JP5242459B2 - 網状接触体要素の製造方法および回転円形網状接触体 - Google Patents

Description

本発明は接触式の生物排水処理に用いられる網状接触体要素の製造方法および回転円形網状接触体に関し、詳しくは、強度に優れ、長期間の排水処理に適用可能な網状接触体要素の製造方法および回転円形網状接触体に関する。

従来、生物膜を利用して有機排水を処理する技術の一つとして、樹脂繊維糸を網状に形成した回転円形網状接触体を接触槽の主軸に取付け、該接触槽内の液中に該回転円形網状接触体の一部を浸漬して回転させ、樹脂繊維糸表面に微生物を付着し増殖させて排水中の有機物を処理する装置が知られている（特許文献１、２、３参照）。

かかる特殊な回転円形網状接触体を用いることによって、微生物に十分酸素を供給し、かつ栄養源を供給することが可能になり、生物と有機物との接触面積が増加し、高負荷処理が可能になった。

特許文献４には、特殊な回転円形網状接触体を形成するために、円盤を６分割した扇形形状の網状接触体要素を製造する技術が開示されており、スペーサーや補強杆を貫通させるための貫通孔を形成したり、外周や貫通孔の周囲を圧縮して圧縮部を形成する方法が開示されている。

実公平１−２３５９４号 実公平１−１３６００号 実公平１−１６５５９号 登録実用新案第３０６４７２３号

しかし、特許文献４に記載の方法では、扇形形状のブロックの外周や貫通孔の周囲を圧縮することは開示されているが、熱プレス機の温度条件に関しては全く開示されていない。

本発明者は、特許文献４で開示した製法について更に改良すべく、鋭意検討した結果、扇形形状のブロック（本発明では網状接触体要素前駆体と称する）の外周及び前記貫通孔の周囲のみの熱プレスでは、最終的に製造された回転円形網状接触体を排水処理に用いた場合に、強度的に未だ不十分であり、排水処理に適用した場合に長期運転を可能にする上で改良すべき余地が残されていることがわかった。

そこで、本発明の課題は、強度に優れ、長期間の排水処理に適用可能な網状接触体要素の製造方法および回転円形網状接触体を提供することを課題とする。

また本発明の他の課題は、以下の記載によって明らかとなる。

上記課題は、以下の各発明によって解決される。

（請求項１）
合成繊維糸を立体網状になるように構成し、繊維糸の交点を接着剤により接着してなる合成樹脂繊維ブロックを切断・加工して回転円形網状接触体要素を製造する方法において、
前記合成樹脂繊維ブロックを、円盤状体を半径方向に等分割した扇形形状をなすように切断して網状接触体要素前躯体を作製する工程と、
その後、前記扇形形状の網状接触体要素前躯体に、スペーサーを挿通させるための貫通孔を形成する工程と、
その後、前記網状接触体要素前躯体の外周及び前記貫通孔の周囲を熱プレス機により圧縮して圧縮部を形成する工程と、
前記圧縮部を形成する工程と同時又はその後に前記網状接触体要素前躯体の外周及び前記貫通孔の周囲以外の全面を熱プレス機により、熱加圧処理する工程と、
を有することを特徴とする網状接触体要素の製造方法。

（請求項２）
前記網状接触体要素前躯体の全面を熱プレス機により熱加圧処理する工程で、熱プレス機の温度を１００℃〜１４０℃に調整することを特徴とする請求項１記載の網状接触体要素の製造方法。

（請求項３）
前記網状接触体要素前躯体の全面を熱プレス機により熱加圧処理する工程で、熱プレス機の温度を１２０℃〜１４０℃に調整することを特徴とする請求項１記載の網状接触体要素の製造方法。

（請求項４）
前記網状接触体要素の糸重量Ｆと接着剤の重量Ｌの比が、５０〜６０：５０〜４０の範囲であることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の網状接触体要素の製造方法。

（請求項５）
請求項１〜４の何れかに記載の網状接触体要素の製造方法によって製造された網状接触体要素を複数組み合わせて構成されたことを特徴とする回転円形網状接触体。

本発明によると、網状接触体要素前駆体の外周及び前記貫通孔の周囲以外の全面を熱プレス機により、９０℃〜１４０℃の温度下で空間率が９０％以上９８％以下になるように熱加圧処理する工程を採用したので、繊維糸が解れたりすることがなく、強度的に優れ、長期間の排水処理に適用可能な網状接触体要素の製造方法及び回転円形網状接触体を提供できる。

また熱加圧処理工程後に、５日間以上の静止期間を設けて前記熱圧着された合成繊維の結晶化を促進する工程を採用しているので、更に樹脂糸の結晶化が進み、強度が増加する効果がある。

合成樹脂繊維ブロックの要部斜視図 網状接触体要素前躯体の一例を示す斜視図 熱プレス機による熱プレスの状態を示す図 網状接触体の一例を示す斜視図 本発明の回転円形網状接触体を用いた回転円形網状接触体処理装置の一例を示す要部切欠概略側面図 同上のＶＩ−ＶＩ線概略断面図

