繊維ろ材
【課題】高いろ過処理能力を備えた繊維ろ材、該繊維ろ材の製造方法を提供する。
【解決手段】繊維ろ材１にあっては、繊維ろ材本体２を、長繊維（ポリエチレンテレフタレート繊維）からなる糸と熱収縮性繊維（ポリウレタン繊維）からなる糸とで構成される複合糸を編み立ててなる円筒体とし、該繊維ろ材本体２の中央に形成された筒穴を、未処理水が通水可能な未処理水通水路３とした。また、本発明の製造方法は、熱収縮性繊維からなる糸に長繊維からなる糸をカバーリングし、該カバーリングさせた複合糸を編み立てて長尺円筒状の母材を作製し、該母材を多数切断して小片の円筒体を作製し、該円筒体を加熱することにより該複合糸を加熱収縮させた繊維ろ材本体２を得るようにした。
【解決手段】繊維ろ材１にあっては、繊維ろ材本体２を、長繊維（ポリエチレンテレフタレート繊維）からなる糸と熱収縮性繊維（ポリウレタン繊維）からなる糸とで構成される複合糸を編み立ててなる円筒体とし、該繊維ろ材本体２の中央に形成された筒穴を、未処理水が通水可能な未処理水通水路３とした。また、本発明の製造方法は、熱収縮性繊維からなる糸に長繊維からなる糸をカバーリングし、該カバーリングさせた複合糸を編み立てて長尺円筒状の母材を作製し、該母材を多数切断して小片の円筒体を作製し、該円筒体を加熱することにより該複合糸を加熱収縮させた繊維ろ材本体２を得るようにした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、未処理水をろ過するろ過装置内に投入されて使用される繊維ろ材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ろ過装置には、ろ過対象の未処理水をろ過するためのろ材が投入される。該ろ材は、砂利や砂が用いられたり（例えば、特許文献１参照）、繊維素材のものが用いられたりする（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２１９９４９号公報
【特許文献２】特開２００６−３５１３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の砂利や砂やセラミックチップからなるろ材は、ろ過装置内に投入した際に極めて重量増となり、ろ過装置が大型化・複雑化し、また投入作業やメンテナンス作業、あるいは交換作業などの取り扱いが面倒で多大な労力を要するという問題があった。またろ材が長期間の使用により目詰まりしやすく、全体としてコスト高となるという問題もあった。さらには未処理水が高温であると、ろ材からわずかに物質が溶出して該未処理水が意図しない性質に変化してしまう（例えば軟水が硬水となってしまう）という不具合が生じるという問題もあった。
【０００５】
一方、従来の繊維ろ材は、砂利などからなる上記ろ材の問題点（重量・硬水化）を一部解決することができるものであるが、繊維ろ材自体が二次元構造であるため長期使用による目詰まりが生じやすく、ろ過処理性能において充分なものは未だ提供されていなかった。
【０００６】
そこで、本発明は、前記問題を解決することができる繊維ろ材、及び該繊維ろ材の製造方法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】
【０００７】
本発明は、未処理水をろ過するろ過装置内に投入されて使用される繊維ろ材であって、繊維ろ材本体を、長繊維からなる糸と伸縮性繊維からなる糸とで構成される複合糸を編み立ててなる円筒体とし、該繊維ろ材本体の中央に形成された貫通状の筒穴を、前記未処理水が通水可能な未処理水通水路としたことを特徴とする繊維ろ材である。
【０００８】
本発明の繊維ろ材は、複合糸を編み立ててなるものであるため、それ自体空隙率の高い性質を有しており、高いろ過処理能力を備えているが、さらにその外形を円筒形状とし、中央に未処理水通水路を貫通状に形成して中空形状の三次元構造としたため、ろ過装置内に投入された際に未処理水が該未処理水通水路を介して繊維ろ材本体内の奥まで容易に到達可能となる。このため、該繊維ろ材と該未処理水との接触面積がより一層拡大し、ろ過処理能力がさらに向上する。
