JP2003525577A - 液体移送装置、および、配水のための前記装置の使用 - Google Patents

液体移送装置、および、配水のための前記装置の使用

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Abstract

(57)【要約】 本発明は、貯溜槽、および、流入口と流出口を有し、前記流入口は貯溜槽に接続される液体導管、を備える液体輸送装置において、同装置はさらに、流出口領域において導管に気密に接着される膜を備え、同膜は、液透過性であり、かつ、１００マイクロメートルを越えない平均孔径と１ｍｍ未満の厚さを持つことを特徴とする液体輸送装置に関する。本発明はさらに、植物の配水のための液体輸送装置の使用に関する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 （技術分野） 本発明は、液体の調節容量を、好みの流速で、特定の終末利用部へ配送するよ
う主に意図された液体輸送装置に関わる。
【０００２】 一つの場所から、別の場所へ液体を輸送する要求は、よく知られた問題である
。一般に、この輸送は、液体の湧き出しから、液体輸送部材を通じて、液体吸い
込みに向かって、例えば、一つの貯溜槽から、パイプを通じて、もう一つの貯溜
槽に向かって起こる。この二つの貯溜槽の間にはポテンシャルエネルギーの差（
例えば、静水圧差）があるかも知れないし、また、輸送システム内部、例えば、
輸送部材内部においては、摩擦によるエネルギー損失があるかも知れない。後者
の場合、特に、輸送部材が、その直径にたいして長さが相対的に大きい場合には
そうなる。液体輸送に関するこのような一般的な問題については、このようなエ
ネルギー差、または、エネルギー損失を克服するような圧差を創成し、そうする
ことによって液体を流通させようという様々な方法がある。広く用いられている
原理は、ポンプのような機械的エネルギーである。しかしながら、ポンプを用い
ずに、例えば、静水圧差（重力駆動流）、または、毛管効果（しばしば毛管現象
とも呼ばれる）を利用して、このようなエネルギー損失や、ネルギー差を克服す
ることが望ましい場合がしばしばある。
【０００３】 このような用途の多くにおいて、液体を、高率に、すなわち、高速で（単位時
間当りの容量）、または、高流束速（単位断面積当り、単位時間当りの容量）で
輸送することが望ましい。
【０００４】 多種多様な液体の多種多様な末端使用が、本発明の範囲に入るけれども、特に
、農業用途、または、家庭用途の配水システムが予見される。このような配水シ
ステムにおいては、輸送される液体は、要すれば、肥料、植物栄養素、殺虫剤、
および・または、除草剤を含む水である。
【０００５】 １９７７年６月１６日に刊行されたＤＡ−Ａ−２６ ５５ ６５６は、花鉢の
土壌に挿入される、多孔性水透過性下部分節と、空気にたいして不透過な上部分
節を備える装置を開示する。１本のチューブが、上部分節から、貯溜水へ導かれ
る。
【０００６】 多くの従来装置の欠点の一つは、通常クレー系材料から形成される、多孔要素
を貫通する流速の低いことである。この問題の対処に向けたその後の試みとして
は、配流水はもはや多孔要素を貫通して流れず、代わりに、多孔要素は、しばし
ばテンシオメーターとも呼ばれる、湿度測定装置の一部となり、同装置が、機械
的、電子的、油圧的のいずれかのやり方によって、バルブに作用して、配水導管
を開放、または、閉鎖する装置が含まれる。この場合、配流水は、多孔要素を貫
通しては流れない。このようなシステムのもう一つの欠点は、ポンプ、または、
陽性水頭によって供給される、外部性駆動力が、水補給のために必要とされるこ
とである。
【０００７】 １９８７年７月３１日に刊行されたＷＯ−Ａ−８６ ０４ ２１２は、多孔要
素を備える散水ホースによって植物への散水を制御する装置を開示する。この装
