JP2006348966A - チューブ構造体、およびそれを用いた浄水器、浄水システム、浄水方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】抗菌剤を含む成形体をチューブの内部に有するチューブ構造体であって、前記チューブ構造体を形成するチューブは高分子材料からなり、かつ、前記抗菌剤を含む成形体が前記チューブと一体に成形されることなく形成されたチューブ構造体およびそれを用いた浄水器、浄水方法とすることである。
【選択図】図6
Description
(1)抗菌剤を含む成形体をチューブの内部に有するチューブ構造体であって、前記チューブ構造体を形成するチューブは高分子材料からなり、かつ、前記抗菌剤を含む成形体が前記チューブと一体に成形されることなく形成されたチューブ構造体。
(2)高分子材料がポリアミド、ポリエステル、ポリスルホン、ポリエチレン、エチレン・酢酸ビニル共重合体、ポリプロピレン、ポリアクリロニトリル、ポリビニルアルコール、およびポリフッ化ビニリデンからなる群から選ばれる少なくとも1種を含む樹脂組成物であることを特徴とする(1)に記載のチューブ構造体。
ここで言う中空糸膜束とは、例えば複数本の中空糸膜を束ねてストレート状或いはU字状に折り曲げた中空糸膜の集合体をいう。かかる中空糸膜の孔径は、10μm以下であると好ましく、さらに好ましくは2μm以下である。さらに微小な固体を除去する場合には、孔径0.1μm以下のものを用いると好ましい。その素材としては、ポリアクリロニトリル、ポリフェニレンスルフォン、ポリフェニレンスルフィドスルフォン、ポリフッ化ビニリデン、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスルホン、ポリビニルアルコール、酢酸セルロースやセラミック等の有機・無機素材からなる群から選ばれる少なくとも1種を含んでいると好ましく、さらに好ましくはポリスルホンやポリフッ化ビニリデンが良い。
(1)各浸漬条件における銀イオン濃度
飲料水100ml中に、実施例および比較例で得られた抗菌剤を含む成形体を入れ、40℃静置下で24時間または120時間浸漬した。該浸漬液を採取し、その体積の約1%の硝酸を添加して銀を完全にイオン化した後、ICPにて銀イオン濃度を測定し、表1に示した。
チューブ内に抗菌剤を含む成形体を入れ、遊離塩素が分解された水を4L/分の通水量で所定時間通水後停止した。1晩(15時間)滞水後、チューブ内の滞留水を抜き出し、滞留水中の銀イオン濃度を測定した。この通水/滞水操作を通水量が2万Lになるまで繰り返し、各通水時点で銀イオン濃度を測定し、表2に示した。
重量平均分子量42万のフッ化ビニリデンホモポリマー30重量%とジメチルスルホキシド70重量%を120℃で溶解させてポリマー溶液を得た。乾式長2cmでチューブインオリフィス(オリフィス外径2.0mm、チューブ外径0.8mm、チューブ内径0.5mm)のオリフィスから前記ポリマー溶液を、チューブから80重量%ジメチルスルホキシド水系液を共に押出して、液温25℃の80重量%ジメチルスルホキシド水系液中で凝固させ、中空糸を得た。得られた中空糸を30℃で水洗した。引き続き80℃の熱水浴に8m/分で供給して、熱水浴中で1.5倍(引取速度12m/分)に延伸した後、さらに緊張下に11.2m/分に減速して7%の弛緩率で弛緩させ、70℃の温水中で脱溶媒して中空糸膜を得た。この中空糸膜は、純水透過量3.1m3/(m2・h・100kPa)、内径0.86mm、外径1.32mm、強度5.2MN/m2以上、伸度87%であった。
<抗菌剤を含む成形体>
ポリスルホン(AMOCO社製)20gをDMAc(98%、和光純薬)180gに加え、90℃に加熱しながら2時間攪拌して溶解した後、室温まで冷却して銀添着活性炭(ヤシ殻を原料とした粒状活性炭を母体とし、その表面または内部に銀化合物を1重量%担持させた粒度が24〜42メッシュのもの)1gを加えて混合した。該ポリマー溶液中にポリフッ化ビニリデン(PVDF)中空糸膜(内径0.86mm、外径1.31mm)を1分間浸漬後、水中に投入して凝固させた。この後、90℃熱水で10分間抽出・洗浄した後、40℃で乾燥して抗菌剤を含む成形体である銀添着活性炭コーティングPVDF中空糸膜を得た。
ポリエチレンチューブ(山一化工製、外径18mm、内径15mm、長さ60cm)を用いた。
上記チューブの一端に密栓をし、図2のように抗菌剤を含む成形体(銀添着活性炭コーティングPVDF中空糸膜、長さ55cm)0.55gを挿入後、飲料水100mlを充填して密栓をした。該チューブを40℃静置下で24時間放置した後、密栓を外して飲料水を抜き出し、飲料水中の銀イオン濃度を測定したところ、33ppbであった。
実施例1記載の抗菌剤を含む成形体(銀添着活性炭コーティングPVDF中空糸膜、長さ55cm)0.55gを飲料水100ml容試薬ビンに入れ、40℃静置下で浸漬した。24時間毎に飲料水を全量入れ替えると共に、飲料水中の銀イオン濃度をその都度測定した。浸漬時間は120時間まで行った。銀イオン濃度は120時間後も検出でき、平均値は30ppbであった。