以下、本発明の実施の形態について図面に基づいて説明する。

図１は合成樹脂繊維ブロックの要部斜視図であり、同図に示すように、合成樹脂繊維ブロック１は合成繊維糸を立体網状になるように構成されている。この合成樹脂繊維ブロック１は、本発明の回転円形網状接触体を製造する上での原反であり、繊維糸の交点は接着剤により接着されている。

合成繊維糸の材質としては、特に限定されるわけではないが、熱可塑性樹脂が好ましく、より好ましくは塩化ビニリデン樹脂である。塩化ビニリデン樹脂を用いる場合、３８００〜４２００デニールの範囲の太さの繊維糸を用いることが好ましく、より好ましくは３９００〜４１００デニールの範囲である。

接着剤は、一般的にはラテックスなどを用いることができるが、塩化ビニリデン樹脂繊維糸の接着に好ましいのは塩化ビニリデン系樹脂接着剤が挙げられる。

本発明の最初の工程は、前記合成樹脂繊維ブロック１を、切断加工して図２に示す網状接触体要素前躯体２を作製する工程である。網状接触体要素前躯体２は円盤を半径方向に等分割した扇形形状をなすように形成される。図示の例は６分割したものであるが、格別限定されない。

この切断加工工程において、同時にあるいはその後、その扇形形状の網状接触体要素前躯体２に、貫通孔２０を形成する。貫通孔２０の形状は円形である必要はなく、方形状でもよく、またその数も図示に限定されない。貫通孔２０は後述するようにスペーサー装着用の孔として機能する。

次いで、図３及び図４に基づき本発明に係る網状接触体要素の製法の特徴を説明する。先ず図４に示すように、前記網状接触体要素前躯体２の外周２１及び前記貫通孔２０の周囲を熱プレス機により圧縮して圧縮部２５を形成し、圧扁溶着された形態にする。

圧縮部２５を形成すると同時に、あるいはその工程後に、前記網状接触体要素前躯体２の外周２１及び前記貫通孔２０の周囲以外の全面２２を熱プレス機（図３参照）により、熱加圧処理して、網状接触体要素４を得る。

前記網状接触体要素前躯体２の外周２１及び前記貫通孔２０の周囲を熱プレス機３により圧縮して圧縮部を形成する工程は、特許文献４でも採用されていることであり、本発明で特徴とするのは、図３に示すように、前記網状接触体要素前躯体２の外周２１及び前記貫通孔２０の周囲以外の全面２２に熱プレス機３で熱加圧処理することである。このような工程の採用により、繊維糸が解れたりすることがなく、網状接触体要素４から得られる回転網状接触体は強度的に優れる効果がある。

本発明において、熱プレス機の温度（樹脂糸との接触温度）は、９０℃〜１４０℃の範囲に調整されることが好ましく、より好ましくは１００℃〜１４０℃の範囲に調製されることであり、更に好ましくは１２０℃〜１４０℃の範囲に調整されることである。９０℃未満では引張強度が低下し好ましくなく、１４０℃を超えると繊維糸が溶融するおそれがあるので好ましくない。

熱プレス後の網状接触体要素の空間率は、好ましくは９０％以上９８％以下であり、より好ましくは９２％〜９７％であり、更に好ましくは９３％〜９６％である。接触体の接触表面積は理論的には大きいほどよいのであるが、それに伴い空間率が低下し、微生物処理における酸素供給能力、汚泥の閉塞の問題が発生するので、微生物の保持量と処理効率と強度との関係から上記空間率の範囲を見出したものである。

次いで、本発明では、上記の熱加圧処理工程後に、５日間以上の静止期間を設けて前記熱圧着された合成繊維の結晶化を促進する工程を備える。前記静止期間は８日間以上１０日間以下とすることが好ましい。

静止期間は、熱圧着された合成繊維糸の結晶化を促進するものであり、結晶化（アニリーング）が完全に進む日数だけ静止させることが、製品としての回転円形網状接触体の強度を向上させる上で好ましいことを見出した。

本発明で、静止というのは、出荷のような搬送による移動以外に、製品を移動する行為を含まない。

本発明において、前記網状接触体要素の糸重量Ｆと接着剤の重量Ｌの比は、５０〜６０：５０〜４０の範囲であることが好ましい。網状接触体要素の強度の向上（特に引張強度の向上）に寄与する効果がある。

次に、回転円形網状接触体およびそれを用いた回転円形網状接触体処理装置について説明する。

図５は、本発明の回転円形網状接触体を用いた回転円形網状接触体処理装置の一例を示す要部切欠概略側面図であり、図６は同上のＶＩ−ＶＩ線概略断面図である。

本発明の回転円形網状接触体は、上記のようにして得られた網状接触体要素２を複数組み合わせて円形に構成することにより得られる。図６に示す例では６枚の網状接触体要素２が組み合わされて円形の回転円形網状接触体３０が構成されている。

