繊維ろ材の製造方法及び繊維ろ材
【課題】ほつれを防止すると共に、通水速度の高速化及びＳＳ除去率の向上が図れる繊維ろ材の製造方法及び繊維ろ材を提供すること。
【解決手段】本発明は、熱可塑性繊維からなる短繊維１を混綿し混綿体とする混綿工程Ｓ１と、該混綿体を繊維方向が引き揃えられた薄いシート状のウェブ５にするカーディング工程Ｓ２と、該ウェブ５をロープ状のロープ状繊維体６とするロープ状繊維体製造工程Ｓ３と、該ロープ状繊維体６を溶着切断することにより扁平矩形状とする切断工程Ｓ５と、を備え、両端部９が溶着されている繊維ろ材１０の製造方法である。
【解決手段】本発明は、熱可塑性繊維からなる短繊維１を混綿し混綿体とする混綿工程Ｓ１と、該混綿体を繊維方向が引き揃えられた薄いシート状のウェブ５にするカーディング工程Ｓ２と、該ウェブ５をロープ状のロープ状繊維体６とするロープ状繊維体製造工程Ｓ３と、該ロープ状繊維体６を溶着切断することにより扁平矩形状とする切断工程Ｓ５と、を備え、両端部９が溶着されている繊維ろ材１０の製造方法である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、繊維ろ材の製造方法及び繊維ろ材に関し、更に詳しくは、ほつれを防止すると共に、通水速度の高速化及びＳＳ除去率の向上が図れる繊維ろ材の製造方法及び繊維ろ材に関する。
【背景技術】
【０００２】
水中の懸濁物質を分離除去する水処理技術として、ろ過法が知られている。例えば、下水処理分野においては、ろ材として、アンスラサイト、砂、粒状プラスチック等を用いたろ過法が広く用いられている。
【０００３】
ところが、下水処理分野においては、ろ過法における排水の通水速度が１００〜５００ｍ／ｄであり、大量の排水をろ過するのに時間がかかるという欠点がある。
また、一方で通水速度を上げるために、ろ材の粒径を大きくして目詰まりをなくする方法が考えられるが、この場合、浮遊物質（ＳＳ）の除去率が不十分となる欠点がある。
【０００４】
これに対し、繊維ろ材を用いる方法が検討されている。
例えば、繊維長５〜５０ｍｍの有機繊維からなる短繊維を絡み合わせた多数の繊維塊を繊維ろ材として用いる方法（例えば、特許文献１参照）、単糸繊度が５０デニール以下の未延伸フィラメントを５０〜１０００本集合させた糸条をバルキー加工し、さらに１００〜５００本集合させて集束し、適当長さで切断した繊維ろ材（例えば、特許文献２参照）が知られている。これらの技術によれば、通水速度が速くなり、且つＳＳ除去率が向上する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特公昭６２−５５８８５号公報
【特許文献２】特開平１０−３０５２０４号公報
【特許文献３】特開２００４−１３６１９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一般に、上記特許文献１〜３に記載の繊維ろ材を含む従来の繊維ろ材は、密度を低くすると、水圧によって圧密された繊維ろ材が適度に空隙を埋め、効率よくろ過することが可能となる。
しかしながら、低密度の繊維ろ材は、繊維ろ材の性能を長期間維持するための逆流洗浄（以下「逆洗」という。）を施すと、繊維ろ材が徐々にほつれ、ほつれた繊維が処理水と共に流出してしまう欠点がある。また、一部がほつれた繊維ろ材を用いると、十分なろ過性能を発揮することができないという欠点がある。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、低密度でありながら、ほつれを防止すると共に、通水速度の高速化及びＳＳ除去率の向上が図れる繊維ろ材の製造方法及び繊維ろ材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意検討したところ、熱可塑性繊維からなる短繊維を用い、ロープ状繊維体の両端部を溶着切断することにより、上記課題を解決し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００９】
本発明は、（１）熱可塑性繊維からなる短繊維を混綿し混綿体とする混綿工程と、該混綿体を繊維方向が引き揃えられた薄いシート状のウェブにするカーディング工程と、該ウェブをロープ状のロープ状繊維体とするロープ状繊維体製造工程と、該ロープ状繊維体を溶着切断する切断工程と、を備え、両端部が溶着されている繊維ろ材の製造方法に存する。
【００１０】
本発明は、（２）ロープ状繊維体製造工程が、ウェブに対してニードルパンチを施すニードルパンチ工程と、ニードルパンチを施したウェブを切断し、ロープ状繊維体とするスリット工程とからなる上記（１）記載の繊維ろ材の製造方法に存する。
【００１１】
本発明は、（３）ロープ状繊維体製造工程が、ウェブに対してスライバー状のロープ状繊維体とするスライバー工程からなる上記（１）記載の繊維ろ材の製造方法に存する。
【００１２】
本発明は、（４）ロープ状繊維体製造工程と切断工程との間に、ロープ状繊維体に熱風を吹き掛け、該ロープ状繊維体の一部を溶着させた溶着部を形成する溶着工程を備える上記（１）〜（３）のいずれか一つに記載の繊維ろ材の製造方法に存する。
【００１３】
本発明は、（５）切断工程における溶着切断が、超音波の振動によるものである上記（１）〜（４）のいずれか一つに記載の繊維ろ材の製造方法に存する。
【００１４】
本発明は、（６）切断工程における溶着切断が、レーザーの熱によるものである上記（１）〜（４）のいずれか一つに記載の繊維ろ材の製造方法に存する。
【００１５】
本発明は、（７）熱可塑性繊維が、芯成分及び鞘成分からなる芯鞘構造であり、鞘成分の融点が、芯成分の融点よりも低い上記（１）〜（６）のいずれか一つに記載の繊維ろ材の製造方法に存する。
【００１６】
本発明は、（８）熱可塑性繊維のうちの芯成分がポリエステル繊維であり、鞘成分がポリエステルと脂肪族化合物との共重合体である上記（７）記載の繊維ろ材の製造方法に存する。
【００１７】
本発明は、（９）熱可塑性繊維が、芯成分及び鞘成分からなる芯鞘構造の第１熱可塑性繊維と、単一成分からなる第２熱可塑性繊維とからなり、鞘成分の融点が、芯成分の融点よりも低い上記（１）〜（６）のいずれか一つに記載の繊維ろ材の製造方法に存する。
【００１８】
本発明は、（１０）第１熱可塑性繊維のうちの芯成分がポリエステル繊維であり、鞘成分がポリエステルと脂肪族化合物との共重合体であり、第２熱可塑性繊維がポリエステル繊維である上記（９）記載の繊維ろ材の製造方法に存する。
【００１９】
本発明は、（１１）上記（１）〜（１０）のいずれか一つに記載の繊維ろ材の製造方法により得られた繊維ろ材であって、熱可塑性繊維の集合体からなり、繊維方向に引き揃えられ且つ一部の繊維同士が溶着されており、全体的に扁平矩形状である繊維ろ材に存する。
【００２０】
本発明は、（１２）上記（１）〜（１０）のいずれか一つに記載の繊維ろ材の製造方法により得られた繊維ろ材であって、熱可塑性繊維の集合体からなり、繊維方向に引き揃えられ且つ一部の繊維同士が溶着されており、全体的に円柱状である繊維ろ材に存する。
【００２１】
本発明は、（１３）両端部が溶着されている上記（１１）又は（１２）に記載の繊維ろ材に存する。
【００２２】
本発明は、（１４）密度が５〜２００ｋｇ／ｍ３である上記（１１）〜（１３）のいずれか一つに記載の繊維ろ材に存する。
【００２３】
本発明は、（１５）短辺の長さと長辺の長さとの比が、短辺の長さ：長辺の長さ＝１：１〜５であり、最厚部の厚みと短辺の長さとの比が、最厚部の厚み：短辺の長さ＝１：１〜１０である上記（１１）〜（１４）のいずれか一つに記載の繊維ろ材に存する。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の繊維ろ材の製造方法においては、混綿体の繊維方向を引き揃えるカーディング工程を経ることにより、得られる繊維ろ材は、通水時には水圧で繊維の間隙が埋められてＳＳ除去率が向上し、逆洗時には繊維の間隙が離れ効率良く懸濁粒子を脱離させることが可能となる。
また、切断工程において溶着切断を行い、両端部を溶着することにより、繊維ろ材の密度を低密度とした場合であっても、ほつれが確実に防止できる。なお、溶着切断は、温度７００℃以上の熱刃による切断、超音波の振動による超音波切断、レーザーの熱による切断等で行うことが好ましい。
【００２５】
これに加え、得られる繊維ろ材は、熱可塑性繊維からなる短繊維を用いているので、クリンプ力が向上し、繊維ろ材に適した弾力性を有するようになる。
したがって、上記繊維ろ材の製造方法によれば、繊維ろ材のほつれを防止できると共に、通水速度の高速化及びＳＳ除去率の向上が図れる。
【００２６】
本発明の繊維ろ材の製造方法において、ニードルパンチ工程を経る場合、強度が向上し、よりほつれ難くなる。このとき、スリット工程においては、溶着切断を施すことが好ましい。
【００２７】
本発明の繊維ろ材の製造方法においては、スライバー工程を経る場合、繊維が長さ方向に引き揃えられ、繊維の端部がカット面に集められ、溶断することによって、繊維を束ねることができ、ほつれ難くなるという利点がある。
【００２８】
本発明の繊維ろ材の製造方法においては、ロープ状繊維体に熱風を吹き掛け、該ロープ状繊維体の一部を溶着させた溶着部を形成することにより、ほつれがより防止されると共に、長期間、摩耗に耐えうる耐久性を有することになる。
【００２９】
本発明の繊維ろ材の製造方法においては、鞘成分の融点が芯成分の融点よりも低い芯鞘構造の（第１）熱可塑性繊維を用いて、所定の工程を経ることにより、鞘成分が溶着し接着剤の働きをする。すなわち、（第１）熱可塑性繊維がいわゆるバインダー効果を発揮する。これにより、得られる繊維ろ材は、溶着部を有することになるので、ほつれが防止され、長期間、摩耗に耐えうる耐久性を有するものになる。
【００３０】
本発明の繊維ろ材の製造方法においては、第２熱可塑性繊維を更に混合させることで、繊維ろ材の表面の毛羽の長さや量を調整できる。これにより、繊維ろ材は、懸濁粒子を効率良く捕集できる。なお、繊維ろ材は、繊維製であるので、適度な弾力性が保たれ、通水速度の高速化は担保されている。
また、第２熱可塑性繊維は、単一成分からなるので、抗菌剤や着色剤を容易に付与することができる。これにより、これらの機能を繊維ろ材に容易に付与することができる。
【００３１】
本発明の繊維ろ材は、上述した製造方法により得られるので、ほつれを防止すると共に、通水速度の高速化及びＳＳ除去率の向上が図れる。
また、繊維ろ材は、全体的に扁平矩形状であると、ろ材端部の繊維が強固に融着され、ほつれにくいという利点があり、全体的に円柱状であると、水圧によって圧密された繊維ろ材が適度に空隙を埋め、通水速度が上がる（ろ抗立ち難さが下がる）という利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】図１は、本発明に係る繊維ろ材の製造方法を示すフローチャートである。
【図２】図２は、第１実施形態に係る繊維ろ材の製造方法を示すフローチャートである。
【図３】図３は、第１実施形態に係る繊維ろ材の製造方法における混綿工程及びカーディング工程を模式的に示す概略図である。
【図４】図４は、第１実施形態に係る繊維ろ材の製造方法におけるニードルパンチ工程を模式的に示す概略図である。
【図５】図５は、第１実施形態に係る繊維ろ材の製造方法におけるスリット工程を模式的に示す概略図である。
【図６】図６は、第１実施形態に係る繊維ろ材の製造方法における溶着工程及び切断工程を模式的に示す概略図である。
【図７】図７は、第１実施形態に係る繊維ろ材の製造方法における溶着工程において、溶着部が形成された溶着ロープ状繊維体を示す概略斜視図である。
【図８】図８は、第１実施形態に係る繊維ろ材の製造方法の切断工程を説明するための概略斜視図である。
【図９】図９は、本実施形態に係る繊維ろ材を示す概略斜視図である。
【図１０】図１０は、本実施形態に係る繊維ろ材が用いられる高速ろ過装置を示す概略図である。
【図１１】図１１は、第２実施形態に係る繊維ろ材の製造方法を示すフローチャートである。
【図１２】図１２は、第２実施形態に係る繊維ろ材の製造方法のスライバー工程を模式的に示す概略図である。
【図１３】図１３は、他の実施形態に係る繊維ろ材の製造方法における切断工程を模式的に示す概略図である。
