JP7301098B2 - シート積層体、気体供給体用袋の製造方法、気体供給体、供給体ユニット、及び廃水処理装置 - Google Patents
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Description
シート積層体であって、
基材と、気体透過性無孔層と含み、
前記基材が微多孔膜である、シート積層体。
式(1):MA=W×Q2.8×10-6 〔W:微生物支持層の目付量(g/m2)、Q:酸素透過性(g/(m2・d))〕
(バイオフィルム評価条件)
(1)シート積層体を内寸7cmの立方体の1つの鉛直側面に配置し、密閉された評価槽を有機物含有水で満たす。
(2)(上記有機物含有水の組成)溶性でんぷん:0.8g/L、ペプトン:0.084g/L、イーストエキス:0.4g/L、尿素:0.052g/L、CaCl2:0.055g/L、KH2PO4:0.017g/L、MgSO4・7H2O:0.001g/L、KCl:0.07g/L、NaHCO3:0.029g/L。溶媒は水道水。
(3)有機物の分解を担う微生物として微生物を含む土壌である、水田土壌を5g添加し、評価槽は30±2℃に維持された恒温槽内に配置され、スターラーを用いて連続的に撹拌を
行っている条件下で、3.5日毎に前記評価槽内の液をすべて排出する。
(4)有機物含有水を入れ替える作業を28日間継続したのちに、有機物含有水を前記評価槽に満たし(時点Ta)、3日経過後(時点Tb)の前記シート積層体において、シート積層
体を取出す。ここでは、水田土壌の質量は水田土壌の水分散液を遠心分離し、上清を捨てた後の質量で規定される。
最外側層が液体に接触するように液体中に浸漬された状態で、内側に供給される酸素を外側へ透過させることで、酸素を前記液体中に供給するものであって、
下記酸素供給試験に示す方法にて算出される前記液体への酸素供給性能が、25g/m2以上である、項1~7のいずれか1項に記載のシート積層体。
(酸素供給試験)
一辺が7cmの立方体状を呈し、1つの鉛直側面が前記シート積層体によって構成されている密閉槽の内部に、下記(a)を有するイオン交換水を入れた後、スターラー用回転子の回転で前記イオン交換水を攪拌しながら、前記密閉槽の内部における酸素濃度を連続的に測定する酸素濃度測定試験を行った場合において、前記酸素濃度測定試験で測定された酸素濃度の時系列データに基づき酸素供給性能を算出する。
(a)亜硫酸ナトリウムが100mg/Lの濃度で添加され、塩化コバルト(II)無水物が4mg/L以上の濃度で添加されている。
最外側層が液体に接触するように液体中に浸漬された状態で、内側に供給される酸素を外側へ透過させることで、酸素を前記液体中に供給するものであって、
短期耐圧力が、0.2MPa以上である、項1~8のいずれか1項に記載のシート積層体。
酸素を廃水中に供給するものであって、
下記水透過測定条件で、水が通過した板材の貫通孔の数が、50以下である、項1~9のいずれか1項に記載のシート積層体。
(水透過測定条件)
直径が3mmの貫通孔が4mmピッチの格子状で813形成されている板材と前記シート積層体とを対向配置した状態で、前記シート積層体に0.02MPa以上1MPa以下の水圧を50日間印加する水圧印加試験を行った場合に、水が通過した前記貫通孔の数を測定する。
前記基材は、熱可塑性樹脂から形成されており、
一又は複数の前記シート積層体の前記基材同士を熱融着して製袋することで、前記袋を得る気体供給体用袋の製造方法。
X=E/(P×A) 式(2)
E:気体透過性不透水性層の弾性パラメータ(N/10mm)
P:シートにかかる水圧(kPa)であり、シート実効高さをH(m)として、P=10×Hの関係式で表される。
A:気体送出層表面の通気孔の直径(mm)
本発明の実施形態1に係るシート積層体や、当該シート積層体を備える気体供給体や、気体供給体が配置された廃水処理装置について、図面を参照しながら説明する。
本実施形態の廃水処理装置50は、廃水Wに含まれる好気性微生物の働きを利用して、廃水W中の少なくとも1つの有機物または窒素源を分解して廃水Wの浄化処理を行う。図1~図3に示すように、廃水処理装置50は、廃水処理槽51と、供給体ユニット52と、気体供給源53(図1参照)と、を備えている。
図1~図3に示すように、廃水処理槽51は、廃水Wが貯留される有底の容器であって、互いに対向する側面に流入口51aと流出口51bとが設けられている。
図1に示すように、供給体ユニット52は、気体供給体10がユニット化されたものであり、廃水処理槽51の内部に配置される。図示例では、供給体ユニット52は、平行に配列された複数の気体供給体10によって構成されている。供給体ユニット52は、使用時において、各気体供給体10の上端部分を除いた部分が廃水W中に浸漬されるように配置される。
供給体ユニット52を構成する各気体供給体10とは、廃水処理槽51の廃水W中に浸漬された状態で、開口21bから供給された気体を、廃水W中に供給する構造体である。気体供給体10を介して廃水W中に供給される気体としては、廃水W中の好気性微生物の活性化を促すために、酸素を含む気体であることが好ましい。具体的には、空気であってもよいし、純酸素であってもよい。図示の例では、気体供給源53からの気体が開口21bに供給されるようになっており、気体供給源53として送気装置等を用いることができる。なお製造コストを安価に抑える観点から、気体供給源53を使用せずに、開口21bから大気中の空気をそのまま気体供給体10に取り入れてもよい。
図5は、気体送出層12を示す斜視図である。気体送出層12は、中空板状部材であり、紙、樹脂、金属のいずれかから形成される。気体送出層12とは、第1端側から供給された気体を第1方向に沿って送出する気体流路Sを有する構造体である。気体供給源53(図1)からの気体、或いは開口21b近傍にある空気は、開口21b(図4)を介して気体送出層12の上端部(気体送出層12における気体供給側の端部)に供給される。気体送出層12は、上端部に供給された気体を第1方向(図5中の2点差線参照)に送出する気体流路Sを有しており、側面の気体通過孔13から気体を放出する。
シート積層体21は、最外側層が液体(廃水)に接触するように液体中(廃水中)に浸漬された状態で、内側(気体送出層12側)に供給される酸素を外側へ透過させることで、酸素を液体中(廃水中)に供給する。当該シート積層体21は、気体供給体10が廃水処理槽51内に浸漬された状態において、内側(気体送出層12)から外側(廃水W)へ空気を透過させ、かつ外側(廃水W)から内側(気体送出層12)へ廃水を透過させない特性を有する。これにより、廃水W中の好気性微生物は、図6に示すように、継続的に空気(酸素)が供給されるシート積層体21の表面21aに集まってくる。よって、シート積層体21の表面21aに微生物が付着して、バイオフィルム214が形成される。そして、廃水Wに含まれるか、もしくは表面21aに保持されている微生物の働きによって、水中に溶解、もしくは分散している微小個体状の有機物、もしくは窒素化合物が分解されて、廃水が浄化される。
基材211は、熱可塑性樹脂から形成される微多孔膜である。前記微多孔膜とは、微細な貫通孔を多数設けた膜である。基材211の素材として、ポリオレフィン、ポリスチレン、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリアリールスルホン、ポリメチルペンテン、ポリテトラフルオロエチレン、及びポリフッ化ビニリデンを含めたフッ素樹脂、ポリブタジエン、ポリ(ジメチルシロキサン)を含めたシリコーンベースのポリマー、およびこれらの材料のコポリマーから選ばれるポリマー材料を含む等を含んでもよい。
で測定される値である。
とがより好ましい。前記細孔径は、表面を走査型電子顕微鏡(SEM)により観察し、その
観察像から以下に示す方法により求めた細孔径である。観察倍率は、観察する対象物の細孔径が適切に算出できる倍率であれば、任意の倍率で観察することができる。
(細孔径を求める方法)
SEM観察で得られた像について、2値化処理を行い、画像解析的に、細孔径を算出する
。算出の際には、細孔径は楕円近似を行い、楕円の長軸の長さを細孔径として、その平均値を評価する。
Materials社製、パームポロメーター(CFP-1500-AEC)を用いることができる。試験条件としては例えば、試験温度は室温(20℃±5℃)、湿潤液はG
alwick(表面張力15.7dynes/cm)、加圧気体は圧縮空気、用いる試料の直径は33mm、供給圧力最大値は250psi、差圧の上昇速度は4psi/分で測定することができる。湿潤サンプル作成の際には、サンプルが浸漬されている湿潤液をデシケータに入れ、脱気することでサンプルを十分に湿潤させることができる。
気体透過性無孔層212とは、前記基材の孔より径の小さい細孔径の孔を有するか、もしくは、孔の径を検出できず、かつ、気体を透過可能な層である。気体透過性無孔層212の細孔径は、基材211の細孔径と同様の方法で測定できる。
である成分は、合成が容易であり、化学的安定性が良好であるからである。また、特に耐溶剤性が良好なポリオルガノシロキサンを用いようとする場合には、更にメチル基、フェニル基またはこれら両者の組み合わせと3,3,3-トリフルオロプロピル基との組み合わせであることが好ましい。また、前記シリコーン系樹脂組成物には、オルガノアルコキシシランが含まれていてもよい。オルガノアルコキシシランとしては、例えば次の化学式で表される化合物が挙げられ、単独で用いても2種類以上を用いてもよい。Me3SiOCH3、Me2Si(OCH3)2、MeSi(OCH3)3、Si(OCH3)4、Me(C2H5)Si(OCH3)2、C2H5Si(OCH3)3、C10H21Si(OCH3)3、PhSi(OCH3)3、Ph2Si(OCH3)2、MeSiOC2H5、Me2Si(OC2H5)2、Si(OC2H5)4、C2H5Si(OC2H5)3、PhSi(OC2H5)3、Ph2Si(OC2H5)2。
