JPS59115720A - 固液分離用濾布 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は濾布に関し、さらに詳しくは、ベルトプレス型
脱水機に使用する場合に好適な濾布に関する。

ベルトプレス型脱水機は、転写ドラムとブレスロールと
からなる圧搾部に被脱水物賀を載せたエンドレスの濾布
を走行させ、上記圧搾部で被脱水物質中の液成分を絞り
取るとともに、濾布上に残った物質を転写ドラムの表面
に転写し、スクレーパで掻き取って回収するものである
。このとき、被脱水物質の供給部近傍には減圧脱水部を
設け、濾布の裏側を減圧状態に保って液成分の通過を助
けるようにしている。

上記ベルトプレス型脱水機に使用する濾布としては、従
来、織物基材の表面に太さ３０〜１００μの太い短繊維
を接着剤を用いて植毛し、立毛を形成したもの（以下、
従来濾布イという）や、織物基材の表面にその基材を起
毛してなる太さ数十ミクロンの太い立毛を形成したしの
（以下、従来浦布口という）が知られている。これら従
来の濾布は、織物基材によって濾布として必要な強度を
与えるとともに、基材表面の立毛によって固形成分の阻
止、脱水を行うものである。つまり、立毛が濾層を形成
しているわけである。しかしながら、かかる従来濾布イ
、口は、そのいずれも固形成分の阻止率、脱水率が低く
、また転写性に劣るという欠点があった。

すなわち、上記従来濾布イは、第１図（表面の走査電子
顕微鏡写真。倍率３０倍）および第２図（縦断面の走査
電子顕微鏡写真。倍率３０倍）に示すように、立毛間に
形成されるすき間、つまり目がかなり大きく、微細な固
形成分が簡単にその立毛間を通り抜けてしまうので阻止
率が大変低い。

このように立毛間のすき間がかなり大ぎいのは、この従
来濾布イが接着剤を用いた植毛によって立毛を形成して
おり、基布の目が接着剤で埋まらないようにするために
は立毛密度をそう高くとれないこと、おにび立毛の太さ
が３０〜１００μと大変太いので、すき間がそう小さく
ならないからである。そのため、この従来濾布イを使用
りる場合には、高分子凝集剤などを使用して固形成分を
粗大化することが不可欠となり、ランニングコストが大
変高くなるばかりか、凝集剤によってはその毒性が問題
になる。また、凝集剤の使用は固形成分の量を増大させ
ることになるばかりか、凝集条件を絶えずチェックする
必要もでてくる。

また、上記従来濾布イは、立毛が太さ３０〜１００μと
大変太いので、剛直で綿布表面に横たわりにくい。その
ため、上記すき間が大変深く、そのすき間に固形成分が
変形しながらはいり込んでなかなか抜け出さず、濾布が
目詰りを起こして脱水率が低下する。この傾向は、剛直
な立毛が固形成分に突き刺ささると一層助長される。さ
らに、立毛が横たわりにくいということは、その立毛に
よって形成される波層が嵩高であるということでもある
。そのため、減圧脱水部における気密保持性が悪く、こ
の点でも脱水率を高くとれない。脱水率が低いと、回収
された物質中に含まれる水分量が多くなり、焼却などの
後処理工程で多大のエネルギーを必要とすることになる
。また、従来濾布イは、立毛間のすき間が深いことから
表面の凹凸が大きく、濾布上の固形成分の厚みが不均一
で減圧脱水部における気密保持性がよくないばかりか、
脱水ドラムでの固形成分の加圧が一様に行われず、脱水
率が低い。

さらに、従来濾布イは、上述したように立毛間にはいり
込んだ固形成分がなかなか抜は出さない。

そのため、転写ドラムから綿布が離れる際に固形成分が
立毛によって濾布側に引き戻され、転写性が低い。

一方、上記従来綿布口は、第３図（表面の走査電子顕微
鏡写真。倍率３０倍）および第４図（縦断面の走査電子
顕微鏡写真。倍率３０倍）に示すように、従来濾布イほ
どではないが、やはり立毛間のすき間がかなり大きく、
また深い。また、立毛密以が基材の表面を見通せるほど
低いばかりか、立毛がカールしているために濾層がかな
り嵩高になっている。そのため、この従来綿布口もまた
、上記従来濾布イと全く、同様に阻止率や脱水率が低く
、転写性もよくない。

