JPH03123629A

JPH03123629A - 浄水器およびその製造方法

Info

Publication number: JPH03123629A
Application number: JP25770389A
Authority: JP
Inventors: Nariaki Kawabata; 川端　成彬; Masato Onishi; 誠人大西; Kenichi Shimura; 賢一志村
Original assignee: Terumo Corp
Current assignee: Terumo Corp
Priority date: 1989-10-04
Filing date: 1989-10-04
Publication date: 1991-05-27

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、浄水器に関するものである。詳しく述べると
本発明は、ウィルス捕捉性に優れた浄水器に関するもの
である。

（従来の技術）天然水中には、未処理や部分的に処理された下水の排出
にともない、また陸上の流出物により、ヒト、動物ある
いは植物に由来する各種ウィルスが存在する。

従来、天然水を利用するには、あらかじめ沈澱や濾過な
どにより懸濁物質を除去し、清澄水としているが、この
ようなウィルスに関する除去はあまり留意されていない
。

ウィルス感染の危険を防止するために水中のウィルスを
除去することが望まれているが、ウィルスを積極的に捕
捉する機構を取り入れた浄水器は未だ実用化されていな
い。

すなわち、従来用いられる浄水器は、水中に含まれる有
機物の除去、塩素化の際発生するハロゲン化物の除去等
を目的とするものであり、通常、活性炭や精密濾過膜な
どが濾材として用いられている。活性炭は水中に存在す
る有機物の除去には効果を発揮するが、ウィルスの除去
能は低い。また、通常浄水器に使用される孔径が０．２
〜０゜４５μｍの精密濾過膜は、細菌をその孔径の大き
さによって除去することができるが、サイズの小さなウ
ィルスは透過してしまうためその除去は困難であった。

一方、いわゆる逆浸透膜を用いると、水中のウィルスを
除去することが可能であるが、逆浸透法は装置が大がか
りで、濾過に著しい高圧を要し、水中のウィルスを簡便
に除去する浄水器に適用するには不適当である。また孔
径の小さな限外濾過′膜を用いてウィルスを大きさによ
り除去しようとすると、一般水道の水圧程度では通水量
が小さくなり実用的でなくなってしまうものであった。

また、空孔率３０〜９０容積％、膜厚５〜１００μｍ、
空気濾過速度５〜３０Ｘ１０４Ω／　ｍ　２φｈｒ・Ｑ
、５ａｔｍで、膜の微小空孔が下記の構造、すなわち、
微小空孔が延伸方向に配列したミクロフィブリルと該ミ
クロフィブリルに対しほぼ直角に連結した節部とから形
成される平均幅が０．０５〜０．３０μｍである短冊状
最小空孔が積層された形態を有し、該微小空孔は膜の一
方の面から他方の面へ順次相互につながっている構造を
有するポリオレフィン多孔質膜を用いたウィルスの除去
も提唱されている（特開昭６０−１４２８６０号）。し
かしながら、このような延伸法により開孔されたポリオ
レフィン多孔質膜においては、膜強度が十分なものとは
ならず実用上問題があり、さらに十分な処理速度が得ら
れないものであった。

（発明が解決しようとする課題）従って、本発明は新規な浄水器を提供することを目的と
するものである。本発明はまたウィルス捕捉性に優れた
浄水器を提供することを目的とするものである。本発明
はさらに、簡単な構成でしかも一般水道程度の水圧にお
いて水または溶液中のウィルスを除去できる浄水器を提
供することを目的とするものである。

（課題を解決するための手段）上記諸口的は、含窒素複素環を分子内に有する単量体を
一構成成分とした重合体を基材表面に保持させた濾材を
用いたことを特徴とする浄水器により達成される。

本発明はまた、含窒素複素環を分子内に白゛する単量体
を一構成成分とした重合体を基材表面に化学的に保持さ
せた濾材を用いたことを特徴とする浄水器を示すもので
ある。本発明はさらに、含窒素複素環を分子内に有する
単量体を１構成成分とした重合体を水に対して低膨潤性
の基材表面に化学的に保持させた濾材を用いたことを特
徴とする浄水器を示すものである。本発明はさらに、濾
材が多孔質膜である浄水器を示すものである。本発明は
さらにまた、濾材が、最大孔径０．１〜１０゜０μｍ１
膜厚１０〜１０００μ、空孔率２０〜９０％、通水量１
ｍｌ／ｍｉｎ−ｍ２　・ｍｍＨｇ以上の多孔質膜の形態
を有する浄水器を示すものである。本発明はまた、濾材
である多孔質膜が、ポリオレフィンおよび一部もしくは
全ての水素がハロゲンで置換されたポリオレフィンを主
成分としていることを特徴とする浄水器を示すものであ
る。

本発明はさらに濾材である多孔質膜がポリプロピレンを
主成分としていることを特徴とする浄水器を示すもので
ある。本発明はまた、濾材が直径１００μｍ以下の多数
の交差するフィラメントより形成されたフィルター材の
形態を有する浄水器を示すものである。本発明はさらに
、含窒素複素環を分子内に有する単量体がピリジン環を
分子内に有する単量体である浄水器を示すものである。