さらに、前記シリコーン系樹脂組成物には、オルガノシラノールが含まれていてもよい。オルガノシラノールとしては、例えば次の化学式で表される化合物が挙げられ、単独で用いても2種類以上を用いてもよい。Me3SiOH、Me2Si(OH)2、MePhSi(OH)2、(C2H5)3SiOH、Ph2Si(OH)2、Ph3SiOH。
触媒としてはオクチル酸亜鉛、オクチル酸鉄、またはコバルト、スズなどの有機酸塩、あるいはアミン系の触媒を使用してもよく、加熱によって反応を進行させてもよい。
触媒として、酸、アルカリ、有機スズ化合物や有機チタン化合物などを添加してもよい。加水分解性基としては、アルコキシ基、アセトキシ基、オキシム基、アミノキシ基、プロペノキシ基などを用いてもよい。
反応を促進する過酸化物硬化剤として、有機過酸化物やアシル系有機過酸化物、アルキル系有機過酸化物等を添加してもよい。アシル系有機過酸化物としては例えば、p-メチルベンゾイルパーオキサイド等を用いてもよい。アルキル系有機過酸化物としては例えば、2,5ジメチル-2,5ビス(t-ブチルパーオキシ)ヘキサンやジクミルパーオキサイド等を用いてもよい。反応温度は例えば120℃以上であり、また、2次加硫(ポストキュア)を行ってもよい。添加する過酸化物硬化剤の添加量は樹脂の固形分に対して0.1~10質量%が好適である。
アルケニル基は例えばビニル基が好適に用いられる。反応温度は常温でもよく、加温してもよい。また、反応は開放系で実施してもよく、密閉系で実施してもよい。アルケニル基とヒドロシリル基との付加反応に用いる組成物を得る過程では、窒素、リン、硫黄などを含む有機化合物、スズ、鉛などの金属のイオン性化合物、アセチレン等不飽和基を有する化合物、アルコール、水、カルボン酸を除去する添加剤を加えてもよいし、除去する工程を用いてもよい。
紫外線硬化型シリコーン系樹脂としては、ラジカル反応タイプ(アクリル型、メルカプト型)、ラジカル反応/縮合反応併用タイプ(メルカプト/イソプロペノキシ型、アクリル/アルコキシ型)、紫外線活性な白金触媒を使用した付加反応タイプを用いてよい。
シリコーン系樹脂に粘着性(接着性)を付与する方法としては例えば、粘着性を付与するシリコーンポリマーを添加する方法が好適に用いられる。粘着性を付与するシリコーンポリマーとしては例えば、MQレジンが好適に用いられる。MQレジンとは1官能基のモノマー(M単位)と4官能基のモノマー(Q単位)から合成された3次元構造をもつポリマーである。前記3次元構造を持つポリマーの分子量は好ましくは10~100000であり、より好ましくは100~10000である。各官能基のモノマーの有機基としては、メチル基を用いるのが好適であるが、付加反応型のシリコーン系樹脂の場合、アルケニル基を用いることが好適である。シリコーン系樹脂に対するMQレジンの含有量はシリコーン系樹脂の強度と粘着性を両立する観点から、好ましくは固形分換算で10~99質量%であり、より好ましくは20~80質量%である。本発明においては、粘着性を付与するシリコーンポリマーを得る際に、適宜、2官能基のモノマー(D単位)、3官能基のモノマー(T単位)を添加してもよく、他の官能基を有するモノマーやオリゴマーを添加してもよい。
等)、分散剤、接着助剤(シランカップリング剤等)、接着促進剤(有機金属化合物等)、反応制御剤、増量剤(結晶性シリカ、炭酸カルシウム、タルク等)、耐熱向上剤(酸化鉄、参加セリウム、酸化チタン等)、難燃剤(酸化チタン、カーボン等)、熱伝導性充填剤、導電剤、表面処理剤、顔料、染料、または希土類、チタン、ジルコン、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル等の金属酸化物、水酸化物、炭酸塩、脂肪酸塩が挙げられる。
ぎる場合がある。
、「プライマーD」、「プライマーA-10」、「プライマーR-3」、「プライマーA-20」(信越化学工業社製)等を用いることができる。
、20g/m2以上200g/m2以下であることがより好ましい。気体透過性無孔層212の目付量
は、気体透過性無孔層212が積層される前の基材の目付量E(g/m2)と、気体透過性無
孔層が積層された後の気体透過性無孔層212と基材の目付量F(g/m2)の差、D(g/m2)として下以下の関係式(1)により求められる。
D=F-E
積当たりの質量で測定される値である。
以上200um以下であることがより好ましい。上記の気体透過性無孔層212の厚さはJIS1913:2010一般不織布試験方法6.1厚さの測定方法で測定される値である。
微生物支持層213は、その表面もしくは内部に微生物を保持する層であり、内部に微生物が生育可能な空間を有し、水中の有機物が通過可能である。微生物支持層213の素材としては、例えば、メッシュ、織布、不織布、発泡体、又は微多孔膜等の多孔性シートが挙げられる。多孔性シートの素材は、ポリオレフィン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、メチルセルロース樹脂、エチルセルロース樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、酢酸ビニル樹脂、フェノール樹脂、フッ素樹脂及びポリビニルブチラール樹脂、ポリイミド、ポリフェニレンスルフィド、パラ系およびメタ系アラミド、ポリアリレート、炭素繊維、ガラス繊維、アルミニウム繊維、スチール繊維、セラミック等が挙げられる。微生物付着性と加工性を考慮すると、ポリオレフィン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂、炭素繊維が好ましい。
本実施形態の気体供給体10の製造方法は、図7に示すフローチャートに従って行われる。以下、図7を参照して、気体供給体10の製造方法を説明する。
21からなる袋を成形してもよい。あるいは、中空糸状のシート積層体21を連続成型によって得ることもできる。例えば、基材を連続的に気体透過性無孔層212の原料液に浸漬し、必要に応じて熱処理や冷却等で固定しシート積層体21を得てもよいし、中空形状の基材上に連続的に気体透過性無孔層212の原料液を金型を利用して配置し、必要に応じて熱処理や冷却等で固定しシート積層体21を得てもよい。
ることができる。
一辺の長さが7cmである立方体状を呈し、1つの鉛直側面が膜によって構成されている密閉槽の内部に、イオン交換水を入れた後、23~27℃の環境下で、スターラーの回転子の回転により前記イオン交換水を攪拌しながら、前記密閉槽の内部における酸素濃度を連続的に測定する。イオン交換水は、亜硫酸ナトリウムが100mg/Lの濃度で添加され、塩化コバルトが1.5mg/L以上の濃度で添加されたものである。スターラーとして小池精密機器製作所社製の「HE-20GB」を使用でき、回転数はHIGHレンジにて
目盛7に設定される。酸素供給性能の評価は、23℃から27℃の環境下で行い、測定した酸素濃度の時系列データから、時間t(h)に対する酸素不足量の常用対数Y=log10(Cs-C)との相関から近似直線を求め、当該近似直線の時間tに対するYの傾きZを求める。Csは
測定温度Tにおける液相の飽和酸素濃度、Cは測定時間tにおける液相の酸素濃度測定値で
ある。傾きZから、酸素供給速度Q(gO2/m2/day)が、下記式(2)に従い算出される。
本発明の実施形態2に係る気体供給体110について、図10および図11を用いて説明すれば以下の通りである。
いることができる。
上記実施形態1,2では、平面状の気体供給体10を用いた例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、気体供給体10は巻回されていてもよいし、筒状に成型された気体供給体を用いてもよい。
実施例1は、微生物支持層213、基材211、気体透過性無孔層212の順に積層したものである。基材211として、積水化学工業社製セルポアNW07Hに含まれる微多孔膜を使用し、微生物支持層213として、上記セルポアNW07Hに含まれるポリオレフィン不織布を使用した(セルポアNW07Hは、不織布、微多孔膜、不織布の3層構成であるが、このうち、片方の不織布を微生物支持層213として使用し、ポリオレフィン微多孔膜を基材211として使用した)。基材211の厚みは90umであった。微生物支持層213の目付量は10g/m2、厚みは25umであった。
静置することで、基材211上に気体透過性無孔層212を積層している。上記シリコーン樹脂として、旭化成ワッカーシリコーン社製の型番「NC1910」を使用しており、当該シリコーン樹脂の硬化後における目付量は20g/m2である。
実施例2は、気体透過性無孔層212を形成するためにシリコーン樹脂の代りに大日精化工業社製の型番「ハイムレンY-237NS」のウレタン樹脂を用いたことや、当該樹脂の目
付量を10g/m2にした以外は実施例1と同様である。
実施例3は、気体透過性無孔層212を構成する樹脂の目付量を40g/m2とした以外
は実施例1と同様である。
実施例4は、気体透過性無孔層212を構成する樹脂の目付量80g/m2とした以外は、実施例1と同様である。
実施例5は、基材211として、スリーエム社製マイクロポーラスフィルム(厚み40um)を用いた以外は実施例3と同様である。
実施例6は、基材211として、三菱樹脂社製エクセポールE BSPBX-4(膜厚23μm)を用いた以外は実施例4と同様である。
実施例7は、微生物支持層213として、ユニチカ社製エルベスSO203WDO(目付量20g/m2)を用いた以外は実施例3と同様である。
実施例8は、微生物支持層213として、ユニチカ社製エルベスT0503WDO(目付量50g/m2)を用いた以外は実施例3と同様である。