【図１４】図１４は、他の実施形態に係る繊維ろ材を示す概略斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、必要に応じて図面を参照しつつ、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面中、同一要素には同一符号を付すこととし、重複する説明は省略する。また、上下左右等の位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。更に、図面の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。
【００３４】
図１は、本発明に係る繊維ろ材の製造方法を示すフローチャートである。
図１に示すように、本発明に係る繊維ろ材の製造方法は、熱可塑性繊維からなる短繊維を混綿し混綿体とする混綿工程Ｓ１と、該混綿体を繊維方向が引き揃えられた薄いシート状のウェブにするカーディング工程Ｓ２と、該ウェブをロープ状のロープ状繊維体とするロープ状繊維体製造工程Ｓ３と、該ロープ状繊維体に熱風を吹き掛け、該ロープ状繊維体の一部を溶着させた溶着部を形成する溶着工程Ｓ４と、該ロープ状繊維体を溶着切断することにより扁平矩形状とする切断工程Ｓ５と、を備える。
【００３５】
本発明に係る繊維ろ材によれば、繊維ろ材のほつれを防止できると共に、通水速度の高速化及びＳＳ除去率の向上が図れる。なお、繊維ろ材は、繊維製であるので、軽量でありながら、適度な弾力性が保たれ、通水速度の高速化も担保される。
【００３６】
［第１実施形態］
次に、本発明に係る繊維ろ材の製造方法の第１実施形態について説明する。
図２は、第１実施形態に係る繊維ろ材の製造方法を示すフローチャートである。
図２に示すように、第１実施形態に係る繊維ろ材の製造方法は、ロープ状繊維体製造工程Ｓ３が、ウェブに対してニードルパンチを施すニードルパンチ工程Ｓ３１と、ニードルパンチを施したウェブを切断し、ロープ状繊維体とするスリット工程Ｓ３２とからなる。すなわち、第１実施形態に係る繊維ろ材の製造方法は、熱可塑性繊維からなる短繊維を混綿し混綿体とする混綿工程Ｓ１と、該混綿体を繊維方向が引き揃えられた薄いシート状のウェブにするカーディング工程Ｓ２と、該ウェブに対してニードルパンチを施すニードルパンチ工程Ｓ３１と、ニードルパンチを施したウェブを切断し、ロープ状繊維体とするスリット工程Ｓ３２と、該ロープ状繊維体に熱風を吹き掛け、該ロープ状繊維体の一部を溶着させた溶着部を形成する溶着工程Ｓ４と、該ロープ状繊維体を溶着切断することにより扁平矩形状とする切断工程Ｓ５と、を備える。
【００３７】
次に、各工程について更に詳細に説明する。
図３は、第１実施形態に係る繊維ろ材の製造方法における混綿工程及びカーディング工程を模式的に示す概略図である。
【００３８】
（混綿工程）
図３に示すように、混綿工程Ｓ１は、塊状の熱可塑性繊維からなる短繊維１をホッパー２に投入し、該ホッパー２内に空気流を送流したり、機械的に混ぜ合わせたりすることにより混綿し混綿体とする工程である。
【００３９】
ここで、上記熱可塑性繊維は、芯成分及び鞘成分からなる芯鞘構造となっている。これにより、得られる繊維ろ材は、ほつれ難くなり、耐久性が向上する。
また、熱可塑性繊維における芯成分及び鞘成分は、短繊維が用いられる。そうすると、得られる繊維ろ材は、クリンプ力が向上するので、繊維ろ材に適した弾力性を有するようになる。
【００４０】
熱可塑性繊維において、芯成分の材質としては、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維、ビニロン繊維、ポリオレフィン繊維等が用いられる。これらは単独で用いても複数を混合して用いてもよい。これらの中でも、芯成分の材質は汎用性及び強度の観点からポリエステル繊維を用いることが好ましい。
また、鞘成分の材質としては、ポリエステルと脂肪族化合物との共重合体、ポリエチレン、ポリプロピレン等が用いられる。これらは単独で用いても複数を混合して用いてもよい。これらの中でも、鞘成分の材質は、芯成分の材質がポリエステル繊維を使用している場合、同一成分を含有させるほうが、強度が優れるため、ポリエステルと脂肪族化合物との共重合体を用いることが好ましい。
【００４１】
芯成分に対する鞘成分の比率は、芯成分：鞘成分が１：０．５〜１であることが好ましい。鞘成分の比率が０．５未満であると、繊度が上記範囲内にある場合と比較して、バインダーとしての接着力が不十分となり、鞘成分の比率が１を超えると、繊度が上記範囲内にある場合と比較して、溶着しにくくなる。
【００４２】
ここで、鞘成分は、芯成分よりも融点が低いものを用いることが好ましい。この場合、第１実施形態に係る繊維ろ材の製造方法においては、鞘成分が溶着し接着剤の働きをする、いわゆるバインダー効果を発揮する。
鞘成分の融点は、８０〜２００℃であることが好ましく、芯成分の融点は、１６０〜２５０℃であることが好ましい。この場合、熱可塑性繊維によるバインダー効果を確実に発揮させることができる。
また、鞘成分と芯成分の融点の差は、３０℃以上であることが好ましい。融点の差が、３０℃未満であると、融点の差が上記範囲内にある場合と比較して、芯成分と鞘成分とが共に溶着してしまい、熱可塑性繊維が形状を維持できなくなる場合がある。
【００４３】
熱可塑性繊維の繊度は、１〜５０ｄｔｅｘであることが好ましい。熱可塑性繊維の繊度が１ｄｔｅｘ未満であると、繊度が、上記範囲内にある場合と比較して、繊維間の空隙が小さくなりすぎ、繊度が５０ｄｔｅｘを超えると、繊維間の空隙が大きくなりすぎて、共に懸濁粒子を補足できなくなる恐れがある。
【００４４】
混綿工程Ｓ１においては、塊状の熱可塑性繊維を混綿し、混綿体とする。このとき、熱可塑性繊維の塊状物に、他の熱可塑性繊維の塊状物を混合してもよい。他の熱可塑性繊維を混合させることにより、繊維ろ材の表面の毛羽の長さや量を調整することが可能となる。これにより、得られる繊維ろ材は、懸濁粒子を効率良く捕集できるようになる。
【００４５】
（カーディング工程）
図３に示すように、カーディング工程Ｓ２は、混綿工程Ｓ１で得られた混綿体を繊維方向が引き揃えられた薄いシート状のウェブ５にする工程である。すなわち、紡績用カード機１２において、混綿体が引っ掛かるように突起が設けられたドラム３で、長手方向に配向させることにより開繊して、繊維方向が引き揃えられたシート状のウェブ５とする。
【００４６】
第１実施形態に係る繊維ろ材の製造方法においては、混綿体の繊維方向を引き揃えるカーディング工程を経るので、得られる繊維ろ材は、通水時には水圧で繊維の間隙が埋められてＳＳ除去率が向上し、逆洗時には繊維の間隙が離れ効率良く懸濁粒子を脱離させることが可能となる。
【００４７】
（ニードルパンチ工程）
ニードルパンチ工程Ｓ３１は、カーディング工程Ｓ２で得られたウェブ５に対してニードルパンチを施す工程である。
【００４８】
図４は、第１実施形態に係る繊維ろ材の製造方法におけるニードルパンチ工程を模式的に示す概略図である。
図４に示すように、ニードルパンチ工程Ｓ３１においては、ウェブ５に対し、ニードルパンチ装置１５にて、矢印Ａの方向に上下からニードルパンチ処理が施される。これにより、ウェブ５の強度が確実に向上し、得られる繊維ろ材はほつれ難くなる。なお、このとき、かえしのある針を用い、これを突き刺して、機械的にウェブ５の繊維をかえしの部分に引掛けるようにすると、強度がより向上する。
【００４９】
ここで、ニードルパンチ工程Ｓ３１を施したウェブ５の厚さは、０．５〜２０ｍｍであることが好ましい。厚さが０．５ｍｍ未満であると、厚さが上記範囲内にある場合と比較して、繊維ろ材をろ過装置に充填した際、繊維ろ材同士が密に重なり合い、空隙が十分に確保されない恐れがあり、厚さが２０ｍｍを超えると、厚さが上記範囲内にある場合と比較して、後述するスリット工程にて、生地が厚過ぎるために、カット歯が生地を押しつぶし、ロープ状にスリットしにくくなる欠点がある。
【００５０】
（スリット工程）
スリット工程Ｓ３２は、ニードルパンチ工程Ｓ３１においてニードルパンチを施したウェブ５を切断し、ロープ状繊維体６とする工程である。
【００５１】
図５は、第１実施形態に係る繊維ろ材の製造方法におけるスリット工程を模式的に示す概略図である。
図５に示すように、スリット工程Ｓ３２においては、ニードルパンチを施したウェブ５に対し、スリット装置１６にて、ロープ状繊維体６に切断される。このとき、スリット工程Ｓ３２における切断が、溶着切断であることが好ましい。この場合、ロープ状繊維体６の側面も溶着されるので、よりほつれ難くなる。なお、溶着切断の方法は、特に限定されず、例えば、熱刃、超音波、レーザー等が用いられる。
【００５２】
図６は、第１実施形態に係る繊維ろ材の製造方法における溶着工程及び切断工程を模式的に示す概略図である。第１実施形態に係る繊維ろ材の製造方法においては、ロープ状繊維体製造工程Ｓ３と切断工程Ｓ５との間に、溶着工程Ｓ４を備える。
【００５３】
（溶着工程）
図６に示すように、溶着工程Ｓ４は、スリット工程Ｓ３２（ロープ状繊維体製造工程Ｓ３）で得られたロープ状繊維体６に熱風Ｈを吹き掛け、ロープ状繊維体６内の一部の繊維同士を溶着させることにより、溶着部が形成された溶着ロープ状繊維体７とする工程である。
【００５４】
図７は、第１実施形態に係る繊維ろ材の製造方法における溶着工程において、溶着部が形成された溶着ロープ状繊維体を示す概略斜視図である。
図７に示すように、溶着ロープ状繊維体７は、一部にロープ状繊維体６の繊維同士を溶着させた溶着部７ａが形成されている。これにより、得られる繊維ろ材は、ほつれが防止されると共に、長期間、摩耗に耐えうる耐久性を有することになる。
また、通水時には水圧で繊維の間隙が埋められ、逆洗時には繊維の間隙が離れ効率良く懸濁粒子を脱離させることが可能となる。
【００５５】
かかる溶着工程Ｓ４において、熱風の温度は１２０〜１８０℃であることが好ましい。特に、芯成分がポリエステル繊維であり、鞘成分がポリエステルと脂肪族化合物との共重合体である場合、ロープ状繊維体６における鞘成分が溶着することにより、熱可塑性繊維がバインダー効果を確実に発揮することになる。なお、溶着ロープ状繊維体７内には繊維同士が溶着された溶着部７ａが多数存在している。
【００５６】
ここで、得られる溶着ロープ状繊維体７の直径は、５〜２０ｍｍであることが好ましい。溶着ロープ状繊維体７の直径が５ｍｍ未満であると、直径が上記範囲内にある場合と比較して、繊維ろ材の幅が狭くなり、ろ過装置から繊維ろ材が流出しやすくなる欠点があり、溶着ロープ状繊維体７の直径が２０ｍｍを超えると、直径が上記範囲内にある場合と比較して、繊維ろ材自体が大きくなることで比表面積が減少し、水中の懸濁物質を捕捉するために必要な表面積が小さくなる欠点がある。
【００５７】
（切断工程）
図６に戻り、切断工程Ｓ５は、溶着工程Ｓ４で得られた溶着ロープ状繊維体７を連続的に溶着切断することにより全長が５〜２０ｍｍの扁平矩形状の繊維ろ材とする工程である。
図６に示すように、溶着切断の方法としては、熱刃による方法が挙げられる。
【００５８】
図８は、第１実施形態に係る繊維ろ材の製造方法の切断工程を説明するための概略斜視図である。
図８に示すように、切断工程Ｓ５においては、溶着ロープ状繊維体７を長手方向に進行させると共に、溶着ロープ状繊維体７を上下方向に潰しながら、十分に加熱された熱刃８を昇降移動させることにより、連続的に溶着ロープ状繊維体７が切断され、個々の扁平矩形状の繊維ろ材となる。繊維ろ材は、左右の縁が溶着されているので、カットによるほつれの発生が抑制される。
【００５９】
溶着切断において、熱刃８の温度は７００℃以上であることが好ましい。この場合、溶着ロープ状繊維体７を瞬時にカットすると共に、溶着ロープ状繊維体７の縁を確実に溶着することができる。
【００６０】
こうして繊維ろ材１０が得られる。
図９は、本実施形態に係る繊維ろ材を示す概略斜視図である。
図９に示すように、繊維ろ材１０は、芯鞘構造の熱可塑性繊維の集合体からなり、繊維方向に引き揃えられ且つ一部の繊維同士が溶着されており、全体的に扁平矩形状となっている。
繊維ろ材１０は、全体的に扁平矩形状であるので、ろ材端部の繊維が強固に融着され、ほつれにくいという利点がある。
【００６１】
繊維ろ材１０は、長手方向に複数の繊維が引き揃えられた束となっている。