本発明はまた、含窒素複素環がハロゲン化物により４級
化されているものである浄水器を示すものである。本発
明はさらに、被処理溶液を含窒素複素環を分子内に有す
る単量体を一構成成分とした重合体表面をｈする濾材に
接触させるのに先立ち、活性炭を構成成分とする吸着層
に接触させる構造を有する浄水器を示すものである。

ｌ−２諸目的はまた、含窒素複素環を分子内に有する単
量体を一構成成分とした重合体をプラズマグラフト重合
法により濾材表面に化学的に保持させ、このようにして
得られた濾材を用いて浄水器を形成することを特徴とす
る浄水器の製造方法によっても達成される。

（作用）本発明の浄水器は、含窒素複素環を分子内に有する単量
体を一構成成分とした重合体を基材表面に保持させた濾
材を用いたことを特徴とするものである。このように本
発明の浄水器においては、用いられる濾材表面に不溶化
された高分子イオンが存在し、この濾材の電解質高分子
表面が、ウィルスと良好な電気的相互作用をもたらし、
さらにこの含窒素複素環を分子内に有する単量体を一構
成成分とした重合体の分子構造が、ウィルスとの間に適
当な峠水性相互作用やファン・デル・ワールス相互作用
などの吸着力をもたらすものと考えられ、ウィルスを大
きさで除去する逆浸透膜や濾過膜と異なり、通常の水道
の水圧程度で簡単にかつ効率的にウィルス除去水を得る
ことができるものである。

なお、本明細書において「浄水器」とは、水道水あるい
は井戸水などの天然水より不純物を除去し、正常な水を
提供するための装置のことであり、通常は一般家庭でお
いしくかつ安全な飲料用水を得る目的で、蛇口と連結し
て使用される。使用形態としては、この他にも屋外での
使用を目的とした携帯用タイプのものや、実験室におけ
るウィルス除去を目的としたものなどがある。

以下、本発明を実施態様に基づきより詳細に説明する。

本発明の浄水器は、含窒素複素環を分子内に有する単量
体を一構成成分とした重合体を基材表面に保持させた濾
材を用いたことを特徴とするものである。

本発明の浄水器において用いられる濾材において、含窒
素複素環を分子内に−６する単量体を一構成成分とした
重合体は、濾材表面の少なくとも一部に存在していれば
よ（、必ずしも、全表面に存在するあるいは濾Ｈ自体が
このような重合体により構成される必要はない。

含窒素複素環を分子内に有する単量体としては、例えば
、１−ビニルピラゾール、３，５−ジメチル−１−ピラ
ゾール、３−メチル−５−フェニル−１−ビニルピラゾ
ール、１−フェニル−４−ビニルピラゾール、５−ビニ
ルピラゾリン、３−メチル−５−ビニルピラゾリン、１
−ビニルイミダゾール、２−ビニルイミダゾール、４−
ビニルイミダゾール、１−メチル−２−ビニルイミダゾ
ール、１−ビニル−２−メチルイミダゾール、１−メチ
ル−２−ビニルイミダゾール、１−メチル−５−ビニル
イミダゾール、１−エチル−５−ビニルイミダゾール、
１−エチル−５−ビニルイミダゾール、１−プロピル−
５−ビニルイミダゾール、１−ブチル−５−ビニルイミ
ダゾール、１−ビニル−２，４−ジメチルイミダゾール
、１−ビニル−２−イミダシリン、１−ビニル−２−メ
チル−２−イミダシリン、２−ビニル−３−メチル−２
−イミダゾリン、１−ビニル−２−イミダゾリノン、３
−ビニル−５，５−ジメチルヒダントイン、１−ビニル
−２−ピロリドン、３−ビニル−２−ピロリドン、１−
ビニル−３−メチル−２−ピロリドン、１−ビニル−４
−メチル−２−ピロリドン、１−ビニル−５−メチル−
２−ピロリドン、１−ビニル−３，３−ジメチル−２−
ピロリドン、１−ビニル−５−フェニル−２−ピロリド
ン、１−ビニル−３−ベンジル−２−ピロリドン、２−
ビニル−２−オキサゾリン、４−メチル−２−ビニル−
２−オキサゾリン、５−メチル−２−ビニル−２−オキ
サゾリン、２−ビニル−２，３−ジメチルオキサゾリン
、５−メチル−Ｎ−ビニル−１，３−オキサゾリジン−
２−オン、Ｎ−ビニル−１，３−オキサゾリジン−２−
オン、Ｎ−ビニル−２，２，５，５−テトラメチル−４
−オキサゾリドン、３−メチル−４−イソプロペニルイ
ソオキサゾール、３−ビニル−１，３−オキサジン−２
−オン、３−ビニル−１，２，４−オキサジアゾール、
２−ビニル−１，２，４−トリアゾール、２−ビニル−
１，２，３４リアゾール、４−ビニル−１，２，３−ト
リアゾール、１−ビニルテトラゾール、２−ビニルテト
ラゾール、１−メチル−５−ビニルテトラゾール、２−
メチル５−ビニルテトラゾール、１−ビニルインドール
、２−メチル−１−ビニルインドール、３−メルル−１
−ビニルインドール、Ｎ−ビニルベンゾトリアゾール、
２−ビニルベンゾイミダゾール、Ｎ−ビニルベンゾイミ
ダゾール、Ｎ−ビニル−２−メチルベンゾイミダゾール
、２−ビニルイミダゾール、９−ビニルカルバゾール、
２−ビニルピリジン、３−ビニルピリジン、４−ビニル
ピリジン、２−ビニル−３−メチルピリジン、２−ビニ
ル−４−メチルピリジン、５−ビニル−２−メチルピリ
ジン、４−ビニル−３，５−ジメチルピリジン、３−ビ
ニルピペリジン、１−メチル−２−ビニルピペリジン、
４−ビニルピリミジン、２−Ｎ、Ｎ−ジメチルアミノ−
４−ビニルピリミジン、２−ビニルピラジン、２−ビニ
ル−３，４，５，６−テトラヒドロピリミジン、１−ビ
ニル−テトラヒドロピリミジン、５，６−シヒドロー２
−ビニル−４Ｈ−１，３−オキサジン、１−ビニル−２
−ピペリドン、３−ビニル−１，３−オキサジン−２−
オン、４−ビニル−３−モルホリノン、Ｎ−ビニル−Ｎ
、Ｎ’　　−トリメチレンウレア、３−（２−ビニル）
−６−メチル−４，５−ジヒドロピロダシノン、２，４
−ジメチル−６−ビニル＝１．３．５−４リアジン、２
，４−ジアミノ−６−ピニルー１．３．５−トリアジン
、１−ビニル−３，５−ジブチルイソシアヌレート、１
−ビニル−２−エトキシ−４−ピリミジン、１−ビニル
ウラシル、１−ビニル−３−メチルウラシル、６−メチ
ル−１−ビニルウラシル、１−ビニルチミン、２−ビニ
ルキノリン、４−メチル−２−ビニルキノリン、９−ビ
ニルアクリジン、９−ビニルアデニン、６−アセチル−
９−ビニルアデニン、９−ビニルヒポキサンチン、９−
ビニルグアニン、５−メチル−２−ビニルイミノビベン
ジル、Ｎ−ビニルフタルイミド、Ｎ−ビニルスクシンイ
ミド等がある。