実施例9は、気体透過性無孔層212を構成する樹脂の目付量を100g/m2とした以外
は、実施例1と同様である。
実施例10は、微生物支持層213として、ユニチカ社製エルベスT0703WDO(目付量70g/m2)を用いた以外は実施例5と同様である。
実施例11は、気体透過性無孔層212を構成する樹脂の目付量を8g/m2とした以外は、実施例1と同様である。
実施例12は、気体透過性無孔層212をリバースロールコーターとそれに付随する加熱装置にて連続的に作製したこと以外は、実施例1と同様である。
実施例13は、気体透過性無孔層212をスリットコーターとそれに付随する加熱装置にて連続的に作製すること以外は、実施例5と同様である。
実施例14は、基材211上に紫外線硬化性のシリコーン樹脂混合液を、リバースロールコーターを用いて塗布したのち、紫外線照射にて硬化させたこと以外は、実施例1と同様である。
実施例15は、基材211として、積水フィルム製透湿フィルム、セルポアNW07Hの微
多孔膜のみを用い、前記微多孔膜上に実施例2と同様の方法で樹脂層を積層した。前記樹
脂層の上に上記セルポアNW07Hに含まれるポリオレフィン不織布を積層し、70℃の雰囲気下に1時間静置し、基材211、気体透過性樹脂層、微生物支持層213の順の実施例10のシート積層体を得た。
実施例16は、微生物支持層213を用いなかったこと以外は、実施例1と同様である。
比較例1は、気体透過性無孔層を用いないこと以外は、実施例1と同様である。
比較例2は、基材211にポリエステル系の不織布であるユニチカ社製の型番「マリックス 82607WSO」を用い、前記不織布上に樹脂層を実施例1と同様の方法で積層した。気
体透過性無孔層の樹脂の目付量は20g/m2であった。
リーク圧力を確認する試験では、主にJIS K 6404-7:1999、A21:高水圧
-小形試料法(動圧法)の一部を改変した方法で、リーク圧力を計測した。リーク圧力は、試験片を通して水が最初に現れた際の圧力計の値である。以下、高水圧-小形試料法(動圧法)との相違点を挙げる。
、試験に用いる水は、食紅を添加したイオン交換水とした。水圧を上げる速度は、1分間あたり0.1MPaとした。
酸素供給性能を確認する試験では、実施形態1の(酸素供給性能試験)に示す方法にて、酸素供給速度Q(gO2/(m2・d))を求めた。
浄化処理性能試験では、一辺が7cmの立方体状を呈し、1つの鉛直側面がシート積層体によって構成されている密閉槽の内部に、下記の特徴(1),(2),(3)を有する有機物含有水を入れた状態で、温度が30±2℃とされた恒温槽の内部に前記密閉槽が配置される。
(1)溶性でんぷんが0.8g/L、ペプトンが0.084g/L、イーストエキスが0.4g/L、尿素が0.052g/L、CaCl2が0.055g/L、KH2PO4が0.017g/L、MgSO4・7H2Oが0.001g/L、KClが0.07g/L
、NaHCO3が0.029g/Lの濃度で添加されている。
(2)溶媒が水道水である。
(3)有機物の分解を行う微生物として土壌微生物が5g添加されている。
の式(3)から、有機物除去率Rが求められる。
R=(1-B/A)×100 (3)
長期リーク性能は廃水処理装置に配置されたシート積層体の空気側表面を目視観察にて、もしくは、塩化コバルト紙を用いて漏水の有無を確認し評価した。
比較例1を用いて廃水処理装置を構成し性能を評価すると、2か月後にはシートの空気側への漏水が見られ、長期リーク性能は不良であった。また漏水のため、比較例1の浄化処理性能は測定できなかった。
た。また比較例2を用いた廃水処理装置においても、2か月後にシートの空気側への漏水が見られ、長期リーク性能は不良であった。また漏水のため、比較例2の浄化処理性能は測定できなかった。
次に本発明の実施形態3について説明する。図14は、実施形態3に係る気体供給体80を示す鉛直断面図である。
積層されるものであってよい。この場合も、気体透過性無孔層212は、粘着性を有するものとされる。
てもよい。また、塗布の際には、トルエンやキシレン等の溶剤を混合してもよい。
反応、シラノール基と加水分解性基間の縮合反応、メチルシリル基(Si-CH3)、ビニルシリル基(Si-CH=CH2)の有機過酸化物による反応、ビニルシリル基とヒドロシリル基(Si-H)との付加反応、紫外線による反応、電子線による反応等を用いてもよい。
触媒としてはオクチル酸亜鉛、オクチル酸鉄、コバルト及びスズなどの有機酸塩、並びにアミン系の触媒からなる群より選択される一種以上を使用してもよく、加熱によって反応を進行させてもよい。
触媒として、酸、アルカリ、有機スズ化合物や有機チタン化合物などを添加してもよい。加水分解性基としては、アルコキシ基、アセトキシ基、オキシム基、アミノキシ基、プロペノキシ基などを用いてもよい。
反応を促進する過酸化物硬化剤として、有機過酸化物やアシル系有機過酸化物、アルキル系有機過酸化物等を添加してもよい。アシル系有機過酸化物としては例えば、p-メチルベンゾイルパーオキサイド等を用いてもよい。アルキル系有機過酸化物としては例えば、2,5ジメチル-2,5ビス(t-ブチルパーオキシ)ヘキサンやジクミルパーオキサイド等を用いてもよい。反応温度は例えば120℃以上であり、また、2次加硫(ポストキュア)を行ってもよい。添加する過酸化物硬化剤の添加量は樹脂の固形分に対して0.1~10質量%が好適である。
アルケニル基は例えばビニル基が好適に用いられる。反応温度は常温でもよく、加温してもよい。また、反応は開放系で実施してもよく、密閉系で実施してもよい。アルケニル基とヒドロシリル基との付加反応に用いる組成物を得る過程では、窒素、リン、硫黄などを含む有機化合物、スズ、鉛などの金属のイオン性化合物、アセチレン等不飽和基を有する化合物、アルコール、水、カルボン酸を除去する添加剤を加えてもよいし、除去する工程を用いてもよい。アルケニル基とヒドロシリル基との付加反応を用いる場合、ビニル基を有するポリシロキサンやハイドロジェンポリシロキサンが好適に用いられる。ビニル基を有するポリシロキサンとしては、23℃において1~100000mPa・sの粘度を有する、直鎖状のポリシロキサンが好適に用いられる。前記ポリシロキサンは1分子中にビニル基を1個以上含む。ビニル基を有するポリシロキサンの具体例としては、分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルビニルシロキサン共重合体、分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖メチルビニルポリシロキサン、分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルビニルシロキサン・メチルフェニルシロキサン共重合体、分子鎖両末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン、分子鎖両末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖メチルビニルポリシロキサン、分子鎖両末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルビニルシロキサン共重合体、分子鎖両末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルビニルシロキサン・メチルフェニルシロキサン共重合体、分子鎖両末端トリビニルシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン等が挙げられる。これらのポリシロキサンは、一種単独で使用しても、二種以上を組み合わせて使用してもよい。
ジメチルハイドロジェンシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン、分子鎖両末端ジフェニルハイドロジェンシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン、分子鎖両末端ジメチルハイドロジェンシロキシ基封鎖メチルフェニルポリシロキサン、分子鎖両末端ジメチルハイドロジェンシロキシ基封鎖ジフェニルポリシロキサン、分子鎖両末端ジメチルハイドロジェンシロキシ基封鎖メチルフェニルシロキサン・ジメチルシロキサン共重合体、分子鎖両末端ジメチルハイドロジェンシロキシ基封鎖ジフェニルシロキサン・ジメチルシロキサン共重合体およびこれらの2種以上の混合物が挙げられる。
反応制御剤はシリコーン系樹脂を調合ないし基材に塗工などの加工を施す際に、硬化前に増粘やゲル化をおこさないようにするために添加するものである。反応制御剤としては、アルケニル基を複数個有する低分子量のポリシロキサンや、アセチレンアルコール系の化合物等が用いられる。
紫外線硬化型シリコーン系樹脂としては、ラジカル反応タイプ(アクリル型、メルカプト型)、ラジカル反応/縮合反応併用タイプ(メルカプト/イソプロペノキシ型、アクリル/アルコキシ型)、紫外線活性な白金触媒を使用した付加反応タイプを用いてよい。
アクリル型ラジカル反応タイプではシロキサンに気都合したアクリル基を有する有機基を光増感剤の存在下でラジカル重合反応させる。
シリコーン系樹脂に粘着性を付与する方法としては例えば、粘着性を付与するシリコーンポリマーを添加する方法が好適に用いられる。粘着性を付与するシリコーンポリマーとしては例えば、MQレジンが好適に用いられる。MQレジンとは1官能基のモノマー(M
