JP2952481B1 - 生物膜担体用サイズ組成物付着炭素繊維、並びに該炭素繊維を用いた水浄化装置、水浄化方法及び藻場形成方法 - Google Patents

Abstract

【要約】 【課題】 取り扱い性や編機等の繊維
加工に適するだけでなく水に浸漬後に藻場の形成や水浄
化が速くでき且つ水汚染などの環境汚染を惹起しない、
炭素繊維生物膜担体に好適なサイズ組成物を付着した炭
素繊維を提供すること。 【解決手段】 ポリエチレンオキシド・ポリ
プロピレンオキシドランダムアルキルモノエーテルおよ
び／またはポリオキシエチレンポリシロキサンが１０〜
３０重量％、且つ、セルロース誘導体とポリビニルアル
コール系水溶性熱可塑性樹脂の合計重量中のポリビニル
アルコール系水溶性熱可塑性樹脂量が４０〜８０重量％
である炭素繊維用サイズ組成物を０．２〜５重量％付着
した炭素繊維。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は編織などの各種の繊
維加工に適し且つ上下水、河川、池、ダム、湖沼、海な
どの水を浄化するに適する繊維用サイズ組成物に関する
ものである。また、該サイズ組成物を付着した繊維から
なる生物膜担体および該担体を用いて水を浄化する方法
並びに生物育成のための藻場の形成に関するものであ
る。より詳しくは特定の界面活性剤とセルロース誘導体
並びに水溶性熱可塑性樹脂を含む炭素繊維用サイズ組成
物に関する。また、該サイズ組成物を付着した炭素繊維
からなる生物膜担体および該生物膜担体を接触濾材とし
て用いて水を浄化する方法および装置に関する。さら
に、本発明は該生物膜担体を用いた魚類の棲み易い藻場
および該藻場を形成する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、上下水、河川、池、沼などを
浄化するための水浄化装置には、バクテリアなどの微生
物あるいは微小生物を吸着する担体が生物膜からなる濾
過材として使用されており、該水浄化装置に排水などの
汚染水を、いわゆる接触酸化法により接触させて、水中
の生物を吸着し、水を浄化することは行われていた。こ
の接触酸化法に用いられる生物膜担体には、従来、ナイ
ロン、ポリ塩化ビニリデンなどの有機合成樹脂のフィル
ムや繊維が各種の形態に加工されて使用されていた。

【０００３】また、近年、特開平８−２６６１８４号公
報、特開平８ー２９０１９１号公報に示されるように、
人工藻場や水浄化装置に使用される生物膜担体として炭
素繊維が有効であり、炭素繊維を単独または織物や編み
物により特殊な形態に加工して水中に配置することによ
って炭素繊維上に微生物が固着し増殖して水中のＢＯ
Ｄ、ＣＯＤ、ＳＳなどを減少させることや、炭素繊維を
水中に適度に配置することによって藻場を形成し、該藻
場に増殖した微生物を餌とする小動物が棲みつき人工藻
場、すなわち、魚礁が出来ることが公知となっている。

【０００４】前記公報によれば、アクリル繊維、ピッチ
およびメゾフェースピッチ、フェノール系繊維、セルロ
ース繊維などの出発原料から得られる炭素繊維は合成樹
脂に比べて微生物がより速く、より多く固着するのでか
なり有効な生物膜担体の素材であると記載されている。

【０００５】ところで、一般に、炭素繊維は、編織など
に各種繊維加工されて、母材となる樹脂と組み合わせて
複合材料にされて航空宇宙、スポーツ、産業などの各種
分野に使用されるために、サイズ剤が付着されている。
特に、サイズ剤には取り扱い性、繊維加工性、母材との
接着性などを考慮して母材と化学的に類似の樹脂を主体
とするサイズ剤が付着されている。

