JP3184095B2 - フィルタークロス - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はフィルタープレスに
好適に使用可能なフィルタークロスに係り、特に表層側
を平滑緻密にしてケーキ剥離性を向上させると共に、裏
層側を粗にして目詰まりを防止することによって、処理
量を増大させたフィルタープレス用フィルタークロスに
関する。

【０００２】

【従来の技術とその課題】フィルタープレスにはその用
途に応じて種々のフィルタークロスが使用されている。
一般的に、モノフィラメント糸から織成されたフィルタ
ークロスは剛性が高く、寸法安定性、耐久性および洗浄
性に優れているが、織目が粗いため濾過できる粒子の細
かさに限界があり、いわゆる微粒子の濾過には適用でき
ない。また、マルチフィラメント糸およびスパンステー
プル糸（紡績糸）から織成されたフィルタークロスは、
微粒子の捕集性に優れる反面目詰りが進行し易く、濾過
抵抗が大きいため濾過速度が遅く、かつ、表面平滑性が
不十分なためケーキの剥離性が悪いという欠点がある。

【０００３】一方、地下水の取水場では近年フィルター
プレスを使用した固形分の脱水濾過が行なわれている。
この脱水濾過は凝集剤を使用しないいわゆる無薬注で行
なうため、見掛けの固形粒子径が非常に小さく、固形分
濃度は１％以下の低濃度のことが多い。このため、地下
水の脱水濾過に使用するフィルタークロスは、モノフィ
ラメント糸製では通気度が大き過ぎて小さな固形分を濾
過できないため、低通気度のマルチフィラメント糸で織
成しなければならない。ところが、地下水は鉄イオン等
を多く含んでいることから、地下水の脱水濾過用のフィ
ルタークロスには、従来のフィルタークロスにない特有
の問題がある。

【０００４】すなわち、フィルタープレスによる地下水
の脱水濾過作業を停止すると、フィルタープレス内での
水の流れが停滞し、地下水に含まれていた鉄イオン等が
空気に触れて酸化して結晶化し、フィルタークロスの裏
面に析出するのである。最近のフィルタープレスはフィ
ルタークロスが自動洗浄されるようになってはいるが、
この自動洗浄はフィルタークロスの表層側から洗浄水を
噴射して行なうようになっているため、フィルタークロ
スの裏層側では析出した結晶が洗い流されず、時間と共
に堆積する。このように結晶が付着堆積するとフィルタ
ークロスの水切れが悪くなって結晶の析出量が一層多く
なり、遂にはフィルタークロスが目詰りを起こすに至
る。このように、従来の地下水取水脱水濾過用のフィル
タークロスは結晶の目詰まりが生ずるので、フィルター
クロスの寿命が短く、処理量を増大させるのが困難であ
った。

【０００５】本発明の目的は、微粒子を濾過でき、か
つ、フィルタークロスへの結晶の付着と蓄積が進行しに
くいフィルタープレス用フィルタークロスを提供するこ
とにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
本発明のフィルタープレス用フィルタークロスは、表裏
二重に緯糸を有するフィルタープレス用フィルタークロ
スにおいて、フィルタークロスの表層側緯糸に織り込ま
れた高密度の第１の経糸と、フィルタークロスの表層側
と裏層側の緯糸を相互に接結する低密度の第２の経糸と
を具備し、第１の経糸と第２の経糸の密度の比を４：１
〜２：１とし、かつ、表層側および裏層側の経糸を合計
繊度が３００デニール〜１０００デニールとなるように
した２本以上の撚糸のマルチフィラメント糸とし、表層
側および裏層側の緯糸を直径が０．１５mm〜０．４mmの
モノフィラメント糸として、表層側が主としてマルチフ
ィラメントで覆われ、裏層側が主としてモノフィラメン
トで覆われた構成とする。これにより微粒子を濾過しつ
つ結晶の付着も効果的に抑制できる。

【０００７】すなわち、微粒子は高密度の表層側で濾過
され、微粒子を濾過された濾液は裏層側へと貫流する
が、この裏層側では経糸密度が粗であるために、 裏層側での空隙が大きくなり、フィルタープレスの停
止中に裏層側で保持される水量が少なくなる。従ってフ
ィルタープレスの停止中に析出する結晶の絶対量が少な
くなる。