単位)と4官能基のモノマー(Q単位)から合成された3次元構造をもつポリマーである。前記3次元構造を持つポリマーの分子量は好ましくは10~100000であり、より好ましくは100~10000である。各官能基のモノマーの有機基としては、メチル基を用いるのが好適であるが、付加反応型のシリコーン系樹脂の場合、アルケニル基を用いることが好適である。シリコーン系樹脂に対するMQレジンの含有量はシリコーン系樹脂の強度と粘着性を両立する観点から、好ましくは固形分換算で10~99質量%であり、より好ましくは20~80質量%である。本発明においては、粘着性を付与するシリコーンポリマーを得る際に、適宜、2官能基のモノマー(D単位)、3官能基のモノマー(T単位)を添加してもよく、他の官能基を有するモノマーやオリゴマーを添加してもよい。
1820」、「KE-1056」、「KE-1800T」、「KE-66」、「KE-1031」、「KE-12」、「KE-1300T」、「SD4584PSA」、「KS-847T」、「KF-2005」、「KNS-3002」、「KR-100」、「KR-101-10」、「KR-130」、「KR-3600」、「KR-3704」、「KR-3700」、「KR―3701」、「X-40-3237」、「X-40-3291-1」、「X-40-3240」、「シーラント45」、「シーラントマスター300」、「シーラント72」、「KE-42」、「シーラント70」、「KE-931-U」、「KE-9511-U」、「KE-541-U」、「KE-153-U」、「KE-361-U」、「KE-1950-10」、「KEG-2000-40」、「KE-2019-40」、「KE-2090-50」、「KE-2096-60」(信越化学工業社製)等を用いることができる。シリコーン系樹脂にはさらに、触媒を添加してもよい。触媒としては、オクチル酸亜鉛、オクチル酸鉄、コバルト、錫などの有機酸塩、アミン系の触媒を用いることができる。また、有機錫化合物、有機チタン化合物、白金化合物も用いることができる。触媒としては、例えば、「CAT-PL-50T」(信越化学社製)、「NC-25」(東レ・ダウコーニング社製)を用いることができる。また、塗布の際には、トルエンやキシレン、もしくは、アルコール類等の溶剤を添加してもよい。プライマーとしては「プライマーAQ-1」「プライマーC」、「プライマーMT」、「プライマーT」、「プライマーD」、「プライマーA-10」、「プライマーR-3」、「プライマーA-20」(信越化学工業社製)等を用いることができる。
さの測定方法で測定される値であると定義される。
シート積層体81は、膜形成用樹脂組成物を基材211上に浸漬、多層押出、塗布、積層することで作成されてもよい。基材211としては、酸素等を透過させることができれば特に限定はなく、公知のものを広く採用することができる。具体的には、微細孔膜、多孔性シート、および酸素透過性の高い非多孔質膜からなる群より選択される一種以上を採用することが好ましい。基材211が気体透過性を有していないと、バイオフィルム214に十分な酸素を送り込むことができず、その結果、安定なバイオフィルム214を形成することができない。
基材として、住化積水フィルム社製セルポアNW07Hにおける微細孔膜の片側に補強層と
してNW07Hに用いられているポリエチレン、ポリエステル製不織布をサーマルラミネートした基材(厚さ150μm)(1)を準備した。次に、固形分濃度60質量%の付加硬
化型シリコーン粘着剤原液(商品名SD-4560、東レ・ダウコーニング株式会社製)70質量部に対して、固形分濃度40質量%の付加硬化型シリコーン粘着剤原液(商品名SD-4587L、東レ・ダウコーニング株式会社製)30質量部、希釈溶剤としてトル
エン54質量部、硬化触媒として白金触媒(商品名NC-25、東レ・ダウコーニング株式会社製)0.3質量部を均一に混合し、膜形成用樹脂組成物(2)を得た。(2)を(
1)の不織布がラミネートされていない面に塗布した後に、130℃の雰囲気下に30分静置
し硬化させることにより、厚み180μmの膜を得た。硬化後、膜上に不織布としてエルベスII(30g/m2)(ユニチカ株式会社製)を積層し、実施例17のシート積層体を得た。
エルベスIIを積層しなかったこと以外は実施例17と同様の方法で、シート積層体を得た。
粘着性のないシリコーンシート(アズワン社製、極薄シリコンシート、品番3-3066-01
、厚み0.1mm)をシート積層体として用いた。
実施例17で用いた基材(1)におけるフィルム面(不織布をラミネートしていない面)に対して、硬化型シリコーン樹脂(信越化学工業社製:KS-847H) 99質量部
に対して硬化剤(信越化学工業社製:PL-50T) 1質量部加えた混合物を得た。当
該混合物を、トルエン/MEK混合溶媒(混合比率は1:1)を使用して2質量%に調整し、バーコーターを用いて塗布した。その後、140℃で1分間加熱乾燥させることで総厚み180μmとなるシート積層体を得た。
内寸7cmの立方体の1つの鉛直側面にシート積層体が配置され、密閉された評価槽を使用した。評価槽のシート積層体と対向する面は厚さ1mmの透明塩ビ素材を用いた。それ以外の面は厚さ10mmの塩ビ素材を用いた。前記シート積層体の空気側には、シート積層体の水圧による変形を防止する目的で、ポリプロピレン製メッシュ(ダイオ化成社製クラウンネット24メッシュ)を積層した。評価槽を下記組成の有機物含有水で満たし、さらに、有機物の分解を担う微生物として微生物を含む土壌である、水田土壌を5g添加した。ここでは、水田土壌の質量は水田土壌の水分散液を遠心分離し、上清を捨てたのちの質量で規定される。前記評価槽は30±2℃に維持された恒温槽内に配置され、スターラーを用いて連続的に撹拌を行っている条件下で静置した。スターラー はアズワン社製
マグネチックスターラーB-1用コントローラCB-4とマグネチックスターラーB-1とを用い、コントローラの目盛りは4に設定した。電源の周波数は60Hzであった。回転子はアズワン社製回転子(PTFE樹脂製)長さ30×φ8mmを1個使用した。電源の周波数は60Hz
であった。3.5日毎に前記評価槽内を恒温槽から取出し、前記評価槽内の液をすべて排出
し、前記有機物含有水を入れ替える作業を70日間継続した。(つまり、「3.5日間の有機物含有水の攪拌→評価槽内の有機物含有水を排出→有機物含有水を評価槽内に投入」の作業を、繰り返す)。そしてこの後、前記評価槽に前記有機物含有水を満たして、CODCr濃度を測定する。処理前のCODCr濃度A(mg/L)および3.5日後のCODCr濃度をB(mg/L)とすると、以下の式(4)から、有機物除去率Rが求められる。
R=(1-B/A)×100
なお、前記評価槽の上部には、内寸直径2cmの排出口が設けられており、評価槽を鉛直逆さにすることで液を排出できる。上記の廃水処理性能試験から求められる有機物除去率Rが、30日目と70日目において80%以上であることが、シート積層体が安定的な処理性能を保持する性能を有すると定義した。)(表3には8、30、70日目の有機物除去率Rを処理状況の列に、80%以上を〇、79%以下を△として記載した。)
溶性でんぷん:0.8g/L、ペプトン:0.084g/L、イーストエキス:0.4g/L、尿素:0.052g/L、CaCl2:0.055g/L、KH2PO4:0.017g/L、MgSO4・7H2O:0.001g/L、KCl:0.07g/L、NaHCO3:0.029g/L。溶媒として、積水化学工業株式会社京都研究所における水道水を用いた。
バイオフィルム保持性の評価は、上記廃水処理性能試験において前記評価槽を鉛直逆さにして得た排出水を用い廃水交換の度に行った。バイオフィルム保持性は排出水の懸濁物質濃度SC(mg/L)を用いて評価した。懸濁物質濃度SCは、排出水中の懸濁物質量SW(mg)と排出水の体積V(L)から、式(5)を用いて算出した。
SC=SW/V
実施例17,18においては、70日間の全測定期間にわたり、懸濁物質濃度SCが100mg/L以上である回数が3回未満であった。そのため、実施例17,18においてバイオフィルムの安定的な保持が確認できた。また、廃水処理性能試験においても安定的な処理が確認された。
次に本発明の実施形態4について説明する。
MA=W×Q2.8×10-6
〔W:微生物支持層の目付量(g/m2)、Q:酸素透過性(g/(m2・d))〕
微生物支持層は、実施形態1に示した素材により上記した態様となるように、公知の方法で形成することが可能である。中でも、多孔質基材の表面処理により、微生物支持層を形成することが好ましい。かかる手法を採用することにより、表面処理で多孔質基材表面の粗さとゼータ電位とを向上させることが可能であり、その結果、微生物付着性が向上する。
チルアミンを反応させることが行うことも好ましい。
(バイオフィルム評価条件)
(1)シート積層体を内寸7cmの立方体の1つの鉛直側面に配置し、密閉された評価槽を下記組成の有機物含有水で満たす。
(2)(上記有機物含有水の組成)溶性でんぷん:0.8g/L、ペプトン:0.084g/L、イーストエキス:0.4g/L、尿素:0.052g/L、CaCl2:0.055g/L、KH2PO4:0.017g/L、MgSO4・7H2O:0.001g/L、KCl:0.07g/L、NaHCO3:0.029g/L。溶媒は水道水。
(3)有機物の分解を担う微生物として微生物を含む土壌である水田土壌を5g添加し、評価槽は30±2℃に維持された恒温槽内に配置され、スターラーを用いて連続的に撹拌を行
っている条件下で、3.5日毎に前記評価槽内の液をすべて排出する。
(4)有機物含有水を入れ替える作業を28日間継続したのちに、有機物含有水を前記評価槽に満たし(時点Ta)、3日経過後(時点Tb)の前記シート積層体において、シート積層
体を取出す。ここでは、水田土壌の質量は水田土壌の水分散液を遠心分離し、上清を捨てたのちの質量で規定される。