置は、土壌の水分に応答する閉鎖バルブに接続される、封鎖された気密内部空間
を有する。閉鎖バルブは、配水導管を貫通する流れを制御する。
【０００８】 一つの貯溜槽から、液体導管を通じて、末端使用点へ、バルブやポンプのよう
な可動部を要することなく、また、重力駆動、または、ポンプ駆動流を供給する
必要もなく、比較的高い流速で、液体を配送する液体輸送装置を供給するのが本
発明の一つの目的である。
【０００９】 （発明の概要） 本装置は、出口領域の導管に密封された膜であって、同膜は、液透過性であり
、１００マイクロメーターを越えない平均孔径と、１ｍｍ未満の厚みを持つ、そ
のような膜を備える。
【００１０】 ある好ましい実施態様では、この液体輸送装置は、水性液体の輸送用であり、
また、膜は親水性である。好ましくは、膜は、周囲温と周囲圧下で蒸留水で測定
した場合、少なくとも１ｋＰａの、さらに好ましくは２ｋＰａから１００ｋＰａ
の、もっとも好ましくは８ｋＰａから５０ｋＰａの気泡点圧を持つ。
【００１１】 （詳細な説明） 本発明の装置は、「閉鎖分布システム」の原理に則って作動する。本申請書に
おいては、「閉鎖分布システム」は、膜が、浸潤水（例えば、水、または、水溶
液）によって飽和しており、かつ、真空下においても、同真空圧が膜の気泡点圧
を越えない限り、空気のシステムへの侵入が阻止される、ことを意味する。次に
、液体を貯溜槽から引きこみ、液体導管にそって出口まで急速に輸送し、この閉
鎖分布システムから、例えば、毛管力によって、膜を横切って排出することが可
能である。真空の作用は、液体が、従来行程よりもはるかに速やかに膜に輸送さ
れ、膜を横切って配送されることを可能にする。
【００１２】 本申請書で使用される「密封」という用語は、気体（特に、空気）は、膜が液
体で飽和した場合、膜を横切る圧差が気泡点圧を越えない限り、外の環境から貯
溜槽や液体導管の内部に通過することもなく、貯溜槽や液体導管から外部の環境
へ通過することもない、ことを意味する。特に、膜と液体導管の間の密閉により
、装置は、同密閉領域を横切る気体漏洩から防止される。
【００１３】 本申請書に使用される「親水性」という用語は、蒸留水にたいする後退接触角
度が９０度未満、好ましくは７０度未満、さらに好ましくは５０度未満、よりさ
らに好ましくは２０度未満、および、もっとも好ましくは１０度未満である物質
を指す。
【００１４】 本申請書に使用される「膜」という用語は、一般に、液体、気体、あるいは、
液体または気体に懸濁する粒子にたいして透過性を持つ材料、あるいは、領域と
定義される。この膜は、例えば、毛管を通じて液体透過性を与える微細多孔領域
を備えていてよい。ある別態様においては、膜は、それを通して、液体が拡散に
よって運ばれる、ブロックポリマーから成るモノリシック領域を備えていてもよ
い。しかしながら、一旦濡らされると、気体（例えば、空気）は、駆動圧が、通
常、「気泡点圧」と呼ばれる閾値圧未満であるならば、事実上、その膜を通過し
ない。通常、親水性モノリシックフィルムは、水蒸気の浸透を許すが、一方、気
体は、この膜を通じて急速には輸送されない。
【００１５】 膜は、多くの場合、薄層シートとして生産されるが、それらは、単独で、また
は、支持層（例えば、不織層）と併用して、あるいは、支持要素（例えば、螺旋
保持体）の中で、用いられてもよい。膜の、その他の形態としては、他の材料に
直接コートされた複数のポリマー層、波型シート付きバッグが含まれる。
【００１６】 膜は、１００マイクロメートルを越えない、好ましくは５０マイクロメートル
を越えない、さらに好ましくは１０マイクロメートルを越えない、および、もっ
とも好ましくは５マイクロメートルを越えない平均孔径を有する。膜は、少なく
とも１マイクロメートル、好ましくは少なくとも３マイクロメートルの孔径を有
することが好ましい。さらに、孔径分布が、孔径の９５％が、１００マイクロメ
ートルを越えない、好ましくは５０マイクロメートルを越えない、さらに好まし