ポリスルホン(AMOCO社製)20gをDMAc(98%、和光純薬)180gに加え、90℃に加熱しながら2時間攪拌して溶解した後、PEG(PEG300、平均分子量300、和光純薬)4gを加えて均一溶液とした。室温に冷却後、銀添着活性炭(ヤシ殻を原料とした粒状活性炭を母体とし、その表面または内部に銀化合物を1重量%担持させ、粒度が24〜42メッシュのもの)1gを加えて混合した。該ポリマー溶液中にポリフッ化ビニリデン(PVDF)中空糸膜(内径0.86mm、外径1.32mm)を1分間浸漬後、水中に投入して凝固させた。この後、90℃熱水で10分間抽出・洗浄した後、40℃で乾燥して抗菌剤を含む成形体である銀添着活性炭コーティングPVDF中空糸膜を得た。
内層チューブ(材質:ポリエチレン)と外層チューブが共押出成形されたチューブ(内径10mm、長さ80cm、容積60ml)内に、実施例1記載の抗菌剤を含む成形体(銀添着活性炭コーティングPVDF中空糸膜、77cmを3本)2.32gを挿入した。浄水器側のチューブには逆止弁、他端にはメッシュフィルターがあるので抗菌剤を含む成形体が飛び出すことは無い。該PVDF中空糸膜からの銀溶出寿命を測定するために、飲料水を活性炭および中空糸膜が充填された浄水器に通水して、遊離塩素が分解された水を上記チューブに4L/分の通水量で8時間通水後停止した。15時間滞水後、チューブ内の滞留水を抜き出し、滞留水中の銀イオン濃度を測定した。この通水/滞水操作を通水量が2万Lになるまで繰り返し、各通水時点で銀イオン濃度を測定した。その結果、2万L通水後15時間滞留水中の銀イオン濃度は28ppbであり、まだ銀イオンの溶出寿命を保持しており、かつ抗菌効果があるとされる5ppb以上であった。
ポリスルホン(AMOCO社製)20gをDMAc(98%、和光純薬)180gに加え、90℃に加熱しながら2時間攪拌して溶解した後、室温まで冷却して、銀ゼオライト(シナネンゼオミック、銀担持量2.5%)1gを加えて混合した。該溶液中にポリフッ化ビニリデン(PVDF)中空糸膜(内径0.86mm、外径1.32mm)を1分間浸漬後、水中に投入して凝固させた。この後、90℃熱水で10分間抽出・洗浄した後、40℃で乾燥して抗菌剤を含む成形体である銀ゼオライトコーティングPVDF中空糸膜を得た。
銀添着活性炭粉末(ヤシ殻を原料とした粒状活性炭を母体とし、その表面または内部に銀化合物を1重量%担持させ、粒度が24〜70メッシュのもの)1gを飲料水100mlに入れ、実施例1と同様にして銀イオン濃度を測定したところ、66ppbであった。銀イオン濃度は目標範囲内であるが、成形体とはせずに粉末状とした場合には銀添着活性炭からの微粉が流出するのでチューブ内に保持しておくことは困難であった。
実施例4記載の内層チューブ(材質:ポリエチレン)と外層チューブが共押出成形されたチューブ(内径10mm、長さ80cm、容積60ml)のみで実施例4と同様の通水/滞水操作で滞留水中の銀イオン濃度を測定した。各通水時点とも銀イオン濃度は検出限界以下であった。
2 抗菌剤を含む成形体(図1の場合は、チューブの内層)
3 原水側チューブ
4 浄水側チューブ
5 給水栓
6 浄水器用カートリッジ
7 水道蛇口
8 浄水器用バルブ
9 吐出口
Claims (10)
- 抗菌剤を含む成形体をチューブの内部に有するチューブ構造体であって、前記チューブ構造体を形成するチューブは高分子材料からなり、かつ、前記抗菌剤を含む成形体が前記チューブと一体に成形されることなく形成されたチューブ構造体。
- 高分子材料がポリアミド、ポリエステル、ポリスルホン、ポリエチレン、エチレン・酢酸ビニル共重合体、ポリプロピレン、ポリアクリロニトリル、ポリビニルアルコール、およびポリフッ化ビニリデンからなる群から選ばれる少なくとも1種を含む樹脂組成物であることを特徴とする請求項1に記載のチューブ構造体。
- 抗菌剤を含む成形体を水と接触させることにより、成形体に含まれる抗菌剤が前記水中に溶出することを特徴とする請求項1または2に記載のチューブ構造体。
- 成形体に含まれる抗菌剤が、銀単体または銀化合物であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のチューブ構造体。
- 銀化合物が、ハロゲン化銀、硝酸銀、硫酸銀、硫化銀、酸化銀、炭酸銀、およびリン酸銀からなる群から選ばれる少なくとも1種を含むことを特徴とする請求項4に記載のチューブ構造体。
- 抗菌剤を含む成形体が、銀添着活性炭を含んでなるものであることを特徴とする請求項4または5に記載のチューブ構造体。
- 抗菌剤を含む成形体の形状が、平膜状、繊維状、棒状、筒状のいずれかであることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載のチューブ構造体。
- 請求項1〜7のいずれかに記載のチューブ構造体が浄水出口側の通水部に設置されてなる浄水器。
- 請求項8に記載の浄水器と、吐出口と、給水栓とを備えてなる浄水システムであって、前記チューブ構造体を浄水側チューブとして用いられることを特徴とする浄水システム。
- 請求項8に記載の浄水器を用いて浄水することを特徴とする浄水方法。
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