【０００８】濾液ないし洗浄水の排液効率がよくな
り、裏層側で析出した結晶が洗い流されやすくなる。

【０００９】以上のとの作用によって、フィルター
クロスの結晶の付着が効果的に抑制される。

【００１０】第１の経糸と第２の経糸の経糸密度の比
は、４：１〜２：１の範囲が実用的であり、地下水固形
分の脱水濾過には３：１がもっとも好ましい。

【００１１】表層側および裏層側の経糸は、比較的細繊
度の複数本の素糸を撚糸したものが微粒子の脱水濾過の
ために好ましい。例えばテトロンでは２５０デニールの
素糸を２本以上、ポリプロピレンでは１７０デニールの
素糸を２本以上撚糸し、合計繊度を３００〜１０００デ
ニールにしたマルチフィラメント糸を使用したフィルタ
ークロスの微粒子濾過性能が良好であった。なお、繊度
が大きくなるほど一般的には表層側の表面平滑度が低下
するから、１０００デニール以上の経糸繊度は好ましく
ない。

【００１２】また、表層側および裏層側の緯糸は、フィ
ルタークロスの強度を維持するためにモノフィラメント
とするのがよく、例えば、直経が０．１５mm〜０．４mm
のモノフィラメント糸を使用することができる。これら
経糸および緯糸は、ポリエステル、ナイロンまたはポリ
プロピレンなどの合成繊維で形成する。ただし、緯糸直
経が小さいほど裏層側での空隙が小さくなって析出結晶
の絶対量増大と排液効率低下をもたらすから、緯糸直径
を０．１５mm以下にするのは好ましくない。また緯糸直
径が大きくなるほどフィルタークロスの剛性が大になっ
て脱水機への装着等の取り扱い性が悪くなるので、緯糸
直径を０．４mm以上にするのは好ましくない。

【００１３】経糸および緯糸に前述したような糸を使用
することにより、フィルタークロスの表層側が主として
マルチフィラメントで覆われ、裏層側が主としてモノフ
ィラメントで覆われることになる。

【００１４】フィルタークロスの通気度は、微粒子の濾
過と処理能力を勘案して決められ、実用上、５０〜４０
０cc/min./cm²の範囲がよい。

【００１５】フィルタークロスの微粒子捕集性とケーキ
剥離性を向上させるには、表層側をカレンダー加工する
とよい。このカレンダー加工により表層側の織目隙間が
細かくなり、かつ、平滑性が得られる。なお、前述のポ
リエステル、ナイロンまたはポリプロピレンなどの合成
繊維は、適度の熱軟化性を有するのでカレンダー加工に
特に適した素材である。

【００１６】本発明に係るフィルタープレス用フィルタ
ークロスは、地下水取水脱水濾過用フィルタープレスや
長時間脱水濾過用フィルタープレスをはじめ、各種脱水
濾過装置に使用可能であって、一般工場排水濾過用フィ
ルタープレスのフィルタークロスにも適用可能である。
なお、地下水取水脱水濾過用フィルタープレスや長時間
脱水濾過用フィルタープレスに使用すると、本発明の効
果が一層顕著に顕れる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、図１に基づいて本発明の一
実施形態を説明する。

【００１８】図１（Ａ）は本発明の一実施形態に係るフ
ィルタークロス１０の織組織の図式的平面図であって、
縦並びのアラビア数字１（丸囲み数字）〜12（丸囲み数
字）が、図１（Ｂ）のフィルタークロス１０の縦断面の
経糸の番号１〜１２と対応し、これら１２本の経糸が織
組織のリピート単位を構成している。また、横並びの漢
数字一〜六、一〜六が、図１（Ｂ）の緯糸の番号一〜
六、一〜六と対応し、これら６本の緯糸が織組織のリピ
ート単位を構成している。