【０００６】これらのサイズ剤を付着した炭素繊維は編
織などの繊維加工には適するが、藻場や水浄化装置等の
生物膜担体に適用した場合、付着サイズ剤が水環境を汚
染したり、炭素繊維への微生物固着を阻害するという問
題があった。このため、炭素繊維を藻場や水浄化装置等
の生物膜担体に適用する場合、前記のようなサイズ剤を
付着した炭素繊維を編織などの繊維加工を行った後、付
着したサイズ剤を有機溶剤を用いて洗浄除去したり、高
温の空気中に長時間暴露して分解させる方法により取り
除いて使われている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
のサイズ剤を付着した炭素繊維からサイズ剤を除去する
ためには極めて煩雑な工程と処理設備や処理手間および
多大のコストが必要となるという問題があった。そのた
めに、生物膜担体および人工藻場形成のための炭素繊維
のサイズ剤として、水溶解性の化合物が検討されている
が、編織などの繊維加工性に優れ且つ微生物固着が多
く、さらに水汚染などの環境汚染を惹起しないものは、
未だに開発されていない。

【０００８】そこで本発明は、取り扱い性や編織などの
繊維加工に適するだけでなく水に浸漬後に藻場の形成や
水浄化が速くでき且つ水汚染などの環境汚染を惹起しな
いサイズ組成物を付着した生物膜担体用の炭素繊維を提
供すること、該炭素繊維からなる生物膜担体を用いた接
触式水浄化装置を提供すること、該生物膜担体を用いた
藻場を提供すること、該生物膜担体を生物の生息する水
中に浸漬して生物を固着させ、水を浄化する方法を提供
すること、該生物膜担体を生物の生息する水中に浸漬し
て生物を固着させ、藻場を形成する方法を提供すること
を目的とする。

【０００９】

【課題を解決する手段】本発明者等はかかる従来の問題
を解決すべく鋭意検討した結果、ポリエチレンオキシド
・ポリプロピレンオキシドランダムアルキルモノエーテ
ルまたは／およびポリオキシエチレンポリシロキサン、
セルロース誘導体、水溶性熱可塑性樹脂を含むサイズ組
成物は炭素繊維に付着して、取り扱い性や編織などの繊
維加工するに適する炭素繊維とすることができるだけで
なく、該炭素繊維を水に浸漬した場合多くの微生物が固
着し、十分な藻場の形成、水の浄化ができ、しかも該サ
イズ組成物は水環境汚染を惹起しない生分解性を有する
ことを発見し、これらの繊維を用いることによって前記
問題点を解消できることを見い出し、本発明に至った。

【００１０】すなわち、本発明のサイズ組成物付着炭素
繊維は、ポリエチレンオキシド・ポリプロピレンオキシ
ドランダムアルキルモノエーテルおよび／またはポリオ
キシエチレンポリシロキサンが１０〜３０重量％、且
つ、セルロース誘導体とポリビニルアルコール系水溶性
熱可塑性樹脂の合計重量中のポリビニルアルコール系水
溶性可塑性樹脂量が４０〜８０重量％である炭素繊維用
サイズ組成物を０．２〜５重量％付着した炭素繊維であ
る。

【００１１】本発明の接触式水浄化装置は、前記特徴を
有する炭素繊維からなる生物膜担体に生物を固着させて
生物膜とし、濾過材として用いたことを特徴とする。

【００１２】本発明の藻場は、前記特徴を有する炭素繊
維からなる生物膜担体に生物を固着させて生物膜とし、
藻場を形成したことを特徴とする。本発明で藻場とは、
微生物等の生物を固着したもの、或いはこれらの生物の
周りに生物連鎖により魚類が集まり魚礁を形成したもの
も意味する。

【００１３】本発明の水を浄化する方法は、前記特徴を
有する炭素繊維からなる生物膜担体を生物の生息する水
中に浸漬して生物を固着させ、水を浄化することを特徴
とする。

