JP6736347B2 - 浄水カートリッジの製造方法及び保管方法 - Google Patents

Description

本発明は、浄水カートリッジの製造方法及び保管方法に関する。

水道水の永久硬度や一時硬度の低減、重金属類の低減等を目的とする浄水用途の濾材として、強酸性陽イオン交換樹脂や弱酸性陽イオン交換樹脂等のイオン交換樹脂が広く用いられている。しかし、イオン交換樹脂は繁殖しやすい問題がある。そのため、イオン交換樹脂を用いる浄水カートリッジでは、通常、生産工程で蒸気滅菌洗浄や薬品洗浄が行われる。

しかし、製造された浄水カートリッジを使用前に長期間保管した場合には、蒸気滅菌洗浄や薬品洗浄が行われていても、イオン交換樹脂を充填した部分で雑菌が繁殖して異臭がすることがある。これは、保管中の空気中に存在している雑菌が付着することが原因である。滅菌ルーム内において、蒸気滅菌洗浄や薬品洗浄を行った後に袋等に封入すれば、保管中の雑菌の繁殖を抑制できる。しかし、これらの工程をすべて無菌状態で行う設備は高価であり、コスト面で不利である。

イオン交換樹脂での雑菌の繁殖を抑制する方法としては、イオン交換樹脂に抗菌剤を混ぜ合わせる方法も提案されている（特許文献１）。しかし、長期保管後の異臭発生をさらに抑制するためには、抗菌剤を使用しなくても雑菌の繁殖を充分に抑できることが重要である。

特開平１０−３１４７２７号公報

本発明は、抗菌剤を用いず、蒸気滅菌や薬品洗浄を行わなかったとしても保管中の雑菌の繁殖を抑制できる浄水カートリッジが得られる浄水カートリッジの製造方法、及び保管中の雑菌の繁殖を抑制できる浄水カートリッジの保管方法を提供することを目的とする。

本発明は、以下の構成を有する。
［１］ケース本体の濾材収容部にイオン交換樹脂が充填された浄水カートリッジの製造方法であって、
イオン交換樹脂を加熱乾燥し、該イオン交換樹脂の絶乾質量に対する水分率を５質量％以下とする加熱乾燥工程と、
ケース本体の濾材収容部にイオン交換樹脂を充填する充填工程と、
を有する、浄水カートリッジの製造方法。
［２］絶乾質量に対する水分率が５質量％以下のイオン交換樹脂をケース本体の濾材収容部に充填した浄水カートリッジを保管する、浄水カートリッジの保管方法。
［３］前記浄水カートリッジを袋内に梱包する、［２］に記載の浄水カートリッジの保管方法。

本発明の浄水カートリッジの製造方法によれば、抗菌剤を用いず、蒸気滅菌や薬品洗浄を行わなかったとしても保管中の雑菌の繁殖が抑制された浄水カートリッジが得られる。
浄水カートリッジの保管方法によれば、抗菌剤を用いず、蒸気滅菌や薬品洗浄を行わなかったとしても保管中の雑菌の繁殖を抑制することができる。

［浄水カートリッジの製造方法］
本発明の浄水カートリッジの製造方法は、ケース本体の濾材収容部にイオン交換樹脂が充填された浄水カートリッジを製造する方法である。本発明の浄水カートリッジの製造方法は、下記の加熱乾燥工程と充填工程とを有する。
加熱乾燥工程：イオン交換樹脂を加熱乾燥し、該イオン交換樹脂の絶乾質量に対する水分率を５質量％以下とする工程。
充填工程：ケース本体の濾材収容部にイオン交換樹脂を充填する工程。

（加熱乾燥工程）
加熱乾燥工程においては、加熱乾燥によりイオン交換樹脂の絶乾質量に対する水分率を５質量％以下とする。これにより、浄水カートリッジの保管中にイオン交換樹脂において雑菌が繁殖することが抑制される。
イオン交換樹脂において雑菌がより繁殖しにくい点から、加熱乾燥後のイオン交換樹脂の水分率は、イオン交換樹脂の絶乾質量に対して、９質量％以下が好ましく、５質量％以下がより好ましい。

イオン交換樹脂を加熱乾燥する方法としては、イオン交換樹脂が加熱されて乾燥されることで該イオン交換樹脂の水分率を低下させることができる方法であればよく、例えば、熱風乾燥、加熱炉を用いた乾燥、真空乾燥、吸引乾燥等が挙げられる。

イオン交換樹脂の加熱乾燥時における乾燥温度は、イオン交換樹脂の種類に応じて適宜決定すればよい。加熱温度が高いほどイオン交換樹脂の水分率を低下させやすく、生産性が高くなる。加熱温度が低いほどイオン交換樹脂が熱により劣化することを抑制しやすい。

イオン交換樹脂の加熱乾燥時間は、乾燥温度や乾燥方法に応じて適宜決定すればよい。加熱乾燥時間が長いほどイオン交換樹脂の水分率を低下させやすい。加熱乾燥時間が短いほど生産性が高くなる。