【００１９】経糸２０，２１および緯糸３０，３１は、
ポリエステル、ナイロンまたはポリプロピレンなどの合
成繊維で構成する。

【００２０】同図より明らかなように、本発明のフィル
タークロス１０は緯二重織で表層側が２／１の綾織組織
であり、また表層側緯糸３０（一、三、五）に織り込ま
れた第１の経糸２０の密度が、表層側と裏層側の緯糸を
相互に接結する第２の経糸２１の密度に比べて３倍高密
度になっている。すなわち、表層側の緯糸３０（一、
三、五）にだけ織り込まれている第１の経糸２０は（１
〜３）、（５〜７）、（９〜１１）であり、表層側と裏
層側の緯糸を相互に接結している第２の経糸２１は
（４、８、１２）である。

【００２１】フィルタークロス１０の織りパターンは、
経糸１２本と緯糸６本を織組織のリピート単位として、
これらを縦緯方向に繰り返した織りパターンになってい
る。このリピート単位の経糸（１〜１２）について観察
すると、第１の経糸２０（１〜３）、（５〜７）、（９
〜１１）のうち、常に３本は表層側緯糸３０の下に潜っ
ているが、他の６本の第１の経糸２０は、第２の経糸２
１（４、８、１２）のいずれか１本と共に、表層側緯糸
３０の上に被っている。例えば、緯糸一については第１
の経糸（３，７，１１）、（１，５，９）と第２の経糸
（８）の計７本が緯糸一の上に被さっており、３本の第
１の経糸（２，６，１０）が緯糸一の下に潜っている。
図１（Ａ）は以上の織りパターンを図式的に表わしたも
ので、表層側緯糸の上に被さった経糸部分を黒舛で表わ
し、表層側緯糸の下に潜った経糸部分を白舛で表わして
いる。

【００２２】図１（Ｂ）で表層側と裏層側を比較する
と、前述のように第１の経糸２０と第２の経糸２１の密
度差がある他、織構造としてもまったく異なっているこ
とが分かる。このような密度差と織構造の相違により、
フィルタークロス１０の表裏がいわゆる非対称構造とさ
れ、この非対称構造によってフィルタークロス１０の目
詰り防止、微細粒子捕捉およびケーキ剥離性向上が図ら
れる。

【００２３】表層側と裏層側の経糸本数をそのままにし
て、表層側をさらに密に、すなわち表層側から裏層側へ
の密度勾配を拡大するにはカレンダー加工が効果的であ
る。このカレンダー加工は表層側の平滑度を向上させる
ことにもなるので、ケーキの剥離性向上対策にもなる。
カレンダー加工の条件は、経糸および緯糸の種類によっ
てロール温度を１４０℃〜２３０℃、ロールの荷重をフ
ィルタークロスの幅方向１cm当り５０kgf 〜２５０kgf
の範囲で加減する。また、ロールの速度は１．４ｍ／分
〜３．０ｍ／分の範囲が望ましい。カレンダー加工を行
うかどうかは、フィルタークロスの用途によって選択す
れば良く、密度勾配が比較的小さくてもよい用途ではカ
レンダー加工は必ずしも必要でない。

【００２４】本発明においては用途に応じて必要十分な
強度を有するフィルタークロスも製作可能であるので、
高強度を要求されるベルトタイプのフィルタークロスへ
も適用できる。

【００２５】

【実施例】図２に示すように、本発明に従って試験的に
織成したフィルタークロスは、図１（Ｂ）と同じ緯二重
織で、表層側が２／１の綾織組織であり、また表層側経
糸（第１の経糸）２０の密度を７２本／２．５４cm、裏
層側経糸（第２の経糸）３１の密度を２４本／２．５４
cmとした。従って表層側と裏層側の経糸密度の比は３：
１である。なお、綾織組織は２／１綾織組織の他、３／
１綾織組織も可能である。

【００２６】表層側経糸２０および裏層側経糸２１は、
ともにポリエステルのマルチフィラメント糸を２本撚っ
た２５０Ｄ（デニール）の撚糸である。

【００２７】表層側緯糸３０および裏層側緯糸３１は、
ともに直径が０．３mmのポリエステルのモノフィラメン
ト糸であって、密度はどちらも４２本／２．５４cmであ
る。