くは１０マイクロメートルを越えない、および、もっとも好ましくは５マイクロ
メートルを越えない大きさを持つことが好ましい。
【００１７】 膜は、１ｍｍ未満、好ましくは１００マイクロメートル、さらに好ましくは３
０マイクロメートルの平均厚を持つ。よりさらに好ましくは、膜は、１０マイク
ロメートルを越えない、および、もっとも好ましくは、５マイクロメートルを越
えない平均厚を持つ。
【００１８】 さらに、それ以外の既知の膜としては、「活性化可能」な、あるいは、「スイ
ッチ変換可能」な膜がある。これらは、活性化後、または、刺激に応答してその
性質を変更することが可能である。この性質の変化は、特定の使用に応じて、恒
久的でも、可逆的であってもよい。例えば、疎水性微細多孔層を、例えば、ポリ
（ビニール）アルコールから成る、可溶性薄層と一緒にコートしてもよい。この
ような二重層システムは、気体にたいして不透過である。一方、一旦濡れて、こ
のポリ（ビニール）アルコール・フィルムが溶解すると、同システムは、気体に
たいしては透過性を持つが、液体にたいしては依然として不透過である。
【００１９】 膜の、また別の有用なパラメータは、透過度対厚さ比である。これは、本発明
の文意において、「膜伝導度」と呼ばれる。これは、ある一定の駆動力にたいし
て、膜のような材料を貫通する液体の量は、一側では、同材料の透過度に比例し
、すなわち、透過度が高ければ高いほど貫通する液体の量は多くなり、他側では
、材料の厚さに反比例する、という事実を反映する。従って、厚さを減じた同一
材料にたいして等価の、低い透過度を持つ材料は、厚さは、この透過度不足を補
い得ることを示す（高速を望ましいと見なす場合）。本発明による配水装置にお
ける典型的なｋ／ｄは、約１×１０−９から約３００×１０−９ｍである。好ま
しくは、ｋ／ｄは少なくとも１×１０−７であり、さらに好ましくは少なくとも
１×１０−５ｍである。
【００２０】 多孔膜が一度でも機能的に濡らされるためには（液体にたいしては透過性を持
ち、空気にたいしては透過性を持たない）、必ず、少なくとも膜の孔の連続層が
、液体によっては充填されるが、気体や空気によっては充填されないようになっ
ていなければならない。このために、膜孔からの液体の気化は、液体の蒸気圧の
低下、または、空気の蒸気圧の増加のいずれかによって極小化されていなければ
ならない。しかしながら、気化は、もしも膜が、少なくとも一側において、液体
と定常的な交通を持つならば、極小化される必要はない。
【００２１】 本発明のある特定の局面において、サイフォン効果が、液体を、末端使用点に
輸送するのに使用される。液体導管は、実質的に液体で持続的に満たされており
、かつ、膜は飽和される。液体は、膜を通じて、装置の中へ、または、外へ、そ
のいずれかに向かって通過するが、空気は、サイフォンに入ることを阻止される
。なぜなら、空気は、飽和膜を横切って通過することができないからである。こ
のようにして、サイフォン効果が持続される。液体をサイフォンにそって移動さ
せる駆動圧は、様々の機構によって実現が可能である。例えば、もしも流入口が
、流出口よりも高い位置にあるならば、重力が、システムを貫通する液流を生成
する静水圧を生ずる。別態様として、もしも出力ポートが、入力ポートよりも高
く、かつ、液体を重力に抗して輸送しなければならないのであれば、静水圧差よ
りも大きい外部の圧力差が適用された場合にのみ、このサイフォンを貫通して液
が流れる。例えば、ポンプが、このサイフォンを貫通して液を移動させるのに十
分な吸引または圧を発生することが可能であろう。従って、あるサイフォンまた
はパイプを貫通する液流は、その入力ポート域と出力ポート域との間の、総合圧
力差によって引き起こされる。このことは、ベルヌーイの方程式によって表わさ
れるような、よく知られたモデルによって記述することが可能である。
【００２２】 本発明の、ある特定実施態様においては、さらにもう一枚の膜が供給されても