本発明の目的は、従来の綿布の上記欠点を解決し、阻止
率や脱水率が高く、またベルトプレス型脱水機に使用す
ると高い転写性が得られる濾布を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明は、シート状流路基材
の一面が太さ０．１〜１０μの極細繊維の線層で覆われ
ている濾布を特徴とするものである。

本発明の綿布の一実施例を説明するに、第５図は、本発
明の綿布を使用したベルトプレス型脱水機用濾布を使用
した斜視図で、綿布１を点線部分で縫合してエンドレス
となし、その両側端部に、濾布１を展張し、かつ蛇行し
ないように走行させるための穴付ベルト２、３を縫合し
たものである。

綿布１は、強い力での展張にも十分に耐え、しがも平面
性を損わないように縫合することが必要で、第６図に上
記第５図のＡ−Ａ断面図で示すように、綿布１の長手方
向両端部を裏側に折り返して突き合わせ、その突合せ部
分と折返し部分で縫合するのが好ましい。ベルト２．３
は、濾布１にしわを発生させないように展張するために
若干の伸縮性をもっているのが好ましい。そのため、ベ
ルト２、３は、合成繊維の織物を芯材とし、その芯材と
ゴムとの複合体からなるものであるのが好ましい。

濾布１とベルト２、３との縫合は、濾布１の幅方向両端
部における濾過機能や平面性を損わないにうに、第７図
に上記第５図のＢ−Ｂ断面図で示すように、綿布１の幅
方向両端部を裏側に折り返し、その折返し部分で行うの
が好ましい。

上記綿布は、合成繊維の織物からなる流路基材の表面を
、その基材を一方向に起毛して得た太さ０．１〜１０μ
、好ましくは０．３〜７μ、さらに好ましくは０．３〜
５μの極細繊維の立毛で覆い、その立毛によって線層を
形成してなるものである。第８図（倍率３０倍）および
第９図（倍率３００倍）に上記濾布の表面の走査電子顕
微鏡写真を、また第１０図（倍率６０倍）に縦断面の走
査電子顕微鏡写真を示覆。これらの写真から、織物基材
の表面に極細繊維の立毛が横たわるように、かつ極めて
高い密度で存在し、上記基材の表面を多数の立毛が層状
に覆って表面凹凸の極めて少ない線層を形成しているこ
とがわかる。

上記織物は、太さ０．１〜１０μの極細繊維の双糸また
は三子の紡績糸やマルチフィラメント糸からなる単糸数
２００〜５００００本の緯糸を、経糸に対して、好まし
くは３〜８本浮かせた、好ましくは朱子織物からなって
いる。そして、緯糸を２０〜１００本／ｃｍの密度で、
かつ濾布の幅方向に配置し、経糸は長手方向に配置しで
、主として上記緯糸を起毛している。浮き構造を採って
いるのは、そうすると緯糸と経糸との交錯数が減り、織
物表面の凹凸が少なくなって表面凹凸の少ない濾布が得
られるからである。また、経糸は太さ１０〜３０μの繊
維を１０〜１５０本束にしたものを、緯糸の密度の０．
７〜３倍の密度で配置するのが好ましい。さらに、主と
して緯糸を起毛しているのは、経糸には大きな展張力が
かかるので、これを起毛すると濾布の強度が低くなるか
らである。また、緯糸および経糸に４〜１５回／ｃｍの
撚を有するものを使用すると、織密痩が高くても基材の
流路を確保することができ、また緯糸にあっては立毛の
保持性が向上して抜けにくくなるので好ましい。

織物を構成している合成繊維は、主として耐久性の面か
らポリアミド繊維、ポリエステル繊維、ポリビニルアル
コール繊維、ポリフルオロエチレン繊維、ポリプロピレ
ン繊維、ポリアクリルニトリル繊維などであるのが好ま
しい。被脱水物質の種類によっては、これらの繊維に親
水加工や疎水加工を施したものを使用することもできる
。

立毛の太さは、上述したように０．１〜１０μである必
要がある。すなわち、０．１μよりも細いと、立毛の密
度を高くすることは可能であっても、強度が低くてすぐ
切れてしまい、実用に耐える濾布が得られない。また、
濾層の流路抵抗が著しく増大し、脱水率が極端に低下す
る。一方、１０μを越えるような太いものは、剛直にな
って立毛が立ってくるので層状の濾層を形成することが
できなくなり、また立毛間に形成されるすき間が大きく
なってそのすき間を微細な固形成分が通り扱けてしまい
、固形成分の阻止率が極端に低下する。また、表面の凹
凸も大きくなり、その深みにはまり込んだ固形成分が、
剛直な立毛が突き刺ささることと相まって抜は出さなく
なってしまう。

