JPH10229877A

JPH10229877A - 水処理用担体

Info

Publication number: JPH10229877A
Application number: JP9049579A
Authority: JP
Inventors: Akira Nishimura; 亮西村
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1997-02-19
Filing date: 1997-02-19
Publication date: 1998-09-02

Abstract

(57)【要約】【課題】微生物の付着可能な面積がより大きく、か
つ、使用中の流動水中での衝突や振動等の衝撃により基
材本体からの単繊維の剥離等による分離、脱落を防ぎ、
長期使用に耐えうる微生物固定化担体となる水処理用担
体を提供する【解決手段】嵩高なフィラメント糸又は紡績糸からな
るストランドを、接着性樹脂にて構成繊維相互の接合点
を被覆させて接着しその嵩高を保持した状態で固定化し
た後、所定の長さに切断し、立体的網の目構造をした、
嵩高で、より多くの微生物が付着、固定化し得る水処理
用担体とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、微生物を利用した
排水の浄化やバィオリアクター等に使用する水中での微
生物固定化基材となる水処理用担体に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】汚水の浄化の原理は、自然の河川の浄化
作用に学ぶことができる。即ち、河川の水中に存在する
微生物が付着可能な基材である砂利、石、植物の残骸、
堤防の護岸用材料等に付着増殖し、河川水中の有機成分
を分解し、浄化作用を行っている。

【０００３】この自然の作用を更に効率よく行うために
は、水中で微生物の数を増やすこと、及び微生物と有機
成分との接触の機会を多くすることが必要であり、この
目的に沿った種々の工夫や提案がなされている。その主
なものとして、水中に固定された基材に微生物を固定化
する固定床と水中を水流とともに移動する基材に微生物
を固定化する流動床とがある。なお、この床は、他に担
体、媒体等とも呼ばれるもので、以下担体と呼ぶ。

【０００４】更に、この流動担体に類するものについて
は、合成樹脂等のペレット状物、ゲル状物、スポンジー
状物、繊維状物等がある。これらは特殊な機能性等を付
与したものを除けば、主たる開発の狙いは、単位体積当
たりに如何に多くの微生物を付着させるかの工夫と、付
着した微生物層の使用条件下での脱落防止をはかるかで
あるといえる。従って、担体の材質と構造に工夫がなさ
れているものが多い。これら工夫のうち、空隙が多く、
嵩高な構造体として繊維状物の提案がなされ、短繊維を
紡績工程を利用して合成繊維の熱接着性低融点繊維を混
紡して接着固定化した切断チップ状物（特開平１ー２４
７０９１号公報）や、繊維を互いに絡み合わせた球状繊
維塊（特公昭６２ー１１６３７号公報、特開平４ー２７
４９５号公報）等が知られている。

【０００５】しかしながら、熱接着性繊維を混紡して、
熱接着により固定された切断チップ状物（特開平１ー２
４７０９１号公報）は、その嵩高性を切断チップ状物を
構成している繊維の捲縮のみに頼らざるをえない。ま
た、紡績工程を利用して作るため、供給繊維原料は、紡
績工程特にカード工程をトラブルなしに通過させること
が必要であり、当然低い捲縮が要求され、フイラメント
加工糸のような高い捲縮が付与出来ず、従って、嵩高
で、比容積の大きな繊維集合体を必要とする時にはかな
り不利である。

【０００６】また、短繊維を使用しているため切断チッ
プ状物のカット面である両端近傍には原料短繊維の繊維
長よりも遙かに短い切断繊維が存在し、製造工程中や、
使用中の流動処理水中での衝撃や振動で分離脱落し、好
ましくない。特に熱接着性繊維の混紡斑の発生等接着が
不充分な場合はこの危険性はさらに増大する。

【０００７】更にまた、スライバー等を熱融着加工する
場合には、具体的には熱金型の中を通して行うので、熱
金型と接触していない部分であるスライバー等の中心近
傍まで熱融着されるためには、金型温度をかなり高くす
る必要があり、そのため切断チップ状物の外周は熱融着
が進み、その結果外周表面が平滑で、かつ緻密な面とな
り、微生物が内部に侵入し難くなると同時にその表面に
も微生物が付着し難く、かつ脱落し易くなる。くわえて
切断チップ状物の両端切断面の短繊維の脱落を防止する
ために、熱融着の程度を高めると外周表面の平滑性と緻
密化が更に促進されることになる。