ここで、各１本の繊維は、繊維ろ材１０の長手方向の全長よりも大きいことが好ましい。これにより、繊維が引き抜かれることが抑制される。
【００６２】
繊維ろ材１０において、長手方向に垂直に切断した両端部９は、溶着切断により溶着固化されている。また、多数の溶着部７ａが散在した状態となっている。
したがって、繊維ろ材１０は、ほつれが防止されると共に、長期間、摩耗に耐えうる耐久性を有することになる。
【００６３】
繊維ろ材１０は、全体の密度が５〜２００ｋｇ／ｍ３であることが好ましい。密度が５ｋｇ／ｍ３未満であると、密度が上記範囲内にある場合と比較して、逆洗の際に破損する恐れがあり、密度が２００ｋｇ／ｍ３を超えると、密度が上記範囲内にある場合と比較して、ろ過の効率が悪くなる欠点がある。なお、本発明において、低密度とは、２００ｋｇ／ｍ３以下のものをいう。
【００６４】
繊維ろ材１０は、長辺の長さＨ１と短辺の長さＨ２との比が、短辺の長さＨ２：長辺の長さＨ１＝１：１〜５であることが好ましい。短辺の長さＨ２が１に対して、長辺の長さＨ１が５を超えると、長辺の長さＨ１が上記範囲内にある場合と比較して、繊維ろ材１０が粒状でなくなるため、繊維ろ材１０が挫屈して、充填時に空隙が大きくなる欠点があり、また、逆洗時に効率よく水流の影響を受けることができず、洗浄効果が得られない欠点がある。なお、繊維ろ材１０においては、溶着ロープ状繊維体７の長手方向の長さが長辺となり、両端部９の幅が短辺となっているが、両端部９の幅が長辺となり、溶着ロープ状繊維体７の長手方向の長さが短辺となっていてもよい。いずれの場合も、本発明の効果を発揮できる。
【００６５】
繊維ろ材１０は、短辺の長さＨ２と最厚部の厚みＨ３との比が、最厚部Ｈ３：短辺Ｈ１＝１：１〜１０であることが好ましい。最厚部Ｈ３の厚さ１に対して、短辺の長さが１未満であると、最厚部Ｈ３の厚さが上記範囲内にある場合と比較して、カット時に繊維の端部が溶着されにくく、ほつれやすいくなる欠点があり、最厚部Ｈ３の厚さ１に対して、短辺の長さが１０を超えると、短辺の長さが上記範囲内にある場合と比較して、繊維ろ材１０が充填された際に重なり合い、空隙がうまく作れず、通水抵抗が増加する傾向がある。
ここで、最厚部とは、繊維ろ材１０の厚みが最も大きい部分を意味する。
【００６６】
繊維ろ材１０は、下水、工場排水、用水等の懸濁粒子を含有する懸濁水の高速ろ過分離装置に好適に使用される。また、下水処理施設に流入する下水の高速固液分離技術、又は有機性の懸濁粒子を含有する合流式下水道の雨天時越流水（ＣＳＯ）、又は各種産業排水、用水処理に用いると特に効果的である。
【００６７】
図１０は、本実施形態に係る繊維ろ材が用いられる高速ろ過装置を示す概略図である。
図１０に示すように高速ろ過装置２０は、ろ過塔２３と、ろ過塔２３に処理する原水を導入するための導入管２１と、ろ過塔２３内に載置された繊維ろ材１０と、ろ過させた処理水が集水される集水装置２４と、集水装置２４から処理水が流出するための処理水流出管２８と、ろ過塔２３の下部に設けられた洗浄水の通水管２６と、ろ過塔２３の下部に設けられた空気を供給する供給管２５と、を備える。
【００６８】
原水をろ過する際には、原水が導入管２１を通してろ過塔２３内に連続的に通水され、繊維ろ材１０によりろ過される。そして、集水装置２４により処理水が集水され、処理水流出管２８から流出されることになる。
【００６９】
繊維ろ材１０に懸濁物質が十分に付着した後、繊維ろ材１０を洗浄する際には、ろ過塔の下部の洗浄水の通水管２６から洗浄水を上向きに通水すると共に、空気を供給する供給管２５から通気する。このときの洗浄水の通水速度は０．１〜５ｍ／ｍｉｎで行われ、空気の通気速度は０．１〜５ｍ／ｍｉｎで行われる。なお、これらの速度は一定でなくてもよい。そして、洗浄水は、処理水流出管２８を通して排水される。なお、洗浄時間は１〜３０ｍｉｎ、洗浄の頻度は１日に１〜１０回であることが好ましい。
【００７０】
［第２実施形態］
次に、本発明に係る繊維ろ材の製造方法の第２実施形態について説明する。
図１１は、第２実施形態に係る繊維ろ材の製造方法を示すフローチャートである。
図１１に示すように、第２実施形態に係る繊維ろ材１０の製造方法は、ロープ状繊維体製造工程Ｓ３が、ウェブに対してスライバー状のロープ状繊維体とするスライバー工程Ｓ３３からなること以外は、第１実施形態に係る繊維ろ材１０の製造方法と同様である。すなわち、第２実施形態に係る繊維ろ材１０の製造方法は、熱可塑性繊維からなる短繊維を混綿し混綿体とする混綿工程Ｓ１と、該混綿体を繊維方向が引き揃えられた薄いシート状のウェブにするカーディング工程Ｓ２と、該ウェブに対してスライバー状のロープ状繊維体とするスライバー工程Ｓ３３と、該ロープ状繊維体に熱風を吹き掛け、該ロープ状繊維体の一部を溶着させた溶着部を形成する溶着工程Ｓ４と、該ロープ状繊維体を溶着切断することにより扁平矩形状とする切断工程Ｓ５と、を備える。
【００７１】
（スライバー工程）
スライバー工程Ｓ３３は、カーディング工程Ｓ２で得られたウェブ５を、スライバー状のスライバーにする工程である。
図１２は、第２実施形態に係る繊維ろ材の製造方法のスライバー工程を模式的に示す概略図である。
図１２に示すように、スライバー工程Ｓ３３は、ウェブ５を練条機１１に通してドラフトし、スライバー状のロープ状繊維体にする。
【００７２】
第２実施形態に係る繊維ろ材１０の製造方法においては、スライバー工程Ｓ３３を経るので、繊維が長さ方向に引き揃えられ、繊維の端部がカット面に集められ、溶断することによって、繊維を束ねることができ、ほつれ難くなるという利点がある。
【００７３】
以上、本発明の好適な実施形状について説明したが、本発明は上記実施形状に限定されるものではない。
【００７４】
例えば、第１及び第２実施形態に係る繊維ろ材１０の製造方法において、上述した熱可塑性繊維（以下便宜的に「第１熱可塑性繊維」ともいう。）に、他の熱可塑性繊維を加えてもよい。すなわち、芯成分及び鞘成分からなる芯鞘構造の第１熱可塑性繊維と、単一成分からなる第２熱可塑性繊維とを混合し、上述した熱可塑性繊維として用いてもよい。
この場合、混綿工程Ｓ１においては、塊状の第１熱可塑性繊維と、塊状の第２熱可塑性繊維とを混綿することになる。なお、第１熱可塑性繊維における芯成分及び鞘成分、並びに、第２熱可塑性繊維は、いずれも短繊維が用いられる。そうすると、得られる繊維ろ材１０は、クリンプ力が向上するので、繊維ろ材１０に適した弾力性を有するようになる。
【００７５】
ここで、第１熱可塑性繊維は、上述した熱可塑性繊維と同質であるので、説明は省略する。
【００７６】
第２熱可塑性繊維の材質としては、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維、ビニロン繊維、ポリオレフィン繊維等が用いられる。これらの中でも、第２熱可塑性繊維の材質は汎用性、強度、及び水に沈みやすいといった観点から、ポリエステル繊維であることが好ましい。
【００７７】
第２熱可塑性繊維の繊度は、１〜５０ｄｔｅｘであることが好ましい。第２熱可塑性繊維の繊度が１ｄｔｅｘ未満であると、繊度が、上記範囲内にある場合と比較して、繊維間の空隙が小さくなりすぎ、繊度が５０ｄｔｅｘを超えると、繊維間の空隙が大きくなりすぎて、共に懸濁粒子を補足できなくなる恐れがある。
【００７８】
第２熱可塑性繊維の融点は、第１熱可塑性繊維の鞘成分の融点よりも高いほうが好ましく、且つ１６０〜２５０℃であることが好ましい。この場合、第１熱可塑性繊維によるバインダー効果を発揮させても繊維ろ材の形状を維持することができる。
【００７９】
混綿工程Ｓ１においては、第１熱可塑性繊維の塊状物と、第２熱可塑性繊維の塊状物とを混合する。
このときの混合割合は、第１熱可塑性繊維１質量部に対し、第２熱可塑性繊維が１．５〜４質量部であることが好ましい。第２熱可塑性繊維の混合割合が１．５質量部未満であると、混合割合が上記範囲内にある場合と比較して、繊維ろ材の強度が不十分となる恐れがあり、第２熱可塑性繊維の混合割合が４質量部を超えると、混合割合が上記範囲内にある場合と比較して、第１熱可塑性繊維のバインダー効果が不十分となる恐れがある。
【００８０】
第１及び第２実施形態に係る繊維ろ材の製造方法においては、切断工程Ｓ５において、熱刃による溶着切断を行っているが、超音波の振動による発熱を利用した超音波切断であってもよい。この場合、刃の温度は、７００℃以下であっても、十分な溶着が行われる。
図１３は、他の実施形態に係る繊維ろ材の製造方法における切断工程を模式的に示す概略図である。
図１３に示すように、溶着ロープ状繊維体７を超音波発振機５ｂ存在下、金型５ａで切断してもよい。この場合も、溶着ロープ状繊維体７の縁を溶着するので、カットによるほつれの発生が抑制される。
【００８１】
また、同様に、切断工程Ｓ５における熱刃による溶着切断の代わりに、レーザー光線による溶着切断を行ってもよい。この場合、刃が存在しないため、切断面は、潰されないことが多い。レーザーの熱によって、繊維端部が溶融し、短面が溶着されるため、ほつれに対して十分な耐久性が補われる。
【００８２】
第１及び第２実施形態に係る繊維ろ材の製造方法においては、溶着工程Ｓ４を施しているが、溶着工程Ｓ４は必須ではない。したがって、切断工程Ｓ５においては、溶着ロープ状繊維体７ではなく、ロープ状繊維体６を連続的に溶着切断することにより全長が５〜２０ｍｍの扁平矩形状の繊維ろ材としてもよい。
【００８３】
第１実施形態に係る繊維ろ材の製造方法においては、ニードルパンチ工程Ｓ３１の後にスリット工程Ｓ３２を施しているが、スリット工程の後にニードルパンチ工程を施してもよい。
【００８４】
第１及び第２実施形態に係る繊維ろ材の製造方法の溶着工程Ｓ４と切断工程Ｓ５との間に、ロープ状繊維体６に対して、撚りをかける工程を施してもよい。そうすると、繊維ろ材の密度が調整でき、懸濁粒子の捕捉効率が向上することになる。
【００８５】
本実施形態に係る繊維ろ材は、扁平矩形状となっているが、円柱状であってもよい。
図１４は、他の実施形態に係る繊維ろ材を示す概略斜視図である。
図１４に示すように、繊維ろ材１０ａは、芯鞘構造の熱可塑性繊維の集合体からなり、繊維方向に引き揃えられ且つ一部の繊維同士が溶着されており、全体的に円柱状となっている。
繊維ろ材１０ａは、全体的に円柱状であるので、水圧によって圧密された繊維ろ材が適度に空隙を埋め、通水速度が上がる（ろ抗立ち難さが下がる）という利点がある。
【００８６】
繊維ろ材１０ａは、長辺の長さＨ１と短辺の長さＨ２との比が、短辺の長さＨ２：長辺の長さＨ１＝１：１〜５であることが好ましい。短辺の長さＨ２が１に対して、長辺の長さＨ１が５を超えると、長辺の長さＨ１が上記範囲内にある場合と比較して、繊維ろ材が粒状でなくなるため、繊維ろ材が挫屈して、充填時に空隙が大きくなる欠点があり、また、逆洗時に効率よく水流の影響を受けることができず、洗浄効果が得られない欠点がある。なお、繊維ろ材１０ａの短辺の長さＨ２と最厚部の厚みＨ３とは略同じである。
【００８７】
繊維ろ材１０ａは、切断工程Ｓ５において、溶着ロープ状繊維体７を上下方向に潰さずに、切断することにより得られる。すなわち、溶着ロープ状繊維体７を長手方向に進行させると共に、そのままの形態で、十分に加熱された熱刃８を昇降移動させることにより、連続的に溶着ロープ状繊維体７が切断され、個々の円柱状の繊維ろ材となる。
【実施例】
【００８８】
以下、実施例及び比較例に基づいて本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００８９】
（実施例１）
融点が２３０℃の芯成分及び融点が１１０℃の鞘成分からなる塊状の複合ポリエステル繊維（４．４ｄｔｅｘ）を３０質量部と、融点が２３０℃の単一成分からなる塊状のポリエステル繊維（２０ｄｔｅｘ）を７０質量部とを混綿し混綿体を得た（混綿工程Ｓ１）。
次いで、混綿体を紡績用カード機（カーディング工程Ｓ２）に通し、得られたウェブを積層し、ニードルパンチ機にて（ニードルパンチ工程Ｓ３１）上下から合計１００Ｐ／ｃｍ２の密度でパンチングし、６００ｇ／ｍ２、厚さ７．０ｍｍの生地を作成した。
次いで、得られた生地を、コールドカット機（スリット工程Ｓ３２）にて、７ｍｍ巾にスリットし、ロープ状繊維体を得た。
