JP3027978B2 - 散気用部材および水槽ならびに生簀 - Google Patents

散気用部材および水槽ならびに生簀

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  • Aeration Devices For Treatment Of Activated Polluted Sludge (AREA)
  • Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、水(海水を含む)中に空気(酸素)を供給
し、効果的に水中に酸素を吸収させるための散気用部材
および水槽ならびに生簀に関するものである。
[従来の技術] 従来、水槽や生簀にはガラスやセラミックからなるバ
ブリング管が主として用いられている。
[発明が解決しようとする課題] しかし、ガラスやセラミックからなるバブリング管
は、目詰りが激しく、約1ケ月で目詰りして圧損が高く
て使用できない上に、これらの管に付着、堆積した汚れ
は、なかなかとれず清掃に長時間を要するし、さらに衝
撃に弱く割れ易いという欠点があった。
本発明の目的は、かかる従来バブリング管の欠陥に鑑
み、目詰りしにくく、長時間連続して使用しても汚れが
付着しにくく、たとえ汚れが付着したとしても簡単に清
掃することができ、しかも衝撃に強く割れにくく、酸素
供給機能に優れた特徴を有する散気用部材および水槽な
らびに生簀を提供せんとするものである。
[課題を解決するための手段] 本発明は、上述の目的を達成するために、次のような
手段を採用する。
すなわち、本発明の散気用部材は、フッ素系繊維の焼
結体からなる通気性多孔質成型品の表面が親水化されて
いることを特徴とするものであり、さらに、本発明の水
槽ならびに生簀は、該散気用部材が空気移送管を介して
空気供給装置に連結されており、かつ該散気用部材は水
槽内または生簀(いけす)内に浸漬された状態に設置さ
れていることを特徴とするものである。
(作用) 本発明でいうフッ素系樹脂焼結体からなる通気性多孔
質成型品とは、フッ素系繊維が焼結されて構成された成
型品である。
本発明の特徴は、かかる成型品の表面を親水化したと
ころにあり、かかる処理により多孔から噴出する空気の
泡切れが著しく改善され、かかる処理をしていないもの
に比して、泡の大きさを著しく小さくすることができ、
もって酸素供給機能を大幅に向上せしめ得たものであ
る。かかる成型品は、フッ素系繊維の焼結体で構成され
ているので、機械的強度、空孔率や表面硬度にすぐれた
ものを提供することができたものである。
かかるフッ素系繊維とは、フッ素系重合体、主として
ポリテトラフロロエチレン系重合体とマトリックス樹脂
とからなる混合紡糸原液を湿式紡糸して繊維化したもの
を焼成してつくられた焼成繊維であって、好ましくは延
伸焼成繊維である方が、成型品の硬さ、可撓性や衝撃強
度のバランスのとれた優れたものを提供することができ
る。
以下、本発明の散気用部材をフッ素系繊維、つまりフ
ッ素系焼成繊維を用いて成型する方法について説明す
る。
本発明の散気用部材は、上述したフッ素系焼成繊維を
成型用型枠に装填し、さらに加熱焼成して焼結させるこ
とによつて製造される。このときフッ素系繊維は、焼成
熱によって約30〜50%ほど収縮し、繊維どうしがさらに
硬く焼結して成型品を形成する。
本発明の散気用部材は、肉眼で観察すると通常のプラ
スチック成型品と変らない外観を有するものであるが、
この成型品の表面を顕微鏡で拡大すると、フッ素系繊維
がランダムに集積、絡合されて焼結された微細な多孔質
構造体が観察される。
本発明の散気用部材を構成するフッ素系繊維は、長繊
維状、短繊維状、およびこれらの混用物などのいずれで
も使用することができる。かかる繊維としては、成型後
の単糸繊度が細いものほど空隙率が低く、孔径の小さい
多孔質構造体が得られ、単糸繊度が大きいものほど空隙
率が高く、孔径の大きい多孔質構造体が得られる。
また、散気用部材の圧損や機械的特性の点からする
と、短繊維状のもので形成されているものが好ましく、
特に、成型後の平均繊維長として、好ましくは0.01〜1.
