が横たわりにくいということは、その立
毛によつて形成される濾層が嵩高であるというこ
とでもある。そのため、減圧吸引を行う場合の気
密保持性が悪い。また、立毛間のすき間が深いこ
とから表面の凹凸が大きく、濾布上の固形成分の
厚みが不均一になつて圧搾部での加圧が一様に行
われない。

上述したような理由から、従来濾布は固液分
離性能が大変低い。固液分離性能が低いと、液成
分中に固形成分が大量に含まれることになるばか
りか、回収した固形成分中の水分量が多くなつて
焼却などの後処理に多大のエネルギを要すること
になる。

また従来濾布は、上述したように、立毛間に
はいり込んだ固形成分がなかなか抜け出さない。
そのため、転写ドラムから濾布が離れる際に立毛
によつて固形成分が濾布側に手き戻されるように
なり、転写性が低い。

一方、上記従来濾布は、従来濾布１ほどでは
ないがやはり立毛間のすき間がかなり大きく、ま
た深い。そのため、この従来濾布２もまた、同様
に固液分離性能が低く、転写性もよくない。

一方、この発明の発明者らは、先に、特願昭57
−226384号出願において、新しいタイプの濾布を
提案した。この濾布は、基材表面の濾層を、太さ
0.1〜10μという、極細繊維の立毛で形成してい
る。

上記濾布は、太さ0.1〜10μの極細繊維の立毛で
濾層を形成しているので、立毛間に形成されるす
き間が大変小さく、微細な固形成分でも阻止する
ことができる。また、極細繊維の立毛は大変しな
やかで横たわりやすいので、立毛間のすき間が浅
く、そのすき間に固形成分が変形しながらはいり
込んで抜け出しにくくなるといつたことがなく、
目詰りを起こしにくい。立毛が横たわりやすいと
いうことは、それによつて形成される濾層が嵩高
にならず、立毛の充填立が高くなるということで
もあるので、減圧吸引を行う場合の気密保持性が
高くとれる。これらの理由で、上記濾布は固液分
離効率が大変高い。

また、立毛間のすき間が小さくてそのすき間に
固形成分がはいりにくいこと、および立毛がしな
かやかで固形成分への食い込みが防止されること
から、転写性能も高い。

このように、上記出願で提案した濾布は、上述
した従来濾布、の欠点を有しない優れたもの
であるが、立毛があまりに細く、しなやかなため
に、その立毛が使用中に基材の目に押し込まれて
再起立が困難になつたり、立毛が絡み合つたりし
て、固液分離性能が安定しないという別の問題が
ある。

そこで、この問題を改善するために、この発明
の発明者らは、さらに特願昭58−137639号出願に
おいて、上記濾布の濾層を形成している立毛が方
向性を有し、しかもその方向性指数が12〜10であ
る濾布を提案した。

この出願で提案した濾布は、濾層を形成してい
る立毛が方向性を有し、しかもその方向性指数が
1.2〜10であるので、使用中に立毛が基材の目に
押し込まれて再起立が困難になつたり、立毛が絡
み合つたりするのを防止することができ、安定し
た固液分離効率が得られるが、粒径の小さい固形
成分の分離の場合、転写性が十分でないという問
題がある。

〔発明の目的〕

この発明は、かかる問題に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、転写率や固液分離
性能が高く、しかもその低下が極めて少ない固液
分離用濾布を提供するにあり、特に阻止率、透水
量、転写率の向上を目的としたものである。

〔発明の構成〕

上記目的を達成するこの発明の固液分離用濾布
は、合成繊維からなる基材の少なくとも片面に、
濾布の長さ方向の方向性指数が1.2〜10で、比表
面積が３×10³cm²ｇ／以上である立毛部分を有し、
しかも、該立毛部分のみに撥水性物質が塗布され
ていることを特徴とするのである。