次いで、ロープ状繊維体に、１５０℃の熱風を吹きかけることにより、鞘成分を溶着させて、複合ポリエステル繊維と、単一成分からなるポリエステル繊維とを一体化させ、冷却することにより、棒状の溶着ロープ状繊維体を得た（溶着工程Ｓ４）。なお、かかる溶着ロープ状繊維体は、表面に羽毛状、ループ状の毛羽を有していた。
その後、溶着ロープ状繊維体を、レーザーで全長７ｍｍとなるようにカットし、略円筒状の繊維ろ材を得た（切断工程Ｓ５）。なお、カット面の両端部においては、繊維同士が融着されていた。その時の繊維ろ材の密度は、１０２ｋｇ／ｍ３であり、短辺の長さ：長辺の長さ＝１：１．２であり、最厚部の厚さ：短辺の長さ＝１：１．２であった。
【００９０】
（実施例２）
融点が２３０℃の芯成分及び融点が１１０℃の鞘成分からなる塊状の複合ポリエステル繊維（４．４ｄｔｅｘ）を３０質量部と、融点が２３０℃の単一成分からなる塊状のポリエステル繊維（２０ｄｔｅｘ）を７０質量部とを混綿し混綿体を得た（混綿工程Ｓ１）。
次いで、混綿体を紡績用カード機（カーディング工程Ｓ２）、練条機に通し、ロープ状繊維体（質量２．０ｇ／ｍ）とした（スライバー工程Ｓ３３）。
次いで、ロープ状繊維体に、１５０℃の熱風を吹き掛けることにより、鞘成分を溶着させて、複合ポリエステル繊維と単一成分からなるポリエステル繊維とを一体化させ、冷却することにより棒状の溶着ロープ状繊維体を得た（溶着工程Ｓ４）。なお、かかる溶着ロープ状繊維体は、表面に羽毛状、ループ状の毛羽を有していた。
その後、溶着ロープ状繊維体を、上下方向に潰した状態で、超音波で全長１０ｍｍとなるようにカットし、扁平矩形状の繊維ろ材を得た（切断工程Ｓ５）。なお、カット面の両端部においては、繊維同士が融着されていた。その時の繊維ろ材の密度は、１０．５ｋｇ／ｍ３であり、短辺の長さ：長辺の長さ＝１：１であり、最厚部の厚さ：短辺の長さ＝１：４．８であった。
【００９１】
（実施例３）
融点が２３０℃の芯成分及び融点が１１０℃の鞘成分からなる塊状の複合ポリエステル繊維（１７ｄｔｅｘ）を４０質量部と、融点が２３０℃の単一成分からなる塊状のポリエステル繊維（２０ｄｔｅｘ）を６０質量部とを混綿し混綿体を得た（混綿工程Ｓ１）。
次いで、紡績用カード機（カーディング工程Ｓ２）、練条機に通し、ロープ状繊維体（質量２．０ｇ／ｍ）とした（スライバー工程Ｓ３３）。
次いで、ロープ状繊維体に、１５０℃の熱風を吹き掛けることにより、鞘成分を溶着させて、複合ポリエステル繊維と単一成分からなるポリエステル繊維とを一体化させ、冷却することにより棒状の溶着ロープ状繊維体を得た（溶着工程Ｓ４）。なお、かかる溶着ロープ状繊維体は、表面に羽毛状、ループ状の毛羽を有していた。
その後、溶着ロープ状繊維体を、レーザーで全長１０ｍｍとなるようにカットし、略円筒状の繊維ろ材を得た（切断工程Ｓ５）。なお、カット面の両端部においては、繊維同士が融着されていた。その時の繊維ろ材の密度は、４０ｋｇ／ｍ３であり、短辺の長さ：長辺の長さ＝１：１であり、最厚部の厚さ：短辺の長さ＝１：２であった。
【００９２】
（実施例４）
融点が２３０℃の芯成分及び融点が１１０℃の鞘成分からなる塊状の複合ポリエステル繊維（４.４ｄｔｅｘ）を３０質量部と、融点が２３０℃の単一成分からなる塊状のポリエステル繊維（２０ｄｔｅｘ）を７０質量部とを混綿し混綿体を得た（混綿工程Ｓ１）。
次いで、紡績用カード機（カーディング工程Ｓ２）、練条機に通し、スライバーを作成した（スライバー工程Ｓ３３）。このスライバーを、３０回／ｍの撚りをかけ、３．０ｇ／ｍのロープ状繊維体を得た。
次いで、ロープ状繊維体に、１５０℃の熱風を吹き掛けることにより、鞘成分を溶着させて、複合ポリエステル繊維と単一成分からなるポリエステル繊維とを一体化させ、冷却することにより棒状の溶着ロープ状繊維体を得た（溶着工程Ｓ４）。なお、かかる溶着ロープ状繊維体は、表面に羽毛状、ループ状の毛羽を有していた。
その後、溶着ロープ状繊維体を、レーザーで全長１０ｍｍとなるようにカットし、略円筒状の繊維ろ材を得た（切断工程Ｓ５）。なお、カット面の両端部においては、繊維同士が融着されていた。その時の繊維ろ材の密度は、２５０ｋｇ／ｍ３であり、短辺の長さ：長辺の長さ＝１：１．１であり、最厚部の厚さ：短辺の長さ＝１：５．２であった。
【００９３】
（実施例５）
融点が２３０℃の芯成分及び融点が１１０℃の鞘成分からなる塊状の複合ポリエステル繊維（４．４ｄｔｅｘ）を混綿し混綿体としたこと以外は、実施例１と同様にして、繊維ろ材を得た。
【００９４】
（実施例６）
融点が２３０℃の芯成分及び融点が１１０℃の鞘成分からなる塊状の複合ポリエステル繊維（４．４ｄｔｅｘ）を混綿し混綿体としたこと以外は、実施例２と同様にして、繊維ろ材を得た。
【００９５】
（実施例７）
融点が２３０℃の芯成分及び融点が１１０℃の鞘成分からなる塊状の複合ポリエステル繊維（１７ｄｔｅｘ）を混綿し混綿体としたこと以外は、実施例３と同様にして、繊維ろ材を得た。
【００９６】
（実施例８）
融点が２３０℃の芯成分及び融点が１１０℃の鞘成分からなる塊状の複合ポリエステル繊維（４.４ｄｔｅｘ）を混綿し混綿体としたこと以外は、実施例４と同様にして、繊維ろ材を得た。
【００９７】
（比較例１）
実施例１で作成した溶着ロープ状繊維体を、コールドカット機で全長７ｍｍとなるようにカットし、繊維ろ材を得た。その時の繊維ろ材の密度は、１０２ｋｇ／ｍ３であり、短辺の長さ：長辺の長さ＝１：１．２であり、最厚部の厚さ：短辺の長さ＝１：１．２であった。
【００９８】
（評価１：ほつれ率）
実施例１〜８及び比較例１で得られた繊維ろ材のほつれ具合を確認するため、振とう機を用いてほつれ率を測定した。
まず、１Ｌの容器に、繊維ろ材を充填し、純水を８００ｍＬ供給し、振とう機にて、振動回数１００往復／分で振とうさせた。
１０時間後、液中に浮遊している繊維の量を測定し、下記式に基づいて、ほつれ率を算出した。
ほつれ率＝（液中の繊維の量／初期の繊維ろ材の重量）×１００
得られた結果を表１に示す。
【００９９】
（評価２：ろ抗立ち難さ）
図１０に示す高速ろ過装置を用い、実施例１〜８及び比較例１で得られた繊維ろ材のろ抗立ち難さを測定した。
まず、繊維ろ材を、ろ過装置のろ過塔１ｍ３当たり５０ｋｇとなるように充填した。そして、原水（一般の下水処理場の水）の通水量が２０ｍ３／ｄ、通水速度が１０００ｍ／ｄとなるようにして、該ろ過装置に通水した。なお、処理水は、処理水流出管から連続流出させた。
そして、５時間後のろ過装置のろ過塔における水面の上昇量をろ抗立ち難さとして測定した。なお、繊維ろ材の通水性が悪いほど、水が流れ難くなるのでろ過塔における水面が上昇することになる。
【０１００】
（評価３：ＳＳ除去率）
図１０に示す高速ろ過装置を用い、実施例１〜８及び比較例１で得られた繊維ろ材のＳＳ除去率を測定した。
まず、繊維ろ材を、ろ過装置のろ過塔１ｍ３当たり５０ｋｇとなるように充填した。そして、原水（一般の下水処理場の水）の通水量が２０ｍ３／ｄ、通水速度が１０００ｍ／ｄとなるようにして、該ろ過装置に通水した。なお、処理水は、処理水流出管から連続流出させた。
そして、１２時間後の処理水を採取し、原水のＳＳ濃度１０ｍｇ／Ｌに対する処理水のＳＳ濃度をＳＳ除去率として測定した。
なお、原水中のＳＳが繊維ろ材に捕捉されると、ろ過性能が低下するため、１２時間毎に洗浄を施した。洗浄は、空気供給管から空気を供給すると共に、洗浄水の通水管から洗浄水を供給し、処理水流出管からＳＳを含む洗浄水を排出させた。また、1回当たりの通気速度は１．５ｍ／ｍｉｎ、通水速度は１．０ｍ／ｍｉｎ、洗浄時間は１．５分とし、それを６回繰り返して１回の逆洗を終えた。
【０１０１】
〔表１〕
【０１０２】
表１の結果より、端部が熱融着された本発明の繊維ろ材を用いた場合、ほつれを防止すると共に、通水速度の高速化及びＳＳ除去率の向上が図れることが確認された。
また、密度の違いによっても、ほつれ防止効果、通水速度の高速化及びＳＳ除去率の向上が図れることが確認された。
【産業上の利用可能性】
【０１０３】
本発明に係る繊維ろ材は、下水、工場排水、用水等の懸濁粒子を含有する懸濁水の高速ろ過分離装置に好適に使用される。また、本発明に係る繊維ろ材によれば、ほつれを防止すると共に、通水速度の高速化及びＳＳ除去率の向上が図れる。
【符号の説明】
【０１０４】
１・・・短繊維
２・・・ホッパー
３・・・ドラム
５・・・ウェブ
５ａ・・・金型
５ｂ・・・超音波発振機
６・・・ロープ状繊維体
７・・・溶着ロープ状繊維体
７ａ・・・溶着部
８・・・熱刃
９・・・両端部
１０，１０ａ・・・繊維ろ材
１１・・・練条機
１２・・・紡績用カード機
１５・・・ニードルパンチ装置
１６・・・スリット装置
２０・・・高速ろ過装置
２１・・・導入管
２３・・・ろ過塔
２４・・・集水装置
２５・・・供給管
２６・・・通水管
２８・・・処理水流出管
Ａ・・・矢印
Ｈ・・・熱風
Ｓ１・・・混綿工程
Ｓ２・・・カーディング工程
Ｓ３・・・ロープ状繊維体製造工程
Ｓ３１・・・ニードルパンチ工程
Ｓ３２・・・スリット工程
Ｓ３３・・・スライバー工程
Ｓ４・・・溶着工程
Ｓ５・・・切断工程
【技術分野】
【０００１】
本発明は、繊維ろ材の製造方法及び繊維ろ材に関し、更に詳しくは、ほつれを防止すると共に、通水速度の高速化及びＳＳ除去率の向上が図れる繊維ろ材の製造方法及び繊維ろ材に関する。
【背景技術】
【０００２】
水中の懸濁物質を分離除去する水処理技術として、ろ過法が知られている。例えば、下水処理分野においては、ろ材として、アンスラサイト、砂、粒状プラスチック等を用いたろ過法が広く用いられている。
【０００３】
ところが、下水処理分野においては、ろ過法における排水の通水速度が１００〜５００ｍ／ｄであり、大量の排水をろ過するのに時間がかかるという欠点がある。
また、一方で通水速度を上げるために、ろ材の粒径を大きくして目詰まりをなくする方法が考えられるが、この場合、浮遊物質（ＳＳ）の除去率が不十分となる欠点がある。
【０００４】
これに対し、繊維ろ材を用いる方法が検討されている。
例えば、繊維長５〜５０ｍｍの有機繊維からなる短繊維を絡み合わせた多数の繊維塊を繊維ろ材として用いる方法（例えば、特許文献１参照）、単糸繊度が５０デニール以下の未延伸フィラメントを５０〜１０００本集合させた糸条をバルキー加工し、さらに１００〜５００本集合させて集束し、適当長さで切断した繊維ろ材（例えば、特許文献２参照）が知られている。これらの技術によれば、通水速度が速くなり、且つＳＳ除去率が向上する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特公昭６２−５５８８５号公報
【特許文献２】特開平１０−３０５２０４号公報
【特許文献３】特開２００４−１３６１９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一般に、上記特許文献１〜３に記載の繊維ろ材を含む従来の繊維ろ材は、密度を低くすると、水圧によって圧密された繊維ろ材が適度に空隙を埋め、効率よくろ過することが可能となる。
しかしながら、低密度の繊維ろ材は、繊維ろ材の性能を長期間維持するための逆流洗浄（以下「逆洗」という。）を施すと、繊維ろ材が徐々にほつれ、ほつれた繊維が処理水と共に流出してしまう欠点がある。また、一部がほつれた繊維ろ材を用いると、十分なろ過性能を発揮することができないという欠点がある。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、低密度でありながら、ほつれを防止すると共に、通水速度の高速化及びＳＳ除去率の向上が図れる繊維ろ材の製造方法及び繊維ろ材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意検討したところ、熱可塑性繊維からなる短繊維を用い、ロープ状繊維体の両端部を溶着切断することにより、上記課題を解決し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００９】
本発明は、（１）熱可塑性繊維からなる短繊維を混綿し混綿体とする混綿工程と、該混綿体を繊維方向が引き揃えられた薄いシート状のウェブにするカーディング工程と、該ウェブをロープ状のロープ状繊維体とするロープ状繊維体製造工程と、該ロープ状繊維体を溶着切断する切断工程と、を備え、両端部が溶着されている繊維ろ材の製造方法に存する。
【００１０】