よい。この付加膜は、流入口領域において導管に密封され、同膜は、液体にたい
しては透過性を持ち、本申請書に記述の流出口膜と同様の性質を有する。
【００２３】 直接吸引は、実質的には、いかなる空気または気体も、輸送中に、この液体輸
送部材に侵入しないようにすることによって維持される。このことは、膜は、あ
る圧まで、すなわち、気泡点圧まで、実質的に空気不透過でなければならないこ
とを意味する。さらに、このことは、通常、流入口は、使用時、貯溜槽の液に接
続されるのが好ましいことをも意味する。
【００２４】 本申請書に使用される「液体導管」という用語は、適当ないずれかのパイプま
たはチューブ、あるいは、その他の、液体輸送手段として作動するいずれかの幾
何学的構造を指す。この液体導管は、屈曲性壁（例えば、ポリプロピレンチュー
ブ）を持っていてもよいし、あるいは、非屈曲性壁（例えば、ガラスチューブ）
を持っていてもよい。ある特定の実施態様においては、液体導管、および・また
は、膜の材料は、生分解性となるように選択される。本発明のまた別の特定実施
態様においては、液体導管は、例えば、壁に安定性を与えるために、多孔材料を
含んでいてもよい。
【００２５】 好ましくは、本発明の装置は、濡らした膜を、植物根の間に埋設することによ
って使用される。この装置は、「要時に水を」供給する、例えば、乾燥した土壌
の毛管活性が、膜の抵抗に打ち勝つ時、また、水が、貯溜槽から、液体導管を通
じて、「吸引される」時、である。さらに、この装置は、水が過度に存在する場
合には、水を排除することによって水分コントロールをも実現する。
【００２６】 ある特異的用途を、植物にたいする、自己制御配水システムの中に見ることが
できる。この場合、流入口を貯溜槽に浸し、かつ、液体導管を貯溜槽に浸し、さ
らに、輸送部材は長いチューブの形態を取ることが可能である。
【００２７】 添加剤、例えば、肥料、植物栄養素、殺虫剤、および・または、除草剤を、液
体貯溜槽に加えてもよい。
【００２８】 使用時、本液体輸送装置によって、液体は、液体導管を通じて、両方向に流れ
るようになっていてもよい。このような装置は、農場、運動場等に配水するのに
特に有用であり、また、水浸しの土地から、膜を通じて水を排除し、貯溜槽に戻
すことによって浸水の回避に貢献する。
【００２９】 本発明はさらに、前述のシステムの複数個を備えていてもよい。例えば、一つ
の貯溜槽を、いくつかの導管を通じて、いくつかの、別々の流出口に接続しても
よい。このシステムは、例えば、栽培ポットの中のいくつかの植物に補給するの
に選択されてもよい。 試験法―気泡点圧（膜） 下記の行程は、ある膜の気泡点圧を評価することが望まれる時に用いられる。
【００３０】 先ず、膜材料を、プラスチックの漏斗（ドイツ、ニッデラウのＦｉｓｃｈｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃから、カタログ番号６２５ ６１７ ２０として市販さ
れている）と、ある長さのチューブに接続する。漏斗とチューブは、気密に接続
される。封印は、パラフィンＭによって実現が可能である（ドイツ、ニッデラウ
のＦｉｓｃｈｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃから、カタログ番号６１７ ８００
０２として市販されている）。漏斗の開放域よりもやや大きい、膜材料の円形片
が、漏斗にたいして気密に封印される。封印は、適当な接着剤、例えば、ドイツ
Ｈｅｎｋｅｌ ＫＧＡから市販のパテックスで実現される。チューブの下端は開
放したまま、すなわち、膜材料で覆われていない。チューブは、十分の長さを持
っていなければならない。すなわち、最大１０ｍの長さが必要な場合がある。
【００３１】 試験材料が極めて薄く、あるいは、脆い場合には、同材料を、漏斗およびチュ
ーブと接続する前に、極めて開放的な支持構造（例えば、一層の開放孔不織材料