これらの単量体のうち、特に含窒素複素環としてピリジ
ン環を有するもの、例えば２−ビニルピリジン、３−ビ
ニルピリジン、４−ビニルピリジン、２−ビニル−３−
メチルピリジン１．２−ビニル−４−メチルピリジン、
５−ビニル−２−メチルピリジン、４−ビニル−３，５
−ジメチルピリジンなどがウィルスに対する捕捉性、経
済性および重合容易性の面から好ましいものである。

さらに、これら単量体の含窒素複素環は、適当なハロゲ
ン化物、特にベンジルブロマイド、ベンジルクロライド
などのようなフェニル基を６するハロゲン化物により４
級化されていても構わないし、塩の形であってもよい。

また、含窒素複素環を分子内に白゛する単量体を一構成
成分とした重合体は、前記したような念窒素複素環を有
する単量体の一種による単独重合体であっても、あるい
はこれらの含窒素複素環を有する単量体を複数種もしく
はこれらの含窒素複素環を有する単量体と共重合可能な
その他の単量体を複数種を組合せて形成されるランダム
もしくはブロック共重合体であってもよい。

これらの含窒素複素環を有する単量体と共重合可能なそ
の他の単量体としては、例えば、アクリル酸、メチルア
クリレート、エチルアクリレート、イソプロピルアクリ
レート、ブチルアクリレート類、メタクリル酸、メチル
メタクリレート、エチルメタクリレート、イソプロピル
メタクリレート、ブチルメタクリレート類、２−ヒドロ
キシエチルアクリレート、２−ヒドロキシメタクリレー
ト、アクリルアミド、メタクリルアミド、アクリロニト
リル、メタクリロニトリル、酢酸ビニル、スチレンなど
が挙げられる。

前記したように本発明の浄水器において用いられる濾材
は、含窒素複素環を分子内に何する単量体を一構成成分
とした重合体表面を何するものであれば特に限定される
ものではないが、好ましくは、水に対して低膨潤性の基
材表面に含窒素複素環を一構成成分とした重合体を保持
させたものが望ましい。すなわち、このような水に対し
て低膨潤性基Ｈの表面に含窒素複素環を一構成成分とし
た重合体を保持させた場合には、浄水器の使用時におい
て水により濾材が膨潤して流路が閉塞し通水性が低下す
るという虞れが少ないためである。

なお、ここで水に対して「低膨潤性」の基材とは、ｌＸ
１０ｃｍの短冊状のサンプルを蒸溜水に２４時間浸漬し
たときの長手方向における寸法変化（膨潤）率が５％以
下の基材を指すものである。

このような基材としては、ポリフッ化ビニリデン、セル
ロース誘導体、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリス
チレン、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート
、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、ポリ臭化ビニル、ポ
リエチレンテレフタレート、ポリアミド、ポリテトラフ
ルオロエチレン、ポリ塩化ビニリデン、ポリスルホン等
の熱可塑性樹脂やこれらの共重合体あるいはこれらのブ
レンド物などがある。このうち特に、機械的強変、耐薬
品性に優れたポリオレフィンおよび一部もしくは全ての
水素がハロゲンで置換されたポリオレフィンを主成分と
している基材が好ましい。