本発明は、（２）ロープ状繊維体製造工程が、ウェブに対してニードルパンチを施すニードルパンチ工程と、ニードルパンチを施したウェブを切断し、ロープ状繊維体とするスリット工程とからなる上記（１）記載の繊維ろ材の製造方法に存する。
【００１１】
本発明は、（３）ロープ状繊維体製造工程が、ウェブに対してスライバー状のロープ状繊維体とするスライバー工程からなる上記（１）記載の繊維ろ材の製造方法に存する。
【００１２】
本発明は、（４）ロープ状繊維体製造工程と切断工程との間に、ロープ状繊維体に熱風を吹き掛け、該ロープ状繊維体の一部を溶着させた溶着部を形成する溶着工程を備える上記（１）〜（３）のいずれか一つに記載の繊維ろ材の製造方法に存する。
【００１３】
本発明は、（５）切断工程における溶着切断が、超音波の振動によるものである上記（１）〜（４）のいずれか一つに記載の繊維ろ材の製造方法に存する。
【００１４】
本発明は、（６）切断工程における溶着切断が、レーザーの熱によるものである上記（１）〜（４）のいずれか一つに記載の繊維ろ材の製造方法に存する。
【００１５】
本発明は、（７）熱可塑性繊維が、芯成分及び鞘成分からなる芯鞘構造であり、鞘成分の融点が、芯成分の融点よりも低い上記（１）〜（６）のいずれか一つに記載の繊維ろ材の製造方法に存する。
【００１６】
本発明は、（８）熱可塑性繊維のうちの芯成分がポリエステル繊維であり、鞘成分がポリエステルと脂肪族化合物との共重合体である上記（７）記載の繊維ろ材の製造方法に存する。
【００１７】
本発明は、（９）熱可塑性繊維が、芯成分及び鞘成分からなる芯鞘構造の第１熱可塑性繊維と、単一成分からなる第２熱可塑性繊維とからなり、鞘成分の融点が、芯成分の融点よりも低い上記（１）〜（６）のいずれか一つに記載の繊維ろ材の製造方法に存する。
【００１８】
本発明は、（１０）第１熱可塑性繊維のうちの芯成分がポリエステル繊維であり、鞘成分がポリエステルと脂肪族化合物との共重合体であり、第２熱可塑性繊維がポリエステル繊維である上記（９）記載の繊維ろ材の製造方法に存する。
【００１９】
本発明は、（１１）上記（１）〜（１０）のいずれか一つに記載の繊維ろ材の製造方法により得られた繊維ろ材であって、熱可塑性繊維の集合体からなり、繊維方向に引き揃えられ且つ一部の繊維同士が溶着されており、全体的に扁平矩形状である繊維ろ材に存する。
【００２０】
本発明は、（１２）上記（１）〜（１０）のいずれか一つに記載の繊維ろ材の製造方法により得られた繊維ろ材であって、熱可塑性繊維の集合体からなり、繊維方向に引き揃えられ且つ一部の繊維同士が溶着されており、全体的に円柱状である繊維ろ材に存する。
【００２１】
本発明は、（１３）両端部が溶着されている上記（１１）又は（１２）に記載の繊維ろ材に存する。
【００２２】
本発明は、（１４）密度が５〜２００ｋｇ／ｍ３である上記（１１）〜（１３）のいずれか一つに記載の繊維ろ材に存する。
【００２３】
本発明は、（１５）短辺の長さと長辺の長さとの比が、短辺の長さ：長辺の長さ＝１：１〜５であり、最厚部の厚みと短辺の長さとの比が、最厚部の厚み：短辺の長さ＝１：１〜１０である上記（１１）〜（１４）のいずれか一つに記載の繊維ろ材に存する。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の繊維ろ材の製造方法においては、混綿体の繊維方向を引き揃えるカーディング工程を経ることにより、得られる繊維ろ材は、通水時には水圧で繊維の間隙が埋められてＳＳ除去率が向上し、逆洗時には繊維の間隙が離れ効率良く懸濁粒子を脱離させることが可能となる。
また、切断工程において溶着切断を行い、両端部を溶着することにより、繊維ろ材の密度を低密度とした場合であっても、ほつれが確実に防止できる。なお、溶着切断は、温度７００℃以上の熱刃による切断、超音波の振動による超音波切断、レーザーの熱による切断等で行うことが好ましい。
【００２５】
これに加え、得られる繊維ろ材は、熱可塑性繊維からなる短繊維を用いているので、クリンプ力が向上し、繊維ろ材に適した弾力性を有するようになる。
したがって、上記繊維ろ材の製造方法によれば、繊維ろ材のほつれを防止できると共に、通水速度の高速化及びＳＳ除去率の向上が図れる。
【００２６】
本発明の繊維ろ材の製造方法において、ニードルパンチ工程を経る場合、強度が向上し、よりほつれ難くなる。このとき、スリット工程においては、溶着切断を施すことが好ましい。
【００２７】
本発明の繊維ろ材の製造方法においては、スライバー工程を経る場合、繊維が長さ方向に引き揃えられ、繊維の端部がカット面に集められ、溶断することによって、繊維を束ねることができ、ほつれ難くなるという利点がある。
【００２８】
本発明の繊維ろ材の製造方法においては、ロープ状繊維体に熱風を吹き掛け、該ロープ状繊維体の一部を溶着させた溶着部を形成することにより、ほつれがより防止されると共に、長期間、摩耗に耐えうる耐久性を有することになる。
【００２９】
本発明の繊維ろ材の製造方法においては、鞘成分の融点が芯成分の融点よりも低い芯鞘構造の（第１）熱可塑性繊維を用いて、所定の工程を経ることにより、鞘成分が溶着し接着剤の働きをする。すなわち、（第１）熱可塑性繊維がいわゆるバインダー効果を発揮する。これにより、得られる繊維ろ材は、溶着部を有することになるので、ほつれが防止され、長期間、摩耗に耐えうる耐久性を有するものになる。
【００３０】
本発明の繊維ろ材の製造方法においては、第２熱可塑性繊維を更に混合させることで、繊維ろ材の表面の毛羽の長さや量を調整できる。これにより、繊維ろ材は、懸濁粒子を効率良く捕集できる。なお、繊維ろ材は、繊維製であるので、適度な弾力性が保たれ、通水速度の高速化は担保されている。
また、第２熱可塑性繊維は、単一成分からなるので、抗菌剤や着色剤を容易に付与することができる。これにより、これらの機能を繊維ろ材に容易に付与することができる。
【００３１】
本発明の繊維ろ材は、上述した製造方法により得られるので、ほつれを防止すると共に、通水速度の高速化及びＳＳ除去率の向上が図れる。
また、繊維ろ材は、全体的に扁平矩形状であると、ろ材端部の繊維が強固に融着され、ほつれにくいという利点があり、全体的に円柱状であると、水圧によって圧密された繊維ろ材が適度に空隙を埋め、通水速度が上がる（ろ抗立ち難さが下がる）という利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】図１は、本発明に係る繊維ろ材の製造方法を示すフローチャートである。
【図２】図２は、第１実施形態に係る繊維ろ材の製造方法を示すフローチャートである。
【図３】図３は、第１実施形態に係る繊維ろ材の製造方法における混綿工程及びカーディング工程を模式的に示す概略図である。
【図４】図４は、第１実施形態に係る繊維ろ材の製造方法におけるニードルパンチ工程を模式的に示す概略図である。
【図５】図５は、第１実施形態に係る繊維ろ材の製造方法におけるスリット工程を模式的に示す概略図である。
【図６】図６は、第１実施形態に係る繊維ろ材の製造方法における溶着工程及び切断工程を模式的に示す概略図である。
【図７】図７は、第１実施形態に係る繊維ろ材の製造方法における溶着工程において、溶着部が形成された溶着ロープ状繊維体を示す概略斜視図である。
【図８】図８は、第１実施形態に係る繊維ろ材の製造方法の切断工程を説明するための概略斜視図である。
【図９】図９は、本実施形態に係る繊維ろ材を示す概略斜視図である。
【図１０】図１０は、本実施形態に係る繊維ろ材が用いられる高速ろ過装置を示す概略図である。
【図１１】図１１は、第２実施形態に係る繊維ろ材の製造方法を示すフローチャートである。
【図１２】図１２は、第２実施形態に係る繊維ろ材の製造方法のスライバー工程を模式的に示す概略図である。
【図１３】図１３は、他の実施形態に係る繊維ろ材の製造方法における切断工程を模式的に示す概略図である。
【図１４】図１４は、他の実施形態に係る繊維ろ材を示す概略斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、必要に応じて図面を参照しつつ、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面中、同一要素には同一符号を付すこととし、重複する説明は省略する。また、上下左右等の位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。更に、図面の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。
【００３４】
図１は、本発明に係る繊維ろ材の製造方法を示すフローチャートである。
図１に示すように、本発明に係る繊維ろ材の製造方法は、熱可塑性繊維からなる短繊維を混綿し混綿体とする混綿工程Ｓ１と、該混綿体を繊維方向が引き揃えられた薄いシート状のウェブにするカーディング工程Ｓ２と、該ウェブをロープ状のロープ状繊維体とするロープ状繊維体製造工程Ｓ３と、該ロープ状繊維体に熱風を吹き掛け、該ロープ状繊維体の一部を溶着させた溶着部を形成する溶着工程Ｓ４と、該ロープ状繊維体を溶着切断することにより扁平矩形状とする切断工程Ｓ５と、を備える。
【００３５】
本発明に係る繊維ろ材によれば、繊維ろ材のほつれを防止できると共に、通水速度の高速化及びＳＳ除去率の向上が図れる。なお、繊維ろ材は、繊維製であるので、軽量でありながら、適度な弾力性が保たれ、通水速度の高速化も担保される。
【００３６】
［第１実施形態］
次に、本発明に係る繊維ろ材の製造方法の第１実施形態について説明する。
図２は、第１実施形態に係る繊維ろ材の製造方法を示すフローチャートである。
図２に示すように、第１実施形態に係る繊維ろ材の製造方法は、ロープ状繊維体製造工程Ｓ３が、ウェブに対してニードルパンチを施すニードルパンチ工程Ｓ３１と、ニードルパンチを施したウェブを切断し、ロープ状繊維体とするスリット工程Ｓ３２とからなる。すなわち、第１実施形態に係る繊維ろ材の製造方法は、熱可塑性繊維からなる短繊維を混綿し混綿体とする混綿工程Ｓ１と、該混綿体を繊維方向が引き揃えられた薄いシート状のウェブにするカーディング工程Ｓ２と、該ウェブに対してニードルパンチを施すニードルパンチ工程Ｓ３１と、ニードルパンチを施したウェブを切断し、ロープ状繊維体とするスリット工程Ｓ３２と、該ロープ状繊維体に熱風を吹き掛け、該ロープ状繊維体の一部を溶着させた溶着部を形成する溶着工程Ｓ４と、該ロープ状繊維体を溶着切断することにより扁平矩形状とする切断工程Ｓ５と、を備える。
【００３７】
次に、各工程について更に詳細に説明する。
図３は、第１実施形態に係る繊維ろ材の製造方法における混綿工程及びカーディング工程を模式的に示す概略図である。
【００３８】
（混綿工程）
図３に示すように、混綿工程Ｓ１は、塊状の熱可塑性繊維からなる短繊維１をホッパー２に投入し、該ホッパー２内に空気流を送流したり、機械的に混ぜ合わせたりすることにより混綿し混綿体とする工程である。
【００３９】
ここで、上記熱可塑性繊維は、芯成分及び鞘成分からなる芯鞘構造となっている。これにより、得られる繊維ろ材は、ほつれ難くなり、耐久性が向上する。
また、熱可塑性繊維における芯成分及び鞘成分は、短繊維が用いられる。そうすると、得られる繊維ろ材は、クリンプ力が向上するので、繊維ろ材に適した弾力性を有するようになる。
【００４０】
熱可塑性繊維において、芯成分の材質としては、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維、ビニロン繊維、ポリオレフィン繊維等が用いられる。これらは単独で用いても複数を混合して用いてもよい。これらの中でも、芯成分の材質は汎用性及び強度の観点からポリエステル繊維を用いることが好ましい。
また、鞘成分の材質としては、ポリエステルと脂肪族化合物との共重合体、ポリエチレン、ポリプロピレン等が用いられる。これらは単独で用いても複数を混合して用いてもよい。これらの中でも、鞘成分の材質は、芯成分の材質がポリエステル繊維を使用している場合、同一成分を含有させるほうが、強度が優れるため、ポリエステルと脂肪族化合物との共重合体を用いることが好ましい。
【００４１】
芯成分に対する鞘成分の比率は、芯成分：鞘成分が１：０．５〜１であることが好ましい。鞘成分の比率が０．５未満であると、繊度が上記範囲内にある場合と比較して、バインダーとしての接着力が不十分となり、鞘成分の比率が１を超えると、繊度が上記範囲内にある場合と比較して、溶着しにくくなる。