【０００９】
また、前記の長繊維からなる糸は、伸縮性嵩高仮撚加工糸であることが望ましい。
【００１０】
このような構成とすると、高いろ過処理能力が安定して確保される。なお、伸縮性嵩高仮撚加工糸は、フィラメント糸に仮撚加工を行った加工糸であり、嵩高性と伸縮性とを兼ね備え、経時的な「へたり」に強く、繊維間の空隙率が非常に高い加工糸である。
【００１１】
また、長繊維はポリエチレンテレフタレート繊維であり、伸縮性繊維は熱収縮性繊維としてのポリウレタン繊維であることが望ましい。
【００１２】
上記構成とすると、本発明の繊維ろ材を低コストで提供することができる。
【００１３】
また、本発明は、上述の繊維ろ材の製造方法であって、熱収縮性繊維からなる糸に長繊維からなる糸をカバーリングし、該カバーリングさせた複合糸を編み立てて長尺円筒状の母材を作製し、該母材を複数切断して小片の円筒体を作製し、該円筒体を加熱することにより該複合糸を加熱収縮させた繊維ろ材本体を得ることを特徴とする繊維ろ材の製造方法である。
【００１４】
上記構成とすると、未処理水通水路を貫通状に形成した中空構造の繊維ろ材本体が容易に得られるため、本発明にかかる三次元構造の繊維ろ材を容易に製造することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の繊維ろ材は、未処理水通水路を形成した形状としたため、ろ過処理能力が飛躍的に向上する効果がある。また、本発明の繊維ろ材の製造方法は、容易に前記繊維ろ材を製造することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】繊維ろ材の外観斜視図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明にかかる繊維ろ材は、未処理水をろ過するろ過装置（図示省略）内に投入されて使用されるものであり、その実施例を添付図面に従って説明する。
【００１８】
図１に示すように、繊維ろ材１は、繊維ろ材本体２を有し、該繊維ろ材本体２は円筒体とされており、筒方向に沿った長手寸法がほぼ１５ｍｍ、外径がほぼ４ｍｍ、内径がほぼ２ｍｍに設定されている。該繊維ろ材本体２は、長繊維としてのポリエチレンテレフタレート繊維からなる糸（伸縮性嵩高仮撚加工糸）と、熱収縮性繊維（伸縮性繊維）としてのポリウレタン繊維（例えば伸度５００％〜９００％）からなる糸とで構成される複合糸を編み立てて構成されている。そして、該繊維ろ材本体２の中央に貫通状に形成される筒穴を、未処理水が通水可能な未処理水通水路３としている。
【００１９】
上述の繊維ろ材１は、下記の方法によって製造される。
まず、加熱前のポリウレタン繊維〔適意ドラフト〕にポリエチレンテレフタレート繊維からなる糸（伸縮性嵩高仮撚加工糸）をカバーリングする。
【００２０】
次に、該カバーリングされた複合糸を例えば公知の細幅丸編み機を用いて編み立てして、長尺円筒状の母材を作製する。
【００２１】
次に、該母材を輪切り状に多数（すなわち少なくとも複数）切断して所定長手寸法（約１５ｍｍ）の小片の円筒体を多数作製し、該円筒体をスチーム熱処理して加熱処理する。かかる加熱条件としては、例えば１００℃で２０分、７２０ｍｍＨｇとするのが好ましい。
【００２２】
上記加熱処理を行うことにより、前記複合糸を構成する熱収縮性繊維が収縮し、形状安定性に優れ、かつ弾力性に富む円筒体の繊維ろ材１が製造される。
【００２３】
そして、該繊維ろ材１は、公知のろ過装置内に投入されて、所要空間に充填あるいは敷き詰められる。そして、かかるろ過装置内に未処理水（例えば不純物を含む約８０℃の温水）が投入され、該繊維ろ材１と未処理水とが接触する。このとき、該繊維ろ材１の外表面と未処理水とが接触するのは勿論のこと、該未処理水が該繊維ろ材１の未処理水通水路３内へ通水し、該繊維ろ材１の内部においても接触することとなる。そして、該未処理水が該繊維ろ材１を通過することにより、未処理水に含まれる不純物が該繊維ろ材１に捕捉され、該未処理水がろ過される。