【００１４】本発明の藻場を形成する方法は、前記特徴
を有する生物膜担体を生物の生息する水中に浸漬して生
物を固着させ、藻場を形成することを特徴とする。

【００１５】本発明の生物膜担体を形成する炭素繊維は
アクリロニトリル繊維またはアクリロニトリル系繊維、
ピッチ、メゾフェースピッチ、フェノール樹脂繊維を原
料とする炭素繊維に前記サイズ組成物を付着した繊維で
あり、取り扱い性や繊維加工性に優れているだけでな
く、生物固着能に優れ、水に浸漬後、藻場の形成や水の
浄化を速くでき、微生物の固着量を多く出来る上に生物
分解性であるので水環境汚染を惹起しないという特徴を
有する。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下に、本発明を詳細に説明す
る。

【００１７】サイズ組成物 本発明で使用されるサイズ組成物は、ポリエチレンオキ
シド・ポリプロピレンオキシドランダムアルキルモノエ
ーテルまたは／およびポリオキシエチレンポリシロキサ
ンが１０〜３０重量％、且つ、セルロース誘導体とポリ
ビニルアルコール系水溶性熱可塑性樹脂の合計重量中の
ポリビニルアルコール系水溶性熱可塑性樹脂量が４０〜
８０重量％からなるものと定義される。

【００１８】本発明のサイズ組成物に使用されるポリエ
チレンオキシド・ポリプロピレンオキシドランダムアル
キルモノエーテルは、アルキルアルコールにエチレンオ
キシドとプロピレンオキシドを付加重合して得られるも
のであり、特に、５０℃における粘度２０〜２００ｃｐ
ｓ（センチポイズ）で且つポリエチレンオキシド基の分
子量に対するポリプロピレンオキシド基の分子量の比
０．３〜３．０、アルキル基の炭素数８〜１８のものは
炭素繊維に付着した場合、繊維の滑りやすさや集束性が
向上するので好ましい。また、これらの化合物は水中で
生分解性を有するため水環境を汚染しないものである。
これらの化合物としては例えば松本油脂製薬株式会社商
品名名ＢＦ−０２１、ＢＦ−０２２などがある。

【００１９】本発明のサイズ組成物に使用されるポリオ
キシエチレンポリシロキサンは、側鎖にヒドロキシ基を
有するポリシロキサンにエチレンオキシドを付加重合し
て得られるものであり、特に、ポリエチレンオキシド基
の分子量が２００〜２０００、５０℃における粘度２０
〜２００ｃｐｓ（センチポイズ）のものは炭素繊維に付
着した場合、繊維の滑りやすさや集束性が向上するので
好ましい。また、これらの化合物は水中で生分解性を有
するために水環境を汚染しないものである。これの化合
物としては例えば松本油脂製薬株式会社製商品名ＢＦ−
０２９などがある。

【００２０】本発明のサイズ組成物に使用されるセルロ
ース誘導体は、メチルセルロースにカルボキシル基を結
合したメチルセルロースのナトリウム系複合配合物であ
り、特に、２５℃で固体で、９０℃の熱湯に溶解するも
のは炭素繊維に付着した場合、繊維の集束性が向上する
だけでなく適度な硬さになるので好ましい。また、これ
らの化合物は水中で生分解性を有するために水環境を汚
染しないものである。これらの化合物として例えば第一
工業製薬株式会社製商品名ユニサイズＲなどがある。

【００２１】本発明のサイズ組成物に使用される水溶性
熱可塑性樹脂は、特に、生物分解性を有し、２５℃で固
体で水に溶解性のあるものが炭素繊維に付着した場合に
繊維の集束性が向上するだけでなく適度な硬さと柔軟性
があるものにできるので好ましい。また、これらの化合
物は水中で生分解性を有するために水環境を汚染しない
ものである。これらの化合物としては例えば日本合成化
学工業株式会社製商品名エコマティＡＸ−２０００、エ
コマティＡＸ−４００ＴＮ、エコマティＡＸ−３００、
エコマティＡＸ−５０などがある。

【００２２】本発明のサイズ組成物に使用される成分
は、構成する各成分の割合が、ポリエチレンオキシド・
ポリプロピレンオキシドランダムアルキルモノエーテル
および／またはポリオキシエチレンポリシロキサンが１
０〜３０重量％且つ、セルロース誘導体とポリビニルア
ルコール系水溶性熱可塑性樹脂の合計重量中のポリビニ
ルアルコール系水溶性熱可塑性樹脂量が４０〜８０重量
％である。

