JP2009023715A - 親水性材料からなる注排水口を有する容器 - Google Patents

Abstract

【課題】親水性材料からなる注排水口付き容器に水を媒体とする液を注入あるいは排出する際に、外部連結管を挿入した該注排水口部からの該液の漏洩を防止することができる親水性材料からなる容器を提供する。
【解決手段】親水性材料からなる容器２の注排水口４と外部貯留タンクの連結管５との接合部に高吸水性樹脂７を封入し、高吸水性樹脂の吸水膨潤効果を利用し該接合部からの漏水を防止する。
【選択図】図２

Description

本発明は注排水口を有する親水性材料からなる容器に関する。より詳しくは、該容器の注排水口に連結管を挿入し、該容器に水を媒体とする液を注入あるいは該容器から該液を排出できる親水性材料からなる容器に関する。

更に詳しくは、水を媒体とする液の注排出の際、該容器の注排水口と挿入された連結管との間隙からの該液の漏出を防止するために、該間隙に吸水倍率が５倍以上の高吸水性樹脂を封入した容器に関する。

従来、水を媒体とする液の濃縮、透析などの目的で親水性材料からなる袋状あるいはチューブ状容器が使用されてきた。又、最近では植物栽培用の養液を注入した該容器を用いて植物を栽培するという新しい栽培方法も開発されている。

これらの使用用途に於いては、該袋状あるいはチューブ状容器に水を媒体とする液の注排水口を形成する必要がある。更に、該液の注入、排出を容易に行うためには、該容器の注排水口と外部の貯留タンクなどを連結管などを用いて接続することが不可欠である。

親水性材料からなる袋あるいはチューブに該注排水口を形成する方法としては、該親水性材料同士をヒートシール（熱融着）あるいは接着剤などで接着する方法が一般的に使用できる。

一方、該容器と外部の貯留タンクなどを接続するためには該容器に設置された注排口に貯留タンクの連結管を接続する必要がある。該注排水口は親水性材料から形成されていて、該貯留タンクの連結管は通常、疎水性素材から形成されている。

一般的に、親水性素材と疎水性素材と言った異種材料間の接着は材料間の物性が大きく異なるために大変困難であり、機械的圧着法、接着剤法、熱融着法などは使用できない。

特に本発明のように、親水性素材と疎水性素材の場合には、水に接触することによって、親水性素材のみが吸水膨潤し、寸法が変化すると同時に柔らかくなるために更に接着が困難になる。従って親水性材料からなる注排水口に挿入した連結管との間隙からの水の漏洩を防止することが困難であった。

以上に述べたように、親水性材料から形成される袋あるいはチューブ中に水を媒体とする液を注入あるいは排出することによって行う濃縮、透析、植物栽培方法は、これまで実現が困難であった。
特開2006-88046号公報 特開2006-180837号公報

本発明が解決しようとする課題は、上記したように親水性材料からなる注排水口付き容器に水を媒体とする液を注入あるいは排出する際に、外部連結管を挿入した該注排水口部からの該液の漏洩を防止し、親水性材料からなる容器を活用した濃縮、透析、植物栽培などの技術を開発することである。

本発明者らは鋭意研究の結果、親水性材料からなる袋状またはチューブ状容器の注排水口に挿入した注排出用連結管の連結部分に高吸水性樹脂を封じ込めることにより、水漏れ無く連結できることを見出した。

本発明の容器は上記知見に基づくものであり、より詳しくは、親水性材料よりなる袋状あるいはチューブ容器に水を媒体とする液を注排水するための注排水口を付け、液漏れすることなく、該注排水口と連結管などの注排水用器具を接続するシステムが提供される。注排水口の断面形状は一般的には円柱状であるが、角形でも構わない。

該注排水口と連結管などの注排水用器具を接続するには、注排水口に連結管を差込み、注排水口と連結管が重なる部分の注排水口側をタイバンドなどで圧迫固定し、注排水口と連結管の空隙部分に高吸水性樹脂を封入し、連結管側を同様に固定する。

一般的に、親水性材料からなる容器の注排水口部分は水に接触すると、素材そのものが吸水、膨潤し寸法が変化するのみならず、材質が柔らかくなり、連結管との間隙が拡大し、上記したタイバンドによる圧迫固定では水漏れを防止することは実質的に困難であった。

一方、上記構成を有する本発明の容器においては、該注排水口と該連結管の間隙に高吸水性樹脂が封入されているため、注排水口側の固定部分からの漏出した水を直ちに吸水することによって該高吸水性樹脂が膨潤し、間隙を完全に埋めてしまうために、もう一方の固定部分からの漏水が完全に防止される。従って、上記構成を有する本発明の容器においては、親水性材料からなる注排水口を有する容器中に水を媒体とする液を、液漏れすることなく外部から出し入れすることが可能になる。

