JP3645392B2

JP3645392B2 - Porous molded body for filtration

Info

Publication number: JP3645392B2
Application number: JP04924297A
Authority: JP
Inventors: 光弘佐藤
Original assignee: Toyo Science Co Ltd
Current assignee: Toyo Science Co Ltd
Priority date: 1997-03-04
Filing date: 1997-03-04
Publication date: 2005-05-11
Anticipated expiration: 2017-03-04
Also published as: JPH10244111A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、浄水器のフィルター等に用いられる熱可塑性樹脂成形材料からなる多孔質成形体を放射線照射して得られる濾過用多孔質成形体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば浄水器用のフィルターは、その部分で水道水中の塩素が除去されると、濾過後の水路に細菌が繁殖する等の問題がある。そこで塩素の除去はできるだけ最終段階でされるのが望ましい。
【０００３】
また一つの濾過部で水道水等の不純物を除去しようとすると、水中のゴミや鉄さびが、より微細な物質を濾過可能な濾過層の寿命を縮めるといった問題がある。
【０００４】
そこで濾過層本体に到達する以前の給水路に、プレフィルターを設置して比較的大きな異物を取り除く形式の浄水器が提供されている。
この場合、プレフィルターとしての液体濾過用濾材には、多孔質のプラスチック成形体が用いられている。例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等の微粒体を低圧プレスと加圧で互いに接着させて多孔質体を形成し、これを中空円筒状等に加工成形したフィルター等があり、活性炭等の吸着材と併用して浄水器等に用いられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のものはフィルターに残存するプラスチックのモノマーやオリゴマーがしばしば溶出するという問題があった。
【０００６】
そこで、モノマーが溶出しにくい多孔質プラスチックフィルターの開発が望まれていた。
本発明は上記のような事情に鑑みてされたものであって、高強度でフィルター性能に優れ、且つ細菌やモノマー等が溶出しない液体濾過用濾材に好適な多孔質プラスチック成形体を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、鋭意検討した結果、多孔質成形体に放射線を照射することにより上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成した。
【０００８】
すなわち、本発明は、熱可塑性樹脂成形材料からなる多孔質成形体を放射線照射して得られる濾過用多孔質成形体を提供するものである。
本発明の濾過用多孔質成形体は、液体濾過用濾材として使用できる。ここで放射線とは、電子線、ガンマ線、紫外線を含む。
【０００９】
本発明によれば、多孔質成形体に放射線を照射することにより、フィルター機能、吸水機能を大幅に向上させることができる。また、成形体内に残存する材料樹脂のモノマーやオリゴマーの割合を低下させ、且つ成形体を滅菌して細菌、真菌等を死滅させることができる。さらに、機械的強度を高めることができ、強度及びフィルター性能のいずれにも優れた液体濾過用濾材が得られる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の濾過用多孔質成形体は、熱可塑性樹脂成形材料からなる多孔質成形体に放射線を照射して得られるものである。
【００１１】
本発明の熱可塑性樹脂成形材料に用いられるものは、高分子濾過材等に用いられるものであればいずれも使用することができ、例えば、ポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリスルホン系樹脂、セルロース系樹脂、フッ素系樹脂、アクリル酸系樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアミド樹脂等の熱可塑性樹脂が挙げられる。
【００１２】
ポリオレフィン系樹脂としては、ポリエチレン、超高分子量ポリエチレン、ポリプロピレン、及びこれらを主体とする各種共重合体等が挙げられる。ポリスルホン系樹脂としては、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン等が挙げられる。セルロース系樹脂としては、セルロースアセテート等が挙げられる。フッ素系樹脂としては、ポリテトラフルオロエチレン等が挙げられる。アクリル系樹脂としては、ポリメチルメタクリレート等が挙げられる。
