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技術 繊維収束体の製造方法及びその装置

出願人 ユニチカファイバー株式会社
発明者 泉等岡芹泰孝高見博幸
出願日 2000年3月7日 (20年3ヶ月経過) 出願番号 2000-062099
公開日 2001年9月21日 (18年9ヶ月経過) 公開番号 2001-254260
状態 特許登録済
技術分野 繊維材料の処理 濾過材 紡績及び撚糸
主要キーワード 測定数量 材料手配 加熱管内 濾過材内 スライバー状 均圧化 融着固定 熱風風量
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重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2001年9月21日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

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課題

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、また浮遊物懸濁物捕捉性に優れ、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。

解決手段

熱風を吹き付ける加熱管内に、スライバー状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ことを特徴とする繊維収束体の製造方法。

概要

背景

従来、河川湖沼水中の浮遊物懸濁物濾過する、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。

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。

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。

概要

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。

熱風を吹き付ける加熱管内に、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ことを特徴とする繊維収束体の製造方法。

目的

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。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

熱風を吹き付ける加熱管内に、スライバー状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ことを特徴とする繊維収束体の製造方法。

請求項2

請求項1の方法において、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繊維収束体の製造方法。

請求項3

連続して供給される繊維束を熱処理して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を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繊維収束体を製造する装置。

技術分野

0001

本発明は、河川水湖沼水上水道に利用する際の浮遊物懸濁物処理のための濾過、及び工場排水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。

背景技術

0002

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。

発明が解決しようとする課題

0005

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、濾過材同士摩擦等により繊維が剥離したり、繊維軸方向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固形物微生物が増殖しゼリー状にとなって詰まり濾過効率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。

課題を解決するための手段

0008

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ことを特徴とする繊維収束体の製造方法を要旨とするものである。また、本発明の第二は、上記の方法において、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繊維収束体の製造方法を要旨とするものである。

0010

さらに本発明の第三は、連続して供給される繊維束を熱処理して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を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繊維収束体を製造する装置を要旨とするものである。

発明を実施するための最良の形態

0011

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、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可変とするために、変速機インバーター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

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

発明の効果

0025

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

0026

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。

--

0027

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

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