(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱風を吹き付ける加熱管であって繊維束の径より大きい径を有する加熱管内に、スライバー状の繊維束を連続して供給し、円周方向から均一に熱風を吹き付けることにより、繊維束を熱処理するとともに、熱雰囲気中にある繊維束に対して、撚りをかけることを特徴とする、表面に毛羽を有する繊維収束体の製造方法。
【請求項２】
連続して供給される繊維束を熱処理して表面に毛羽を有する繊維収束体を製造する装置において、熱風発生装置より熱風が供給される加熱ヘッダー内に、円周方向に均一なオリフィス孔を有する加熱管であって繊維束の径より大きい径を有する加熱管が配置されており、加熱管出口側に繊維束に撚りを付与するための実撚り装置を設けたことを特徴とする、表面に毛羽を有する繊維収束体を製造する装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、河川水や湖沼水を上水道に利用する際の浮遊物や懸濁物処理のための濾過、及び工場排水や下水処理において河川や海へ放流する前の浮遊物や懸濁物の除去のための濾過において用いられる、繊維収束体を製造する方法、及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、河川や湖沼水中の浮遊物や懸濁物を濾過する、または汚水中に存在する浮遊物や懸濁物を濾過するための濾過材として使用される繊維収束体を製造する方法として、数ミリから数センチの繊維束の中央を紐状物で縛りボール状とする方法、数ミリから数センチの繊維を渦流等で絡み合わせて玉状化する方法が用いられてきた。
【０００３】
しかし、上述した方法で製造された繊維収束体は、単繊維同士が接着されておらず、繰り返し濾過のための逆流洗浄（以下、逆洗と称す。）の撹拌時等で繊維が抜け出てくる欠点があった。
【０００４】
この欠点を防ぐ目的で、繊維束を熱処理することにより、繊維束内部の繊維間に接着点を形成せしめ、製造する方法が用いられている。例えば、特開平５−３２９３１２号公報には、スライバー状の繊維束を一度予熱した後、円筒状の加熱体を通過させることにより圧縮し、その後冷却する方法が開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
繊維束を熱処理して濾過材等に使用する繊維収束体を製造する方法において、上述した円筒状の加熱体を通して圧縮する方法では、繊維束中の繊維が繊維束軸方向に並べられた状態にあるので、この切断したものを濾過材として使用した場合、逆洗等で撹拌されたとき、濾過材同士の摩擦等により繊維が剥離したり、繊維軸方向に割れが生じたりする問題が生じた。
【０００６】
また、加熱体中で圧縮成形されるために、繊維束表面はアイロンをかけたように平滑なものとなり、濾過材として使用した場合に、濾過材表面で浮遊物や懸濁物を捕捉する能力に劣るものとなっていた。
さらに、この濾過材を長期間使用した場合、濾過材内部の網状構造部に微少な固形物や微生物が増殖しゼリー状にとなって詰まり、濾過効率が極端に低下してくるという問題があった。
【０００７】
本発明は、濾過材として使用された場合、逆洗時の撹拌等により濾過材に摩擦力等が加わっても割れや繊維の抜け落ちがなく、また浮遊物や懸濁物の捕捉性に優れ、その効果が長期間持続する繊維収束体を製造する方法、及び装置を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、このような課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、濾過材として使用された場合に、浮遊物や懸濁物の捕捉性を高め、繊維束内部の網状構造が長期間の使用により閉塞しても浮遊物や懸濁物の捕捉性能が維持されるために、融着する繊維束表面に繊維の捲縮、または毛羽を形成せしめ、かつその毛羽を強固に繊維束内部に固定し得る繊維収束体の製造方法、及び装置を見出し、本発明に到達した。