【００２８】以上のフィルタークロス１０を織成した
後、表層側をカレンダー加工した。カレンダー加工は、
２００℃に加熱したロールをフィルタークロス１０の表
層側で幅方向（緯糸方向）に渡し、フィルタークロスの
幅１cm当り２５０kgf／cm の荷重を作用させて行なっ
た。

【００２９】その結果得られた製品は、厚さが０．６２
mmで、通気度が１８０cc/min./cm²（ＪＩＳ／フラジー
ル法）であった。表層側は光沢があってきわめて平滑で
あり、織り目の空隙はカレンダー加工前に比べて一層緻
密なものとなった。

【００３０】以上のように織成し加工したフィルターク
ロスを、地下水取水場無薬注脱水濾過用のフィルタープ
レスに使用して脱水濾過性能を試験した。

【００３１】試験の結果、従来のマルチフィラメント糸
で織成されたフィルタークロスに比べて、フィルターク
ロスの裏層側の折出結晶の量が大幅に減少し、フィルタ
ークロスが目詰りを起こすことはなかった。また、裏層
側の低密度経糸により裏層側での空隙が大きくなった分
だけ濾液の流路が十分に確保され、濾過速度が向上し
た。

【００３２】一方、表層側での高密度経糸により濾過微
粒子の回収率が向上し、濾過に要するサイクルタイムが
短縮され、大幅な濾過効率が得られた。また、ケーキの
剥離性も良好であり、この良好な状態が長時間維持でき
ることが分った。

【００３３】なお、フィルタークロスの経糸および緯糸
の材質は、ナイロンやポリプロピレンにしてもポリエス
テルと同様の効果が得られる。

【００３４】

【発明の効果】本発明によれば、折出した結晶がフィル
タークロスの裏層側に付着、蓄積するのを防止できるの
で、フィルタークロスの目詰を解消できる効果がある。

【００３５】また、微細な粒子も捕集でき、ケーキの剥
離性も良好なフィルタークロスが得られる。

【００３６】さらに、濾過に要するサイクルタイムも短
縮できるので、濾過効率が向上できる効果も有する。

【００３７】また、初期もれが減少した。

【図面の簡単な説明】

【図１】 （Ａ）は本発明の一実施形態に係るフィルタ
ークロスの織組織の図式的平面図、（Ｂ）はフィルター
クロスの縦断面図。

【図２】 フィルタークロスの諸元を示す図。

【符号の説明】

２０，２１ 経糸 ３０，３１ 緯糸

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表裏二重に緯糸を有するフィルタープレ
   ス用フィルタークロスにおいて、フィルタークロスの表
   層側緯糸に織り込まれた高密度の第１の経糸と、フィル
   タークロスの表層側と裏層側の緯糸を相互に接結する低
   密度の第２の経糸とを具備し、第１の経糸と第２の経糸
   の密度の比を４：１〜２：１とし、かつ、表層側および
   裏層側の経糸を合計繊度が３００デニール〜１０００デ
   ニールとなるようにした２本以上の撚糸のマルチフィラ
   メント糸とし、表層側および裏層側の緯糸を直径が０．
   １５mm〜０．４mmのモノフィラメント糸として、表層側
   が主としてマルチフィラメントで覆われ、裏層側が主と
   してモノフィラメントで覆われたことを特徴とするフィ
   ルタープレス用フィルタークロス。
2. 【請求項２】 通気度を５０〜４００cc／min.／cm²と
   したことを特徴とする請求項１記載のフィルタープレス
   用フィルタークロス。
3. 【請求項３】 経糸および緯糸の材質をポリエステル、
   ナイロンまたはポリプロピレンにしたことを特徴とする
   請求項１から２の何れか記載のフィルタープレス用フィ
   ルタークロス。
4. 【請求項４】 表層側にカレンダー加工を施したことを
   特徴とする請求項１から３の何れか記載のフィルタープ
   レス用フィルタークロス。
5. 【請求項５】 地下水取水脱水濾過用フィルタープレス
   に使用される請求項１から４の何れか記載のフィルター
   プレス用フィルタークロス。
6. 【請求項６】 長時間脱水濾過用フィルタープレスに使
   用される請求項１から４の何れか記載のフィルタープレ
   ス用フィルタークロス。