【０００８】一方、短繊維を互いに絡み合わせた球状繊
維塊（特公昭６２ー１１６３７号公報、特開平４ー２７
４９５号公報）は、製造原理が液中での撹拌による自己
交絡によることから液中での繊維物性、特に見かけの曲
げ硬さや表面の摩擦特性に大きく左右される。従って製
品の均一性を得るにはかなり高度な技術が必要と推察さ
れる。また繊維集合体の比容積を大きくするには捲縮の
利用が大変効果のある手法であるが、この捲縮が利用出
来ない欠点がある。

【０００９】その他繊維以外の製品である樹脂ペレット
状物、ゲル状物等においては、繊維からなる構成物に比
し、比容積が低く微生物の着床する面積が少ないという
問題がある。またスポンジーのように比容積が高くとも
微生物の侵入経路が限定されるという問題もある。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】汚水処理用微生物固定
化担体として望ましいのは、単位体積当たりに微生物の
着床、付着が可能な面積が多く、かつ微生物が堆積、積
層したものが脱落し難いことであり、本発明は、嵩高で
高比容積で、そのため立体的網の目構造が得られやすい
糸を使うことによりかかる課題を解決するものであり、
本発明と目的とするところは、微生物の付着可能な面
積がより大きく、かつ、使用中の流動水中での衝突や振
動等の衝撃により基材本体からの単繊維の剥離等による
分離、脱落を防ぎ、長期使用に耐えうる微生物固定化担
体となる水処理用担体を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、複数の嵩高な
糸からなり構成繊維相互の接合点が接着性樹脂にて被覆
されて固着されているストランドを繊維軸に対して垂直
な面で所定の長さに切断した棒状繊維物であり、かつ棒
状繊維物の切断面の面積相当円の直径（Ｄ）と棒状繊維
物の繊維軸方向の長さ（Ｌ）の比（Ｌ／Ｄ）が０.５〜
２０である棒状繊維物よりなることを特徴とする水処理
用担体にある。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の水処理用担体は、複数の
嵩高な糸が集合したストランドを切断した棒状繊維物よ
りなるものでり、ストランドは、複数の嵩高な糸からな
り各構成繊維相互の接合点が接着性樹脂にて膜状に被覆
されて固着されており、糸の嵩高状態を保持した状態で
固定されていることから、嵩高で比容積が大きく、立体
的網の目構造に近い繊維集合構造をなしている。また、
棒状繊維物の形態が、棒状繊維物の断面相当円の直径
（Ｄ）と繊維軸方向の長さ（Ｌ）との比（Ｌ／Ｄ）が
０．５〜２０であることから、本発明の水処理用担体
は、その使用中に水流と共にスムースに移動し、かつ互
いに絡み合うことがないという効果を奏する。

【００１３】ストランドにおける嵩高な糸は、糸を構成
する各繊維或いは主体繊維が捲縮を有した嵩高な糸であ
ってもよいし、異なる伸縮性繊維からなり糸の形態で嵩
高な糸であってもよく、糸の内部構造が嵩高で比容積が
大きく、糸の表面が適度な凹凸と空隙を有し微生物が付
着し易いことと、付着堆積した微生物層が脱落しないた
めにアンカー効果を発揮する糸形態のものであることが
望ましい。

【００１４】本発明においては、接着性樹脂を用いた固
着前のストランド自体が、嵩高で比容積が大きい糸の集
合体であることが望ましく、かかるストランドを構成す
るには、嵩高な糸が、長繊維のフィラメント糸である場
合、短繊維の紡績糸である場合、或いはフィラメント糸
と紡績糸である場合があり、また同種若しくは異種の糸
であってもよい。フィラメント糸としては、好ましくは
捲縮の付与された嵩高加工フィラメント糸が用いられ、
また紡績糸としては、好ましくは高収縮繊維と非収縮繊
維からなる混紡紡績糸のハイバルキー処理糸が用いられ
る。特に嵩高加工フィラメント糸は、紡績糸に比べて捲
縮の付与が容易であり、また高捲縮付与加工が種々開発
されており、これらの加工を適宜利用して容易に得るこ
とができることから有利に用いられる。