上記構成を有する本発明の容器を用いることによって、従来、困難であった親水性材料からなる容器を活用した濃縮、透析、栽培などの技術を開発することが可能になる。

以下、必要に応じて図面を参照しつつ本発明を更に具体的に説明する。

（容器）本発明の容器は、親水性材料からなっていて、水を媒体とする液を注入、排出するための注排水口を有している。更に、該注排水口中に挿入された外部連結管と該注排水口の間隙に高吸水性樹脂を封じ込めることによって注排水時の水漏れを防止した容器である。

更に、該容器の注排水口に挿入された連結管にソケットとプラグらなるカプラーを接続することによって外部の貯留タンクとワンタッチで接続できる容器である。

図１および２は、本発明の容器の基本的な一態様を示す模式断面図である。図１を参照して、本発明の容器２は、親水性材料からなるフイルム１、該フイルム間の接着部３、注排水口４からなる。

図２を参照して、図１の注排水口４に円筒状の連結管５を挿入し、注排水口４と連結管５との空隙に粉末状の高吸水性樹脂７を注入した後、両端を締め付けバンド６で固定することによって、高吸水性樹脂７を容器と連結管の接合部に封入する。

（親水性材料） 本発明において、使用可能な親水性材料は、特に制限されず、公知の材料から適宜選択して使用することが可能である。このような材料は、通常フィルムないし膜の形態で用いることができる。より具体的には、例えば、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、セロファン、酢酸セルロース、硝酸セルロース、エチルセルロース、ポリエステル等の親水性材料が使用可能である。

上記フィルムあるいは膜の厚みも特に制限されないが、通常は、３００μｍ以下、好ましくは２００〜５μｍ、更に好ましくは１００〜２０μｍである。

（高吸水性樹脂） 高吸水性樹脂としては、公知の非イオン性あるいはイオン性の高吸水性樹脂を特に制限なく用いることができる。高吸水性樹脂は一般に親水性高分子を架橋して非水溶性としたものである。

非イオン性の高吸水性樹脂に使用される親水性高分子としては、例えば、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、ポリビニルピロリドン、ポリアクリルアミド、ポリＮ-イソプロピルアクリルアミドなどのＮ-置換ポリ（メタ）アクリルアミドのような非イオン性単量体の重合物が挙げられる。

一方、イオン性の高吸水性樹脂は、イオン性単量体を含む親水性高分子が架橋されたものである。イオン性単量体としては、スルホン酸基やカルボン酸基を含むアニオン性単量体、４級アンモニウム塩などを含むカチオン性単量体のいずれを用いることもできる。

本発明においては、後述の吸水倍率を大きくすることができる点から、イオン性の高吸水性樹脂が好ましく用いられる。イオン性の高吸水性樹脂に使用されるイオン性単量体としては、カルボン酸基を有する単量体が好ましく用いられ、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、ソルビン酸、マレイン酸、イタコン酸、ケイ皮酸、およびそれらの塩を挙げることができる。

特に本発明で好ましく使用される高吸水性樹脂として、一般に広く用いられ、安価で入手可能なポリアクリル酸塩架橋物を挙げることができる。

高吸水性樹脂の形状については特に制限はなく、粉粒状、フレーク状、パール状、繊維状などのいずれの形状であってもよい。注排水口と連結管の間隙に封入し易い観点からは、粒径１０〜２００メッシュ（より好ましくは２５〜１００メッシュ）の粉粒状の高吸水性樹脂が好ましく用いられる。

（吸水倍率）本発明の高吸水性樹脂の吸水倍率は５倍以上、好ましくは３０倍以上、より好ましくは１００倍以上である。吸水倍率が高くなるに従って、膨潤率が大きくなるため止水効果は向上するものの、吸水時の強度が低下する傾向にある。

吸水倍率とは、１ｇの高吸水性樹脂を２５℃のイオン交換水（過剰量）に４８時間浸漬した時、吸水膨潤した含水高吸水性樹脂の重量−1（ｇ）をいう。上記吸水倍率の測定は、例えば、以下の方法により測定可能である。

乾燥した高吸水性樹脂の一定量（Ｗ１ｇ）を秤り取り、過剰量（例えば、前記高吸水性樹脂の予想吸水倍率の１．５倍以上の重量）のイオン交換水（電気伝導度５μＳ／ｃｍ以下）に浸漬し、暗所２５℃で４８時間恒温槽中に放置して、前記高吸水性樹脂を膨潤させる。余剰の水を濾過により除去した後、吸水膨潤した高吸水性樹脂の重量（Ｗ２ｇ）を測定し、次式により吸水倍率を求める。