〔発明の実施例〕

この発明の濾布の一実施態様を説明するに、第
１図において、濾布１は、点線部分で縫合され、
エンドレスに加工されている。濾布１の両側端部
には、濾布１を展張し、かつ蛇行しないように走
行させるための孔付ベルト２，３が縫合されてい
る。上記ベルト２，３は、濾布１に皺を発生させ
ないように展張するために、若干の伸縮性をもつ
ているのが好ましい。そのため、ベルト２，３
は、合成繊維の織物を芯材とし、その芯材とゴム
との複合体からなるものであるのが好ましい。

上記濾布は、合成繊維の織物、編物、不織布等
からなる基材の表面に、その基材を起毛して得た
合成繊維の立毛を、ほぼ一方向に揃えて横たえ、
その立毛によつて濾層を形成し、かつその方向性
指数を1.2〜10、立毛の比表面積を３×10³cm²／ｇ
以上とし、さらに立毛部分に撥水性物質を塗布し
たものである。

上記基材を構成する合成繊維は、耐摩耗性、耐
薬品性のあるものが好ましく、ポリアミド繊維、
ポリエステル繊維、ポリビニルアルコール繊維、
ポリフルオロエチレン繊維、ポリプロピレン繊
維、ポリアクリロニトリル繊維等を使用すること
ができる。該繊維は、非捲縮のものが好ましく、
円形断面または変形断面のものを、ステーブル或
いはフイラメントとして使用することができる。
また、該繊維として、異なる高分子物質を海島成
分とするいわゆる多芯型複合繊維や、異なる高分
子物質を貼合紡糸して得た、貼合部分で分割可能
な分割型複合繊維を使用することも可能である。
また、固液の種類によつては、これらの繊維に親
水加工や疎水加工を施したものを使用することも
できる。

上記基材としては、織物、編物、不織布等を使
用することができる。織物基材としては、経糸を
合成繊維フイラメント加工糸、緯糸を非捲縮繊維
からなる糸条として、緯糸を起毛するのが好まし
い。また、緯糸に、紡績糸や、ループや突出を有
する嵩高加工糸を用いることも可能である。な
お、織組織としては、経糸および緯糸を所望の密
度で、かつ所望の浮き組織を有するように朱子織
とするのが好ましい。

また、編物基材としては、リブ編、両面編、な
どに代表される丸編や、ハーフ編、クインズコー
ド編などに代表される経編などを用いることがで
きる。なかでも、立毛を比較的形成しやすいとい
う理由で、ハーフ編の、それもトリコツト生地で
あるのが好ましい。

更に、不織布基材よる場合は、前記合成繊維の
ステーブルまたはフイラメントをそれよりも低い
融点を有する繊維または微粒子と混合、抄紙して
紙となし、該低融点繊維または微粒子を部分的に
溶融して前記合成繊維を一体化した後、表面をバ
フ加工して該合成繊維を起毛し、濾層を構成した
ものであつてもよく、また、空気流や水流を用い
て前記ステーブルまたはフイラメントを滞積さ
せ、パンチしてフエルトとなし、そのフイラメン
トの表面を起毛して濾層を構成したものであつて
もよい。

上記基材に立毛を形成する方法としては、針
布、サンドペーパ、サンドクロス、サンドネツ
ト、砥石、スチールブラシ、研磨ブラシ、サンド
ロール、ガーネツト、サンドホーニングなどがあ
る。なかでも、針布によるのが最も好ましい。

さて、この発明においては、上記立毛が方向性
をもつていて、その方向性指数1.2〜10であるこ
とが必要である。好ましい方向性指数は、1.3〜
５である。ここにおいて、方向性指数とは、次の
ようにして測定したものである。

測定すべき濾布の長手方向、つまり基材が織
物である場合にはその経糸方向、編物である場
合にはそのウエール方向を長手方向とする長さ
25cm、幅３cmの裁断片を４枚作る。各裁断片の
端には、濾布として走行させる場合に、その先
頭なる端にマークを付けておく。

次に、濾層の歪を取り除くため、上記各裁断
片を濾層を上にして50メツシユの金網の上に置
き、水中に沈める。24時間経過後、濾布を金網
ごと引き上げ、風乾した後、温度25±２℃、相
対湿度65±５％の雰囲気中に24時間放置し、吸
湿を一定にする。