【００２３】前記サイズ組成物を構成するポリエチレン
オキシド・ポリプロピレンオキシドランダムアルキルモ
ノエーテルが１０重量％未満の場合は、サイズ組成物を
付着した炭素繊維の摩擦抵抗が大きくなり、編織などの
繊維加工の際に単繊維の切断を惹起し加工性が低下する
ので好ましくない。３０重量％を超える場合は、サイズ
組成物を付着した炭素繊維の単繊維間の集束性が低下
し、炭素繊維の編織などの加工性が低下するので好まし
くない。

【００２４】前記サイズ組成物を構成するポリオキシエ
チレンポリシロキサンが１０重量％未満の場合は、サイ
ズ組成物を付着した炭素繊維の単繊維間の集束性が低下
し、炭素繊維の編織などの加工性が低下するので好まし
くない。３０重量％を超える場合は、サイズ組成物を付
着した炭素繊維の単繊維間の集束性が低下し、炭素繊維
の編織などの加工性が低下するので好ましくない。

【００２５】前記サイズ組成物を構成するポリエチレン
オキシド・ポリプロピレンオキシドランダムアルキルモ
ノエーテルとポリオキシエチレンポリシロキサンを併用
する場合は、両者の合計が１０〜３０重量％が好まし
い。１０重量％未満の場合、サイズ組成物を付着した炭
素繊維の単繊維間の集束性が低下し、編織などの加工性
が低下するので好ましくない。３０重量％を超える場合
は、サイズ組成物を付着した炭素繊維の単繊維間の集束
性が低下し、編織などの加工性が低下するので好ましく
ない。

【００２６】前記サイズ組成物を構成するセルロース誘
導体とポリビニルアルコール系水溶性熱可塑性樹脂の合
計重量中のポリビニルアルコール系水溶性熱可塑性樹脂
量が４０重量％未満の場合、サイズ組成物を付着した炭
素繊維の柔軟性と単繊維間の集束性が低下し、編織など
の加工性が低下するので好ましくない。８０重量％超の
場合、サイズ組成物のサイズ浴の作製に時間を要するだ
けでなく、付着した炭素繊維の微生物固着速度が遅くな
るので好ましくない。

【００２７】前記サイズ組成物の炭素繊維に付着する量
は、付着した炭素繊維に対して０．２〜５重量％とする
ことが、炭素繊維の取り扱い性や編織などの繊維加工に
適するだけでなく、水に浸漬後、藻場の形成や水浄化が
速くでき且つ水汚染などの環境汚染を惹起せず、生物膜
担体とするために好ましい。

【００２８】炭素繊維 本発明で使用される炭素繊維は、アクリル繊維、ピッ
チ、メゾフェースピッチを酸素などの酸化性ガス雰囲気
中、加熱炉などの公知の炉を用いて酸化し得た酸化繊維
およびフェノール樹脂繊維を８００℃以上の不活性ガス
中で炭素化して得られるアクリロニトリル系（ＰＡＮ
系）、ピッチ系、メゾフェース系、フェノール系の炭素
繊維の直径が５〜１０ミクロンｍ、引張強度が５００Ｍ
Ｐａ以上、引張弾性率が５０ＧＰａ以上を有する公知の
繊維であり、構成本数が１０００〜１，０００，０００
本のフィラメントおよびトウ、または、それらを長さ１
〜１０ｍｍ程度にカットした一般にチョップと称される
繊維と定義される。

【００２９】前記サイズ組成物の炭素繊維への付着は、
炭素繊維フィラメントに前記サイズ組成物の１〜５０ｇ
／リットルの水溶液とし、この水溶液の浴に炭素繊維を
浸漬するか水溶液を炭素繊維に滴下またはローラ表面に
作った水溶液の被膜を転写するなどの公知の方法により
付着する。