【００１５】先ず、フィラメント糸からのストランドに
ついて説明する。嵩高なフィラメント糸を得るための捲
縮付与加工は、フィラメント糸及び構成単繊維のデニー
ルと繊維の種類、即ちその繊維の物性によって、大凡そ
の加工方法が決まってくる。代表的な方法としては、押
し込み式加工、ギヤー加工、仮撚加工及び原糸製造段階
での捲縮付与としてのコンジュゲート化等があり、目的
に応じていずれの方法も選択できる。本発明では、トー
タルデニールが、例えば５、０００〜２０、０００デニ
ールと太く、単繊維デニールも、例えば１５〜２０デニ
ールと太いものを用いる場合等は、押し込み式加工やギ
ヤー加工が推奨される。適用されるフィラメント糸の種
類としては、ポリアミド系繊維、ポリオレフイン系繊
維、ポリエステル系繊維等が挙げられる。

【００１６】また、大凡の分け方として、トータルデニ
ール３００デニール以下、単繊維デニール５デニール以
下程度のものには、熱セット性、生産性、加工のし易さ
等の点から仮撚加工が推奨される。仮撚加工に適用され
るフィラメント糸の種類としては、ポリアミド系繊維、
ポリエステル系繊維、ポリオレフイン系繊維、アセテー
ト系繊維、アクリロニトリル系繊維等が挙げられる。

【００１７】フィラメント糸を用いる際のもう一つの有
利なことは、インターレース加工で代表されるエアージ
ェット加工（以下インターレース加工という）が利用可
能なことである。これは特殊なノズルを使ってエアージ
ェットを糸に噴射するものであるが、捲縮付与加工され
たフィラメント糸を主素材にしてインターレース加工を
すると、捲縮付与加工されたフィラメント糸を構成する
単繊維が相互に、所々に交絡点を作りながら、交絡し、
繊維の配列が乱され、その結果、収束効果と共に嵩高さ
が増加するものである。

【００１８】この際、同種或いは異種のフィラメント糸
を合糸しながらインターレース加工をすれば更に効果的
であり、例えば捲縮の異なるもの、捲縮のある糸と捲縮
のないストレートな高収縮糸、単繊維デニールの異なる
もの等糸の比容積を大きくする目的で種々利用できる。
インターレース加工は、単繊維の配列を乱すため糸表面
に凹凸が現れることから、本発明においては、極めて有
効な手段である。

【００１９】しかしながら、捲縮のあるフィラメント糸
のインターレース加工のみでも、高い比容積と糸表面の
乱れは期待できるが、糸は比較的扁平となり丸味がな
く、かつ糸を構成するフィラメント群の収束性が悪く、
所々に１〜数本のフィラメントが集合体から遊離してい
る状態となり、インターレース加工のみの収束性では不
充分である。この集合体から遊離したフィラメントは、
次の工程で接着性樹脂で接着固定しても、集合体から遊
離したそのままの状態になっているものも多くあり、棒
状繊維物にカットした時に脱落するか、或いは片端は棒
状繊維物に固定され、もう一方の端はフリーな状態でぶ
ら下がっていたりする。この一方の端がフリーの繊維
は、棒状繊維物を微生物固定化担体として水中で使用中
に他の棒状繊維物に絡み付き、棒状繊維物同志を大きな
塊状物となる原因となり好ましくない。

【００２０】従って嵩高性を多少犠牲にしてでも、糸に
丸味と収束性を持たせ、遊離フィラメントの発生を防ぐ
ために撚りを掛けるのが良い。そのうち比容積が高く、
かつ丸味のある糸形態を得るには嵩高加工フィラメント
糸に更に撚り加工を施すことがより好ましい。即ち、捲
縮の付与されたフィラメント糸を単独或いは複数本供給
しながらインターレース加工を行い、糸に収束性を与え
つつフィラメントの配列を乱し、嵩高性と糸表面に凹凸
を作り、その後更に撚り加工を行うことにより、高比容
積で膨らみがあり、かつ丸味のある収束性に富んだ糸が
得られ、インターレース加工と撚り加工の組み合わせで
更に完成されたものが得られることになる。