使用するイオン交換樹脂としては、特に限定されず、浄水カートリッジに使用される公知のイオン交換樹脂を使用することができる。イオン交換樹脂としては、陽イオン交換樹脂が好ましい。使用するイオン交換樹脂は、１種のみであってもよく、２種以上であってもよい。

陽イオン交換樹脂としては、例えば、スルホン酸基等の強酸基を有する強酸性陽イオン交換樹脂、カルボキシ基等の弱酸基を有する弱酸性陽イオン交換樹脂等が挙げられる。なかでも、強酸性陽イオン交換樹脂が好ましい。陽イオン交換樹脂としては、市販品を使用できる。例えば、オルガノ株式会社製「アンバージェット」、「アンバーライト」；三菱化学株式会社製「ダイヤイオン」等が挙げられる。

（充填工程）
浄水カートリッジにおけるケース本体の濾材収容部にイオン交換樹脂を充填する方法は、特に限定されず、濾材収容部の形態等に合わせて公知の充填方法を適宜採用することができる。

濾材収容部には、イオン交換樹脂に加えて、イオン交換樹脂以外の濾材を収容してもよい。イオン交換樹脂以外の濾材としては、特に限定されず、公知の濾材を使用でき、例えば、活性炭、中空糸膜束等が挙げられる。イオン交換樹脂以外の濾材を用いる場合、イオン交換樹脂と、イオン交換樹脂以外の濾材とを濾材収容部における別々の部分に収容してもよく、それらを混合して収容してもよい。

また、イオン交換樹脂には、抗菌剤を配合してもよい。イオン交換樹脂に抗菌剤を配合すれば、浄水カートリッジの使用中においても濾材収容部内で雑菌が繁殖することを抑制できる。抗菌剤としては、例えば、銀添活性炭が挙げられる。

本発明においては、加熱乾燥工程を行った後に充填工程を行ってもよく、充填工程を行った後に加熱乾燥工程を行ってもよい。イオン交換樹脂は、水分率の低い状態で充填作業等を行うと、静電気が生じて取り扱いが難しくなることがある。静電気による取り扱い性の低下を抑制する点では、充填工程を行った後に加熱乾燥工程を行うことが好ましい。すなわち、ケース本体にイオン交換樹脂を充填した後に、ケース本体ごと加熱してイオン交換樹脂を乾燥することが好ましい。

以上説明したように、本発明の浄水カートリッジの製造方法では、ケース本体の濾材収容部に充填されるイオン交換樹脂の水分率を５質量％以下とする。これにより、イオン交換樹脂において雑菌が繁殖するために必要な水分が不充分となる。そのため、抗菌剤を用いず、蒸気滅菌洗浄や薬品洗浄を行わなかったとしても、浄水カートリッジの保管中にイオン交換樹脂の充填部分に雑菌が繁殖して異臭が発生することを抑制することができる。

また、イオン交換樹脂を水分率が５質量％以下になるまで乾燥した場合、使用時に水によってイオン交換樹脂が膨潤したときに、イオン交換樹脂に割れが生じることがある。しかし、浄水用途においては、空間速度（ＳＶ）が数千〜数万と非常に高いため、イオン交換樹脂の割れによる浄化性能への影響はほとんどない。

なお、本発明の浄水カートリッジの製造方法は、前記した方法には限定されない。例えば、本発明の浄水カートリッジの製造方法は、加熱乾燥工程と充填工程に加えて、イオン交換樹脂に対して蒸気滅菌洗浄や薬品洗浄を行う工程を有していてもよい。蒸気滅菌洗浄や薬品洗浄は、公知の方法で行うことができる。洗浄工程を実施する場合は、洗浄工程を行った後に加熱乾燥工程と充填工程を行うことが好ましい。すなわち、洗浄工程、加熱乾燥工程、充填工程の順に行うか、又は洗浄工程、充填工程、加熱乾燥工程の順に行うことが好ましい。

［浄水カートリッジの保管方法］
本発明の浄水カートリッジの保管方法は、絶乾質量に対する水分率が５質量％以下のイオン交換樹脂をケース本体の濾材収容部に充填した浄水カートリッジを保管する方法である。イオン交換樹脂の水分率を５質量％以下とすることで、保管時に濾材収容部内で雑菌が繁殖して異臭が発生することを抑制できる。
水分率が５質量％以下のイオン交換樹脂をケース本体の濾材収容部に充填した浄水カートリッジは、上述した製造方法により得ることができる。

本発明においては、浄水カートリッジを袋内に梱包した状態で保管することが好ましい。これにより、保管時に空気中に存在している雑菌がイオン交換樹脂に付着しにくくなるため、より長期間にわたって雑菌の繁殖を抑制することができる。
浄水カートリッジを袋内に梱包する場合、必ずしも該袋の開口部は密封していなくてもよく、雑菌が容易にイオン交換樹脂に付着することを抑制できる程度に閉じられていればよい。