のようなもの）で支持するのが好適なことがある。試験標本が十分な大きさを持
たない場合には、この漏斗を、より小さいもの（例えば、ニデラウのＦｉｓｃｈ
ｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃから市販される、カタログ番号＃６２５ ６１６
０２）と交換してもよい。試験標本のサイズが大きすぎる場合は、漏斗に適合す
るように、代表的な断片を切り取ってもよい。
【００３２】 この試験装置を、蒸留水で満たされた十分な大きさの貯溜槽に浸し、かつ、残
存空気を真空ポンプで追い出すことによって、蒸留水で充填する。漏斗の下方端
（開放）を、貯溜槽の液体の中に維持したまま、膜と接する漏斗部分を液体から
取り出す。もし適当なら、と言って必ずしもそうしなければいけないと言うので
はないが、膜材料と接する漏斗は、水平に維持されるとよい。
【００３３】 膜をゆっくりと貯溜槽上に持ち上げることを続けながら、その高さを監視し、
かつ、漏斗を通して、または、膜を通して（要すれば、適当な照明の助けを借り
て）、気泡が、材料を貫通して、漏斗内部に侵入を開始したかどうかを注意深く
観察する。この時点において、貯溜槽上の高さが、気泡点高と登録される。
【００３４】 この高さＨから、気泡点圧ＢＰＰは、下記の通りに計算される。すなわち、 ＢＰＰ ＝ ｐ・ｇ・Ｈ ここに、ｐは液体の密度、ｇは重力定数（ｇは、約９．８１ ｍ／ｓ２） 特に、約５０ ｋＰａを越える気泡点圧に関しては、別様の定量法、例えば、
通常、濾過システムで使用される膜の気泡点圧評価に使用されるものを用いても
よい。この場合、膜は、二つの液体で満たされたチェンバーを仕切り、一方のチ
ェンバーは、高い気体圧（例えば空気圧）の下に置かれ、最初の気泡が「破って
貫通」した時、その点が登録される。 孔径の定量 孔径の光学的定量法が、特に、薄層の多孔システムの場合には、熟練者には既
知の、標準的画像分析法を用いて行われる。
【００３５】 この方法の原理は下記の工程より成る。すなわち、１）厚い標本を薄いシート
に薄切することによって、または、標本そのものが薄い場合には、それを直接用
いることによって、薄層の標本材料を準備する。「薄い」という用語は、顕微鏡
下において、明瞭な断面像を可能にするのに十分な、低い標本厚を実現すること
を指す。典型的な標本厚は、２００ μｍ未満である。２）適当な倍率を用いて
、ビデオ顕微鏡によって、顕微鏡画像を得る。前記画像において、約１０から１
００個の孔が見える場合、最善の結果が得られる。次に、この画像を、例えば、
ＢｉｏＳｃａｎ ＣｏｒｐによるＯＰＴＩＭＡＳのような標準的画像分析パッケ
ージによってディジタル化する。このパッケージは、通常のＩＢＭコンパーティ
ブルＰＣ上でウィンドー９５の下で走る。良好な結果を得るには、十分なピクセ
ル解像度（少なくとも１０２４×１０２４ピクセルであることが好ましい）のフ
レーム捕捉器を使用する。３）画像を、適当な閾値レベルを用いて、同画像上に
見える孔は白い対象領域としてマークされるのに、その他の部分は黒いままとな
るように、２項画像に変換する。ＯＰＴＩＭＡＳで利用できるような、自動閾値
設定行程を使用してもよい。４）個々の孔（対象物）の面積を定量する。ＯＰＴ
ＩＭＡＳの場合、面積の完全自動定量が提供される。５）各孔の等価半径が、そ
の孔と同じ面積を持つ円によって決められる。もしもＡを孔の面積とするならば
、等価半径は、ｒ ＝ （Ａ／π）１／２で与えられる。次に、孔径分布から、
標準的統計規則を用いて、平均孔径を求めることが可能である。あまり均一な孔
径を持たない材料の場合、定量のためには、少なくとも３個の標本を用いること
が望ましい。
【００３６】 要すれば、市販の試験装置、例えば、０ − １３８０ ｋＰａ （０ −
２００ ｐｓｉ）の圧範囲を持つ毛管流孔径メーター、例えば、米国、ニューヨ