【００１３】
次いで、上記熱可塑性樹脂成形材料を用いて用途に応じた形状の多孔質成形体を成形する。その形状としては、例えば、浄水器のフィルターとして用いる場合は、中空円筒型、コップ型、円盤形等の成形体とすることができる。
【００１４】
このような多孔質成形体を成形する方法としては、例えば、円筒型、コップ型、円盤形等の場合、ビーズ状の熱可塑性樹脂を金型内で成形する方法等が挙げられる。この場合、ビーズ径は平均、５０〜３００μｍの範囲が適当で、特に１３０〜１８０μｍが好ましい。このような微粒子の樹脂製ビーズを低圧をかけながら加熱してビーズ同士が接着されるように成形する。
【００１５】
得られる多孔質成形体の平均孔径、空孔率は特に限定されるものではなく、用途に応じて適宜調整することができるが、例えば家庭用浄水器等のフィルターとして用いる場合は、好ましくは７〜４０μｍ、より好ましくは２０〜２８μｍ程度の平均孔径とする。また、空孔率は３０〜５０％程度とするのが好ましい。
【００１６】
このようにして得られる熱可塑性樹脂成形材料からなる多孔質成形体に放射線を照射することにより、多孔質放射線照射成形体が得られる。
放射線を照射することにより、成形体のフィルター機能を向上させることができる。これは放射線の放射によって樹脂の表面の平滑性が向上し、透過速度が上昇することに起因していると考えられる。
【００１７】
また、放射線照射は殺菌作用を有しており、これにより多孔質成形体を内部まで滅菌し、細菌や真菌を死滅させることができる。また、成形体中に残存する熱可塑性樹脂のモノマー、オリゴマー等の割合を低下させ、これら低分子量化合物の溶出を大幅に減少させることができる。さらに、成形体の耐熱性、機械的強度を向上させることができる。特に、ビーズ状の熱可塑性樹脂を成形して得られるこの成形体では、放射線照射によりビーズ同士の固着がより強化され、成形体の強度が向上する。また、架橋性の熱可塑性樹脂の場合は、放射線照射によって分子同士の架橋が進み、樹脂自体の強度が向上する。
【００１８】
放射線は、α線、β線、γ線、Ｘ線、電子線、中性子線、紫外線など通常滅菌に用いられるものであればいずれでもよいが、好ましくは電子線が用いられる。
照射線量は、好ましくは５〜３０ｋＧｙ、より好ましくは１５〜２５ｋＧｙとなるように照射する。この範囲内であれば、放射線照射による効果が十分に発揮され、しかも照射線量が多すぎて樹脂が劣化することもない。放射線照射用の装置は、通常用いられるものであればいずれも使用可能である。
【００１９】
本発明の多孔質放射線照射成形体は、各種の液体濾過用濾材として使用することができる。例えば、水道水、工業用水、純水、洗浄水、下水道水等の浄水用濾材として使用することができる。また、酸・アルカリ溶液などの腐食性液体の浄化用の濾材として用いることができる。また、メッキ液、エッチング液、脱脂・洗浄液、製版液等の精製に用いることができる。さらに、食品製造分野、医薬品製造分野や、化学工業、農業等の分野においても好適に用いられる。
【００２０】
なお、浄水用濾材として用いる場合は、例えば活性炭、セラミック等の濾過層本体と組み合わせて、即ち、これらの濾過層を通過する前段階で水中のゴミや鉄サビなどを除去するために使用されるので、前記濾過層本体を強力に支援することにより、該濾過層本体の性能を長持ちさせることができる。
【００２１】
また、浄水用濾材とする場合、多孔質成形体を包装した後に放射線照射することもできる。これにより包装したまま殺菌作業が実施でき、しかも濾材の内部まで殺菌効果が得られる利点がある。よって、従来の一般の殺菌法、例えば乾燥殺菌や、エチレンオキサイトガス、過酸化水素等を使用する殺菌法等に比べて、手間や安全性及び確実性の点において優れている。
【００２２】
【実施例】
以下に、本発明の実施例を説明する。
【００２３】
【実施例１】
熱可塑性樹脂として高密度ポリエチレン樹脂（分子量３００万）を用い、低圧熱圧縮成形により成形して外径２６ｍｍ、内径１６ｍｍ、高さ８８０ｍｍの中空円筒状のフィルターを得た。次いで、これに５ＭｅＶの加速器から発射する電子線を２〜１０秒間照射し、照射線量が１０〜２０ｋＧｙとなるようにした。
【００２４】
得られた多孔質電子線照射成形体の各種物性を測定した結果を表１に示す。尚、表１に示す物性の測定方法は以下の通りである。
【００２５】
（１）耐熱試験
円筒状フィルターの管側面に垂直に一定圧力（４．６ｋｇｆ）をかけて管を圧縮し、温度を変えて管の圧縮が開始される温度を求めた。
【００２６】
（２）オリゴマー含有率
フィルターをＩＲで測定し、分子量１０００以下の低分子量化合物（オリゴマー）の総量を求めた。
【００２７】
（３）通過テスト
▲１▼エアー圧力：フィルターへの入力エアー圧を２ｋｇ／ｃｍ²とし、出力エアー圧を求めた。
▲２▼水通過量：フィルターへ水を、水圧１．５ｋｇ／ｍ²で入力し、２０Ｌ／ｍｉｎで流して通水量（Ｌ／ｍｉｎ）を求めた。
【００２８】
（４）管圧縮試験
常温で、円筒状フィルターの管側面に垂直に圧力をかけて管を圧縮し、管が１ｍｍ圧縮されるのに必要な圧力を求めた。
【００２９】
【表１】