【００２４】
本発明の繊維ろ材１にあっては、上述のように複合糸が用いられているため、繊維間に多数の空隙が形成され、従来構成に比して飛躍的に空隙率の高いろ材となっている。
【００２５】
また、該繊維ろ材１にあっては、カバーリングされた複合糸が用いられ、さらに熱処理されることによる複合糸自体も三次元構造を有し、効率よく多数の空隙が形成されている。
【００２６】
さらに、該繊維ろ材１は、中央に貫通状の未処理水通水路３が形成されているため、未処理水と接触した際に該繊維ろ材本体２の内部にまで多量の未処理水を誘引することが可能となり、従来構成に比して未処理水との接触面積が飛躍的に向上し、ろ過処理能力が飛躍的に向上している。また、該繊維ろ材１を洗浄する際には、洗浄液が該未処理水通水路３に容易に入水するから、洗浄効率が高く目詰まりも発生しにくい。
【００２７】
さらに、該繊維ろ材１は該未処理水通水路３を備えた中空構造であるため、全体として撓みやすくなって弾性に富んだ機械特性を有し、いわゆるへたり性が向上している。
【００２８】
また、従来構成のろ材（砂利・砂・セラミックチップ）に比べて、嵩高で軽量であるため、設置、メンテナンス、交換などの取り扱いが容易となって作業性が向上しており、あるいは、ろ過装置の軽量化・簡素化も可能となり、全体としてコストを低減できる利点もある。
【００２９】
本発明は、上述した実施例に限定されることはなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で適宜設計変更することは勿論可能である。
例えば、前記の長繊維は、上述のポリエチレンテレフタレート繊維（例えば商品名：テトロン（登録商標） 東レ株式会社製）が望ましいが、熱可塑性合成繊維であれば適宜採用可能である。また、長繊維からなる糸としては、例えば熱可塑性を有した合成繊維のマルチフィラメント等を用いることができ、ポリアミド糸、ポリエチレン糸、ポリプロピレン糸等の単独糸又は複合糸を用いることができる。また、前記長繊維からなる糸は、伸縮性嵩高仮撚加工糸が最も望ましいが、本発明においてはこれに限定されることはなく、嵩高加工糸、潜在捲縮伸縮性嵩高加工糸、あるいは非伸縮性嵩高加工糸などが所望の要求性能に合わせて適宜選択できる。また、本発明にかかる伸縮性繊維は、公知のものを適宜選択することが可能である。また、前記伸縮性繊維は、熱収縮性繊維としてのポリウレタン繊維（例えば商品名：ロイカ（登録商標） 旭化成せんい株式会社製）が望ましいが、高収縮性合成繊維であれば適宜採用可能である。例えば、熱収縮性繊維として共重合ポリエステル等の公知のものが採用可能である。また、上述の繊維ろ材の外径および内径、あるいは長手寸法は適宜変更可能である。
【符号の説明】
【００３０】
１ 繊維ろ材
２ 繊維ろ材本体
３ 未処理水通水路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、未処理水をろ過するろ過装置内に投入されて使用される繊維ろ材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ろ過装置には、ろ過対象の未処理水をろ過するためのろ材が投入される。該ろ材は、砂利や砂が用いられたり（例えば、特許文献１参照）、繊維素材のものが用いられたりする（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２１９９４９号公報