【００２１】また捲縮の付与されたフィラメント糸を主
素材にして、インターレース加工はせずに、撚り加工の
みを施しても良い。この場合はインターレース加工と撚
り加工を組み合わせて実施した糸に比べて、嵩高性と糸
表面の乱れによるアンカー効果は若干劣るが、収束性の
良い丸味を持った断面の糸を得ることができる。その
他、捲縮付与加工の替わりに予め捲縮付与されたフィラ
メント糸であるコンジュゲート糸を用いても良い。

【００２２】撚り加工された糸を、かせ状に取り、潜在
捲縮の顕在化処理を、無荷重状態でスチームで８０〜１
００℃で１０分間、或いは水中で８０〜１００℃で５分
間施し、乾燥し、収束して連続したストランドとする。

【００２３】フィラメント糸からなるストランドのトー
タルデニールは、得られる棒状繊維物の直径に相当する
が、好ましくは１、０００〜５０、０００デニールの範
囲で、本発明の水処理用担体を用いる浄化槽の仕様、例
えば容量、水流の経路、流速等や汚水浄化の要求性能に
合わせて適宜決められ、より好ましくは５、０００〜２
０、０００デニールである。５０、０００デニールを超
えると、得られる水処理用担体が水中で局部的に相互に
ぶつかり水流と共に移動しなくなり、スムースな流れを
妨げ、また水処理用担体の表面積が大きくなり、そのた
めに表面に付着堆積した微生物層が脱落し易くなり好ま
しくない、１、０００デニール未満では、水処理用担体
の表面積は増加するがストランドでの構成フィラメント
糸本数が少なくなり、それをカバーするために細デニー
ルにすると見かけの捲縮の硬さが低下して、その結果嵩
高性が低下し、比容積が低くなり微生物の入る繊維空間
が減少し好ましくない。

【００２４】ストランドを構成するフィラメント糸は、
単繊維デニールが０．１〜１００デニールの範囲で、同
一単繊維デニールのものを用いるか、異なる単繊維デニ
ールのものを混合して用いても良い。好ましくは構成フ
ィラメント糸の単繊維デニールは１０〜３０デニールで
ある。単繊維デニールが０．１デニール未満では、加工
工程における繊維の切断が生じ、スムースな繊維の生産
が難しくなる。また単繊維デニール０．１〜１０デニー
ルのフィラメント糸の使用比率が多いときは、フィラメ
ントの捲縮の見かけの硬さが低下し、その結果比容積が
低下するので注意を要する。また単繊維デニールが１
００デニールを超えると、構成フィラメント糸本数が少
なくなり、繊維空隙が粗くなり過ぎ好ましくない。

【００２５】フィラメン糸の繊維断面形状は、円形、三
角、四角、扁平等のいずれであっても良く、また繊維
は、中実、中空のいずれであっても良く、加工法や性能
付与との関連を考慮しながら適宜選択される。

【００２６】次に、紡績糸からのストランドについて説
明する。紡績糸からのストランドの作り方は、公知の方
法である、混紡紡績糸をハイバルキー化処理する方法に
よる、いわゆるハイバルキー処理糸から得るのが入手が
簡単であり、かつ性能的にも良い。

【００２７】混紡紡績糸の短繊維構成は、高収縮繊維と
非収縮繊維からなるが、高収縮繊維としては、アクリロ
ニトリル系繊維が最も好ましく、沸水収縮率１５〜３５
％、好ましくは１５〜３０％の範囲のものが用いられ
る。沸水収縮率が１５％未満では、ハイバルキー化処理
での嵩高性が不足し、３５％を超えると、ハイバルキー
化処理後の糸形態が収縮成分と非収縮成分とにはっきり
分かれて、収束性の点から好ましくない。また、非収縮
繊維としては、アクリロニトリル系繊維、ポリエステル
系繊維、ポリビニルアルコール系繊維、ポリアミド系繊
維等が用いられる。紡績糸の単繊維デニールは、番手も
考慮にいれて、通常の紡績が可能な２〜３０デニールの
範囲であることが好ましい。

【００２８】混紡紡績糸の糸番手は、好ましくはメート
ル番手で２０番双糸〜０．４番の範囲であり、フィラメ
ント糸と同様、浄化槽の容量、水流の経路、流速等浄化
槽の仕様と要求性能によって適宜決めればよく、より好
ましくは４番双糸〜１番である。混紡紡績糸を、２本合
わせる双糸加工或いは３本以上合わせる撚糸加工の後、
かせ状に取り、高収縮繊維を収縮させるハイバルキー化
処理を、スチームで９０〜１００℃で２０分間施し、収
束して連続したストランドとする。