【００３０】
【発明の効果】
本発明の多孔質放射線照射成形体は、フィルター機能に優れており、また細菌、真菌等が除去され、且つ熱可塑性樹脂のモノマー、オリゴマー等の低分子化合物の割合も少ない。さらに、成形体の機械的強度が高い。よって、高強度でフィルター性能に優れた液体濾過用濾材として有用である。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a porous molded body for filtration obtained by irradiating a porous molded body made of a thermoplastic resin molding material used for a filter of a water purifier or the like.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, for example, when a filter for a water purifier removes chlorine in tap water at that portion, there is a problem that bacteria propagate in the water channel after filtration. Therefore, it is desirable to remove chlorine at the final stage as much as possible.
[0003]
Further, when trying to remove impurities such as tap water with a single filtration section, there is a problem that the life of a filtration layer capable of filtering finer substances due to dust and iron rust in water is reduced.
[0004]
Therefore, a water purifier of a type that removes relatively large foreign matters by installing a pre-filter in a water supply channel before reaching the filtration layer main body is provided.
In this case, a porous plastic molded body is used as a filter medium for liquid filtration as a prefilter. For example, there are filters that are formed by bonding fine particles such as polyethylene and polypropylene together with a low-pressure press and pressure to form a porous body, and processing this into a hollow cylindrical shape. Used in water purifiers.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional one has a problem that plastic monomers and oligomers remaining in the filter often elute.
[0006]
Therefore, it has been desired to develop a porous plastic filter in which monomers are not easily eluted.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a porous plastic molded article suitable for a filter medium for liquid filtration that has high strength and excellent filter performance and does not elute bacteria, monomers, and the like. Is an issue.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
As a result of intensive studies, the present inventors have found that the above problems can be solved by irradiating the porous molded body with radiation, and have completed the present invention.
[0008]
That is, the present invention provides a porous molded body for filtration obtained by irradiating a porous molded body made of a thermoplastic resin molding material with radiation.
The porous molded body for filtration of the present invention can be used as a filter medium for liquid filtration. Here, the radiation includes electron beams, gamma rays, and ultraviolet rays.
[0009]
According to the present invention, the filter function and the water absorption function can be greatly improved by irradiating the porous molded body with radiation. Moreover, the ratio of the monomer and oligomer of the material resin remaining in the molded body can be reduced, and the molded body can be sterilized to kill bacteria, fungi and the like. Furthermore, the mechanical strength can be increased, and a filter medium for liquid filtration excellent in both strength and filter performance can be obtained.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The porous molded body for filtration of the present invention is obtained by irradiating a porous molded body made of a thermoplastic resin molding material with radiation.
[0011]
Any thermoplastic resin molding material can be used as long as it is used for polymer filter media, for example, polyolefin resins, polystyrene resins, polysulfone resins, cellulose resins. Examples thereof include thermoplastic resins such as resin, fluorine-based resin, acrylic acid-based resin, polycarbonate resin, and polyamide resin.
[0012]
Examples of the polyolefin resin include polyethylene, ultrahigh molecular weight polyethylene, polypropylene, and various copolymers mainly composed of these. Examples of the polysulfone resin include polysulfone and polyethersulfone. Examples of the cellulose-based resin include cellulose acetate. Examples of the fluorine resin include polytetrafluoroethylene. Examples of the acrylic resin include polymethyl methacrylate.
[0013]
Next, a porous molded body having a shape corresponding to the intended use is molded using the thermoplastic resin molding material. As the shape, for example, when used as a filter of a water purifier, it can be formed into a molded body such as a hollow cylindrical shape, a cup shape, or a disk shape.
[0014]
Examples of a method for molding such a porous molded body include a method of molding a bead-shaped thermoplastic resin in a mold in the case of a cylindrical shape, a cup shape, a disk shape, or the like. In this case, the average bead diameter is preferably in the range of 50 to 300 μm, particularly preferably 130 to 180 μm. Such fine resin beads are heated while applying a low pressure so that the beads are bonded to each other.
[0015]
The average pore diameter and porosity of the obtained porous molded body are not particularly limited, and can be appropriately adjusted according to the use. However, when used as a filter for a household water purifier, for example, preferably 7 The average pore diameter is about 40 μm, more preferably about 20 to 28 μm. The porosity is preferably about 30 to 50%.
[0016]
By irradiating the porous molded body made of the thermoplastic resin molding material thus obtained with radiation, a porous radiation-irradiated molded body is obtained.
The filter function of the molded product can be improved by irradiating with radiation. This is considered to be caused by the fact that the smoothness of the resin surface is improved by the radiation and the transmission speed is increased.