加するため、嫌気処理に切り替わりメタンや硫化水素などが排出される。更に、好気性微生物は酸素を要するため、酸素が届かない場合、バイオフィルム内の好気性微生物の比率が低下しバイオフィルムが剥がれやすくなる現象が見られる。さらに、処理性能を高めるために曝気等で廃水に酸素を供給することができるが、酸素透過性が低いシート積層体を用いて廃水に酸素を供給する場合には、処理性能が低下することがある。すなわち上記の場合には、バイオフィルムが厚くなりすぎてバイオフィルムの剥離が発生したり、バイオフィルムにより流路が塞がれてショートパスを起こしたり、シートの有効表面積が減少して結果的に処理性能が低下することがある。
MA=W×Q2.8×10-6
〔W:微生物支持層の目付量(g/m2)、Q:酸素透過性(g/(m2・d))〕
下記表5に示すように、多孔質基材として積水化学工業社製セルポアNW07Hに含まれるポリプロピレン製の微細孔膜(細孔径33以下μm、厚み120μm)を使用した。そして、微生物支持層として、目付量20g/m2、厚み120μm、繊維は芯がポリエステル、鞘がポリエチレンの二重構造になっている不織布(ユニチカ製のエルベスII、T0203WDO)を使用し、120℃に加温した熱板を用いることでサーマルラミネーションすることにより、シート積層体を得た。
気体透過性無孔層の形成に用いるシリコーン樹脂組成物として、信越シリコーン社製の付加反応硬化型シリコーン樹脂(KR-3701)100質量部、信越シリコーン社製白金触媒(CAT-PL-50T)0.5質量部、トルエン71質量部を均一に混合した溶液を得た。前記シリコーン樹脂組成物を多孔質基材上の微生物支持層と反対側の面にバーコーターを用いて塗布したのち、120℃の雰囲気下に10分静置することで気体透過性無孔層を形成した。シリコーン樹脂化合物の硬化後における気体透過性無孔層の目付量は20g/m2、厚みは18μmであった。
気体透過性無孔層の目付量を100g/m2、厚みを90μmとした以外は、実施例20と同様にして、シート積層体を得た。
気体透過性無孔層の目付量を40g/m2、厚みを36μmとし、微生物支持層として、上記セルポアNW07Hに含まれるポリオレフィン不織布を使用した(セルポアNW07Hは、不織布、微多孔膜、不織布の3層構成である。このうち、片方の不織布を微生物支持層として使用し、細孔径33以下μm、厚み120μmポリオレフィン微細孔膜を多孔質基材として使用した)以外は実施例20と同様にして、シート積層体を得た。微生物支持層の目付量は10g/m2、厚みは60μmであった。
気体透過性無孔層の目付量が80g/m2、厚みが72μmである以外は、実施例20と同様にして、シート積層体を得た。
微生物支持層を、繊維は芯がポリエステル、鞘がポリエチレンの二重構造になっている不織布(ユニチカ製エルベスII、T0703WDO)、目付量を70g/m2、厚み260μmとした以外は、実施例22と同様にしてシート積層体を得た。
気体透過性無孔層を、ポリウレタン樹脂(大日精化工業社製、ハイムレンY-237NS)使用し、目付量10g/m2、厚み7μmとして形成した以外は、実施例20と同様にして、シート積層体を得た。
多孔質基材として、ポリプロピレン製の微細孔膜である基材(スリーエム社製、マイクロポーラスフィルム、細孔径0.3μm以下、厚み40μm)を使用した以外は、実施例24と同様にして、シート積層体を得た。
多孔質基材として、ポリオレフィン製の微細孔膜である基材(三菱樹脂社製エクセポールE BSPBX-4、0.2μm以下厚み23μm)を使用した以外は、実施例24と同様にして、シート積層体を得た。
多孔性シートである多孔質基材及び微生物支持層を兼ねるものとして、ポリエステル樹脂製不織布(東洋紡社製、ボランス7217P、目付量220g/m2、厚み0.9mm)を用意した。これに、実施例22と同様にして、気体透過性無孔層を積層した。
気体透過性無孔層として、目付量55g/m2、厚み50μmシリコーンシート(ハギテック、シリコーンゴムシート、型式244-6012-01)を用いた。そして、微生物支持層として目付量20g/m2、厚み120μm、繊維は芯がポリエステル、鞘がポリエチレンの二重構造になっている不織布(ユニチカ製のエルベスII、T0203WDO)を使用しシート積層体を得た。多孔質基材は設けなかった。気体透過性無孔層と微生物支持層は外周部をシリコーンコーキング(信越シリコーン社製、KE-441)を用いて接着することで積層した。
気体透過性無孔層として、目付量110g/m2、厚み100μmのシリコーンシート(ハギテック、シリコーンゴムシート、型式244-6012-02)を用いた。そして、微生物支持層として、ポリプロピレン、ポリエステル樹脂製不織布(ユニセル社BT-030E、目付量30g/m2、空隙率73.4%、PP/PET=30/70)を使用
しシート積層体を得た。多孔質基材は設けなかった。気体透過性無孔層と微生物支持層は外周部をシリコーンコーキング(信越シリコーン社製、KE-441)を用いて接着することで積層した。
気体透過性無孔層として、目付量5g/m2、厚み5μmのポリエチレン製フィルム(アスクル、HDロール規格袋0.005mm厚)を用いた。そして、微生物支持層としてポリプロピレン、ポリエステル樹脂製不織布(ユニセル社、BT-060E、目付量60g/m2、空隙率67.7%、PP/PET=30/70)を用い、シート積層体を作成した。
微生物支持層として、ポリプロピレン、ポリエステル樹脂製不織布(ユニセル社BT-030E、目付量30g/m2、空隙率73.4%、PP/PET=30/70)を使用した以外は、比較例5と同様にしてシート積層体を作成した。
気体透過性無孔層として目付量15g/m2、厚み15μmのポリエチレン製フィルム(アズワン、品番61-7289-21)を、微生物支持層として繊維は芯がポリエステル、鞘がポリエチレンの二重構造になっている不織布(ユニチカ製のエルベスII、T0203WDO)を使用し、シート積層体を得た。
気体透過性無孔層として、目付量55g/m2、厚み50μmシリコーンシート(ハギテック、シリコーンゴムシート、型式244-6012-01)を用い、シート積層体を得た。多孔質基材、及び微生物支持層は、設けなかった。
気体透過性無孔層として、目付量110g/m2、厚み100μmのシリコーンシート(ハギテック、シリコーンゴムシート、型式244-6012-02)を用い、シート積層体を作成した。多孔質基材及び微生物支持層は、設けなかった。
内寸7cmの立方体の1つの鉛直側面にシート積層体が配置され、密閉された評価槽を使用した。評価槽のシート積層体と対向する面は厚さ1mmの透明塩ビ素材を用いた。それ以外の面は厚さ10mmの塩ビ素材を用いた。前記シート積層体の空気側には、シート積層体の水圧による変形を防止する目的で、ポリプロピレン製メッシュ(ダイオ化成社製クラウンネット24メッシュ)を積層した。評価槽を下記組成の有機物含有水で満たし、さらに、有機物の分解を担う微生物として微生物を含む土壌である、水田土壌を5g添加した。前記評価槽は30±2℃に維持された恒温槽内に配置され、スターラーを用いて連続的に撹拌を行っている条件下で静置した。スターラー はアズワン社製マグネチックス
ターラーB-1用コントローラCB-4とマグネチックスターラーB-1とを用い、コントローラの目盛りは4に設定した。電源の周波数は60Hzであった。回転子はアズワン社製回転子(PTFE樹脂製)長さ30×φ8mmを1個使用した。電源の周波数は60Hzであった。3.5日毎に前記評価槽内を恒温槽から取出し、前記評価槽内の液をすべて排出し、前記有機物含有水を入れ替える作業を28日間継続した。前記評価槽の上部には、内寸直径2cmの排出口が設けられており、評価槽を鉛直逆さにすることで液を排出した。次に、前記有機物含有水を前記評価槽に満たし(時点Ta)、72時間経過後(時点Tb)の前記シート積層体を取出し、前記シート積層体の有機物含有水が接触していた領域の中心点において測定されるバイオフィルムの厚みを測定した。測定にはシンワ測定社製、止型スコヤ標準型を用い
た。バイオフィルム厚みの数値を0.5mm刻みで端数を繰り上げて読み、バイオフィルムの
厚みH(mm)を測定した。例えば、止型スコヤの読みが1.1mmであった場合、バイオフィルム厚みHは1.5mmとし、止型スコヤの読みが2.0mmであった場合、バイオフィルム厚みHは2.0mmとした。
(有機物含有水の組成)
溶性でんぷん:0.8g/L、ペプトン:0.084g/L、イーストエキス:0.4g/L、尿素:0.052g/L、CaCl2:0.055g/L、KH2PO4:0.017g/L、MgSO4・7H2O:0.001g/L、KCl:0.07g/L、NaHCO3:0.029g/L。溶媒として、積水化学工業株式会社京都研究所における水道水を用いた。
前記時点TaにおけるCODCr濃度A(g/L)、前記時点TbにおけるCODCr濃度B(g/L)、前記評価槽内の水量V(L)から、下記関係式にて算出されるR(g/m2・d)を有機物除去速度とした。
R=(A-B)×V/(3×0.0049)
CODCr濃度は、WTW社製吸光度式水質測定器photoLab7600UV-VISとVARIO COD測定試薬LRを
用い、製品にて規定されているプロトコルに従い測定を行った。CODCr濃度が前記測定試
薬の測定範囲を上回る場合は、前記測定範囲に入るように測定するサンプルをイオン交換水にて希釈し、測定値に希釈倍率を乗じてCODCr濃度の測定値とした。
酸素透過性を確認する試験では、内寸7cmの立方体における1つの鉛直側面にシート積
層体が配置され、密閉された評価槽を使用した。前記シート積層体の空気側には、シート積層体の水圧による変形を防止する目的で、ポリプロピレン製メッシュ(ダイオ化成社製クラウンネット24メッシュ)を積層した。そして評価槽内に、スターラー用の回転子(アズワン社製回転子(PTFE樹脂製)長さ60mm、φ8mm)、及び、イオン交換水を入れた。イ