【００４２】
ここで、鞘成分は、芯成分よりも融点が低いものを用いることが好ましい。この場合、第１実施形態に係る繊維ろ材の製造方法においては、鞘成分が溶着し接着剤の働きをする、いわゆるバインダー効果を発揮する。
鞘成分の融点は、８０〜２００℃であることが好ましく、芯成分の融点は、１６０〜２５０℃であることが好ましい。この場合、熱可塑性繊維によるバインダー効果を確実に発揮させることができる。
また、鞘成分と芯成分の融点の差は、３０℃以上であることが好ましい。融点の差が、３０℃未満であると、融点の差が上記範囲内にある場合と比較して、芯成分と鞘成分とが共に溶着してしまい、熱可塑性繊維が形状を維持できなくなる場合がある。
【００４３】
熱可塑性繊維の繊度は、１〜５０ｄｔｅｘであることが好ましい。熱可塑性繊維の繊度が１ｄｔｅｘ未満であると、繊度が、上記範囲内にある場合と比較して、繊維間の空隙が小さくなりすぎ、繊度が５０ｄｔｅｘを超えると、繊維間の空隙が大きくなりすぎて、共に懸濁粒子を補足できなくなる恐れがある。
【００４４】
混綿工程Ｓ１においては、塊状の熱可塑性繊維を混綿し、混綿体とする。このとき、熱可塑性繊維の塊状物に、他の熱可塑性繊維の塊状物を混合してもよい。他の熱可塑性繊維を混合させることにより、繊維ろ材の表面の毛羽の長さや量を調整することが可能となる。これにより、得られる繊維ろ材は、懸濁粒子を効率良く捕集できるようになる。
【００４５】
（カーディング工程）
図３に示すように、カーディング工程Ｓ２は、混綿工程Ｓ１で得られた混綿体を繊維方向が引き揃えられた薄いシート状のウェブ５にする工程である。すなわち、紡績用カード機１２において、混綿体が引っ掛かるように突起が設けられたドラム３で、長手方向に配向させることにより開繊して、繊維方向が引き揃えられたシート状のウェブ５とする。
【００４６】
第１実施形態に係る繊維ろ材の製造方法においては、混綿体の繊維方向を引き揃えるカーディング工程を経るので、得られる繊維ろ材は、通水時には水圧で繊維の間隙が埋められてＳＳ除去率が向上し、逆洗時には繊維の間隙が離れ効率良く懸濁粒子を脱離させることが可能となる。
【００４７】
（ニードルパンチ工程）
ニードルパンチ工程Ｓ３１は、カーディング工程Ｓ２で得られたウェブ５に対してニードルパンチを施す工程である。
【００４８】
図４は、第１実施形態に係る繊維ろ材の製造方法におけるニードルパンチ工程を模式的に示す概略図である。
図４に示すように、ニードルパンチ工程Ｓ３１においては、ウェブ５に対し、ニードルパンチ装置１５にて、矢印Ａの方向に上下からニードルパンチ処理が施される。これにより、ウェブ５の強度が確実に向上し、得られる繊維ろ材はほつれ難くなる。なお、このとき、かえしのある針を用い、これを突き刺して、機械的にウェブ５の繊維をかえしの部分に引掛けるようにすると、強度がより向上する。
【００４９】
ここで、ニードルパンチ工程Ｓ３１を施したウェブ５の厚さは、０．５〜２０ｍｍであることが好ましい。厚さが０．５ｍｍ未満であると、厚さが上記範囲内にある場合と比較して、繊維ろ材をろ過装置に充填した際、繊維ろ材同士が密に重なり合い、空隙が十分に確保されない恐れがあり、厚さが２０ｍｍを超えると、厚さが上記範囲内にある場合と比較して、後述するスリット工程にて、生地が厚過ぎるために、カット歯が生地を押しつぶし、ロープ状にスリットしにくくなる欠点がある。
【００５０】
（スリット工程）
スリット工程Ｓ３２は、ニードルパンチ工程Ｓ３１においてニードルパンチを施したウェブ５を切断し、ロープ状繊維体６とする工程である。
【００５１】
図５は、第１実施形態に係る繊維ろ材の製造方法におけるスリット工程を模式的に示す概略図である。
図５に示すように、スリット工程Ｓ３２においては、ニードルパンチを施したウェブ５に対し、スリット装置１６にて、ロープ状繊維体６に切断される。このとき、スリット工程Ｓ３２における切断が、溶着切断であることが好ましい。この場合、ロープ状繊維体６の側面も溶着されるので、よりほつれ難くなる。なお、溶着切断の方法は、特に限定されず、例えば、熱刃、超音波、レーザー等が用いられる。
【００５２】
図６は、第１実施形態に係る繊維ろ材の製造方法における溶着工程及び切断工程を模式的に示す概略図である。第１実施形態に係る繊維ろ材の製造方法においては、ロープ状繊維体製造工程Ｓ３と切断工程Ｓ５との間に、溶着工程Ｓ４を備える。
【００５３】
（溶着工程）
図６に示すように、溶着工程Ｓ４は、スリット工程Ｓ３２（ロープ状繊維体製造工程Ｓ３）で得られたロープ状繊維体６に熱風Ｈを吹き掛け、ロープ状繊維体６内の一部の繊維同士を溶着させることにより、溶着部が形成された溶着ロープ状繊維体７とする工程である。
【００５４】
図７は、第１実施形態に係る繊維ろ材の製造方法における溶着工程において、溶着部が形成された溶着ロープ状繊維体を示す概略斜視図である。
図７に示すように、溶着ロープ状繊維体７は、一部にロープ状繊維体６の繊維同士を溶着させた溶着部７ａが形成されている。これにより、得られる繊維ろ材は、ほつれが防止されると共に、長期間、摩耗に耐えうる耐久性を有することになる。
また、通水時には水圧で繊維の間隙が埋められ、逆洗時には繊維の間隙が離れ効率良く懸濁粒子を脱離させることが可能となる。
【００５５】
かかる溶着工程Ｓ４において、熱風の温度は１２０〜１８０℃であることが好ましい。特に、芯成分がポリエステル繊維であり、鞘成分がポリエステルと脂肪族化合物との共重合体である場合、ロープ状繊維体６における鞘成分が溶着することにより、熱可塑性繊維がバインダー効果を確実に発揮することになる。なお、溶着ロープ状繊維体７内には繊維同士が溶着された溶着部７ａが多数存在している。
【００５６】
ここで、得られる溶着ロープ状繊維体７の直径は、５〜２０ｍｍであることが好ましい。溶着ロープ状繊維体７の直径が５ｍｍ未満であると、直径が上記範囲内にある場合と比較して、繊維ろ材の幅が狭くなり、ろ過装置から繊維ろ材が流出しやすくなる欠点があり、溶着ロープ状繊維体７の直径が２０ｍｍを超えると、直径が上記範囲内にある場合と比較して、繊維ろ材自体が大きくなることで比表面積が減少し、水中の懸濁物質を捕捉するために必要な表面積が小さくなる欠点がある。
【００５７】
（切断工程）
図６に戻り、切断工程Ｓ５は、溶着工程Ｓ４で得られた溶着ロープ状繊維体７を連続的に溶着切断することにより全長が５〜２０ｍｍの扁平矩形状の繊維ろ材とする工程である。
図６に示すように、溶着切断の方法としては、熱刃による方法が挙げられる。
【００５８】
図８は、第１実施形態に係る繊維ろ材の製造方法の切断工程を説明するための概略斜視図である。
図８に示すように、切断工程Ｓ５においては、溶着ロープ状繊維体７を長手方向に進行させると共に、溶着ロープ状繊維体７を上下方向に潰しながら、十分に加熱された熱刃８を昇降移動させることにより、連続的に溶着ロープ状繊維体７が切断され、個々の扁平矩形状の繊維ろ材となる。繊維ろ材は、左右の縁が溶着されているので、カットによるほつれの発生が抑制される。
【００５９】
溶着切断において、熱刃８の温度は７００℃以上であることが好ましい。この場合、溶着ロープ状繊維体７を瞬時にカットすると共に、溶着ロープ状繊維体７の縁を確実に溶着することができる。
【００６０】
こうして繊維ろ材１０が得られる。
図９は、本実施形態に係る繊維ろ材を示す概略斜視図である。
図９に示すように、繊維ろ材１０は、芯鞘構造の熱可塑性繊維の集合体からなり、繊維方向に引き揃えられ且つ一部の繊維同士が溶着されており、全体的に扁平矩形状となっている。
繊維ろ材１０は、全体的に扁平矩形状であるので、ろ材端部の繊維が強固に融着され、ほつれにくいという利点がある。
【００６１】
繊維ろ材１０は、長手方向に複数の繊維が引き揃えられた束となっている。
ここで、各１本の繊維は、繊維ろ材１０の長手方向の全長よりも大きいことが好ましい。これにより、繊維が引き抜かれることが抑制される。
【００６２】
繊維ろ材１０において、長手方向に垂直に切断した両端部９は、溶着切断により溶着固化されている。また、多数の溶着部７ａが散在した状態となっている。
したがって、繊維ろ材１０は、ほつれが防止されると共に、長期間、摩耗に耐えうる耐久性を有することになる。
【００６３】
繊維ろ材１０は、全体の密度が５〜２００ｋｇ／ｍ３であることが好ましい。密度が５ｋｇ／ｍ３未満であると、密度が上記範囲内にある場合と比較して、逆洗の際に破損する恐れがあり、密度が２００ｋｇ／ｍ３を超えると、密度が上記範囲内にある場合と比較して、ろ過の効率が悪くなる欠点がある。なお、本発明において、低密度とは、２００ｋｇ／ｍ３以下のものをいう。
【００６４】
繊維ろ材１０は、長辺の長さＨ１と短辺の長さＨ２との比が、短辺の長さＨ２：長辺の長さＨ１＝１：１〜５であることが好ましい。短辺の長さＨ２が１に対して、長辺の長さＨ１が５を超えると、長辺の長さＨ１が上記範囲内にある場合と比較して、繊維ろ材１０が粒状でなくなるため、繊維ろ材１０が挫屈して、充填時に空隙が大きくなる欠点があり、また、逆洗時に効率よく水流の影響を受けることができず、洗浄効果が得られない欠点がある。なお、繊維ろ材１０においては、溶着ロープ状繊維体７の長手方向の長さが長辺となり、両端部９の幅が短辺となっているが、両端部９の幅が長辺となり、溶着ロープ状繊維体７の長手方向の長さが短辺となっていてもよい。いずれの場合も、本発明の効果を発揮できる。
【００６５】
繊維ろ材１０は、短辺の長さＨ２と最厚部の厚みＨ３との比が、最厚部Ｈ３：短辺Ｈ１＝１：１〜１０であることが好ましい。最厚部Ｈ３の厚さ１に対して、短辺の長さが１未満であると、最厚部Ｈ３の厚さが上記範囲内にある場合と比較して、カット時に繊維の端部が溶着されにくく、ほつれやすいくなる欠点があり、最厚部Ｈ３の厚さ１に対して、短辺の長さが１０を超えると、短辺の長さが上記範囲内にある場合と比較して、繊維ろ材１０が充填された際に重なり合い、空隙がうまく作れず、通水抵抗が増加する傾向がある。
ここで、最厚部とは、繊維ろ材１０の厚みが最も大きい部分を意味する。
【００６６】
繊維ろ材１０は、下水、工場排水、用水等の懸濁粒子を含有する懸濁水の高速ろ過分離装置に好適に使用される。また、下水処理施設に流入する下水の高速固液分離技術、又は有機性の懸濁粒子を含有する合流式下水道の雨天時越流水（ＣＳＯ）、又は各種産業排水、用水処理に用いると特に効果的である。
【００６７】
図１０は、本実施形態に係る繊維ろ材が用いられる高速ろ過装置を示す概略図である。
図１０に示すように高速ろ過装置２０は、ろ過塔２３と、ろ過塔２３に処理する原水を導入するための導入管２１と、ろ過塔２３内に載置された繊維ろ材１０と、ろ過させた処理水が集水される集水装置２４と、集水装置２４から処理水が流出するための処理水流出管２８と、ろ過塔２３の下部に設けられた洗浄水の通水管２６と、ろ過塔２３の下部に設けられた空気を供給する供給管２５と、を備える。
【００６８】
原水をろ過する際には、原水が導入管２１を通してろ過塔２３内に連続的に通水され、繊維ろ材１０によりろ過される。そして、集水装置２４により処理水が集水され、処理水流出管２８から流出されることになる。
【００６９】
繊維ろ材１０に懸濁物質が十分に付着した後、繊維ろ材１０を洗浄する際には、ろ過塔の下部の洗浄水の通水管２６から洗浄水を上向きに通水すると共に、空気を供給する供給管２５から通気する。このときの洗浄水の通水速度は０．１〜５ｍ／ｍｉｎで行われ、空気の通気速度は０．１〜５ｍ／ｍｉｎで行われる。なお、これらの速度は一定でなくてもよい。そして、洗浄水は、処理水流出管２８を通して排水される。なお、洗浄時間は１〜３０ｍｉｎ、洗浄の頻度は１日に１〜１０回であることが好ましい。
【００７０】
［第２実施形態］
次に、本発明に係る繊維ろ材の製造方法の第２実施形態について説明する。
図１１は、第２実施形態に係る繊維ろ材の製造方法を示すフローチャートである。
図１１に示すように、第２実施形態に係る繊維ろ材１０の製造方法は、ロープ状繊維体製造工程Ｓ３が、ウェブに対してスライバー状のロープ状繊維体とするスライバー工程Ｓ３３からなること以外は、第１実施形態に係る繊維ろ材１０の製造方法と同様である。すなわち、第２実施形態に係る繊維ろ材１０の製造方法は、熱可塑性繊維からなる短繊維を混綿し混綿体とする混綿工程Ｓ１と、該混綿体を繊維方向が引き揃えられた薄いシート状のウェブにするカーディング工程Ｓ２と、該ウェブに対してスライバー状のロープ状繊維体とするスライバー工程Ｓ３３と、該ロープ状繊維体に熱風を吹き掛け、該ロープ状繊維体の一部を溶着させた溶着部を形成する溶着工程Ｓ４と、該ロープ状繊維体を溶着切断することにより扁平矩形状とする切断工程Ｓ５と、を備える。