【００２９】紡績糸における高収縮繊維、非収縮繊維の
繊維断面形状も、円形、三角、四角、扁平等のいずれで
あっても良く、また、中実繊維、中空繊維のいずれであ
っても良く、短繊維の長さも混紡紡績法や性能付与との
関連を考慮しながら適宜選択される。

【００３０】本発明のストランドにおいては、構成する
複数の嵩高な糸の構成繊維相互の接合点が接着性樹脂に
て膜状に被覆されて固着されていることが必要である。
ストランドの接着性樹脂による固着について更に詳しく
説明すると、嵩高な糸がフィラメント糸であっても、ま
た紡績糸であっても同様な付着処理工程が用いられ、ス
トランドを、かせ等の形態で、接着性樹脂の溶液中に浸
漬し、その後所定の絞り率で脱液し、余剰の樹脂を除い
た後、熱処理により接着性樹脂を皮膜化して繊維相互の
接合点をその周りから形成された皮膜で被覆させて接着
し、ストランドを固定化する。この工程で留意すべきこ
とは、次の点である。

【００３１】第一点は、フィラメント糸では、捲縮が充
分に顕在化して、嵩高で、高比容積の糸の形態をできる
だけ保持しながら、構成繊維相互の接合点で、接合点を
樹脂の皮膜で被覆して、接着、固定化させることであ
る。そのためには、処理中の糸の嵩高の低下を防ぐ点か
ら、糸の構成繊維のガラス転移点以下の温度で接着性樹
脂溶液に浸漬し、その後脱液、乾燥熱処理により皮膜が
形成されるタイプの接着性樹脂を用いることが好まし
い。

【００３２】第二点は、紡績糸では、棒状繊維物に切断
したときに、その両端近傍には紡績糸の構成短繊維の長
さよりも、遙かに短い短繊維が含まれることとなるの
で、これらの短繊維がその後の加工工程や、使用中に脱
落しない様に、フィラメント糸よりもより強固に接着処
理をしなければならないことである。

【００３３】第三点は、接着性樹脂として、形成される
皮膜が親水性を示すものを選定して使用することであ
る。皮膜が撥水性を示す接着性樹脂では、得られる水処
理用担体が、その使用に際し、水中を水流とともに移動
せず水面に浮くので好ましくない。

【００３４】使用しうる接着性樹脂としては、アクリル
系樹脂、ポリカーボネート系ポリウレタン樹脂、ポリエ
ステル系ポリウレタン樹脂、酢酸ビニル系樹脂等既に公
知の接着性樹脂で良く、耐加水分解性に優れたもので、
使用繊維に合わせて、接着性の高く耐久性あるものを選
択すれば良い。

【００３５】接着性樹脂の選択に際して重要な点は、室
温や使用中の汚水の温度の下で、形成された皮膜が弾力
性を示すものを選択することが望ましい。この形成され
た皮膜が充分な弾力性を示す接着性樹脂としては、前述
の樹脂のうちポリウレタン系樹脂が特に優れている。こ
のポリウレタン系樹脂は、固定ストランドの切断工程や
その後の梱包、輸送、使用時等に水処理用担体が５０％
程度以上の大きな変形を伴う外力が加わった際に、繊維
相互の接合点を被覆して形成された皮膜が大きな変形に
も追従可能となり、皮膜の破れがなく接合点での剥離が
防げるという、大変重要な働きをする。この利点は、従
来の熱接着性繊維のみで繊維相互を点或いは線で接着、
固定化している公知の基材とに大きな有意差を与える点
でもある。

【００３６】また、接着性樹脂溶液に浸漬後、熱処理に
より皮膜を形成させて接着、固定したストランドは、接
合点全体が接着性樹脂の皮膜で被覆されているのに対
し、熱接着性繊維のみによる接着では、接合点の一部に
しか接着性成分が存在せず、見かけの接着力も相対的に
弱くなる。

【００３７】接着性樹脂の付着工程は、接着性樹脂溶液
への浸漬法の他に、パッド−ニップ法、スプレー法等も
採用が可能であり、要するに糸を構成する繊維全体に均
一に接着性樹脂溶液を付着させ、乾燥熱処理により繊維
相互の接合点を覆う皮膜を形成させれることができるな
らば、いずれの方法でも良い。