次に、長さ65cm、幅30cmのガラス板を準備
し、そのガラス板の長手方向一端を2.5cm持ち
上げて傾斜させる。さらに、そのガラス板の上
に、上記で準備した裁断片の１個を、その長
手方向がガラス板の長手方向になるように、か
つ上記マーク端がガラス板の斜面の上側に位置
するように置き、その上端から７cmまでの範囲
を、長さ７cm、幅３cm、厚さ75μのポリエステ
ルフイルムで覆い、さらにその上に長さ35cm、
幅2.4cmのセロハンテープを、その両端が濾布
の上端および下端からそれぞれ５cmづつ食み出
してガラス板の面と接するように、かつ接着面
が濾布側になるように置く。

次に、外径５cm、長さ15cm、重量2.3Kgの、
表面が滑らかなSUS鋼製ロールを、上記セロ
ハンテープの上端から重力によつて転がし、濾
布とセロハンテープとを接着する。測定誤差を
少なくするため、かかる転がし操作を２回行
う。接着後、セロハンテープの両端５cmの部分
を切り落し、濾布とセロハンテープとの接着体
を得る。

次に、上記で得た接着体について、濾布と
セロハンテープとの剥離試験を行う。この試験
は、引張試験機を使用し、その上側チヤツクで
ポリエステルフイルムを把持し、下側チヤツク
で濾布を把持して、引張速度30cm／分という条
件で連続的に行う。そして、剥離開始端から３
cmの部分を始端とし、その始端から９cmまでの
間の平均値として剥離力を測定する。以下、こ
の測定により得られる剥離力をＡとする。

次に、他のもうひとつの裁断片について、全
く同様の試験を、しかしこんどは上記マーク端
に対応する他の端がガラス板の斜面の上側にな
るようにして行う。この測定により、剥離力Ｄ
を得る。

次に、３番目の裁断片について、上記〜
と全く同様の試験を、しかしこんどポリエステ
ルフイルムを濾布の下端側に置いて行う。この
測定により、剥離力Ｂを得る。

次に、最後の試験片について、上記と同様
の試験を行う。ただし、この場合も上記と同
様ポリエステルフイルムを濾布の下端側に置
く。この測定により、剥離力Ｃを得る。

次に、上記剥離力Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄから、（Ｂ
＋Ｄ）／（Ａ＋Ｃ）なる演算を行う。この演算
結果が、この発明にいう方向性指数である。

上述した定義から明らかなように、方向性指数
は、セロハンテープが剥離しやすい方向としにく
い方向との剥離力の比であり、これは立毛の方向
の安定性を示している。そして、1.2〜10という
方向性指数は、起毛の回数や方向、起毛機の種類
などを適宜選定することによつて得ることができ
る。なお、上記試験において、セロハンテープと
しては、JIS Z1522−1982に規定される粘着力を
有し、かつ幅24mmのものを使用する。

また、この発明においては、立毛の比表面積が
３×10³cm²／ｇ以上であることが必要である。こ
こにおいて、比表面積は繊維断面の平均周長と
1g当りの総繊維長の積であり、前記平均周長は
数ケ所のサンプルの平均値である。

本発明において、撥水性物質は濾布を構成する
立毛部分のみに塗布されていることが重要であ
る。この撥水加工を立毛部分のみに施し、基材に
施さないことにより、濾布の透水量を著しく向上
することができる。

撥水剤としては、シリコン系、ポリエチレンワ
ツクス、フツ素系樹脂等通常使用されている撥水
剤を用いることができる。立毛部分への撥水剤付
与方法としては、泡処理法（起毛剤を入れ、その
泡の上を立毛部分を走らせて撥水剤付与）、ロー
ラ処理法（ローラに撥水剤をつけ、これに立毛部
分を接触させて撥水剤付与）等が好ましく、ま
た、その付着量は、濾布全体に対する重量比で
0.5〜2.0％が好ましい。

第２図は、織物基材の表面に、その基材を起毛
して得た合成繊維の立毛をほぼ一方に揃えて横た
え、その立毛によつて濾層を形成し、さらにその
立毛部分のみを撥水加工した濾布の経糸分解の側
面図で、Ａは地組織部分、Ｂは撥水剤が付着した
立毛部分である。