0mm、さらに好ましくは0.2〜0.7mm程度の範囲のフッ素
系短繊維で構成されているものがよい。
なお、本発明の散気用部材は、上述の繊維形態のみな
らず編織物や不織布などの繊維製品、さらにはこれらの
繊維屑などを粉砕した繊維粉砕物あるいはこれらの混用
物から形成することもできる。これらの繊維製品や屑は
粉砕や裁断してできるだけ均一な繊維長のものにするの
が好ましい。かかる短繊維や繊維粉砕物は繊維末端にフ
ィブリル化された部分を有するが、このフィブリルがさ
らに該部材の結合性や多孔性の孔径のバランスを好都合
に制御する作用を有する。
本発明の散気用部材は、上述のようなフッ素系繊維で
構成されているので、該部材を構成する成型品の片面か
ら他面にかけて連通している多数の微細な連続間隙で構
成された多孔質構造体となるものである。この多孔は、
前述の該繊維のランダム絡合によって形成されたもので
あり、その孔径はランダムであるという特徴を有する。
かかる連続間隙は、好ましくは20%以上、さらに好ま
しくは30〜60%の範囲の空隙率で存在する微多孔質構造
体が圧損や通気性の上からよい。この範囲より小さい
と、成型品の圧損が高くなり、大きすぎると水への溶存
酸素の補給性能が小さくなる傾向がでてくる。ここで空
隙率は、次式で表わされる。
空隙率(%)=[(1−DT)/D0]×100 式中、DT:嵩密度(成型品の総重量を容量で除した
商) D0:繊維の真の比重 本発明の散気用部材は、通気量に対して通気抵抗の勾
配が一次直線を示すので、長時間実用することができる
という特徴を有する。これに対して、セラミック製また
はガラス製のバブリング管は、通気量を上げていくと勾
配が二次曲線的に通気抵抗が上昇し、圧損が極めて高
く、その上汚れ易いために、実用時間が極めて短いとい
う欠点を有する。
また、本発明の散気用部材は、好ましくはJIS−K6301
に基づいて測定される表面硬度が80゜以上、さらに好ま
しくは90゜以上100゜未満、特に好ましくは92〜96゜で
あるという硬い表面を有するところにもある。すなわ
ち、かかる硬い表面硬度を有するにも拘らず、通常のプ
ラスチックと同様にナイフで削ったり、ネジ切りでネジ
を形成することもできるという優れた加工性を有する。
勿論、上述硬度はセラミックやガラスに比較すれば柔
らかく、可撓性に富んだ衝撃に強い材質であり、取扱い
性が格段に優れている。
本発明の散気用部材としては、如何なる形状のもので
もよいが、パイプ状、ブロック状および板状から選ばれ
た形状のものが使用しやすくてよい。特にましくはパイ
プ状のものがよい。このように各種の形状のものが使用
できるのは、上述の通気量に対して通気抵抗の勾配が一
定であるという本発明に独特な性能に依存するものであ
る。
かかる散気用部材の成型の方法には制限はないが、た
とえば、成型用型枠を用いる方法を使用することができ
る。すなわち、上述のフッ素系焼成繊維を適宜の繊維長
にカットまたは粉砕して形成された原料は、成型用型枠
内に適当量装填した後、加熱焼成する方法が実用的であ
る。
この場合の成型焼成温度は、好ましくは330〜400℃、
さらに好ましくは350〜380℃の範囲の条件を使用するこ
とができるが、該フッ素系焼成繊維原料を製造した際の
最終焼成温度以上の高い条件を採用するのが好ましい。
また、該部材の空隙率は、型枠の容積に対する該繊維
の装填量によって左右されるので、所望の空隙率に応じ
て装填量を決定する。たとえば型枠に圧力をかけて容積
を小さくして成型すると空隙率の小さい部材をつくるこ
とができる。
本発明の散気用部材は、表面が親水化処理されている
ことが特徴である。
かかる親水化処理としては、たとえば金属ナトリウム
処理、低温プラズマ処理、紫外線照射処理、親水性化合
物による化学処理、さらには親水化化合物とプラズマま
たは紫外線処理との組合せ処理など、通常親水化処理と
して知られている処理が好ましく使用される。かかる処