このような基材表面への、含窒素複素環を有する単量体
を一構成成分とする重合体の保持方法は、予め合成され
た高分子の溶液をコーティングする方法、該高分子溶液
を架橋不溶化する方法、前記単量体のグラフト市合法、
プラズマ重合法等を用いることができ、特に限定されな
いが、基材表面に化学的に保持させる方法が好ましい。

なお、本明細書において「化学的に結合させる」とは、
コーティング法のように、予め合成された高分子を単に
基材表面に被覆するのではなく、何らかの化学的作用、
例えば架橋反応やグラフト反応あるいは静電結合や高分
子錯体の形成などを利用して基材表面に堅固に保持させ
ることを指すものである。

従って、このようにして得られる濾材を用いて形成され
た浄水器は、含窒素複素環を分子内に有する単量体を一
構成成分とした重合体を単にコーティングした濾材を用
いたものとは異なり、該高分子の溶出会剥離という問題
が生じることがなく、安全性の高いものとなる。さらに
単なるコーティング法では、前記重合体の一つであるポ
リビニルピリジニウムなどのように親水性の高いものを
、ポリオレフィンなどの疎水性の基材に均一にコートす
ることは困難であるが、化学作用を伴なう方法を駆使す
ることにより所望の濾材が得られることとなるものであ
る。さらに、このように化学的に保持する方法のなかで
も、前記単量体がグラフト重合可能な重合開始点を少な
くとも一部の表面に有する高分子基材にガス状で供給さ
れて表面グラフト重合される方法が特に好ましい。グラ
フト重合可能な重合開始点とは、単量体が分子内に二重
結合を有しかつラジカル重合可能なものであれば、高分
子ラジカルを膜表面に生成させればよい。

高分子ラジカルの生成法としては、電子線、ガンマ線、
紫外線、プラズマ、オゾン、ラジカル生成剤（水素引抜
剤）等があるが、プラズマを用いる方法が該単量体をガ
ス状で供給し、固体−気川重合により表面グラフト重合
を進行させ、ドライプロセスでウィルス捕捉用濾材を製
造することが可能となるので好ましい。さらにこのよう
なプラズマグラフト法を用いて化学的に結合させると、
基材表面に結合されたウィルス捕捉性を何するグラフ！
−鎖は、水溶液中においてちょうど溶解したような状態
で存在することとなり、架橋不溶化法などにより固定化
されたものと比べてウィルス捕捉能力が高くなるために
好ましい。なお、このようにして形成される含窒素複素
環を有する単量体を一構成成分とする合成高分子膜の厚
みは５ｍｍ以下、好ましくは１０〜２００μｍである。

　また本発明の浄水器において用いられる濾材の形態は
特に限定されず、例えば不織布、織布、綿布、多孔質体
、フィルム、微粒子等あるいはこれらの組合せが例示で
きる。これらの形態のうち、特に、不織布、織布あるい
は多孔質体が、浄水器に組立てやすく、かつ処理表面積
を大きくとれることから好ましい。なお、多孔質体とし
ては、平膜状、中空糸膜状などの膜状形状、スポンジ形
状などの塊状形状が含まれる。

この濾材が、多孔質膜形状を′１′丁する場合、その最
大孔径が０．１〜１０．０μｍ１より好ましくは０．２
〜２．０μｍ、膜厚１０〜１０００μｍ、より好ましく
は２０〜２００μｍ、空孔率２０〜９０％、より好まし
くは４０〜８０％、通水量が１ｍｌ／ｍｉｎ−ｍ２　・
ｍｍＨｇ以上、より好ましくは１０ｍ　ｌ／ｍｉ　ｎ　
＊ｍ２　・ｍｍＨｇ以上であることが望まれる。このよ
うな特性を有する多孔質膜形状である場合、孔径による
濾過機能と前記したような親和力によるウィルス捕捉性
の２つの機能を１つの濾材で何することとなり、さらに
その処理速度も優れたものとなる。また、この濾材が織
布、不織布などである場合には、これらが直径１００μ
ｍ以下、より好ましくは１０μｍ以下のフィラメントを
多数交差することによって形成されているものであるこ
とが望まれる。すなわち、このように直径１０μｍ以下
のフィラメントにより構成されていると、単位面積当り
の表面積を大きくしてウィルス捕捉能を高めることがで
きるものである。ここで、上記「最大孔径」とは、ＡＳ
ＴＭ−Ｆ３１６に記載されているバブルポイント法でイ
ソプロピルアルコールを溶媒にして測定した値であり、
「空孔率（％）」は全体積に占める空孔部の体積を百分
率で表わしたものであり、またフィラメントの「直径」
は走査型電子顕微鏡で観察したフィラメントの長径と短
径の平均値のことである。なお、フィラメントは異形フ
ィラメントであっても多孔質フィラメントであってもよ
い。

