JPH09173729A - 固液分離用濾材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】優れた濾過性能を備え、しかも目詰まりしにく
くケーク剥離性も良好で、耐久性にも優れた固液分離用
濾材を提供する。 【解決手段】平均単糸繊度１デニール以下となる、断面
形状および太さの異なる２種以上の繊維が長手方向に沿
って組み合わせられた複合糸を二重編みしてなる両面編
地であって、上記両面編地の、被処理物が供給される側
の編地面１０が、反対側の編地面１１よりも粗い編み目
で形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、各種製造業にお
ける清澄濾過や汚水処理等に用いられる固液分離用濾材
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、各種製造業において、中間品
や最終製品を得る過程で、液体中の不純固体成分を濾別
して清澄な液体を得る場合や、製造過程で生じる廃液や
汚泥の固液分離処理を行う場合、あるいは取水された用
水の清浄濾過を行う場合等に、種々の固液分離装置が用
いられている。例えば、図１４に示すような転写型固液
分離装置がよく知られている。この装置は、転写ドラム
１と複数のプレスロール２とからなる圧搾部に、被処理
物供給側からベルト状に固液分離用濾材３を掛け渡し、
上記濾材３上に、矢印Ｐで示すように連続的に汚泥等の
被処理物４を供給しながら濾材３を回動させ、上記圧搾
部において被処理物４の液体成分を濾材３の下側に濾過
して濾別するとともに、濾材３上に残留するケーク５を
転写ドラム１の表面に転写し、スクレーバ６で剥離除去
するようにしたものである。

【０００３】上記転写型固液分離装置等に用いられる固
液分離用濾材３としては、従来から、織物生地の表面に
短繊維を植設して立毛させたものや、織物生地表面を直
接起毛したもの等が用いられている。これらの濾材３
は、生地表面の立毛・起毛部において固体成分を捕捉
し、経糸と緯糸が交差する隙間から液体成分を通過させ
て濾別を行うようになっている。しかしながら、これら
の濾材３では、経糸と緯糸の隙間部や立毛・起毛部に固
体成分が入り込んで目詰まりを生じやすいため、織り密
度をあまり高くすることができず、濾過性能がいま一つ
不充分である。そこで、濾過性能を上げるために、凝固
剤等の薬剤を被処理物４中に添加することが行われてい
るが、上記薬剤が濾別された液体中に残留するため、海
や川を汚染するという問題が発生している。また、ケー
ク剥離性も悪い。さらに、目詰まりした濾材３をクリー
ニングして繰り返し使用しようとしても、織物では、ク
リーニングによって経糸と緯糸の隙間部がひろがり濾過
性能が大幅に低下するため、何度も繰り返して使用する
ことができず、経済的でないという問題もある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】そこで、目詰まりしに
くく、しかも濾過性能に優れる固液分離用濾材として、
トリコット生地に特殊な立毛を与えたもの（特公昭６３
−１４６４４号公報）や、織物・編物の基材表面に特殊
な立毛を与えたもの（特公平４−１６４７号公報）が提
案されている。しかしながら、これらのものは、ともに
基材を直接起毛して立毛を得るものであるため、ケーク
剥離性の観点から非常に高密度の立毛を得ようとすれ
ば、基材を、極細繊維からなる糸で構成しなければなら
ず、基材自体の強度が弱くなり耐久性が不充分になると
いう問題を有する。また、起毛に一定の方向性を与えな
ければならず、使用条件が限定されるため、品質管理が
容易でないという問題もある。

【０００５】この発明は、このような事情に鑑みなされ
たもので、優れた濾過性能を備え、しかも目詰まりしに
くくケーク剥離性も良好で、耐久性にも優れた固液分離
用濾材の提供をその目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、この発明の固液分離用濾材は、平均単糸繊度１デニ
ール以下となる、断面形状および太さの異なる２種以上
の繊維が長手方向に沿って組み合わせられた複合糸を二
重編みしてなる両面編地であって、上記両面編地の、被
処理物が供給される側の編地面が、反対側の編地面より
も粗い編み目で形成されているという構成をとる。