ーク州、イタカのＰｏｒｏｕｓ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｉｎｃ．のモデル番号Ｃ
ＦＰ−１２００ＡＥＸＩや、さらに、２／９７のそれぞれのユーザーマニュアル
に詳細に記述されるものを、気泡点圧、孔径、および、孔径分布を定量するのに
用いてもよい。 厚さの定量 濡れ標本の厚さは（要すれば、３０秒間の安定時間後）、好みの圧縮圧下で測
定される。このために、別言しない限り、１ １／８”（約２．８６ ｃｍ）の
加圧脚直径を持つ、通常の厚さゲージ（例えば、米国マサチューセッツ州、ウォ
ールサムのＡｍｅｓから市販されているもの）を用い、標本に０．２ ｐｓｉ（
約１．４ ｋＰａ）の圧をかけて実験を行う。 透過度と伝導度の定量 透過度と伝導度は、市販の試験装置を用いて好適に測定される。
【００３７】 例えば、装置は、透過度メーターとして、例えば、米国、ニューヨーク州イタ
カのＰｏｒｏｕｓ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｉｎｃ．から、ＰＭＩ液体透過度メー
ターという表示の下に頒布されるものが市販されている。この装置は、前記案内
書に詳述されるように、多孔スクリーンとして、２枚のステンレススチールの多
孔シートを含む。装置は、標本セル、流入貯溜槽、流出貯溜槽と廃液貯溜槽、お
よび、それぞれの充填バルブと除去バルブと接続部、電子天秤、および、コンピ
ュータ制御による監視・バルブ制御ユニットから成る。この装置による好適な試
験法に関する詳細な説明は、１９９８年６月２９日登録（弁理士電子文書番号Ｃ
Ｍ１８４１ＦＱ）の、共に係属中の出願ＰＣＴ／ＵＳ９８／１３４９７にも開示
されている。 実施例 実施例１ 試験装置は、内径１５０ ｍｍ、高さ１３０ ｍｍを持つ円筒形のポットと、
ポットの一端にフランジを備える。フランジは、内部に、直径１５０ ｍｍ、深
さ２５ ｍｍの円筒腔を持つアダプターに着脱自在に接続される。アダプターは
、一側に、内部に放射状に通じる、直径１０ ｍｍの貫通孔を持つ。この孔は、
内腔と液的に接続する。フランジとアダプターは、プレクシグラスによって形成
され、かつ、両者は、ポットの内直径が、アダプターの円筒腔の直上に位置する
ように、着脱自在に接続される。１枚のＯリングが、円筒ポットとアダプターの
間の漏洩を防止する。約３００ ｍｍの直径を有する膜をフランジとアダプター
の間に保持し、Ｏリングによって密封する。膜は、片側に１枚ずつの構造的格子
によって支持される。この構造的格子はいずれもポリエステル製で、９００マイ
クロメートルの孔径、１．５ ｍｍの厚さを持ち、ドイツ、ロイトリンゲンのＰ
ｅｔｅｒ Ｖｉｌｌｆｏｒｔｈ ＧｍｂＨ ＆ Ｃｏ．によって頒布されている
。直径１０ ｍｍ、長さ約５ ｃｍのプラスチックチューブを、アダプターの放
射状貫通孔と接続する。
【００３８】 第１実施例では、膜は、ポリアミド製で、２０マイクロメートルの平均孔径と
、１４％の開放面積を持ち、ドイツ、ゲルデルン・ワルデックのＶｅｒｓｅｉｄ
ａｇ Ｔｅｃｈｆａｂ ＧｍｂＨにより、Ｍｏｎｏｄｕｒ ＰＡ２０という商品
名で製造されたものである。 実施例２ 先行実施例を、膜を、平均孔径２０マイクロメートル、開放面積１４％、およ
び、厚さ５５マイクロメートルのポリアミド膜と交換して繰り返した。この膜は
、スイス、ルッシュリコンのＳｅｆａｒ Ｉｎｃによって製造された、番号０３
−２０／１４であった。 実施例３ 先行実施例を、膜を、平均孔径５マイクロメートル、開放面積１％、および、
厚さ７５マイクロメートルのポリアミド膜と交換して繰り返した。この膜は、ス
イス、ルッシュリコンのＳｅｆａｒ Ｉｎｃによって製造された、番号０３−５
／１であった。 実施例４ 先行実施例を、膜を、平均孔径２０マイクロメートル、開放面積６１％、およ
び、厚さ９０マイクロメートルのスチール膜と交換して繰り返した。この膜は、