【００３８】繊維相互の接合点が被覆されて接着、固定
化された連続したストランドは、所定の長さに繊維軸に
垂直な面で切断されて棒状繊維物が作られる。切断する
長さは、棒状繊維物の形態に関連し、棒状繊維物の断面
を円形と見なした場合、その断面の直径（Ｄ）と長さ
（Ｌ）の比、即ちアスペクト比（Ｌ／Ｄ）が０．５〜２
０、好ましくは１〜８の範囲で切断する。比が０．５未
満では、扁平な円盤状となり、接着された繊維が剥離
し、脱落し易くなり、２０を超えると、得られる水処理
用担体が、その使用に際し、水中の移動性が低下するの
で好ましくない。

【００３９】本発明の水処理用担体は、以上のようにし
てフィラメント糸或いは紡績糸から得られた棒状繊維物
がその内部及び外表面共に嵩高を保った糸の集合体形態
に固定されて作られているため、立体的網の目構造に近
い構造となり、従って、微生物の付着可能なスペースが
多く、外表面からの微生物の侵入経路が無数に存在する
水処理用微生物固定化担体となっていると同時に、外表
面に適度の凹凸と無数の空隙があり、水中での微生物固
定化担体として重要な役割を果たすことができる。

【００４０】

【実施例】以下、本発明を実施例により具体的に説明す
る。

【００４１】（実施例１）ポリエチレンテレフタレート
フィラメント糸ＳＤ８６０デニール／１８０フィラメン
トからなる仮撚加工糸を２本引き揃えて、下撚り２５０
ｔ／ｍ、更にこの糸を２本引き揃えて上撚り２００ｔ／
ｍに撚り加工して得たストランドを、周長１６０ｃｍ、
重さ３００ｇのかせに取り、スチームで９８℃で２０分
間の捲縮発現処理し、下記条件で接着性樹脂の付着処理
し、直径約２．３ｍｍの円形の固定ストランドを得た。
得られた固定ストランドを長さ１０ｍｍ、アスペクト比
（Ｌ／Ｄ）＝４．３に切断して棒状繊維物を得た。得ら
れた棒状繊維物の嵩高性を示す指標として比容積を測定
したところ、比容積は８．１１ｃｃ／ｇであつた。

【００４２】接着性樹脂：ポリカーボネート系ポリウレタン樹脂
（固形分３８％のエマルジョン溶液）処理：上記樹脂５００ｇ／リットル溶液中に室
温で５分間浸漬後、絞り率３００％で脱液乾燥：１００℃ ×７分熱処理：１２０℃×３分

【００４３】次に、直径２００ｍｍ、高さ１０００ｍ
ｍ、容積約２５．１リットルの透明アクリル樹脂製円筒
容器に、得られた棒状繊維物を円筒の１５ｃｍの高さま
で詰めた後、水を円筒の高さ９０ｃｍまで入れ、円筒管
の底部から空気を約７リットル／分送り込み、３６時間
の連続運転をした。運転後の棒状繊維物からの剥離、脱
落した繊維屑を調べるため、棒状繊維物を取り除き、残
りの全量の水を３０μｍのメッシュで濾過して、脱落繊
維の有無を観察したが、脱落繊維は皆無であった。

【００４４】また、棒状繊維物に大きな外力による形態
の変形が生じた時の繊維相互の接着点における耐久性を
調べるため、得られた棒状繊維物１００ｇを、底辺が１
０×１０ｃｍのサイズの上部のあいた箱に入れ、重さが
均等にかかるように、上部から底辺のサイズより若干小
さい同形の板を置き、その上から５０ｋｇの重りを乗
せ、棒状繊維物の層を圧縮し、１分間後除重の操作を５
回繰り返し、その後棒状繊維物が落ちない程度の目の粗
さの金網の上で、テストした棒状繊維物全量を前後左右
に振り落とし、金網の下に敷いた黒紙の上に落下する剥
離した繊維屑、接着樹脂屑の存在を確認したところ、繊
維屑、接着樹脂屑は皆無であった。