【０００７】すなわち、本発明者らは、従来の固液分離
用濾材が、その表面に立毛・起毛を設けることを前提と
しているがゆえに、濾過性能，ケーク剥離性等に限界が
あるのではないか、と想起し、立毛・起毛を設けなくて
も充分に固液分離機能を発揮するような織り構造もしく
は編み構造について研究を重ねた。その結果、平均単糸
繊度が１デニール以下となるような、断面形状および太
さの異なる２種以上の繊維を長手方向に沿って組み合わ
せた特殊な複合糸を用い、これを二重編みして両面編地
とし、上記両面編地の表裏で編み密度に差を設けて編み
目の粗い方から被処理物を供給すれば、その粗い編み目
間に比較的粒径の大きな固体成分を捕捉することがで
き、反対側の緻密な編み目間に比較的粒径の小さな固体
成分を捕捉することができるため、目詰まりしにくい、
優れた固液分離用濾材となることを見いだし、この発明
に到達した。

【０００８】なお、この発明において、上記「平均単糸
繊度」とは、複合糸を構成する２種以上の繊維の、各繊
維の単糸繊度の総和を求め、これを繊維の本数によって
除したもので、上記複合糸がフィブリル化型複合フィラ
メントに由来するフィブリル束である場合には、（フィ
ブリル化前の単糸繊度）／（フィブリル化後の単糸繊維
本数）で規定される。また、上記「被処理物」とは、液
体中に固体成分が浮遊する程度の液体のみならず、汚泥
のようなペースト状の固液混合物をも含む趣旨で用いて
いる。

【０００９】

【発明の実施の形態】つぎに、この発明の実施の形態に
ついて説明する。

【００１０】この発明の固液分離用濾材には、平均単糸
繊度が１デニール以下となる、断面形状および太さの異
なる２種以上の繊維を長手方向に沿って組み合わせてな
る複合糸が用いられる。

【００１１】上記複合糸に用いられる繊維の平均単糸繊
度が１デニールを超えると、単糸繊維が太くなりすぎ、
単糸繊維間の隙間があくため、濾過性能が悪くなり、ま
た編地が備えるバルキー性が損なわれ、編地の耐久性が
低下するためである。

【００１２】また、上記断面形状および太さの異なる２
種以上の繊維を長手方向に沿って組み合わせた複合糸を
用いるのは、これにより、糸のどの断面部分において
も、異種繊維に基づく異形断面形状の組み合わせが形成
されることとなり、繊維同士が密着せず、微小な空隙が
保たれるからである。したがって、上記繊維の平均単糸
繊度が細く限定されていることと相俟って、非常に優れ
た濾過性能を発揮する。

【００１３】上記複合糸としては、フィブリル化型複合
フィラメントに由来するフィブリル束や、複数の単糸繊
維を気流等によって長手方向に沿って接合した混繊糸等
があげられる。

【００１４】上記フィブリル化型複合フィラメントと
は、相互接着性が低く剥離しやすい２種類以上の単糸繊
維（繊維状重合体）が、複合紡糸等により長手方向に沿
って接合され、その横断面において２種類以上の繊維成
分（セグメント）が互いに分離可能な配置で並んだ構造
をしており、後処理（薬剤処理，加熱処理等）により、
各セグメントに分割されフィブリル束となるような複合
フィラメントをいう。

【００１５】上記フィブリル化型複合フィラメントを構
成する繊維の組み合わせとしては、単糸繊維同士の間に
ある程度の隙間を確保するために、繊維同士が相互接着
しにくい組み合わせとするのが好適である。例えば、ポ
リアミドとポリエステル，ポリアミドとポリオレフィ
ン，ポリアミドとポリアクリロニトリル系重合体，ポリ
エステルとポリオレフィン，ポリエステルとポリアクリ
ロニトリル系重合体，ポリオレフィンとポリアクリロニ
トリル系重合体等の組み合わせがあげられるが、これら
の組み合わせに、上記繊維も含む他の繊維をさらに組み
合わせて、３種以上の繊維の組み合わせにしても差し支
えはない。なかでも、強度的な観点から、ポリアミドを
含む組み合わせが好適であり、特に複合紡糸のしやすさ
から、ポリアミドとポリエステル，ポリアミドとポリオ
レフィンの組み合わせが好適である。