吸水倍率＝（Ｗ２−Ｗ１）／Ｗ１

この吸水倍率の測定に際しては、重量Ｗ１、Ｗ２の測定は、例えば、精密な電子天秤（島図製作所製、ＬＩＢＲＯＲ ＡＥＧ-220；ＬＩＢＲＯＲＥＢ-3200-Ｄ等）を用いて測定することが好ましい。

以下、実施例により本発明を更に具体的に説明する。

親水性材料からなるフィルム（ハイメックフィルム、厚み６５μｍ、３０×４４ｃｍ、メビオール（株））を２つ折にし、図３に示すようにヒートシール（熱融着）法で容器を作製した。フイルムの左右の端は１ｃｍの幅で熱融着(型式FA-300-10W （富士インパルス（株））し、フイルムの上方部分は上端から５ｃｍの位置で１ｃｍの幅で熱融着して袋状の容器を作成した。

又、注排水口部分の作成は、開口部分の融着を避けるために、幅１．５ｃｍのポリエステルフィルム（厚み約６０μｍ）をフィルム間に挟み熱融着し、最後に斜線部分を切り落とし本発明の容器を作成した。

（試験１）
上記の方法で作製した袋の注排水口に連結管として軟質シリコンチューブ（内径6mm、外径8mm、アズワン（株））または、硬質ポリウレタンチューブ（内径4mm、外径6mm、（株）KOGANEI）を挿入し、ゴムバンド（ゴムバンド No.18、ホープ企画）または、締め付け用バンド（スーパーグリップ、PLT150、材質ナイロン６６、長さ157mm、 幅4.3mm、パンドゥイットコーポレーション日本支社）を用いて２箇所で固定した。該袋の中に注入口から水を注入し、挿入したチューブの端を封じて、水平に静置して接合部からの水の漏れを観察した。

（試験２）
試験１と同様に軟質シリコンチューブまたは、硬質ポリウレタンチューブを袋の注排水口に挿入し、注排水口側部分を締め付け用バンドで固定した。チューブ側の注排水口と該チューブとの間隙から高吸水性樹脂としてスカイジェル粉末（メビオール(株)）０．３ｇを入れた後、同様に締め付け用バンドで固定し、接合部にスカイジェルを封入した（図２）。このようにして作成された袋の中に試験１と同様に、注入口から水を注入し、挿入したチューブの端を封じて、水平に静置して水が漏れるかどうかを観察した結果を表１に示す。

注排水口に接続したチューブを通して水を注入する際、カプラー（キューブカプラ、 プラグ：型番SPC-06PH、ソケット：型番SPC-06SH、アズワン（株））を用いることによって、空気の混入もなく、ワンタッチで注排水操作を行うことができた。

以上の結果から、注排水口に差し込んだ連結管（ここではチューブ）の１端を締め付けバンドで固定し、該注排水口と該チューブの空隙に高吸水性樹脂であるスカイジェルを入れ、もう一方の端を締め付けバンドで固定することにより、該袋に水を注入して静置したときに、水漏れが生じなかった。

機械的に固定しただけでは、水漏れが防げないが、高吸水性樹脂としてスカイジェルを使用することで、水漏れが劇的に防止できたのは、注排水口側の固定部分から漏出した水をスカイジェルが吸収し膨潤することで、止水されるためと考えられる。

親水性材料からなる容器に水を媒体とする液を連続的、あるいは間歇的に注排水することによって濃縮、透析、植物栽培といった技術が可能になると考えられているものの、従来、該容器に取付けられた注排水口と外部の貯留タンクからの接続管の接合部からの漏水で実現が困難であった。本発明の容器を用いることによって、上記した濃縮、透析、植物栽培などの新技術の開発を可能にするものである。

は、本発明の植物栽培方法の基本的な態様の例を示す摸式断面図である。 は、本発明の植物栽培方法の基本的な態様の例を示す摸式断面図である。 は、本発明の袋作製の方法を示す摸式断面図である。

符号の説明

１．親水性材料からなるフイルム ２．容器 ３．接着部 ４．注排水口 ５．連結管 ６．締め付けバンド ７．高吸水性樹脂

Claims (2)

1. 注排水口を有する親水性材料からなる容器に於いて、該容器に水を媒体とする液を注入する、あるいは該容器から該液を排出するための連結管を該注排水口に挿入した際に、該注排水口と該連結管の間隙に、高吸水性樹脂を封入することを特徴とする親水性材料からなる容器。
2. 前記高吸水性樹脂の吸水倍率は５倍以上であることを特徴とする請求項１に記載の容器。

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