さらに、本発明の浄水器において用いられるウィルス捕
捉性を有する濾材が平膜状多孔質膜である場合に、該平
膜状多孔質膜は、はぼ完全に平坦なものでももちろんよ
いが、例えば第１ａ〜ｌｄ図に示すように、少なくとも
一方の面の複数微小突起２をｈ゛するものでもよい。こ
れは該濾材を浄水器に組込んだ際に、隣接する濾材相互
間に安定した流路を形成できることからＧ利である。こ
のマ［と膜状多孔質膜の形態を有する濾材において微小
突起２の設けられる面は、第１ａ、および第１Ｃ図に示
すように膜の一方の面のみであっても、第１ｂおよび第
１ｄ図に示すように膜の両方の面であってもよく、浄水
器における該濾材の設定位置等に応じて変更され、また
微小突起２の形状もドツト状、線状、格子状等が適用さ
れ特に限定されるものではないが、微小突起２の高さＨ
は２０〜１０００、ｃｚｍ、より好ましくは４０〜２０
０μｍであることが望ましく、また微小突起２の設けら
れた面の表面積に対する微小突起２部位の占有面積は０
．５〜５０％、より好ましくは１．０〜２０％であるこ
とが望ましい。すなわち、微小突起２の高さＨが２０μ
ｍ未満であると微小突起２のスペーサーとしての作用が
十分とならず、安定した流路厚を確保することが難しく
、一方微小突起２の高さＨが１０００μｍを越えると微
小突起２の変形が大きく誤差が生じやくなるためであり
、また微小突起部位２の占有面積が０．５％未満である
と、該濾材自体の変形を十分に規制することができず、
一方占有面積ｈＬ５０％を越えると、有効透過面積が減
収して十分な透過性能を得ることがてきなくなる虞れが
生じるためである。

また、この微小突起付平膜型濾材において微小突起２部
位は、第１ａ〜１ｂ図に示すように平膜型濾材本体１と
同一材質により構成することも、また第１Ｃ〜１ｄ図に
示すように平膜型濾材本体１と別材質により構成するこ
とも可能であるが、好ましくは、微小突起２部位はその
ヤング率１．０Ｘ１０６〜２．０ｘｌＯ’０ｄｙｎｅ／
　ｃｒｌ、より好ましくは１．０ｘ１０６〜１．０ｘ１
０９ｄｙｎｅ／　ｃＪである材質により構成されること
が望ましい。その理由は、該平膜型濾材を浄水器内にお
いて積層した際、平膜型濾材本体１同志の間隔により形
成される流路厚を抑圧により挟めやすくかつ弛緩させた
ときに、流路が可逆的に自己復元し、所望の通水量を得
やすくするためである。

本発明の浄水器は、」−２したような含窒素複素環を分
子内に有する単量体を一構成成分とした重合体を基材表
面に保持してなる濾材（以下、ウィルス捕捉性濾材と称
する。）を有し、該浄水器に導入された処理しようとす
る水ないし溶液をこのウィルス捕捉性濾材とＵ効に接触
させ、そして処理された水ないし溶液を取出すことので
きるものであれば、その構造には特に限定されるもので
はなく、ウィルス捕捉用濾材として前記したような各種
の形態のものを用いることができる以外にも、例えば、
このウィルス捕捉性波相よりも浄水器内部の流路上にお
いて前部もしくは後部あるいはその両方に、濾過膜、活
性炭などを配置することも任意である。特に、処理しよ
うとする水中に存在するフミン酸などの有機物によって
、当該ウィルス捕捉性濾材のウィルス捕捉能が低下して
しまう虞れがあるために、これらを有効に吸着除去でき
る活性炭を構成成分とする吸着層を、浄水器内部の流路
上において該ウィルス捕捉性濾材よりも前部に配置した
構成とすることは極めて望ましいものである。なお、こ
の活性炭としては、粒子状のものや、不織布状に加工し
たものなど任意の形状のものを用いることができる。

次に本発明の浄水器の具体的構成をいくつかの実施態様
により例示するが、本発明の浄水器はもちろんこれらに
何ら限定されるものではない。

第４図は、本発明の浄水器の一実施態様の構成を示す断
面図である。

この実施態様においては、前記のごときウィルス捕捉性
濾材を、平膜型多孔質膜形状とし、これをケース内に多
数枚積層して浄水器を構成したものである。すなわち、
この浄水器１０は、上部中央部位に液体流入口１１を備
えた円筒状ケース本体１２と、底部中央部位に液体流出
口１３を有し、外周側壁内面にＯリング１４を取付けた
底蓋体１５とよりなるケースを有しており、このケース
内には、第２図に示すように中央に貫通孔４ａ１４ｂを
有する円形平膜型のウィルス捕捉性濾材３ａ、３ｂを濾
液側スペーサーとしての不織布５を挾み込んで一ヒ下２
枚Ｘ■合せその外周縁部をシールしてなる濾材ユニット
６が、被処理液側スペーサーとしての両面に多数の凹凸
を有するドツト板１６ａを挾んで複数積層されており、
最上部および最下部の濾材ユニット６の」二部あるいは
下部にも片面に凹凸を打するドツト板１６ｂ、１６ｃが
配しであるものである。そして、このケース内において
、濾材３　ａ　ｓ　３　ｂより外面側の被処理液流路と
内面側の濾液流路とを区画形成するために、最上部の濾
材ユニット６の上部貫通孔４ａをホットメルト樹脂１７
ａ等により閉塞し、また各濾材ユニット６の貫通孔４　
ａ　−、４ｂと各ドツト板１６ａ、１６Ｃの中央貫通孔
１８とをその外周縁部においてホットメルト樹脂１７ｂ
等でシールするとともに連通させ、さらに、最下部のド
ツト板１６ｃの中央貫通孔１８と整合された底蓋体１５
の液体流出口１３との間をその外周縁部において同様に
シールしている。さらにこの実施態様の浄水器において
は、液体流入口１１に水道の蛇口（図示せず）等を挿入
した際に、液密な接続が容易になされるように、液体流
入口１１の内局面部には厚肉のパツキン材１９が配して
あり、また液体流出口１３には、０リング２０を介して
液密にがっ回動自在に蛇口２１が取付けられている。