【００１６】上記フィブリル化型複合フィラメントにお
いて、組み合わせる複数の繊維成分の配置は、二成分
Ａ，Ｂからなるものを例にとって説明すると、その横断
面において、両成分Ａ，Ｂが、図１に示すようにサイド
バイサイド型になったもの、図２，図３に示すようにサ
イドバイサイド繰り返し型になってもの、図４〜図８に
示すように放射状の形状を有する成分Ａとこの放射部を
補完する形状を有する他の成分Ｂからなるもの、図９，
図１０に示すように放射型の形状を有する成分Ａとこの
放射部を補完する他の成分Ｂからなり一方の放射形状が
中心側において途切れているもの、図１１に示すように
サイドバイサイド繰り返し型であって中空部があるもの
等があげられる。

【００１７】上記フィブリル化型複合フィラメントは、
機械的屈曲や摩擦等の物理的な衝撃によって、あるいは
薬剤処理，加熱処理等の後処理によって少なくとも一方
の繊維成分を膨潤，収縮させて、各単糸繊維に分割極細
化（割繊）することができ、これによってフィブリル束
が得られる。上記薬剤処理に用いる薬剤としては、例え
ばベンジルアルコール，フェノール等の水溶液やエマル
ジョンが用いられる。また、上記加熱処理としては、弛
緩状態で熱処理する方法、熱水中にて加熱する方法等が
ある。

【００１８】なお、上記フィブリル化型複合フィラメン
トを割繊することによって得られるフィブリル束の平均
単糸繊度は、０．５デニール以下に設定することが好適
である。すなわち、上記平均単糸繊度が０．５デニール
を超えると、編地の隙間が大きくなり濾過性能が悪くな
る傾向がみられるからである。ちなみに、図８に示す形
状のフィブリル化型複合フィラメントの単糸繊度が２デ
ニールであり、割繊によって、これを図１２に示すよう
な、９本の単糸繊維（フィブリル）に分割する場合、そ
の平均単糸繊度は０．２２デニールとなる。このよう
に、２成分系のフィラメントにおいて、上記平均単糸繊
度０．５デニール以下のフィブリル束を得ようとすれ
ば、一方の繊維成分Ａと他の繊維成分Ｂとの重量比を、
１：４〜４：１に設定することが好適である。

【００１９】そして、上記割繊処理は、上記フィブリル
化型複合フィラメントを編み立てて編地を得たのちに行
うことが好適である。これにより、非常に高密度の編地
を得ることができる。

【００２０】また、複合糸として混繊糸を用いる場合、
繊維の組み合わせは、上記フィブリル化型複合フィラメ
ントの場合と同様の組み合わせが好適である。そして、
その平均単糸繊度は、同じく０．５デニール以下に設定
することが好適である。

【００２１】この発明の固液分離用濾材は、上記複合糸
を二重編みして両面編地にしたものであり、しかも、そ
の片方の編地面（固液分離用濾材として使用時に被処理
物を供給する側の面となる面）が、反対側の編地面より
も粗い編み目で形成されていなければならない。

【００２２】上記二重編みの方法としては、丸編，経編
等、どのような編み方であっても差し支えはないが、編
み針が前後２列に並び、前後の針の間を周期的に糸が行
き来して表裏２枚の編地を一体的に編み立てるよう構成
された両面編み機等によって、必ず二重編みされなけれ
ばならない。そして、上記のように表裏で編み目の密度
が異なるよう設定されていなければならない。上記二重
編みとしては、例えばダブルトリコット編みが好適であ
り、なかでも編地の伸縮性がある程度抑制されるダブル
ハーフ組織編みが好適である。

【００２３】このようにして得られたこの発明の固液分
離用濾材は、その模式的な断面図である図１３に示すよ
うに、被処理物が供給される側の編地面１０の編み目
が、高集束の糸で構成され、互いの隙間Ｑが大きくあい
て比較的粗くなっており、反対側の編地面１１の編み目
が、各繊維がばらけた低集束の糸で構成され、互いの隙
間Ｒが詰まって比較的緻密になっている。したがって、
上記粗い方の編み目で比較的粒径の大きな固体成分を捕
捉することができ、反対側の緻密な編み目間に比較的粒
径の小さな固体成分を捕捉することができるため、目詰
まりしにくく、優れた濾過性能を発揮する。しかも、従
来の濾材のように、立毛・起毛が形成されていないた
め、立毛・起毛による目詰まりが生じない。そして、上
記両面編地を構成する糸が前記特殊な糸であり、緻密で
ありながら微小な隙間を備えているため、ケーク剥離性
にも優れている。また、適度の伸縮性と優れた耐久性を
有しているため、繰り返し使用後には、水洗して隙間に
入り込んだ固体粒子を簡単に除去して再度使用に供する
ことができる。このため、非常に経済的である。