ドイツ、ウェルデ・ウェストファーレンのＨａｖｅｒ ＆ Ｂｏｅｋｅｒにより
ＨＩＦＯ ２０の商品名で製造されたものであった。 実施例５ ベルギー、ウェッテレンのＲｅｔｉｃｅｌによってＢｕｌｐｒｅｎ Ｓ１０の
商品名で製造される、１インチ当り１０個の孔を持つ、気泡開放性ポリウレタン
フォームの円筒形断片は、直径４０ ｍｍ、長さ１００ ｍｍである。このフォ
ーム円筒の一端を、直径３５０ ｍｍの膜の中央に置く。次に、この膜を、フォ
ーム円筒の側面を覆うように折り、膜の自由部分、すなわち、膜辺縁周囲域をア
ダプターの外側周囲に気密に巻きつける。このアダプターは、ドイツ、フランク
フルトのＭｅｒｃｋ Ｅｕｒｏｌａｂ ＧｍｂＨから頒布される番号１９／２６
の、内部中空の瓶キャップであるが、その密栓は、Ｍｅｒｃｋ Ｅｕｒｏｌａｂ ＧｍｂＨ頒布されるＧｕｋｏｓ ＥＰＤＭ， ２４ ＆ ４３ ＯＤというゴ
ムシールで実現される。プラスチックチューブ、例えば、米国オハイオ州アクロ
ンのＮｏｒｔｏｎ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｐｌａｓｔｉｃ Ｃｏｒｐによっ
て頒布されるＴｙｇｏｎ Ｖａｃｕｕｍ Ｒ−３６０３で、内径７ ｍｍ、長さ
約５０ ｃｍのチューブをアダプターの内孔内部に保持する。チューブとポリウ
レタンフォームを水で満たすと、膜は完全に濡らされる。このフォーム・膜組み
立て体を、土中の、植物の根近くに埋め、かつ、チューブの自由端を水貯溜槽に
沈める。本試験装置により、貯溜槽を通過し、チューブを通じて、フォーム円筒
に入り、最終的に装置から出て行く水は全て、フォーム円筒の外側周囲に保持さ
れる膜を貫通することが確保される。
【００３９】 膜は、平均孔径２０マイクロメートル、開放面積１４％、および、厚さ５５マ
イクロメートルのポリアミド膜で、スイス、ルッシュリコンのＳｅｆａｒ Ｉｎ
ｃによって製造された、番号０３−２０／１４であった。 実施例６ １本のチューブの各端に、糊（Ｑｕｉｃｋｔａｌ Ａｒｔ Ｎｏ． ３００．
４３）でポリアミド膜を気密に接着させた。この膜は、平均孔径１５マイクロメ
ートル、開放面積１％、および、厚さ６０マイクロメートルを有する。この膜は
、スイス、ルッシュリコンのＳｅｆａｒ Ｉｎｃによって番号０３−１５／１０
として製造されている。チューブは、米国オハイオ州アクロンのＮｏｒｔｏｎ
Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｐｌａｓｔｉｃ Ｃｏｒｐによって頒布されるＴｙｇ
ｏｎ Ｖａｃｕｕｍ Ｒ−３６０３で、内径７ ｍｍ、長さ１ｍである。チュー
ブを完全に水で満たすと、両方の膜は完全に濡れる。チューブの一端を、土中、
植物の根の近傍に埋め、チューブの自由端を、水貯溜槽に沈める。
【００４０】 実施例１から６の全てにおいて、装置は、クレソン植物に水を供給するための
配水システムとして使用される。クレソン植物は、４週間成功裡に栽培され、そ
の間、貯溜槽から引出された水は、栽培面積の平方センチメートル当り、１日当
り、約１ ｍｌであることが観察された。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 ＵＳ９８１３５２１ (32)優先日 平成10年６月29日(1998．6．29) (33)優先権主張国 米国（ＵＳ） (31)優先権主張番号 ＵＳ９８１３５２３ (32)優先日 平成10年６月29日(1998．6．