【００３０】前記炭素繊維のチョップは、前記サイズ組
成物が付着された炭素繊維をギロチンカッターなどの公
知の切断機でカットして作られる。

【００３１】水浄化方法および装置 本発明の水を浄化する方法および装置は、前記の炭素繊
維からなるフィラメント束またはトウを繊維方向に平行
に並べて平板状にするか、または、織物、編み物、リボ
ン状、ロープ状、網状、フェルト状、不織布などの公知
の組織体または、前記の炭素繊維と他の公知の有機繊
維、無機繊維との組み合わせた前記組織体であって、そ
の構成する炭素繊維の単繊維が水中で揺動するようなソ
フトな組織体に加工したものを生物膜担体として用いた
水浄化装置であり、該装置を水中に配置して使用する水
浄化方法である。この方法で使用される前記炭素繊維の
フィラメントおよびトウの引張強度、引張弾性率は、よ
り好ましくは、それぞれ２０００ＭＰａ以上、２００Ｇ
Ｐａ以上である。前記炭素繊維の引張強度、引張弾性率
が、それぞれ２０００ＭＰａ未満、２００ＧＰａ未満で
ある場合、該装置内での該炭素繊維が揺動などによって
損傷を受けたり、微生物の固着による負荷荷重などによ
り該炭素繊維が切断しやすくなる。

【００３２】本発明の水浄化装置は、特に制約はない
が、あらかじめ該組織体の生物膜担体の面を平行になる
ように配置した箱型の装置が好ましく、この箱型水浄化
装置は水中に容易に設置することができる。

【００３３】藻場の形成 本発明の藻場を形成する方法は、前記の炭素繊維または
／もしくは、前述の組織体にしたものを藻場として水中
に適当な形態で適当に配置したものであれば特に制約は
ない。好ましくは、平面上の組織体の上辺端を浮体に、
下辺端を重りに固定し魚類が遊回できる面間隔で、池、
沼、湖、ダム、海などの必要水域に設置するか、前記炭
素繊維を魚類が通れる大きさの編み目をもつ網として水
中に設置する方法である。

【００３４】本発明で使用する炭素繊維からなる生物膜
担体を用いて水を浄化する方法および装置により、該炭
素繊維を水中に浸積した直後から微生物が極めて速く固
着し、また、該サイズ組成物が生分解性であるため水汚
染することなく、早い段階から水中のＢＯＤ、ＣＯＤ、
ＳＳ などを除去してきれいな水に再生できる。

【００３５】本発明の炭素繊維からなる生物膜担体を藻
場（魚礁も含む）に適用することにより、きれいな水環
境を維持して自然のままの生物連鎖を形成して魚介類の
人工養殖が出来る。 本発明の炭素繊維からなる生物膜
担体を下水処理に適用した場合には、速い段階から大量
の微生物が固着して大きなコロニーを形成し、その外側
には好気性微生物が存在し、内部には嫌気性微生物が生
息するようになり、水中のアンモニア性窒素分をも除去
できる効果がある。

【００３６】

【発明の実施の形態】以下に、本発明を詳細に説明す
る。

【００３７】

【実施例】以下に、実施例により本発明を具体的に説明
するが、本発明はその要旨を超えない限り下記実施例に
限定されるものではない。なお、特に指定しない限り％
は重量％を意味する。

【００３８】サイズ組成物の付着量は、付着した炭素繊
維ストランドを１１０℃で十分に乾燥して、サイズ組成
物の付着した繊維総重量（Ｗｔ）を測定し、サイズ脱落
後の繊維重量（Ｗｆ）から、付着量（％）＝（Ｗｔ−Ｗ
ｆ）／Ｗｆ×１００として求めた。

