JP3683676B2 - 発泡樹脂遮光体 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この出願発明は、合成繊維のマットで補強された発泡樹脂遮光体に関するものであり、とくにフロートとして水上に浮かせることができ遮光によって、湖沼の浄化に寄与せしめるための構造体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、不織布、紐、織物、編み物、ネットなどの多孔質材料を、格子状構造材、かご状構造材、箱状構造材などの支持体に巻き付けたり、接合したり、充填したりする事によって配置した水質浄化材が知られている。これら水質浄化材は、河川、湖沼、池、ダム或いは浄水場等の水中に適用することで、いわゆるＳＳ（懸濁固形分）を多孔質材に捕捉したり、積極的にある種の有用菌を担持して窒素固定を行うなど、種々の目的で広く用いられている。当該浄化材の機能を果たす空隙部分は、上記ＳＳ捕捉や有用菌の付着にのみ提供されるのが望ましいが、実際には藻類の繁殖により空隙部分が閉塞してしまう場合もあった。
【０００３】
一方、藻類繁殖を抑制するため、例えば文献：「緑色遮光板による藻類発生抑止」（第４７回全国水道研究発表会講演集、第８０〜８１頁、杉澤、１９９６年）では、水槽の覆蓋として、藻類の光合成に必要とされる波長４７０ｎｍ以下及び波長５９０ｎｍ以上の光を遮断する種々の素材として、緑色フィルム貼付遮光板、ポリカーボネイト製緑色遮光板、ＦＲＰ製緑色遮光板、グレー色ポリ塩化ビニル板が挙げられている。しかし、これら遮光板は浄化施設等の覆蓋として設計されたものであり、前述した水質浄化材を河川や湖沼などの屋外環境に適用しようとする場合には、十分な強度を有する反面、河川等に直接浮かせて使用するには、比重が高く浮力にかけるという問題がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
この出願発明は、比重が小さく、強度のある発泡樹脂遮光体に関するものであり、とくに、どのような場所においても簡単に光を遮り藻類の発生を抑制することができる遮光板を提供すること、また、特に当該遮光体に水質浄化材を吊り下げることにより、河川、湖沼、池、ダムなどの水質の浄化と自然環境の保全ができるフロート機能を有する遮光体を提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
これらの課題を解決するために、この出願発明者等はいろいろ検討した結果、比重が小さい発泡樹脂の強度を合成繊維のマットと一体化することにより、強度と浮力との双方を満たす発泡樹脂遮光体に想到したものである。すなわち、繊維径が２００μｍ以上の合成繊維からなるマットと、マットの繊維と繊維による空間の開孔に充填され次いで発泡膨張した発泡樹脂とが一体構成されてなり、比重が１よりも小さい発泡樹脂遮光体に想到したものである。この遮光体は、そのまま水に浮かせて光を遮ることにより藻類の繁殖を抑制するもの（以下、単に遮光体と称する）であって、また、前述した水質浄化材と組合せることによって積極的な水質浄化に寄与するもの（以下、フロートと称する）である。
【０００６】
【発明の実施の形態】
合成繊維は、強度の点からポリプロピレン、ナイロン、ポリエステルが好ましい。
また、水に直接浮かべる遮光体のときあるいはフロートとして使用するときは、比重が１よりも小さく、しかも、吸水しないポリプロピレンが最も好ましい。
【０００７】
合成繊維の繊維径は、遮光体として使用する際の強度を考慮して２００μｍ以上とする。特に、ポリプロピレンの場合には、強度の点で９００デニール（約３７０μｍ）以上とし、発泡樹脂との一体化に際しての成形性から２５００デニール（約６２０μｍ）以下とすることが望ましい。
また、係る合成繊維として、例えば芯をポリプロピレンとし、鞘をポリエチレンとした異なる融点を有する樹脂の組合せで構成した複合繊維とすることによって、得られる遮光体の形態安定性をより高めることもできる。
【０００８】
マットは、発泡粒子を担持させるための繊維と繊維による空間の開孔が安定して形成されていることが好ましく、とくに、開孔径が１０〜２０ｍｍであることがとくに好ましい。
【０００９】
発泡性粒子は、いわゆるビーズ発泡できるものであればよいが、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレンが好ましい。