【００４５】（実施例２）繊維断面が四角中空のデュポ
ン社製ナイロンフィラメント糸アントロン１２４５デニ
ール／６６フィラメント（単繊維デニール１９デニー
ル）の押し込み式加工糸を４本引き揃えて、下記条件で
インターレース加工と撚り加工を実施した。

【００４６】ノズル：太デニール用インターレースノズルエアー圧：５．０ｋｇ／ｃｍ² 糸速：２００ｍ／分下撚り：３５ｔ／ｍ上撚り：３０ｔ／ｍ、下撚り糸２本供給捲縮発現処理：２００ｇかせ、スチーム９８℃×２０分

【００４７】得られた撚り糸のかせ形態のストランドを
下記条件で接着性樹脂の付着処理し、直径約５．７ｍｍ
の円形の固定ストランドを得た。得られた固定ストラン
ドを長さ３５ｍｍ、アスペクト比（Ｌ／Ｄ）＝６．１に
切断して棒状繊維物を得た。得られた棒状繊維物の比容
積を測定したところ２１．７ｃｃ／ｇであった。

【００４８】接着性樹脂：エーテル型ポリウレタン樹脂（固形分３
５％のエマルジョン）処理：上記樹脂５００ｇ／リットル水溶液中に
室温で５分間浸漬後、絞り率３５０％で脱液乾燥、熱処理：１１０℃×２０分

【００４９】次に、実施例１と同様に、透明アクリル樹
脂製円筒容器に、得られた棒状繊維物を詰めた後水を入
れ、円筒管の底部から空気を送り込み、３６時間の連続
運転をした。運転後の棒状繊維物からの剥離、脱落した
繊維屑を調べるため、棒状繊維物を取り除き、残りの全
量の水を３０μｍのメッシュで濾過して、脱落繊維の有
無を観察したが、脱落繊維は皆無であった。また、棒状
繊維物に大きな外力による形態の変形が生じた時の繊維
相互の接着点における耐久性を実施例１と同様にして調
べたが、剥離した繊維屑、接着樹脂屑は皆無であった。

【００５０】（比較例１）実施例２において、撚り加工
工程のみを除いた以外は実施例２と同様にして、棒状繊
維物を作ったが、得られた棒状繊維物の比容積を測定し
たところ、２７．２ｃｃ／ｇであった。

【００５１】（実施例３）下記の構成のアクリロニトリ
ル系繊維の混紡紡績糸を準備した。なお、ＢＷＳは沸水
収縮率を示す。レギュラー糸：ＳＤ１５デニール×１５２ｍｍ（ＢＷＳ
０〜１％）２０重量％レギュラー糸：ＳＤ７デニール×バリアブルカット（Ｂ
ＷＳ０〜１％）３０重量％レギュラー糸：ＳＤ５デニール×バリアブルカット（Ｂ
ＷＳ０〜１％）２０重量％高収縮糸：ＳＤ５デニール×バリアブルカット（Ｂ
ＷＳ２５％）３０重量％紡出番手：メートル番手２番を双糸加工撚り数：１１０／１２０ｔ／ｍ

【００５２】上記の混紡紡績糸を２００ｇのかせにと
り、ハイバルキー化処理を、スチーム９８℃×２０分の
条件で実施し、得られたかせ形態のストランドを下記条
件で接着性樹脂の付着処理し、直径約４ｍｍの円形の固
定ストランドを得た。得られた固定ストランドを長さ２
５ｍｍ、アスペクト比（Ｌ／Ｄ）＝６．２に切断して棒
状繊維物を得た。得られた棒状繊維物の比容積を測定し
たところ１５．８ｃｃ／ｇであった。

【００５３】接着性樹脂：芳香族ポリエステル系ポリウレタン樹脂
（固形分３５％のエマルジョン）処理：上記樹脂６００ｇ／リットル水溶液中に
室温で５分間浸漬後、絞り率４００％で脱液乾燥、熱処理：１００℃×４０分

【００５４】次に、実施例１と同様に円筒型アクリル樹
脂容器を使い、同じ方法で、かつ全量の水の濾過するメ
ッシュの粗さを２０μｍに変更した以外は、実施例１と
同様にして流水中の棒状繊維物からの脱落繊維屑の発生
を調べたところ、脱落繊維屑として１５デニールと推定
されるものが７本、５〜７デニールと推定されるものが
１２本観察された。この１９本の脱落繊維屑を取り除
き、上記のテストで使用した棒状繊維物を更に上記と同
じ方法、同じ条件で再度テストを行い、脱落繊維屑を調
べたところ、脱落繊維屑は皆無であった。従って、第１
回目の脱落繊維屑の１９本はストランドを切断した時の
ストランド外表面の毛羽のカットされたものの残りと推
定された。