【特許文献２】特開２００６−３５１３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の砂利や砂やセラミックチップからなるろ材は、ろ過装置内に投入した際に極めて重量増となり、ろ過装置が大型化・複雑化し、また投入作業やメンテナンス作業、あるいは交換作業などの取り扱いが面倒で多大な労力を要するという問題があった。またろ材が長期間の使用により目詰まりしやすく、全体としてコスト高となるという問題もあった。さらには未処理水が高温であると、ろ材からわずかに物質が溶出して該未処理水が意図しない性質に変化してしまう（例えば軟水が硬水となってしまう）という不具合が生じるという問題もあった。
【０００５】
一方、従来の繊維ろ材は、砂利などからなる上記ろ材の問題点（重量・硬水化）を一部解決することができるものであるが、繊維ろ材自体が二次元構造であるため長期使用による目詰まりが生じやすく、ろ過処理性能において充分なものは未だ提供されていなかった。
【０００６】
そこで、本発明は、前記問題を解決することができる繊維ろ材、及び該繊維ろ材の製造方法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】
【０００７】
本発明は、未処理水をろ過するろ過装置内に投入されて使用される繊維ろ材であって、繊維ろ材本体を、長繊維からなる糸と伸縮性繊維からなる糸とで構成される複合糸を編み立ててなる円筒体とし、該繊維ろ材本体の中央に形成された貫通状の筒穴を、前記未処理水が通水可能な未処理水通水路としたことを特徴とする繊維ろ材である。
【０００８】
本発明の繊維ろ材は、複合糸を編み立ててなるものであるため、それ自体空隙率の高い性質を有しており、高いろ過処理能力を備えているが、さらにその外形を円筒形状とし、中央に未処理水通水路を貫通状に形成して中空形状の三次元構造としたため、ろ過装置内に投入された際に未処理水が該未処理水通水路を介して繊維ろ材本体内の奥まで容易に到達可能となる。このため、該繊維ろ材と該未処理水との接触面積がより一層拡大し、ろ過処理能力がさらに向上する。
【０００９】
また、前記の長繊維からなる糸は、伸縮性嵩高仮撚加工糸であることが望ましい。
【００１０】
このような構成とすると、高いろ過処理能力が安定して確保される。なお、伸縮性嵩高仮撚加工糸は、フィラメント糸に仮撚加工を行った加工糸であり、嵩高性と伸縮性とを兼ね備え、経時的な「へたり」に強く、繊維間の空隙率が非常に高い加工糸である。
【００１１】
また、長繊維はポリエチレンテレフタレート繊維であり、伸縮性繊維は熱収縮性繊維としてのポリウレタン繊維であることが望ましい。
【００１２】
上記構成とすると、本発明の繊維ろ材を低コストで提供することができる。
【００１３】
また、本発明は、上述の繊維ろ材の製造方法であって、熱収縮性繊維からなる糸に長繊維からなる糸をカバーリングし、該カバーリングさせた複合糸を編み立てて長尺円筒状の母材を作製し、該母材を複数切断して小片の円筒体を作製し、該円筒体を加熱することにより該複合糸を加熱収縮させた繊維ろ材本体を得ることを特徴とする繊維ろ材の製造方法である。
【００１４】
上記構成とすると、未処理水通水路を貫通状に形成した中空構造の繊維ろ材本体が容易に得られるため、本発明にかかる三次元構造の繊維ろ材を容易に製造することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の繊維ろ材は、未処理水通水路を形成した形状としたため、ろ過処理能力が飛躍的に向上する効果がある。また、本発明の繊維ろ材の製造方法は、容易に前記繊維ろ材を製造することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】繊維ろ材の外観斜視図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明にかかる繊維ろ材は、未処理水をろ過するろ過装置（図示省略）内に投入されて使用されるものであり、その実施例を添付図面に従って説明する。
【００１８】