オン交換水には亜硫酸ナトリウムを100mg/Lで添加し、塩化コバルトを1.5mg/L以上で添加した。そして評価槽内の酸素濃度を連続的に測定しながら、小池精密機器製作所社製スターラー「HE-20GB」、回転数はHIGHレンジにて目盛7に設定して撹拌した。電
源の周波数は60Hzであった。
酸素供給性能の評価は、23℃から27℃の環境下で行った。測定した酸素濃度の時系列データから、時間t(h)に対する酸素不足量の常用対数Y=log10(Cs-C)との
相関から近似直線を求め、当該近似直線の時間tに対するYの傾きZを求めた。Csは測定温度Tにおける液相の飽和酸素濃度、Cは測定時間tにおける液相の酸素濃度測定値である。傾きZから、酸素供給速度Q(g/(m2・d))を下記式(8)に従い算出した
。
Q=-2.303×24×0.00884×V×Z×(1.028)^(20-T)
/S
リーク圧力を確認する試験では、主にJIS K 6404-7:1999、A21:高水圧
-小形試料法(動圧法)の一部を改変した方法で、リーク圧力を計測した。リーク圧力は、試験片を通して水が最初に現れた際の圧力計の値である。以下、高水圧-小形試料法(動圧法)との相違点を挙げる。
試験片であるシート積層体の水圧を負荷する面と反対側の面に、サポート不織布(ユニチカ製マリックス 82607WSO)を重ねた。試験片を通して現れた水が確認しやすいように
、試験に用いる水は、アルーラレッドを0.3wt%添加したイオン交換水とした。水圧を上げる速度は、1分間あたり0.1MPaとした。
該変動係数が0.04を上回る場合、有機物除去性能のばらつきが大きいとみなす。
次に本発明の実施形態5について説明する。
図17~図20は、水圧印加試験で使用される測定装置40を示している。図17は測定装置40の平面図である。図18は測定装置40の側面図である。図19は測定装置40を組み立てた状態を示す断面図である。図20は測定装置40を分解した状態を示す断面図である。
上記の測定装置40を用いてシート積層体のリーク度を測定する際には、まず、第一環状体80の他端面と第二環状体85の他端面との間にシート積層体の外周縁や板材45の外周縁を挟み込んで、クランプ43により第一治具41と第二治具42とを締結する締結工程が実施される(当該締結工程では、シート積層体が第一環状体80側に位置し、板材45が第二環状体85側に位置するように、シート積層体と板材45とが対向配置される)。より具体的には、以下の作業1,2が順次行われることで、第一治具41と第二治具42とが締結されて、測定装置40が組み立てられる。
作業2:へルールクランプ43を使って第一治具41と第二治具42とを締結して、測定装置40を組み立てる。
。液体Lは、エタノール及び塩化ナトリウムを混和させたイオン交換水水溶液であり、着
色溶液が添加されることで、着色を呈している。
ュレーター44から第一環状体80の内部空間に空気を継続的に供給することで、液体Lによる水圧をシート積層体に継続的に印加する印加工程が実施される。この際には、レギュレーター44のバルブを操作することで、第一環状体80の内部空間に供給される空気の量が調整されることで、0.02MPa以上1MPa以下の水圧がシート積層体に50日間印加される。水圧の印加によりシート積層体のいずれかの部分を液体Lが通過した場合には、当該通過部分と対向する位置にある貫通孔60を液体Lが通過する。そして板材
45側から液体Lの着色が確認できる(後述の図23参照)。なお、水圧を1MPa以下とすることで、シート積層体が破れることを防止できる。また印加工程の当初では、初期の水圧を0.02MPaとして、水圧を上げる速度を、0.1MPa/minとすることが好ま
しい。
孔60D,60Eは、その奥にあるシート積層体の部分が着色していないため、液体Lが通過していない貫通孔60として特定される。
本実施形態では、上記の測定工程で測定されたリーク度(水が通過した貫通孔60の数)が50以下となるシート積層体が廃水処理装置に適用される(すなわちリーク度が50以下であるシート積層体が気体供給体に設けられて、当該気体供給体が廃水処理槽の内部に設置される)。上記リーク度が50以下であるシート積層体は、0.02MPa以上1MPa以下の水圧が50日間もの長期間印加され続けられても、ほぼ全範囲(94%以上の範囲)で漏水が抑えられたものである(94%は、(1-50/813)×100%の計算で得られた数値である)。したがって上記のシート積層体が廃水処理装置に適用されることで、廃水処理装置は、長期間、浄化性能を維持可能なものとなる。また上述した測定装置40や測定方法によれば、第一環状体80の内部空間に空気を供給することで、液体Lによる水圧をシート積層体に印加できる。したがって、上記空気の供給を長期間行え
ば、長期間水圧をシート積層体に印加できるので、シート積層体の長期的な漏水の評価を行うことが可能である。
またシート積層体は、以下の短期リーク性能試験により計測される短期耐圧力が、0.1MPa以上であることが好ましく、0.2MPa以上であることがより好ましい。
短期リーク性能試験では、主にJIS L 1092:2009、7.1.2 耐水度試験(静
水圧法)のB法(高水圧法)の一部を改変した方法で、短期耐圧力が計測される。短期耐
圧力は、試験片を通して水が最初に現れた際の圧力計の値である。以下、耐水度試験(静水圧法)との相違点を挙げる。
、試験に用いる水は、着色溶液としてアルーラレッドを添加したイオン交換水とする。水圧を上げる速度は、1分間あたり0.1MPaとする。
またシート積層体は、実施形態1に示す(酸素供給性能試験)で求められる酸素供給速度Q(gO2/m2/day)が、25g/m2/day以上であることが好ましく、26g/m2/day以上であることがより好ましく、27g/m2/day以上であることがより好ましい。
またシート積層体は、実施形態1に示す浄化処理性能試験から求められる有機物除去率Rが、80%以上であることが好ましく、81%以上がより好ましく、82%以上がより好ましい。なお上記有機物除去率Rとして、28日経過時のCODCr濃度Amg/L、及び31日経過時のCODCr濃度Bmg/Lから求められる有機物除去率R1と、56日経過時のCODCr濃度Amg/L、及び59日経過時のCODCr濃度Bmg/Lから求められる有機物除去率R2とがある。これら有機物除去率R1,R2が、いずれも80%以上になることが好ましい。
本願の発明者らは、上記の水圧印加試験・短期リーク性能試験・酸素供給性能試験・浄化処理性能試験を様々なシート積層体に行った。以下の表7は、各シート積層体を形成するために使用した材料や、各試験の結果を示している。
の積層体をセルポアNW07H半製品と定義する)微多孔膜の上に、気体透過性無孔層212
としてシリコーン樹脂を40μm塗工し、シリコーン樹脂塗工面状に旭化成株式会社製のエ
ルタス(40g/m2)を積層した。なお水圧印加試験の際には、図15に示したように、シート積層体と板材45との間に外径が155mmである不織布70及びPETフィルム71を挟み込んで、不織布70が実施例33のシート積層体に接し、PETフィルム71が板材45に接する状態とした。不織布70は、旭化成株式会社製のエルタスである。PETフィルム71は、東レ社製のルミラー(T60-100μm)である。
体透過性無孔層212を積層している。
211上に積層した。そして気体透過性無孔層212の上に、微生物支持層213として、厚み0.5mmのPETシートを積層した。PETシートには、直径2mmの穿孔が5mmピッチで複数形成されている。
浸漬後のものを使用した。
水圧印加試験では、上記実施形態に示したように、板材45の反対側から、液体Lによる0.02MPa以上1MPa以下の水圧をシート積層体に50日間印加して、液体Lが通過した貫通孔60の数を、シート積層体のリーク度(漏水の程度)として測定した。その結果、表7に示すように、実施例31~33は、リーク度が50以下であり、比較例10~13は、リーク度が50を越えていた。また実施例31,33,35には、0.02MPa以上1MPa以下の水圧を200日間印加することを行っており、実施例31,33,35は、200日の全期間で、リーク度が40以下であった。
実施例31~35は、いずれも短期耐圧力が好ましい範囲(0.1MPa以上)になることが確認された。特に実施例31、33、34、35は、短期耐圧力が0.4MPa以上であり、高い短期耐圧性を有することが確認された。比較例10は、実施例31、33、34、35と同様、短期耐圧力が0.4MPa以上であったが、長期的な漏水の程度を
示すリーク度が200であった。このことから、シート積層体が短期的には漏水を生じないものであったとしても、シート積層体に水圧が長期間加え続けられることで、シート積層体に漏水が生じる可能性があることが確認された。
実施例31~34は、酸素供給速度が好ましい範囲(25g/m2/day以上)になっ
た。なお実施例35の酸素供給速度は、15g/m2/dayと低くなったが、これは、実
施例35で、シリコーンを含む気体透過性無孔層212と、PETシートからなる微生物支持層213とが密着し、酸素透過通路が塞がれたためと考えられる。
リーク度が50を越えた比較例11~13では、28日・31日経過時のCODCr濃度A,Bから求められる有機物除去率R1が90%であったものの、56日・59日経過時のCODCr濃度A,Bから求められる有機物除去率R2が30%や0%となり、除去率Rが大きく低下した。これに対し、リーク度が50以下であった実施例31~34では、除去率R1及び除去率R2の双方が、90%以上となった。また実施例35では、有機物除去率R1,R2が60%,50%と低い値であったが、除去率Rの低下が10%(=60%-50%)に抑えられた。以上のことから、漏水を長期間防止可能なシート積層体を使用することで、有機物除去率Rを長期間ほぼ一定の値に維持できることが確認された。
次に本発明の実施形態6について説明する。