第１１図は、被脱水物質として、粒径が１〜数十μの、
通称アオコと呼ばれるミクロキスティスを１００ｍｇ／
リットル程度含む池の水を使用し、立毛の人さｄ（μ）
と固形成分の阻止率Ｋ（％）との関係を調べたものであ
る。阻止率には、被脱水物質中に含まれる固形成分の重
用に対する回収された物質中に含まれる固形成分の重量
の自分率として表わし、いずれの固形成分の重量につい
ても水分を加熱蒸発さけた後に測定する。第１１図から
、立毛の太さが１０μを越えると阻止率が大幅に低下し
、アオコのような微細な固形成分に対してもはや濾布と
して機能しなくなることがわかる。好ましい立毛の太さ
の上限は７μ、さらに好ましくは５μである。一方、立
毛の太さが０．１μ未満では、理論的には阻止率が高く
なると予想されるものの、あまりに細すぎて濾層の傷み
がひどくなり、耐久性がなくなるはかりか、濾層の流路
抵抗が極端に増大し、第１２図に立毛太さｄ（μ）と固
形成分温度Ｃ（ｗｔ％）との関係で示すように脱水率が
大きく低下してくる。

太さ０．１〜１０μの極細繊維て立毛を形成することの
もうひとつの利点は、繊維のしなやかさは太さの４乗に
反比例するので、立毛が大変しなやかになり、脱水ドラ
ムへの転写時に、横たわっていた立毛が順次スムーズに
起こされて固形成分から離れ、固形成分を濾布側に引き
戻す力が少なくなって転写率が向上でることである。こ
の場合、立毛が濾布の走行方向に対して逆方向に向いて
横たわっていると、転写率が一層向上する。

上記立毛は、極端に短いと基材の表面被覆が十分に行え
なくなって阻止率が低下し、また長すぎると立毛同志が
絡み合って転写率が低下するので、織物基材の緯糸を２
〜６本橋渡しできる程度の長さであるのが好ましい。立
毛長さを上記のようにすると、立毛が絡み合うことなく
基材表面に横たわり、立毛数が１００〜４００００本／
ｍｍであるような極めて好ましい濾層を形成することが
できる。

上記濾布をベルトプレス型脱水機に使用する場合は、第
１３図（概略正面図）に示すように、矢印方向に一定速
度で回転している脱水ドラム４と、プレスロール５とか
らなる圧搾部に被脱水物質を載せたエンドレスの濾布１
を走行させ、上記圧搾部で被脱水物質中の液成分を絞り
取るとともに、濾布１上に残った、固形成分８を含む物
質を脱水ドラム４の表面に転写し、スクレーパ９で掻き
取って回収するようにする。この場合、濾布１は、立毛
を有する面、つまり表面が脱水ドラム４０表面と対向す
るように装着する。立毛は濾布１の走行方向とは逆方向
、つまり後方に向かって横たわる。なお、１１は被脱水
物質の保持部であり、濾布１はこの保持部１１内を走行
してその上に被着水物質を取り込んでゆく。この保持部
１１に対向して、濾布１の裏側には減圧脱水部１２が設
けられており、瀘布１上に載った被脱水物質はまずここ
で減圧脱水され、上述した圧搾部に送られてゆく。１０
は、濾布１の洗浄ノズルである。

上述した濾布は、いろいろな方法によって製造すること
ができるが、次にその好適な例を示す。

すなわち、緯糸として、高分子物質、好ましくはポリエ
ステルで島成分を、また高分子物質、好ましくはポリス
チレンで海成分を構成してなり、かつ島成分を３５〜７
５％含有する、いわゆる多芯型複合繊維、あるいは極細
繊維を発生する繊維を８０％以上含む混合紡糸繊維の双
糸または三子の紡績糸やマルチフィシメント糸を用い、
経糸として仮撚加工糸や複合潜在捲縮糸を用い、それら
緯糸および経糸を所望の密度で、かつ所望の浮き組織を
有するように朱子織する。