【００５５】

【発明の効果】本発明の水処理用担体は、嵩高、高比容
積で立体的網の目構造に近い構造をなしており、その独
特の構造のため、空隙が多く、微生物を利用した排水の
浄化やバィオリアクター等に使用する水中での微生物固
定化基材として極めて有用なるもので、微生物固定化基
材として用いるときは、その空隙の多い構造により、微
生物が外表面から内部へ入る際の経路が無数にあるこ
と、及び外表面も凹凸があり、微生物が付着し易く、か
つ付着、堆積した微生物層がアンカー効果を発揮して脱
落し難いという微生物担体として好適な形態を有してい
る。

【００５６】また、本発明の水処理用担体は、その製造
に嵩高な糸構造を作る種々の手法が利用できるため、新
規な設備投資なしに、手軽く、製造できる利点があり、
また、水処理用担体の構造、形態等も、ストランドでの
糸構成、接着性樹脂、切断時のアスペクト比等から、コ
ストの増大無しに適宜自由に選択できる利点がある。

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【手続補正書】

【提出日】平成９年４月１日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項２

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００６

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１９

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１９】しかしながら、捲縮のあるフィラメント糸
のインターレース加工のみでも、高い比容積と糸表面の
乱れは期待できるが、糸は比較的扁平となり丸味がな
く、かつ糸を構成するフィラメント群の収束性が悪く、
所々に１〜数本のフィラメントが集合体から遊離してい
る状態となり、インターレース加工のみの収束性では不
充分な場合も生ずる。この集合体から遊離したフィラメ
ントは、次の工程で接着性樹脂で接着固定しても、集合
体から遊離したそのままの状態になっているものも多く
あり、棒状繊維物にカットした時に脱落するか、或いは
片端は棒状繊維物に固定され、もう一方の端はフリーな
状態でぶら下がっていたりする。この一方の端がフリー
の繊維は、棒状繊維物を微生物固定化担体として水中で
使用中に他の棒状繊維物に絡み付き、棒状繊維物同志を
大きな塊状物となる原因となり好ましくない。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２７】混紡紡績糸の短繊維構成は、高収縮繊維と
非収縮繊維からなるが、高収縮繊維としては、アクリロ
ニトリル系繊維が最も好ましく、沸水収縮率１５〜３５
％、好ましくは１５〜３０％の範囲のものが用いられ
る。沸水収縮率が１５％未満では、ハイバルキー化処理
での嵩高性が不足し、３５％を超えると、ハイバルキー
化処理後の糸形態が収縮成分と非収縮成分とにはっきり
分かれて、収束性の点だけでなく、微生物の保持性の点
からも好ましくない。また、非収縮繊維としては、アク
リロニトリル系繊維、ポリエステル系繊維、ポリビニル
アルコール系繊維、ポリアミド系繊維等が用いられる。
紡績糸の単繊維デニールは、番手も考慮にいれて、通常
の紡績が可能な２〜３０デニールの範囲であることが好
ましい。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の嵩高な糸からなり構成繊維相互の
接合点が接着性樹脂にて被覆されて固着されているスト
ランドを繊維軸に対して垂直な面で所定の長さに切断し
た棒状繊維物であり、かつ棒状繊維物の切断面の面積相
当円の直径（Ｄ）と棒状繊維物の繊維軸方向の長さ
（Ｌ）の比（Ｌ／Ｄ）が０．５〜２０である棒状繊維物
よりなることを特徴とする水処理用担体。
【請求項２】ストランドが、捲縮の付与された嵩高加
工フィラメント糸からなり、かつ撚り加工またはエアー
ジェット加工と撚り加工の両方が施されているストラン
ドである請求項１記載の水処理用担体。
【請求項３】ストランドが、沸水収縮率１５〜３５％
の高収縮繊維と非収縮繊維からなる混紡紡績糸のハイバ
ルキー処理糸からなるストランドである請求項１記載の
水処理用担体。