【００１０】
発泡性粒子としては、１よりも小さい比重を実現するため少なくとも１０倍以上にまで発泡膨張するものが好ましいが、発砲後繊維と繊維間の空間に充填できる大きさとなるものであれば良い。
【００１１】
この出願発明の発泡樹脂遮光体の製造方法は、繊維を発泡性ビーズが保持できる程度の空間を有するマット状に形成し、このマットを金型に入れ、その中に一次発泡した発泡性ビーズを充填する。ついで、金型を閉じ、スチームで加熱し、マットと発泡性ビーズとを一体化した後、これを金型から取り出すことにより、発泡樹脂遮光体を製造する。
発泡樹脂遮光体の強度等を考慮すると、できるだけ均一な空間をもつマットが好ましく、また、発泡性ビーズもできるだけ大きさの均一なものが好ましい。
【００１２】
この出願発明の発泡樹脂遮光体を使用する場合は、上水道原水の前処理のほか、廃水処理や下水処理の高次処理などの藻類の発生する水処理設備といった人工的な設備のほか、河川、湖沼、池などの自然環境において広い範囲で使用することができる。
【００１３】
本発明の遮光体に、水質浄化材を組合せる場合、接着剤等により遮光体に浄化材を直接接合しても良く、また、糸、紐、クリップなどの連結部材を介して浄化材を吊り下げることができる。当該浄化材は長尺であることが望ましく、その長さは使用する水域の深さ、発泡樹脂遮光体の浮力などを考慮して決められるが、通常０．３〜５ｍ、より好ましくは０．５〜３ｍの長さのものが適している。
【００１４】
また、遮光体に吊り下げられる水質浄化材の数は、遮光体の浮力と浄化材の水中での重量に応じて適宜決定されるが、浮遊体１ｍ²当たり１５〜１００個、より好ましくは２０〜６０個取り付けられていることが好ましい。
多孔質材の数が少ないと十分な水質浄化効果が得られず、一方、上記の範囲よりも数が多いと、遮光体自体が水没し、回収が難しくなり、遮光機能も低下する。
また、発泡樹脂と合成樹脂マットとが一体化された本発明の遮光体により水中への光を有効に遮るためには、少なくとも０．５ｃｍ以上、好ましくは１．０ｃｍ以上の厚さとするのが望ましいが、上述した水質浄化材との組合せでフロートを構成する場合には、より大きな厚さ及び面積とすることによって十分な浮力を確保することもできる。
【００１５】
この出願発明の発泡樹脂遮光体は、一つずつ湖沼、池、ダムなどの処理対象水域に設置してもよいが、複数個の遮光板を接続手段により連結して用いてもよい。このようにすると、処理対象水域の形状や景観に合わせて、所望の面積の遮光体を形成できる。
【００１６】
なお、この出願発明の遮光体は、アンカーや係留具と接続することができ、これらを用いることにより処理対象水域の所望の位置に固定して浮かべることができる。
【００１７】
また、この出願発明の水質浄化体の下部に、曝気装置を設けてもよく、曝気装置により空気を送り込むことにより、多孔質材による水質浄化作用を向上させることができると共に植生層の活性化も可能となる。
この出願発明の発泡樹脂遮光体をフロートとして使用するときには、多孔質材を吊り下げることにより、湖沼、池、ダムなどに水質浄化体を浮かせるだけで、あるいはこれにアンカーを取り付けて所定の位置に浮かせるだけで簡便に設置できると共に、湖沼、池、ダムなどの所望の位置で多孔質材による優れた水質浄化機能が期待できる。
植生層をフロートに設けて植物を成育させることにより、景観を損わず、しかも、昆虫、鳥、小動物の生息場所や魚類、小動物に産卵場所を提供でき、自然環境にも調和させることができる。
【００１８】
【実施例】
以下、図面に沿ってこの出願発明を説明する。
図１は、この出願発明の発泡樹脂遮光体の一例を示す断面図であり、図２は、この発明の発泡樹脂遮光体を水質浄化と組合せてフロートとした場合の概略断面図であり、図３は、当該フロートを複数連結構成した発泡樹脂遮光体の断面図である。
実施例１
繊維径が６２４μｍ（２５００ｄ）であるポリオレフィン系繊維（ＰＰ／ＰＥの芯鞘構造、比重０．９１）の目付が６００ｇ／ｍ²、厚みが２５〜３０ｍｍ、繊維と繊維間の空間の開孔径が１０〜２０ｍｍであるマット２を型枠のメス型に入れ、クラッキングによりオス型とメス型との間に僅かな隙間を空けた型を用意する。
この型内に、発泡性スチレンビーズ（２０倍発泡タイプ）を予め１次発泡して１〜２ｍｍの粒子とし、１日熟成した発泡性スチレンビーズを空気により圧入して充填する。