【００２４】なお、この発明において、上記両面編地の
片面（被処理物供給面）に、従来と同様の方法によって
立毛・起毛を設けるようにしても差し支えはない。ただ
し、この発明では、編地面１０の比較的粗い編み目が、
従来の立毛・起毛部が果していた固体成分捕捉機能を充
分に発揮するため、立毛・起毛部の層を厚く設ける必要
はない。設けるとすれば、上記立毛・起毛部の層厚み
を、編地全体の厚みに対し、１０％以下に設定すること
が好適である。この範囲内であれば、優れたケーク剥離
性が保持される。

【００２５】つぎに、実施例について比較例と併せて説
明する。

【００２６】

【実施例１〜３】固有粘度１．１４（メタクレゾール
中、３０℃）の６ナイロンと、固有粘度０．６３（オル
ソクロロフェノール中、３０℃）のポリエチレンテレフ
タレートを１：３（容積比）の割合で溶融接合紡糸し、
７００ｍ／分で巻き取り、図８と同様の断面を有するフ
ィブリル化型複合フィラメントを得た。

【００２７】２８ゲージのダブルトリコット編み機を用
い、上記フィブリル化型複合フィラメントを５０ｄ／２
５ｆとして、フロントおよびバックに給糸し、下記の表
１に示す２通りの条件で二重編みすることにより、２種
類の両面編地を得た。そして、両編地を、ベンジルアル
コールを３０重量％含有する水系エマルジョンに浸漬
後、絞り率８０％に絞った。つぎに、下記の表に示す２
種類の温度の熱水中に３分間浸漬して収縮させ、洗浄後
乾燥することにより、上記フィブリル化型複合フィラメ
ントを割繊し、目的とする固液分離用濾材を得た。

【００２８】

【表１】 Ｃ：コース，Ｗ：ウェール

【００２９】

【実施例４】また、実施例１品の表編地面を、エメリー
起毛法によって起毛し、厚み３５μｍ（編地全体の厚み
０．８８ｍｍ）の起毛層を形成することにより、目的と
する固液分離用濾材を得た。

【００３０】

【比較例１】下記の条件で編み立てられた編地からなる
固液分離用濾材を準備した。 編機：トリコット編機 組織：ハーフトリコット 糸 ：フロント ５０ｄ／２５ｆのフィブリル化型複合フィラメント バック ３０ｄ／１２ｆのポリエステル糸 仕上がり密度：７０コース／２．５４ｃｍ ５７ウェール／２．５４ｃｍ 起毛条件 ：針布起毛 表６回起毛 編地の厚み ：約０．４５ｍｍ 目付 ：１８０ｇ／ｍ²

【００３１】

【比較例２】下記の条件で織成された織物からなる固液
分離用濾材を準備した。 組織：２／２綾織 糸 ：経 １５０ｄ／４８ｆのポリエステルウーリー糸 緯 １００ｄ／５０ｆ／３ｆのフィブリル化型複合フィラメント 仕上がり密度：経糸 １０９本／２．５４ｃｍ 緯糸 ６０本／２．５４ｃｍ 厚み：０．３５ｍｍ

【００３２】

【比較例３】下記の条件で編み立てられた編地からなる
固液分離用濾材を準備した。 組織：丸編 糸 ：５０ｄ／２５ｆのフィブリル化型複合フィラメント 仕上がり密度：８０コース／２．５４ｃｍ ８０ウェール／２．５４ｃｍ 厚み：０．３２ｍｍ

【００３３】上記実施例１〜４品および比較例１〜３品
について、下記の表２および表３に示す項目について測
定するとともに、濾材としての性能を評価した。これら
の結果を下記の表２および表３にまとめて示す。