理は、該成型品の多孔から噴出する空気の泡の大きさ
が、該多孔の孔径で泡切れする程度になるまで施すのが
好ましい。
一般にフッ素系繊維は撥水性が高く水をはじく性質を
有するが、かかる撥水性のままでは該部材壁から空気を
噴出させたときに空気の泡切れが悪く、該部材壁の微多
孔から出てきた空気が集合して大きな気泡を形成する。
このような大きな気泡では水中へ酸素を吸収させにく
く、溶存酸素の供給量を効果的に増大させることができ
にくい。
これに対し、親水化された表面を有する該部材壁の場
合は、微多孔の孔の中まで水で濡れているので、たとえ
ば空気はその孔径で泡切れが起こり、微細な泡が形成さ
れる。泡は小さいほど水との接触面積が大きくなり、そ
れだけ溶存酸素供給量は増大する。
本発明の散気用部材を用いて、水槽や生簀に空気を供
給すると、溶存酸素濃度を有効に向上させることがで
き、中で生息させている魚介類の活性化に極めて大きな
効果をもたらす。
本発明の散気溶部材は、該部材に空気移送管をとりつ
け、空気供給装置(エアポンプなど)からの空気を該空
気供給管に送って水中でバブリングさせることで、水中
の溶存酸素を効果的に補給することができる。
本発明の該部材として、好ましくはパイプ状のもの
が、従来バブリング装置をそのまま利用することができ
るので好ましい。その場合に、該パイプの両端に空気供
給管を連結することも可能であるが、好ましくは一端が
閉塞された構造を有するパイプが使いよい。
上述の閉鎖部の構造は、供給された空気を部材壁から
噴出させ得る機能を有するものであればよい。たとえ
ば、単にゴムなどの気密性物質からなる栓をした構造で
もよいし、パイプ自身を閉鎖した構造でもよい。
なお、本発明の部材として、ブロックまたは板の形状
のものを用いる場合は、空気供給管との連結方法を工夫
すればよい。たとえば該空気供給管内に該部材を直接嵌
合させるか、または別の気密部材によって該部材を把持
し、該気密部材に空気供給管を結合させるなどの方法を
使用することができる。
次に本発明の散気用部材を図面により説明する。
第1図に該散気用部材の表面を構成する繊維の形状を
示す顕微鏡写真である。この図からフッ素系繊維1の焼
結、結合状態ならびに繊維の形状がわかる。すなわち、
フッ素系繊維1は、短繊維が幾重にもランダムに焼結し
て結合されて該部材の成型体を構成している。また、該
短繊維は微細繊維状物で互いを結合しており、この微細
繊維状物は散気用部材の拡散機能をさらに向上する作用
を有する。
第2図は、本発明の散気用部材の一例を使用した水槽
の概略図である。
この例では、閉鎖部3と開口部4を有する散気用部材
2が用いられている。この散気用部材2の開口部4に空
気供給管5が連結されている。この空気供給管5は、水
槽7外のエアポンプ6に連結されていて、このポンプ6
により空気が送られる。送られてきた空気は、散気用部
材2の壁から微細な泡となって水槽の水と接触し、該空
気の一部が水に溶解することによって水中の溶存酸素量
を補給するものである。
第3図は、本発明の生簀であって、海の上層部に設け
た浮力体8に取り付けた漁網9で仕切った生簀の中に、
散気用部材2を空気供給管5を介してエアポンプ6に連
結し、該散気用部材2が該生簀の底部に位置するように
設置したものである。
本発明の散気用部材は、フッ素系焼成繊維がさらに焼
結されて形成されているので、耐熱性ならびに耐薬品性
に優れており、従来バブリング管のように目詰りが1ケ
月程度で惹起したり、圧損が高くなるということもな
く、また、実用期間中に何回も清掃する必要もなく、た
とえ清掃する場合でも通常の薬剤清掃や燃焼清掃にも十
分耐える上に、簡単に、しかも短時間で清掃を完了する
ことができるという利点を有するものである。
[実施例] 次に、実施例で本発明をさらに詳しく説明する。
実施例1 フッ素系樹脂を60%含有するディスパージョンとビス