同図において、５０は接触槽であり、該接触槽５０は一定の液面が形成され、複数枚の回転円形網状接触体３０の下方が液面下に浸漬されている。

接触槽５０の底部には、回転円形網状接触体３０の各々に空気を供給するための散気管５１が設けられている。散気管５１は図示しない例えばブロワー等に連設されている。接触槽５０の上部には、カバー５２が設けられ、カバー５２には点検口５３が設けられていてもよい。５４は架台である。回転円形網状接触体３０の貫通孔２０にはスペーサー５５が挿入され、スペーサー５５の両端は主軸５６に直角に取り付けられた支持板５７に固定されている。これによって個々の回転円形網状接触体３０はスペーサー５５によって所定間隔に保たれ、複数の回転円形網状接触体３０によるモジュールが形成される。回転円形
網状接触体の主軸５６は駆動源５８に連設されている。駆動源５８の構成は特に限定されるわけではないが、例えば減速機付きモーター５９、動力伝達機構６０、軸受６１を有している。

上記の装置は図６のように接触槽内の液中に回転円形網状接触体３０の一部を浸漬して回転しているので、該回転円形網状接触体３０の糸表面に微生物を付着した状態にあると、かかる微生物によって有機物を分解し、有機物の微生物転換に応じて微生物は増殖し、糸表面に付着する微生物は増量し、排水中の有機物を連続的に処理できる。処理の具体例については、特開２００１−７９５８１号を援用できる。

以下、実施例により本発明の効果を例証する。

実施例１−４
厚み５０ｍｍ、幅１０００ｍｍ、長さ２０００ｍｍの合成樹脂繊維ブロックを切断加工して図２に示すような網状接触体要素前躯体を作成し、６個の貫通孔を設けた。

貫通孔の周囲及び網状接触体要素前躯体の周囲、ならびに網状接触体要素前躯体の全面を熱プレス機で加熱圧着（プレス）した。加熱温度は１４０℃に設定した。

得られた網状接触体要素について、静止期間を０時間、１７時間、４１時間、１３７時間としたときの引張強度及び伸度をＪＩＳ（Ｌ）１０９６に基づいて測定した。また嵩比重も測定した。その結果を表１に示す。なお、表中の値は３つのサンプル（ｎ＝３）の平均値をとったものである。

参考例１、２
実施例１において、網状接触体要素前躯体の全面を熱プレスしない以外は、同様にして網状接触体要素を作成し、静止期間を０時間、１３７時間としたときの引張強度及び伸度を測定した。また嵩比重も測定した。その結果を表１に示す。なお、表中の値は３つのサンプル（ｎ＝３）の平均値をとったものである。

１：合成樹脂繊維ブロック
２：網状接触体要素前躯体
２０：貫通孔
２１：外周
２２：貫通孔の周囲以外の全面
２５：圧縮部
３：熱プレス機
４：網状接触体要素
３０：回転円形網状接触体
５０：接触槽
５１：散気管
５２：カバー
５３：点検口
５４：架台
５５：スペーサー
５６：主軸
５７：支持板
５８：駆動源
５９：モーター
６０：動力伝達機構
６１：軸受

Claims (5)

1. 合成繊維糸を立体網状になるように構成し、繊維糸の交点を接着剤により接着してなる合成樹脂繊維ブロックを切断・加工して回転円形網状接触体要素を製造する方法において、
   前記合成樹脂繊維ブロックを、円盤状体を半径方向に等分割した扇形形状をなすように切断して網状接触体要素前躯体を作製する工程と、
   その後、前記扇形形状の網状接触体要素前躯体に、スペーサーを挿通させるための貫通孔を形成する工程と、
   その後、前記網状接触体要素前躯体の外周及び前記貫通孔の周囲を熱プレス機により圧縮して圧縮部を形成する工程と、
   前記圧縮部を形成する工程と同時又はその後に前記網状接触体要素前躯体の外周及び前記貫通孔の周囲以外の全面を熱プレス機により、熱加圧処理する工程と、
   を有することを特徴とする網状接触体要素の製造方法。
2. 前記網状接触体要素前躯体の全面を熱プレス機により熱加圧処理する工程で、熱プレス機の温度を１００℃〜１４０℃に調整することを特徴とする請求項１記載の網状接触体要素の製造方法。
3. 前記網状接触体要素前躯体の全面を熱プレス機により熱加圧処理する工程で、熱プレス機の温度を１２０℃〜１４０℃に調整することを特徴とする請求項１記載の網状接触体要素の製造方法。
4. 前記網状接触体要素の糸重量Ｆと接着剤の重量Ｌの比が、５０〜６０：５０〜４０の範囲であることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の網状接触体要素の製造方法。
5. 請求項１〜４の何れかに記載の網状接触体要素の製造方法によって製造された網状接触体要素を複数組み合わせて構成されたことを特徴とする回転円形網状接触体。

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