【００３４】

【表２】 ＊１：ＪＩＳ Ｌ−１０９６ フラジール形法に従う。 ＊２：ＪＩＳ Ｌ−１０９６ Ａ法（カットストリップ
法）に従う。なお、試料幅５ｃｍ、Ｇ．Ｌ．２０ｃｍ、
Ｈ．Ｓ．２０ｃｍ／ｍｉｎ ＊３：直径４７ｃｍの円形に切断した試料２０を、図１
５に示すステリフィル濾過システムにセットし、ＪＩＳ
−８種粉体を５０ｐｐｍ濃度で含有する原液２１を、矢
印で示すように流下させて自然濾過した。そして、原液
２１と濾液２２中の粒子数を、自動微粒子計測器（ＨＩ
ＡＣ／ＲＯＹＣＯ）で測定し、各粒径範囲における捕捉
効率（計数法）を求めた。そして、上記捕捉効率が９０
％以上になる粒径のうち最も小さい粒径を調べた。この
粒径が小さければ小さいほど濾過性能が高いといえる。
なお、通常は測定器の制約により、原液２１および濾液
２２を２０倍希釈して測定するが、この場合、希釈は行
わなかった。 ＊４：ケーク剥離後の濾材表面の状態を観察し、ケーク
がきれいに除去されている場合を◎、殆ど除去されてい
る場合を○、部分的に付着している場合を△、広範な面
積にわたって付着している場合を×として評価した。 （上記＊１〜＊４はつぎの表３においても同じ。）

【００３５】

【表３】

【００３６】

【発明の効果】以上のように、この発明の固液分離用濾
材は、被処理物が供給される編地面が比較的粗く、反対
側の編地面が比較的緻密に設定されているため、目詰ま
りしにくく、優れた濾過性能を発揮する。そして、表面
が立毛・起毛されていないため、立毛・起毛による目詰
まりが生じない。そして、編地を構成する糸が特殊な複
合糸であるため、緻密でありながら微小な隙間を備えて
いるため、ケーク剥離性も良好である。また、適度の伸
縮性と優れた耐久性を有しているため、繰り返し使用後
には、水洗して隙間に入り込んだ固体粒子を簡単に除去
して再度使用に供することができる。このため、非常に
経済的であるという利点を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に用いられるフィブリル化型複合フィ
ラメントの一例を示す横断面図である。

【図２】この発明に用いられるフィブリル化型複合フィ
ラメントの一例を示す横断面図である。

【図３】この発明に用いられるフィブリル化型複合フィ
ラメントの一例を示す横断面図である。

【図４】この発明に用いられるフィブリル化型複合フィ
ラメントの一例を示す横断面図である。

【図５】この発明に用いられるフィブリル化型複合フィ
ラメントの一例を示す横断面図である。

【図６】この発明に用いられるフィブリル化型複合フィ
ラメントの一例を示す横断面図である。

【図７】この発明に用いられるフィブリル化型複合フィ
ラメントの一例を示す横断面図である。

【図８】この発明に用いられるフィブリル化型複合フィ
ラメントの一例を示す横断面図である。

【図９】この発明に用いられるフィブリル化型複合フィ
ラメントの一例を示す横断面図である。

【図１０】この発明に用いられるフィブリル化型複合フ
ィラメントの一例を示す横断面図である。

【図１１】この発明に用いられるフィブリル化型複合フ
ィラメントの一例を示す横断面図である。

【図１２】上記フィブリル化型複合フィラメントの一例
のものが割繊された状態の説明図である。

【図１３】この発明の一実施例の両面編地の構造を模式
的に示す縦断面図である。

【図１４】一般的な固液分離装置の模式的な構成図であ
る。

【図１５】固液分離用濾材の濾過性能評価に用いるステ
リフィル濾過システムの説明図である。

【符号の説明】

１０ 被処理物が供給される側の編地面 １１ 反対側の編地面

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 平均単糸繊度１デニール以下となる、断
   面形状および太さの異なる２種以上の繊維が長手方向に
   沿って組み合わせられた複合糸を二重編みしてなる両面
   編地であって、上記両面編地の、被処理物が供給される
   側の編地面が、反対側の編地面よりも粗い編み目で形成
   されていることを特徴とする固液分離用濾材。
2. 【請求項２】 上記複合糸を構成する繊維の一つとし
   て、ポリアミドが用いられている請求項１記載の固液分
   離用濾材。
3. 【請求項３】 上記複合糸が、フィブリル化型複合フィ
   ラメントに由来する、平均単糸繊度０．５デニール以下
   のフィブリル束である請求項１または２記載の固液分離
   用濾材。
4. 【請求項４】 上記複合糸が、２種以上の繊維を混繊し
   てなる混繊糸である請求項１または２記載の固液分離用
   濾材。