また第５図は、本発明の浄水器の別の実施態様の浄水器
の構成を示すものである。

第５図においては、前記のごときウィルス捕捉性濾材を
、微小突起付平膜型多孔質膜形状とし、これをケース内
に多数枚積層してウィルス捕捉部を形成するとともに、
このウィルス捕捉部よりも前部に活性炭よりなる吸着層
部を形成して浄水器を構成したものである。すなわち、
この浄水器３０は、中央部位に液体流入口３１を備え、
外周側壁内面にＯリング３２を取付けた」二盈体３３と
、多数の連通孔３４の開けられた通液性隔壁３５を内部
に有する断面路Ｈ字型の円筒状ケース本体３６と、中央
部位に液体流出口３７を有し、外周側壁内面にＯリング
３８を取付けた底蓋体３９とよりなるケースをイイして
いる。このケース内の通液性隔壁３５より下方には、第
３図に示すように一方の面（各外側面）に微小突起２を
有しかつ中央部に貫通孔４ａ、４ｂを設けられた円形ｉ
１Ｚ膜型のウィルス捕捉性濾材７ａ、７ｂを濾液側スペ
ーサーとしての不織布５を挾み込んで上下２枚組合せそ
の外周縁部をシールしてなる濾材ユニット８が複数積層
されており、そして、濾材７ａ、７ｂより外面側の被処
理液流路と内面側の濾液流路とを区画形成するために、
最上部の濾材ユニット８の上部貫通孔４ａをホットメル
ト樹脂４０ａ等により閉塞し、また各濾材ユニット８の
貫通孔４ａ。

４ｂの間をその外周縁部においてポットメルト樹脂４０
ｂ等でシールするとともに連通させ、さらに、最下部の
濾材ユニット８の貫通孔４ｂと整合された底蓋体３つの
液体流出口３７との間をその外周縁部において同様にシ
ールしている。ウィルス捕捉性濾材として、微小突起付
平膜型のものを用いると、前記したように濾利表面１−
に存在する複数の微小突起により濾材本体１同士は直接
接触することなく離間され、前記第４図に示した実施態
様におけるようにドツト板等のスペーサーを配さなくと
も適正な流路が確保されている。一方、このケース内の
通液性隔壁３５より上方には、このケースの内径とほぼ
同じ直径を有する、円盤状の活性炭不織布４１が複数枚
積層され充填されている。従って、この浄水器３０にお
いては、液体流入［コ３１より流入した被処理液はまず
、このケース内の通液性隔壁３５より上方の空間におい
て活性炭不織布４１に接触し、その後、通液性隔壁３５
の連通孔３４を通り下方の空間へ移動し、次いで、下方
の空間において濾材７ａ、７ｂ面を通過して、濾制ユニ
ット８の内部へと至る。被処理液は濾１’７ａ、７ｂを
通過することでウィルスを捕捉されて清浄化され濾液と
なり、濾材ユニット８中夫の貫通孔部より連通ずる液体
流出口３７へと至り浄水器外部へ排出される。

なお、この実施態様の浄水器においても、前記第４図に
示した実施態様におけると同様に、液体流入口３１に水
道の蛇口（図示せず）等を挿入した際に、液密な接続が
容易になされるように、液体流入口３１の内周面部には
厚肉のパツキン材４２が配してあり、また液体流出口３
７には、０リング４３を介して液密にかつ回動自在に蛇
口４４が取付けられている。

さらに、第４図および第５図に示した実施態様の変更態
様として、平膜型のウィルス捕捉性波相３ａ、３ｂある
いは微小突起付平膜型のウィルス捕捉性濾材７ａ、７ｂ
に代えて、含窒素複素環を分子内にｈｏする単量体を一
構成成分とした重合体表面を有しない通常の平膜型多孔
質膜あるいは微小突起付平膜型多孔質膜を用い、一方、
これらの間に配されていたスペーサーとしての不織布５
に代えて、含窒素複素環を分子内に有する単量体を一構
成成分とした重合体表面を打する不織布状の濾材を用い
ることによっても、本発明の浄水器を構成することがで
きる。

（実施例）以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明する。

実施例１メルトフローインデックス（Ｍ、Ｉ、）が３０および０
．３のポリプロピレン（重量比１００：６０の混合物）
１００重量部当り、有機充填剤として流動パラフィン（
数゛１也均分子量３２４）４３５重量部および結晶核形
成剤として１，３．２４−ビス（ｐ−エチルジベンジリ
デン）ソルビトール０．２重量部を二軸押出機（池具鉄
工株式会社製）で溶融混練しペレット化したものを上記
押出機を用いて１５０〜２００℃で溶融し、スリット幅
０．６ｍｍのＴダイより空気中に押し出し、Ｔダイ直下
に置かれた冷却液相のガイドローラーの回転によって冷
却固化液中に導き冷却固化した後巻取った。巻取ったフ
ィルム状物を一定長に切断し、縦横軸両方向を固定し、
１，１．２−）リクロロー１．２．２−）リフルオロエ
タン中に１０分間、計４回浸漬して流動パラフィンの抽
出を行い、次いで１３５°Ｃの空気中で２分間熱処理を
行って、最大孔径０．４５μｍ１膜厚１２０μｍのポリ
プロピレン性多孔質膜を得た。