図１に示すように、繊維ろ材１は、繊維ろ材本体２を有し、該繊維ろ材本体２は円筒体とされており、筒方向に沿った長手寸法がほぼ１５ｍｍ、外径がほぼ４ｍｍ、内径がほぼ２ｍｍに設定されている。該繊維ろ材本体２は、長繊維としてのポリエチレンテレフタレート繊維からなる糸（伸縮性嵩高仮撚加工糸）と、熱収縮性繊維（伸縮性繊維）としてのポリウレタン繊維（例えば伸度５００％〜９００％）からなる糸とで構成される複合糸を編み立てて構成されている。そして、該繊維ろ材本体２の中央に貫通状に形成される筒穴を、未処理水が通水可能な未処理水通水路３としている。
【００１９】
上述の繊維ろ材１は、下記の方法によって製造される。
まず、加熱前のポリウレタン繊維〔適意ドラフト〕にポリエチレンテレフタレート繊維からなる糸（伸縮性嵩高仮撚加工糸）をカバーリングする。
【００２０】
次に、該カバーリングされた複合糸を例えば公知の細幅丸編み機を用いて編み立てして、長尺円筒状の母材を作製する。
【００２１】
次に、該母材を輪切り状に多数（すなわち少なくとも複数）切断して所定長手寸法（約１５ｍｍ）の小片の円筒体を多数作製し、該円筒体をスチーム熱処理して加熱処理する。かかる加熱条件としては、例えば１００℃で２０分、７２０ｍｍＨｇとするのが好ましい。
【００２２】
上記加熱処理を行うことにより、前記複合糸を構成する熱収縮性繊維が収縮し、形状安定性に優れ、かつ弾力性に富む円筒体の繊維ろ材１が製造される。
【００２３】
そして、該繊維ろ材１は、公知のろ過装置内に投入されて、所要空間に充填あるいは敷き詰められる。そして、かかるろ過装置内に未処理水（例えば不純物を含む約８０℃の温水）が投入され、該繊維ろ材１と未処理水とが接触する。このとき、該繊維ろ材１の外表面と未処理水とが接触するのは勿論のこと、該未処理水が該繊維ろ材１の未処理水通水路３内へ通水し、該繊維ろ材１の内部においても接触することとなる。そして、該未処理水が該繊維ろ材１を通過することにより、未処理水に含まれる不純物が該繊維ろ材１に捕捉され、該未処理水がろ過される。
【００２４】
本発明の繊維ろ材１にあっては、上述のように複合糸が用いられているため、繊維間に多数の空隙が形成され、従来構成に比して飛躍的に空隙率の高いろ材となっている。
【００２５】
また、該繊維ろ材１にあっては、カバーリングされた複合糸が用いられ、さらに熱処理されることによる複合糸自体も三次元構造を有し、効率よく多数の空隙が形成されている。
【００２６】
さらに、該繊維ろ材１は、中央に貫通状の未処理水通水路３が形成されているため、未処理水と接触した際に該繊維ろ材本体２の内部にまで多量の未処理水を誘引することが可能となり、従来構成に比して未処理水との接触面積が飛躍的に向上し、ろ過処理能力が飛躍的に向上している。また、該繊維ろ材１を洗浄する際には、洗浄液が該未処理水通水路３に容易に入水するから、洗浄効率が高く目詰まりも発生しにくい。
【００２７】
さらに、該繊維ろ材１は該未処理水通水路３を備えた中空構造であるため、全体として撓みやすくなって弾性に富んだ機械特性を有し、いわゆるへたり性が向上している。
【００２８】
また、従来構成のろ材（砂利・砂・セラミックチップ）に比べて、嵩高で軽量であるため、設置、メンテナンス、交換などの取り扱いが容易となって作業性が向上しており、あるいは、ろ過装置の軽量化・簡素化も可能となり、全体としてコストを低減できる利点もある。
【００２９】
本発明は、上述した実施例に限定されることはなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で適宜設計変更することは勿論可能である。