【００３９】サイズ組成物を付着した炭素繊維の柔軟性
は触感で判定した。

【００４０】製織性は、受け渡し式レピア式製織機を用
いて、緯糸を炭素繊維ストランド、緯糸をポリエステル
繊維として、経糸のアルミナ製ガイド（直径５ｍｍ）を
とおして誘導して、織り幅１２０ｃｍ中に３０ｃｍ幅の
ブロックごとに各サンプル炭素繊維ストランドを打ち込
み本数１．３本／ｃｍで、緯糸は打ち込み本数１０本／
ｃｍで配置し、織速度２０ｃｍ／分で製織試験し評価し
た。評価は織り長さ１０ｍまでの、ガイドでの単繊維つ
まり程度、織機の下に脱落する単繊維量の程度、織物表
面の毛羽立ちを目視判定した。

【００４１】微生物固着試験はＭＬＳＳが６０００ｍｇ
／リットルのセルロース排水の活性汚泥水２リットルに
水３リットルを加えて作製した５リットルの希釈活性汚
泥水を入れた５リットル広口ビンを用意して、この液中
に１００ｃｃ／分で空気をバブリングしながら、長さ２
５ｃｍ、重さ０．２グラムに統一した炭素繊維試料１本
を一つの広口ビンに、繊維の上端を水面の位置から５ｃ
ｍのところに固定したガラス棒にクリップで固定し、下
端に１０ｍｇの重りを吊り下げて試験した。吊り下げて
１０分後に引き上げて、１１０℃で水分率が１％以下に
なるように乾燥して繊維と固着体の総重量（Ｗｔ）を測
定し、試験前の繊維重量（Ｗｆ）から、固着体量比＝
（Ｗｔ−Ｗｆ）／Ｗｆとして求めた。

【００４２】水環境汚染は、水に溶解したサイズ剤の生
分解性を調べた。すなわち、用意した５リットル広口ビ
ンに、ＭＬＳＳが６０００ｍｇ／リットルのセルロース
排水の活性汚泥水５リットルを入れ、これに該サイズ剤
を溶解してＢＯＤの値を２０ｍｇ／リットル増加し、こ
の液中に１００ｃｃ／分で空気をバブリングしながら２
４時間処理した後、ＢＯＤを測定した。コントロールと
して該サイズ剤を溶解しない試験を同様に行いその差を
求め、差が少ない方が該サイズ剤に生分解性があること
とした。

【００４３】〔実施例１〕５０℃における粘度３０ｃｐ
ｓ（センチポイズ）で且つポリエチレンオキシド基の分
子量に対するポリプロピレンオキシド基の分子量の比
２、アルキル基の炭素数１６であるポリエチレンオキシ
ド・ポリプロピレンオキシドランダムアルキルモノエー
テル１５％とセルロース誘導体（第一工業製薬株式会社
製ユニサイズＲ）とポリビニルアルコール系水溶性熱可
塑性樹脂エコマティＡＸ−２０００（日本合成化学工業
株式会社製）の合計重量中のポリビニルアルコール系熱
可塑性樹脂量が７０％であるサイズ組成物（実施例１）
７．５グラムを８５℃の温水１リットルに溶解して得た
サイズ組成物水溶液を常温に冷却してサイズ浴に入れ、
ＰＡＮ系炭素繊維ストランド（東邦レーヨン株式会社製
商品名ＨＴＡ−１２Ｋ、繊維直径７ミクロンｍ、構成本
数１２０００本、引張強度３７８０ＭＰａ、引張弾性率
２３８ＧＰａ）を張力１５０グラムで浴内にジグザグに
配置した５つのローラ（直径１０ｃｍ）に１ｍ／分の速
度で通して当該サイズ組成物を付着させた炭素繊維各１
００ｍを得た。このサイズ組成物の生分解性、及びサイ
ズ組成物を付着した炭素繊維の柔軟性、製織性、微生物
固着性を調べた。