【００７１】
（スライバー工程）
スライバー工程Ｓ３３は、カーディング工程Ｓ２で得られたウェブ５を、スライバー状のスライバーにする工程である。
図１２は、第２実施形態に係る繊維ろ材の製造方法のスライバー工程を模式的に示す概略図である。
図１２に示すように、スライバー工程Ｓ３３は、ウェブ５を練条機１１に通してドラフトし、スライバー状のロープ状繊維体にする。
【００７２】
第２実施形態に係る繊維ろ材１０の製造方法においては、スライバー工程Ｓ３３を経るので、繊維が長さ方向に引き揃えられ、繊維の端部がカット面に集められ、溶断することによって、繊維を束ねることができ、ほつれ難くなるという利点がある。
【００７３】
以上、本発明の好適な実施形状について説明したが、本発明は上記実施形状に限定されるものではない。
【００７４】
例えば、第１及び第２実施形態に係る繊維ろ材１０の製造方法において、上述した熱可塑性繊維（以下便宜的に「第１熱可塑性繊維」ともいう。）に、他の熱可塑性繊維を加えてもよい。すなわち、芯成分及び鞘成分からなる芯鞘構造の第１熱可塑性繊維と、単一成分からなる第２熱可塑性繊維とを混合し、上述した熱可塑性繊維として用いてもよい。
この場合、混綿工程Ｓ１においては、塊状の第１熱可塑性繊維と、塊状の第２熱可塑性繊維とを混綿することになる。なお、第１熱可塑性繊維における芯成分及び鞘成分、並びに、第２熱可塑性繊維は、いずれも短繊維が用いられる。そうすると、得られる繊維ろ材１０は、クリンプ力が向上するので、繊維ろ材１０に適した弾力性を有するようになる。
【００７５】
ここで、第１熱可塑性繊維は、上述した熱可塑性繊維と同質であるので、説明は省略する。
【００７６】
第２熱可塑性繊維の材質としては、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維、ビニロン繊維、ポリオレフィン繊維等が用いられる。これらの中でも、第２熱可塑性繊維の材質は汎用性、強度、及び水に沈みやすいといった観点から、ポリエステル繊維であることが好ましい。
【００７７】
第２熱可塑性繊維の繊度は、１〜５０ｄｔｅｘであることが好ましい。第２熱可塑性繊維の繊度が１ｄｔｅｘ未満であると、繊度が、上記範囲内にある場合と比較して、繊維間の空隙が小さくなりすぎ、繊度が５０ｄｔｅｘを超えると、繊維間の空隙が大きくなりすぎて、共に懸濁粒子を補足できなくなる恐れがある。
【００７８】
第２熱可塑性繊維の融点は、第１熱可塑性繊維の鞘成分の融点よりも高いほうが好ましく、且つ１６０〜２５０℃であることが好ましい。この場合、第１熱可塑性繊維によるバインダー効果を発揮させても繊維ろ材の形状を維持することができる。
【００７９】
混綿工程Ｓ１においては、第１熱可塑性繊維の塊状物と、第２熱可塑性繊維の塊状物とを混合する。
このときの混合割合は、第１熱可塑性繊維１質量部に対し、第２熱可塑性繊維が１．５〜４質量部であることが好ましい。第２熱可塑性繊維の混合割合が１．５質量部未満であると、混合割合が上記範囲内にある場合と比較して、繊維ろ材の強度が不十分となる恐れがあり、第２熱可塑性繊維の混合割合が４質量部を超えると、混合割合が上記範囲内にある場合と比較して、第１熱可塑性繊維のバインダー効果が不十分となる恐れがある。
【００８０】
第１及び第２実施形態に係る繊維ろ材の製造方法においては、切断工程Ｓ５において、熱刃による溶着切断を行っているが、超音波の振動による発熱を利用した超音波切断であってもよい。この場合、刃の温度は、７００℃以下であっても、十分な溶着が行われる。
図１３は、他の実施形態に係る繊維ろ材の製造方法における切断工程を模式的に示す概略図である。
図１３に示すように、溶着ロープ状繊維体７を超音波発振機５ｂ存在下、金型５ａで切断してもよい。この場合も、溶着ロープ状繊維体７の縁を溶着するので、カットによるほつれの発生が抑制される。
【００８１】
また、同様に、切断工程Ｓ５における熱刃による溶着切断の代わりに、レーザー光線による溶着切断を行ってもよい。この場合、刃が存在しないため、切断面は、潰されないことが多い。レーザーの熱によって、繊維端部が溶融し、短面が溶着されるため、ほつれに対して十分な耐久性が補われる。
【００８２】
第１及び第２実施形態に係る繊維ろ材の製造方法においては、溶着工程Ｓ４を施しているが、溶着工程Ｓ４は必須ではない。したがって、切断工程Ｓ５においては、溶着ロープ状繊維体７ではなく、ロープ状繊維体６を連続的に溶着切断することにより全長が５〜２０ｍｍの扁平矩形状の繊維ろ材としてもよい。
【００８３】
第１実施形態に係る繊維ろ材の製造方法においては、ニードルパンチ工程Ｓ３１の後にスリット工程Ｓ３２を施しているが、スリット工程の後にニードルパンチ工程を施してもよい。
【００８４】
第１及び第２実施形態に係る繊維ろ材の製造方法の溶着工程Ｓ４と切断工程Ｓ５との間に、ロープ状繊維体６に対して、撚りをかける工程を施してもよい。そうすると、繊維ろ材の密度が調整でき、懸濁粒子の捕捉効率が向上することになる。
【００８５】
本実施形態に係る繊維ろ材は、扁平矩形状となっているが、円柱状であってもよい。
図１４は、他の実施形態に係る繊維ろ材を示す概略斜視図である。
図１４に示すように、繊維ろ材１０ａは、芯鞘構造の熱可塑性繊維の集合体からなり、繊維方向に引き揃えられ且つ一部の繊維同士が溶着されており、全体的に円柱状となっている。
繊維ろ材１０ａは、全体的に円柱状であるので、水圧によって圧密された繊維ろ材が適度に空隙を埋め、通水速度が上がる（ろ抗立ち難さが下がる）という利点がある。
【００８６】
繊維ろ材１０ａは、長辺の長さＨ１と短辺の長さＨ２との比が、短辺の長さＨ２：長辺の長さＨ１＝１：１〜５であることが好ましい。短辺の長さＨ２が１に対して、長辺の長さＨ１が５を超えると、長辺の長さＨ１が上記範囲内にある場合と比較して、繊維ろ材が粒状でなくなるため、繊維ろ材が挫屈して、充填時に空隙が大きくなる欠点があり、また、逆洗時に効率よく水流の影響を受けることができず、洗浄効果が得られない欠点がある。なお、繊維ろ材１０ａの短辺の長さＨ２と最厚部の厚みＨ３とは略同じである。
【００８７】
繊維ろ材１０ａは、切断工程Ｓ５において、溶着ロープ状繊維体７を上下方向に潰さずに、切断することにより得られる。すなわち、溶着ロープ状繊維体７を長手方向に進行させると共に、そのままの形態で、十分に加熱された熱刃８を昇降移動させることにより、連続的に溶着ロープ状繊維体７が切断され、個々の円柱状の繊維ろ材となる。
【実施例】
【００８８】
以下、実施例及び比較例に基づいて本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００８９】
（実施例１）
融点が２３０℃の芯成分及び融点が１１０℃の鞘成分からなる塊状の複合ポリエステル繊維（４．４ｄｔｅｘ）を３０質量部と、融点が２３０℃の単一成分からなる塊状のポリエステル繊維（２０ｄｔｅｘ）を７０質量部とを混綿し混綿体を得た（混綿工程Ｓ１）。
次いで、混綿体を紡績用カード機（カーディング工程Ｓ２）に通し、得られたウェブを積層し、ニードルパンチ機にて（ニードルパンチ工程Ｓ３１）上下から合計１００Ｐ／ｃｍ２の密度でパンチングし、６００ｇ／ｍ２、厚さ７．０ｍｍの生地を作成した。
次いで、得られた生地を、コールドカット機（スリット工程Ｓ３２）にて、７ｍｍ巾にスリットし、ロープ状繊維体を得た。
次いで、ロープ状繊維体に、１５０℃の熱風を吹きかけることにより、鞘成分を溶着させて、複合ポリエステル繊維と、単一成分からなるポリエステル繊維とを一体化させ、冷却することにより、棒状の溶着ロープ状繊維体を得た（溶着工程Ｓ４）。なお、かかる溶着ロープ状繊維体は、表面に羽毛状、ループ状の毛羽を有していた。
その後、溶着ロープ状繊維体を、レーザーで全長７ｍｍとなるようにカットし、略円筒状の繊維ろ材を得た（切断工程Ｓ５）。なお、カット面の両端部においては、繊維同士が融着されていた。その時の繊維ろ材の密度は、１０２ｋｇ／ｍ３であり、短辺の長さ：長辺の長さ＝１：１．２であり、最厚部の厚さ：短辺の長さ＝１：１．２であった。
【００９０】
（実施例２）
融点が２３０℃の芯成分及び融点が１１０℃の鞘成分からなる塊状の複合ポリエステル繊維（４．４ｄｔｅｘ）を３０質量部と、融点が２３０℃の単一成分からなる塊状のポリエステル繊維（２０ｄｔｅｘ）を７０質量部とを混綿し混綿体を得た（混綿工程Ｓ１）。
次いで、混綿体を紡績用カード機（カーディング工程Ｓ２）、練条機に通し、ロープ状繊維体（質量２．０ｇ／ｍ）とした（スライバー工程Ｓ３３）。
次いで、ロープ状繊維体に、１５０℃の熱風を吹き掛けることにより、鞘成分を溶着させて、複合ポリエステル繊維と単一成分からなるポリエステル繊維とを一体化させ、冷却することにより棒状の溶着ロープ状繊維体を得た（溶着工程Ｓ４）。なお、かかる溶着ロープ状繊維体は、表面に羽毛状、ループ状の毛羽を有していた。
その後、溶着ロープ状繊維体を、上下方向に潰した状態で、超音波で全長１０ｍｍとなるようにカットし、扁平矩形状の繊維ろ材を得た（切断工程Ｓ５）。なお、カット面の両端部においては、繊維同士が融着されていた。その時の繊維ろ材の密度は、１０．５ｋｇ／ｍ３であり、短辺の長さ：長辺の長さ＝１：１であり、最厚部の厚さ：短辺の長さ＝１：４．８であった。
【００９１】
（実施例３）
融点が２３０℃の芯成分及び融点が１１０℃の鞘成分からなる塊状の複合ポリエステル繊維（１７ｄｔｅｘ）を４０質量部と、融点が２３０℃の単一成分からなる塊状のポリエステル繊維（２０ｄｔｅｘ）を６０質量部とを混綿し混綿体を得た（混綿工程Ｓ１）。
次いで、紡績用カード機（カーディング工程Ｓ２）、練条機に通し、ロープ状繊維体（質量２．０ｇ／ｍ）とした（スライバー工程Ｓ３３）。
次いで、ロープ状繊維体に、１５０℃の熱風を吹き掛けることにより、鞘成分を溶着させて、複合ポリエステル繊維と単一成分からなるポリエステル繊維とを一体化させ、冷却することにより棒状の溶着ロープ状繊維体を得た（溶着工程Ｓ４）。なお、かかる溶着ロープ状繊維体は、表面に羽毛状、ループ状の毛羽を有していた。
その後、溶着ロープ状繊維体を、レーザーで全長１０ｍｍとなるようにカットし、略円筒状の繊維ろ材を得た（切断工程Ｓ５）。なお、カット面の両端部においては、繊維同士が融着されていた。その時の繊維ろ材の密度は、４０ｋｇ／ｍ３であり、短辺の長さ：長辺の長さ＝１：１であり、最厚部の厚さ：短辺の長さ＝１：２であった。
【００９２】
（実施例４）
融点が２３０℃の芯成分及び融点が１１０℃の鞘成分からなる塊状の複合ポリエステル繊維（４.４ｄｔｅｘ）を３０質量部と、融点が２３０℃の単一成分からなる塊状のポリエステル繊維（２０ｄｔｅｘ）を７０質量部とを混綿し混綿体を得た（混綿工程Ｓ１）。
次いで、紡績用カード機（カーディング工程Ｓ２）、練条機に通し、スライバーを作成した（スライバー工程Ｓ３３）。このスライバーを、３０回／ｍの撚りをかけ、３．０ｇ／ｍのロープ状繊維体を得た。
次いで、ロープ状繊維体に、１５０℃の熱風を吹き掛けることにより、鞘成分を溶着させて、複合ポリエステル繊維と単一成分からなるポリエステル繊維とを一体化させ、冷却することにより棒状の溶着ロープ状繊維体を得た（溶着工程Ｓ４）。なお、かかる溶着ロープ状繊維体は、表面に羽毛状、ループ状の毛羽を有していた。
その後、溶着ロープ状繊維体を、レーザーで全長１０ｍｍとなるようにカットし、略円筒状の繊維ろ材を得た（切断工程Ｓ５）。なお、カット面の両端部においては、繊維同士が融着されていた。その時の繊維ろ材の密度は、２５０ｋｇ／ｍ３であり、短辺の長さ：長辺の長さ＝１：１．１であり、最厚部の厚さ：短辺の長さ＝１：５．２であった。
【００９３】
（実施例５）
融点が２３０℃の芯成分及び融点が１１０℃の鞘成分からなる塊状の複合ポリエステル繊維（４．４ｄｔｅｘ）を混綿し混綿体としたこと以外は、実施例１と同様にして、繊維ろ材を得た。
【００９４】
（実施例６）
融点が２３０℃の芯成分及び融点が１１０℃の鞘成分からなる塊状の複合ポリエステル繊維（４．４ｄｔｅｘ）を混綿し混綿体としたこと以外は、実施例２と同様にして、繊維ろ材を得た。