コースとからなる紡糸原液を、多ホール口金を用いて凝
固浴中に吐出させて凝固繊維とした後、この凝固繊維を
380℃に加熱されたロールに接触させて焼成した。この
焼成繊維を、弛緩状態で320℃に加熱された空気雰囲気
中に72時間放置して白色化した後、350℃の加熱ロール
に接触させながら7倍に延伸して、白色のフッ素系焼成
延伸繊維を得た。
このフッ素系焼成延伸繊維を粉砕機にかけて平均繊維
長0.4mmの繊維粉砕物とした。この繊維粉砕物を顕微鏡
で拡大して観察したところフィブリル化された繊維であ
った。
この繊維粉砕物を、外径が30mmで、内径が18mmである
パイプ用型枠内に300g装填し、380℃で1時間焼成して
焼結させた。
この焼結パイプの空隙率は40%で、肉眼では通常のプ
ラスチック成型品のような外観を有していた。
この焼結パイプを金属ナトリウム処理して、該パイプ
表面を親水化した。
このパイプの一端にゴム栓を設け、他端の開口部に穴
を有するゴム栓を設け、該穴に空気供給管を挿入した。
このパイプを水槽内に、該パイプ全体が没するように
沈めて空気をコンプレッサーで35/min.の供給量で空
気圧0.11kg/cm2の条件で流してバブリングさせた。
このパイプ壁からは微細な泡が発生し、実用して6ケ
月経過しても目詰りしなかった。
比較として、市販のセラミック製バブリング管を使用
した水槽を用意し上記条件で空気を流してバブリングさ
せた(比較例1)。
この水槽の泡も実施例1と同様の微細な泡を発生し
た。しかし、実用して1ケ月目で泡の出具合が少なくな
り、圧損が大きくなり、目詰りが発生していることがわ
かった。
(発明の効果) 本発明は、目詰りしにくく、長時間連続して使用して
も汚れが付着しにくく、たとえ汚れが付着したとしても
簡単に清掃することができるという優れた特徴を有する
上に、衝撃に強く割れにくい散気用部材を提供すること
ができる。
さらにかかる散気用部材を使用した水槽や生簀は、養
殖産業や料理店、レストランなどで活魚介類を扱う分野
で極めて有効に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の散気用部材の表面を構成するフッ素
系繊維の繊維形状を示す顕微鏡写真である。 第2図は、本発明の水槽の概略図である。 第3図は、本発明の生簀の概略図である。 1:フッ素系繊維、2:散気用部材 3:閉鎖部、4:開口部 5:空気供給管、6:エアーポンプ 7:水槽、8:浮力体 9:漁網
フロントページの続き (56)参考文献 実公 昭60−107(JP,Y2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C02F 3/20 A01K 63/04

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】フッ素系繊維の焼結体からなる通気性多孔
    質成型品の表面が親水化されていることを特徴とする散
    気用部材。
  2. 【請求項2】該フッ素系繊維の焼結体が、JIS−K6301に
    基づいて測定される表面硬度が80゜以上である請求項1
    記載の散気用部材。
  3. 【請求項3】フッ素系繊維の焼結体からなる通気性多孔
    質成型品の表面が親水化されてなる散気用部材が空気移
    送管を介して空気供給装置に連結されており、かつ該散
    気用部材は水槽内に浸漬された状態に設置されているこ
    とを特徴とする水槽。
  4. 【請求項4】フッ素系繊維の焼結体からなる通気性多孔
    質成型品の表面が親水化されてなる散気用部材が空気移
    送管を介して空気供給装置に連結されており、かつ該散
    気用部材は生簀内に浸漬された状態に設置されているこ
    とを特徴とする生簀。
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