【００４４】上記で得たサイズ組成物の水溶解性、生分
解性、炭素繊維に付着したサイズ組成物の量、サイズ組
成物を付着した炭素繊維の柔軟性を表１に示す。

【００４５】

【表１】

【００４６】また、サイズ組成物を付着した炭素繊維の
製織試験、微生物固着試験結果を表２に示す。

【００４７】

【表２】

【００４８】表１、表２に示すように、本発明の範囲
（実施例１）は水に対するサイズ組成物の溶解性が良好
であるため、それを使ったサイズ組成物の水溶液の作製
が容易である。また、当該サイズ組成物を付着した炭素
繊維は柔軟であり、製織性に優れ、さらに、微生物固着
性にも優れていた。また、付着した炭素繊維の製織時の
ガイドでの毛羽つまりや脱落毛羽が少なく、織物表面の
毛羽立ちはなく全体的に満足のいく結果であった。

【００４９】実施例１で得たサイズ組成物付着炭素繊維
の３本束（繊維本数３６，０００本）を２本用意し、そ
れぞれにＺ方向の撚り１５コ／ｍをかけた後、２本を合
わせてＳ方向の撚り１５コ／ｍかけて７２，０００本の
紐をつくり、この紐を緯糸４０本／ｍ、経糸４０本／ｍ
からなる網をつくり、この網の上辺の長さ２０ｃｍを発
泡ポリスチレンに固定し、下辺長さ２０ｃｍに重りとし
て１ｍｍ径の鉄線を通して上辺と下辺の長さ３０ｃｍと
した網を４面に平行に、深さ４０ｃｍ、長さ５ｍ、幅５
ｍの鮒を入れた屋外のコンクリートでつくった人工水槽
に水をポンプで１Ｌ／分の速度で循環しつつ５月から３
ヶ月間設置したところ、網に藻や微生物が付着して、鮒
がそれら網の間に集まり群を作っているだけでなく産卵
したものもいて優れた藻場、漁礁を形成した。また、水
の透視度は該網を設置しない場合は３ヶ月後には４０ｃ
ｍであったが、該網を設置した場合は透視度１０５ｃｍ
であり、優れた水の浄化効果を示した。

【００５０】〔比較例１〜６〕実施例１で用いたポリエ
チレンオキシド・ポリプロピレンオキシドランダムアル
キルモノエーテル(ＰＥ／ＰＰＯとする)、セルロース誘
導体、エコマティＡＸ−２０００(ＰＶＡ系とする)の比
率を変更させた以外は実施例１と同様にしてサイズ組成
物付着炭素繊維を作製するとともにそれらのサイズ組成
物の水溶解性、生分解性、炭素繊維に付着したサイズ組
成物の量、サイズ組成物付着炭素繊維の柔軟性の測定結
果と製織試験及び微生物固着試験の各結果を表３に示
す。

【００５１】

【表３】

【００５２】表３に示すように、比較例１は付着量が本
発明範囲より少ないため、炭素繊維の集束性に劣り、製
織時での毛羽発生に問題を生じた。比較例２では、付着
量が本発明範囲より多いため、サイズ付着炭素繊維が硬
くなりボビンへの巻き取りが難しく、製織した織物は凸
凹ができて品格の劣った織物となった。また、比較例３
ではエコマティＡＸ−２０００の割合が少ないため、サ
イズ組成物付着炭素繊維の柔軟性が不足するだけでな
く、製織時の毛羽発生に問題を生じた。比較例４の場合
はエコマティＡＸ−２０００の割合が本発明範囲より多
すぎるため、サイズ組成物付着炭素繊維の微生物固着量
が少なくなった。比較例５の場合は界面活性剤の量が少
ないためにサイズ組成物付着炭素繊維が硬くなるだけで
なく、滑りも悪くなるため製織時に毛羽立つ傾向にあっ
た。さらに比較例６の場合、界面活性剤の量が多いた
め、サイズ組成物付着炭素繊維の集束性が不足し、製織
時に毛羽立った。

【００５３】〔実施例２〕実施例１で用いたポリエチレ
ンオキシド・ポリプロピレンオキシドランダムアルキル
モノエーテルの代わりに５０℃における粘度４０ｃｐ
ｓ、ポリオキシエチレン基の分子量が５００であるポリ
オキシエチレンポリシロキサン(ＰＯＳｉという)を用い
る以外は実施例１と同様にしてサイズ組成物付着炭素繊
維を作製するとともにサイズ組成物特性、得られたサイ
ズ組成物付着炭素繊維の柔軟性、製織性の評価と微生物
固着試験を行った。その結果を表４に示す。表４中のＰ
ＶＡ系はエコマティＡＸ−２０００をいう。