【０００９】
すなわち、本発明の第一は、熱風を吹き付ける加熱管であって繊維束の径より大きい径を有する加熱管内に、スライバー状の繊維束を連続して供給し、円周方向から均一に熱風を吹き付けることにより、繊維束を熱処理するとともに、熱雰囲気中にある繊維束に対して、撚りをかけることを特徴とする、表面に毛羽を有する繊維収束体の製造方法を要旨とするものである。
【００１０】
また、本発明の第二は、連続して供給される繊維束を熱処理して表面に毛羽を有する繊維収束体を製造する装置において、熱風発生装置より熱風が供給される加熱ヘッダー内に、円周方向に均一なオリフィス孔を有する加熱管であって繊維束の径より大きい径を有する加熱管が配置されており、加熱管出口側に繊維束に撚りを付与するための実撚り装置を設けたことを特徴とする、表面に毛羽を有する繊維収束体を製造する装置を要旨とするものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について、具体例を示した図１の概略図を参照し、詳細に説明する。
本発明の繊維束を加熱するための加熱装置１は、熱風発生装置２、ヘッダー３、加熱管４から構成される。
【００１２】
熱風発生装置２は、内蔵したファンにより周囲空気を吸引した空気をヒーター加熱部により加熱し、熱風を供給するユニットが、温度制御、熱風風量制御の簡便性、装置のコンパクトさ、また熱媒体に空気を用いるために好ましいが、加熱流体を供給するものならば特に規制はなく、条件次第では、圧力制御された飽和蒸気を供給するもの等でもよい。
【００１３】
熱風発生装置２から供給される温度制御された熱風は、ヘッダー３に導入される。ヘッダー３には、１本、もしくは複数の加熱管４が接続されており、ヘッダー３、及びヘッダー３と加熱管４の接続部は、例えば電気アーク溶接等の方式により熱風が外部に漏れぬよう密封構造とする。ヘッダー３は熱風の圧力に耐えうる構造であれば、形状、寸法、材質等特に規制しない。但し、加熱管への熱風風量の供給が均一となるだけの十分な容量を有している必要がある。
【００１４】
加熱管４には、加熱管４の外周に均等に、一列もしくは多列のオリフィス孔５が設けられており、熱風は、ヘッダー３により均圧化された後、加熱管４のオリフィス孔５を通過して、供給されるスライバー状の繊維束Ｙを加熱、融着させる。加熱管４の断面形状はスライバーを均一に加熱するため、また材料手配の容易さから円筒断面が好ましいが、特に規制しない。
【００１５】
加熱管４の内面は、供給される繊維束Ｙに引っ掛かりがないよう、バフ研磨等の加工がなされた方が好ましい。また、加熱管の入口は供給される繊維束Ｙの直径よりも、大きい径を有することが必要であり、２ｍｍ〜１０ｍｍ広い方が好ましい。狭いと繊維束Ｙに対して外力を加えることになり、広すぎると熱風の漏れだしの原因となる。同様に加熱管４の出口においても、融着後の繊維束Ｙの径よりも若干大きい径とする。
【００１６】
オリフィス孔５の孔径は、直径１ｍｍ〜５ｍｍ程度が好ましい。１ｍｍ以下では、圧力損失が増加して熱風風量が減少する。５ｍｍ以上では、熱風吹き出し風量の均一性に影響を及ぼす。
【００１７】
上記のように加熱された繊維束Ｙは、繊維束Ｙの円周方向から均一に熱風を吹き付けられるため、摩擦等の外力を受けず、加熱による捲縮や、撚り加工により生じる表面の毛羽が保たれたまま融着固定される。高速に繊維束Ｙを処理する場合等は、加熱処理を施した後、冷風吹付部６から繊維束Ｙに積極的に冷風を吹き付けることにより、繊維束Ｙを冷却し、繊維束形状を固定してもよい。
【００１８】