クラッキングを締めて、１２〜１３ｍｍの厚みの板にするようにした後、蒸気で１００℃まで約４〜５分間加熱し、スチレンビーズとポリプロピレンの繊維マット２を溶融接着させ、かつ型の内部を膨張した発泡樹脂３で充填した後水冷する。
型枠より外し、自然乾燥又は乾燥室により乾燥する。このようにして、１ｍ×１．５ｍ、厚み１２×１３ｍｍのポリプロピレンマット２と発泡樹脂３とが一体化した図１に示す発泡樹脂遮光体１を製造する。
【００１９】
実施例２
次いで、水質浄化材との組合せで構成した発泡樹脂遮光体について説明する。繊度３０デニールのポリエステル繊維５０重量％と繊度１５デニールの芯鞘型複合繊維（鞘：融点１４０℃の低融点ポリエステル、芯：ポリエチレンテレフタレート）５０重量％とからなる繊維ウェブをドライヤーにより１４０℃で加熱処理して、厚み７ｍｍ、目付２４０ｇ／ｍ²の繊維接着不織布（平均開孔径約２００μｍ）を作成した。この不織布を幅８ｃｍ×長さ１００ｃｍの寸法に裁断したものを５枚積層した後、長さ方向と平行で幅方向の中央を通る幅５ｍｍの破線状のシール部を超音波シールによって形成し、５枚の不織布を結合して円柱状の水質浄化材４を得た。
このようにして作製した水質浄化材４に糸を取付け、この糸の端部を実施例１で述べた発泡樹脂遮光体１に取付けることによって、１５０本の水質浄化材４を具えた実施例２に係るフロート５を得た。
【００２０】
実施例３
また、実施例２で述べたフロート５同士を、糸によって複数連結し、図３に示す連結型のフロート６を得た。
【００２１】
【発明の効果】
この出願発明の発泡樹脂遮光体は、繊維マットと発泡樹脂が一体化しているので、強度があり、また、比重が小さいので水面に浮かせて使用することができる。
このため、本発明の遮光体のみを、水質浄化材と組合せることなく、単独で藻類が多く発生する場所の水面に浮かべることにより、藻類の発生を抑制することもできる。
従って、例えば藻類の発生する水処理設備や河川、湖沼などに適用して、藻類の発生を抑制することができる。特に、水質浄化材と組合せて生物膜による水処理に適用した場合には、藻類による浄化材の目詰まりすることがなく、処理効率からも維持管理の容易さからもきわめて大きな効果が得られる。
さらに、水質浄化材として２枚以上の熱接着性繊維を含む不織布を線状のシール部により結合して立体形状に成形したものを用いた場合には、微生物や微細な塵埃が付着しやすく、微生物が増殖したりＳＳが捕捉されても目詰りが生じにくく、しかも、処理される水との接触面積が大きく、不織布間での通水性も高くなっていて水質浄化作用に優れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この出願発明の発泡樹脂遮光体の断面図。
【図２】 この出願発明の発泡樹脂遮光体を遮光板として利用した水処理設備の一例を示す断面図。
【図３】 この出願発明の水質浄化体の一例を示す断面図。
【符号の説明】
１ 発泡樹脂遮光体
２ 繊維マット
３ 発泡樹脂
４ 水質浄化材
５ フロート
６ フロート

Claims (6)

1. 繊維径が２００μｍ以上の合成繊維からなるマットと、マットの繊維と繊維による空間の開孔に充填され次いで発泡膨張した発泡樹脂とが一体構成されてなり、比重が１よりも小さいことを特徴とする発泡樹脂遮光体。
2. 前記合成繊維がポリオレフィン系樹脂で構成させることを特徴とする請求項１に記載の発泡樹脂遮光体。
3. 前記マットの開孔径が１０〜２０ｍｍであることを特徴とする請求項１または２に記載の発泡樹脂遮光体。
4. 前記発泡樹脂がポリスチレン系発泡樹脂であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の発泡樹脂遮光体。
5. 繊維径が２００μｍ以上の合成繊維からなるマットの繊維と繊維による空間の開孔に、発泡性ビーズを充填し、加熱発泡することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の発泡樹脂遮光体の製造方法。
6. 前記マットの開孔径が１０〜２０ｍｍであることを特徴とする請求項５に記載の発泡樹脂遮光体の製造方法。

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