この発明の濾布をベルトプレス型脱水機に使用
する場合、第３図に示すように、矢印方向に一定
速度で回転する転写ドラム４と、プレスロール５
とからなる圧搾部に固液６を載せたエンドレス濾
布１を走行させ、上記圧搾部で固液６中の液成分
を絞り取るとともに、濾布１上に残つた固形成分
を転写ドラム４に転写し、スクレーパ７で掻き取
つて回収する。この場合、濾布１、立毛を有する
面、すなわち表面が転写ドラムの表面と対向する
ように、かつ立毛の傾斜の方向が濾布１の走行方
向に対して逆方向を向くように装着する。なお、
第３図において、符号８は転写後の濾布をその表
裏面から洗浄するための水スプレーノズルであ
り、９は液成分の減圧吸引槽である。

濾過機は、上記のように転写ドラムは有してお
らず、濾布上に残つた固形成分は、スクレーパや
水スプレーノズルで回収される。

この発明の濾布は、いろいろな方法によつて製
造することができる。次にその好ましい一例を示
す。

すなわち、緯糸として、高分子物質、好ましく
はポリエステルで島成分を、また高分子物質、好
ましくはポリスチレンで海成分を構成してなり、
かつ島成分を35〜75％含有する、いわゆる多芯複
合繊維や、極細繊維を発生する繊維を80％以上含
む混合紡糸繊維の双糸または三子の紡績糸もマル
チフイラメント糸を用い、経糸として仮撚加工糸
や複合潜在捲縮糸を用い、それら緯糸および経糸
を所望の密度で、かつ所望の浮き組識を有するよ
うに朱子織する。

次に、緯糸の海成分を適当な溶媒、たとえばト
リクロルエチレンで除去し、乾燥した後、その緯
糸を起毛して立毛を形成し、その立毛部分のみを
撥水加工する。

他の方法としては、異なる高分子物質を貼り合
わせ紡糸して得た複合繊維で織物を作り、上記貼
り合せを剥離し、かつ起毛して立毛を形成し、そ
の立毛部分のみを撥水加工する。貼り合わせる高
分子物質としては、ポリアミドと、ポリエステル
共重合体であるのが好ましい。剥離方法として
は、熱水中で激しく揉み、その後風乾するのが好
ましい。

この発明の濾布は、極めて微細な固形成分を、
しかも安定して分離することができることから、
いろいろな用途に使用することができる。たとえ
ば、いわゆる懸濁系の汚泥や、生物膜処理装置か
ら排出される、いわゆる固着系の汚泥など、廃水
処理によつて生ずる汚泥、スカム、フロツク、洗
浄水、濃縮スラツジなどの濃縮、脱水を行う場合
に使用することができる。具体的には、たとえば
上下水処理によつて生ずる汚泥、浄化槽から発生
する余剰汚泥、し尿処理から発生する汚泥、加圧
浮上操作から生ずるスカム、産業廃水の処理によ
つて生ずる凝集フロツクやその凝集沈澱フロツ
ク、砂濾過装置などの各種濾過装置の逆洗水、ス
クリーン装置などで濃縮したスラツジなどであ
る。また、たとえば紙パルプ製造業、食品製造
業、酒造業、味噌などの醸造業など、各種製造業
において固形成分を回収する場合に使用すること
ができる。さらに、池や川の水を浄化するような
場合にも使用できる。

実施例 ポリエステルを島成分とし、ポリスチレンを海
成分とする223芯の多芯型複合繊維（繊度2.5D）
を紡績してなる20／2Sの紡積糸を緯糸とし、太
さ20μのポリエステル繊維を48本束ねたものを経
糸として、緯糸が30本／cm、経糸が40本／cmであ
る５枚朱子織物を得た。