【００９５】
（実施例７）
融点が２３０℃の芯成分及び融点が１１０℃の鞘成分からなる塊状の複合ポリエステル繊維（１７ｄｔｅｘ）を混綿し混綿体としたこと以外は、実施例３と同様にして、繊維ろ材を得た。
【００９６】
（実施例８）
融点が２３０℃の芯成分及び融点が１１０℃の鞘成分からなる塊状の複合ポリエステル繊維（４.４ｄｔｅｘ）を混綿し混綿体としたこと以外は、実施例４と同様にして、繊維ろ材を得た。
【００９７】
（比較例１）
実施例１で作成した溶着ロープ状繊維体を、コールドカット機で全長７ｍｍとなるようにカットし、繊維ろ材を得た。その時の繊維ろ材の密度は、１０２ｋｇ／ｍ３であり、短辺の長さ：長辺の長さ＝１：１．２であり、最厚部の厚さ：短辺の長さ＝１：１．２であった。
【００９８】
（評価１：ほつれ率）
実施例１〜８及び比較例１で得られた繊維ろ材のほつれ具合を確認するため、振とう機を用いてほつれ率を測定した。
まず、１Ｌの容器に、繊維ろ材を充填し、純水を８００ｍＬ供給し、振とう機にて、振動回数１００往復／分で振とうさせた。
１０時間後、液中に浮遊している繊維の量を測定し、下記式に基づいて、ほつれ率を算出した。
ほつれ率＝（液中の繊維の量／初期の繊維ろ材の重量）×１００
得られた結果を表１に示す。
【００９９】
（評価２：ろ抗立ち難さ）
図１０に示す高速ろ過装置を用い、実施例１〜８及び比較例１で得られた繊維ろ材のろ抗立ち難さを測定した。
まず、繊維ろ材を、ろ過装置のろ過塔１ｍ３当たり５０ｋｇとなるように充填した。そして、原水（一般の下水処理場の水）の通水量が２０ｍ３／ｄ、通水速度が１０００ｍ／ｄとなるようにして、該ろ過装置に通水した。なお、処理水は、処理水流出管から連続流出させた。
そして、５時間後のろ過装置のろ過塔における水面の上昇量をろ抗立ち難さとして測定した。なお、繊維ろ材の通水性が悪いほど、水が流れ難くなるのでろ過塔における水面が上昇することになる。
【０１００】
（評価３：ＳＳ除去率）
図１０に示す高速ろ過装置を用い、実施例１〜８及び比較例１で得られた繊維ろ材のＳＳ除去率を測定した。
まず、繊維ろ材を、ろ過装置のろ過塔１ｍ３当たり５０ｋｇとなるように充填した。そして、原水（一般の下水処理場の水）の通水量が２０ｍ３／ｄ、通水速度が１０００ｍ／ｄとなるようにして、該ろ過装置に通水した。なお、処理水は、処理水流出管から連続流出させた。
そして、１２時間後の処理水を採取し、原水のＳＳ濃度１０ｍｇ／Ｌに対する処理水のＳＳ濃度をＳＳ除去率として測定した。
なお、原水中のＳＳが繊維ろ材に捕捉されると、ろ過性能が低下するため、１２時間毎に洗浄を施した。洗浄は、空気供給管から空気を供給すると共に、洗浄水の通水管から洗浄水を供給し、処理水流出管からＳＳを含む洗浄水を排出させた。また、1回当たりの通気速度は１．５ｍ／ｍｉｎ、通水速度は１．０ｍ／ｍｉｎ、洗浄時間は１．５分とし、それを６回繰り返して１回の逆洗を終えた。
【０１０１】
〔表１〕
【０１０２】
表１の結果より、端部が熱融着された本発明の繊維ろ材を用いた場合、ほつれを防止すると共に、通水速度の高速化及びＳＳ除去率の向上が図れることが確認された。
また、密度の違いによっても、ほつれ防止効果、通水速度の高速化及びＳＳ除去率の向上が図れることが確認された。
【産業上の利用可能性】
【０１０３】
本発明に係る繊維ろ材は、下水、工場排水、用水等の懸濁粒子を含有する懸濁水の高速ろ過分離装置に好適に使用される。また、本発明に係る繊維ろ材によれば、ほつれを防止すると共に、通水速度の高速化及びＳＳ除去率の向上が図れる。
【符号の説明】
【０１０４】
１・・・短繊維
２・・・ホッパー
３・・・ドラム
５・・・ウェブ
５ａ・・・金型
５ｂ・・・超音波発振機
６・・・ロープ状繊維体
７・・・溶着ロープ状繊維体
７ａ・・・溶着部
８・・・熱刃
９・・・両端部
１０，１０ａ・・・繊維ろ材
１１・・・練条機
１２・・・紡績用カード機
１５・・・ニードルパンチ装置
１６・・・スリット装置
２０・・・高速ろ過装置
２１・・・導入管
２３・・・ろ過塔
２４・・・集水装置
２５・・・供給管
２６・・・通水管
２８・・・処理水流出管
Ａ・・・矢印
Ｈ・・・熱風
Ｓ１・・・混綿工程
Ｓ２・・・カーディング工程
Ｓ３・・・ロープ状繊維体製造工程
Ｓ３１・・・ニードルパンチ工程
Ｓ３２・・・スリット工程
Ｓ３３・・・スライバー工程
Ｓ４・・・溶着工程
Ｓ５・・・切断工程
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性繊維からなる短繊維を混綿し混綿体とする混綿工程と、
該混綿体を繊維方向が引き揃えられた薄いシート状のウェブにするカーディング工程と、
該ウェブをロープ状のロープ状繊維体とするロープ状繊維体製造工程と、
該ロープ状繊維体を溶着切断する切断工程と、
を備え、
両端部が溶着されている繊維ろ材の製造方法。
【請求項２】
前記ロープ状繊維体製造工程が、前記ウェブに対してニードルパンチを施すニードルパンチ工程と、ニードルパンチを施したウェブを切断し、前記ロープ状繊維体とするスリット工程とからなる請求項１記載の繊維ろ材の製造方法。
【請求項３】
前記ロープ状繊維体製造工程が、前記ウェブに対してスライバー状の前記ロープ状繊維体とするスライバー工程からなる請求項１記載の繊維ろ材の製造方法。
【請求項４】
前記ロープ状繊維体製造工程と前記切断工程との間に、前記ロープ状繊維体に熱風を吹き掛け、該ロープ状繊維体の一部を溶着させた溶着部を形成する溶着工程を備える請求項１〜３のいずれか一項に記載の繊維ろ材の製造方法。
【請求項５】
前記切断工程における溶着切断が、超音波の振動によるものである請求項１〜４のいずれか一項に記載の繊維ろ材の製造方法。
【請求項６】
前記切断工程における溶着切断が、レーザーの熱によるものである請求項１〜４のいずれか一項に記載の繊維ろ材の製造方法。
【請求項７】
前記熱可塑性繊維が、芯成分及び鞘成分からなる芯鞘構造であり、
前記鞘成分の融点が、前記芯成分の融点よりも低い請求項１〜６のいずれか一項に記載の繊維ろ材の製造方法。
【請求項８】
前記熱可塑性繊維のうちの前記芯成分がポリエステル繊維であり、前記鞘成分がポリエステルと脂肪族化合物との共重合体である請求項７記載の繊維ろ材の製造方法。
【請求項９】
前記熱可塑性繊維が、芯成分及び鞘成分からなる芯鞘構造の第１熱可塑性繊維と、単一成分からなる第２熱可塑性繊維とからなり、
前記鞘成分の融点が、前記芯成分の融点よりも低い請求項１〜６のいずれか一項に記載の繊維ろ材の製造方法。
【請求項１０】
前記第１熱可塑性繊維のうちの前記芯成分がポリエステル繊維であり、前記鞘成分がポリエステルと脂肪族化合物との共重合体であり、前記第２熱可塑性繊維がポリエステル繊維である請求項９記載の繊維ろ材の製造方法。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか一項に記載の繊維ろ材の製造方法により得られた繊維ろ材であって、
前記熱可塑性繊維の集合体からなり、
繊維方向に引き揃えられ且つ一部の繊維同士が溶着されており、
全体的に扁平矩形状である繊維ろ材。
【請求項１２】
請求項１〜１０のいずれか一項に記載の繊維ろ材の製造方法により得られた繊維ろ材であって、
前記熱可塑性繊維の集合体からなり、
繊維方向に引き揃えられ且つ一部の繊維同士が溶着されており、
全体的に円柱状である繊維ろ材。
【請求項１３】
両端部が溶着されている請求項１１又は１２に記載の繊維ろ材。
【請求項１４】
密度が５〜２００ｋｇ／ｍ３である請求項１１〜１３のいずれか一項に記載の繊維ろ材。
【請求項１５】
短辺の長さと長辺の長さとの比が、短辺の長さ：長辺の長さ＝１：１〜５であり、最厚部の厚みと短辺の長さとの比が、最厚部の厚み：短辺の長さ＝１：１〜１０である請求項１１〜１４のいずれか一項に記載の繊維ろ材。
【請求項１】
熱可塑性繊維からなる短繊維を混綿し混綿体とする混綿工程と、
該混綿体を繊維方向が引き揃えられた薄いシート状のウェブにするカーディング工程と、
該ウェブをロープ状のロープ状繊維体とするロープ状繊維体製造工程と、
該ロープ状繊維体を溶着切断する切断工程と、
を備え、
両端部が溶着されている繊維ろ材の製造方法。
【請求項２】
前記ロープ状繊維体製造工程が、前記ウェブに対してニードルパンチを施すニードルパンチ工程と、ニードルパンチを施したウェブを切断し、前記ロープ状繊維体とするスリット工程とからなる請求項１記載の繊維ろ材の製造方法。
【請求項３】
前記ロープ状繊維体製造工程が、前記ウェブに対してスライバー状の前記ロープ状繊維体とするスライバー工程からなる請求項１記載の繊維ろ材の製造方法。
【請求項４】
前記ロープ状繊維体製造工程と前記切断工程との間に、前記ロープ状繊維体に熱風を吹き掛け、該ロープ状繊維体の一部を溶着させた溶着部を形成する溶着工程を備える請求項１〜３のいずれか一項に記載の繊維ろ材の製造方法。
【請求項５】
前記切断工程における溶着切断が、超音波の振動によるものである請求項１〜４のいずれか一項に記載の繊維ろ材の製造方法。
【請求項６】
前記切断工程における溶着切断が、レーザーの熱によるものである請求項１〜４のいずれか一項に記載の繊維ろ材の製造方法。
【請求項７】
前記熱可塑性繊維が、芯成分及び鞘成分からなる芯鞘構造であり、
前記鞘成分の融点が、前記芯成分の融点よりも低い請求項１〜６のいずれか一項に記載の繊維ろ材の製造方法。
【請求項８】
前記熱可塑性繊維のうちの前記芯成分がポリエステル繊維であり、前記鞘成分がポリエステルと脂肪族化合物との共重合体である請求項７記載の繊維ろ材の製造方法。
【請求項９】
前記熱可塑性繊維が、芯成分及び鞘成分からなる芯鞘構造の第１熱可塑性繊維と、単一成分からなる第２熱可塑性繊維とからなり、
前記鞘成分の融点が、前記芯成分の融点よりも低い請求項１〜６のいずれか一項に記載の繊維ろ材の製造方法。
【請求項１０】
前記第１熱可塑性繊維のうちの前記芯成分がポリエステル繊維であり、前記鞘成分がポリエステルと脂肪族化合物との共重合体であり、前記第２熱可塑性繊維がポリエステル繊維である請求項９記載の繊維ろ材の製造方法。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか一項に記載の繊維ろ材の製造方法により得られた繊維ろ材であって、
前記熱可塑性繊維の集合体からなり、
繊維方向に引き揃えられ且つ一部の繊維同士が溶着されており、
全体的に扁平矩形状である繊維ろ材。
【請求項１２】
請求項１〜１０のいずれか一項に記載の繊維ろ材の製造方法により得られた繊維ろ材であって、
前記熱可塑性繊維の集合体からなり、
繊維方向に引き揃えられ且つ一部の繊維同士が溶着されており、
全体的に円柱状である繊維ろ材。
【請求項１３】
両端部が溶着されている請求項１１又は１２に記載の繊維ろ材。
【請求項１４】
密度が５〜２００ｋｇ／ｍ３である請求項１１〜１３のいずれか一項に記載の繊維ろ材。
【請求項１５】
短辺の長さと長辺の長さとの比が、短辺の長さ：長辺の長さ＝１：１〜５であり、最厚部の厚みと短辺の長さとの比が、最厚部の厚み：短辺の長さ＝１：１〜１０である請求項１１〜１４のいずれか一項に記載の繊維ろ材。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１２−９６２２３（Ｐ２０１２−９６２２３Ａ）
【公開日】平成２４年５月２４日（２０１２．５．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２１９５７３（Ｐ２０１１−２１９５７３）
【出願日】平成２３年１０月３日（２０１１．１０．３）
【出願人】（５９１０３０６５１）水ｉｎｇ株式会社 (94)
【出願人】（０００２０１４９０）前田工繊株式会社 (118)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月２４日（２０１２．５．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月３日（２０１１．１０．３）
【出願人】（５９１０３０６５１）水ｉｎｇ株式会社 (94)
【出願人】（０００２０１４９０）前田工繊株式会社 (118)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]