浄水カートリッジを梱包する袋の材質は、イオン交換樹脂に雑菌が付着することを抑制できるものであればよく、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等が挙げられる。
袋の厚みは、特に限定されず、例えば、０．０１〜０．１２ｍｍとすることができる。

以上説明したように、本発明の浄水カートリッジの保管方法においては、ケース本体の濾材収容部に充填されるイオン交換樹脂の水分率を５質量％以下とする。これにより、抗菌剤を用いず、蒸気滅菌洗浄や薬品洗浄を行わなかったとしても、浄水カートリッジの保管中にイオン交換樹脂の充填部分に雑菌が繁殖して異臭が発生することを抑制することができる。

以下、実施例によって本発明を詳細に説明するが、本発明は以下の記載によっては限定されない。
［陽イオン交換樹脂の従属栄養細菌数測定（Heterotrophic Plate Counts: HPC）］
陽イオン交換樹脂の従属栄養細菌数測定（ＨＰＣ）は、培養法により行った。

［例１］
陽イオン交換樹脂として、商品名「Ｃ１００Ｅ」（ピューロライト社製）を用いた。陽イオン交換樹脂１０ｃｃを、ＨＰＣの結果が５．２×１０^５ｃｆｕ／ｍＬの試験水に浸漬して引き上げた後、熱風乾燥機により８０℃で２時間加熱して乾燥した。乾燥後の陽イオン交換樹脂の水分率は、該陽イオン交換樹脂の絶乾質量に対して５質量％とした。乾燥後の陽イオン交換樹脂を、厚み０．０１ｍｍのポリエチレンフィルムで形成された袋により梱包し、梱包物を得た。

［例２］
陽イオン交換樹脂を試験水に浸漬した後、蒸気滅菌してから加熱乾燥する以外は、例１と同様にして陽イオン交換樹脂を梱包した梱包物を得た。

［例３］
乾燥後の陽イオン交換樹脂を梱包しなかった以外は、例１と同様にして水分率が５質量％の陽イオン交換樹脂を得た。

［例４］
乾燥後の陽イオン交換樹脂の水分率を１０質量％とした以外は、例１と同様にして陽イオン交換樹脂を梱包した梱包物を得た。

［例５］
加熱乾燥を行わず、陽イオン交換樹脂の水分率を５０質量％とした以外は、例１と同様にして陽イオン交換樹脂を梱包した梱包物を得た。

［保管試験］
各例で得た梱包物、又は梱包していない陽イオン交換樹脂を、３０℃×９０％ＲＨの環境下で試験水（ＨＰＣ：５．２×１０^５ｃｆｕ／ｍＬ）とともに保管した。保管開始から４日後、１週間後、１ヶ月後、４ヶ月後、８ヶ月後において、陽イオン交換樹脂のＨＰＣを測定した。結果を表１に示す。
表１におけるＨＰＣの欄の記号は、以下の意味を示す。
「０」：０ｃｆｕ／ｍＬ。
「０〜＋」：０ｃｆｕ／ｍＬ超１０ｃｆｕ／ｍＬ未満。
「＋」：１０ｃｆｕ／ｍＬ以上１００ｃｆｕ／ｍＬ未満。
「＋＋」：１００ｃｆｕ／ｍＬ以上１，０００ｃｆｕ／ｍＬ未満。
「＋＋＋」：１，０００ｃｆｕ／ｍＬ以上１０，０００ｃｆｕ／ｍＬ未満。
「＋＋＋＋」：１０，０００ｃｆｕ／ｍＬ以上１００，０００ｃｆｕ／ｍＬ未満。
「＋＋＋＋＋」：１００，０００ｃｆｕ／ｍＬ以上。

保管開始時における陽イオン交換樹脂の初期の水分率が５質量％である例１〜３では、陽イオン交換樹脂の初期の水分率が５質量％超の例４及び例５に比べて、雑菌の繁殖が抑制されていた。特に、梱包を行った例１及び例２では、保管開始から８ヶ月後においても雑菌の数が少なかった。

Claims (3)

1. ケース本体の濾材収容部にイオン交換樹脂が充填された浄水カートリッジの製造方法であって、
   イオン交換樹脂を加熱乾燥し、該イオン交換樹脂の絶乾質量に対する水分率を５質量％以下とする加熱乾燥工程と、
   ケース本体の濾材収容部にイオン交換樹脂を充填する充填工程と、
   を有し、
   前記充填工程の後に前記加熱乾燥工程を行う、浄水カートリッジの製造方法。
2. ケース本体の濾材収容部に充填したイオン交換樹脂を加熱乾燥し、前記イオン交換樹脂の絶乾質量に対する水分率を５質量％以下とした浄水カートリッジを保管する、浄水カートリッジの保管方法。
3. 前記浄水カートリッジを袋内に梱包する、請求項２に記載の浄水カートリッジの保管方法。