次に、緯糸の尚成分を適当な溶媒、たとえばトリクロル
エチレンで除去し、乾燥した後、その緯糸を起毛して立
毛を形成し、波層を構成する。起毛の方法としては、針
布、サンドペーパ、サンドクロス、サンドネット、砥石
、スチールブラシ、研磨ブラシ、サンドロール。ガーネ
ット、サンドホーニング等がある。なかでも、針布によ
るのが好ましい。

他の好ましい方法としては、異なる高分子物質を貼合紡
糸して得た複合繊維で織物を作り、その後上記貼合ぜを
剥離し、かつ起毛して立毛を形成する。貼り合わせる高
分子物質としては、ポリアミドと、ポリエステル共重合
体であるのが好ましい。剥離の方法としては、熱水中で
檄しく揉み、その後風乾覆るのが好ましい。

上記実施例においては、流路基材が織物であり、かつイ
の織物を起毛しでなる立毛で波層を構成したものについ
て説明したが、太さ０．１〜１０μの極細繊維の短繊維
または長繊維をそれよりも低い融点を有する繊維または
微粒子と混合、抄紙して紙となし、上記低融点繊組また
は微粒子を部分的に溶融して極細繊維を一体化した後、
表面をバフ加工して極細繊維を起毛し、濾層を構成した
ものであってもよい。また、空気流や水流を用いて上記
短繊帷または長繊維を滞積させ、パンチしてフェルトと
なし、そのフェルトの表面を起毛して線層を構成したも
のであってもよい。さらに、織物、編物、多数の微細な
穴をあけた高分子フィルムなどを流路基材としで使用し
、それらの基材の一面に上記紙やフェルトを起毛するこ
となくそのまま一体的に積層して濾層とすることも可能
である。

本発明の濾布は、ベルトプレス型脱水機用瀘布として極
めて好適であるが、２枚の濾布の間に被脱水物質を挾み
、プレスして脱水する、いわゆるツインクロス型脱水機
用濾布としても使用することができる。この場合、上述
した転写性の問題は、転写性がよいということは固形成
分が濾布の表面から剥離しゃ覆いということであるから
、固形成分が濾布の表面に残存しにくいという効果を生
む。

本発明の瀘布は、極めて微細な固形成分を分離すること
ができることから、アオコなどの分離に極めて好適であ
るが、たとえば活性汚泥処理装置から副生する余剰汚泥
など、いわゆる懸濁系の汚泥や、生物膜処理装置から排
出される、いわゆる固着系の汚泥など、廃水処理によっ
て生ずる汚泥、スカム、フロック、洗浄水、濃縮スラッ
ジなどの濃縮、脱水を行う場合に使用することができる
。

具体的には、たとえば上下水処理によって生ずる汚泥、
浄化槽から発生ずる余剰汚泥、し尿処理がら発生する汚
泥、加圧浮上操作から生ずるスカム、産業廃水の処理に
よって生ずる凝集フロックやその凝集沈澱フロック、砂
濾過装置などの各種濾過装置の逆洗水、スクリーン装置
などで濃縮したスラッジなどである。また、本発明の濾
布は、たとえば紙パルプ製造業、食品製造業、酒造業、
味噌などの醸造業など、各種製造業において固形成分を
回収する場合に使用することができる。なお、たとえば
、生物膜系の汚泥で、活性汚泥処理装置から副生する懸
濁系の汚泥と、生物膜処理装置から排出される固着系の
汚泥とを混合して汚泥の性状を変えるなど、２種類以上
の被脱水物質を混合して使用すると、処理能力や転写性
が向上覆ることがある。

以上説明したように、本弁明の濾布は、シート状の流路
基材の一面に太さ０．１〜１０μの極細繊維の波層を形
成したものであるからして、繊維間に形成されるすき間
が極めて小さく、微細な固形成分を阻止することができ
る。そのため、あえて凝集剤を使用しなくてもアオコの
ような微細な固形成分を簡単に分離することができ、阻
止率が極めて高い。

また、本発明の濾布は、太さ０．１〜１０μの極細繊維
で波層を形成していることから、その繊維がしなやかで
幕材の表面に横たわりやすい。そのため、繊維間深いす
き間が形成されることがなく、そのすき間に固形成分が
変形しながらはいり込んで抜け出しにくくなるといった
ことが防止され、目詰りを防止づることができ、脱水率
が大幅に向上する。繊維がしなやかで横たわりやすいと
いうことは、それによって形成される波層が嵩高になら
ず、繊維の充填率が高くなるということでもあるので、
減圧脱水を行う場合の気密保持性が高くなり、この点で
も脱水率が高くなる。