供給される繊維束Ｙに対して、表面に毛羽を積極的に形成させるため、または繊維束の密度を高めて融着し、濾過材としての強度を向上させる等の目的で、加熱装置１の下流側に実撚り装置７を設置することができる。実撚り装置７は、駆動源８、駆動伝達装置９、中空管１０、フック１１等から構成される。
【００１９】
駆動源８としては一般的に電気モーターが用いられ、減速機や、単位長当たりの撚り数を可変とするために、変速機やインバーターが付属されることが好ましい。駆動源８からの回転力は、駆動伝達装置９により中空管１０に伝達される。駆動伝達装置９は、歯車伝動、ベルトやチェーン等による巻き付け伝動等、装置の配置に適した伝動機構が採用される。
【００２０】
中空管１０は転がり軸受、もしくは滑り軸受等により支持され、安定して回転される。中空管１０は、上流の加熱管４と同数設置され、加熱装置１から供給される繊維束Ｙを中空管１０に固定されたフック１１により引っかけ、繊維束Ｙに好ましくは１ｍ当たり１０〜１００回転を与え、撚りをかける。撚りをかけられた繊維束Ｙは、条件によっては、冷風により急冷され、中空管１０の内部を通過して、切断等の次工程に供給される。
【００２１】
実撚り装置７によって撚りをかけられた繊維束Ｙは、固定点をもたない製造方法であるために、加熱装置１の上流まで、回転による撚りが伝播し、撚りがかかった状態で加熱装置１に供給される。撚り加工によって繊維束表面に毛羽が形成され、繊維束内部は強固に融着固定されるために、毛羽が容易に抜け落ちない構造となっている。この毛羽は、濾過材として使用された場合に、処理水の浮遊物や懸濁物の捕集性を高めることに寄与し、長期間の使用により濾過材内部が閉塞した場合でも、毛羽により浮遊物や懸濁物を捕捉することが可能なので、捕集の持続性にも優れる。
【００２２】
【実施例】
以下、実施例により本発明を具体的に説明する。
実施例１
練条機を通した１ｍ当たり３ｇの、融点が１８０℃であるポリエステルからなるスライバー状の繊維束を用いて、図１に示した加熱装置、冷却装置、実撚り装置、繊維引き取り装置の順に配した設備に供給し、実撚り装置で繊維束を１分間当たり６０回回転させ、直径２ｍｍのオリフィス孔を外周に３列に設置した加熱管より２００℃の熱風を吹き込む加熱装置で熱風を吹き付けた。撚りがかかったあと冷風にて急冷した繊維束を毎分１．２ｍの速度で引き取り、１０ｍｍ長に切断した。
【００２３】
比較例１
実施例１で用いたスライバー状の繊維束を用いて、２００℃の熱風で加熱処理し、意図的に外力を繊維束に与える目的で、加熱装置出口に直径８ｍｍの円形口金を設置して、繊維束を融着繊維の融点より温度が高い状態で圧縮し、その後冷風により急冷した後、毎分１．２ｍの速度で引き取り、１０ｍｍ長に切断した。実施例１、比較例１で得られた繊維収束体を電子顕微鏡にて観察し、表面に形成される毛羽の本数を測定した。測定数量は５個である。その測定結果を表１に示す。
【００２４】
【表１】
0003576917.tif 000002
【００２５】
【発明の効果】
本発明の繊維束への加熱方法、及び装置を用いることにより、水処理用濾過材として優れた特性を持つ、表面に捲縮や毛羽が形成し、保たれたままである繊維収束体を製造することが可能となる。また、実撚り装置を配置することにより、浮遊物や懸濁物の捕捉性を高める効果のある毛羽を、繊維収束体の表面に積極的に付与し、かつその毛羽を強固に繊維束内部に融着させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の繊維収束体を製造する装置の一例を示した概略図である。
【符号の説明】
Ｙ  繊維束
１  加熱装置
２  熱風発生装置
３  ヘッダー
４  加熱管
５  オリフィス孔
６  冷風吹付部
７  実撚り装置
８  駆動源
９  駆動伝達装置
１０  中空管
１１  フック
【図１】
0003576917.tif 000003