【００５４】

【表４】

【００５５】表４に示すように本発明の範囲のサイズ組
成物を付着した炭素繊維は良好な特性を示した。

【００５６】

【発明の効果】本発明のサイズ組成物付着炭素繊維は、
ポリエチレンオキシド・ポリプロピレンオキシドランダ
ムアルキルモノエーテルまたは／およびポリオキシエチ
レンポリシロキサン、セルロース誘導体、ポリビニルア
ルコール系水溶性熱可塑性樹脂を含むサイズ組成物であ
り、特に、ポリエチレンオキシド・ポリプロピレンオキ
シドランダムアルキルモノエーテルおよび／またはポリ
オキシエチレンポリシロキサンが１０〜３０重量％、且
つ、セルロース誘導体とポリビニルアルコール系水溶性
熱可塑性樹脂の合計量中のポリビニルアルコール系水溶
性熱可塑性樹脂量が４０〜８０重量％であるサイズ組成
物であり、該サイズ組成物を０．２〜５重量％付着した
炭素繊維である。さらに、該炭素繊維からなる生物膜担
体を接触式水浄化装置、藻場、または生物の生息する水
中に浸漬して生物を固着させ、水を浄化したり、藻場を
形成する方法である。本発明のサイズ組成物は従来のサ
イズ組成物に比べて生分解性を有するため水環境保全に
優れており、また、該サイズ組成物を付着した炭素繊維
は水環境汚染を引き起こさず、優れた製織性を有し、微
生物の固着性にも優れた特徴を有す。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ // Ｄ０１Ｆ 9/12 Ｄ０１Ｆ 9/12 Ｄ０６Ｍ 101:40 (56)参考文献 特開 昭61−62549（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−119044（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−233591（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−245974（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−10270（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−290191（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−266184（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) D06M 15/00 - 15/715 C02F 3/10 A61K 61/00 317

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポリエチレンオキシド・ポリプロピレン
   オキシドランダムアルキルモノエーテルおよび／または
   ポリオキシエチレンポリシロキサンが１０〜３０重量
   ％、且つ、セルロース誘導体とポリビニルアルコール系
   水溶性熱可塑性樹脂の合計重量中のポリビニルアルコー
   ル系水溶性熱可塑性樹脂量が４０〜８０重量％である炭
   素繊維用サイズ組成物を０．２〜５重量％付着した炭素
   繊維。
2. 【請求項２】 ポリエチレンオキシド・ポリプロピレン
   オキシドランダムアルキルモノエーテルの５０℃におけ
   る粘度が２０〜２００ｃｐｓ（センチポイズ）で、且つ
   ポリエチレンオキシド基の分子量に対するポリプロピレ
   ンオキシド基の分子量の比が０．３〜３．０、アルキル
   基の炭素数が８〜１８である炭素繊維用サイズ組成物を
   付着した請求項１に記載の炭素繊維。
3. 【請求項３】 ポリオキシエチレンポリシロキサンの５
   ０℃における粘度が３０〜６０ｃｐｓである炭素繊維用
   サイズ組成物を付着した請求項１に記載の炭素繊維。
4. 【請求項４】 請求項１乃至請求項３に記載の炭素繊維
   からなる生物膜担体を用いた接触式水浄化装置。
5. 【請求項５】 請求項１乃至請求項３記載の炭素繊維か
   らなる生物膜担体を用いた藻場。
6. 【請求項６】 請求項１乃至請求項３記載の炭素繊維か
   らなる生物膜担体を生物の生息する水中に浸漬して生物
   を固着させ、水を浄化する方法。
7. 【請求項７】 請求項１乃至請求項３記載の炭素繊維か
   らなる生物膜担体を生物の生息する水中に浸漬して生物
   を固着させ、藻場を形成する方法。