この多孔質膜の表面に、直径０　、　３　ｍ　ｍ　ｓ深
′さ０．１ｍｍの孔が版面の表面積に対して１％の占有
面積で設けられているロータリースクリーン印刷機（ロ
本文化精工■製）を用いて紫外線硬化性樹脂（大日本イ
ンキ■製）を印刷し、直ちに紫外線で硬化させ、表面に
直径０．３ｍｍ、高さ０゜０６ｍｍの半球状の微小突起
を形成させた。

このようにして得られた微小突起付きポリプロピレン多
孔質膜に、低温プラズマ（アルゴン　０゜１　ｔ　ｏ　
ｒ　ｒ）を１５秒間照射した後、４−ビニルピリジン単
量体をガス状で供給し、２８８にの温度で１０分間表面
グラフト重合を行った。さらに、表面グラフト鎖中のピ
リジン環由来の窒素を、ベンジルブロマイドを用いて４
級化して、所望の表面を有する濾材を作成した。

この多孔質膜よりなるウィルス捕捉性濾材を、中央に直
径ｇｍｍの貫通孔を有する外径５０ｍｍのドーナツ状に
打抜き、濾液側スペーサーとして不織布を挾み込んで２
枚重ねて外周部をヒートシールした。さらにこのユニッ
トの内周部をホットメルト樹脂により接着しながら２５
層積層し、最上部の貫通孔をふさいでウィルス捕捉部と
した。

続いて、液体流出入口を何する直径５５ｍｍ、高さ５０
ｍｍの円筒状の容器に、前記ウィルス捕捉部を、容器の
液体流出口とウィルス捕捉部の濾液側の貫通孔が一致す
るように接着し、さらに液体流出入口よりウィルス捕捉
部に至る空間に活性炭不織布を積層して浄水器とした。

この浄水器の通水量を測定した結果、１ｋｇ／Ｃｍ２の
水圧下で、３．６Ω／分の通水量を有していた。またウ
ィルス（バクテリオファージＴ７）を含む溶液（約１０
５／ｍｌ）をこの浄水器で１ｋｇ／ｃｍ２の水圧下に処
理し、ウィルスの除去性能を測定したところ９９．９９
％以上の除去率であった。またビニルピリジンをグラフ
ト重合したのみの非４級化タイプの多孔質膜で同様の実
験を行なったところ、９９．９％以上の除去率であった
。

実施例２ポリプロピレン不織布（東燃石油化学■、タピルス）を
基材として、実施例１と同様にビニルピリジンを表面グ
ラフト重合した後、ベンジルクロライドにより表面グラ
フト鎖中のピリジン環由来の窒素を４級化して、所望の
表面を有する不織布を作成した。このようにして得られ
たウィルス捕捉性不織布を、濾液側スペーサーとして用
いる以外は前記実施例１と同様にして浄水器を作成し、
ウィルス除去性能を測定したところ、バクテリオファー
ジＴ４の除去率は９９．９％以」二で、通水量は３．４
ｆｌ１分であった。

実施例３ポリフッ化ビニリデン粉末（三菱油化■製、ｋｙｎａｒ
　　Ｋ２Ｏ２）１８重量部を、アセトン７３．８重量部
およびジメチルホルムアミド８．２重量部に溶解してな
る溶液を、ポリエチレンテレフタレートフィルム１−に
キャス１へした後、１，１゜２−トリクロロ−１，２，
２−トリフルオロエタン浴中に５分間浸漬し、乾燥して
膜厚１３５μｍ、最大孔径０．４５μｍのポリフッ化ビ
ニリデン多孔質膜を得た。

この多孔質膜に実施例１と同様の方法で、１−ビニル−
２−イミダシリンを表面グラフト重合し、ベンジルクロ
ライドで４級化反応を行った後、浄水器を作製し、ウィ
ルス除去性能を測定したところ、バクテリオファージＴ
７の除去率は９９．９％以上であった。

実施例４アルギン酸を構成成分としてなる直径６〜６０μｍのフ
ィラメントを不織布状に成形してなる基材を、水不溶性
ビニルピリジニウム型樹脂（４−ビニルピリジンとメチ
ルメタクリレート（１：　９）共重合体をベンジルクロ
ライドで４級化した樹脂）の２％エタノール溶液に浸漬
することで、基材中のアルギン酸と該樹脂の高分子複合
体を形成させ、該樹脂が容易に溶出・剥離しないように
した濾材を作成した。

液体流出入口を何する直径３０ｍｍ、高さ４０ｍｍの円
筒状の容器に、液体流入口側に活性炭不織布を、液体流
出口側に−ｈ記で作成した不織布状の濾材を入れて浄水
器を作成した。この浄水器のウィルス除去性能を測定し
たところ、バクテリオファージＴ７の除去率は９９％以
−にで、通水量は９．５Ω／分であった。

比較例１メトキシエチルアクリレートを単量体として実施例と同
様に表面グラフト重合を行なって作成した親水性ポリプ
ロピレン多孔質膜を使用して、実施例１と同様に浄水器
を作製した。