図24は、実施形態6の気体供給体90を示す概略図である。実施形態6の気体供給体90は、1つの気体送出層91及びシート積層体92を有する水処理用の気体供給体である。シート積層体92は1以上の気体透過性無孔層を含んでおり、気体供給体90は、シート実効高さH(m)まで浸漬した際の下記式(10)で表されるリークパラメータXが1.9以上とされる。
X=E/(P×A)
E:シート積層体92の弾性パラメータ(N/10mm)
P:シートにかかる水圧(kPa)であり、シート実効高さをH(m)として、P=10×Hの関係式で表される
A:気体送出層91の表面の通気孔の直径(mm)
リークパラメータXは、1.9以上であり、より好ましくは5以上である。リークパラメータが1.9に満たない場合、長期に渡る使用においてリークが大きくなってしまう。一般的に、弾性パラメータとクリープ強度との間には直接的な相関性はないが、鋭意検討の結果、弾性パラメータEを用いて算出されるリークパラメータXが所定以上の値を有する気体供給体90とすることで、長期的にリークの少ない水処理用の気体供給体90を得られることがわかった。また、弾性パラメータは、クリープ強度よりも簡便に測定可能であるという利点を有する。
し、クリープ現象が生じやすくなる。水処理用の気体供給体90において、E、P及びAのバランスによりクリープ現象の発生の程度が変化する。シート積層体92をクリープ現象が生じないほど十分な強度にすること、すなわち、P及びAの影響を加味しなくてもいい程Eを大きくすることでもリーク現象を抑制できる可能性があるが、オーバースペックとなりコストが高くなる。また、Eを大きくするためにはシート積層体92を厚くする方法がとられることが多いが、シート積層体92を厚くしすぎると、気体透過性を損ない、処理性能が低下する。
が5mm未満の場合、光学顕微鏡を使用して通気孔の画像を撮影し、得られた通気孔の画像に対し画像解析ソフトを適用することにより三点円弧法にて孔径を得ることができる。通気孔が略真円ではない場合には、通気孔に内接する最大の円の直径となる部分を測定する。このとき、観察したい通気孔全体が撮影視野中に含まれ、上記で得られた孔径が視野の最大長さの10%以上となるように倍率を決定する。また、得られた画像が不鮮明で上記の画像解析による孔径の評価が困難な場合は、適宜2値化処理を行った後、同様の画像解析を適用して孔径を求める。
シート積層体92(図24)は、微多孔膜である基材と、気体透過性無孔層とを含むものであって、気体(空気)が透過可能で、且つ、水が透過不可能なものである。シート積層体92の外面には微生物支持層を設けることができる。この場合、シート積層体92は、例えば、気体送出層91を通ってきた気体が、シート積層体92の1つの主面に輸送され、拡散等によって気体透過性無孔層を横切り、シート積層体92の外面上に形成する微生物支持層に達する機能を有するものとされる。シート積層体92に設けられる基材は、膜製造時に延伸や溶剤抽出によって微細な貫通孔を多数設けた膜であり、流体の通過制御や物質の吸着・固定など様々な機能を有している膜であり、微多孔質フィルムとも呼ばれる。細孔径は、気体透過性無孔層の欠陥を防止する観点から、0.01μm~50μmであることが好ましく、高い強度と気体透過性を保持する観点から、0.1μm~30μmであることがより好ましい。
拠して測定することができる。
気体送出層91(図24)は、気体流路を確保すると共に、気体供給体90が水圧により変形しないように気体供給体90の形状を保持するための層である。気体送出層の形状としては特に限定はなく、例えば、スポンジ形状、ハニカム形状、段ボール形状を有することが好ましい。これらの形状は、公知の方法により成形することができる。
実施形態1に示した「毛管凝縮法による細孔径分布測定(パームポロシメトリ)」で計測され得る。通気孔93は、気体送出層91を貫通して形成されていてもよいし、貫通していなくともよい。通気孔93は、シート積層体92を通して、微生物に酸素を供給することを可能とする。
ここで、気体供給体90の廃水に接する部分において、気体送出層91の外形面積S1(m2)、通気孔の総面積S2(m2)とすると、通気孔の開口率P(%)は、以下の関係式(11)によって求められる。
P=S2/S1×100
ことがより好ましい。かかる構成を有することにより、気体供給体90の使用時に高い水圧がかかっても通気孔が大きくなりにくく、その結果、リークの発生が抑制される。また、素材の曲げ強さは、150MPa以下であることが好ましく、100MPa以下であることがより好ましい。素材の曲げ強さの測定方法も、ASTM試験法D790に基づき、測定すればよい。
本発明の気体供給体90は、気体透過性不透水性層の片面又は両面に、微生物支持層を有していてもよい。
路である。気体流入口からは、動力を用いて気体供給体90内部の気体送出層91に気体を送ってもよい。さらに、気体送出層91の表面を覆う層を気体透過性無孔層として、例えば、気体を透過させ液体を透過させない特性を持つシート材料を貼り合せて構成される袋形状の部材を用いることも好ましい。かかる構成を採用することにより、気体送出層91を袋形状の開口側から挿入するだけで、気体送出層91の表面を気体透過性無孔層によって覆った状態を形成することができる。その結果、液体中に浸漬された状態において、気体送出層91側へ液体が透過してくることなく、気体送出層91側から気体透過性無孔層を介して、液体中に気体を透過させて供給することができる。
プラスチック段ボール上において、表面に複数の針が配置されたロールを回転させ、ロールと平面との間にプラスチック段ボールを通過させることで、プラスチック段ボールの表面に複数の通気孔を形成した。
孔径が5mm以上の場合、ノギスを用いて通気孔径を測定した。このとき、所定領域内に
存在する通気孔は略真円であったため、任意の直径を測定した。孔径が5mm未満の場合、
光学顕微鏡としてキーエンス製マイクロスコープ VHX-6000を使用し、観察したい通気孔
が撮影視野中に含まれる倍率で通気孔の画像を撮影し、得られた通気孔の画像に対し通常計測モードの直径測定を適用して孔径を得た。このとき、観察したい通気孔全体が撮影視野中に含まれ、上記で得られた孔径が視野の最大長さの10%以上となるように倍率を決定した。1つのサンプルにつき、以上の測定を10個の通気孔について適用し、得られた孔径の平均値を通気孔径とした。
水圧P(kPa)はシート気体供給体の最下部の水深、すなわちシート実効高さH(m)から下記式を用いて算出した。最下部の水深はタジマツール ロック-16 L16-55を用い
て計測した。
P=10×H
シート積層体の弾性パラメータ(弾性率)は、材料の試験力とひずみの関係を表す線図(以下、試験力-ひずみ線図と呼ぶ)から算出した。試験力-ひずみ線図の作成は、基本的にJIS K7161-1:2014プラスチック-引張特性の求め方の試験方法に準拠して行ったが、試験片はダンベル状1号形を用い、試験速度は100mm/minとした。上記、引張特性の試験
から、試験力(N/10mm)とひずみの関係を線図に表し、ASTM D638-03に従い、試験
力-ひずみ線図の弾性領域の傾きから弾性パラメータ(N/10mm)を算出した。また
、シート積層体の生産時における生産方向(MD)3検体の平均値と、MDと直角の方向(TD)3検体の平均値の両方を求め、その小さい方をシート積層体の弾性パラメータとして採用した。
シート積層体として、厚さ290μmの細孔膜(積水フィルム社製セルポアNWE08。ポ
リエチレン製細孔膜の片面にポリエステル製不織布が積層されている。)を用意した。シート積層体の弾性パラメータは260N/10mmであった。気体送出層91としてはヤマコー社製ポリプロピレン段ボール(厚み5mm、目付量800g/m2)を用いた。このプラスチック段ボール上において、表面に複数の針が配置されたロールを回転させ、ロールと平面との間にプラスチック段ボールを通過させることで、プラスチック段ボールの表面に複数の通気孔を形成した。気体送出層表面に配置された通気孔において、孔径は2mmであった。得られた気体供給体を、富士インパルス社製のハンディーシーラーSM-SHTA210-10W-ACにて熱融着(融着温度140℃、保持時間1秒、冷却温度70℃、融着幅10
mm、前記ポリエステル製不織布が積層されていない面を内側として融着)して、積層体袋を形成した。積層体袋の内寸は高さ200cm、幅90cmであった。シート積層体に負荷された水圧は20kPaであった。リークパラメータは6.5であった。この条件で2か月間排水処理装置を運転し、リーク性の評価を行った。積層体袋の廃水に浸漬している深さ方向長さの10%以上がリークにより水没すると、リーク性に問題があるとして、評価×とした。リークによる積層体袋の水没が積層体袋の廃水に浸漬している深さ方向長さの10%未満である場合には、リーク性に問題はないとして、評価○とした(表8)。シート積層体袋内にたまった水は微小であり、リーク性に問題はなかった。
ロールに配置された針の形状を調整し、気体送出層表面の通気孔の孔径を5mmとし、積層体袋の内寸を高さ90cm、幅60cmとした以外は、実施例36と同様にして、実施例37の積層体袋を得た。
シート積層体として、厚さ160μmの細孔膜(積水フィルム社製セルポアNW07H。ポ
リプロピレン製細孔膜の両面にポリエチレン、ポリエステル製不織布が積層されているもの)を使用した。シート積層体の弾性パラメータは188N/10mmであった。得られ
た気体供給体を、富士インパルス社製のハンディーシーラーSM-SHTA210-10W-ACにて熱融