次に、トリクロルエチレンを溶媒として上記緯
糸の海成分を取り除き、緯糸が繊度約0.02Dの極
細繊維の約3570本の束からなる織物を得た。

次に、上記織物を起毛機にかけ、経糸方向に20
回の起毛操作を行い、さらに反対方向に10回起毛
操作を行い、主として緯糸を起毛して立毛を形成
し、その立毛部分を下記条件で泡処理により撥水
加工して立毛数が約1000本／mmで、かつ方向性指
数が約2.2であるこの発明の濾布を得た。

（撥水加工条件） ●処理工程 撥水剤付与（フツソ系樹脂、泡処理による立毛
部分への付与）−乾燥（110℃）−熱処理（180℃、
１分） ●処理剤組成 撥水剤（フツソ系樹脂） 350g／ｌ 撥水剤の耐久性向上剤 16g／ｌ 起泡剤 20g／ｌ 柔軟剤 50g／ｌ 泡安定剤 3g／ｌ ●加工布に対する泡付着量 35g／m² 次に上記濾布を、その経糸方向を長手方向とし
て幅30cm、長さ2.5mに裁断し、載断端を縫合し
て第１図に示すようなエンドレス濾布を得た。

次に、上記エンドレス濾布を第３図に示すベル
トプレス型脱水機にかけ、濾布の走行速度を
4m／分、減圧吸引槽の減圧度を約900m水柱、転
写ドラムへの押付力を約60Kgとして脱水試験をし
た。固液としては、水道水と平均粒径が約20μの
粘土とを使用し、粘土の濃度が約300mg／リツト
ルになるように調整したものを、凝集剤を添加し
ないで約40リツトル／分で供給した。コールター
カウンタで測定した上記固液中における粘土の粒
度分布は、約１〜50μで、かなり、広い範囲に分
布していた。

試験の結果、濾布による阻止率は72％、スクレ
ーパで掻き取つて回収した成分は約60％が固形分
であり、原濃度の実に約2000倍に濃縮されてい
た。また、転写ドラムへの転写率は約90％であ
り、極めて高かつた。さらに、コールターカウン
タで測定した固形成分中の粘土の粒度分布は約１
〜10μであり、10μを越えるものはほとんど除去
されていた。また、約500時間運転後においても
上記性能は全く変わらず、濾布の異状も認められ
なかつた。

〔発明の効果〕

上述したように、この発明の固液分離用濾布
は、少なくとも片面に合成繊維から成る立毛を有
し、該立毛は濾布の長さ方向に方向性指数1.2〜
10の方向性を有し、該立毛の比表面積は３×10³
cm²／ｇ以上であり、さらに該立毛部分に撥水性物
質が塗布されていることを特徴とするもので、こ
の発明の濾布は、いわゆる濾層を形成している立
毛が方向性を有し、しかもその方向性指数が1.2
〜10であるからして、使用中に立毛が基材の目に
押し込まれて再起立が困難になつたり、立毛が絡
み合つたりするのを防止することができ、安定し
た固液分離効率が得られる。また、この発明の濾
布は、立毛の比表面積が３×10³cm²／ｇ以上で、
かつその立毛部分に撥水性物質が塗布されている
ので、透水量をさげることなく、転写率を向上さ
せることができ、固形成分の回収率が向上する。
また、水分率の高いケークでも転写でき、粒径の
小さい微細な固形成分でも効率よく転写できる。
更に、微細な固形成分をも阻止することができる
ので、凝集剤の添加をあえて必要としない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の濾布の一実施態様を示す
概略斜視図、第２図は、立毛部分を撥水加工した
濾布の緯糸分解糸の側面図、第３図は上記第１図
に示した濾布を使用してベルトプレス型脱水機を
運転している状態を示す概略正面図である。 １……濾布、２，３……孔付ベルト、４……転
写ドラム、５……プレスロール、６……固液、７
……スクレーパ、８……水スプレーノズル、９…
…減圧吸引槽。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 合成繊維からなる基材の少なくとも片面に、
   濾布の長さ方向の方向性指数が1.2〜10で、比表
   面積が３×10³cm²／ｇ以上である立毛部分を有し、
   しかも、該立毛部分のみに撥水性物質が塗布され
   ていることを特徴とする固液分離用濾布。