例えば、前記の長繊維は、上述のポリエチレンテレフタレート繊維（例えば商品名：テトロン（登録商標） 東レ株式会社製）が望ましいが、熱可塑性合成繊維であれば適宜採用可能である。また、長繊維からなる糸としては、例えば熱可塑性を有した合成繊維のマルチフィラメント等を用いることができ、ポリアミド糸、ポリエチレン糸、ポリプロピレン糸等の単独糸又は複合糸を用いることができる。また、前記長繊維からなる糸は、伸縮性嵩高仮撚加工糸が最も望ましいが、本発明においてはこれに限定されることはなく、嵩高加工糸、潜在捲縮伸縮性嵩高加工糸、あるいは非伸縮性嵩高加工糸などが所望の要求性能に合わせて適宜選択できる。また、本発明にかかる伸縮性繊維は、公知のものを適宜選択することが可能である。また、前記伸縮性繊維は、熱収縮性繊維としてのポリウレタン繊維（例えば商品名：ロイカ（登録商標） 旭化成せんい株式会社製）が望ましいが、高収縮性合成繊維であれば適宜採用可能である。例えば、熱収縮性繊維として共重合ポリエステル等の公知のものが採用可能である。また、上述の繊維ろ材の外径および内径、あるいは長手寸法は適宜変更可能である。
【符号の説明】
【００３０】
１ 繊維ろ材
２ 繊維ろ材本体
３ 未処理水通水路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
未処理水をろ過するろ過装置内に投入されて使用される繊維ろ材であって、
繊維ろ材本体を、長繊維からなる糸と伸縮性繊維からなる糸とで構成される複合糸を編み立ててなる円筒体とし、該繊維ろ材本体の中央に形成された貫通状の筒穴を、前記未処理水が通水可能な未処理水通水路としたことを特徴とする繊維ろ材。
【請求項２】
長繊維からなる糸は、伸縮性嵩高仮撚加工糸である請求項１記載の繊維ろ材。
【請求項３】
長繊維はポリエチレンテレフタレート繊維であり、
伸縮性繊維は熱収縮性繊維としてのポリウレタン繊維である請求項１又は請求項２記載の繊維ろ材。
【請求項４】
請求項３記載の繊維ろ材の製造方法であって、
熱収縮性繊維からなる糸に長繊維からなる糸をカバーリングし、該カバーリングさせた複合糸を編み立てて長尺円筒状の母材を作製し、該母材を複数切断して小片の円筒体を作製し、該円筒体を加熱することにより該複合糸を加熱収縮させた繊維ろ材本体を得ることを特徴とする繊維ろ材の製造方法。
【請求項１】
未処理水をろ過するろ過装置内に投入されて使用される繊維ろ材であって、
繊維ろ材本体を、長繊維からなる糸と伸縮性繊維からなる糸とで構成される複合糸を編み立ててなる円筒体とし、該繊維ろ材本体の中央に形成された貫通状の筒穴を、前記未処理水が通水可能な未処理水通水路としたことを特徴とする繊維ろ材。
【請求項２】
長繊維からなる糸は、伸縮性嵩高仮撚加工糸である請求項１記載の繊維ろ材。
【請求項３】
長繊維はポリエチレンテレフタレート繊維であり、
伸縮性繊維は熱収縮性繊維としてのポリウレタン繊維である請求項１又は請求項２記載の繊維ろ材。
【請求項４】
請求項３記載の繊維ろ材の製造方法であって、
熱収縮性繊維からなる糸に長繊維からなる糸をカバーリングし、該カバーリングさせた複合糸を編み立てて長尺円筒状の母材を作製し、該母材を複数切断して小片の円筒体を作製し、該円筒体を加熱することにより該複合糸を加熱収縮させた繊維ろ材本体を得ることを特徴とする繊維ろ材の製造方法。
【図１】
【公開番号】特開２０１２−５９７４（Ｐ２０１２−５９７４Ａ）
【公開日】平成２４年１月１２日（２０１２．１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１４４９６５（Ｐ２０１０−１４４９６５）
【出願日】平成２２年６月２５日（２０１０．６．２５）
【出願人】（５１０１７８２７５）永井撚糸合資会社 (2)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１月１２日（２０１２．１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月２５日（２０１０．６．２５）
【出願人】（５１０１７８２７５）永井撚糸合資会社 (2)
【Ｆターム（参考）】
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