29) (33)優先権主張国 米国（ＵＳ） (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，Ｅ Ａ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ， ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，Ｇ Ｅ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ， ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，Ｍ Ｎ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ， ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，Ｚ Ａ，ＺＷ (72)発明者 ダークシング、ロバート、スタンレイ アメリカ合衆国、オハイオ州 45233、シ ンシナチ、ワイアンドッテ・ドライブ 7188 (72)発明者 シュミット、マティアス ドイツ連邦共和国、デー−65510 イドシ ュタイン、アルトケーニヒベーク ３ (72)発明者 エールンスペルガー、ブルーノ、ヨハネス ドイツ連邦共和国、デー−65936 フラン クフルト、ベスターバッハシュトラーセ 89

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 貯溜槽、および、流入口と流出口を有し、この流入口は貯溜
    槽に接続される液体導管、を備える液体輸送装置において、同装置はさらに、流
    出口領域において導管に気密に接着された膜を備え、同膜は、液透過性であり、
    かつ、１００マイクロメートルを越えない平均孔径と１ｍｍ未満の厚さを持つこ
    とを特徴とする液体輸送装置。
  2. 【請求項２】 前記装置は水性液輸送用であり、前記膜は親水性で、７０°
    未満の、蒸留水との接触角を持つことを特徴とする、請求項１に記載の液体輸送
    装置。
  3. 【請求項３】 前記膜は、周囲温と圧において、蒸留水で測定した場合、少
    なくとも１ｋＰａの気泡点圧を有することを特徴とする、請求項２に記載の液体
    輸送装置。
  4. 【請求項４】 前記膜は、周囲温と圧において、蒸留水で測定した場合、８
    から５０ｋＰａの気泡点圧を有することを特徴とする、請求項３に記載の液体輸
    送装置。
  5. 【請求項５】 前記膜は、少なくとも１×１０−９ｍの膜伝導度（k/d）を
    有することを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の液体輸送装置
    。
  6. 【請求項６】 前記膜は、１×１０−９ｍから３００×１０−９ｍ、好まし
    くは少なくとも１０−７ｍ、さらに好ましくは少なくとも１０−５ｍの膜伝導度
    （k/d）を有することを特徴とする、請求項５に記載の液体輸送装置。
  7. 【請求項７】 前記液体輸送装置は、さらに、前記流入口領域において前記
    導管に気密に接着される第２の膜を備え、同第２の膜は、液体透過性であり、１
    ００マイクロメートルを越えない平均孔径と、１ｍｍ未満の厚さを有することを
    特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の液体輸送装置。
  8. 【請求項８】 植物配水用であることを特徴とする、請求項１乃至７のいず
    れか１項に記載の液体輸送装置の使用。
  9. 【請求項９】 前記流出口が、前記貯溜槽と前記流出口との間に負の静水圧
    が生成されるように、前記貯溜槽の液レベルよりも高いレベルであることを特徴
    とする、請求項８に記載の液体輸送装置の使用。
  10. 【請求項１０】 農場、及び運動場等の排水用であることを特徴とする、請
    求項１乃至７のいずれか１項に記載の液体輸送装置の使用。
  11. 【請求項１１】 前記液体導管を通過する液体流が、両方向に起こる可能性
    を持つことを特徴とする、請求項８乃至１０のいずれか１項に記載の液体輸送装
    置の使用。
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