この浄水器のウィルス除去性能を測定したところ、バク
テリオファージＴ４およびバクテリオファージＴ７の除
去率は９０％以下であった。

（発明の効果）以上述べたように本発明の浄水器は、含窒素複素環を分
子内に有する単量体を一構成成分とした重合体を基材表
面に保持してなる濾材を用いたことを特徴とするもので
あるから、水道水程度の低い水圧で水溶液中に含まれる
ウィルスを簡単に除去することができ、かつ高い通水量
が得られるものであり、一般家庭において水道等の蛇口
と直結したり、携帯用として使用して飲料水の清浄化に
、また実験室でのウィルス除去の目的などに極めて有用
であり、水を媒体としたウィルスの人体への感染や培養
細胞のウィルス・マイコプラズマ等による汚染を防止す
るのに高い効果を発揮することとなる。

さらに本発明の浄水器において、含窒素複素環を分子内
に有する単量体を一構成成分とした重合体を基材表面に
化学的に保持させた濾材、より好ましくは水に対して低
膨潤性の基材表面に化学的に保持させた濾材を用い、さ
らに、濾材が多孔質膜である場合に最大孔径０．１〜１
０．０μｍ１膜厚１０〜１０００μ、空孔率２０〜９０
％、通水量１ｍｌ／ｍｉｎ−ｍ２　・ｍｍＨｇ以」二の
特性を有し、ポリオレフィンおよび一部もしくは全ての
水素がハロゲンで置換されたポリオレフィンを主成分と
している、あるいはポリプロピレンを主成分としている
ものであり、また濾材が不織布、織布もしくは綿布など
である場合、直径１００μｍ以下の多数の交差するフィ
ラメントより形成されたフィルター材の形態を有してお
り、さらに窒素複素環を分子内に有する単量体が、ピリ
ジン環を分子内に有する単量体である、あるいはまた含
窒素複素環がハロゲン化物により４級化されているもの
であり、また被処理溶液を含窒素複素環を分子内に有す
る単量体を一構成成分とした重合体表面を有する濾材に
接触させるのに先立ち、活性炭を構成成分とする吸着層
に接触させる構造を有するものであると、そのウィルス
除去性能はより良好でかつ安定したものとなる。

【図面の簡単な説明】

第１ａ−ｄ図は、本発明の浄水器において用いられる濾
材形状の一例を模式的に示す拡大断面図、第２図および
第３図は本発明の浄水器において用いられる濾材ユニッ
トの一例の構成を模式的に示す一部断面斜視図、第４図
は本発明の浄水器の一実施態様の構造を示す一部破断断
面図であり、また第５図は本発明の浄水器の他の実施態
様の構造を示す一部破断断面図である。３ａ、３ｂ、７ａ、７ｂ・・・ウィルス捕捉性濾材、１
０．３０・・・浄水器、　１１．３１・・・液体流入口
、１３．３７・・・液体流出口、４１・・・活性炭不織
布。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）含窒素複素環を分子内に有する単量体を一構成成
分とした重合体を基材表面に保持させた濾材を用いたこ
とを特徴とする浄水器。
（２）含窒素複素環を分子内に有する単量体を一構成成
分とした重合体を基材表面に化学的に保持させた濾材を
用いたことを特徴とする請求項１に記載の浄水器。
（３）含窒素複素環を分子内に有する単量体を１構成成
分とした重合体を水に対して低膨潤性の基材表面に化学
的に保持させた濾材を用いたことを特徴とする請求項１
に記載の浄水器。
（４）濾材が多孔質膜である請求項１〜３のいずれかに
記載の浄水器。
（５）濾材が、最大孔径０．１〜１０．０μｍ、膜厚１
０〜１０００μ、空孔率２０〜９０％、通水量１ｍｌ／
ｍｉｎ・ｍ＾２・ｍｍＨｇ以上の多孔質膜の形態を有す
る請求項４項に記載の浄水器。
（６）濾材である多孔質膜が、ポリオレフィンおよび一
部もしくは全ての水素がハロゲンで置換されたポリオレ
フィンを主成分としていることを特徴とする請求項４ま
たは５に記載の浄水器。
（７）濾材である多孔質膜が、ポリプロピレンを主成分
としていることを特徴とする請求項４〜６のいずれかに
記載の浄水器。
（８）濾材が、直径１００μｍ以下の多数の交差するフ
ィラメントより形成されたフィルター材の形態を有する
請求項１〜３のいずれかに記載の浄水器。
（９）含窒素複素環を分子内に有する単量体が、ピリジ
ン環を分子内に有する単量体である請求項１〜８のいず
れかに記載の浄水器。
（１０）含窒素複素環がハロゲン化物により４級化され
ているものである請求項１〜９のいずれかに記載の浄水
器。
（１１）被処理溶液を含窒素複素環を分子内に有する単
量体を一構成成分とした重合体表面を有する濾材に接触
させるのに先立ち、活性炭を構成成分とする吸着層に接
触させる構造を有する請求項１〜１０のいずれかに記載
の浄水器。
（１２）含窒素複素環を分子内に有する単量体を一構成
成分とした重合体をプラズマグラフト重合法により濾材
表面に化学的に保持させ、このようにして得られた濾材
を用いて浄水器を形成することを特徴とする浄水器の製
造方法。