[0017]
In addition, irradiation with radiation has a bactericidal action, which makes it possible to sterilize the porous molded body to the inside and kill bacteria and fungi. Moreover, the ratio of the thermoplastic resin monomer, oligomer, etc. remaining in the molded article can be reduced, and the elution of these low molecular weight compounds can be greatly reduced. Furthermore, the heat resistance and mechanical strength of the molded product can be improved. In particular, in this molded body obtained by molding a bead-like thermoplastic resin, the fixation of the beads is further strengthened by irradiation with radiation, and the strength of the molded body is improved. In the case of a crosslinkable thermoplastic resin, cross-linking of molecules proceeds by irradiation with radiation, and the strength of the resin itself is improved.
[0018]
Any radiation may be used as long as it is usually used for sterilization, such as α rays, β rays, γ rays, X rays, electron rays, neutron rays, and ultraviolet rays, but electron rays are preferably used.
The irradiation dose is preferably 5 to 30 kGy, more preferably 15 to 25 kGy. Within this range, the effect of radiation irradiation is sufficiently exerted, and the irradiation dose is too high so that the resin does not deteriorate. Any apparatus for radiation irradiation can be used as long as it is normally used.
[0019]
The porous radiation-irradiated molded article of the present invention can be used as various liquid filtration media. For example, it can be used as a filter medium for water purification such as tap water, industrial water, pure water, washing water, sewer water and the like. Further, it can be used as a filter medium for purifying corrosive liquids such as acid / alkali solutions. Further, it can be used for purification of plating solution, etching solution, degreasing / cleaning solution, plate making solution and the like. Furthermore, it can be suitably used in the fields of food production, pharmaceutical production, chemical industry, agriculture and the like.
[0020]
When used as a filter medium for water purification, for example, it is used in combination with a filter layer body such as activated carbon or ceramic, that is, to remove dust and iron rust in the water before passing through these filter layers. Therefore, by strongly supporting the filtration layer body, the performance of the filtration layer body can be prolonged.
[0021]
Moreover, when setting it as the filter medium for water purification, it can also irradiate with radiation after packaging a porous molded object. As a result, the sterilization operation can be carried out while being packaged, and the sterilization effect can be obtained even inside the filter medium. Therefore, compared with the conventional general sterilization method, for example, dry sterilization, sterilization method using ethylene oxide gas, hydrogen peroxide, etc., it is excellent in terms of labor, safety and reliability.
[0022]
【Example】
Examples of the present invention will be described below.
[0023]
[Example 1]
A high-density polyethylene resin (molecular weight: 3 million) was used as the thermoplastic resin and molded by low-pressure hot compression molding to obtain a hollow cylindrical filter having an outer diameter of 26 mm, an inner diameter of 16 mm, and a height of 880 mm. Next, this was irradiated with an electron beam emitted from a 5 MeV accelerator for 2 to 10 seconds so that the irradiation dose became 10 to 20 kGy.
[0024]
Table 1 shows the results of measuring various physical properties of the obtained porous electron beam irradiation molded article. In addition, the measuring method of the physical property shown in Table 1 is as follows.
[0025]
(1) Heat resistance test The tube was compressed by applying a constant pressure (4.6 kgf) perpendicularly to the side of the tube of the cylindrical filter, and the temperature at which compression of the tube was started was determined by changing the temperature.
[0026]
(2) The oligomer content rate filter was measured by IR, and the total amount of low molecular weight compounds (oligomers) having a molecular weight of 1000 or less was determined.
[0027]
(3) Pass test (1) Air pressure: The input air pressure to the filter was 2 kg / cm ² and the output air pressure was determined.
{Circle around (2)} Amount of water passing through: Water was input to the filter at a water pressure of 1.5 kg / m ² and flowed at 20 L / min to determine the amount of water flow (L / min).
[0028]
(4) Tube compression test At normal temperature, pressure was applied perpendicularly to the tube side surface of the cylindrical filter to compress the tube, and the pressure required to compress the tube by 1 mm was determined.
[0029]
[Table 1]

[0030]
【The invention's effect】
The porous radiation-irradiated molded article of the present invention has an excellent filter function, removes bacteria, fungi, and the like, and has a low ratio of low-molecular compounds such as monomers and oligomers of thermoplastic resins. Furthermore, the mechanical strength of the molded body is high. Therefore, it is useful as a filter medium for liquid filtration having high strength and excellent filter performance.

Claims

A porous molded body for filtration obtained by irradiating a porous molded body made of a thermoplastic resin molding material with radiation.

The porous molded body for filtration according to claim 1, wherein the thermoplastic resin is one or more selected from the group consisting of polyolefin, polycarbonate, and acrylic.

The porous molded body for filtration according to claim 1, wherein an irradiation dose of the radiation is 5 to 30 kGy.