さらに、本発明の濾布は、繊維間のすき間が小さくてそ
のすき間に固形成分がはいりにくいこと、および繊維が
しなやかであるために固形成分へのくい込みが防止され
ることから、転写ドラムを使用りる場合の転写性や、ツ
インクロス型脱水機に使用する場合の剥離性が高い。

実施例 ポリエステルを島成分とし、ポリスチレンを海成分とす
る１８芯の多心型複合繊維（太さ２０μ）を紡績してな
る２０／２Ｓの紡績糸を緯糸とし、太さ２０μのポリエ
ステル繊維を４８本束ねたものを経糸として、緯糸が３
０本／ｃｍ、経糸が４０本／ｃｍである５枚朱子織物を
得た。

次に、トリクロエチレンを溶媒として上記緯糸の海成分
を取り除き、緯糸が太さ約２．５μの極細繊維の約２０
０００本の束からなる織物を得た。

次に、上記織物を起毛機にかけ、主として緯糸を経糸方
向に起毛して立毛数が約１０００本／ｍｍである波層を
構成し、本発明の濾布を得た。

次に、上記濾布を幅３０ｃｍ、長さ１．８ｍに裁断し、
経糸方向が長手方向になるように縫合して第５図に示す
エンドレスの濾布を構成した。

次に、上記濾布を第１３図に示すベルトプレス型脱水機
にかけ、減圧脱水部の減圧疾を−９００ｍｍＡｑ、濾布
の走行スピードを４ｍ／分、転写ドラムへの押付荷重を
６０ｋｇとして脱水試験をした。液分剥離物質としては
、アオコを主体とし、そのほかに緑藻類、ケイ藻類を含
む、固形成分濃度が約１００ｍｇ／リットルである池の
水を使用し、これを約４０リットル／分（約１６ｍ３／
ｍ２・時）で供給した。なお、凝集剤は使用しなかった
。

一方、米国コールタ−・エレクトロニクス社製コールタ
ーカウンタＴＡ１１で被脱水物質中の周形成分の粒度分
布を測定したところ、粒度は１〜数十μの広い範囲に分
布し、平均粒径は約３０μであった。

試験の結果。スクレーバーで掻き取って回収した物質は
約１７％が固形分であり、元の濃度の実に約１７００倍
であった。また、転写ドラムへの転写率は、約８０％と
極めて高かった。さらに、濾布を通過した物質中の固形
成分の粒度分布を上記と同様に測定したところ、約１〜
１０μであり、１０μを超えるものはほとんど除去され
ていた。

また、約１２００時間運転後においても上記能力は全く
変らず、濾布の異常も認められなかった。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は、従来の濾布の、それぞれ表面お
よび膜断面の繊維の形状を示す走査電子顕微鏡写真、第
３図および第４図は、上記とは異なる従来の形状を示す
走査電子顕微鏡写真、第５図は、本発明の一実施例に係
る濾布を示す概略斜視図、第６図および第７図は、それ
ぞれ上記第５図のＡ−Ａ断面図およびＢ−Ｂ断面図、第
８図および第９図は、本発明の一実施例に係る濾布の表
面の繊維の形状を示す走査電子顕微鏡写真、第１０図は
、上記第８図および第９図に示した濾布の縦断面の繊維
の形状を示す走査電子顕微鏡写真、第１１図は極細繊維
の太さｄ（μ）と素子率Ｋ（％）との関係を示すグラフ
、第１２図は、極細繊維の太さｄ（μ）と周形成分濃度
Ｃ（ｗｔ％）との関係を示すグラフ、第１３図は、濾布
本発明の濾布をベルトプレス型脱水機に使用している様
子を示す概略正面図である。 １：濾布 ２、３：穴付ベルト ４：転写ドラム ５：プレスロール ６：駆動ロール ７：被膜水物質 ８：周形成分 ９：スクレーバ １０：線状ノズル １１：被脱水物質の保持部 １２：減圧脱水部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. シート状流路畢祠の一面が太さ０．１〜１０μの極細繊
   維の躍層で覆われていることを特徴とする濾布。