着(融着温度180℃、保持時間1秒、冷却温度90℃、融着幅10mm)して、積層体袋を形成した。積層体袋の内寸は高さ50cm、幅60cmであった。通気孔を持つ気体送出層として、タキロンシーアイ社製塩化ビニル樹脂製の波板(硬質塩ビナミイタ、スレート小波、ピッチ約63mm、谷深さ18mm)にSEFAR社製ポリプロピレンメッシュ、PP18-1000(目開き1mm、糸径500μm、17メッシュ)を積層したものを使用し、積層体袋を得た。
SEFAR社製ポリプロピレンメッシュに替えて、タキロンシーアイ社製トリカルネット(H03、網目ピッチ13x13mm)を使用し、積層体袋の内寸の寸法は高さ100cm、幅6
0cmとした以外は、実施例38と同様にして、実施例39の積層体袋を得た。
ロールに配置された針の形状を調整し、気体送出層表面の通気孔の直径を0.08mmとした以外は、実施例36と同様にして、実施例40の積層体袋を得た。
シート積層体として、積水フィルム社製セルポアNW07Hの処理する水と接する側に信越
シリコーン社製の付加反応硬化型シリコーン樹脂化合物(KR-3700)を、バーコーターを用いて塗布したのち、70℃の雰囲気下に1時間静置することで、前記細孔膜上に樹
脂層を積層したものを用いた。シリコーン樹脂の硬化後における目付量は40g/m2であった。前記微生物支持層と前記細孔膜と前記樹脂層から構成されたシート積層体の厚みは190μmであり、弾性パラメータは190N/10mmであった。また、熱融着の条
件を、融着温度180℃、保持時間1秒、冷却温度90℃、融着幅10mmとした他は実施例36と同様に積層体袋を製作した。
シート積層体の熱融着部以外、すなわち、積層体袋の内側の面にさらにポリエステル製不織布(東洋紡社製、ボランス7217P、厚み0.9mm、目付量215g/m2)を積層した以外は実施例37と同様に積層体袋を得た。シート積層体(細孔膜とポリエステル不織布を積層したもの)の弾性パラメータは972N/10mmであった。
通気孔を持つ気体送出層として、タキロンシーアイ社製塩化ビニル樹脂製の波板(硬質塩ビナミイタ、スレート小波、ピッチ約63mm、谷深さ18mm)を単独で用いた以外は実施例37と同様とし、積層体袋を得た。気体送出層表面に配置された通気孔において、孔径は60mmであった。リークパラメータは0.5であった。この条件で2か月間排水処理装置を運転したのち、シート積層体袋内にたまった水は積層体袋の廃水に浸漬している深さ方向長さの10%以上であった。
通気孔を持つ気体送出層として、タキロンシーアイ社製塩化ビニル樹脂製の波板(硬質塩ビナミイタ、スレート小波、ピッチ約63mm、谷深さ18mm)を単独で用いた以外は実施例38と同様とし、積層体袋を得た。気体送出層表面に配置された通気孔において、孔径は60mmであった。
通気孔を持つ気体送出層として、タキロンシーアイ社製塩化ビニル樹脂製の波板(硬質塩ビナミイタ、スレート小波、ピッチ約63mm、谷深さ18mm)にタキロンシーアイ社製トリカルネット(H06、網目ピッチ25mm×25mm)を使用した以外は、実施例36と
同様にして、比較例16の積層体袋を得た。
通気孔を持つ気体送出層として、日本ポリエステル社製ポリカーボネート樹脂製の波板(ポリカ波板、スレート大波、ピッチ約130mm、谷深さ36mm)を使用した以外は、比
較例15と同様にして、比較例17の積層体袋を得た。
21,81,92 シート積層体
50 廃水処理装置
52 供給体ユニット
211 基材
212 気体透過性無孔層
213 微生物支持層
214 バイオフィルム
W 廃水
Claims (14)
- 廃水中の微生物の働きを利用して廃水を浄化する廃水処理装置にて使用されるシート積層体であって、
前記シート積層体は、
前記廃水中に浸漬されて、前記廃水から隔てられた空間を形成するものであって、
基材と、
気体透過性無孔層と、
微生物支持層と、を含み、
前記基材が微多孔膜であり、
前記気体透過性無孔層が粘着性を有し、
廃水に接する側から、前記微生物支持層、前記気体透過性無孔層、前記基材の順に積層されており、粘着性を有する前記気体透過性無孔層の廃水に接する面が前記微生物支持層であり、
気体供給源からの酸素を含む気体、又は大気中の空気が、前記空間に供給されて、前記シート積層体を透過することで、前記酸素を含む気体又は前記空気が、前記廃水中に供給され、
前記気体透過性無孔層は、JISZ0237-14粘着テープを用いたシート試験法の傾斜式ボールタック試験法において、傾斜角30度でボールナンバー1以上である粘着性を有するシート積層体。 - 前記微生物支持層は、ポリオレフィン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、メチルセルロース樹脂、エチルセルロース樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、酢酸ビニル樹脂、フェノール樹脂、フッ素樹脂及びポリビニルブチラール樹脂、ポリイミド、ポリフェニレンスルフィド、パラ系およびメタ系アラミド、ポリアリレート、炭素繊維、ガラス繊維、アルミニウム繊維、スチール繊維、及びセラミックのいずれかを素材とする多孔性シートから構成される請求項1に記載のシート積層体。
- 前記シート積層体は、下記式(1)により算出される微生物付着性指数MAが0.08以上であることを特徴とする、請求項1又は2に記載のシート積層体。
式(1):MA=W×Q2.8×10-6
〔W:微生物支持層の目付量(g/m2)、Q:酸素透過性(g/(m2・d))〕 - 下記バイオフィルム評価条件で測定したときのバイオフィルム厚みが1mm以上5mm以下である、請求項1~3のいずれか1項に記載のシート積層体。
(バイオフィルム評価条件)
(1)シート積層体を内寸7cmの立方体の1つの鉛直側面に配置し、密閉された評価槽を有機物含有水で満たす。
(2)(上記有機物含有水の組成)溶性でんぷん:0.8g/L、ペプトン:0.084g/L、イーストエキス:0.4g/L、尿素:0.052g/L、CaCl2:0.055g/L、KH2PO4:0.017g/L、MgSO4・7H2O:0.001g/L、KCl:0.07g/L、NaHCO3:0.029g/L。溶媒は水道水。(3)有機物の分解を担う微生物として微生物を含む土壌である、水田土壌を5g添加し、評価槽は30±2℃に維持された恒温槽内に配置され、スターラーを用いて連続的に撹拌を行っている条件下で、3.5日毎に前記評価槽内の液をすべて排出する。
(4)有機物含有水を入れ替える作業を28日間継続したのちに、有機物含有水を前記評価槽に満たし(時点Ta)、3日経過後(時点Tb)の前記シート積層体において、シート積層体を取出す。ここでは、水田土壌の質量は水田土壌の水分散液を遠心分離し、上清を捨てた後の質量で規定される。 - 前記気体透過性無孔層の目付量が10g/m2以上である、請求項1~4のいずれか1項に記載のシート積層体。
- 前記気体透過性無孔層はウレタン樹脂やシリコーン樹脂から選ばれる1種以上で形成されている、請求項1~5のいずれか1項に記載のシート積層体。
- 前記シート積層体は、
最外側層が液体に接触するように液体中に浸漬された状態で、内側に供給される酸素を外側へ透過させることで、酸素を前記液体中に供給するものであって、
下記酸素供給試験に示す方法にて算出される前記液体への酸素供給性能が、25g/m2以上である、請求項1~6のいずれか1項に記載のシート積層体。
(酸素供給試験)
一辺が7cmの立方体状を呈し、1つの鉛直側面が前記シート積層体によって構成されている密閉槽の内部に、下記(a)を有するイオン交換水を入れた後、スターラー用回転子の回転で前記イオン交換水を攪拌しながら、前記密閉槽の内部における酸素濃度を連続的に測定する酸素濃度測定試験を行った場合において、前記酸素濃度測定試験で測定された酸素濃度の時系列データに基づき酸素供給性能を算出する。
(a)亜硫酸ナトリウムが100mg/Lの濃度で添加され、塩化コバルト(II)無水物が4mg/L以上の濃度で添加されている。 - 前記シート積層体は、
最外側層が液体に接触するように液体中に浸漬された状態で、内側に供給される酸素を外側へ透過させることで、酸素を前記液体中に供給するものであって、
短期耐圧力が、0.2MPa以上である、請求項1~7のいずれか1項に記載のシート積層体。 - 前記シート積層体は、
酸素を廃水中に供給するものであって、
下記水透過測定条件で、水が通過した板材の貫通孔の数が、50以下である、請求項1~8のいずれか1項に記載のシート積層体。
(水透過測定条件)
直径が3mmの貫通孔が4mmピッチの格子状で813形成されている板材と前記シート積層体とを対向配置した状態で、前記シート積層体に0.02MPa以上1MPa以下の水圧を50日間印加する水圧印加試験を行った場合に、水が通過した前記貫通孔の数を測定する。 - 請求項1から9のいずれかに記載のシート積層体を用いて、前記廃水処理装置に配置される気体供給体用の袋を製造する方法であって、
前記基材は、熱可塑性樹脂から形成されており、
一又は複数の前記シート積層体の前記基材同士を熱融着して製袋することで、前記袋を得る気体供給体用袋の製造方法。 - 1つの気体送出層、及び1以上の気体透過性無孔層を含む請求項1から9のいずれか1項に記載のシート積層体を有する水処理用の気体供給体。
- シート実効高さH(m)まで浸漬した際の下記式(2)で表されるリークパラメータXが1.9以上であることを特徴とする、請求項11に記載の気体供給体。
X=E/(P×A) 式(2)
E:気体透過性不透水性層の弾性パラメータ(N/10mm)
P:シートにかかる水圧(kPa)であり、シート実効高さをH(m)として、P=10×Hの関係式で表される。
A:気体送出層表面の通気孔の直径(mm) - 請求項11又は12に記載の気体供給体がユニット化された、供給体ユニット。
- 請求項13に記載の供給体ユニットが配置された廃水処理装置。
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